艾草的應(yīng)用基礎(chǔ)研究及開發(fā)利用進(jìn)展

顧?？疲瑒⒐鹁?，程昭力，宋 旺，肖志強，許 揚2，*，宋梅芳*

(1.北京市輻射中心，北京 100875；2.南陽艾草創(chuàng)新研究院(籌)，河南南陽 473000；3.中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院藥用植物研究所，北京 100193；4.南陽國醫(yī)仲景艾草產(chǎn)業(yè)園有限公司，河南南陽 473000)

艾草(Artemisiaargyi)，又名醫(yī)草、灸草、香艾、艾蒿、冰臺等，屬于菊科(Asteraceae)蒿屬(Artemisia)，是多年生草本或略成半灌木狀宿根草本植物，植株有濃烈香氣[1]。艾草以葉入藥，臨床上常用于治療吐血、衄血、崩漏、月經(jīng)過多、胎漏下血、少腹冷痛、經(jīng)寒不調(diào)、宮冷不孕，主要療法有艾熏、艾灸等[2-3]?，F(xiàn)代研究表明，艾葉主要含萜類、黃酮類、多糖、多不飽和脂肪酸、粗纖維、蛋白質(zhì)、微量元素、維生素和氨基酸[4-7]。目前，艾草在藥用和保健上的關(guān)注度逐年上升，以河南南陽和湖北蘄春為龍頭的艾草產(chǎn)業(yè)不斷壯大，其應(yīng)用范圍越來越廣。筆者擬就艾草應(yīng)用基礎(chǔ)研究和開發(fā)利用的發(fā)展情況進(jìn)行綜述，旨在為艾草的進(jìn)一步深入研究與開發(fā)利用提供信息。

1 應(yīng)用基礎(chǔ)研究

1.1化學(xué)成分及其作用機理隨著艾葉提取方法和鑒定方法的不斷發(fā)展，越來越多的艾草的有效化學(xué)成分被發(fā)現(xiàn)。到目前為止，艾草中被分離鑒定出來的化學(xué)物質(zhì)已達(dá)100多種[4]。艾葉中主要含有萜類、黃酮、苯丙素、芳香酸(醛)、甾體及脂肪酸、多糖等化學(xué)成分[5，8-13]。艾草揮發(fā)油中主要是各種萜類物質(zhì)。艾草中被分離鑒定的萜類化合物多達(dá)61種，推測艾葉中的黃酮有30多種，其中被分離鑒定出的僅十幾種，而苯丙素、芳香酸(醛)、甾體及脂肪酸等化學(xué)成分鑒定的比較少，其中苯丙素8種、芳香酸(醛)4種、甾體3種、脂肪酸4種[5]?，F(xiàn)代藥理研究表明，艾葉中的有效化學(xué)成分不但具有抗氧化[11，14-19]、抗癌和調(diào)節(jié)免疫力[20-22]、抗炎癥[23-29]、殺菌和抑制病毒[30-35]、抗凝血[36]的功能，還具有抗突變[37]、抗糖尿病[38]和抗蟲[39-40]等功能。

艾葉中的多種成分具有抗氧化能力。在健康A(chǔ)A肉仔雞的基礎(chǔ)日糧中分別添加不同比例的艾葉水提取物，飼喂一段時間后，肉仔雞血清內(nèi)的免疫球蛋白M、免疫球蛋白G和超氧化物歧化酶含量增高，丙二醛含量降低，法囊指數(shù)明顯增加。飼喂艾葉水提取物的肉仔雞腸道內(nèi)的總抗氧化能力增高，其內(nèi)的過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化氫酶和總超氧化物歧化酶含量顯著提升[14]。體外研究發(fā)現(xiàn)，艾葉精油顯著抑制蘑菇酪氨酸酶活性，20 mg/mL的精油對蘑菇酪氨酸酶活性的抑制與含麴酸(抑制人體皮膚麥拉寧黑色素的生成，使肌膚保持美白)的效果類似；在B16F10黑色素細(xì)胞內(nèi)，艾葉精油能使酪氨酸酶活性下調(diào)，精油濃度越高，黑色素下降越多[15]；富含酚類和類黃酮成分的艾蒿甲醇提取物對多種自由基表現(xiàn)出高清除力，對金屬離子也表現(xiàn)出螯合能力[16]；而黃酮也能有效清除超氧陰離子自由基、羥基自由基、過氧化氫，減輕或消除羥基自由基對DNA的氧化損傷，其抗氧化效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于維生素C[17]；從艾葉中分離的倍半萜-單萜內(nèi)脂(isoartemisolide)能抑制BV-2小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)脂多糖誘導(dǎo)的一氧化氮產(chǎn)生[18]；艾葉中主要由木糖、阿拉伯糖、甘露糖和葡萄糖等單糖分子組成的多糖對氫氧化物和超氧陰離子自由基均表現(xiàn)出高抗氧化能力[19]。以上研究表明，艾草中的酚類、黃酮類、萜類和多糖類均具有抗氧化能力。

艾葉中的成分也能抗癌和提高免疫力。艾葉提取物異東莨菪素(屬于苯丙素)在體外試驗中能夠抑制肺部和大腸癌癥細(xì)胞[20]；在MCF10A人乳腺上皮細(xì)胞中，腫瘤啟動因子12-O-十四烷酰佛波醇-13-醋酸酯誘導(dǎo)的環(huán)氧合酶-2和基質(zhì)金屬蛋白水平表達(dá)上調(diào)，該物質(zhì)的上調(diào)可以被艾草4′，5，7-三羥基-3′，6-二甲氧基黃酮(棕矢車菊素)減弱，艾草可能通過阻斷人乳腺上皮細(xì)胞中的ERK-1和ERK-2磷酸化來抑制12-O-十四烷酰佛波醇-13-醋酸酯誘導(dǎo)的環(huán)氧合酶-2和基質(zhì)金屬蛋白水平的上調(diào)，從而抑制MCF10A細(xì)胞的侵襲性和遷移性[21]；從艾蒿中分離出由N-乙酰-D-葡糖胺、葡萄糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和核糖組成的水溶性多糖在Sarcoma 180荷瘤小鼠中發(fā)現(xiàn)具有抗腫瘤活性，該水溶性多糖顯著抑制了S180移植瘤的生長，延長了荷瘤小鼠的存活時間，進(jìn)一步的機理研究發(fā)現(xiàn)，抗腫瘤活性可能與該多糖的免疫刺激作用有關(guān)[22]；體外免疫試驗發(fā)現(xiàn)，該多糖不但對氫氧化物和超氧陰離子自由基均表現(xiàn)出高抗氧化能力，還能增強刀豆蛋白A誘導(dǎo)T細(xì)胞增殖，但不能增加脂多糖(Lipopolysaccharides，LPS)誘導(dǎo)的B細(xì)胞增殖，該多糖還以劑量依賴的方式強烈促進(jìn)伴刀豆球蛋白誘導(dǎo)的干擾素-γ和白細(xì)胞介素-2的分泌[18]。以上研究表明，從艾葉中提取出的苯丙素類、黃酮類以及多糖類的物質(zhì)具有抗癌和調(diào)節(jié)免疫力的作用。

艾葉中的多種成分能夠抗多種炎癥。以小鼠為研究對象，發(fā)現(xiàn)艾葉中合歡素(jaceosidin)能通過減少一氧化氮的產(chǎn)生和促炎細(xì)胞因子的表達(dá)，從而抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)的先天性免疫細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥激活，抑制小鼠神經(jīng)炎[23]；而艾草中倍半萜二聚體化合物DSF-52可以抑制LP激活的小膠質(zhì)細(xì)胞的神經(jīng)炎癥反應(yīng)，可能在炎癥介導(dǎo)的神經(jīng)退行性疾病中有潛在的用途[24]；以ALB/c小鼠為研究對象，發(fā)現(xiàn)艾葉提取物對2，4-二硝基氯苯誘導(dǎo)的過敏性皮炎的治療有效，艾葉提取物通過發(fā)揮抗過敏性皮膚炎癥作用與皮膚屏障功能障礙的恢復(fù)，對2，4-二硝基氯苯誘導(dǎo)的病變具有改善作用，該過程可能通過調(diào)節(jié)發(fā)病過程中調(diào)控關(guān)鍵因子Lck/yes相關(guān)的新型酪氨酸激酶、非受體型酪氨酸激酶、有絲分裂蛋白激酶、磷酸肌醇3-激酶和核因子抑制蛋白來抑制細(xì)胞因子豐度而實現(xiàn)[25]；使用CD小鼠和Raw 264.7細(xì)胞為研究對象，發(fā)現(xiàn)艾蒿葉提取物可防止表皮增生和免疫細(xì)胞浸潤，降低炎癥組織中干擾素-γ產(chǎn)生的環(huán)加氧酶2、誘導(dǎo)型一氧化氮、前列腺素E2和一氧化氮的產(chǎn)生[26]；通過對小鼠皮膚給藥或通過口服灌胃研究艾草提取物在外界物質(zhì)誘導(dǎo)的動物中抗急性炎癥的作用發(fā)現(xiàn)，艾草提取物顯著降低了二甲苯誘導(dǎo)的耳水腫和角叉菜膠誘導(dǎo)的爪水腫，降低了冰醋酸誘導(dǎo)的腹部毛細(xì)血管通透性[27]；艾葉揮發(fā)油和水提取液混合物均可有效縮短氫氧化鈉灼燒大鼠唇內(nèi)側(cè)造成的口腔潰瘍愈合時間，顯著降低血清TNF-α表達(dá)及提高潰瘍局部PCNA表達(dá)水平，有效減輕局部炎癥反應(yīng)并促進(jìn)組織修復(fù)[28]；艾草提取物中活性成分對卵白蛋白誘導(dǎo)的過敏性哮喘有作用，顯著降低了哮喘動物中Erk磷酸化和MMP-9的表達(dá)[29]。以上研究表明，包含萜類物質(zhì)在內(nèi)的艾草提取物對多種炎癥反應(yīng)具有一定的作用。

艾草揮發(fā)油和艾草水提取物對致病細(xì)菌、真菌和病毒均有抑制作用。艾葉浸提物對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、乙型傷寒沙門氏菌和枯草芽孢桿菌均有明顯的抑制作用，尤其對金黃色葡萄球菌的抑菌效果最好[30-31]；艾葉揮發(fā)油對5種真菌(疫霉、黑曲霉、粉紅聚端孢、青霉、鏈格孢)的抑制率為25.6%～69.4%，其中桉樹腦和4-松油烯醇MIC分別為50、40 μL/mL[32]；艾葉揮發(fā)油對絮狀表皮癬菌、白色念珠菌、新型隱球菌及帶狀皰疹病毒具有抑殺作用，艾熏30 min可殺滅絮狀表皮癬菌，40 min可殺滅白色念珠菌，60 min可殺滅新型隱球菌，艾葉揮發(fā)油各濃度組均能明顯抑制帶狀皰疹的細(xì)胞病變[33]。研究發(fā)現(xiàn)，含有1，8-桉樹腦、冰片、萜烯醇、石竹烯氧化物、匙葉桉油烯醇、杜松樟腦、母菊蘭烯和樟腦的精油對灰葡萄孢和AlternariaAlternaria2種常見的果蔬貯藏病原菌具有抗菌活性[34]；另外，艾葉及其成分對乙肝病毒也有抑制作用[35]。

從艾草中分離出的黃酮糖苷7-O-β-d-吡喃型葡萄糖苷異澤蘭黃素和黃酮5，6，2′，4′-四羥基-7，5′-二甲氧基黃酮在體外均具有抗凝血功能，其中7-O-β-d-吡喃型葡萄糖苷異澤蘭黃素延長了凝血酶時間，而5，6，2′，4′-四羥基-7，5′-二甲氧基黃酮提高了凝血酶原時間[36]。

1.2分子生物學(xué)研究艾草分子生物學(xué)的研究剛剛起步，利用二代測序技術(shù)對其葉綠體全基因組測序發(fā)現(xiàn)，艾草葉綠體基因組中有 151 192 個堿基，包含 114 個基因，其中有 80 個蛋白編碼基因，30 個tRNA和 4 個 rRNA，與山地蒿(Artemisiamontana)的基因最接近[41]。

萜類化合物是艾草揮發(fā)油的主要成分，因此，克隆萜類化合物合成中的關(guān)鍵酶尤為重要。目前已經(jīng)從艾草中分別克隆了萜類化合物生物合成的單萜合成酶(Monoterpene synthases)基因和1-羥基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-焦磷酸還原酶[1-hydroxy-2-methyl-2-(E)-butenyl-4-diphosphatereductase]基因，并對其進(jìn)行序列特征分析和系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系預(yù)測，預(yù)測結(jié)果顯示以上2種酶的基因均與菊科植物的同源基因相似性高[42-43]。

2 開發(fā)利用

2.1臨床應(yīng)用《本草綱目》記載，艾草以葉入藥，性溫、味苦、無毒、純陽之性、通十二經(jīng)，具有回陽、理氣血、逐濕寒、止血、安胎等功效，亦常用于針灸治療之中，故又被稱為“醫(yī)草”[3]。《素問·異法方宜論》中記載：“其地高陵居，風(fēng)寒冰冽，其民樂野處而乳食，臟寒生滿病，其治宜灸焫。故灸焫者，亦從北方來?！盵44]艾葉有溫通經(jīng)絡(luò)、散寒止痛的作用，通過火的溫?zé)峋従彎B入皮膚，入于經(jīng)絡(luò)，而能調(diào)經(jīng)絡(luò)、肌腠、臟腑之沉寒痼冷。艾葉有溫補陽氣、散寒活血之功效。因此，在臨床上，艾草一般用于針灸術(shù)的灸的原料。目前，含有艾葉的醫(yī)藥產(chǎn)品有艾附暖宮丸、艾葉油膠囊、百艾洗液、藥艾條、清艾條、無煙灸條、藥用灸條等[45]?，F(xiàn)代臨床醫(yī)學(xué)發(fā)現(xiàn)，艾灸對多種疾病，包括血脂異常[46-48]、腹瀉[49-52]、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[53-54]、過敏性鼻炎[55-56]、失眠[57]以及婦科疾病[58]等均有良好療效。

艾灸治療血脂異常。應(yīng)用艾灸治療能使血脂異?；颊哐蹇偰懝檀?、甘油三酯降低，高密度脂蛋白升高，從而改善高脂血癥患者脂代謝的紊亂[46-48]，還能調(diào)節(jié)高脂血癥患者的血糖代謝，從而調(diào)節(jié)體內(nèi)血糖和血脂的代謝平衡，對防治心腦血管疾病起到積極的作用[47]。

艾灸可以治療艾滋病腹瀉和嬰幼兒腹瀉。艾灸配合敷臍療法對艾滋病慢性腹瀉患者有良好的治療效果，該方法能縮短脾胃虛弱性艾滋病相關(guān)性腹瀉患者的腹瀉時間，且艾滋病慢性腹瀉脾氣虧虛證候的治療效果優(yōu)于艾滋病濕熱蘊腸證候患者[49-50]；用艾灸盒或者艾灸和中藥貼敷神厥穴，有利于提高脾胃功能，促進(jìn)消化吸收和增強人的抵抗力，對于治療嬰幼兒腹瀉有較好的療效[51-52]。

艾灸可以配合多種療法治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和過敏性鼻炎。用針刺、灸法、溫針、刺血、尺膚針、穴位注射等及綜合療法治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，療效肯定，無副作用[53]。還可利用艾草煮水泡腳治療類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎[54]。采用艾灸法治療過敏性鼻炎，無毒副作用，且無藥物依賴性，療效確切穩(wěn)定[55]。另外，配合毫針針刺結(jié)合艾灸治療過敏性鼻炎的臨床療效顯著[56]。

艾灸治療失眠有療效。用各種各樣的方法，包括熱敏灸、麥粒灸、隔藥(物)灸、雀啄灸、透灸、火龍藥灸以及民族醫(yī)藥中的灸法，結(jié)合針法、方劑、走罐、耳穴、心理療法等聯(lián)用，對治療失眠具有良好療效[57]。

艾灸治療婦科疾病。艾灸在治療原發(fā)性痛經(jīng)、慢性盆腔炎、圍絕經(jīng)期綜合征、排卵障礙性不孕癥等婦科疾病方面療效肯定[58]。

2.2食用價值艾草作為食品有悠久的食用歷史。在《食療本草》里就有艾葉的相關(guān)記錄，主要內(nèi)容是艾葉作為食療治病而用[3]。艾草中含有蛋白質(zhì)、多糖、維生素、氨基酸、粗纖維以及多種微量元素(如鈣、鎂、鐵、鋅、鉀、錳、銅等)[59-61]，具有很高的營養(yǎng)價值，是一種非常有特色的保健蔬菜[62]，在中國、日本和韓國，新鮮的艾葉被用來制作各種美食、點心、食品配料以及艾草茶，包括艾糍粑、木薯艾糍粑、艾草餅、艾草面或直接做成各式菜肴[63-65]。近年來，有研究將艾草粉碎做食品配料，可以加工成火腿腸、面條、餅干、糕點、艾葉茶、艾酒、米糕[66-67]等系列的產(chǎn)品。目前，國內(nèi)有很多企業(yè)將艾草開發(fā)成各種綠色食品出口日本。

2.3飼用價值艾草用于飼料添加劑。艾葉作為飼料添加劑具有促進(jìn)禽畜血液循環(huán)、增強代謝、提高繁殖能力、改善肉質(zhì)等作用[68]；復(fù)方艾葉添加劑由艾葉、枳殼、貫眾等藥組成，氣清香，味淡微苦，具有清熱利濕、溫經(jīng)散寒、祛邪扶正、開胃健脾、理氣消食、除積殺蟲等作用。通過飼喂育肥豬的試驗研究，表明復(fù)方艾葉添加劑具有促進(jìn)血液循環(huán)、增進(jìn)新陳代謝、增強畜體抗病能力和脫臭效果[69]；在日糧中添加不同水平的艾草水提物能顯著提高肉仔雞的日增重、雞胸肌率以及增加雞肉亮度和系水力，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，艾草水提物可整體提高肉仔雞血清內(nèi)的免疫和抗氧化能力、雞肝和胸肌的抗氧化能力[70-72]。趙飛等[73]研究表明，飼糧中添加艾草水提物可以促進(jìn)肉仔雞免疫細(xì)胞因子的分泌和一氧化氮的生成，且與一氧化氮合成相關(guān)的mRNA的表達(dá)增強有關(guān)。

2.4家紡和日用化學(xué)用品應(yīng)用價值艾草也廣泛應(yīng)用于家紡。艾草可制成艾草枕頭、肚兜、艾草被、艾絨被等。艾草枕頭是將曬干后的艾草搗碎成艾絨后放進(jìn)枕頭里，封口制成的。艾草枕頭中的蒿桿顆粒含有揮發(fā)性酯類、黃酮類等物質(zhì)，有抑制細(xì)菌生長、平喘、防過敏等作用[74]。艾草制成肚兜，能疏通經(jīng)絡(luò)、調(diào)和氣血、祛除邪毒、祛濕去寒、消腫散結(jié)、促進(jìn)血液循環(huán)[75]。制成艾草被，供家庭在夏季使用，保護(hù)老人小孩在睡眠中免受蚊蟲叮咬，避免感染疾病[76]。制成艾絨被，則可以在秋冬季節(jié)使用[77]。艾草也可以和其他材料一起制成家紡用品，如與其他中藥可以制成水果保鮮藥墊[78]、安神香囊[79]、驅(qū)蚊香囊[80]，也可以制作清香型汽車腳墊材料[81]、按摩座椅[82]、艾草纖維復(fù)合紡織材料[83]等。采收艾葉之后，剩下的莖粉碎后可以做成建材中的板材使用，也可以作為汽車車頂?shù)膬?nèi)襯材料。

艾草提取物可以制作日化用品。萃取艾草提取物，加入到不同的日化產(chǎn)品中，可以做成牙膏、香皂、洗手液、消毒液、婦用衛(wèi)生巾、濕紙巾、衛(wèi)生紙等日化產(chǎn)品。因為艾草精油能使黑色素細(xì)胞的酪氨酸酶活性下調(diào)，而且精油濃度越高，其黑色素下降越多，暗示艾草精油可以作為天然的抗氧化劑應(yīng)用到護(hù)膚品中[15]。

3 結(jié)語

艾草有宿根，生命力強，適用性廣，被譽為“百草之王”。由于栽培管理相對簡單，便于田間管理和機械化作業(yè)，近幾年艾草產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛，其在藥用、食用、動物飼料、家紡及日化等領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用。艾草中有100多種化學(xué)成分，目前已經(jīng)分離鑒定的化學(xué)成分還較少，被分離鑒定出的化合物中的作用機理研究亟待深入，分子生物學(xué)的研究也剛剛起步。隨著艾草的化學(xué)成分不斷被分離鑒定、各個化學(xué)成分藥用和食用價值研究的逐步深入，以及分子生物學(xué)研究逐漸開展，相信在未來的幾年里，艾草產(chǎn)業(yè)和艾草的基礎(chǔ)研究將處于快速發(fā)展時期。

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