天麻抗衰老的研究概况

童 英 张光云 段小花 杨丽萍 陈 普

云南中医药大学/云南省傣医药与彝医药重点实验室，云南 昆明 650500

天麻(GastrodiaelataBlume)又称赤箭、赤箭芝、独摇芝、离母、定风草、合离草[1]，是以兰科真菌营养型多年生草本植物天麻的干燥块茎入药，为云南道地药材，性味甘平，入肝经，具有平抑肝阳、息风止痉、祛风通络的功效[2]，被誉为“治风之神药”，是一种药食同源的中草药。《本草纲目》记载天麻能“主诸风痹，久服益气，轻身长年”。现代医学研究表明，天麻具有增智健脑[3]，抗衰老[4]，抗心血管疾病[5-6]，抗惊厥，镇痛和镇静[7]等作用。化学成分包括酚类及其苷类、多糖类、有机酸类和甾醇类，其中天麻素和天麻多糖是天麻的主要活性成分[8-9]，具有抗衰老的作用。衰老是一种不可避免的自然生理状态，会伴随着许多疾病出现，严重影响人们的生活。延缓衰老药物的缺少，寻找具有较高生物活性的新型天然化合物已成为临床实践的迫切需要。目前天麻被广泛应用于老年人保健品领域，并进行了大量抗衰老的研究，笔者以中国知网/万方/维普文献检索数据库为主，以天麻/天麻素/天麻多糖、抗氧化/抗衰老作用为检索关键词，以近10年来关于天麻延缓衰老的文献研究等为基础，对天麻抗衰老的研究概况综述如下。

1 天麻的抗氧化因素

天麻抗衰老可能与自由基学说、线粒体学说及微量元素等有关。自由基学说(free radical theory)是线粒体学说的基础，是指衰老过程中，自由基的产生不断增加，机体不能及时清除体内多余的自由基，并对自身组织发挥毒性作用。线粒体学说[10]认为，衰老主要发生在线粒体上，线粒体呼吸链所产生的活性氧会对线粒体DNA造成破坏，并致线粒体DNA突变积累，从而导致线粒体呼吸功能缺陷，进一步增加内源性活性氧的生成从而造成更严重的氧化损伤，导致线粒体通透性转化孔(mPTP)的开放，最终导致细胞的衰老、内脏组织的退化。微量元素理论是指微量元素作为多数抗氧化酶的辅助因子参与到自由基清除过程，延缓机体衰老；微量元素具有“双重特征”，即微量元素摄入量过多、或不足、或缺乏都会不同程度地引起机体组织失活或损伤老化，加速衰老。

2 天麻的抗衰老作用

2.1 天麻素 天麻素又名天麻甙，分子式为C13H18O7，化学组成为对-羟甲基苯-β-D-吡喃葡萄糖，用苦杏仁酶水解，可得对羟甲基苯醇苷元，是天麻的主要活性成分。2010年版《中国药典》表明天麻素是评估天麻质量标准的首要指标，含天麻素不得少于0.20%[11]。天麻素能够通过调节某些衰老相关基因的表达水平并抑制线粒体途径中的凋亡程序而起抗氧化作用。韩学超等[12]用H2O2模拟氧化应激，并用高剂量的免疫抑制剂环孢菌素A(CsA)与亲环素D特异性结合，导致通透性转化孔(mPTP)不可逆开放和膜电位下降，加入天麻素后，(H2O2+CsA+天麻组)细胞凋亡与H2O2组细胞凋亡几乎持平，而H2O2+天麻组的细胞凋亡明显降低，表明CsA特异性作用于mPTP后，天麻素的保护作用被mPTP开放剂抵消，实验证实天麻素激活了mPTP上游的相关调节因子，并抑制了mPTP开放，减少了线粒体膜电位的降低，减轻了细胞能量供应的不足，减少了凋亡因子CytC的释放以及caspase-3的激活，减轻线粒体的损伤，最终通过减少凋亡来发挥对心肌细胞抗氧化应激损伤的作用。此外，有研究者揭示了天麻对心肌细胞具有明显的抗凋亡作用，这一过程通过抑制磷酸化，下调胞浆和Bax中CytC、caspase-3水平，并上调线粒体和Bcl-2中细胞色素的水平来实现[13]。天麻素也可通过调节SIRT 1/TLR 4/NF-κBp 65信号通路抑制高糖诱导的人视网膜内皮细胞凋亡，减轻氧化应激带来的损伤[14]。有研究[15-17]利用油酸诱导的氧化应激，使用基因沉默的方法，证明天麻素通过腺苷酸活化蛋白激酶依赖的方式，激活Nrf2通路，促进Nrf2细胞核转位及其靶基因血红素加氧酶-1(HO-1)表达，从而发挥其抗氧化作用。

2.2 天麻多糖 天麻多糖为白色粉末状固体，可溶于水，但不溶于有机溶剂，例如乙醇，丙酮和甲醇。如朱晓霞[18]经过试验测定天麻多糖的糖链为α-(1-4)吡喃型D-葡萄糖，主要由葡萄糖构成，含有微量的鼠李糖和甘露糖，是不含蛋白质的非淀粉多糖。天麻多糖通过有效清除体内脂质过氧化物和自由基，提高多种抗氧化酶的活性来延缓衰老。孔小卫等[19-20]研究天麻多糖对亚急性衰老模型小鼠自由基代谢的影响时，分别测定小鼠血清、肝、脑、心组织中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活力和丙二醛(MDA)含量。结果显示：与模型组小鼠比较，天麻多糖高剂量组可显著增加衰老小鼠模型的SOD和CAT活性，显著抑制MDA的形成，并增加血清中GSH-Px的活性。这说明天麻多糖具有清除自由基，提高抗氧化酶活性，降低MDA的含量和延缓衰老的良好作用。天麻多糖对二苯代苦味肼基自由基(DPPH·)、超氧阴离子自由基(O2-·)、羟基自由基(OH·)、过氧化氢(H2O2)以及过氧亚硝基阴离子(ONOO-)也具有较佳清除能力[21-22]。陶文娟等[23]首次对天麻糖复合物的抗衰老活性进行了研究，发现Con.1能明显提高T-SOD活性，降低MDA含量，延长果蝇的平均寿命和最高寿命，而Con.2影响结果不明显。另外，有研究[24]采用酵母复制寿命测定法，显示天麻通过增加Sir2基因表达，抑制Uth1/TOR信号通路，提高酵母SOD酶活性，并降低ROS和MDA水平延长酵母寿命。

2.3 微量元素 宇宙的世间万物，乃至人体最复杂、最高级的成分，都是由元素组成。微量元素及其合成的酶类起着活性及催化中心的作用，与蛋白质的形成、新陈代谢、自由基的调控、免疫、衰老等密切相关，并影响着人的生、老、病、死及整个生命过程，有着“生命的火花”美称。微量元素与蛋白质、脂肪、糖、维生素、水不同，必须全部从外环境摄取，不能在人体内合成，体现其特殊的重要性。随着老年人年龄的增长，锌、铁、铜、钴、矽、硒、铬、锰等微量元素在体内含量逐渐减少，不可避免地对酶和蛋白质造成破坏，引起生理病理的改变，加速衰老的进程及疾病的发生。天麻不仅富含天麻素、酚类、蛋白质、天麻多糖、各种氨基酸和维生素A，而且有着众多微量元素，如锌、镁、铜、锰、铬、铁、镍、锡等[25]。天麻中的微量元素在清除自由基及过氧化作用的危害，在保护细胞膜、防止自由基攻击方面，占据显要地位，对延缓衰老、健康长寿有着关键性作用。塞冬等[26]实验说明天麻发挥抗衰老的成分并不只有它的有机成分，还与其微量元素有关，天麻增加人体必需微量元素的含量，改善了人体衰老的状态，调节了体内的代谢和生理紊乱，维持了相互间平衡、拮抗或协调作用，从而延缓机体衰老。因此，为防止发生病理改变，应早期补充微量元素。目前，针对天麻抗氧化活性的研究主要集中在天麻素和天麻多糖相关性方面，天麻中微量元素研究报道比较少，而人体由微量元素组成，因此，分析中药材中微量元素的组成和含量是非常必要的，可为开发新天麻药物提供理论依据。

2.4 其它 近年来有对天麻与其它中药联合用药[27]及除天麻干燥根茎以外成分等进行的实验研究。王俊等[28]利用天麻和三七1∶1复配提取液进行体外抗氧化作用，并与VitC进行比较，发现其中对DPPH的清除能力(89.29%)大于VitC(75.00%)。王玉悦等[29]证明了天麻种子通过调节内源性巯醇抗氧化物的水平，对小鼠有显著的抗氧化和神经保护作用。古代本草文献中亦有天麻苗作为药用部位的记载[30]。天麻还可促进灰树花胞外多糖的抗氧化活性[31]。天麻可以通过增强免疫作用达到其延缓衰老的目的，如李峰等[32-33]研究证明，大别山区天麻多糖能明显增加小鼠体重，抑制胸腺指数和脾脏指数下降，提高小鼠免疫功能及SOD、GSH-Px活力并降低MDA、NO含量，延缓小鼠衰老。也有研究[34-35]报道，天麻提高抗氧化和减轻脂质过氧化功能的同时，还可以辅助改善记忆力。此外，天麻素可剂量依赖性地保护多巴胺能神经元免受神经毒性，阻止多巴胺消耗并减少反应性星形胶质细胞增生，在PD模型中通过减弱脑区域的抗氧化剂和抗凋亡活性来有效地预防神经元凋亡，发挥神经保护活性作用[36]。另外，天麻的神经保护作用也可通过抑制氧化应激和内质网介导的凋亡途径而产生[37]。可见，研究天麻抗衰老的形式多种多样，为天麻在抗氧化方面的研究打下了坚实的临床和理论基础。

3 影响天麻抗衰老的因素

3.1 产地、温度、pH、光照和金属离子 天麻主要产于我国云南、贵州、四川和陕西，在皖南山区、安徽省大别山区也有其出产[38-39]，而不同地区生产的天麻抗衰老的强度也有所不同[40]，目前云南昭通生产的天麻被公认是最好的，因典型的高原结构、多年生雨和较少的日照是其生长的最适宜的气候条件[41]。温度、pH、光照和金属离子也不同程度地影响天麻的抗氧化能力。天麻提取物的OH·清除活性受温度影响较大，尤其是当温度高于60℃时，OH·清除速率显着降低。因此，在使用天麻进行热处理时，应尽量避免加热到60℃；当pH在6-10时，天麻提取物对OH·有着较高的清除率和总抗氧化能力。当pH值为5～7时，天麻提取物对O2-有较高的清除率。在天麻加工和贮藏过程中，应将其pH调节至6～7，以确保天麻具有较高的抗氧化活性；随着光照时间的延长，天麻提取物的OH·、O2-清除率和总抗氧化能力趋于明显下降，在加工贮藏过程中应尽可能避光；随着金属离子浓度的增加，天麻抗氧化活性会不同程度地下降，因铜离子对天麻抗氧化活性影响最大，故应尽量避免和富含铜离子的物质接触[42]。

3.2 提取、精制方法以及硫酸酯化 天麻多糖不同提取、精制方法以及是否硫酸酯化同样会影响其抗氧化作用。盐析-透析法精制天麻多糖抗氧化活性最高(约提高活性50%)，Sevag法精制天麻多糖抗氧化活性最低，未精制天麻粗多糖抗氧化活性居中。推测Sevag法中除蛋白步骤可能破坏了天麻多糖与蛋白质的结合，或者由于去除了蛋白质而导致天麻多糖的结构被破坏，这大大降低了其抗氧化活性。而通过盐析-透析法精制的天麻多糖比未精制的天麻多糖约高50%的抗氧化活性，可能是盐析-透析法从天麻多糖中去除了小分子物质，改善了天麻多糖和蛋白质的纯度所致[43]；经硫酸酯化修饰后的天麻多糖，其抗氧化活性提高[44]；超声辅助提取和酶法提取有利于天麻多糖提取，且能维持其高效的抗氧化活性[45]。在研究天麻时注意这些影响因素，会对实验结果大有裨益。

4 小结

衰老是一种不可避免的自然生理状态。在延缓衰老方面，天麻可对生物机体发挥广泛的生物效应，天麻作为一种天然抗氧化药物，具有巨大的开发和利用价值。天麻的有效成分有天麻素和天麻多糖，天麻素通过调节某些衰老相关基因的表达水平并抑制线粒体途径中的凋亡程序而起抗氧化作用，但凋亡程序中信号通路错综复杂，这给研究者在天麻抗衰老的研究上带来了许多困难和挑战；天麻多糖则通过有效清除血清、脑及其他组织的脂质过氧化物和自由基并增加机体的抗氧化酶的活性来延缓衰老，而天麻多糖抗氧化受提取、精制方法以及硫酸酯化等影响，因此，对天麻多糖进行工艺优化，结构分析是必要的；微量元素及其合成的酶类，调节了机体内的代谢和生理紊乱，并清除自由基，实现健康长寿。因此，利用天然药物来调节体内微量元素的水平，用以延缓衰老，延长寿命，将成为探索祖国医药学宝库的一个重要组成部分。