趙 帥,郝二偉,杜正彩,謝金玲,韋 瑋,秦健峰,侯小濤,鄧家剛
(廣西中醫(yī)藥大學藥學院,廣西中藥藥效研究重點實驗室,廣西農作物廢棄物功能成分研究協(xié)同創(chuàng)新中心,廣西中醫(yī)藥大學廣西中醫(yī)藥科學實驗中心,廣西 南寧 530200)
廣山楂為薔薇科植物臺灣林檎Malus doumeri(Bois.)Chev 或光萼林檎Malus leiocalyxS Z Huang 的干燥成熟果實[1-2],是廣西道地藥材之一。廣山楂的果實[3]、葉[4-5]皆可入藥,其果實性溫,味甘、酸、澀,歸脾、胃、肝經(jīng),具有消食健胃、行氣散瘀的功效,用于肉食積滯、胃脘脹滿、瀉痢腹痛、瘀血經(jīng)閉、產(chǎn)后瘀阻心腹刺痛、疝氣疼痛、高脂血癥;其葉性平,味微苦、微甘,能夠開胃消滯和祛濕,多用于食積、暑濕厭食等[6],相關藥材標準先后收入2011 年版《廣西壯族自治區(qū)壯藥質量標準(第二卷)》[6],1990 年版《廣西中藥材標準》[7]。目前,關于廣山楂研究的報道主要集中在臺灣林檎,而對光萼林檎的研究幾乎沒有報道,除了化學成分、藥理作用、質量控制外,還涉及栽培管理[8]、品種特性[9]、及病蟲害防治[10]、利用其果或葉進行產(chǎn)品研發(fā)[11]等方面。本文對廣山楂化學成分與傳統(tǒng)功效、新型用途進行分析,同時基于藥材傳統(tǒng)功效與現(xiàn)代藥效物質基礎之間的關系,為篩選和聚焦其專屬性或藥效成分、確立質量控制提供理論基礎。通過對近年來廣山楂的化學成分、藥理作用研究進展進行綜述,以及對其質量現(xiàn)狀進行分析,初步探討了藥材現(xiàn)代藥理作用與其化學成分之間的關系,旨在為其開發(fā)利用提供有益的參考。
1.1 黃酮類 廣山楂黃酮含有量是山楂的2 倍多[26],主要有黃酮類、黃酮苷類、二氫查耳酮類,并含少量橙酮類,見表1、圖1。
表1 廣山楂中黃酮類化合物
圖1 廣山楂中黃酮類成分母核結構
1.2 脂肪酸類 主要有蘋果酸、檸檬酸等。見表2。
1.3 三萜類 如烏蘇烷型的熊果酸,齊墩果烷型的齊墩果酸等,見表3。
表2 廣山楂中脂肪酸類化合物
表3 廣山楂中三萜類化合物
1.4 酚及酚酸類 包括阿魏酸、咖啡酸等。見表4。
表4 廣山楂中酚及酚酸類化合物
1.5 微量元素及維生素 廣山楂果中富含F(xiàn)e、P、Ca、Zn[27,30,34]、K[27,30]、Se[32]等無機元素,此外還含少量維生素,包括維生素B1、B2、C[27,33-34]、B6[33]、E[4,27,34]等。
1.6 氨基酸 廣山楂作為藥食同源的植物,其含有豐富的氨基酸,目前從果實中檢測到的有17 種[33],從廣山楂酒中檢測到17 種游離氨基酸、16 種水解氨基酸;其中包含人體必需的8 種氨基酸,具有較高的營養(yǎng)價值和保健作用[35]。
1.7 其他 此外,廣山楂中還含有茋類化合物銀松素[15],聯(lián)苯類成分山楂葉苷A[24]、皂苷[29]、β 型吡喃糖苷構型的多糖[36]、鞣質[1]、紅色素[37]以及肉桂酸等[14]。見圖2。
2.1 基于傳統(tǒng)功效的藥理活性
2.1.1 消食健胃 消食健胃是廣山楂的主要功效之一,這一傳統(tǒng)功效與消化系統(tǒng)的胃腸功能密切相關。歐賢紅等[38]研究發(fā)現(xiàn)廣山楂水提物通過增加胃液的分泌量、總酸度和總酸排出量,以及增加胃蛋白酶的活性和胃蛋白酶排出量;增加正常小鼠小腸的張力、頻率、活力,使腸管興奮,從而達到助消化的作用。以上藥理作用及其機制研究均與廣山楂消食健胃傳統(tǒng)功效相關。
2.1.2 行氣散瘀 行氣散瘀是廣山楂的另一傳統(tǒng)功效,與循環(huán)系統(tǒng)功能有關。林啟云等[39]研究廣山楂總黃酮提取物對局部微循環(huán)障礙的小鼠模型的影響,發(fā)現(xiàn)廣山楂總黃酮提取物能改善去甲腎上腺素造成腸系膜微血管循環(huán)障礙;同時還觀察到廣山楂黃酮類乙醇提取物有降低貓血壓的作用,并且可協(xié)同加強戊巴比妥鈉中樞抑制作用,以利于降壓。對離體蛙心有一定程度的強心作用。
圖2 廣山楂中銀松素、山楂葉苷、肉桂酸結構
2.2 藥理活性
2.2.1 降脂 廣山楂黃酮類提取物顯著降低高脂血癥小鼠血脂中TC、TG 水平,有良好的調節(jié)血脂代謝作用[40]。
2.2.2 促進睡眠 林啟云等[39]采用模型研究廣山楂促進睡眠的作用,結果表明,廣山楂總黃酮乙醇提取物,對戊巴比妥鈉促進動物睡眠有一定的協(xié)同促進作用,能顯著延長小鼠戊巴比妥睡眠持續(xù)時間。
2.2.3 調節(jié)免疫 李忠海等[41]采用小鼠免疫器官重量法、小鼠常壓耐缺氧實驗、小鼠游泳實驗、小鼠耐高溫、耐低溫實驗和小鼠碳粒廓清法實驗研究發(fā)現(xiàn),廣山楂葉的水提取物和乙醇提取物能明顯提高小鼠的免疫功能。
2.2.4 保肝 潘蕓等[42-45]利用廣山楂抗小鼠急性肝損傷實驗中發(fā)現(xiàn),廣山楂總黃酮提取物對四氯化碳、D-半乳糖胺(致急性肝損傷小鼠具有預防作用,總黃酮是其主要的保肝成分[42];對撲熱息痛、硫代乙酰胺所致急性肝損傷小鼠有較好的保護作用[43]。此外,采用實驗性酒精肝損傷大鼠模型,發(fā)現(xiàn)廣山楂總黃酮物質對實驗性酒精所致的大鼠肝損傷具有明顯的保護作用[44];對四氯化碳引起的慢性肝損傷大鼠的肝損傷有保護作用,其機理在于通過清除自由基,抑制肝臟細胞脂質過氧化反應,穩(wěn)定肝細胞膜[45]。
2.2.5 抗氧化 Ling 等[13-14]發(fā)現(xiàn)廣山楂提取物中,綠原酸和根皮素糖苷具有較強細胞抗氧化活性。Lin 等[15]發(fā)現(xiàn)廣山楂中2 種酚類化合物3-羥基根皮素和兒茶酚具有出很強的羥基自由基清除能力。Leu 等[16]發(fā)現(xiàn)廣山楂葉中的化合物具有較強的抗氧化活性和一定的清除自由基的能力,其中3-羥基根皮苷、3-羥基根皮素和槲皮素的清除自由基能力最強,3-羥基根皮苷和3-羥基根皮素對黃嘌呤氧化酶有明顯的抑制作用。Zhao 等[17]發(fā)現(xiàn)廣山楂葉中30 個化合物具有極強的抗氧化作用。廣山楂黃酮類乙醇提取物能有效地降低高脂血癥小鼠血清中超氧化物歧化酶和T-AOC 的含有量,其對機體有抗氧化和增強抗氧化酶的活力的作用[40]。何忠偉等[46]通過測定酶活性試驗得出富硒廣山楂提取物比未富硒廣山楂具有更強的抗氧化能力,硒能延緩廣山楂果實的成熟衰老,改善其品質。鐘海雁等[47]發(fā)現(xiàn)廣山楂葉提取物能夠有效清除(-OH)自由基,并能抑制動物肝臟勻漿脂質過氧化。不同季節(jié)的廣山楂葉提取物對(-OH)、O2·和DPPH 均有一定的清除作用,其中對DPPH自由基的效果最佳[48]。
2.2.6 抗腫瘤 Wen 等[13-14]研究得出廣山楂葉三萜酸類化合物能顯著抑制人肝癌細胞(HepG2)、人乳腺癌細胞(MCF-7 和MDA-MB-231)和人宮頸癌細胞(Siha)的增殖。其中熊果酸是廣山楂葉提取物抑制乳腺癌細胞MDAMB-231 增殖的主要活性成分,其機理在于激活p38MAPK和JNK 通路抑制乳腺癌細胞MDA-MB-231 增殖。
2.2.7 抑菌 Shen 等[23]發(fā)現(xiàn)廣山楂葉乙酸乙酯部位具有一定的抑菌作用。黃衛(wèi)文等[29]報道廣山楂葉提取液所含的有機酸、單寧、皂苷在小鼠體內具有明顯的抑菌作用。李容等[37]研究發(fā)現(xiàn)廣山楂紅色素物質對金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、大腸桿菌、傷寒桿菌均有一定的抑制作用。李玉霞等[49-50]研究表明,浙江、江西廣山楂葉片浸提液,對黑曲霉、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌均有很好的抑制作用;其中浙江的效果最佳。另外,廣山楂葉浸出物抑制金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、大腸桿菌、黑曲霉、黃曲霉、青霉、紅酵母等多種微生物的生長效果明顯[51]。
2.2.8 保護皮膚 研究發(fā)現(xiàn)廣山楂葉中的黃酮類化合物是延緩皮膚衰老的主要活性成分,其中3-羥基根皮素和兒茶酚還表現(xiàn)出明顯的抑制胞內酪氨酸酶活性,這2 個化合物通過間接影響細胞存活率和毒性作用來減少黑色素的形成[15]。此外,根皮素和3-羥基根皮素能夠有效抑制彈性蛋白酶活性;根皮素、3-羥基根皮素和槲皮素能夠顯著抑制基質金屬蛋白酶-1 表達[16]。
2.3 毒性研究 尹利君等[52]研究發(fā)現(xiàn),給以正常雄性大鼠高于臨床劑量133 倍的廣山楂葉黃酮類提取物連續(xù)灌胃30 d,未見雄性大鼠死亡,表明臨床推薦劑量是安全的。潘蕓等[53]通過對廣山楂總黃酮提取物急性毒性實驗發(fā)現(xiàn),實驗小鼠給藥前后無明顯差異死亡,表明廣山楂總黃酮提取液無毒性作用。金雪萍等[54]以廣山楂葉5 組不同提取液對小白鼠進行急性毒性試驗和最大安全耐受量實驗,得出廣山楂葉其最大安全耐受量倍數(shù)為132,除其酸水溶解的生物堿具有毒性,其他組安全無毒。
中藥的質量控制研究對其臨床應用的安全性與有效性具有重要意義。目前對廣山楂質量研究的報道,涉及廣山楂的定性、定量及有害物質檢查等方面,采用了多種光譜和色譜技術。
3.1 HPLC 法 HPLC 法在中藥的質量控制中已經(jīng)被廣泛使用,是中藥定性和定量研究的一種常用方法。對廣山楂的定量分析,主要是采用HPLC 法對廣山楂葉中的黃酮類化合物進行測定,如建立HPLC 法同時測定廣山楂葉中3-羥基根皮苷、根皮苷、4′,6′-二羥基二氫查爾酮-2′-葡萄糖苷、根皮酚、白楊素的含有量[18];采用HPLC 法分別對不同產(chǎn)地廣山楂藥材中總黃酮及其指標性成分蘆丁進行含有量測定,結果表明,不同產(chǎn)地廣山楂中總黃酮和蘆丁的含有量差別明顯,以賀州含有量最高[21,55];還有研究建立了HPLC-DAD 法對廣山楂葉中所含黃酮類成分表兒茶素的含有量測定,之后運用HPLC-MS/MS 技術對不同產(chǎn)地廣山楂葉進行定量研究,結果表明產(chǎn)地的不同對廣山楂的含有量影響較大[24]。除此以外,也有研究采用HPLC 法測定廣山楂中4 種水溶性維生素、17 種氨基酸的含有量[33],采用HPLC-MS 方法測定廣山楂中的有機酸,發(fā)現(xiàn)不同產(chǎn)地的廣山楂有機酸含有量有一定差異。以上研究都為廣山楂的質量標準制定和提高提供了實驗依據(jù)[25]。
UPLC 法借助于HPLC 法的理論及原理,涵蓋了小顆粒填料、非常低系統(tǒng)體積及快速檢測手段等全新技術,增加了分析的通量、靈敏度及色譜峰容量。尤其對中藥研究領域的發(fā)展是一個極大的促進[56]。近來有研究者采用UPLC建立了廣山楂中山楂酸和熊果酸含有量定量方法,用于對廣山楂的品質監(jiān)測[27-28]。
中藥指紋圖譜是基于對中藥物質群整體作用的認識,借助光譜和色譜等技術獲得中藥化學成分的光譜或色譜圖,是實現(xiàn)鑒別中藥真實性、評價質量一致性和產(chǎn)品穩(wěn)定性的可行模式,具有信息量大、特征性強、整體性和模糊性等特點[57]。應用于構建中藥指紋圖譜的現(xiàn)代分析技術主要有HPLC、UPLC、薄層色譜(TLC)、氣相色譜(GC)、高效毛細管電泳(HPCE)等。目前的報道主要是應用UPLC 和HPLC 指紋圖譜技術對不同產(chǎn)地廣山楂藥材的質量差異進行評定,如徐寶欣等[12]利用UPLC 建立了6 批廣山楂葉藥材的指紋圖譜,共檢測出23 個共有峰,6 批藥材相似度均大于0.9,能客觀評價廣山楂葉藥材的差異,對藥材質量的區(qū)別提供了依據(jù)。楊明宇等[24]對不同產(chǎn)地的8 批廣山楂葉藥材建立UPLC 指紋圖譜,標定出20 個共有峰,8 批藥材相似度均大于0.923,同時測定了綠原酸等5 種成分的含有量,并根據(jù)指紋圖譜總結了各個產(chǎn)地廣山楂藥材的質量區(qū)別。
3.2 TLC 薄層色譜法因其操作方便、設備簡單、顯色容易等特點,常被用于中藥的定性鑒別。廣山楂的廣山楂及其葉的TLC 鑒別主要采用草酸、酒石酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸和熊果酸等作為指標成分,為廣山楂及葉的質量評價提供了一定的科學依據(jù)[20,26]。
3.3 GC GC 法具有高效快速、高選擇性、高靈敏度、樣品用量少、方法穩(wěn)定性好、檢測器種類多等特點,適用于揮發(fā)性成分的研究。劉婧等[60]運用氣相色譜儀對廣山楂樣品中有機氯農藥五氯硝基苯、滴滴涕、六六六等殘留量進行分析,為藥材質量控制提供安全保障。
3.4 紫外分光光度法(UV)紫外分光光度法是根據(jù)物質對不同波長的紫外線吸收程度不同而對物質組成進行分析的方法。該方法具有靈敏度較高等特點,常用于物質的定量分析。廣山楂的UV 分析方面的研究包括以蘆丁為對照品,對果實、果皮及葉中的總黃酮和總有機酸進行定量分析,對廣山楂果實及葉中熊果酸進行含有量測定,結果發(fā)現(xiàn),廣山楂果皮中熊果酸,含有量均高于廣山楂果實及葉[20,26];采用紫外分光光度計分析廣山楂超氧化物歧化酶、三萜類、黃酮類、有機酸等成分,并對其水分、總糖、氨基酸、維生素、無機元素含有量等進行評價[27]。
3.5 原子吸收分光光度法(AAS)原子吸收分光光度法簡稱原子吸收法,是利用被測元素基態(tài)原子蒸氣對其共振輻射線的吸收特性進行元素定量分析的方法。具有靈敏度高、精密度好、應用范圍廣、干擾少、快速簡便、易于自動化等特點。何彩梅等[32]以富硒廣山楂果實為原料,測定其中鉛、鎘、鉻等重金屬元素及營養(yǎng)成分,結果表明,硒不僅能降低大果山楂果實中重金屬的含有量,還能改善其品質。王超英等[58]采用原子吸收分光光度法測定廣山楂等10 種大宗藥材20 批樣品的鉛、鎘、砷、汞、銅含有量進行檢測。
目前,廣山楂的化學成分和藥理作用研究都取得了一定進展,現(xiàn)代藥理研究基于中醫(yī)傳統(tǒng)功效來開展,但也基于西方醫(yī)學理論拓展了廣山楂的新的功效,并發(fā)現(xiàn)了其中的一些活性成分。根據(jù)從研究文獻所獲得的信息,課題組對廣山楂的藥理作用及其物質基礎進行了總結、分析,見表5。結果表明,廣山楂黃酮類成分的助消化、降血脂等作用與廣山楂的傳統(tǒng)功效消食健胃和行氣散瘀一致;此外,廣山楂黃酮類成分可促進睡眠,具有催眠作用;同時可以調節(jié)免疫;其中黃酮類成分根皮素糖苷具有抗氧化作用;其酚類物質綠原酸成分也具有清除自由基的作用;三萜酸類物質具有抗腫瘤作用;廣山楂中的紅色素和其葉的浸提物具有抑菌作用。根據(jù)現(xiàn)有報道,可判斷廣山楂中的黃酮類、三萜酸類、酚類成分是其主要有效成分。
廣山楂藥用歷史悠久,在廣西作為山楂的習用品已有80 多年歷史[7],也被用作一些復方制劑的主要組成成分,如復方山楂顆粒[61]、肥兒寶顆粒[62]、厭食康顆粒[63-64]等,其多方面的藥用食用價值具有廣闊的開發(fā)利用前景。此外,楊海玲等[65]對廣山楂的質量控制進行了綜述,主要從其化學成分、工藝研究、質量控制等方面進行歸納總結。
表5 廣山楂的藥效物質基礎分析
本文在對廣山楂化學成分和藥理作用研究現(xiàn)狀綜述的基礎上,重點對廣山楂化學成分與傳統(tǒng)功效以及化學成分與新的藥效用途這2 方面進行分析,首先,從化學成分與傳統(tǒng)功效的角度看,傳統(tǒng)功效是對中藥有效性的概括,也是臨床用藥的依據(jù)。廣山楂黃酮類成分的助消化、保護腸黏膜等作用與廣山楂的傳統(tǒng)功效消食健胃一致;降壓、調節(jié)局部微循環(huán)等作用與廣山楂的傳統(tǒng)功效和行氣散瘀一致;由此得出,黃酮類成分是廣山楂傳統(tǒng)功效的主要藥效物質基礎。其次,從化學成分與新的藥效用途角度看,廣山楂黃酮類成分可促進睡眠,具有催眠作用;同時可以調節(jié)免疫;廣山楂中酚酸類物質綠原酸和黃酮類物質根皮素糖苷具有抗氧化作用;廣山楂三萜酸類物質熊果酸具有抗腫瘤作用;廣山楂中的紅色素和其葉的浸提物具有抑菌作用。這些表明廣山楂黃酮類和三萜類等成分是抗衰老和抗腫瘤的主要藥效物質基礎,其抑菌主要成分有待進一步研究。
此外,本文通過對廣山楂藥效成分進行系統(tǒng)整理,通過廣山楂主要化學成分對相應疾病的藥理作用進行分析,主要是針對文獻中報道的廣山楂中生物活性成分進行總結。如,廣山楂黃酮類物質具有保肝、降脂、調節(jié)免疫、改善體內微循環(huán)等功效;熊果酸具有抗腫瘤作用等等,通過基于傳統(tǒng)功效與初步藥效物質基礎的聯(lián)系,推測其專屬性藥效成分;為廣山楂質量控制的發(fā)展提供理論依據(jù),以期為其深入的研究提供方向。
綜上可見,盡管對廣山楂的化學成分和藥理作用以及質量控制研究取得了一些進展,但研究尚有不足。如,藥效物質基礎不明,藥理作用及其機制研究不夠深入,質量控制研究不夠系統(tǒng),等等,使得其開發(fā)利用受到限制。因此,亟待繼續(xù)深入開展相關藥理活性及關鍵藥效物質辨識研究,建立科學、合理的質量評價方法,指導廣山楂資源的臨床應用和合理開發(fā),推進廣山楂產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。本文在對廣山楂化學成分與傳統(tǒng)功效和現(xiàn)代藥理作用進行綜述的基礎上,對廣山楂的藥效物質基礎進行了初步分析,以期為廣山楂的質量控制和開發(fā)應用提供研究思路。作為一種廣西資源豐富的傳統(tǒng)中藥,對于廣山楂的研究還存在著上升拓展的空間,亟待更進一步的開發(fā)和探索。