佛手化学成分和药理活性的研究进展
2022-04-13李春宇佘春洁毕建云
李春宇,袁 贞,佘春洁,毕建云
(山东中医药大学,山东 济南 250355)
佛手是芸香科植物佛手Citrus medicaL. var.sarcodactylisSwingle的干燥果实,收载于2020年版《中国药典》(一部)[1]。佛手有多种别名,如佛手片、佛掌等。《本草纲目》中描述的古代枸橼的产地、特征、生长环境均与现代所称的中药佛手相同,由此可知古代之枸橼即今之佛手。佛手在世界各地广泛种植。我国主要在南方沿海等地区栽培佛手,如广佛手、金佛手、川佛手等[2-3]。成熟佛手具有燥湿化痰、疏肝理气、和胃止痛的功效。佛手中含多种化学成分,包括黄酮类物质、香豆素、氨基酸等,主要成分为黄酮、挥发油两大类。本文整理近年佛手相关研究,对佛手化学成分、药理活性两方面内容进行系统性阐述。
1 化学成分
1.1 黄酮类
黄酮类化合物是指以C6-C3-C6为基本结构的一类化合物[4]。吴学峰等[5]利用超高效液相色谱-四极杆-串联飞行时间质谱法(UPLC-Q-TOF MS)对蒸制广佛手甲醇提取物进行了研究,首次在佛手中发现了黄酮类物质圣草次苷。目前对于黄酮类物质的提取主要借助超声波提取技术来完成[6]。
佛手中所含黄酮类化合物见表1。
表1 佛手中已分离鉴定的黄酮化合物
1.2 香豆素类
有研究从佛手醇提液中分离得到6, 7-二甲氧基香豆素、5, 7-二甲氧基香豆素、莨菪亭、伞形花内酯等22个香豆素类化合物[11]。吴学峰等[5]首次从蒸制广佛手中分离出莨菪亭。
部分佛手香豆素见表2。
表2 佛手中香豆素类化合物
1.3 多糖
李克杰[17]发现佛手中总多糖的含量随储存年限的增大而减小;广佛手水溶性多糖由D-木糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-葡萄糖和L-鼠李糖组成[18]。
1.4 挥发油
佛手挥发油多采用气相色谱-质谱联用(GCMS),GC指纹图谱[19],GC[20]、高效薄层色谱指纹图谱[21]等多种技术来进行含量测定。不同技术联合应用可更加全面高效地对佛手挥发油成分进行分析研究。
研究者[22-24]采用GC-MS对佛手挥发油成分进行分析,结果显示佛手主要挥发油成分为D-柠檬烯、γ-松油烯等单萜烯类物质。水蒸气蒸馏油中醇类和醛类物质的含量略高于压榨油和超临界油。
金晓玲等[25]采用超临界流体萃取法(SFE)对干佛手和新鲜佛手进行挥发油提取,GC-MS分析挥发油成分,发现新鲜佛手挥发油主成分为丁二醇;干佛手挥发油的主成分为5, 7-二甲氧基香豆素。罗朵生等[26]对生佛手和制佛手挥发油成分进行提取,结果显示生佛手的挥发油成分有23种,主要成分为3-羟基-2-丁酮、2, 3-丁二醇、2-乙氧基丁烷、α-蒎烯、异丙基邻甲苯、柠檬烯等。制佛手的挥发油饱和有机化合物含量增多,不饱和有机化合物含量减少。
佛手中部分挥发油成分见表3。
表3 (续)
表3 佛手中部分挥发油成分
1.5 柠檬苦素
胡瀚文等[8]采用超高效液相色谱-四极杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UPLC-Q-Orbitrap HRMS)技术对川佛手进行化学成分分析鉴定,发现其中属于柠檬苦素类的化合物有3种,分别为吴茱萸内酯、诺米林、黄柏酮。
1.6 其他化学成分
佛手挥发油中还含核苷及碱基类化合物[8]、有机酸类化合物[5,8]、芳香醛类[8]、糖苷类[5],在佛手化学成分中占比较少,但仍有一定的药理活性。佛手中还有β-谷甾醇、诺米林、对羟基苯烯酸、柠檬烯琥珀酸、5, 22-豆甾烯醇及2个新环肽环[18]。目前对佛手中此类物质的研究尚少,其具体药理机制仍不明确,还需进行深入。
2 药理活性
2.1 抗炎作用
有学者发现柠檬烯具有抗炎作用[34-35]。日本学者发现佛手挥发油中的主要成分柠檬烯可抑制一种能刺激嗜酸性粒细胞趋化因子的活性氧(ROS)的产生、核转录因子(NF-κB)的激活,减少单核细胞趋化蛋白(MCP-1)的产生。支气管炎哮喘的发病与嗜酸性粒细胞在肺部的聚集有关[36]。因此可推测柠檬烯可阻断支气管炎哮喘发病。动物实验中发现D-柠檬烯在体内体外均可发挥抗炎作用。D-柠檬烯还作为饮食补充剂发抗炎作用。佛手挥发油中另一种成分α-蒎烯同样可通过抑制线粒体激活蛋白激酶(MAPK)和小鼠腹膜巨噬细胞中的NF-κB通路等抑制细菌脂多糖(LPS)刺激的炎症,从而表现出抗炎活性[37]。
另有研究发现,佛手醇提液可提高嗜酸性粒细胞(EOS)及肥大细胞(MC)与白细胞的比例,具有抗炎、抗哮喘作用[38]。
2.2 抗肿瘤
近年,众多学者发现,佛手具有明显的抗肿瘤活性。马艳芳等[39]研究发现佛手挥发油可抑制人乳腺癌细胞的生长。另有学者研究发现佛手挥发油中柠檬烯对于复发性原发性胶质母细胞瘤[40]、皮肤癌[41]、人恶性胶质瘤[42-43]等具有突出治疗功效。
佛手柑内酯对人脑胶质瘤细胞(U87MG)的生长具有明显的抑制作用,它可使细胞出现自噬空泡,从而破坏细胞结构,其效果与给药剂量呈正相关[44]。体外研究中,低浓度佛手柑内酯能显著抑制鼻咽癌的肿瘤干细胞特性,其原因可能与激活肿瘤细胞中Hippo信号通路相关[45]。对于人肝癌细胞,佛手柑内酯同样具有诱导其凋亡的作用[46-47]。佛手提取物对于人肝癌细胞生长具有显著抑制效果[48]。
2.3 调节血糖
研究发现,结果表明,HepG2细胞与高浓度胰岛素共同孵育可显著降低葡萄糖消耗和糖原生成。佛手柑内酯能逆转此情形,并增加雌激素受体α(ERα)、Src、Akt、糖原合成酶激酶3β(GSK-3β)和磷脂酰肌醇3激酶p85(PI3Kp85)的p85调节亚基的磷酸化表达。根据以上结果判断佛手柑内酯可通过雌激素受体介导PI3K/Akt活化通路来提高胰岛素抵抗力,这一发现对患有雌激素缺乏症的患者治疗II型糖尿病有重要意义[49]。
佛手提取物可通过激活G蛋白偶联受体5(TGR5)通路来刺激胰高血糖素样肽1的分泌,从而改善血糖代谢,对肥胖大鼠起到减肥效果[50]。
2.4 降血脂、抗动脉硬化
夏雨等[51]发现佛手中黄酮类、多糖等都可在体外与胆酸盐结合,且佛手黄酮、佛手多酚的效果要好于佛手多糖。佛手提取物能上调人肝癌HepG-2细胞中过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPARα)的表达,进而提高胆固醇7α羟化酶的表达,从而表现出一定降血脂功效[52]。
龚正等[53]研究发现佛手黄酮类提取物可降低血清总胆固醇、丙二醛等物质的含量,提高血清中NO含量、肝组织载脂蛋白E表达水平,从而阻断动脉粥样硬化进程。佛手中槲皮素同样具有抗动脉硬化活性[54]。
2.5 杀虫抗螨活性
研究者采用触杀和熏杀两种毒理学模型评价以水蒸气蒸馏法、压榨法和超临界流体萃取法提取的金佛手挥发油的除螨效果,研究结果显示3种精油对朱砂叶螨均具有相似的致死毒性,水蒸气蒸馏油的除螨活性最强。同种模式下对挥发油中D-柠檬烯、红没药醇等进行抗螨活性分析,结果表明D-柠檬烯有良好的抗螨效果,且在一定范围内与浓度呈正相关[23]。有研究证明金佛手精油对秀丽隐杆线虫具有良好的杀虫作用[55]。
2.6 抗抑郁
佛手挥发油还具有抗抑郁活性,但该方面的研究文献较少。有学者推测其抗抑郁机制可能与海马区外的γ-氨基丁酸水平增加使肾上腺酮水平降低和肾上腺皮质轴活动减少有关[56]。芦红等[57]采用小鼠强迫游泳实验和小鼠悬尾实验证明佛手水蒸气蒸馏法提取挥发油具有一定的抗抑郁活性。另有最新研究指出,吸入佛手挥发油可在一定程度上缓解全髋关节置换患者术后的焦虑与疼痛[58]。
2.7 抗氧化活性
体外抗氧化是佛手挥发油的重要活性之一。佛手总黄酮对羟基自由基、氧自由基、1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和2, 2’-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基有明显清除作用,其作用强弱与使用剂量具有一定关联。加工后剩余建佛手皮渣提取多糖也具有一定的抗氧化性[59-61]。佛手挥发油经过发酵等处理后其自由基清除能力有一定提高[62-63]。
2.8 抗菌活性
抑菌能力最强的佛手挥发油来源于果实,佛手枝中提取的挥发油没有抑菌能力,佛手叶中的挥发油抗菌活性则在两者之间。佛手提取物及主要成分对金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌4种常见菌种均具有优异的抗菌活性[64]。佛手挥发油制备成纳米乳后,其灭活金黄色葡萄球菌的作用显著提高[65]。
3 总结与展望
多种研究表明,佛手中成分较为复杂,不同产地、不同采收期会对佛手的成分产生影响,对同种佛手成分的提取方法不同,成分及含量也存在较大差异。佛手有抗炎、抗肿瘤、调节血糖,调节血脂等药理活性,目前针对佛手的成分含量与药理作用机制的研究较浅显,无法为佛手质量控制提供科学依据。随着研究逐步深入,越来越多的功效被发现,但现代研究结果与传统功效并不相符。现阶段对其研究仍然存在较大不足与空白,宜进一步深入研究。