艾草的药理作用研究进展
2021-12-01陈娟徐兴燕林林郭东晓崔伟亮林永强张慧杰谭会洁
陈娟,徐兴燕,林林,郭东晓,崔伟亮,林永强,张慧杰,谭会洁
(1.山东省食品药品检验研究院,山东省中药标准创新与质量评价工程实验室,山东 济南 250101;2.山东中医药大学,山东 济南 250355;3.蕲春唯艾科技有限公司,湖北 黄冈 435300)
艾草(ArtemisiaargyiLevl.et Vant.)又被称为冰台、家艾、萧茅等,是菊科蒿属植物,性温,味苦、辛,归肝、脾、肾经,植株具有非常强烈的香味。分布于中国、俄罗斯(远东地区)、朝鲜和蒙古等地,在中国分布尤其广泛,几乎遍及全国各地。艾草的全草都可以入药,有温经、去湿、散寒、止血、消炎、平喘、止咳、安胎等多种功效,因此也有“草中钻石”的称号[1]。《中国药典》2020年版(一部)收载了艾叶和醋艾炭,前者可以温经止血,散寒止痛,外用可以祛湿止痒,后者温经止血,主要被用于虚寒所导致的出血。艾灸疗法在我国民间应用甚广,以艾叶制成的艾条或艾炷,用其缓慢燃烧产生的热去刺激人体的特定部位,调整紊乱的生理功能,达到防止疾病的目的。目前,我国对于艾草的使用十分广泛,本文对艾草药理作用进行总结归纳,为其进一步研究与应用提供参考。
1 我国古籍记载
从古代开始,中国对艾草就已经有了较为深入的认识。早在《诗经·王风·采葛》中就有对艾草的记载:“彼采艾兮,一日不见,如三岁兮。”南朝梁陶弘景的《名医别录》:“艾叶味苦,微温,无毒。主炙百病,可作煎,止下痢,吐血,下部匿疮,妇人漏血,利阴气,生肌肉,辟风寒,使人有子。”首次将艾草作为药物进行记载。关于采集时间和处理方法,则有:“生田野,三月三日采,暴干。”但没有指明确切的产地[1]。
《本草图经》是宋代苏颂所著,里面对艾草相关内容进行了记载,是一本有关于其生药学知识最早、最全面的著作,并首次附有艾草的植物图,书中记载:“艾叶,旧不著所出州土,但云生田野。今处处有之,以复道者为佳,云此种灸病尤胜,初春布地生苗,茎类蒿,而叶背白,以苗短者为佳。”
明朝李言闻著有世界上第一本专门论述艾草的专著—《蕲艾传》:“产于山阳,采以端午,治病灸疾,功非小补。”书中对艾草的功效、生存环境、采收时间等进行了介绍,为后人研究艾草提供了重要的参考价值。对艾草的描述最为详细的,是明代李时珍所著《本草纲目》:“此草多生山原。二月宿根生苗成丛,其茎直生,白色,高四五尺,其叶四布,状如篙……”“艾,医家用灸百病,故曰灸草。”“艾以叶入药,性温、味苦、无毒、纯阳之性、有通十二经、走三阴、理气血、逐湿寒、暖子宫等功效,亦常用于针灸。”不仅对艾草的形态特征和治病功效进行了描述,还收载了一些艾草治病的药方。
清代也有不少关于艾草的本草著作,但大多只是对前人论述的继承,内容上并没有做出重大的创新,例如《本草备要》《本草从新》《植物名实图考》等,其中吴其濬的《植物名实图考》附有两个不同生长时期的艾叶图,绘制逼真,十分形象,为艾草的研究做出了重要贡献。
近代胡觉非先生晚年撰写《蕲艾新传》,书中附有《赞蕲艾》七绝4首。梅全喜教授著有《艾叶》一书,该书侧重于对艾草生理、生化等微观层面的研究,较为详细地记载了艾草生长、采收时间及不同采集期艾草中所含有的挥发油。
2 现代药理研究
现代药理学研究表明,艾草具有多种药理作用,包括抑菌、抗病毒、抗虫、抗癌抗肿瘤、抗氧化、止咳平喘、保肝利胆、镇痛、抗炎、降血糖、免疫调节等[2]。
2.1 抑菌作用 传统的艾草经过水煎、熏蒸后,不仅能杀灭多种病菌,还能抑制多种有害细菌的生长,杀灭或抑制多种病毒、细菌和真菌。熏艾抑菌的做法在中国古代就被发现,并流传至今。在民间,艾草被用来熏房间,目的是为了杀菌消毒。通过体外抑菌试验研究发现,艾草的提取物对多种细菌和真菌类物质有非常好的抑制作用,其中挥发油类成分起主要作用。高海荣等[3]测定了艾草的挥发油类成分的抑菌活性,采用了滤纸片法,抑菌活性的大小用抑菌圈的直径来评估,研究结果表明,艾草挥发油对大肠杆菌、蜡样芽孢杆菌、四联球菌均具有良好的抑菌作用。李志鹏等[4]对艾草超临界萃取物进行了分析,将其对大肠杆菌、绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌效果进行对比,发现其对大肠杆菌的抑菌效果最好;对比艾草提取物与青霉素对3种细菌的抑菌效果,结果表明,艾草提取物对大肠杆菌的抑菌效果较强,而青霉素对绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌作用较强。Yin等[5]研究了艾草提取物对口腔常见菌群的抑菌作用,用氢氧化钠灼烧大鼠脸颊建立口腔溃疡模型,通过对口腔溃疡愈合时间的测量,评价艾草提取物对口腔溃疡的治疗效果,研究结果表明,艾草提取物对金黄色葡萄球菌和链球菌有明显抑制作用。
2.2 抗虫作用 早在千年之前就通过燃烧艾草来达到驱赶蚊虫的目的,时至今日,我国很多地方仍然保存着一种传统习俗,那便是在端午节将艾草悬挂门前用于驱赶蚊虫。因为艾草带有某种独特的气味,这种味道能够起到到驱蚊虫的效果,所以古人常在门口悬挂艾草。是但是用没有经过处理的艾草驱蚊虫,效果比较微弱,为了提高艾草驱蚊虫作用,一般将艾草进行燃烧后使用,艾草燃烧后产生的挥发油类成分是抗虫作用的主要成分。艾草的挥发油类可作为杀虫剂,防止农作物害虫的生长,对仓库存贮产品中的害虫尤其有效[1]。Liu等[6]研究发现,艾草的挥发油中的主要杀虫成分是反式肉桂酸乙酯和薄荷酮,其中反式肉桂酸乙酯比薄荷酮的杀虫效果显著;混合成分的杀虫作用强于单一成分,说明了挥发油的杀虫成分具有协同作用。艾草的驱虫效果与其年份也有很大的关系,年份久一点的艾草中挥发性成分浓度高,气味浓,因而驱虫效果也更好。
2.3 抗病毒作用 病毒的结构非常简单,仅由DNA或RNA与蛋白质组成,但是其的破坏力度异常惊人。近年来,非典病毒、新冠病毒等的肆虐横行,让人们清醒地意识到了病毒的可怕。在日常生活中,有许多人为了预防感冒,抵抗病毒,用艾草来熏房间,希望达到消毒的效果,经临床试验证明,艾叶烟熏可以抑制一些常见的病毒,例如流感病毒、鼻病毒等。艾草的挥发油成分具有疏水性和黏性,艾草发挥抗病毒活性的重要机制是艾草的挥发油类成分与病毒的包膜相互作用,改变包膜的通透性,导致病毒内容物流出[7]。韩轶等[8]发现艾熏时艾草挥发油对呼吸道合胞病毒有较强的抑制效果。赵志鸿等[9]发现艾草可以很好地抑制乙肝病毒,选人肝癌细胞为体外细胞模型,发现艾叶挥发油对乙肝表面抗原和乙肝e抗原的分泌有明显抑制作用,影响乙肝病毒的蛋白表达水平,并在一定程度上抑制了乙肝病毒DNA的复制。
2.4 抗癌作用 艾草多糖的抗肿瘤活性很强,对人体有很好的免疫增强作用。艾草多糖可以抑制肝癌细胞的增殖,分别增强肿瘤坏死因子和自然杀伤细胞对靶细胞的活性和杀伤力,可以直接抗肿瘤细胞,增强免疫系统的协同抗癌作用。从艾草中提取出来的异泽兰黄素是一种具有药理活性的黄酮类化合物,实验研究表明,其可以抑制神经胶质瘤细胞的活力和增殖,并抑制体内肿瘤的生长[10]。刘瑞[11]通过体外和体内实验,对艾叶提取物异泽兰黄素对肝细胞癌的生物学行为进行了研究,研究结果证实了艾叶提取物异泽兰黄素可以诱导肝癌细胞凋亡。
A549细胞的增殖被艾草挥发油所抑制,并呈现出浓度依赖性,其作用机理是,艾草挥发油发挥作用,把A549细胞阻滞在S期,阻止其增殖,诱导细胞凋亡[12]。艾草可以影响肝癌细胞系Hep G2细胞的增殖,在细胞凋亡过程中上调促凋亡基因Bax和caspases基因的表达,并对抑制凋亡基因Bcl-2的表达进行抑制,从而导致Hep G2细胞的凋亡,这种作用与艾草提取物的浓度呈正相关[13]。Zhang等[14]发现艾草中倍半萜内酯类活性成分可促进p47的膜转位,激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化酶/活性氧/线粒体途径,诱导胃癌细胞凋亡。
2.5 止咳平喘作用 哮喘是呼吸系统常见的疾病,影响患者的生活,有时甚至会影响生命健康。艾草挥发油具有一定的镇咳、平喘、祛痰作用,对化学物质引起的咳嗽、哮喘也可以起到一定的作用[15]。魏国会等[16]研究了艾草挥发油的平喘活性,实验选择了经卵蛋白致敏的哮喘小鼠气道炎症模型,研究结果表明,艾草挥发油具有较好的止咳平喘效果。有研究分离了艾草提取物中的平喘成分,发现蒿醇、石竹烯和萜品烯醇的平喘作用较强,这类成分可以直接作用于气管,调节呼吸中枢,预防药物性哮喘,并且可以延长乙酰胆碱加组胺的引哮潜伏期。通过豚鼠平喘实验研究发现,艾草的挥发油类成分可以对氯化钡所诱发的离体豚鼠气管平滑肌的痉挛进行缓解,松弛支气管平滑肌;一定量气雾吸入给药研究表明,艾草挥发油可以有效控制组胺和乙酰胆碱诱发的豚鼠哮喘,延长豚鼠的引喘潜伏期,对支气管哮喘产生了综合防治效果[17]。
2.6 抗氧化、抗衰老作用 机体氧化应激,是指细胞接受外部刺激时,会形成过多的活性氧自由基、活性氮自由基,进而对机体细胞产生不可逆转伤害的病理过程;而活性氧自由基的产生过多,会使机体氧化自由基和脂质氧化反应失调,形成一些脂质过氧化物质,改变细胞的结构和功能[17-18]。经现代医学研究和临床试验证实,细胞内的自由基过多,易引起蛋白质变性、脂质过氧化、DNA损伤等不良反应,容易引发心脑血管病变、自身免疫性疾病、神经系统疾病及癌症等多种疾病[19]。徐红蕊等[20]研究发现,艾草具有较好的体内外抗氧化作用,其中挥发油类和多酚类成分具有显著抗氧化和清除氧自由基的作用,可被用于合成抗氧化剂。通过β-胡萝卜素漂白法、硫代巴比妥酸、总自由基清除抗氧化能力法等多种方法验证,艾草中的挥发油成分具有较强的抗氧化和清除自由的能力[1]。胡岗等[21]采用D-脱氧核糖-铁体系法、羟胺法和DPPH法对艾草多糖的体外抗氧化能力进行了研究,结果表明艾草多糖能有效地清除超氧阴离子自由基、羟基自由基及DPPH自由基,并且抑制率随着多糖剂量的增加而提高,呈量效关系。Hu等[22]研究了艾草黄酮类化合物的体内外抗氧化作用,研究结果表明,艾草黄酮类化合物对秀丽隐杆线虫具有较强的抗氧化能力。
2.7 抗疲劳作用 艾草中的挥发油类成分具有抗疲劳的功效。在小鼠的负重游泳试验中,将艾草挥发油通过灌胃给药到小鼠体内,研究结果表明,药物组较对照组小鼠的血清尿素氮水平和血乳酸降低,肝糖原的消耗量降低,负重游泳持续时间长,由此证实了艾草挥发油有抗疲劳的功效[23]。
2.8 保肝利胆作用 肝、胆是人体重要的器官,有着“牵一发而动全身”的重要性。临床试验证明,将艾叶注射液注射到肝病患者的体内,经过一段时间之后,患者体内的转氨酶逐步下降,肝功能也慢慢趋向正常化水平。研究表明,艾叶可以通过调节细胞周期,下调细胞周期蛋白(cyclin)D1的表达,使细胞复制停滞于G0/G1期,抑制细胞的增殖,进而达到抗肝纤维化的作用[24]。杨朝令等[25]研究表明,艾草多糖可以对乙酰氨基酚引起的肝中毒进行预防,保护肝组织细胞,进而达到保肝的目的。
2.9 抗过敏作用 艾草挥发油中的葛缕醇、反式葛缕醇、2-萜品烯醇等成分被认为可以产生抗过敏作用。蒋涵等[26]对艾草挥发油的抗过敏作用进行了研究,用2,4-二硝基氯苯诱导小鼠迟发型变态反应,对比实验组与对照组小鼠的耳肿胀度,发现艾草挥发油对2,4-二硝基氯苯诱导的迟发型变态反应抑制率高达95%,证明艾草挥发油具有明显的抗过敏作用。
2.10 止血作用 长期药理试验表明,艾草可以发挥较好的止血作用。艾草用水浸泡后,把浸出液静脉或腹腔注射到大鼠体内,使毛细血管的通透性降低,达到止血的目的。有研究表明,艾草中的组分在体外均有凝血的作用,不同组分的凝血作用各不相同,其中鞣质类的凝血作用最强。分别用艾草生品和炮制品对小鼠进行凝血、出血时间试验,对比之后发现,烘制或炒炭后的艾草止血作用明显,对家兔进行相关研究,灌服后发现,可以促进其血液的凝固[27]。
有研究表明,采用中国传统炮制方法炮制的艾炭,具有非常强的凝血、止血效果,可能是因为艾草中的活血组分在炮制的过程中被除去[28]。
2.11 抗炎作用 艾草挥发油有很强的抗炎活性[29]。Ge等[30]用二甲苯、冰醋酸和角叉菜胶诱导小鼠产生炎症反应,分别以皮肤给药和灌胃给药的方式观察艾草挥发油抗急性炎症的作用,研究结果表明1,8-桉叶素、樟脑和龙脑有较好的抗炎作用,且经皮肤给药的艾草挥发油的生物利用度优于灌胃给药。
艾灸可以通过抑制IL-23、IL-17水平和磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(PI3K/Akt/mTOR)信号通路活性,调节炎症反应,对类风湿性关节炎发挥治疗作用[31]。
2.12 镇痛作用 迟雪洁等[32]采用热板法对艾草水提组分和挥发油的镇痛作用进行了研究,结果表明,艾草水提组分和挥发油均有镇痛作用,但水提组分较挥发油对小鼠热刺激的反应更灵敏。孙蓉等[33]研究结果表明,艾草水提组分和挥发油主要通过增加丙二醛和一氧化氮含量,降低血液前列腺素E2含量以及超氧化物歧化酶活性起到镇痛作用,艾草挥发油的功效与剂量、用药时间密切相关,呈现一定的剂量依赖关系。
2.13 降血糖作用 尹美珍等[34]建立了1型糖尿病小鼠模型,采用的是腹腔注射链脲佐菌素的方法,研究结果表明,灌胃给予艾草多糖,可以改善糖耐量,增加肝糖原含量,有明显降低1型糖尿病小鼠的血糖浓度的作用。
2.14 神经元保护作用 Zeng等[35]研究了艾草中分离得到的倍半萜二聚体化合物(DSF-52)是否抑制了脂多糖激活的小胶质细胞的神经炎症反应,研究结果显示,DSF-52可能对炎症介导的神经退行性疾病中的神经元有保护作用。Kang等[36]对三甲基锡诱导的认知功能障碍进行研究,发现艾草提取物中的酚类物质3,5-二咖啡酰奎宁酸具有显著改善小鼠学习和记忆缺陷的作用,研究结果表明,3,5-二咖啡酰奎宁酸抑制神经元的凋亡是通过维持线粒体活性和抑制凋亡信号分子来实现的。
2.15 其他作用 除了上述药理作用之外,艾草还具有多种功效。如,艾草具有散寒除湿、安胎的功效;艾草提取物可以治疗和预防糖尿病和癌症疾病[1];艾草挥发油可以治疗实验性痤疮,主要是通过抑制肥大细胞增殖、趋化及脱颗粒,减少肥大细胞数量,减轻炎症反应来发挥其治疗效果[37];用艾草沐浴可以止痒、治烫伤、治疗痹症、局部的麻木不仁、四肢阙冷的虚脱症;用艾草泡茶能够缓解治肩膀僵硬、冷虚症、腰痛、疲劳等症状,还对湿疹、斑疹、高血压有效;饮用艾草所制的酒可以增加食欲、利尿,也可以用于贫血;用艾草做食物或泡水,有预防、缓解痛经的作用[38];艾草还可作为一种膳食,适用于胃黏膜损伤或饮食习惯不健康的人群,还可以增强人体对疾病的抵御能力[39]。
3 总结
随着人们对中医药关注度的增加,特别是新冠肺炎疫情以来,公众对中医药领域的关注和期待更是到达了一个高峰,在这种高关注度以及人们对身体健康认知不断加强的情况下,艾草这种非常容易获得的纯天然药物,其使用量在逐渐增加。从古至今,关于艾草使用的记载颇多,艾草在中医药学、民俗学、饮食学等众多学科都发挥着重要的作用,更说明了艾草在人们生活中具有重要的意义。随着艾草现代药理学研究不断深入,其抑菌、抗病毒、抗虫、抗癌抗肿瘤、抗氧化、止咳平喘、保肝利胆、镇痛、抗炎、降血糖等多种药理作用机理不断被揭示,为其产业的发展夯实了理论基础。相信在以后,无论是在临床药用、食用,还是饲用以及日用品中,“草中钻石”艾草将具有巨大的开发价值。