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肉苁蓉主要化学成分及生物活性

来源:职称阁分类:教育论文 时间:2019-10-11 10:37热度:

  以“二氧化碳相对分子质量的测定”为例,分析了传统实验中存在的试剂用量大、“三废”排放多等问题,以绿色化学为突破口,采用氢氧化钠-酚酞溶液替代火柴进行验纯,使用注射器代替碘量瓶集气,通过上述方法对实验进行优化设计,达到了绿色化、准零排放的要求,可以增强学生的环保意识。关键词 绿色化学 实验改进 二氧化碳 相对分子质量测定摘要:肉苁蓉为列当科多年生草本寄生植物荒漠肉苁蓉Cistanchedesertico或管花肉苁蓉Cistanchetubulosa的干燥带鳞叶的肉质茎,主要化学成分有苯乙醇苷类、环烯醚萜及其苷类、木脂素及其苷类、多糖等,具有抗衰老、保护肝脏、缓解体力疲劳、抗骨质疏松、润肠通便等多种生物活性。就肉苁蓉的主要化学成分及生物活性等方面的研究进展进行综述,为新药研发提供参考。

肉苁蓉主要化学成分及生物活性

  关键词:肉苁蓉;荒漠肉苁蓉;管花肉苁蓉;化学成分;功效作用

  中国的肉苁蓉属植物主要有4种,包括荒漠肉苁蓉、管花肉苁蓉、盐生肉苁蓉C.salsa(C.A.Mey.)G.Beck以及沙苁蓉C.sinensisG.Beck等,主要分布在西北部地区[2-3],品种及分布见表1。肉苁蓉入药始载于《神农本草经》,为沙生名贵的滋补中药材[4-5]。随着研究的深入,发现其除了补肾壮阳的作用外,还有抗衰老、润肠通便等功效;肉苁蓉亦可泡酒,南北朝时期西北部地区将其直接作为食材煮粥或做汤食用[3]。本文从肉苁蓉的主要化学成分和生物活性及机理方面进行探讨,为今后对肉苁蓉进一步的开发研究与临床应用提供参考。

  1肉苁蓉的主要化学成分

  肉苁蓉主要含有苯苷类,环烯醚萜及其苷类、木脂素及其苷类、还有单萜苷类、生物碱、糖类等化学成分[6-7]。已经从荒漠肉苁蓉中分离得到120个化合物,从管花肉苁蓉中分离得到75个化合物,从盐生肉苁蓉中分离得到31个化合物,从沙苁蓉中分离得到20个化合物。4种植物中分离得到的化合物类型及数量,见表2。

  1.1苯乙醇苷类

  苯乙醇苷类化合物为肉苁蓉属肉质茎的主要成分,也是其主要活性成分[7]。目前共分离得到该类化合物70个,如松果菊苷、毛蕊花糖苷、异毛蕊花糖苷、2-乙酰基毛蕊花糖苷、肉苁蓉苷A、肉苁蓉苷C、肉苁蓉苷D、管花苷B、管花苷E、盐生肉苁蓉苷D、盐生肉苁蓉苷E、顺式管花苷B、顺式肉苁蓉苷K、顺式肉苁蓉苷J、顺式异肉苁蓉苷C等。

  1.2环烯醚萜及其苷类

  环烯醚萜类化合物是植物界广泛分布的一类单萜,以环戊烷结构为母核,多以苷类形式存在。目前,从肉苁蓉属植物中共分离得到26个环烯醚萜及其苷类化合物。其中,4个为环烯醚萜类,如肉苁蓉素和肉苁蓉氯素等,22个为环烯醚萜苷类,如格鲁苷、6-去氧梓醇、8-表番木鳖酸、8-表脱氧马钱酸、京尼平苷酸等。

  1.3木脂素及其苷类

  目前,从肉苁蓉属植物中分离得到了2个木脂素和(+)-松脂酚、去氢二松柏醇-4-β-D-葡萄糖苷、右旋松脂酚双葡萄糖甙、(+)-丁香树脂酚-4-O-β-D-葡萄糖苷、鹅掌楸苷等14个木脂素苷。

  1.4多糖类及其衍生物

  分离纯化后,对单糖组成进行分析得出,单糖主要包括葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、核糖、岩藻糖和木糖等,另外还有甘露醇、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸等成分[7]。这些相同或不同的单糖单位通过糖苷键连接起来,形成直链或含支链的多糖。随着分离技术的不断发展,对多糖成分的研究也不断深入,但多糖依旧难以完全分离,有待进一步研究。

  1.5其他成分

  肉苁蓉属活性成分中除了苯乙醇苷类、环烯醚萜及其苷类、木脂素及其苷类、糖类等,还含有单萜苷、酚苷、生物碱、糖醇、甾醇、黄酮等成分。

  2肉苁蓉的生物活性

  肉苁蓉素有“沙漠人参”之美誉,其化学成分及特有的结构是肉苁蓉发挥功效作用的物质基础,如苯乙醇苷类中的松果菊苷和毛蕊花糖苷以及多糖是抗氧化抗衰老、缓解疲劳等生物活性的物质基础[9-10]。

  2.1抗衰老

  Wang等[11-12]利用D-半乳糖对鼠嗜铬细胞瘤PC12细胞系造成氧化损伤,建立体外急性衰老细胞模型,给予肉苁蓉多糖150、200mg/L,给药24h后检测核蛋白中p-CREB蛋白的表达水平。结果表明D-半乳糖模型组cAMP和激酶A水平降低(P<0.05),p-CREB表达减少(P<0.05),而各给药组与模型组比较,cAMP/PKA/CREB信号通路水平上调,提示肉苁蓉多糖改善D-半乳糖急性衰老模型的作用与调节cAMP/PKA/CREB信号通路有关。范亚楠[13]等给大鼠皮下注射D-半乳糖167.5mg/kg建立衰老大鼠模型,将动物分为空白组、模型组、阳性对照组(2.75mg/mL维生素E)以及肉苁蓉水提物3个剂量(5.48、2.74、1.37g/kg)组,探讨肉苁蓉的抗衰老作用。结果显示与空白组相比,模型组的血清超氧化物歧化酶(superoxidedismutase,SOD)显著降低(P<0.05),丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量以及一氧化氮(nitricoxide,NO)含量升高(P<0.05),说明造模成功。与模型组相比,肉苁蓉剂量组的SOD有上升趋势,MDA含量以及NO含量显著降低(P<0.05)。因此认为肉苁蓉具有一定的抗衰老作用。

  2.2护肝

  肝脏是机体物质代谢和生物转化的重要器官。近年来,我国肝纤维化发病率逐渐上升,已经成为肝病死亡的主要原因之一[14]。由淑萍等[15-16]利用重组大鼠血小板衍生因子BB刺激肝星状细胞(hepaticstellatecell,HSC)-T6细胞株,构建体外肝纤维化模型。MTT法测定不同浓度的肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体(29.45、14.72、7.36mg/L)对HSC-T6增殖的影响,AnnexinV-FITC/PI细胞凋亡双染试剂标记后,用流式细胞仪检测各剂量组的细胞凋亡率。结果表明,随着浓度的增大和反应时间的延长(24、48、72h),各剂量组抑制HSC-T6增殖的作用呈明显的量-效关系,肉苁蓉苯乙醇总苷脂质体29.45、14.72mg/L组凋亡率明显升高(P<0.05),且各剂量组间有量-效关系。体外试验研究表明不同浓度的肉苁蓉总苷可以抑制HSC的活化和增殖,诱导HSC凋亡,具有抗肝纤维化的作用,这可能与其阻断PDGF/ERK1/2通路,抑制HSC的增殖有关。罗慧英等[17]、王艳芳等[18]利用四氯化碳建立小鼠急性肝损伤模型,将小鼠分为对照组、模型组和肉苁蓉总苷62.5、125mg/kg两个剂量组,检测其对四氯化碳诱导的急性肝损伤模型小鼠肝脏乳酸、乳酸脱氢酶、Na+-K+-ATP酶和Ca2+ATP酶活性。结果表明,与对照组相比,模型组小鼠肝细胞匀浆中的乳酸含量升高(P<0.05),乳酸脱氢酶活性降低(P<0.05),说明肝脏的有氧呼吸发生障碍;与模型组相比,两剂量组可提高乳酸含量和乳酸脱氢酶活性(P<0.05),缓解肝脏的有氧呼吸障碍。与对照组相比,模型组的Na+-K+-ATP酶和Ca2+ATP酶活性降低(P<0.05),能量合成发生障碍;与模型组相比,两剂量组可提高Na+-K+-ATP酶和Ca2+ATP酶活性(P<0.05),改善能量代谢。

  2.3缓解疲劳

  王小新等[19-21]利用小鼠负重游泳实验,将动物分为正常对照组、模型组和肉苁蓉多糖高低2个剂量组。剂量组与模型组进行颈背部皮下注射D-半乳糖100mg/kg,正常对照组注射生理盐水,造模30d;同时,2个剂量组分别给予肉苁蓉多糖100、400mg/kg,模型组和正常对照组给予100mg/kg的蒸馏水,ig给药30d,记录小鼠负重游泳时间。与对照组相比,模型组的负重游泳时间、肝糖原和肌糖原含量、肝组织的SOD及GSH-PX活性均显著降低P<0.05),血清中的尿素氮、乳酸水平以及丙二醛含量显著升高(P<0.05)。与模型组相比,两个剂量组的负重游泳时间、肝糖原和肌糖原含量、肝组织的SOD及GSH-PX活性均显著提高(P<0.05),血清中的尿素氮、乳酸水平以及丙二醛含量显著降低(P<0.05)。两剂量组间无显著性差异。肉苁蓉多糖可提高小鼠抗疲劳作用,机制可能是通过增强机体携氧,减轻对酶蛋白的氧化损伤,提高抗氧化酶活性,从而促进机体自由基清除以及减轻自由基对线粒体膜和肌浆网膜造成的损伤等实现的,具体机制还有待进一步研究。2.4抗骨质疏松骨质疏松症是一种由于骨量减少,骨组织微观结构退化,导致骨的脆性增加,进而发生骨折的全身性骨骼代谢性疾病。罗德梅等[22]、Song等[23]探讨了肉苁蓉对M-KOOPG小鼠骨质疏松的作用。将小鼠分成对照组、阳性对照药组(阿仑膦酸钠片10mg/kg)和肉苁蓉提取物5、10g/kg两个剂量组。结果表明,阳性对照药组和两个剂量组均可增加骨小梁数目(P<0.05)、降低肿瘤坏死因子-α和白细胞介素-1β在成骨细胞、破骨细胞以及骨髓基质细胞胞浆中的表达(P<0.05),提示肉苁蓉对骨质疏松具有一定的防治作用。其机理可能与苯乙醇总苷、毛蕊花糖苷、甜菜碱等促进蛋白质合成、增加骨基质以及增加钙磷沉积有关。2.5润肠通便采用不同机制的便秘模型,通过测定小肠推进度、粪便粒数、粪便形态以及含水量等指标研究肉苁蓉的润肠通便作用。王丽卫等[24-26]利用复方地芬诺酯制造小鼠便秘模型,将小鼠分为对照组、模型组和5个剂量组,ig给予肉苁蓉各部位提取物(多糖0.4g/kg、总苷0.4g/kg、总寡糖3.7g/kg、半乳糖醇0.8g/kg、去半乳糖醇总寡糖3.3g/kg),观察并记录第1粒红色粪便排出时间、6h内排便粒数及粪便形态、粪便含水量、小肠推进率等。与对照组相比,模型组第1粒红色粪便排出时间显著延长(P<0.05),6h内排便粒数及粪便含水量显著下降(P<0.05)。与模型组相比,总寡糖组和去半乳糖醇总寡糖组首次排红便时间显著缩短(P<0.05),6h内排便粒数显著增加(P<0.05)。总寡糖组的粪便含水量显著提高(P<0.05)。与模型组相比,总寡糖组、半乳糖组和去半乳糖醇总寡糖组的墨汁推进率差异显著,多糖组和总苷组的各项指标与模型组相比没有显著性差异。Yan等[27]利用慢传输型便秘模型研究肉苁蓉水提物对便秘作用。肉苁蓉多糖水解物和分离得到的半乳糖醇可增加粪便量、粪便含水量、肠道传输率,增强小肠蠕动,改善肠肌运动功能,提高血浆胃肠激素胃泌素、胃动素、生长抑素和降钙素基因相关肽等结肠运动指数。肉苁蓉水提物可能对慢传输型便秘模型大鼠的便秘有效,机制可能与通过PI3K、SCF、c-kit等信号通路改善Cajal间质细胞功能有关。

  3结语

  肉苁蓉的化学成分主要有苯苷类,环烯醚萜及其苷类、木脂素及其苷类、多糖以及单萜苷类、生物碱等。其中苯乙醇苷类和多糖是其主要化学成分和活性成分,也是肉苁蓉发挥作用的物质基础;另外,肉苁蓉还具有抗衰老、护肝、缓解疲劳、抗骨质疏松以及润肠通便等功效[30-31]。现代毒理学研究表明肉苁蓉及其提取物对人体安全无毒性[3,28-39,32]。随着研究技术的进展,部分肉苁蓉的功效研究成果已转化为产品。由国家食品药品监督管理总局批准的以肉苁蓉为原料的国内保健产品共46个,缓解体力疲劳产品22个,免疫调节产品22个,延缓衰老产品7个,改善记忆、增加骨密度和改善胃肠道功能产品各1个[3]。缓解疲劳产品和免疫调节产品的功效成分主要是粗多糖、松果菊苷、毛蕊花糖苷以及总黄酮等,延缓衰老产品的功效成分为粗多糖。产品多为保健酒、胶囊、健康茶、口服液、饮片等。梭梭是荒漠地区的先锋植物,肉苁蓉在梭梭气根上寄生生长。实现肉苁蓉产业化和沙漠综合治理,对于经济、生态、社会效益的协同发展,具有重要的意义和广阔的应用前景[33]。目前,肉苁蓉中各种生物活性物质的功效学研究基础还比较薄弱,尤其是肉苁蓉改善记忆、改善肠道等功能的基础研究和产品开发还需要科研机构和企业加强合作,尽快开发出成分清楚、量效关系明确的保健功能食品,为国民健康服务。

  作者:毕萃萃 刘银路 魏芬芬 王文娟 张波 单位:北京联合大学生物活性物质与功能食品北京市重点实验室

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文章名称:肉苁蓉主要化学成分及生物活性

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