蘆薈蒽醌類化合物的生物學(xué)功效

張吳瓊，陳紅杰，李酈蕓，張 琪綜述，李 妍審校 (吉林醫(yī)藥學(xué)院:.臨床醫(yī)學(xué)院2009級(jí)臨床醫(yī)學(xué)本科班，2.生物化學(xué)與分子生物學(xué)教研室，吉林吉林 3203)

蘆薈是百合科蘆薈屬多年生常綠肉質(zhì)草本植物，種類繁多，但其中具有藥用價(jià)值的卻僅占少數(shù)，主要為庫(kù)拉索蘆薈、元江蘆薈、目立蘆薈等。蘆薈具有悠久的歷史，現(xiàn)已日益成為集美容、食療、保健、藥用為一體的綜合植物，素有“家庭醫(yī)生”、“青春泉”的美譽(yù)。近幾年的研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈除具有抗菌、通便瀉下等傳統(tǒng)功效外，還具有較好的抗氧化、清除自由基、抗腫瘤、提高免疫力等多方面的生物學(xué)作用。通過(guò)多種技術(shù)手段對(duì)蘆薈汁液及凝膠的提取物質(zhì)進(jìn)行分析，現(xiàn)已證實(shí)蘆薈中主要含有蒽醌類、萘酮類、糖類、蛋白質(zhì)、氨基酸和有機(jī)酸等成分。研究表明，蘆薈的多種生物學(xué)作用與蒽醌類化合物密不可分。蒽醌類化合物主要存在于蘆薈新鮮的汁液中，主要包括蘆薈大黃素、大黃素甲醚、大黃酸、大黃酚、大黃素［1］?，F(xiàn)對(duì)其主要生物學(xué)作用做一歸納。

1 促進(jìn)機(jī)體創(chuàng)傷愈合

機(jī)體在遭受外傷或微生物感染時(shí)會(huì)導(dǎo)致組織細(xì)胞損傷，機(jī)體在抵抗損傷的過(guò)程中就會(huì)表現(xiàn)為炎癥反應(yīng)，有效抑制細(xì)菌入侵及阻止已入侵細(xì)菌對(duì)機(jī)體的進(jìn)一步損傷，在抗炎過(guò)程中發(fā)揮重要作用。研究表明，蘆薈提取物的抗菌活性在傷口愈合治療中能夠有效地抑制微生物感染。最近一項(xiàng)關(guān)于單純性皮膚感染的研究中表明，蘆薈凝膠提取物(蒽醌類化合物)對(duì)單純性革蘭陰性菌和革蘭陽(yáng)性菌所致的皮膚感染均起到抑制作用，并且與同濃度的常規(guī)抗生素相比較，抑菌效果更顯著，然而蘆薈枝葉提取物卻不具備此種作用［2］。蘆薈這一方面的功效可能是由于破壞了細(xì)菌細(xì)胞壁的聚糖骨架結(jié)構(gòu)［3］，因?yàn)樵趯?duì)不同性質(zhì)的菌屬進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，蘆薈蒽醌類化合物(蘆薈大黃素、蘆薈苷)對(duì)抑制具有多層肽聚糖結(jié)構(gòu)的革蘭陽(yáng)性菌生長(zhǎng)的作用更為明顯，并且抑菌作用與其濃度呈正相關(guān)。蘆薈蒽醌類化合物減少炎癥過(guò)程中促炎介質(zhì)基因的表達(dá)也可能在其抗炎過(guò)程中發(fā)揮作用。有報(bào)道指出，蘆薈大黃素可明顯降低脂多糖刺激的細(xì)胞一氧化氮(NO)釋放，并呈時(shí)間和劑量依賴關(guān)系，此作用既非直接清除NO，又非影響一氧化氮合酶(iNOS)的生物學(xué)活性，而是通過(guò)其抑制iNOS mRNA表達(dá)來(lái)發(fā)揮作用的［4］，這可能是通過(guò)一些轉(zhuǎn)錄因子，如 IRF、GAS等與NO基因上的啟動(dòng)因子相結(jié)合來(lái)發(fā)揮作用的。NO是重要的炎癥介質(zhì)，其不僅是細(xì)胞間信息傳遞的重要調(diào)節(jié)因子，還具有介導(dǎo)細(xì)胞免疫和炎癥毒性的功能，因此抑制NO的釋放也就減輕或抑制了炎癥。此外，蘆薈大黃素尚可抑制環(huán)氧化酶2的表達(dá)和前列腺素E2的合成［5］。環(huán)氧化酶2水平的降低可以抑制花生四烯酸代謝產(chǎn)物的生成，而后者也是炎癥發(fā)生發(fā)展過(guò)程中不可缺少的炎癥介質(zhì)。李錦山等人［6］應(yīng)用蘆薈大黃素治療大鼠實(shí)驗(yàn)性急性胰腺炎的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，炎癥的抑制很可能與蘆薈大黃素降低血小板活化因子、白細(xì)胞介素6、腫瘤壞死因子水平有關(guān)。并且實(shí)驗(yàn)中還觀察到，蘆薈大黃素在對(duì)抗炎癥的過(guò)程中并沒(méi)有影響到大鼠巨噬細(xì)胞的活性。蘆薈的殺菌作用與抗生素的功能相同，但比抗生素更勝一籌的是不產(chǎn)生細(xì)菌的耐藥性，并能清除細(xì)菌感染時(shí)釋放的有害代謝物以及細(xì)菌被殺死后菌體留下的內(nèi)毒素［7］。

蘆薈不僅參與了炎癥反應(yīng)過(guò)程，而且也有助于損傷的修復(fù)。一方面，蘆薈中的主要活性成分能夠止血，加速細(xì)胞的增殖和移行，促進(jìn)上皮細(xì)胞再生和受損血管修復(fù)，減輕局部因炎癥所造成的紅腫和疼痛。另一方面，蘆薈能提高創(chuàng)面肉芽組織中透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素β的含量，促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)的合成，提高糖水解酶的活性以清除損傷的基質(zhì)，進(jìn)而促進(jìn)傷口愈合。蘆薈上述生物學(xué)活性，為其在治療放射性皮炎、激光治療術(shù)后創(chuàng)面的修復(fù)、黏膜潰瘍等方面提供了可行性［8］。

2 清除機(jī)體自由基、抗氧化作用

自由基是最外層電子軌道上含有不配對(duì)電子的原子、原子團(tuán)或分子的總稱，可以來(lái)源于體內(nèi)物質(zhì)代謝，也可以由毒物、缺血等病理?yè)p傷所誘發(fā)，正常狀態(tài)下會(huì)被體內(nèi)自由基清除體系所清除。各種原因?qū)е聶C(jī)體自由基產(chǎn)生增多或清除減少時(shí)，就會(huì)引發(fā)一系列的氧化應(yīng)激反應(yīng)，造成脂質(zhì)過(guò)氧化等不可逆性損害。近年的許多研究表明，氧化應(yīng)激損傷在疾病的發(fā)生發(fā)展中起重要的作用。蘆薈中的活性成分蒽醌類化合物具有清除自由基的功效。有研究資料表明，3年生蘆薈提取物較2年生和4年生蘆薈提取物抗氧化能力更強(qiáng)，并且強(qiáng)于同濃度的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚和維生素E［9］，由此提示，蘆薈生長(zhǎng)階段對(duì)其抗氧化能力起到重要作用。陳丹等人［10］的實(shí)驗(yàn)表明蒽醌類化合物具有顯著的清除超氧陰離子自由基的作用，且其清除率比同濃度的維生素C更強(qiáng)。劉全德等人［11］的研究表明，蘆薈蒽醌類化合物提取液具有較強(qiáng)的清除DPPH(一種較穩(wěn)定的氮自由基)自由基和羥自由基的能力，清除能力與其濃度呈較明顯的量效關(guān)系。蘆薈的這種作用可能是由于其能加快超氧陰離子參加的反應(yīng)，使反應(yīng)提前終止，并抑制了反應(yīng)物→中間產(chǎn)物及中間產(chǎn)物→后續(xù)產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率，也就是對(duì)自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)具有阻斷作用［12］。此外，蘆薈蒽醌類化合物亦能通過(guò)提高機(jī)體抗氧化防御體系來(lái)發(fā)揮清除自由基的作用。唐量等人［13］在研究運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練小鼠腦組織自由基代謝的實(shí)驗(yàn)中表明，蘆薈干預(yù)組在安靜狀態(tài)、運(yùn)動(dòng)后即刻以及24 h恢復(fù)中腦內(nèi)超氧化物歧化酶活性和總抗氧化能力有顯著提升，腦組織中丙二醛含量下降明顯。在應(yīng)用蘆薈提取物治療鏈唑霉素誘導(dǎo)的小鼠高血糖模型中［14］，亦發(fā)現(xiàn)與上述相同的抗氧化酶及氧化成分的改變。

最近有文獻(xiàn)表明，蘆薈在缺血再灌注損傷中可發(fā)揮保護(hù)組織細(xì)胞的作用。缺血再灌注損傷是一種可以發(fā)生于體內(nèi)各種器官，產(chǎn)生大量自由基的病理生理過(guò)程。黃川峰等人［15］發(fā)現(xiàn)蘆薈苷能夠減少缺血再灌注后心肌細(xì)胞的凋亡數(shù)量。王東等人［16］也發(fā)現(xiàn)，蘆薈大黃素能夠降低大鼠腦缺血損傷時(shí)腦組織含水量、減小梗塞面積。蘆薈這方面的作用可能是通過(guò)提高體內(nèi)鈣泵的活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。鈣泵活性的提高，可以減輕缺血再灌注損傷中鈣超載的發(fā)生，從而抑制鈣離子依賴的蛋白酶活性，使黃嘌呤脫氫酶向黃嘌呤氧化酶的轉(zhuǎn)換減少，自由基生成減少，使得機(jī)體的損傷減輕。

3 抗腫瘤作用

腫瘤是嚴(yán)重危害人類健康的一類疾病，已成為人類健康的頭號(hào)殺手。據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)資料表明，世界癌癥每年發(fā)病約1 000萬(wàn)人，死亡約70萬(wàn)人。研究新一類的、對(duì)機(jī)體副作用小的抗腫瘤藥物是當(dāng)今醫(yī)學(xué)的一項(xiàng)重大課題。據(jù)報(bào)道已從蘆薈中分離提取出具有高效殺傷腫瘤細(xì)胞作用的蒽衍生物，包括羥基蒽醌衍生物和蒽酚衍生物［17］。近幾年的研究亦發(fā)現(xiàn)，蘆薈具有抑制人胃癌細(xì)胞株MGC-803、人肺鱗片癌細(xì)胞CH27、人膀胱癌細(xì)胞系T24細(xì)胞、早幼粒白血病細(xì)胞株HL-60、人肝癌細(xì)胞系BEL-7402等多種腫瘤細(xì)胞增殖分化的能力。蘆薈蒽醌類化合物可能是通過(guò)Bax信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、Fas信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑、Caspase介導(dǎo)的線粒體途徑、ROS途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡。國(guó)外近期的研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈大黃素很有可能通過(guò)激活Caspase-6介導(dǎo)的細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)途徑誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞的凋亡［18］。此外，蒽醌類化合物還可以通過(guò)干擾腫瘤細(xì)胞代謝來(lái)發(fā)揮抗腫瘤的作用。研究表明，大黃酸可以減少肝細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽和ATP的含量，改變?nèi)吮砥そ琴|(zhì)形成細(xì)胞Colo-16線粒體的結(jié)構(gòu)，這樣就通過(guò)改變細(xì)胞內(nèi)環(huán)境干擾了腫瘤細(xì)胞的代謝，促進(jìn)其死亡。最新的研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈蒽醌類化合物在非細(xì)胞毒性的濃度范圍內(nèi)，可以在基因和蛋白質(zhì)水平上抑制基質(zhì)金屬蛋白酶和RhoB的表達(dá)，對(duì)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子也具有較強(qiáng)的抑制作用，并且在體外實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到蘆薈蒽醌類化合物能夠抑制血管的生長(zhǎng)和上皮細(xì)胞的遷移［19］，這在防止腫瘤轉(zhuǎn)移方面具有重要的意義。Shoa Naqvi等［20］人在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，蘆薈蒽醌類化合物抑制多種腫瘤細(xì)胞的凋亡有可能是由于其在一定的條件下通過(guò)誘導(dǎo)機(jī)體產(chǎn)生氧自由基，產(chǎn)生細(xì)胞毒性作用，從而導(dǎo)致DNA鏈的斷裂。這種條件主要是指一些與體內(nèi)氧化還原反應(yīng)相關(guān)的離子，如銅離子等。他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，蘆薈蒽醌類化合物作用于小牛胸腺DNA時(shí)，細(xì)胞內(nèi)Cu2+被還原為Cu+的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生超氧陰離子和羥自由基。目前尚有報(bào)道稱大黃素具有逆轉(zhuǎn)腫瘤細(xì)胞多種抗藥性、抑制酪氨酸激酶的作用?？傊?，蘆薈可能通過(guò)多種機(jī)制抑制腫瘤細(xì)胞的增殖、促進(jìn)其死亡，對(duì)于其抗腫瘤更多、更確切的機(jī)制還有待于進(jìn)一步探討。

4 其他

蘆薈的應(yīng)用范圍十分廣泛，目前市場(chǎng)上銷售的部分美容護(hù)膚產(chǎn)品中就含有蘆薈的活性成分。蘆薈蒽醌類化合物蘆薈苷在體內(nèi)可以代謝為蘆薈大黃素，后者可以刺激大腸黏膜，促進(jìn)黏液的分泌，起到瀉下的作用，對(duì)于老年人便秘具有較好的功效。此外蘆薈亦具有調(diào)節(jié)機(jī)體免疫力的功效，進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體抗感染的能力。國(guó)外有研究表明，蘆薈提取物具有預(yù)防家兔高血糖發(fā)生的作用［21］，因此推測(cè)蘆薈尚可以應(yīng)用于糖尿病的治療當(dāng)中。最新的研究發(fā)現(xiàn)，蘆薈提取物尚可應(yīng)用于炎癥引起的眼科疾病之中［22］，并推測(cè)其在其他眼科疾病，如角膜疾病中亦有較好的應(yīng)用前景。

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