余甘子的酚类成分及药理活性研究进展
2022-12-04张雅琼秦定梅白春艳吴三同车彦云
孟 达, 张雅琼, 秦定梅, 白春艳, 吴三同, 赵 毅, 车彦云
(云南中医药大学,云南省高校药食同源养生产品工程研究中心,昆明市代谢性疾病中医药防治重点实验室,云南 昆明 650500)
余甘子为大戟科植物余甘子PhyllanthusemblicaL.的干燥成熟果实,又名油甘子、庵摩勒、滇橄榄等[1],广泛分布于我国云南、海南、贵州、四川、广西、广东、福建等省热带亚热带区域,云南省野生资源最为丰富,福建省人工改造和栽培的面积最大[2]。作为藏族习用药材,其性味甘、酸、涩、凉,归肺、胃经,具有清热凉血、生津止咳、消食健胃功效,常用于治疗血热血瘀、咳嗽、喉痛、口干、消化不良、腹胀等[3]。研究发现,余甘子中酚类成分含量可达到(0.242 7±0.008 0)mgGAE/mg,是其具有药理活性的关键生物活性成分,其结构类型分为鞣质类、酚酸类、黄酮类,具有心血管保护、抗肿瘤、抗炎、抑制氧化应激等作用[4-7]。近年来,余甘子酚类成分研究受到了国内外学者的广泛关注,对其药理作用的报道也屡见不鲜,但相关系统性总结尚显缺乏。本文对余甘子的酚类成分及药理活性进行系统综述,以期为深入研究及开发利用余甘子药用资源提供参考。
1 酚类成分
1.1 鞣质类 从余甘子中分离类得到的鞣质主要为没食子酸鞣质类(1~4)和逆没食子酸鞣质类(5~17)化合物,其中以可水解鞣质为主,详见图1~2、表1~2。
表1 余甘子中没食子酸鞣质类化合物
1.2 酚酸类 目前从余甘子中分离得到的酚酸类化合物主要包括没食子酸类衍生物,分别为没食子酸(24)[8,12-13,15,18-19]、3-乙基没食子酸(25)[8,19]、没食子酸甲酯(26)[13,20]、双没食子酸(27)[10,12]、对苯二酚(28)[20]、原儿茶酸(29)[20]、异香草酸(30)[20]、对羟基苯甲醛(31)[20]、松柏醛(32)[20]、L-苹果酸-2-O-没食子酸酯(33)[21]、鞣花酸(34)[8,12,15,19]以及粘酸类衍生物(35~44)[21],详见图3~4、表3。
表3 余甘子中粘酸类衍生物
表2 余甘子中逆没食子酸鞣质类化合物
1.3 黄酮类化合物 研究发现,从余甘子中分离得到的黄酮类成分主要为黄酮醇及其苷类,包括槲皮素(45)[8,16,20]、山柰酚(46)[20]、芦丁(47)[18]、杨梅素(48)[20]、柚皮素(49)[20]、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(50)[10,16]、山柰酚-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(51)[10,16]、山柰酚-3-O-α-L-鼠李糖(52)[20]等。
2 药理作用
2.1 心血管保护
2.1.1 抗动脉粥样硬化 余甘子水提物可改善代谢综合征患者体内的脂质代谢水平、氧化应激和炎症反应,从而起到预防动脉粥样硬化的作用。Zhang等[22]采用随机、双盲、安慰剂对照的临床实验,研究表明,59例代谢综合征患者服用余甘子水提物12周后,患者体内脂质代谢指标得到改善,总胆固醇(TC)降低11.11%,高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)增加22.16%,低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)降低21.8%,甘油三酯(TG)降低19.22%,患者体内氧化应激及炎症反应指标变化明显,一氧化氮(NO)增加50.7%,谷胱甘肽(GSH)增加53.22%,丙二醛(MDA)降低31.44%,高敏C反应蛋白(hsCRP)降低53.77%。与49例服用安慰剂12周的血脂异常患者比较,服用余甘子水提物的49例血脂异常患者体内血脂水平指标TC、TG、LDL-C、极低密度脂蛋白胆固醇(VLDL-C)降低,余甘子组患者血浆致动脉粥样硬化指数(AIP)降低39%,载脂蛋白B(ApoB)与载脂蛋白AI(ApoA-I)比值降低[23]。
余甘子酚类成分通过调节血脂、改善内皮细胞功能障碍、抑制炎症反应、抑制血管平滑肌过度迁移等途径抑制动脉粥样硬化的进程。鞣花酸(34)可通过上调低密度脂蛋白受体(LDLR)、下调微粒体三酰甘油转移蛋白(MTP)和细胞外ApoB蛋白和mRNA表达,从而促进肝癌细胞HepG2胆固醇的代谢[24];鞣花酸还可通过促进主动脉氧化应激相关酶转录因子NF-E2相关因子2(Nrf2)和血红素加氧酶-1(HO-1)蛋白表达,改善高脂饮食野生型(WT)C57BL/6小鼠和载脂蛋白E缺陷(ApoE-/-)小鼠主动脉环内皮依赖性舒张,并减轻次氯酸诱导的内皮功能障碍[25]。老鹳草素(13)通过细胞因子信号转导抑制因子1(SOCS1)/核因子-κB(NF-κB)途径抑制脂多糖(LPS)诱导的THP-1巨噬细胞向M1表型转化,从而抑制动脉粥样硬化发展过程中的炎症反应[26]。诃子酸(15)可通过抑制血小板衍生生长因子-BB(PDGF-BB)信号通路的激活,阻断PDGF-BB诱导的PDGF受体(PDGF-R)、蛋白激酶B(Akt)和细胞外信号调节激酶(ERK)1/2的磷酸化,从而抑制动脉粥样硬化中血管损伤后导致的血管平滑肌细胞VSMCs过度迁移。诃子酸还可抑制小鼠和人VSMCs细胞中PDGF诱导的基质金属蛋白酶2(MMP-2)蛋白和mRNA表达、MMP-2蛋白水解活性以及大鼠颈动脉球囊损伤后去内皮主动脉环VSMCs细胞的萌发和新生内膜的形成[27]。
2.1.2 降脂减肥 余甘子乙醇提取物可以抑制细胞内脂质的生成,并促进3T3-L1脂肪细胞凋亡,从而具有降脂减肥的作用,其作用于成熟3T3-L1脂肪细胞后,可以降低脂联素、过氧化物酶体增殖剂激活受体(PPARγ)、增强子结合蛋白(C/EBPα)、脂肪酸结合蛋白4(FABP4)等与TG累积相关的细胞因子,还可以使3T3-L1细胞凋亡及细胞内DNA的片段化,同时,3T3-L1细胞内凋亡相关蛋白半胱氨酸蛋白酶-3(caspase-3)、Bcl-2相关X蛋白(Bax)表达升高,B细胞淋巴瘤/白血病-2蛋白(Bcl-2)表达降低[28]。
余甘子酚类成分具有降脂减肥作用,并对心血管系统具有一定的保护作用。研究发现,老鹳草素(13)对肥胖SD大鼠的胰腺、肝、心、主动脉、肾、脑具有保护作用,同时,其能使大鼠体内的氧化应激生物标志物、血清抗氧化剂和还原型谷胱甘肽(G-SH)/氧化谷胱甘肽(GSSG)比值恢复到对照组水平。50 mg/kg老鹳草素对大鼠肥胖模型胰腺的糖毒性和脂毒性具有保护作用[29]。饮食诱导肥胖小鼠给予没食子酸(24)2周后发现,给药组小鼠甘油三酯水平和血糖浓度升高,但其附睾白色脂肪组织中脂肪细胞体积缩小,PPARγ表达升高,Akt信号传导激活[30]。在细胞水平,没食子酸可促进3T3-L1脂肪细胞分化和脂联素的分泌[31]。没食子酸甲酯(26)可降低3T3-L1脂肪细胞中TG水平[32]。双没食子酸(27)对脂肪酶活性的半抑制浓度(IC50)为8.75 μg/mL,提示其可影响3T3-L1细胞的脂质代谢[28]。
2.1.3 抗心肌纤维化 没食子酸(24)可减轻压力超负荷性心力衰竭小鼠体内血管周围纤维化程度,并抑制转化生长因子-β1(TGF-β1)诱导的心脏成纤维细胞CFs的纤维化,机制可能与其降低I型胶原和结缔组织生长因子(CTGF)水平有关[33]。鞣花酸(34)可通过抑制降低心肌梗死大鼠心肌组蛋白脱乙酰酶(HDAC1)蛋白表达,降低Ⅰ型胶原、Ⅲ型胶原、MMP-2、基质金属蛋白酶9(MMP-9)的mRNA表达,从而抑制血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)诱导的CFs细胞的增殖和迁移,并减少心肌纤维化面积[34]。
2.1.4 心肌缺血再灌注损伤保护 余甘子对心肌缺血再灌注损伤具有保护作用,其水提物通过激活PI3K/Akt/GSK3β/β-catenin通路保护心肌组织,改善心肌缺血再灌注引起的损伤,并增强心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织Akt、内皮型一氧化氮合酶(p-eNOS)磷酸化水平,升高Bcl-2、糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)蛋白表达,降低3-硝基酪氨酸(3-NT)、caspase-3表达,增加β-连环蛋白(β-catenin)核易位[35]。没食子酸(24)可以升高心肌缺血再灌注损伤大鼠心肌组织SOD、乳酸脱氢酶(LDH)、过氧化氢酶(CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)活性,降低MDA水平,对心肌缺血再灌注损伤有一定保护作用[36]。
2.2 抗肿瘤 余甘子酚类成分具有抗肿瘤活性,对多种癌细胞均有抑制作用,其主要作用机制为促进癌细胞凋亡,且其与抗癌药物联用可加强药效,降低毒性。150 mg/mL余甘子丙酮提取物可抑制宫颈癌细胞HeLa的增殖,其机制为通过诱导肿瘤坏死因子超家族中Fas、FasL蛋白表达,抑制caspase-8蛋白表达,使HeLa细胞周期阻滞于G2/M期,从而诱导细胞凋亡[37]。余甘子水提物作用于小鼠皮肤可使7,12-二甲基苯并蒽(DMBA)/12-O-十四烷酰佛波醇13-乙酯(TPA)诱导的动物肿瘤数量和体积减少50%以上;当余甘子水提物质量浓度为50~100 μg/mL时,其对肺癌细胞A549、HepG2细胞、HeLa细胞、乳腺癌细胞MDA-MB-231、卵巢癌细胞SK-OV-3和结直肠癌细胞SW620这6种人癌细胞株均有抑制作用,对人胚肺成纤维细胞MRC5无毒性。在体外基质侵袭实验中,25、50 μg/mL余甘子水提物均能抑制MDA-MB-231细胞的侵袭能力。余甘子水提物抑制HeLa细胞增殖的机制为死亡受体介导的细胞凋亡,可引起HeLa细胞DNA断裂,半胱氨酸蛋白酶3/7(caspase-3/7)、caspase-8、肿瘤坏死因子超家族中Fas蛋白表达升高,而caspase-9蛋白表达无明显变化[38]。余甘子水提物可以增强抗癌药物顺铂(MMC)和丝裂霉素(CDDP)抗人结肠癌细胞Colo205增殖能力,并降低抗癌药物对正常细胞的遗传毒性[39]。
2.3 抗炎和抑制氧化应激 余甘子具有抗炎和抑制氧化应激作用,这2种作用关系密切,同步改善机体生理功能。余甘子水提物可减轻角叉菜胶致足肿胀急性炎症大鼠的水肿状态,降低醋酸致腹膜炎急性炎症小鼠的腹腔渗出液中蛋白质表达[40];其还可通过降低MDA水平,提高总抗氧化能力(TAC)、SOD、CAT活性,从而减轻造影剂诱导的急性肾损伤CI-AKI大鼠的氧化应激反应[41];并通过降低小鼠肝脏脂质过氧化反应和氧化应激相关酶细胞色素P4502E1酶(CYP2E1)基因表达,对蛋氨酸和胆碱缺乏饮食诱导的非酒精性脂肪性肝炎C57BL/6小鼠起到肝脏保护的作用[42]。余甘子乙醇提取物可通过调节IL-1β/miR-I101/Lin28b信号通路,降低苯并芘诱导的癌前病变雄性A/J小鼠肺组织的炎性损伤[43],还可改善LPS诱导RAW264.7细胞的炎症反应,降低肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)、NF-κB、诱导型一氧化氮合酶(INOS)、环氧合酶-2(COX-2)等炎症因子水平,并通过增加GSH、SOD活性,降低MDA、活性氧(ROS)水平,保护RAW264.7细胞免受氧化损伤[44-45]。
2.4 降血糖 余甘子具有降血糖和降血脂作用,并可以改善糖尿病并发症血管内皮功能障碍。每天服用3 g余甘子粉,连续21 d后,正常人和糖尿病患者的餐后血糖、TC、TG、LDL-C水平降低,HDL-C水平升高[46]。余甘子汁可改善链脲佐菌素诱导的高血糖SD大鼠血管内皮功能障碍,促进乙酰胆碱引起的主动脉内皮非依赖性舒张,抑制模型主动脉Akt的磷酸化;在高糖诱导的血管平滑肌细胞A7r5增殖模型中,余甘子代谢物尿石素A能使磷酸化Akt、β-catenin蛋白表达降低,并改善氯化锂诱导的A7r5细胞中β-catenin蛋白的积聚和Wnt信号的激活[47]。
2.5 抗菌和抗真菌 余甘子酚类成分具有广谱的抗菌和抗真菌活性,余甘子提取物对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、化脓性链球菌、痤疮丙酸杆菌黄色微球菌、铜绿假单胞菌均有抗菌活性[48-49]。没食子酸(24)对受试皮肤癣菌株的体外最低抑菌浓度(MIC)值为43.75~83.33 μg/mL,白色念珠菌MIC值为12.5 μg/mL,丝状真菌红色毛癣菌MIC值为43.75 μg/mL,与广谱抗真菌药氟康唑相当[50]。
2.6 止泻和痉挛 余甘子对胃肠道具有双重调节作用,低剂量余甘子激活M受体起到通便作用,高剂量余甘子阻断M受体起到止泻作用。余甘子提取物对豚鼠和家兔的离体组织有痉挛作用,其作用机制是通过激活M受体介导的,石油醚部分(0.003~0.1 mg/mL)在豚鼠和兔组织中均表现出痉挛活性。乙酸乙酯和氯仿部分(0.003~1 mg/mL)在自发性收缩兔空肠的实验中表现出解痉活性[51]。余甘子乙醇提物对蓖麻油所致小鼠腹泻和肠液蓄积有抑制作用,其作用机制是通过双重阻断M受体和Ca2+通道来介导的[52]。
3 传统医药辨证分析
余甘子在祖国传统医学理论中有着较为广泛的治疗功效,本文将两者进行辨证分析,以探寻余甘子的传统功效与现代药理之间的关系。
《海药本草》记载余甘子久服轻身,延年长生,这与余甘子抗氧化应激的作用密不可分。藏族医药专著《四部医典》记载余甘子可治疗培根病、赤巴病、血病,其中培根病对应消化系统疾病,与余甘子降脂减肥、抗菌、抗真菌、止泻和痉挛等作用有关,血病则为血液循环系统疾病,与余甘子心血管保护、降血糖等作用有关,赤巴病对应人体的热症,与余甘子抗炎、抑制氧化应激、抗菌等作用有关。维吾尔族医药专著《注医典》记载余甘子可纯化异常血液质,补支配器官脑、心、肝,增强胃的摄住力。去除体液秽气,增强视力,固发乌发、燥湿止泻,清热止渴,这些功效与余甘子的心血管保护、抗炎、抑制氧化应激、降血糖、止泻和痉挛等活性相关。
4 总结与展望
随着近年来对余甘子的研究不断深入,对其酚类成分及其药理作用的认知不断丰富,但在研究中发现一些不足之处。首先,中药作用特点是多靶点、多途径协调的结果,现阶段对于余甘子中单体化合物的研究集中于没食子酸及鞣花酸等常见的化合物,对其中的粘酸类、鞣质类化合物研究较少,为充分揭示余甘子作用药效物质基础与药理作用之间的内在联系,应该对其进行全面研究;其次,针对余甘子药动学研究尚不深入,应重视其在体内的分布及代谢方面;最后,关于余甘子有效成分药理活性研究的报道多为动物模型或细胞模型,这与在人体的治疗表现是否一致,有待于临床研究的验证。
综上所述,余甘子作为保健食品极具开发前景,作为药物在临床上有着广泛的应用,有必要对其药理研究与活性成分展开更加深入的研究,从而阐明其临床应用的科学内涵,为合理开发和利用提供一定的数据基础和科学依据。