牛蒡化学成分及其对心血管疾病保护作用的研究进展①

王 禹，马维红

(桂林医学院附属医院，广西 桂林 541001)

牛蒡(Arctium lappa L.),又名东洋参,有“蔬菜大王”的称号，分布广泛。最早出现在我国, 随后传入日本培育出许多优良品种，是健康和营养的食品。随着牛蒡成分研究和提取工艺的发展，牛蒡在我国已被大面积栽培, 总面积在2.33万hm2以上，用于出口东南亚地区和满足国内市场，其药用价值也得到了越来越多的关注。牛蒡化学成分的提取和活性研究是目前的研究热点，为其应用市场打下夯实基础。研究发现牛蒡含有多种化合物，不仅具有丰富的氨基酸、果糖等营养成分，还含有牛蒡酸、醛类、含硫炔类、木脂素、多炔类、多酚类、挥发油等多种小分子活性成分[1]。这些成分决定了其具有多种药理活性，已经证明了与主要健康问题相关的几种活性有抗糖尿病、抗癌、抗氧化、肝保护、胃保护、抗菌、抗过敏和抗炎等[2-3]。

1 牛蒡化学成分

1.1 氨基酸

牛蒡根中氨基酸含量高且丰富，约占干重的28%左右。新疆地区牛蒡根中包含缬氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸等6种必需氨基酸和精氨酸、天门冬氨酸等非必需氨基酸成分。其中具有健脑作用的天门冬氨酸含量最高，占总氨基酸含量的25.18%以上。

1.2 菊糖

牛蒡根富含菊糖，菊糖含量为牛蒡根湿重的13.8%，是天然活性成分菊糖的良好来源。菊糖(又称“菊粉”)具有低聚果糖的功能特性，是一种天然的脂肪和糖的替代物。它由果糖分子通过β(2-1)键连接，不被机体消化吸收而能被肠道微生物利用，是优质的膳食纤维源，也是双歧杆菌生长的有效促进剂。在糖尿病、高脂血症和直肠癌等肠道疾病领域有重要应用。Vaghef-Mehrabany[4]研究表明肥胖妇女每天予益生元(10 μg/天菊粉)，对照组予安慰剂(10 μg/天麦芽糖糊精)，8周后益生元组的脂肪量、总胆固醇低于安慰剂组。Watson[5]研究显示每天10 μg的天然菊粉可以增加粪便频率低的受试者的粪便频率。

1.3 膳食纤维

牛蒡渣中含有大量可被人体利用的膳食纤维。膳食纤维不仅是人体的正常代谢必不可少的，还能治疗预防许多疾病。

1.4 挥发油成分

牛蒡根中含有的挥发油形成了牛蒡特有的气味,主要是小分子有机酸、酯、醛、烯以及倍半萜、醇、酮、酚等成分，具有良好的生物活性和较好的抗肿瘤作用[6]。

1.5 多酚类化合物

新鲜的牛蒡根中含有咖啡酸、绿原酸、槲皮素等多种多酚类化合物[1,6]。多酚类化合物是一类具有生物活性的植物次生代谢产物。酚类化合物的多羟基和苯环形成的共轭体系是良好的电子或氢供体，可与自由基结合，阻断脂质自氧化链式反应，将自由基转化为稳定的化合物。Horng[7]发现牛蒡根中含有高抗氧化剂多酚并找到了高效提取的最佳方法。

1.6 木脂素

牛蒡子苷元(ARG)是来自牛蒡子的生物活性木脂素，具有抗炎、抗癌、抗氧化和免疫调节特性。Lu等[8]发现ARG对肝细胞癌具有抗上皮-间质转化和抗转移活性，这可能使其成为预防癌症转移的候选药物。Pu等[9]对右旋糖苷硫酸钠(DSS)诱导急性结肠炎小鼠进行ARG腹腔注射，结果表明ARG能通过抑制SIRT1活性抑制NLRP3炎症小体，减轻炎症反应。

1.7 炔类

牛蒡根中的炔类成分主要是硫炔和多炔两大类，研究证明这些成分具有抗植物毒素、抗真菌和抗细菌的作用。

2 牛蒡对心血管疾病保护作用

2.1 抗氧化作用

氧化应激与血管内皮功能损害、高血压的发生及不良心血管事件发生密切相关。保护高血压靶器官关键就是控制氧化应激反应[10]。多酚类化合物具有高抗氧化性。多酚的抗氧化、抗心血管疾病为心血管疾病的治疗提供了新思路，在食品工业、医药等领域具有广阔的发展前景。王家辉等[11]研究发现牛蒡的根、茎、叶提取多糖在抗氧化活性表现出差异性，而且具有相对比较好的抗氧化活性，其中牛蒡叶多糖效果较好。赖灯妮等[12]研究表明多酚类物质通过对Nrf 2/Keap 1信号通路双向调控发挥抗氧化作用。马利华等[13]研究表明, 牛蒡多酚对多种自由基都有一定的清除效果，尤其是羟基自由基，且随其质量浓度的增加清除作用而不断增强, 呈现较强的正相关关系。Romualdo等[14]研究发现，对高脂饮食的雄性Wistar大鼠，予牛蒡乙醇提取物(BRE 200 mg/kg)2周，结果发现BRE可以降低脂质氢过氧化物的水平，增加了肝脏中抗氧化剂超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性，表明短期暴露于BRE可以减轻非酒精性脂肪性肝炎相关肝癌发生。

2.2 抗炎作用

炎症因子过度表达是导致血管内皮细胞损伤的重要危险因素。植物多酚通过抑制NF-κB和JNK活化途径来降低iNOS的表达，使细胞减少释放NO，从而发挥抗炎作用。牛蒡提取物有明显抗炎作用, 可能与抑制炎症初期炎性介质 (组织胺、5-羟色胺) 的血管通透性增加有关。有学者[15]发现牛蒡提取物可以显著减轻LPS诱导的小鼠急性肺损伤模型肺部出现的水肿出血等组织病理改变。Bavia等[16]通过牛蒡提取物对补体激活的凝集素途径(LP)的影响，发现牛蒡根提取物对LP激活补体表现出浓度依赖性抑制作用。

2.3 降压作用

高血压是导致血管内皮功能障碍的重要因素。牛蒡根中丰富的膳食纤维能够吸附体内的钠，并随粪便排出，使血钠降低，从而达到降血压的目的。研究发现让年龄为50～70岁的膝骨关节炎患者饮用3杯/d的牛蒡根茶(2 g茶袋浸泡在150 ml沸水中10 min)，对照组予同等量沸水。6周后干预组患者的收缩压和舒张压显著降低[17]。曹剑锋等[18]测定大鼠离体血管环张力研究发现牛蒡根水提物对内皮完整血管环有明显舒张作用,其作用机制可能与血管内皮NO释放和血管平滑肌细胞Ca2+激活有关。Liu等[19]采用牛蒡子苷(50 mg/kg)鼻饲自发性高血压大鼠(SHRs)大鼠8周，硝苯地平(3 mg/kg)阳性对照，治疗后对血流动力学，主动脉中的血管反应性，血浆血栓烷B2浓度和NO，血管P-eNOS、p-Akt及超氧阴离子水平分析，发现牛蒡子苷可以显著降低SHRs大鼠收缩压，并且改善内皮功能障碍。结果表明牛蒡子苷的降压机制可能与增强eNOS 磷酸化和减少NADPH氧化酶介导的超氧阴离子产生有关。

2.4 调节血脂作用

高血脂是动脉粥样硬化、高血压、冠心病等心血管疾病发生的高危因素。Li等[20]采用牛蒡多糖对糖尿病小鼠进行干预，发现小鼠总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和肝重/体重的比率呈下降趋势，高密度脂蛋白含量增加。Wang等[21]评估不同提取方法的牛蒡提取物对动脉粥样硬化的保护作用研究中发现，所有提取物均显著减轻了类似与辛伐他汀的动脉粥样硬化改变。牛蒡茶可以安全有效地降低血脂相关性心血管风险。

2.5 降血糖作用

高血糖环境会加重血管损伤。Shao等[22]将牛蒡根中提取出的多糖碳化后制备成一种新型纳米材料，研究证明这种材料显著降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平。Annunziata等[23]认为牛蒡通过改善葡萄糖稳态和降低胰岛素抵抗发挥抗糖尿病作用，但目前文献大多由体外和动物研究提供。陈希瑞等[24]研究结果表明, 牛蒡根提取物BP1可减轻糖尿病大鼠的体重, 降低大鼠血脂, 调节空腹血糖,并促进胰岛β细胞分泌胰岛素。

综上所述，牛蒡作为药食同源植物，具有抗氧化、抗炎、抗动脉粥样硬化、降血压及降血糖等多种作用，能够发挥保护血管内皮功能作用，其详细的作用机制尚不清楚，如何安全有效、靶点明确的运用在心血管疾病的治疗中还需要进一步探索。