中草藥的體外抗氧化活性研究進(jìn)展

董秀麗 譚樂俊 陳向明

【摘 要】本文對中草藥中的幾種主要抗氧化成分進(jìn)行了簡單的論述，對其體外抗氧化活性研究方法及機理進(jìn)行了探討，最后對其研究前景進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】中草藥；自由基；抗氧化活性

眾所周知，自由基是維持正常生命過程的必需物質(zhì)，同時，它也是生物大分子、細(xì)胞和生物組織的破壞者。在正常的生理情況下，體內(nèi)自由基不斷產(chǎn)生，不斷被清除，維持在一個正常的生理水平上。但隨著時間的推移自由基反應(yīng)會導(dǎo)致一些有害變化的積累，攻擊生命大分子產(chǎn)生過氧化變性、交聯(lián)或斷裂，從而造成組織細(xì)胞損傷[1]，引起機體衰老和器官退行性變化，導(dǎo)致心臟病、衰老、腫瘤、動脈粥樣硬化、原發(fā)性高血壓及老年癡呆癥等疾病的發(fā)生。因此目前國內(nèi)外大力開發(fā)新的抗氧化成分以期能安全有效地清除人體內(nèi)多余的自由基，尤其是對中草藥進(jìn)行了大力研究。本文從中草藥的幾種主要抗氧化成分及其研究方法與機理進(jìn)行了評述，以期對中草藥進(jìn)行體外抗氧化活性研究提供參考。

1.中草藥的幾種主要抗氧化成分

1.1 酚酸類化合物

酚酸類化合物[2]是指同一苯環(huán)上有若干個酚性羥基的一類化合物。一些酚酸類化合物及其衍生物具有較好的清除自由基的作用，因此是一類良好的天然抗氧劑。多酚[3]是一類廣泛存在于植物體內(nèi)的次生物質(zhì)，就好像抗氧化作用一樣，是植物在長期生存過程中由于受到日光照射而產(chǎn)生的，其主要作用之一就是抗氧化。茶多酚已用于食用油脂及含油脂豐富的食品作為抗氧化劑，也用于人體作為營養(yǎng)劑以補充氧化應(yīng)激等多種狀態(tài)，但后者因其苦澀味僅用于制劑使用。另外沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG）兒茶素是一種公認(rèn)的高活性抗氧化劑，EGCG是綠茶中含量最為豐富、性質(zhì)最為活潑的兒茶素類物質(zhì)，茶多酚共含有5種活性單體，其中EGCG是茶多酚生物學(xué)活性的主要成分。茶黃素是從紅茶中提取的多酚類化合物，其抗氧化活性主要在于能調(diào)劑體內(nèi)的生物酶的活性，直接清除自由基，與金屬離子絡(luò)合物和防止低密度脂蛋白的氧化等[4]。

1.2 黃酮類化合物

黃酮類化合物[5]泛指兩個苯環(huán)通過中間的三碳鏈聯(lián)結(jié)而成的一系列C6-C3-C6化合物，其作為酚類化合物中最重要的一類物質(zhì)，是一大類具有酚羥基的抗氧化物質(zhì)。在反應(yīng)體系中，由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化的作用。黃酮類化合物抗氧化機理與酚類物質(zhì)抗氧化機理一致，一般為清除超氧陰離子等自由基、與脂質(zhì)過氧化物ROO·反應(yīng)阻斷脂質(zhì)過氧化以及螯合引發(fā)自由基的金屬離子等。目前研究的主要黃酮類化合物包括原花青素、花色素、黃酮醇、黃烷酮、新黃酮、雙黃酮、異黃酮等。一些中草藥如淫羊藿、黃芩、桔皮、雪蓮等提取物中分離的黃酮類物質(zhì)均具有較強的清除自由基能力[6]。

1.3 多糖類

中藥中富含的活性多糖成分具有促進(jìn)機體免疫功能、抗腫瘤、抗病毒以及抗輻射的作用，并且其來源廣泛、效果良好、毒副作用小，在治療肝炎、癌癥、艾滋病等方面發(fā)揮著重大作用。如人參多糖、黃芪多糖的免疫增強作用，茶葉、銀杏葉和竹葉提取的活性多糖的抗腫瘤作用，銀耳多糖的保護(hù)肝細(xì)胞作用，蘆薈多糖的抗腫瘤作用和抗艾滋病毒的作用等，都與其抗氧化作用密切相關(guān)[7]。南沙參多糖對化學(xué)藥品引起的小鼠學(xué)習(xí)記憶障礙有明顯改善作用，表明南沙參多糖改善小鼠學(xué)習(xí)記憶作用與影響腦中自由基有關(guān)。另外蘭美華[8]等研究了當(dāng)歸多糖、黨參多糖、枸杞多糖、何首烏多糖、黃精多糖、黃芪多糖、靈芝多糖、龍眼參多糖、蘆薈多糖、魔芋多糖、南沙參多糖、女貞子多糖、山藥多糖、白術(shù)多糖、天麻多糖等的抗氧化作用，結(jié)果表明多糖類成分具有體外抗氧化活性。

1.4 皂苷類化合物

皂苷由甾體或三萜里連接糖基組成，分子中含有較多的羥基，具有較大的極性。皂苷是中草藥中一類重要的活性物質(zhì)。近年研究表明，皂苷大多數(shù)具有明顯的抗氧化作用。皂苷類物質(zhì)對氧自由基本身影響較小，但大多能提高體內(nèi)SOD、CAT（過氧化氫酶）等抗氧化酶額活性，從而增強機體抗氧化系統(tǒng)功能[2]。目前黃芪中已分離鑒定出數(shù)十種皂苷，如黃芪皂苷Ⅰ、Ⅱ，黃芪皂苷乙，乙酰黃芪皂苷Ⅰ及大豆皂苷Ⅰ等，總稱為黃芪皂苷或黃芪總皂苷。其中，黃芪甲苷是中藥黃芪皂苷的主要成分。研究表明，黃芪甲苷具有清除活性氧自由基和羥基自由基的作用，并且黃芪甲苷的清除能力比粗黃芪總苷提液強。又如黃芪總皂苷可抑制小鼠移植性肝癌和肉瘤的生長[9]。另外徐先祥[10]等研究了五茄科皂苷、豆科皂苷、絞股藍(lán)總皂苷、黃山藥總皂苷、酸棗仁總皂苷、七葉皂苷、柴胡皂苷、苦瓜皂苷等證明了皂苷類的抗氧化作用。

1.5 維生素類

維生素不僅是人類維持生命活動所必需的重要營養(yǎng)物質(zhì)之一，還是對氧自由基具有較好清除能力的重要抗氧化物質(zhì)。具有抗氧化性的維生素主要有維生素E、維生素C、維生素A的前體β-胡蘿卜素等[5]。

除了以上幾大類的中藥主要成分在自由基清除中起著重要作用外，其它富含生物堿類、木質(zhì)素類、蒽醌類、蛋白質(zhì)和酶類以及微量元素的一些中藥也有抗氧化作用。雖同是抗氧化劑，但其作用機理并不完全相同，有的抗氧化劑提供質(zhì)子，捕獲自由基，而本身形成穩(wěn)定的共振結(jié)構(gòu)而阻斷氧化；有的抗氧化劑是與氧作用而消耗密閉系統(tǒng)中殘留的氧；也有的是與金屬離子形成整合物，減少金屬離子對氧化作用的催化活性等。

2. 中草藥的體外抗氧化活性研究方法及機理

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和設(shè)備的更新，中草藥的體外抗氧化活性研究所用的方法中，那些反應(yīng)不穩(wěn)定，過程繁瑣的評價方法已經(jīng)逐漸被少用，以下介紹現(xiàn)階段常用的中草藥體外抗氧化研究方法。

2.1 DPPH法（2，2一二苯基一l一苦基苯肼）[11]

1958年，Blois第一次將DPPH法應(yīng)用于抗氧化劑的篩選研究。此方法在近代的抗氧化劑研究中受到了重視，與傳統(tǒng)方法相比較它具有快速、簡便、靈敏、易檢測和直接的優(yōu)點，所以被廣泛應(yīng)用。DPPH在有機溶劑中是一種穩(wěn)定的自由基，其結(jié)構(gòu)中含有三個苯環(huán)，一個氮原子上有一個孤對電子，其溶液呈深紫色，在517 nm有強吸收。自由基清除劑存在時，DPPH·的單電子被配對而使其顏色變淺，在最大吸收波長處的吸光度變小，而且這種顏色變淺的程度與配對電子數(shù)成化學(xué)劑量關(guān)系，從而用于評價試驗樣品的抗氧化能力。該反應(yīng)必須在避光條件下操作反應(yīng)，而且反應(yīng)體系的PH值應(yīng)調(diào)至7.4左右，最好在緩沖液體系中進(jìn)行。李超[12]等用DPPH法對鼠曲草總黃酮的抗氧化活性進(jìn)行了研究，結(jié)果為總黃酮清除DPPH自由基的IC50為118.2 ?g/ml。勾明玥[13]等采用DPPH法對26種植物進(jìn)行了抗氧化活性的測定，說明了用DPPH法來測定天然抗氧化劑的抗氧化活性是一種快速、簡便和直接可行的方法。

2.2 清除羥基自由基的方法

參照fenton 方法產(chǎn)生·OH自由基的模型，雙氧水與亞鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基。自由基一般情況下存活時間較短，但具有較強活性。而水楊酸能有效地獲取羥基自由基且產(chǎn)生有色產(chǎn)物。生成的有色物質(zhì)在510 nm處有較強的吸收，所以，如果此反應(yīng)中加入具有清除羥基自由基能力的被測物，則會與水楊酸競爭捕捉羥基自由基。從而使有色產(chǎn)物生成量有所減少，在相同時間相同體積的反省體系中加入一系列不同濃度的被測物，并以蒸餾水做參比，測定各個溶液的吸光度，從而計算其清除率即其抗氧化能力強弱。李嬌嬌[14] 等采用對羥基自由基的清除的方法對回心草總黃酮的抗氧化活隨著總黃酮濃度性進(jìn)行了研究，證明回心草總黃酮對羥基自由基有一定的清除作用，且在一定濃度范圍內(nèi)清除率隨著濃度的增大而增大。清除率可達(dá)到最大值68.00%。黃鎖義[15]等采用對羥基自由基的清除的方法對芥菜中總黃酮的抗氧化作用進(jìn)行了研究，結(jié)果表明芥菜中總黃酮提取液對由Fenton體系產(chǎn)生的羥基自由基有一定的清除作用，隨著芥菜總黃酮提取液濃度的增加，對羥基自由基的清除能力也增強，說明當(dāng)黃酮類物質(zhì)的濃度增加時，其清除率也增大。

2.3 硫代巴比妥酸（TBA）法

這種方法是用來測量脂質(zhì)過氧化的最古老的的也是應(yīng)用最多的方法。脂質(zhì)過氧化會導(dǎo)致機體膜損傷、酶抑制、溶酶體釋放等生化毒性反應(yīng)。過氧化程度多以其最終產(chǎn)物中丙二醛（MDA）含量為評價指標(biāo)[16]。一分子的丙二醛可同兩分子的硫代巴比妥酸（TBA）作用生成有色化合物，該化合物在530 nm處有最大吸光度。因此可通過測定丙二醛的量來評價油脂的氧化程度。李興泰[17]等采用TBA法測定了連翹葉水提物對小鼠腦、肝勻漿及腦肝線粒體中的丙二醛生成有抑制作用，而且隨著濃度的增加而增強。

2.4 鐵離子還原/抗氧化能力（FRAP）法

FRAP法是一種氧化還原反應(yīng)的比色法，在酸性條件下鐵離子-三吡啶三嗪被抗氧化劑還原為二價鐵形式，呈現(xiàn)出藍(lán)色，并于吸光度593 nm處有最大吸收，通過吸光度來計算抗氧化劑的抗氧化能力。袁琳[18]等采用此種方法對金鐵鎖的三種提取物（PTPE、PTEA、PTB?）進(jìn)行了抗氧化活性研究，實驗證明，PTEA還原鐵離子的能力[TEAC=（696.9）?mol/g]較高，三種提取物和陽性對照PG、BHA、BHT對鐵離子的還原能力順序為PG > BHA > BHT > PTEA > PTB? > PTPE。

除上述的評價方法外，生物化學(xué)發(fā)光法也比較常用，該方法靈敏度高、快速測定重復(fù)性好，因此可用于抗自由基活性藥物的篩選。除此之外，電化學(xué)檢測法、高效液相色譜法、氧自由基吸收量（ORAC）法、電子自旋共振法（ESR）等方法在抗自由基的研究中均有所應(yīng)用。

3. 結(jié)語

因為天然抗氧化劑安全、高效、有營養(yǎng)保健功能，所以近些年來中草藥倍受關(guān)注，關(guān)于中藥抗氧化的研究也取得了很多成果。其中大部分研究成果是與抗衰老研究有關(guān)的，許多學(xué)者一致認(rèn)為：自由基脂質(zhì)過氧化作用與自由基清除劑活性同機體衰老程度是密切相關(guān)的。且自由基作用不但與生理性衰老有關(guān)，而且與某些病理過程有著密不可分的聯(lián)系。另外還有學(xué)者認(rèn)為中藥的抗輻射損傷是通過抗氧化作用而實現(xiàn)的，這是一個很有前景的課題。所以筆者認(rèn)為，今后的研究工作中，需要加強對中藥抗氧化作用的相關(guān)研究，以有效促進(jìn)抗衰老、抗輻射損傷及有效治療自由基反應(yīng)的相關(guān)疾病。其研究內(nèi)容可從以下幾方面入手：抗氧化成分的提取分離純化、抗氧化劑的抗氧化機理、抗氧化成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)、抗氧化活性及穩(wěn)定性、抗氧化劑的協(xié)同作用和復(fù)合抗氧化劑的研究等方面。希望將來的這些一系列的抗氧化的動物實驗和臨床實驗研究，在疾病醫(yī)療衛(wèi)生、護(hù)膚美容及食品添加劑等方面得到很好的利用和開發(fā)。

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作者簡介：

董秀麗（1979.07），女，山東煙臺，畢業(yè)于浙江大學(xué)，現(xiàn)從事于化學(xué)教學(xué)。

基金項目：

本課題來源于山東省高?？萍加媱濏椖?，基金項目編號J10LC80。