血根堿的安全性、功能和應(yīng)用概述

歐淑琦，夏嗣廷，胡睿智，廖波，蔡懿鑫，賀建華

（湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長沙 410128）

19世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)的生物堿，是一類天然飼用添加劑，生物堿具有無污染、低殘留、低毒等植物藥源性優(yōu)點(diǎn)。存在于罌粟科、藍(lán)堇科及蕓香科等植物中的血根堿（C20H15O5N），是一種苯菲喹啉類生物堿，在2011年被國家批準(zhǔn)為二類新獸藥，目前因其抗菌、殺蟲、抗腫瘤、消炎鎮(zhèn)痛等功能性作用被應(yīng)用于人醫(yī)、獸醫(yī)臨床中[1]。本文就血根堿的安全性及生理功能和在雞生產(chǎn)中的應(yīng)用作以綜述，為血根堿在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 血根堿的安全性

血根堿可以開發(fā)作為一種新型的獸藥應(yīng)用于生產(chǎn)，研究血根堿的安全性能為血根堿在臨床上劑量的確定作出數(shù)據(jù)支持。給大鼠灌胃血根堿12、10.5、2.1 mg·kg-1·d-1，連續(xù)30 d，發(fā)現(xiàn)高劑量組的谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST）水平升高并在停藥14 d后恢復(fù)正常，高劑量血根堿引起的骨骼、肝臟和心肌的損傷能夠在停藥后恢復(fù)[2]。

此外，李志等研究表明，給小鼠腹腔注射和灌服的血根堿最大耐受性分別為15和2 000 mg·kg-1，LD50分別為9.4和1 029.7 mg·kg-1，灌胃的LD50較大可能是由于胃腸道對(duì)血根堿的破壞或者肝臟對(duì)血根堿的消除[2]。林海研究表明，血根堿對(duì)豬腎上皮細(xì)胞和豬睪丸細(xì)胞體外增殖的顯著抑制濃度分別為 0.5、0.25 μmol·L-1，體外試驗(yàn)表明，血根堿有細(xì)胞毒性作用，雄性生殖毒性試驗(yàn)結(jié)果顯示小鼠重量、睪丸和附睪結(jié)構(gòu)、精子數(shù)、睪丸和附睪指數(shù)、睪丸組織勻漿中谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）、超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）均無顯著變化，體外胚胎毒性試驗(yàn)結(jié)果表明血根堿降低胚囊質(zhì)量并抑制Oct-4轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)，但無顯著差異，初步表明血根堿對(duì)小鼠沒有顯著生殖毒性作用[3]。還有研究表明，血根堿制備成血根堿納米粉劑后會(huì)增加急性和毒性，但血根堿及其納米粉劑的低毒級(jí)屬性在臨床推薦劑量范圍內(nèi)使用安全；分別以血根堿粉劑24.71、49.42、247.1 mg·kg-1對(duì)小鼠做亞急性毒性試驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)低劑量和中劑量的血根堿粉劑對(duì)小鼠的生化指標(biāo)影響不顯著，高劑量血根堿粉劑造成ALT和乳酸脫氫酶（LDH）顯著提高（P＜0.05），由此表明高劑量血根堿粉劑可能對(duì)小鼠肝臟有輕微損傷，但是各臟器沒有明顯病理變化[4]。伍勇等研究表明，灌服高劑量（21 mg·kg-1·d-1）血根堿的小鼠脾臟和腎臟出現(xiàn)組織病理學(xué)變化，灌服低劑量（2.1 mg·kg-1·d-1）血根堿的小鼠除了脾臟指數(shù)降低外，其他臟器指數(shù)沒有變化，另外各臟器沒有出現(xiàn)病理變化[5]。盡管血根堿臨床使用歷史悠久，但相互矛盾的試驗(yàn)結(jié)果卻阻止了血根堿的致癌潛能的確定。血根堿具有與已知的多環(huán)芳烴致癌物類似的分子結(jié)構(gòu)，并且是DNA嵌入劑。血根堿也產(chǎn)生氧化和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激，導(dǎo)致未折疊的蛋白質(zhì)應(yīng)答和8-羥基鳥嘌呤基因損傷的形成。血根堿在體外和體內(nèi)的基因毒性和小鼠癌變?cè)囼?yàn)中的結(jié)果相互矛盾，這些結(jié)果推遲了其致癌分類[6]。血根堿在臨床推薦范圍內(nèi)使用是安全的，可以作為飼料添加劑用于畜牧業(yè)并部分替代抗生素。

2 血根堿的作用

2.1 殺菌與抑菌作用

大量的藥理學(xué)方面研究表明，血根堿具有很好的殺菌、抑菌效果，對(duì)真菌、革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌和一些原生動(dòng)物等有很強(qiáng)的抵抗力[7]。血根堿可以作為新型的藥物解決畜牧養(yǎng)殖業(yè)抗生素濫用的問題。

李靜等研究表明，博落回提取物血根堿制成血根堿酊劑有抗皮癬真菌的效果，且優(yōu)于博落回總生物堿，可用于治療腳癬[8]。另外發(fā)現(xiàn)血根堿及其衍生物對(duì)蘋果腐爛病菌、煙草赤星病菌、馬鈴薯干腐病菌、番茄早疫病原菌、玉米彎孢葉斑病菌、白菜黑斑病原菌、水稻稻瘟病原菌、南瓜枯萎病原菌、棉花枯萎病菌、蘋果炭疽病原菌和西瓜枯萎病原菌等植物病原菌及兔癢螨有抑制作用[9]。水霉病是水生魚類的真菌病之一，引起這種病的最常見的病原體是水霉和綿霉，水霉菌會(huì)在魚類受傷體表和局部壞死皮膚上生長大量棉絮狀菌絲，給魚蝦在水中的游動(dòng)和食欲造成影響，研究表明，血根堿有潛力成為抗水霉菌藥物，對(duì)水霉孢子的最低抑菌濃度MIC80為 200 μg·mL-1，對(duì)菌絲的MIC為 256 μg·mL-1[10]。王靜慧等研究發(fā)現(xiàn)血根堿0.32 g·L-1的抑菌作用強(qiáng)于鹽酸金霉素，且效果明顯；血根堿0.16 g·L-1能夠?qū)瘘S色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌形成的生物被膜有很好的清除作用，大量抗生素的使用造成畜禽腸道內(nèi)的細(xì)菌產(chǎn)生生物被膜，導(dǎo)致細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性[11]。

2.2 殺蟲作用

血根堿是博落回生物堿中的主要生物活性成分，可以作為植物源農(nóng)藥，對(duì)螨蟲，梨木虱，釘螺等具有毒殺作用，而且低毒低殘留無環(huán)境污染。

李春梅等研究表明，Pieris rapae L.3齡菜青蟲幼蟲經(jīng)血根堿處理后的酸性磷酸酯酶（ACP）、堿性磷酸酯酶（AKP）、羧酸酯酶（CarE）和細(xì)胞色素P450被顯著激活，而乙酰膽堿酯酶可能由于血根堿的毒殺性被抑制[12]。還有研究表明，血根堿對(duì)谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶有先抑制后激活再抑制的趨勢，能明顯抑制菜青蟲3齡幼蟲的生長發(fā)育[13]。

釘螺是血吸蟲病的唯一中間宿主。血根堿能夠有效殺螺，對(duì)魚類毒性小，且有益魚類生長繁殖。楊雙等用濃度梯度法測定出血根堿浸殺釘螺的半數(shù)致死濃度為7.5 mg·L-1，血根堿導(dǎo)致釘螺肝臟基因表達(dá)發(fā)生改變[14]。孫文霞等用血根堿浸泡釘螺，分離肝臟后測定相關(guān)指標(biāo)，研究表明，血根堿明顯降低釘螺肝臟糖原含量，對(duì)MDA含量影響不顯著，血根堿顯著升高ALT、ACP、AST、SOD、AKP的活性，而過氧化物酶（POD）活性無顯著變化，這些酶活性變化可能導(dǎo)致代謝紊亂，使肝臟功能嚴(yán)重?fù)p傷，引起釘螺死亡[15]。

2.3 血根堿對(duì)腫瘤細(xì)胞的影響

有廣泛藥理作用的血根堿存在于多種植物中，數(shù)個(gè)世紀(jì)以來使用在北美和我國傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)中。作為天然植物源藥物的血根堿，對(duì)腫瘤細(xì)胞具有誘導(dǎo)凋亡的作用，經(jīng)常應(yīng)用于癌癥、腫瘤疾病的治療中。

研究表明，血根堿（2、3 μmol·L-1）可對(duì)口腔表皮樣細(xì)胞（KB細(xì)胞）發(fā)揮毒性作用和誘導(dǎo)KB癌細(xì)胞凋亡，同時(shí)，血根堿顯著抑制KB癌細(xì)胞的集落形成和細(xì)胞生長[16]。Ahsan等研究表明，血根堿對(duì)人胰腺癌細(xì)胞系（AsPC-1、BxPC-3）的集落形成和生長有明顯抑制作用，血根堿誘導(dǎo)胰腺癌細(xì)胞凋亡是通過上調(diào)促凋亡基因Bax、Bid和Bak的表達(dá)和下調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2和Bel-Xl的表達(dá)來作用的，且呈現(xiàn)劑量依賴性，血根堿可一定程度的治療胰腺癌[17]。Holy等發(fā)現(xiàn)血根堿可通過裂解細(xì)胞周期蛋白的核質(zhì)運(yùn)輸途徑來抑制乳腺癌的發(fā)生[18]。杜先華等研究表明，博落回提取物血根堿對(duì)結(jié)腸癌Caco-2細(xì)胞和肺A549癌細(xì)胞的增殖有抑制作用，對(duì)腫瘤細(xì)胞的凋亡有促進(jìn)作用[19]。通過建立小鼠S180皮下移植瘤模型發(fā)現(xiàn)血根堿對(duì)腫瘤血管的生成有抑制作用，這是由于血根堿下調(diào)了S180移植瘤組織中微血管密度（MVD）、血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的表達(dá)[20]。武文嬌構(gòu)建并用小分子RNA 16模擬物驗(yàn)證miR-16報(bào)告基因，用熒光比率反應(yīng)miR-16的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)血根堿使熒光比率下降；實(shí)時(shí)定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Real time PCR）試驗(yàn)中血根堿試驗(yàn)組和對(duì)照組相比miR-16表達(dá)水平降低，表明血根堿下調(diào)了miR-16的表達(dá)，血根堿通過靶向miR-16促進(jìn)細(xì)胞凋亡，同時(shí)進(jìn)行了裸鼠腫瘤治療試驗(yàn)，表明血根堿有抗癌作用[21]。

李貞彩等分別用MTT法、流式細(xì)胞儀和Western blot研究血根堿對(duì)宮頸癌細(xì)胞的增殖、凋亡和宮頸癌細(xì)胞中黏附蛋白β-catenin、MMP2、E-Cadherin、PTEN的表達(dá)水平的影響，檢測結(jié)果表明，血根堿減弱了β-catenin和MMP2的表達(dá)量，增加了E-Cadherin和PTEN的表達(dá)量，表明血根堿抑制宮頸癌細(xì)胞的增殖并促進(jìn)其凋亡，機(jī)理可能與這些黏附蛋白相關(guān)[22]。王琰研究表明，血根堿作用于頭頸癌細(xì)胞可以提高雙色熒光比值，并做了western blot試驗(yàn)以及血根堿對(duì)頭頸癌細(xì)胞的CCK-8細(xì)胞增殖試驗(yàn)和流式細(xì)胞術(shù)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)血根堿對(duì)治療頭頸癌有潛在效果[23]。姜程今等分別用MTT法（噻唑藍(lán)）和流式細(xì)胞儀雙染發(fā)檢測血根堿對(duì)舌癌細(xì)胞增殖抑制和凋亡的影響，結(jié)果表明，血根堿對(duì)舌癌細(xì)胞Tca8113和Tscca的增殖有明顯的抑制作用，且促進(jìn)其凋亡，作用機(jī)制可能與核因子-κB（NF-κB）的表達(dá)有關(guān)[24]。周菊華等利用B16F10黑素瘤小鼠模型研究表明，血根堿能增加B細(xì)胞和CD8T淋巴細(xì)胞的水平并促進(jìn)免疫細(xì)胞運(yùn)輸至肺部組織，血根堿在降低B16F10黑素瘤荷瘤小鼠百分率的同時(shí)大幅減少肺部黑素瘤的腫瘤[25]。

2.4 血根堿對(duì)動(dòng)物平滑肌的影響

大量試驗(yàn)表明，血根堿能抑制腸平滑肌細(xì)胞的收縮，降低腸平滑肌細(xì)胞活性且高濃度血根堿能誘導(dǎo)平滑肌細(xì)胞凋亡。

王慧采用Western blot技術(shù)、熒光標(biāo)記和實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)，研究了調(diào)控胃腸平滑肌興奮-收縮偶聯(lián)的17 kDa的I型磷酸酶抑制蛋白信號(hào)傳導(dǎo)通路，針對(duì)血根堿抑制大鼠腸平滑肌細(xì)胞的作用機(jī)制進(jìn)行闡明；結(jié)果表明，血根堿可以通過調(diào)控平滑肌細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度、M受體和PKC-CPI-17信號(hào)傳導(dǎo)通路抑制大鼠腸平滑肌細(xì)胞收縮[26]。在上述基礎(chǔ)上，王慧等利用酶消化法對(duì)大鼠平滑肌細(xì)胞進(jìn)行原代培養(yǎng)，并對(duì)大鼠平滑肌細(xì)胞收縮情況進(jìn)行倒置相差顯微鏡測定，結(jié)果表明，血根堿對(duì)腸平滑肌細(xì)胞收縮的抑制率為32.22%，血根堿可有效抑制KCl、乙酰膽堿和組胺誘導(dǎo)的腸平滑肌細(xì)胞的收縮，血根堿可影響細(xì)胞膜上離子通道、M受體、H1受體來抑制大鼠平滑肌細(xì)胞收縮[27]。

此外，王慧等通過BL-420E生物機(jī)能試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明，兔離體腸平滑肌自發(fā)性收縮的振幅和頻率在血根堿作用下呈現(xiàn)濃度依賴性抑制[28]。血根堿可能通過直接抑制腸興奮性、與酚妥拉明競爭，興奮α受體和與乙酰膽堿競爭，阻斷M受體的方式來作用于小腸平滑肌舒張的結(jié)論。針對(duì)血根堿對(duì)大鼠離體子宮平滑肌活動(dòng)的影響進(jìn)行研究，結(jié)果表明，血根堿除通過抑制H1受體實(shí)現(xiàn)抑制大鼠平滑肌活力外，還可通過H2受體，但與M、β受體無關(guān)[29]。漆俊以成功分離培養(yǎng)大鼠平滑肌細(xì)胞進(jìn)行體外研究，對(duì)血根堿誘導(dǎo)大鼠平滑肌細(xì)胞凋亡及其機(jī)制進(jìn)行探討；結(jié)果表明，高濃度的血根堿可以對(duì)大鼠平滑肌細(xì)胞生長起到抑制作用，并使細(xì)胞活性降低；同時(shí)血根堿誘導(dǎo)大鼠平滑肌細(xì)胞產(chǎn)生氧化損傷產(chǎn)物（ROS、MDA等），進(jìn)而引起大鼠平滑肌細(xì)胞氧化損傷；同時(shí)，高濃度血根堿可誘導(dǎo)大鼠平滑肌細(xì)胞凋亡率增加[30]。

3 血根堿在動(dòng)物生產(chǎn)中的應(yīng)用

血根堿用作飼料添加劑應(yīng)用于畜禽生產(chǎn)中，能夠促進(jìn)動(dòng)物生長，提高動(dòng)物肉品質(zhì)和增強(qiáng)免疫。

3.1 促生長

血根堿能夠一定程度提高畜禽生長性能，增加飼料報(bào)酬。謝堃在黃羽雞日糧中分別添加博落回血根堿提取物0、15、50、150 mg·kg-1，發(fā)現(xiàn)血根堿提高黃羽肉雞平均日采食量及平均日增重，高劑量血根堿效果顯著，血根堿提高黃羽肉雞的生產(chǎn)性能[31]。還有研究表明，血根堿20和50 mg·kg-1能夠顯著提高肉雞日增重和飼料報(bào)酬[32]。另外，戴波在飼糧中分別添加血根堿0.25、0.5和1 mg·kg-1，發(fā)現(xiàn)低劑量血根堿對(duì)斷奶前7 d的仔豬有預(yù)防腹瀉作用且對(duì)斷奶仔豬飼料報(bào)酬的提高效果最好[33]。

3.2 抗氧化

血根堿一定范圍內(nèi)能夠提高機(jī)體抗氧化能力。云龍研究表明，日糧中適宜的血根堿添加量為50 mg·kg-1，添加血根堿15、50 mg·kg-1能提高黃羽肉雞血清中CAT、SOD和GSH-Px的活性，降低MDA、8-OHdG和PHO的含量，添加水平達(dá)到150 mg·kg-1時(shí)MDA、8-OHdG和PHO反而有所升高，會(huì)對(duì)機(jī)體造成氧化損傷[34]。謝堃發(fā)現(xiàn)黃羽雞血清中CAT和SOD的含量在添加血根堿時(shí)顯著增多且隨著血根堿劑量的增大而降低，血根堿顯著提高肝臟T-AOC、GSH-PX活性及GSH水平，血根堿增強(qiáng)了黃羽肉雞的抗氧化功能[31]。也有研究表明，血根堿降低肉雞總膽固醇水平和腿肌丙二醛含量[32]。另外，研究表明，血根堿可清除DPPH自由基且清除率隨著濃度的提高而上升，血根堿能夠保護(hù)Cu2+/H2O2和AAPH體系誘導(dǎo)的BSA氧化損傷及羰基化損傷，也能顯著抑制FeSO4誘導(dǎo)的脂質(zhì)過氧化及AAPH誘導(dǎo)的DNA氧化損傷[35-36]。

3.3 改善腸道和增強(qiáng)免疫

一定濃度的血根堿能夠增強(qiáng)機(jī)體免疫力。研究表明，黃羽肉雞日糧中添加血根堿15、50 mg·kg-1能夠提高回腸絨毛高度降低空腸腸壁厚度，改善腸道形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)育；添加血根堿15、50 mg·kg-1也能夠提高黃羽肉雞體內(nèi)免疫蛋白IgA、IgM和IgG含量，提高免疫力[34]。另外血根堿15和50 mg·kg-1顯著提高了IgA、IgM、IgG含量，顯著提高了回腸絨毛高度，降低了空腸腸壁厚度以及提高絨線值，表明血根堿能夠增強(qiáng)黃羽肉雞的免疫，改善腸道功能[31]。還有研究表明，血根堿20 mg·kg-1能夠增加肉雞盲腸乳酸菌數(shù)，而生長促進(jìn)劑卑霉素不能改變?nèi)怆u腸道菌群[32]。

另外，林謙等研究表明飼糧低蛋白條件下添加血根堿40 mg·kg-1有增加豬血清色氨酸含量的趨勢，且低蛋白條件下血根堿替代色氨酸在一定程度上能夠降低糞臭素含量和回腸內(nèi)容物中色氨酸脫羧酶活性[37]。還有研究表明，用血根堿0.5、1和2 mg·kg-1的飼喂自然發(fā)病的腹瀉仔豬，發(fā)現(xiàn)血根堿1 mg·kg-1的治療效果相當(dāng)于肌肉注射硫酸慶大霉素100 mg·kg-1[33]。

4 小 結(jié)

抗生素自被發(fā)現(xiàn)以來被大量應(yīng)用在畜禽生產(chǎn)中，極大的促進(jìn)了養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展，同時(shí)帶來了許多負(fù)面影響，血根堿作為一種天然植物提取的抗生素替代物之一，解決了畜禽耐藥性的產(chǎn)生，藥物殘留，環(huán)境污染等問題[38-42]。大量研究表明，血根堿有多種功能特性，在生產(chǎn)實(shí)踐中也被用作飼料添加劑來達(dá)到提高生產(chǎn)性能、增強(qiáng)免疫力和抗氧化能力的目的[43-44]。但是血根堿在動(dòng)物飼糧中的適宜添加量、作用機(jī)制和在反芻動(dòng)物中的應(yīng)用及其機(jī)理等還有待深入研究。