民族药黑种草的化学组分 药理作用及其应用现状△

陈玲玲，廖成松

锡林郭勒职业学院，内蒙古 锡林浩特 026000

黑种草为毛茛科(Ranuncualceac)黑种草属(Nigella)一年生草本植物[1]，通常所说的黑种草是指黑种草属植物，包括家黑种草N.sativa、腺毛黑种草又名瘤果黑种草N.glandulifera和黑种草N.damascena。家黑种草和腺毛黑种草全草皆可入药，黑种草因其含有毒物黑种草碱(damascenine)，少见其药用的相关报道[2]，本文探讨的黑种草主要指家黑种草和腺毛黑种草。家黑种草原产于南亚和西南亚，目前在印度、孟加拉国、土耳其、中东地区均有栽培种植，广泛应用于药物或香料[3]。腺毛黑种草在我国入药居多，目前在内蒙古、云南、新疆等地都有分布和栽培种植[3]。本文对近年来黑种草的化学成分和药理作用的相关研究以及黑种草的应用现状进行归纳和总结，对其开发利用前景进行展望，以期为黑种草的深入研究和进一步开发利用提供借鉴和参考。

1 化学组分

黑种草常以草籽入药，其草籽为三棱形且有横皱纹，黑色或带有微弱的灰色[2]，富含多种化合物，其生物活性物质为挥发油。水蒸气蒸馏法提取结果表明，家黑种草草籽中挥发油质量分数为3.80%，腺毛黑种草草籽中挥发油质量分数为3.73%[4]。家黑种草和腺毛黑种草草籽中不仅挥发油含量相近，其化学成分也非常相似，主要成分包括百里醌(thymoquinone，TQ)、二聚百里醌、百里酚、β-榄香烯(见图1)、吉玛烯以及 2-甲基-5-异丙基对二苯酚[5-6]。其中，百里醌是挥发油中的主要成分，约占18.4%～24%[7]。另外，黑种草草籽中还含有以常春藤皂苷苷元为母核的皂苷(见图1)，包括槲皮素、山柰酚、芦丁等在内的黄酮醇及其苷类成分[8-9]，以及15种生物碱，包括3 个吲唑类生物碱，8个二萜类生物碱，4种新生物碱[10-11]。此外，黑种草草籽中还含有酚酸类化合物，β-谷甾醇(见图1)、油菜甾醇(见图1)、豆甾醇、羊毛甾醇、β-香树脂醇等多种甾体和三萜化合物，以及寡糖及其酯类、磷脂类化合物[12-14]。

从营养角度来看，黑种草草籽富含油脂，质量分数高达35%～50%，主要为亚油酸(55.6%)、油酸(23.4%)、棕榈酸(12.5%)、硬脂酸和十六烷酸，其中不饱和脂肪酸占84%，可作为人体必需脂肪酸的来源之一[15]。另外，黑种草草籽维生素、微量元素和氨基酸含量均较高，其中家黑种草草籽中维生素质量分数为1%～4%，水溶性维生素(VB)、VB1、VB6、VBPP、VB11质量分数分别为15.4、5.0、5.0、57、0.16 mg·kg-1[7，16]。而腺毛黑种草含人体必需氨基酸占总氨基酸量的31.1%，谷氨酸质量分数最高为4.98%，且含有一般植食性食物中缺乏的赖氨酸和甲硫氨酸，赖氨酸的质量分数最低为0.28%[7，16]。家黑种草籽中微量元素Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Al的质量分数分别为3011、984.2、62.63、22.3、71.18、10.68 mg·kg-1，有害微量元素 Hg、As、Cd、Pb的含量则低于国家规定的食品卫生标准[16]，因此，黑种草草籽可直接食用或作为食品添加剂使用，具有较高的营养价值。

2 药理作用

2.1 抗炎作用

研究表明，家黑种草的水提物在相同浓度条件下与100 mg·kg-1阿司匹林具有相当的抗炎效果[17]。进一步研究发现，黑种草草籽中的精油通过显著抑制与炎症相关的花生四烯酸代谢途径中环氧合酶(COX)和5-脂氧合酶(5-LO)的活性，从而抑制血栓素B2(TXB2)及白三烯B4(LTB4)的形成，产生抗炎作用，以此缓解角叉菜胶引起的小鼠足跖肿胀[18]。另外，黑种草的多酚类物质具有消炎镇痛的作用，对类风湿性关节炎(RA)、实验性过敏、脑脊髓炎(EAE)和乙酸诱导的溃疡性结肠炎都有明显的改善效果[19-21]。黑种草的多种其他成分如总皂苷、总黄酮、生物碱等可通过多组分、多靶点、多途径一起发挥抗炎作用，对过敏性鼻炎、过敏性腹泻、阻塞性呼吸道疾病、慢性阻塞性肺病、手部湿疹等病症均有明显的疗效[22-23]。此外，腺毛黑种草中的β-榄香烯对体外脂多糖(LPS)刺激的人中性粒细胞的产生有明显的抑制作用，具有显著的抗炎效果[24]。

图1 黑种草部分化学成分的结构式

2.2 抗菌和抗氧化作用

黑种草草籽提取物、固定油、精油、百里醌均有较高的清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)能力，具有一定的抗氧化效果，其精油的抗氧化效果比合成抗氧化剂强，黑种草的抗氧化能力可能与含有抗氧化物质有关，例如生育酚[24-25]。另外，家黑种草精油对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌等革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌具有完全的抑制作用，抗菌效果明显[26]。

2.3 抗肿瘤作用

研究表明，家黑种草草籽提取物中皂苷A和α-常春藤皂苷(见图1)具有显著的抗肿瘤活性，其中α-常春藤皂苷对已形成的实体瘤抑制作用不强，但可以明显抑制肿瘤诱发和肿瘤生长[27]，对人乳腺癌细胞MDA-MB-231、MCF和肝癌细胞HepG2、人肾腺癌细胞ACHN等有显著的抑制增殖作用[28-29]。

2.4 免疫调节作用

黑种草草籽水提物、乙醇提取物、精油及其活性成分百里醌能显著抑制免疫因子白介素-5(IL-5)和白介素-13(IL-13)的表达，对体液免疫有很强的抑制作用[30]。有研究表明，连续6个月口服家黑种草种子+40%蜂蜜治愈了1例46岁的获得性免疫缺陷综合征HIV患者[31]。另外，家黑种草的精油还可以通过直接刺激巨噬细胞吞噬活性或通过激活淋巴细胞来发挥调节免疫的功能[32]。

2.5 抗缺血作用

研究表明，家黑种草水提物、乙醇提取物和百里醌能抑制脂质氧化，具有抗脑缺血、心肌缺血和肾脏缺血的作用[33-35]。Soleimannejad等[35-36]研究证实在小鼠脑缺血后黑种草乙醇提取物可以提高脑血管再生能力，明显降低脑梗死和水肿体积，且百里醌可以在一定程度上预防海马体退化[36]。同时，基于家黑种草的免疫调节和抗氧化特性，通过减少自由基介导的脂质过氧化、DNA损伤、减少硫代巴比妥酸反应[37-38]，对肾缺血和肾衰竭均有显著的保护和改善作用[39]。另外，黑种草草籽提取物中的百里醌可以降低肝脏活性氧(ROS)中的一系列不良反应，对肝脏慢性病、肝功能紊乱、肝损伤具有一定的预防和治疗作用[40]。

2.6 平喘作用

Boskabady等[41]在对哮喘患者进行治疗时发现，黑种草提取物中的百里醌具有很强的平喘功能，而二硫醌、百里醌、对二苯醌的抗痉挛作用能显著提高呼吸道黏液纤毛清除率，增加呼吸清除率[42]。

2.7 抗糖尿病作用

黑种草的活性成分百里醌可以保护β细胞免受氧化应激，从而用于治疗糖尿病[43]。进一步研究表明，家黑种草草籽提取物和精油，特别是乙醇提取物具有胰岛素增敏剂的功效，均可以用来治疗糖尿病[44]。

2.8 其他作用

相关研究[45-48]证实，黑种草草籽中的精油可以通过调节辅助型T细胞2(Th2)来治疗过敏，百里醌可以改善肠黏膜溃疡，对坐骨神经有保护作用，对心肌缺血损伤有保护作用，从而可以降低心梗病死率。此外，黑种草精油和百里醌还可以用来治疗癫痫[49]。

3 应用现状

3.1 医药当中的应用

黑种草有非常悠久的药用历史，用于治疗众多疾病。黑种草草籽及其提取物和精油用来治疗牙痛、肠胃气胀、鼻塞、高血压、肥胖、背痛、闭经、感染、肠道蠕虫、化脓性皮肤感染、呼吸系统疾病、创伤皮肤和软组织感染、乳头裂、肺结核等多种疾病[50-51]。腺毛黑种草草籽的维吾尔语名为“斯亚旦”，已收入《中华人民共和国药典》和《中国民族药志》，用于治疗脱发、斑秃、头皮瘙痒、白癜风等疾病[27，52]。黑种草的蒙语名为“哈日-赛拉”，功效为解热、助消化、护牙，主要用于胃寒、肝功能减退、消化不良、肝痛、牙痛、牙营养缺陷等病症，这些用法类似于中东地区民间用法[2，53]。在埃及，家黑种草被用作利尿剂和祛风剂，其精油用来治疗哮喘、咳嗽及疥疮等多种疾病，中东地区使用其固定油治疗关节痛僵直、气管炎和湿疹等[21-22]。

3.2 保健食品和化妆品中的应用

黑种草草籽油含有很多有益成分，其中氨基酸、脂肪酸、粗纤维和矿物质(钾、钠、铁、钙)等是很好的植物成分补充剂。以冷压法萃取的黑种草籽油可以直接服食，治疗哮喘和关节炎的同时增强系统免疫力。目前市场上黑种草的保健品包括黑种草制茶、黑种草草籽精油、黑种草草籽干粉、精油胶囊、精油干片等。另外，黑种草草籽油能迅速治疗皮肤感染和促进伤口愈合，有助于缓解湿疹和牛皮癣，尤其适用于敏感性肌肤，能有效改善神经性皮炎。而将黑种草籽精油应用到护发产品中，可以有效促进头皮健康并刺激头发生长，目前黑种草提取物在抗菌剂、抗衰活肤剂、皮肤美白剂、生发剂等化妆品中应用广泛。值得一提的是，由于家黑种草和腺毛黑种草种子的外观形态、味感、化学成分均非常相似，在实际应用中往往交互使用。

4 前景与展望

随着大众对植物草药认可度的增加，植物草药及其补充剂的产品将会有巨大的市场空间。2017年，我国中医药市场规模达到17 500亿元。2018年美国植物委员会的调查显示，植物药物成分市场持续稳定增长。黑种草因其多种药用保健功能和营养价值一直都受到世界各地人民的喜爱，在植物药持续向好的今天，有望成为市场新星，其种植和产品的开发利用前景广阔，经济效益潜力巨大。目前市场上常见的黑种草产品类型主要有中药、干粉、精油、提取物、化妆品添加剂、保健品等，产品类型较为丰富，应用范围较为广泛，有了一定的市场空间。今后，应加强黑种草引种驯化、遗传改良、栽培种植、精深加工技术等方面的科学研究，深入挖掘民族药中黑种草草籽组分方剂，加大对黑种草草籽及其提取物治疗众多关键性疾病的药理研究和分子机制研究，开发和培育更多更有效的药品或保健品。同时，应加大对黑种草价值的宣传，使人们能充分认识其潜在的价值，使黑种草更好地为人类健康服务。