甘草化學(xué)成分及藥理作用研究

楊 豆 張衛(wèi)波

（陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,陜西 漢中 723001）

甘草化學(xué)成分及藥理作用研究

楊 豆 張衛(wèi)波

（陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,陜西 漢中 723001）

作為綠色飼料添加劑之一的甘草飼料添加劑，已成為畜產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)研究的一大熱點(diǎn)。文章詳細(xì)敘述了甘草屬三萜類化合物的抗病毒和抗癌作用、甘草黃酮類化合物的抗炎抑菌和抗氧化及甘草多糖免疫調(diào)節(jié)中的免疫調(diào)節(jié)和防止骨關(guān)節(jié)炎作用，并對(duì)甘草作為飼料添加劑代替抗生素的優(yōu)勢(shì)及未來發(fā)展做一展望。

甘草；飼料添加劑；抗生素；展望

前言

甘草是一種應(yīng)用最廣泛的補(bǔ)益中草藥，有甜草、國(guó)老、甜根子之說。它的藥用部位是甘草根及根莖，其藥性溫和、味甘，能調(diào)節(jié)諸藥，素來有 “十方九草”的美譽(yù)，常作為產(chǎn)品原料用于醫(yī)學(xué)、食品、化妝品等多個(gè)領(lǐng)域。甘草的化學(xué)成分主要含有三萜類、黃酮類和甘草多糖類。從中醫(yī)藥學(xué)角度分析，甘草分為生甘草和炙甘草，生甘草性偏涼，有瀉火解毒、緩急止痛之功效；炙甘草性偏溫，可益氣補(bǔ)中、有緩解脾胃虛弱的作用?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，甘草具有抗炎和抗變態(tài)的藥效，除此之外，甘草生物活性成分也具有較強(qiáng)的免疫能力和抗腫瘤功效。同時(shí)能夠提高機(jī)體抗氧化能力，預(yù)防骨關(guān)節(jié)炎，并且有較強(qiáng)的抗病毒作用。

近年來，禽畜飼料中加入的各種添加劑，都對(duì)提高禽畜的生長(zhǎng)能力以及推動(dòng)養(yǎng)殖業(yè)的大力發(fā)展，有著至關(guān)重要的作用。而抗生素?zé)o節(jié)制的濫用導(dǎo)致了諸多問題，人們更加傾向于使用具有相同作用的天然植物提取物來代替抗生素。其原因在于動(dòng)物長(zhǎng)期使用非營(yíng)養(yǎng)性藥物添加劑，機(jī)體將產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的抗藥性，并且導(dǎo)致禽畜體內(nèi)藥物殘留增加，危害動(dòng)物及人體健康。而將中草藥作為飼料添加劑，其來源豐富，不會(huì)在動(dòng)物體內(nèi)殘留，更無毒副作用，具有預(yù)防疾病，營(yíng)養(yǎng)保健，改善禽畜肉質(zhì)的突出優(yōu)勢(shì)。但是其藥理活性在飼料方面的研究還很欠缺，而其較大的開發(fā)潛力，有望成為一種新型的飼料添加劑。

1 甘草三萜類化合物

甘草屬三萜類化合物存在于其根和根莖中，目前在甘草屬植物中己鑒定得到61種三萜類化合物，其中含有45種三萜皂苷元成分。三萜類化合物主要包含甘草酸和甘草次酸兩種生物活性成分，其含量高，生理活性強(qiáng)，具有抗炎、抗肝損傷、免疫調(diào)節(jié)等生物作用。此外，三萜類化合物的抗病毒及抗癌已是目前研究得熱點(diǎn)。

1.1 抗病毒作用

甘草中的有效成分甘草酸作為天然解毒劑是最有效的，但是起藥用效果的是甘草次酸。甘草次酸是通過阻止病毒進(jìn)入或吸附宿主細(xì)胞，抑制多種不相關(guān)DNA或RNA的合成，達(dá)到抑制病毒復(fù)制的目的，從而發(fā)揮抗病毒作用。段偉奇在實(shí)驗(yàn)中指出，對(duì)于乙型肝炎病毒來說，甘草次酸可能的抗病毒機(jī)制與肝炎病毒的表面唾液酸化作用有關(guān)，通過此途徑來降低肝炎病毒HBsAg的分泌。實(shí)驗(yàn)通過合成了四個(gè)不同濃度的甘草次酸和脫氧甘草次酸唾液酸化的衍生物對(duì)抑制乙肝病毒活性進(jìn)行篩選，證實(shí)四種目標(biāo)化合物均為低毒、有中等抗乙型肝炎病毒活性的化合物。

甘草的有效成分對(duì)病毒的抑制作用較為明顯，對(duì)于預(yù)防并治療病毒性疾病具有很好的研究?jī)r(jià)值。作為飼料添加劑，不但能提高動(dòng)物生長(zhǎng)能力，更突出的是可預(yù)防疾病?，F(xiàn)階段甘草對(duì)病毒抑制作用的研究還較少，同時(shí)對(duì)于甘草中活性成分作為抗病毒試劑的最佳濃度還有待進(jìn)一步確認(rèn)。

1.2 抗癌作用

多組實(shí)驗(yàn)證明，三萜類化合物通過抑制對(duì)癌細(xì)胞增殖達(dá)到抗癌目的，并且其活性成分的濃度對(duì)抗癌效果影響較大，隨濃度的增大癌細(xì)胞減少數(shù)量愈明顯。甘草中三萜類化合物可結(jié)合其他抗癌物質(zhì)提高其抗癌藥效。因此，應(yīng)用三萜類化合物對(duì)減緩或阻止癌癥發(fā)展具有重大意義。

2 甘草黃酮類化合物

甘草黃酮類化合物存在于甘草的根表皮以內(nèi)以及地上部分，現(xiàn)今在甘草中發(fā)現(xiàn)的黃酮類化合物有數(shù)十種，且根表皮以內(nèi)的黃酮化合物含量較多。甘草黃酮類化合物的化學(xué)成分較為復(fù)雜，主要有甘草素、異甘草素、甘草苷等，具有抗炎抑菌、抗氧化、抗病毒、抗過敏等作用。

2.1 抗炎抑菌作用

炎癥因子的表達(dá)是引起機(jī)體炎癥反應(yīng)的重要生物活性物質(zhì)。官燕的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)甘草黃酮對(duì)LPS誘導(dǎo)的小鼠肺部急性炎癥反應(yīng)有明顯的保護(hù)作用，其抗炎作用可能與抑制肺組織TNF-α和IL-1βmRNA和蛋白表達(dá)水平，調(diào)節(jié)氧化或抗氧化反應(yīng)有關(guān)。張佳瑩進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了甘草黃酮可以有效改善鼻腔滴入LPS后刺激產(chǎn)生的肺部組織的病變和TNF-α、IL-6、IL-1β等促炎癥因子的表達(dá)情況，并通過抑制NF-κB通路，有效調(diào)節(jié)炎癥因子的表達(dá)。除此之外，還可以有效抑制敗血性休克小鼠的TNF-α，IL-1β和IL-6的表達(dá)。研究顯示，甘草黃酮能夠在細(xì)胞水平上減少炎癥介質(zhì)的合成和釋放，調(diào)節(jié)炎癥因子的表達(dá)，完成正常的生命活動(dòng)。

Ju Young Lee等人對(duì)甘草黃酮的抑菌功能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)甘草黃酮對(duì)白色念珠菌具有免疫作用，能保護(hù)小鼠免受白色念珠菌病。安曉晶等通過醋酸致小鼠扭體、血管通透性、血栓形成實(shí)驗(yàn)考查紅花和甘草黃酮的抗炎鎮(zhèn)痛作用。發(fā)現(xiàn)兩者聯(lián)合應(yīng)用抗炎鎮(zhèn)痛活性明顯增強(qiáng)，表明兩種聯(lián)用，具有明顯的協(xié)同作用，且兩者按1∶1比例組方時(shí)活性最強(qiáng)。

以上實(shí)驗(yàn)表明，一方面有抑制病菌的作用；另一方面甘草黃酮與紅花都屬于天然產(chǎn)物，兩者之間的協(xié)同作用對(duì)機(jī)體抗炎抑菌的生物活性有明顯的增強(qiáng)作用。因此，為增強(qiáng)甘草黃酮的生物活性，可將其與其他物質(zhì)聯(lián)合應(yīng)用，這樣既改變了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一的特點(diǎn)，又可增加新物質(zhì)中的其他對(duì)機(jī)體有益的生物物質(zhì)。

2.2 抗氧化作用

自由基能夠氧化蛋白質(zhì)使其變性失活，影響代謝功能并引起許多問題。越來越多的研究表明，采取合理方式，服用抗氧化物質(zhì)，可有效預(yù)防或控制多種疾病。研究甘草黃酮的抗氧化作用，對(duì)開發(fā)抗氧化類動(dòng)物飼料起到至關(guān)重要的影響。

甘草黃酮對(duì)自由基的清除能力能夠檢測(cè)其抗氧化效果。蔣歆研究甘草廢棄物中總黃酮的體外抗氧化性實(shí)驗(yàn)及清除自由基的能力，測(cè)定了不同濃度甘草黃酮乙醇溶液對(duì)它們的清除能力,結(jié)果證明高濃度黃酮醇溶液對(duì)自由基具有較大的清除能力,降低了自由基的生成量。通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了甘草黃酮提取液具有能夠抑制減少自由基生成的物質(zhì)，具有抗氧化的作用，并且濃度越高清除能力越好，而該研究也是對(duì)甘草廢棄物的再次利用。

SOD和MDA檢測(cè)氧化應(yīng)激水平的指標(biāo)。馮亞娟等人將大鼠制備為糖尿病模型,與注射有等體積生理鹽水的大鼠測(cè)定比較大鼠血糖 (GLU)、丙二醛 (MDA)及超氧化物歧化物 (SOD)活性，發(fā)現(xiàn)模型大鼠體內(nèi)GLU降低，SOD活性升高，MDA與對(duì)照組相比水平降低。通過對(duì)甘草黃酮體內(nèi)降低糖尿病大鼠GLU的研究,為作為飼料添加劑在飼料上的應(yīng)用提供可靠依據(jù)。

3 甘草多糖類化合物

甘草多糖屬于多糖的一種，主要由葡糖糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖構(gòu)成。

藥理研究學(xué)表明，甘草多糖具有免疫調(diào)節(jié)和預(yù)防骨關(guān)節(jié)炎的作用，而且對(duì)機(jī)體細(xì)胞無毒副作用。

3.1 甘草多糖免疫調(diào)節(jié)作用

甘草多糖的免疫調(diào)節(jié)作用不僅體現(xiàn)在特異性免疫功能，對(duì)非特異性免疫功能也有一定的促進(jìn)作用。在特異性免疫功能方面，藥物對(duì)淋巴細(xì)胞的增殖數(shù)量是檢測(cè)該物質(zhì)免疫能力的強(qiáng)弱。

熱米拉·米吉提等研究脹果甘草多糖GiP-B1對(duì)小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖及誘生IL-2、IL-13、TNF-α等細(xì)胞因子的影響，結(jié)果GiP-B1在25～100μg/mL濃度范圍內(nèi)能顯著促進(jìn)小鼠淋巴細(xì)胞增殖，并ConA、LPS協(xié)同促進(jìn)T、B淋巴細(xì)胞增殖，還能誘導(dǎo)脾淋巴細(xì)胞分泌IL-2、TNF-α。該結(jié)果說明，甘草多糖通過對(duì)小鼠淋巴細(xì)胞的增殖提高其免疫能力，對(duì)T、B淋巴細(xì)胞的增殖和轉(zhuǎn)化起到積極作用。

巨噬細(xì)胞是固有免疫細(xì)胞，沒有專一性，屬于非特異性免疫。廖成水等人探討甘草多糖對(duì)鼠傷寒沙門菌誘發(fā)巨噬細(xì)胞氧化-抗氧化平衡紊亂的調(diào)節(jié)作用，結(jié)果顯示甘草多糖呈劑量依賴明顯降低細(xì)胞氧化水平和增強(qiáng)抗氧化水平。在該研究中，鼠傷寒沙門菌能夠擾亂巨噬細(xì)胞的環(huán)境平衡，同時(shí)甘草多糖對(duì)巨噬細(xì)胞氧化-抗氧化平衡紊亂有免疫調(diào)節(jié)作用，作為免疫調(diào)節(jié)劑，其用量也是研究的重點(diǎn)。

天然多糖類化合物具有抗腫瘤和免疫增強(qiáng)作用，一部分多糖類化合物已用于臨床，并取得良好的效果，但在多糖類化合物的提取、純化等方面尚不盡如人意，穩(wěn)定性較差，還需要繼續(xù)深入研究。

3.2 甘草多糖防治骨關(guān)節(jié)炎作用

汪巍從甘草生藥中提取甘草多糖，研究關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射不同濃度甘草多糖對(duì)大鼠骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞的保護(hù)作用及其可能的作用機(jī)制。大體觀察及Mankin’s評(píng)分結(jié)果提示甘草多糖對(duì)骨關(guān)節(jié)炎關(guān)節(jié)軟骨的形態(tài)結(jié)構(gòu)有明顯改善,且10mg/L甘草多糖溶液組改善更為明顯,與陽性對(duì)照組相當(dāng)。本實(shí)驗(yàn)全面的揭示和探討了甘草多糖對(duì)骨關(guān)節(jié)炎軟骨有一定的保護(hù)作用，并針對(duì)甘草多糖的濃度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)分析，得出最適濃度為10mg/L，同時(shí)也說明甘草多糖對(duì)骨關(guān)節(jié)炎軟骨細(xì)胞的保護(hù)促進(jìn)軟骨基質(zhì)的生成。

4 展望

目前，畜牧業(yè)中使用的飼料添加劑長(zhǎng)期使用很容易使動(dòng)物本身病原菌對(duì)其產(chǎn)生抗藥性，特別是添加劑中的抗生素。近年來，中國(guó)畜牧業(yè)抗生素濫用的現(xiàn)象比較嚴(yán)重，畜產(chǎn)品中抗生素藥物殘留，直接危害動(dòng)物以及食用者的健康，并且抗生素的使用也導(dǎo)致養(yǎng)殖成本增加。目前仍然沒有一種合適的添加劑能夠代替抗生素對(duì)動(dòng)物生產(chǎn)性能的影響和動(dòng)物對(duì)飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收能力的作用，若發(fā)展使用植物提取物代替抗生素，不僅畜產(chǎn)品的安全性能得到保障，而且動(dòng)物的生產(chǎn)性能不受任何影響，健康無害。

中藥中的有效成分作為飼料添加劑已是研究界討論的焦點(diǎn)。甘草屬于一種無毒的天然中藥，可作為添加劑應(yīng)用在飼料領(lǐng)域，代替抗生素類藥物，避免畜產(chǎn)品中存在殘留藥物，具有作用緩和、時(shí)間長(zhǎng)、無毒副作用等優(yōu)點(diǎn)。在經(jīng)濟(jì)效益方面，現(xiàn)在人們購買蛋、奶和肉類食品更熱衷于天然無毒害型產(chǎn)品。甘草作為添加劑，來源廣泛，成本低廉，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來看，對(duì)提高動(dòng)物生產(chǎn)性能及投入產(chǎn)出比是有可觀實(shí)施性，相比普通畜產(chǎn)品具有一定的優(yōu)勢(shì)。因此，在飼料中添加天然植物生物成分代替抗生素是未來的一種必然趨勢(shì)，而甘草在其中的應(yīng)用更是重點(diǎn)。

（略）