铁皮石斛的药理作用及其保健食品研发进展

刘雪娜，吴雪娇，刘顺航，卢念东，李丽维,*

（1.天士力研究院，天津 300410；2.云南天士力帝泊洱生物茶集团有限公司，云南 普洱 665000）

铁皮石斛为兰科植物DendrobiumofficinaleKimura et Migo的干燥茎，具有益胃生津、滋阴清热的功效[1]，是我国传统名贵中药材，在民间有“救命仙草”之称。随着对铁皮石斛研究的不断深入，其药理作用及临床应用也有新的发现。本文综述了近5年来铁皮石斛药理学研究进展，并分析了以铁皮石斛为原料的保健食品的开发现状，以期为铁皮石斛相关产品的研发提供科学依据，也为铁皮石斛产业的发展提供参考借鉴。

1 铁皮石斛的药理成分

铁皮石斛含有多糖、生物碱、氨基酸及微量元素等多种对人体健康有益的药理成分。多项研究表明，多糖是铁皮石斛最重要的活性成分，其单糖组成主要包含甘露糖、葡萄糖和半乳糖等，常规的提取方式为水提醇沉法制备粗多糖，还可以通过酶解、层析等方式进一步纯化粗多糖获得精多糖。铁皮石斛中生物碱含量较低，约为0.02%，还含有人体必需氨基酸及微量元素（如铜、铁、锌、钙、钾、镁等），但目前针对这些成分具体药理作用的报道较少，还有待于进一步探索与研究。

2 铁皮石斛的药理作用

2.1 增强免疫力

大量研究数据显示，铁皮石斛针对由环磷酰胺引起的特异性及非特异性免疫抑制均具有明显的改善作用。铁皮石斛粉及其多糖提取物可促进免疫抑制小鼠外周血白细胞和免疫器官的增殖效应，增加淋巴细胞增殖能力、溶血空斑数、自然杀伤细胞（Natural killer cell，NK）活性及足趾肿胀度，上调血清中肿瘤坏死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-2（Interleukin-2，IL-2）、白介素-6（Interleukin-6，IL-6）、干扰素γ（Interferonγ，IFN-γ）、促肾上腺皮质激素（Adreno cortico tropic hormone，ACTH）、环磷酸腺苷（Cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平[2-5]，在一定程度上引导免疫类型向1型辅助T细胞（helper T cell 1，Th1）型偏移[6]。不同产地的铁皮石斛对小鼠的免疫调节作用略有不同[7]。杨樱等[8]发现，每日服用20 g铁皮石斛的水煎液，能够促进慢性肝炎患者外周T淋巴细胞亚群CD3+、CD4+、CD4+/CD8+的增殖。肖丽等[9]研究发现，在常规治疗的基础上服用铁皮石斛膏8 g/d可以显著提高狼疮肾炎患者机体补体成分3、补体成分4以及补体成分1q的含量，调整CD4+/CD8+比例，从而改善患者症状。

2.2 抗氧化、抗疲劳

体外抗氧化活性测定表明，铁皮石斛多糖及糖蛋白能够清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基、羟基自由基和金属螯合活性，且具有浓度依赖性[10-11]。高维等[12]还发现不同年限的铁皮石斛抗氧化的效果不同，4年生铁皮石斛提取物与2年生的相比，其抗氧化活性更高。动物试验结果显示，铁皮石斛能够使模型动物的超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）和端粒酶活性升高，活性氧（Reactive oxygen species，ROS）、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）和脑脂褐素（Lipofuscin，LF）水平降低[13]。临床上以慢性肝炎患者为研究对象，发现给予患者铁皮石斛水煎剂能够明显提高总抗氧化能力（Total antioxidant capacity，TAC）、SOD、过氧化氢酶（Catalase，CAT）水平，减少MDA含量，具有很好的抗氧化调节作用[8]。Kim等[14]研究表明，铁皮石斛能显著提高小鼠的抗疲劳能力，这与抑制糖元储备的消耗、调节氧化相关酶、激活过氧化物酶增殖活化受体辅激活因子1-α（Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-α，PGC1-α）有关。Wei等[15]探究铁皮石斛多糖对负重游泳小鼠的作用时发现，铁皮石斛多糖比红景天提取物的抗疲劳效果更加明显，小鼠的耐力、体重及食物摄入均有明显升高。

2.3 降低高血压、高血糖、高血脂

高血糖、高血脂以及高血压严重影响人体健康，对“三高”的控制和预防已成为人们关注的焦点。铁皮石斛水提取物可以改善2型糖尿病的氧化应激、炎症和脂质代谢失调[16]，改善模型动物的胰岛素抵抗[17]，降低其血糖值[18]。Zheng等[19]利用代谢组学的方法证实铁皮石斛对糖尿病的预防作用可能与增加肝糖原合成、上调能量与氨基酸代谢以及牛磺酸介导的氧化应激防御有关。Kuang等[20]研究表明，铁皮石斛多糖能够降低空腹血糖水平可能是通过刺激胰高血糖素样肽-1（Glucagon like peptide-1，GLP-1）的分泌来实现的，涉及到钙/钙调蛋白/钙调蛋白依赖激酶II（Ca2+/CaM/CaMK II）和丝裂原活化蛋白激酶（Mitogenactivated protein kinase，MAPK）途径。在临床应用中，吴俊等[21]研究发现：服用铁皮石斛煎液可有效降低2型糖尿病患者的空腹血糖和糖化血红蛋白，且效果与二甲双胍相当。铁皮石斛水提物能降低模型动物血清中的总胆固醇（Total cholesterol，TC）、甘油三酯（Triglyceride，TG）、低密度脂蛋白胆固醇（Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C），提高高密度脂蛋白胆固醇（High density lipoprotein cholesterol，HDL-C），能明显减轻糖尿病早期并发症[22]、高脂血症及高血糖[23]等症状。对于自发性高血压动物模型，铁皮石斛治疗效果显著，鲜品[24]和醇提取物[25]均可降低模型动物血压水平，且效果与阳性药络活喜相当，其机制可能是通过下调血管紧张素受体I型（Angiotensin receptor type I，AT1R）表达。对于代谢性高血压大鼠模型，铁皮石斛粗多糖及醇提取物也能显著降低其收缩压（Systolic blood pressure，SBP）和血糖，此外醇提取物还能显著降低TG，提高总抗氧化能力，具有综合改善作用[26]。

2.4 增加骨密度

随着社会人口老龄化，骨骼健康也成为了中老年人越来越关注的问题。近年来的研究发现，铁皮石斛具有防治绝经后骨质疏松症（Postmenopausal osteoporosis,PMOP）的潜力。PMOP的发生与女性绝经后雌激素缺乏有关[27]。Wang等[28]证实铁皮石斛提取物具有植物雌激素样作用，其机制主要是通过激活雌激素受体（Estrogen receptor，ER）介导的磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）和细胞外调节蛋白激酶（ERK）信号通路来实现的。李汉青等[29]发现，体外试验中铁皮石斛多糖能够抑制核因子κB受体活化因子配体（Receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL）诱导的骨髓巨噬细胞向破骨细胞分化，其作用机制主要为下调破骨细胞相关基因转录因子c-Fos、活化T细胞核因子1（NFATc1）的表达水平，同时抑制p65蛋白和p38蛋白的磷酸化水平，从而影响后续相关的细胞通路。同时铁皮石斛多糖抑制大鼠骨髓间充质干细胞的成脂分化，并促进成骨分化[30-31]。铁皮石斛提取物还能够维持去卵巢大鼠的血清钙、磷的平衡，显著提高骨保护素水平，并改善了去卵巢大鼠股骨的骨密度和生物力学性能[32-33]。

2.5 保护肝脏

郑婷等[34]在研究铁皮石斛萃取物对大鼠肝星状细胞HSC-T6增殖模型的作用时发现，铁皮石斛醇提正己烷萃取物能够诱导HSC-T6凋亡，下调α平滑肌肌动蛋白（αSmooth muscle actin，α-SMA）、结缔组织生长因子（Connective tissue growth factor，CTGF）的蛋白含量，具有抑制肝纤维化的潜力。在动物试验中，铁皮石斛对于化学物质造成的急性肝损伤[35-37]和慢性肝损伤[38]均具有明显的改善作用，铁皮石斛组动物的血清谷丙转氨酶（Alanine aminotransferase，ALT）、谷草转氨酶（Aspartate aminotransferase，AST）显著降低。Wang等[39]从肠肝轴的角度研究铁皮石斛多糖对CCl4诱导的肝纤维化的影响，结果表明：铁皮石斛多糖通过增强肠细胞之间的紧密连接和减少细胞凋亡来维持肠内环境稳定，从而抑制脂多糖-Toll样受体4-核因子κB（LPS-TLR4-NF-κB）信号通路的激活，以防止肝纤维化。

2.6 改善胃肠功能

现代药理研究表明，铁皮石斛及其提取物能够改善胃肠功能。对于乙醇诱导胃黏膜损伤大鼠模型，摄入铁皮石斛提取物能够提高胃液分泌量、胃蛋白酶的活性，降低胃损伤度评分[40]。铁皮石斛多糖还可以抑制乙醇诱导的黏蛋白丢失[41]。陈青青等[42]研究铁皮石斛对“过食辛辣”而导致胃阴虚模型小鼠的影响时发现：铁皮石斛能够抑制NF-κB信号通路和环氧化酶-2（Cyclooxygenase-2，COX-2）蛋白表达，提高X蛋白/B淋巴细胞瘤-2（Bax/Bcl-2）比值，从而改善了胃黏膜组织病变。对阿司匹林诱导的胃黏膜损伤模型，铁皮石斛多糖[43]、水溶性总蛋白[44]也表现出显著的抗损伤作用。郭越[45]研究发现，临床胃黏膜肠化患者服用铁皮石斛养胃祛萎合剂治疗能够缓解胃黏膜损伤，降低肠化水平。杨志远等[46]试验表明，铁皮石斛超微粉能够下调TLR-4和NF-κB p65表达，增加紧密连接蛋白claudin-1和occludin水平，缓解LPS诱导的肠黏膜损伤。Li等[47]在小鼠体内试验中发现，铁皮石斛多糖不能被消化吸收，但是具有显著的调节肠道微生物的功能。此外，铁皮石斛还能够增加胃肠转运率，改善便秘症状[48-50]。

2.7 清咽润肺

谭文红等[51]对云南民间石斛药材应用调查研究中发现，铁皮石斛茎内服治咽喉痒、咳嗽。郭亚娇[52]试验结果证实：铁皮石斛复方制剂能够参与Th1、Th2、Th17以及NF-κB的代谢途径，从而改善哮喘小鼠的气管炎症。Liang等[53]在研究被动吸烟模型大鼠气道炎症时发现：摄入铁皮石斛多糖显著抑制了香烟烟雾诱导的血清和肺细胞因子诱导的中性粒细胞趋化因子-1（Cytokine-Induced Neutrophil Chemoattractant-1，CINC-1）水平的升高，同时降低了肺组织MDA含量，其作用机制为铁皮石斛多糖通过抑制肺组织中NF-κB和MAPK信号通路来减轻吸烟产生的相关的气道炎症。Song等[54]研究发现，铁皮石斛多糖可改善慢性阻塞性肺疾病模型和患者的肺功能和炎症情况，同时显著降低呼吸道黏蛋白5AC（Mucin 5AC，MUC5AC）和水通道蛋白5（Aquaporin 5，AQP5）的表达，对于慢性阻塞性肺疾病的治疗是一种有前景的功能食品。Chen等[55]研究证实：铁皮石斛多糖能显著改善肺部炎症及纤维化指标，这种现象与转化生长因子β1-Smad2/3（TGFβ1-Smad2/3）信号通路的失活有关。

2.8 其他药理作用

除了上述药理作用外，近年的研究结果表明铁皮石斛在抗辐射[56]、保护生殖系统[57]、改善记忆力[58]、皮肤保湿[59]、改善心肌肥厚[60]等方面也显示出良好的效果。

3 以铁皮石斛为原料的保健食品

检索国家市场监督管理总局特殊食品信息查询平台及药智网国产保健食品数据库，截至2021年1月共收集国产保健食品17 774款，其中以铁皮石斛为主要原料的保健食品共118款，占总数的0.66%。

3.1 保健功能

铁皮石斛保健食品按功能数量分类，其中双功能的保健食品数量为41个（34.75%），单一功能的保健食品数量为75个（63.56%），未知功能的产品为2个（1.69%）。已获批产品的保健功能包括增强免疫力/免疫调节、缓解体力疲劳/抗疲劳、抗氧化/抗衰老等功能，以铁皮石斛为原料的保健食品功能分析见表1。

表1 以铁皮石斛为原料的保健食品功能Table 1 Function of health food with Dendrobium officinal as raw material

3.2 原料配伍及使用频次

铁皮石斛保健食品配方一般由两种及两种以上原料组成，仅有4款保健食品以单味铁皮石斛为原料。这是由于单味药材若要起到保健功效，需要服用的剂量较大，且铁皮石斛原料价格昂贵，产品价格过高易导致市场接受度不好。基于传统中医理论，通过各原料的配方配伍，利用各组分间的协同增效作用，使产品发挥最大的保健功效。

铁皮石斛的主要功效成分为铁皮石斛多糖，具有增加免疫力、缓解体力疲劳等多个保健功能，因此有107款保健食品的产品配方是以铁皮石斛为君药的。按照原料使用频次进行分析（表2），118款铁皮石斛保健食品的配方共涉及原料65种（不含制剂用辅料），其他原料使用频次≥3的共有23种，其中西洋参、灵芝、枸杞和山药的使用频次≥10。

由表2可以看出，在组方中铁皮石斛与西洋参配伍使用比例最高（71.19%），灵芝、枸杞次之。铁皮石斛具有益胃生津、滋阴清热的功效，西洋参善补气养阴、清热生津，二者均属于清补之品，复配使用可以达到滋阴补气清虚热的功效。徐建华等[61]研究表明，铁皮石斛与西洋参合用在养阴生津功效上具有协同效应。Liu等[62]试验验证了铁皮石斛与西洋参混合物可增强模型动物的免疫力，还能够调节其肠道微生物，大部分益生菌属能够在混合物的影响下表达上升，而混合物抑制的样本中，有36%与疾病相关的微生物，由此可见铁皮石斛和西洋参复配使用，可以调节肠道菌群，提高免疫效果，这些成果都为配伍提供了充分的科学依据。铁皮石斛复配灵芝可达到“滋阴补气、清热止咳”的功效，铁皮石斛复配枸杞可实现“滋补肝肾、益气明目”的功效。

表2 铁皮石斛保健食品原料使用频数分析Table 2 Analysis on the frequency of raw materials in Dendrobium officinal derived health foods

3.3 产品剂型

对以铁皮石斛为原料的保健食品剂型进行统计分析发现，主要剂型有胶囊剂、颗粒剂、片剂、膏剂等，以铁皮石斛为原料的保健食品剂型分析见表3。剂型分布以传统剂型为主，其中胶囊剂和颗粒剂是中成药及保健食品最常见的剂型，具有携带方便、服用简单、利用度高等特点，在铁皮石斛相关保健食品中胶囊剂和颗粒剂占比已超过50%。

表3 以铁皮石斛为原料的保健食品剂型Table 3 Health food formulation with Dendrobium officinale as raw material

4 小结及展望

目前市售铁皮石斛保健食品存在保健功能比较集中、原料配伍重复率高以及产品形式传统单一等问题。针对以上不足，首先应充分挖掘铁皮石斛的保健功效，除增强免疫力、缓解体力疲劳外，现有药理研究显示铁皮石斛具有降“三高”、增加骨密度、护肝、改善胃肠功能等一系列功效，这也是未来保健食品开发的新空间。其次要结合中医药配伍理论，配伍其他药材，明确原料功效成分，以发挥铁皮石斛的最大作用。此外，还应在现有的食品加工方法的基础上，引进新的制剂技术及手段，使铁皮石斛保健食品功效更加突出，口服利用度更高，产品的剂型更加多样个性化。这样才能开发出安全、有效、创新的高品质铁皮石斛保健食品，满足不同消费人群的健康需求。