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黄芪中黄酮类成分的研究进展 (二)

发布时间:2021-02-24 21:43 编辑者:夏德婷

2 黄芪总黄酮的生物活性

2.1 抗氧化活性

自由基会对蛋白质、核酸和脂质等产生伤害而损伤机体,导致许多疾病,如早衰、心血管疾病、肿瘤、神经兴奋及损伤、糖尿病、肝损伤和帕金森病等。黄酮类化合物分子上的酚羟基可以与自由基反应从而终止自由基链式反应,阻止了新自由基的形成,从而延长细胞寿命。芒柄花素和毛蕊异黄酮能够减轻嘌呤或嘌呤氧化酶诱导的细胞损伤。芒柄花素,毛蕊异黄酮和毛蕊异黄酮葡萄糖苷在体外有较强的清除DPPH自由基的能力,其抗氧化能力强弱顺序为毛蕊异黄酮>毛蕊异黄酮葡萄糖苷>芒柄花素。黄芪的丙酮提取物可以抑制羟基自由基诱导的鱼类红细胞的凋亡并可作为潜在的抗氧化剂,推测与其所含皂苷、黄酮苷元和黄酮苷类化合物有关。LI等探索了黄芪花粉末不同溶剂提取物的抗氧化活性,发现乙醇提取物的活性高于水提物。乙醇提取物进一步用大孔吸附树脂分离,收集不同浓度的乙醇洗脱液,其中50%乙醇洗脱液的抗氧化活性最高,DPPH和ABTS自由基清除实验中的IC50值与BHT相当。高效液相-四级杆飞行时间质谱法(ultra performance liquid chromatography-quadrupole-time of flight-mass spectrometry,UPLC-QTOF-MS)定量分析结果表明50%乙醇洗脱液中的金丝桃苷、芦丁和异鼠李素-3-O-葡萄糖苷含量与其抗氧化活性显著相关。LIU等于2017年综述了黄芪的抗衰老活性成分及其作用机制和临床应用。目前的研究结果初步证明黄酮类化合物通过维持抗氧化酶类的活性,降低细胞膜的流动性,保持细胞膜稳定,螯合与自由基产生相关的铁和铜离子等途径清除自由基发挥抗氧化作用。

2.2 免疫调节功能

人体的免疫系统由免疫器官、免疫细胞和免疫分子组成,通过抵御病原体、消除体内突变和衰亡细胞,识别和排除抗原性异物,维持机体的稳定性。黄芪的免疫调节活性主要与其所含多糖、三萜皂苷和黄酮类化合物有关。CHEN等于2020年综述了黄芪多糖、皂苷类、黄酮类和蛋白质等免疫调节活性成分及其作用机理和临床应用。

细胞和动物实验表明黄芪总黄酮在体内和体外均有免疫调节功能,黄芪总黄酮通过调节RAW264.7巨噬细胞中的MAPK和NF-κB信号通路发挥免疫调节和抗炎作用。LIU等报道弗式完全佐剂诱导产生的关节炎小鼠用黄芪总黄酮处理28 d后,体重显著增加,关节肿胀得到缓解,胸腺和脾脏指数减小。免疫组化实验表明黄芪总黄酮的抗关节炎作用与OPG/RANKL/NF-κB信号通路相关。从黄芪中分离到的单一化合物如liquiritigenin、isoliquiritigenin、formononetin、formononetin 7-O-β-D-glucoside、isomucron ulatol、isomucronulatol 7-O-β-D-glucoside、methylnissolin、methylnissolin 3-O-β-D-glucoside、calycosin、calycosin 7-O-β-D-glucoside和daidzein能够下调脂多糖诱导的促炎因子IL-6和IL-12 p40在骨髓源树突状细胞中的表达。口服liquiritigenin能够抑制T细胞的激活,对T细胞介导的疾病如特应性皮炎具有治疗潜力。钙粘附蛋白E是一种钙依赖性的跨膜蛋白,参与细胞间黏附,分布于各类上皮细胞,在维持细胞的极性和完整性等方面起重要的作用。上皮细胞源性胸腺基质淋巴细胞生成素(thymic stromal lymphopoietin,TSLP)介导Th2细胞优势免疫,与过敏性皮炎、食物过敏、过敏性鼻炎和哮喘的发生相关,有望成为治疗哮喘、过敏症和过敏进程的新靶标。Formononetin通过调节钙粘附蛋白E,减少TSLP/IL-33的产生,发挥缓解过敏性皮炎的作用。

2.3 抗肿瘤活性

张冬青等研究发现黄芪总黄酮和毛蕊异黄酮在体外实验条件下,具有抑制人体白血病K562恶性肿瘤细胞增殖的作用,主要作用机制是降低细胞内G1/S-特异性周期蛋白-D1(cyclin D1) m RNA水平,将细胞生长周期阻滞在G0/G1期从而达到抗癌作用。此外,毛蕊异黄酮对宫颈癌细胞的生长也有抑制作用,剂量依赖性地降低肿瘤细胞活力并促进肿瘤细胞乳酸脱氢酶的释放。进一步的机制研究发现,毛蕊异黄酮通过上调mi R-375的表达发挥抗肿瘤作用。细胞中过表达mi R-375可以抑制细胞的增殖以及迁移/侵袭能力,诱导癌细胞发生凋亡。

2.4 对心血管系统的作用

LIU等使用Myograph动态描记系统,研究黄芪总黄酮的舒血管作用,发现黄芪总黄酮对大鼠离体肠系膜上动脉血管环的舒血管作用具有浓度依赖性。对常氧对照组人脐静脉内皮细胞的活力没有影响,而在一定浓度范围内显著促进了低氧模型组人脐静脉内皮细胞的增殖。在缺氧条件下,黄芪总黄酮显著增加了血管内皮细胞中p-Akt/Akt和p-e NOS/e NOS的比值,而对p-Erk/Erk或Bcl-2/Bax比值影响不大。动脉粥样硬化是冠状动脉疾病的潜在原因,Apo E基因敲除小鼠表现出异常高血脂症状,适用于心血管疾病研究。据文献报道,在Apo E基因敲除小鼠中formononetin能延缓动脉粥样硬化病变的发展,增加斑块稳定性,通过降低清道夫受体A介导的胆固醇摄取,减少巨噬细胞源性泡沫细胞和平滑肌泡沫细胞的形成。

2.5 抗糖尿病作用

黄芪多糖、皂苷类和黄酮类化合物均有抗糖尿病作用,可用于治疗I型和II型糖尿病,其中有关黄芪多糖降糖活性的研究最多。多糖通过抑制α-葡萄糖苷酶,改变肠道微生物群和改善胰岛素抵抗等多种途径发挥降糖作用。黄酮类化合物的作用途径则不同,formononetin和calycosin通过改善胰岛素抵抗,缓解糖尿病肾病和糖尿病性心肌病,调节内分泌系统和抑制脂质过氧化达到抗糖尿病的目的。LI等于2020年报道calycosin能够通过抑制RNF38的表达,增强胰岛β细胞的功能,抑制炎症反应,改善小鼠的妊娠糖尿病症状。II型糖尿病小鼠连续口服给药formononetin达16周或28周后,体重显著降低,血糖、甘油三酯、胆固醇、肌酐和血浆胰岛素水平降低,同时胰岛素抵抗得到了改善。分子生物学研究表明给药小鼠的胰腺和肾脏组织中去乙酰化酶SIRT1表达量增加,可以缓解糖尿病导致的肾脏组织的氧化损伤并保护胰岛细胞。Formononetin还通过调节JAK/STAT信号通路,维持正常的p-JAK2、p-STAT3、IL-1β、ICA M-1和NO水平,提高高血糖小鼠内皮细胞的活性和功能,可用于治疗糖尿病血管并发症。因此,formononetin和calycosin作为潜在的抗糖尿病药物具有一定的应用前景。

3 黄芪中黄酮类成分的含量测定方法

近年来,多使用紫外可见分光光度法测定黄芪总黄酮的含量。方法一:用芦丁标准品配制对照品溶液,采用亚硝酸钠/硝酸铝法,在510 nm波长处测定吸光度值并绘制标准曲线。方法二:样品经乙醇超声提取后,用甲醇定容,直接测定270 nm处的吸光度值。此法无需添加亚硝酸钠和硝酸铝,操作简便,重现性好。

《中华人民共和国药典》(2020版)规定,用高效液相色谱法测定黄芪中毛蕊异黄酮葡萄糖苷的含量,十八烷基键合硅胶为填充剂,乙腈和甲酸溶液进行梯度洗脱,检测波长为260 nm。史鑫波等报道了HPLC-UV-ELSD法测定黄芪皂苷和黄酮类成分,用大孔树脂制备样品溶液,可同时测定黄芪7种有效成分含量,为有效控制黄芪的内在质量提供参考。2019年,汤丹等报道了基于核壳色谱技术快速同时测定黄芪中8种异黄酮的UHPLC方法。核壳技术是将多孔硅壳熔融到实心的硅核上面而制备出的。这些多孔的“光环”状颗粒具有极小的粒径分布和扩散路径,可以通过同时减小轴向和纵向扩散,减小峰宽,提高柱效,是一种新兴的极具应用前景的快速色谱分析方法。

4 结论

黄芪是中医临床上常用的大宗中药材,黄酮类化合物是其主要有效成分之一。从蒙古黄芪和膜荚黄芪的根、茎、叶和花中可提取分离到50余种黄酮类化合物,对其进行结构分类发现主要为黄酮、异黄酮、异黄烷和紫檀素型黄酮,其中异黄酮的种类最多。近年来,国内外对黄芪黄酮和黄酮苷类化合物的生物活性研究主要集中在免疫调节、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗糖尿病以及对心血管系统的影响等方面。随着机制研究的深入,发现黄芪总黄酮通过影响多条细胞信号转导通路发挥作用,如MAPK、RANK/RANKL/OPG、Akt/e NOS和NF-κB信号通路等。黄酮类化合物为小分子、水溶性和脂溶性适中,具有开发成为药物的潜力。目前,对黄芪总黄酮和其中所含单一化合物的生物活性和药代动力学研究已比较完善,但仍需进一步总结其构效关系,为黄酮类药物开发奠定基础。同时,以黄芪为原料的保健品、食品、化妆品、动物饲料和有机绿肥等产品也具有极高的的研发价值。

声明:本文所用图片、文字来源《食品安全质量检测学报》2021年第3期,版权归原作者所有。如涉及作品内容、版权等问题,请与本网联系

相关链接:芒柄花素细胞生成素甘油三酯化妆品

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