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佛甲草药理作用及其相关机制研究进展*

2019-03-19麻海娟曹性玲黄志华

赣南医学院学报 2019年8期
关键词:抗疲劳自由基氧化应激

麻海娟,曹性玲,黄志华

(赣南医学院,江西 赣州 341000)

佛甲草(Sedum lineare Thunb, SLT),别名火烧草、火焰草、佛指甲、半支连、狗牙半支、铁指甲、朱雀舌、万年草等,景天科植物佛甲草全草,味甘,寒,曾收载于1977年版《中国药典》,具有清热、解毒、消肿、利胆等功效,传统中医用于咽喉肿痛、痈肿、疔疮、烫伤、蛇咬伤、痢疾、黄疸等[1]。《本草图经》记载:“烂眼如膏,以贴汤火疮毒”。《纲目拾遗》记载:“治痈疔,便毒,黄疸,喉癣”。《广州植物志》记载:“捣汁服能退热,止渴,止赤、白痢”。《贵阳民间药草》记载:“清湿热,解火毒。”

近年来随着对佛甲草的研究日趋深入,其药理作用及其相关机制也日益明朗。对佛甲草成分进行分析时发现佛甲草含有多种化合物,现代研究已经证实佛甲草的化学成分包括黄酮类、生物碱、香豆素类、甾体类以及三萜类等[2],并发现佛甲草具有多种药理功效,现已证实的有抗炎、抗氧化、抗肿瘤、抗疲劳、缓解肝损伤、降低缺氧性心、脑损伤等,本文就近年来佛甲草的药理作用及其相关机制作一综述,为深入研究佛甲草的开发利用提供依据和参考。

1 抗炎作用及机制

1.1佛甲草抑制急慢性炎症的作用廖跃华等选取急性炎症模型二甲苯所致的小鼠耳廓肿胀、醋酸所致的小鼠腹腔毛细血管,慢性炎症模型棉球肉芽肿观察佛甲草在急、慢性炎症中的作用及可能的机制。实验显示,给予佛甲草的小鼠耳廓肿胀、腹腔毛细血管的通透性增加及小鼠肉芽组织的增生得到了明显的缓解[3]。周青等采用完全佛氏佐剂制备类风湿性关节炎模型,发现佛甲草总提物对该模型的同侧的急性期和对侧足的继发性关节炎均有抑制作用。说明佛甲草对急、慢性炎症均有明显的治疗作用[4]。

1.2通过调节机体免疫功能起抗炎作用类风湿性关节炎(Rheumatoid arthritis, RA)是一种病因未明的慢性、以炎性滑膜炎为主的系统性疾病[5]。肿瘤坏死因子-α (tumor nccrosis factor-alpha, TNF-α) 和白细胞介素-6 (interleukin-6, IL-6)作为炎症因子中关键的两个因子,在RA炎症反应的发生发展中有着重要的作用。在细胞因子TNF-α的作用下,单核细胞、滑膜细胞等细胞上的IL-6大量分泌,产生级联反应,从而促进RA慢性炎症反应的发展。滑膜组织和滑膜细胞在TNF-α和IL-6的刺激下产生大量的环氧合酶-2(cyclooxygenase-2)、一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)、前列腺素E2(Prostaglandin E2, PGE2)和NO[6-7]。PGE2导致炎性细胞大量浸润,增生大量异常的滑膜组织,形成许多新生血管翳;NO刺激巨噬细胞合成释放白细胞介素-1β(interleukin-1β, IL-1β)和TNF-α,进而促进PGE2的释放,加速组织和细胞损伤。大鼠佐剂性关节炎(Adjuvant arthritis, AA)模型所模似的关节炎症状可持续发展,且无自限倾向,是国际上公认的最为理想的关节炎模型[8]。研究发现,4 g·kg-1和8 g·kg-1佛甲草均能显著缓解大鼠佐剂性关节炎引起的原发性和继发性足肿胀,降低胸腺和脾脏指数,并能下调血清中TNF-α和IL-6水平,显著减少关节液PGE2的含量。由此实验结果说明,佛甲草可以通过抑制炎症因子及炎症介质的生成起到抗炎效果[4]。

1.3通过抑制氧化应激起抗炎作用机体发生氧化应激时,氧化系统和抗氧化系统失衡,组织细胞内的天然抗氧化酶类,如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-Px)等含量明显减少,机体组织的抗氧化能力减弱,同时在体内产生大量的自由基、活性氧物质(reactive oxygen species, ROS)、活性氮物质(reactive nitrogen species, RNS),对机体组织细胞等造成损害。佛甲草醇提物作用于佐剂性关节炎大鼠时,大鼠的血清NO水平显著降低,而血清GSH-Px含量升高。说明佛甲草可以通过抑制氧化应激起到抗炎效果[9]。

2 抗肿瘤作用及机制

2.1佛甲草及其组分抗肿瘤作用肿瘤已经成为威胁人类生命的主要疾病之一,严重影响着人们的生活,预防和治疗肿瘤是已是全球亟待破解的课题。在我国,中草药临床抗肿瘤使用已经有了较为深入的研究。佛甲草的抗肿瘤活性也多见于报道。体外实验发现,佛甲草乙酸乙酯、正丁醇提取物对人肝癌细胞株HeG2、人食管癌细胞株EC109及人结肠癌细胞株SW480的体外增值有明显抑制作用,并呈良好的剂量依赖性,其中以总黄酮提取物的抗肿瘤活性最强[10];从佛甲草中分离出的7种黄酮类单体化合物对体外培养的人肺癌细胞A549、人肝癌细胞HepG2、人食管癌细胞EC109及人口腔癌细胞Accm 均表现出了不同程度的抑制作用,而且各个单体化合物之间可能还存在着协同作用[11]。在研究佛甲草体内抗肿瘤活性的实验中,4 g·kg-1的佛甲草对S180荷瘤小鼠有明显的抑瘤作用,抑瘤率高达84.26%。

2.2佛甲草通过调节机体免疫功能起抗肿瘤作用最近研究发现,给予佛甲草的荷瘤小鼠能够通过促进CD4+T 细胞分泌,刺激血清细胞因子IL-6、IL-10、TNF-α的生成等,并通过激活NF-κB抑制因子α (NF-kappaB inhibitor alpha, NF-κB)信号通路,上调S180小鼠荷瘤组织中的IL-10、TNF-α、NF-κB/P65 及 NF-κB/P50的表达,从而上调免疫细胞因子,起到改善免疫系统状态抗肿瘤的目的[12-13]。

2.3佛甲草通过抑制氧化应激起抗肿瘤作用氧化应激对肿瘤的作用在近年来的研究中逐渐得到明确。氧化应激可导致细胞的DNA突变、机体组织代谢的改变、基因组重组、信号通路激活等,从而促进肿瘤的发生发展[14-15]。实验证明佛甲草能作用于S180荷瘤小鼠,抑制S180荷瘤小鼠的氧化应激反应,升高S180荷瘤小鼠血清SOD、GSH-PX活性,降低血清丙二醛(malonaldehyde, MDA)活性,达到抗肿瘤的作用[16]。

3 护肝作用及机制

肝脏是腹腔内最大的实质性器官,参与机体许多项重要的生理功能,如机体的代谢,胆汁的分泌和解毒。四氯化碳(carbon tetrachloride, CCl4)诱导的肝损伤模型被广泛用于模拟肝坏死及肝硬化等病因学、组织学和肝功能变化[17-18]。CCl4造成肝损伤的机制复杂,现代研究发现可能与CCl4进入肝细胞,细胞膜脂质过氧化使肝细胞变性或坏死有关[19-20]。在CCl4进入细胞后,在细胞色素P450酶的激活下,产生大量的自由基CCl3·和OOCCl3·,细胞膜发生脂质过氧化而受损,生成大量的丙二醛(malondialdehyde, MDA),细胞膜的结构和功能发生改变,钙泵活性下降,Ca2+内流异常,加重肝细胞的损伤[21-24]。一氧化氮(nitric oxide, NO)是一种活性氮自由基,对肝的作用有着双重性,低浓度的NO可作为生理信使对肝脏的微循环功能进行调节,而高浓度的NO则可作为病理损伤对肝细胞产生毒性[25]。CCl4进入肝细胞后,产生大量的NO,并促使NO生成过氧亚硝酸根(ONOO-),脂质过氧化损伤细胞组织,形成肝损伤[26-27]。肝细胞受损导致谷丙转氨酶(glutamic-pyruvic transaminase, ALT)、谷草转氨酶(glutamic-oxalacetic transaminease, AST)溢出细胞外,血清中的ALT、AST含量升高[28]。

在CCl4诱导肝损伤的实验中发现,佛甲草对肝脏有良好的保护作用。实验结果显示,佛甲草能显著降低CCl4中毒大鼠的ALT、AST,抑制MDA的产生,增加SOD、GSH-Px的活性,减少血清透明质酸(HA)、层黏连蛋白(LN)、Ⅲ型前胶原(PCⅢ)、Ⅳ型胶原(cⅣ)含量,增强抗超氧阴离子自由基(O2·-)活力并能调节NO含量,防止NO含量过度产生或者过度下降[29-34]。吴丽珍等采用硫代乙酰胺诱导的肝损伤模型中发现,佛甲草乙酸乙酯提取物可以改善肝功能,缓解肝损伤[35]。其机制可能与佛甲草有抗脂质过氧化作用有关。

4 耐缺氧作用

佛甲草有很好的耐缺氧及抗疲劳作用。周青等采用常压耐缺氧法、对抗特异性心肌缺氧法、对抗亚硝酸钠法及对抗脑缺血缺氧法来探究佛甲草对小鼠耐缺氧性的影响,实验发现,佛甲草能明显提高以上四种缺氧条件下小鼠的存活时间,说明佛甲草能显著提高小鼠的缺氧耐受力,且可能与其能提高小鼠心、脑耐缺氧性有关[36-37]。

5 抗疲劳作用及机制

在研究佛甲草的抗疲劳实验中,通过观察给予佛甲草后小鼠耐寒能力、耐热能力、负重游泳时间及血清和肝组织中MDA和超氧化物歧化酶的改变来研究佛甲草的抗疲劳作用。实验结果显示,佛甲草能有效延长小鼠耐寒、耐热的存活及负重游泳时间,而耐寒、耐热和游泳时间的长短是机体疲劳的一个重要指标,因此,说明佛甲草有很好的抗疲劳作用。自由基在疲劳的发生发展中起着关键性的作用,它可损伤机体组织细胞,使组织器官功能发生紊乱,而MDA可反映自由基对组织的损坏程度,超氧化物歧化酶则是自由基的清除剂,在佛甲草抗疲劳实验中观察到,佛甲草能显著降低血清及肝组织中的MDA含量并提高超氧化物歧化酶的含量,说明佛甲草可能是通过抗自由基而发挥抗疲劳的作用[38]。

6 小结与展望

综上所述,佛甲草在多个药理作用上都有着确切的效果,且有着许多西药不可替代的优点。而其发挥这些药理作用的机制上尤以其抗氧化及调节免疫功能最为显著,其中,佛甲草对关节炎模型中的细胞因子是抑制作用,而在肿瘤模型中则是促进细胞因子的分泌,这可能与佛甲草对细胞因子有双向调节作用有关。基于此,今后在此基础上重点研究佛甲草发挥药理作用的细胞和分子机制,为临床应用提供理论和实践依据。

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