血根堿的作用機制及其在動物生產(chǎn)上的應(yīng)用效果

劉祝英 王祥明 唐良明

（1、湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院；2、新寧縣高橋鎮(zhèn)動物防疫站；3、新寧縣萬塘鄉(xiāng)動物防疫站）

生物堿發(fā)現(xiàn)于19世紀(jì)初，是一類極具開發(fā)價值的天然活性物質(zhì)，目前已知天然生物堿6000余種。血根堿 (C20H14NO4)于1829年被首次發(fā)現(xiàn)，是一種苯菲啶異喹啉類生物堿，主要存在于白屈菜的全草，紫堇的根、塊，博落回的全草中，由二氫苯并啡啶氧化酶氧化二氫血根堿而成，相對分子質(zhì)量為332。血根堿的化學(xué)活性是基于其亞胺基團的親核性，可以參與氧化劑清除和氧化酶抑制，血根堿具有抗菌、抗炎、抗腫瘤、增強免疫力及殺蟲等作用，在傳統(tǒng)及當(dāng)代藥物中具有重要價值，因此血根堿作為飼用添加劑的研制與開發(fā)具有非常重要的意義和廣闊的市場前景。

1 血根堿的提取工藝

目前主要通過乙醇提取法、大孔樹脂分離法，酸水提取法等從博落回中提取血根堿，李發(fā)旺等 （2008）研究表明采用樹脂吸附結(jié)合索氏提取法提取能夠有效避免生物堿氧化的問題，獲得的血根堿純度在95%以上。博落回的植株中不同部位都含有血根堿，在根、莖、葉和果實4個不同部位中血根堿含量呈現(xiàn)依次遞增的趨勢，且有報道指出不同生長時期和環(huán)境下，博落回中生物堿的含量不一，野生博落回植株生物堿含量大于栽培的，八月份采集的博落回樣品生物堿含量最高。近年也有報道指出運用超聲酶法可以從兩面針中提取血根堿，且血根堿提取率達(dá)88.6%。

2 血根堿的生物學(xué)功能

血根堿的抗菌效力強抗菌譜廣，對球菌和桿菌革蘭氏陽性和陰性都有抗菌活性且對有些菌的活性強于常用藥物和抗生素。Nandi等(1983)研究了不同濃度的血根堿對4種生物型弧菌的最低抑菌濃度 (MIC)和半數(shù)抑菌濃度(IC50)的測試，結(jié)果表明血根堿對4種菌的最低抑菌濃度均達(dá)到微克水平，且對OGAWA型霍亂弧菌的作用最好，同時對霍亂弧菌的半數(shù)抑菌濃度亦最強。趙東亮等 （2005）用血根堿與鹽酸小檗堿及青霉素做對照，測定對5種細(xì)菌的抑菌效果，結(jié)果表明血根堿抗菌譜寬，效果明顯。血根堿對大腸桿菌的最小抑菌濃度為640μg/ml，對四連球菌蠟樣芽孢桿菌的最低抑菌濃度為80μg/ml，對金黃色葡萄球菌枯草芽孢桿菌的最低抗菌濃度小于40μg/ml，與青霉素相比，血根堿對四連球菌蠟樣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌的抗菌活性更強。血根堿具有影響沙門氏菌、大腸桿菌生物被膜和胞外多糖的作用，并且改變了這兩種生物膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)，從而能達(dá)到抑菌的效果。

目前國內(nèi)外有試驗表明博落回提取物生物堿具有殺滅幼蟲、成蟲以及蠅蛆等功能。博落回提取物在實驗開始后的4h對棘頭蟲殺滅達(dá)到100%的效果，有明顯的殺滅黃鱔腸道內(nèi)寄生蟲作用。蘆程 （2013）研究結(jié)果表明血根堿在0.6 mg/L以上時能徹底殺滅魚類指環(huán)蟲，濃度為0.4-0.6mg/L時對金魚指環(huán)蟲具有一定的殺滅作用，當(dāng)濃度低于0.4 mg/L時沒有殺蟲活性。研究還發(fā)現(xiàn)，血根堿隨時間和濃度的增加對指環(huán)蟲體表有明顯的損傷致使指環(huán)蟲皮層腐爛最終死亡，血根堿能破壞指環(huán)蟲的抗氧化系統(tǒng)使抗氧化酶降低，血根堿對金魚的免疫具有促進作用，增強了金魚抗細(xì)菌的感染能力。黃章瓊等（2012）通過用小葉蝶添加法飼喂菜青蟲結(jié)果發(fā)現(xiàn)血根堿明顯影響昆蟲的代謝酶，具有對菜青蟲堿性磷酸酯酶、羧酸酯酶和酸性磷酸酯酶有激活作用，而對乙酰膽堿酯酶具有強烈的抑制作用。

近年來，國內(nèi)外學(xué)者對血根堿在抗腫瘤細(xì)胞的作用上進行了大量研究。Ahmad等 (2000)進行了血根堿對人類表皮癌細(xì)胞 (A431)與正常表皮細(xì)胞 (NHEKs)在凋亡指數(shù)及細(xì)胞增殖上的作用比較，結(jié)果表明血根堿可濃度依賴性的降低A431及NHEKs細(xì)胞的存活率，但對A43l細(xì)胞更為敏感，由于其誘導(dǎo)了A431細(xì)胞的凋亡。Weerasinghe等 (2001)證明血根堿在較低濃度就可誘導(dǎo)人類白血病細(xì)胞中Bcl-2及K562的死亡，從而達(dá)到抗人類白血病的作用。有研究表明，血根堿通過誘導(dǎo)Bcl-2家族蛋白、谷胱甘肽和線粒體的凋亡而發(fā)揮抗癌作用。Matkar等(2008)證實血根堿通過造成人類結(jié)腸癌細(xì)胞的DNA損失及P53依賴的細(xì)胞的死亡而發(fā)揮抵抗人類結(jié)腸癌的作用。杜先華等 （2014）研究結(jié)果同樣也表明，血根堿對結(jié)腸癌Caco-2細(xì)胞和肺癌A549細(xì)胞的生長均有明顯的抑制作用，并增加腫瘤細(xì)胞凋亡百分率，且呈現(xiàn)出一定的劑量依賴性。

Adhami等 (2004)研究結(jié)果表明，血根堿通過抑制調(diào)節(jié)細(xì)胞周期的蛋白激酶的活性使得人前列腺癌細(xì)胞的細(xì)胞增殖周期的阻斷及細(xì)胞凋亡從而發(fā)揮抗前列腺癌的作用。Malikova等(2006)進行了血根堿對人類癌細(xì)胞的生長、凋亡及細(xì)胞周期的影響，結(jié)果表明血根堿可作為很有前景的天然藥用分子，在治療前列腺癌細(xì)胞時由于其對細(xì)胞凋亡及細(xì)胞周期的介導(dǎo)而起作用。生存素 （survivn）在腫瘤組織中異常表達(dá)時伴隨著Stat3的磷酸化升高，從而影響腫瘤的發(fā)生、發(fā)展等。血根堿被確定為一種新型的survivn抑制劑，可選擇性的殺死前列腺癌細(xì)胞，對正常的前列腺上皮細(xì)胞的作用比癌細(xì)胞小(Pica，2012)。信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子 3（Stat3）是一種致癌的轉(zhuǎn)錄因子，在癌癥的發(fā)生和發(fā)展過程中起著至關(guān)重要的作用，是癌癥治療的一個重要靶點。血根堿作為一種潛在Stat3活化的抑制劑，可抑制前列腺癌細(xì)胞的生長、遷移和侵潤。在前列腺癌細(xì)胞中，血根堿可抑制Stat3在酪氨酸705（Tyr705）和絲氨酸727（Ser727）位點的磷酸化，血根堿對Stat3的這種抑制與Src基因的磷酸化和Janus活化激酶2（Jak2）的減少一致。血根堿可下調(diào)Stat3所介導(dǎo)的一些基因的表達(dá)如c-myc和survivn。

Larsson等 (2009)驗證了血根堿作為一種抗癌藥物可有效抵抗人類神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤細(xì)胞。Larsson等 (2010)就血根堿在體外誘導(dǎo)神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤細(xì)胞的凋亡進行了相關(guān)研究。血根堿抗癌作用機理包括激活細(xì)胞凋亡通道、抑制生存素蛋白的表達(dá)、抑制致癌的轉(zhuǎn)錄因子信號轉(zhuǎn)導(dǎo)和轉(zhuǎn)錄激活因子3（Stat3）等，這些豐富的作用機理同時解釋了血根堿多樣的抗癌活性。因此近10年來，國內(nèi)外學(xué)者對血根堿在抗癌作用上的研究甚多，也正受到人們的廣泛關(guān)注，血根堿作為從天然植物中提取的有效成分，其藥效獨特，在抗癌方面也會發(fā)揮巨大作用。

血根堿具有多種生物活性，包括通過影響多種酶活性來調(diào)節(jié)NF-kb通路中的關(guān)鍵因子活性，從而抑制炎癥發(fā)生。Li等 （2014）研究表明，通過LPS誘導(dǎo)產(chǎn)生的腫瘤壞死因子-α水平、白細(xì)胞介素-6水平及血清中一氧化氮的產(chǎn)生，血根堿固體納米粒具有明顯的抗炎作用。姚雯等 （2014）采用DPPH自由基清除法測定血根堿的體外抗氧化能力。結(jié)果表明血根堿可有效清除DPPH自由基，并且呈濃度依賴性，在 100 μmol/L時清除率為 85.94%。王慧等（2012）研究表明血根堿對乙酰膽堿、組胺及KCl誘導(dǎo)的腸平滑肌細(xì)胞的收縮具有顯著的抑制作用，主要是通過作用于細(xì)胞膜上的M受體、H1受體和鈣離子通道來實現(xiàn)對大鼠腸平滑肌細(xì)胞收縮的抑制作用。

3 血根堿在動物研究上的應(yīng)用

3.1.1 在人類疾病中的應(yīng)用

血根堿作為一種異喹惡啉類生物堿早在20世紀(jì)就已廣泛應(yīng)用于臨床，用于治療人類的細(xì)菌性疾病及消炎等。近10年來，國內(nèi)外主要集中于血根堿在抗癌方面的研究上，主要用于人類的表皮癌、前列腺癌、滲出性淋巴瘤、結(jié)腸癌、肝癌及白血病的治療等；還有將血根堿作為一種免疫增強劑來提高人類的免疫力。

3.1.2 在獸醫(yī)臨床中的應(yīng)用

隨著血根堿在人類臨床中的廣泛應(yīng)用，血根堿在獸醫(yī)臨床的應(yīng)用也備受關(guān)注。博落回硫酸鹽注射液 (其主要有效成分為生物堿)，具有抗菌消炎、清熱解毒的作用，對仔豬黃白痢、水腫、豬的傳染性腸胃炎和副傷寒等有特效且無耐藥性、無殘留和無毒副作用，使用安全可靠，已載入農(nóng)業(yè)部1996版 《獸藥質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中。體外抑菌試驗和獸醫(yī)臨床試驗結(jié)果表明，博落回注射液對大腸桿菌最低抑菌濃度 (MIC)為7.81μg/ml，治療仔豬黃痢和白痢的總有效率達(dá)80%，并具有用量小、成本低等優(yōu)點。利用博落回提取的有效成分研制出博落回注射液，臨床試驗結(jié)果表明，對豬丹毒、仔豬下痢、腸炎、禽霍亂、禽下痢等均有良好的治療效果。葉培根等 （1988）利用不同濃度的博落回注射液，其有效濃度為65%、80%分別與氯霉素比較治療仔豬黃、白痢試驗表明，高劑量組低于氯霉素組 （P＜0.05），低劑量組無差異 （P＞0.05）。在抑制大腸桿菌試驗中表明，7.81μg/ml為1000個大腸桿菌的最低抑制濃度。

饒華等 （2009）選用28±2日齡仔豬隨機分成四組，空白組飼喂基礎(chǔ)日糧，其余3各試驗組分別添加100mg/kg金霉素、0.45mg/kg血根堿、0.675mg/kg的博落回提物，結(jié)果顯示與空白對照組相比，血根堿組仔豬的平均日采食量和平均日增重分別提高 8.53%(P＜0.05)， 11.93%(P＜0.05)，表明血根堿組能明顯提高仔豬的生長性能，同樣在抗腹瀉方面，血根堿對仔豬的抗腹瀉效果與金霉素的效果相當(dāng)，從而保證仔豬更為健康的生長。滿意等 （2013）在仔豬日糧中添加博落回提取物 （主要成分為血根堿和白屈菜紅堿）也有相似的結(jié)果，添加含血根堿的博落回提取物后，斷奶仔豬的血清免疫球蛋白、一氧化氮含量和溶菌酶活性顯著提高，仔豬免疫功能得到改善，抗病能力明顯增強，從而提高生長性能，研究結(jié)果顯示，與土霉素組相比，添加5mg/kg的博落回提取物后仔豬的平均日增重和采食量顯著提高 （P＜0.05)，這也有蔡鵬等 （2010）研究結(jié)果類似。李杰等 （2014）用博落回的生物堿對豬上皮細(xì)胞增殖進行研究，結(jié)果表明血根堿對豬上皮細(xì)胞呈二次曲線變化，血根堿在濃度為0.25-4μg/ml時對豬上皮細(xì)胞增殖有顯著抑制作用；當(dāng)濃度為0.00625-0.1μg/ml范圍時能顯著促進豬上皮細(xì)胞增殖，而濃度下降時這種促進作用逐漸減弱，可見血根堿在一定范圍內(nèi)能促進生物生長。

血根堿作為抗生素替代物添加到肉雞日糧中，21日齡前按日糧中添加50mg/kg，21日齡后添加25mg/kg，能改善肉雞消化性能，提高采食量和日增重，實驗結(jié)束時出欄重平均提高60g，料肉比降低0.03，這也與Vieira(2008）研究結(jié)果類似，添加血根堿后，火雞采食量、日增重和飼料報酬都顯著增加。劉靖 （2010）研究發(fā)現(xiàn)，含血根堿的博落回提取物可以促進黃雞小腸絨毛形態(tài)結(jié)構(gòu)的發(fā)育，改善小腸的消化吸收功能，說明血根堿可能是通過抑制腸道有害微生物的生長來促進動物機體腸道內(nèi)健康微生物菌群的形成，降低腸道pH值，從而阻止了病原微生物在腸內(nèi)的生殖，增加了動物機體對外源性病原菌的抵抗作用。

血根堿具有抑制膽堿脂酶活性，刺激唾液分泌，并具有利尿、外周抗腎上腺素解交感作用，同時具有能抑制芳香族氨基酸脫羧酶的作用。Drsata等認(rèn)為血根堿通過這一作用調(diào)節(jié)色氨酸-5-羥色胺代謝途徑，阻止色氨酸脫羧產(chǎn)生吲哚及吲哚類糞臭素，促使色氨酸用于蛋白質(zhì)合成，具有抑菌、消炎、除臭、促生長的作用而增加飼養(yǎng)動物的采食量。國外將血根堿和白屈菜紅堿用于飼料中刺激動物食欲來增加采食量，保護腸道內(nèi)的必需氨基酸被微生物的降解，從而促進動物生長，近年也有學(xué)者研究結(jié)果表明血根堿通過減少細(xì)菌脫羧以及通過調(diào)整色氨酸血清素的形成來提高食欲從而改善色氨酸的利用率，血根堿對豬的色氨酸的利用率和生成機理沒有有益的影響，但是有可能在飼養(yǎng)環(huán)境比較惡劣時，血根堿對豬的生長效果會有改善，賀喜等 （2015）研究結(jié)果也表明在低蛋白質(zhì)飼糧基礎(chǔ)上，不補充色氨酸添加血根堿后會相對提高門靜脈血漿流率，增加門靜脈必須氨基酸和總氨基酸凈吸收率，但不影響門靜脈血漿尿素氮凈吸收率。

4.血根堿的安全性

博落回所含生物堿具有一定的毒性作用。Sarkar(1948)首次從罌粟科油中分離得到二氫血根堿和血根堿，并研究了其毒性作用，表明100 g體重的老鼠注射2 mg血根堿的鹽酸鹽時可致其死亡率達(dá)100%；同時血根堿可使得白化病老鼠的眼睛發(fā)生失明；血根堿對一些酶系統(tǒng)也存在一定的毒性，血根堿可抑制丙酮酸鹽、乳酸鹽及琥珀酸鹽的氧化，同時抑制一些SH酶系，Williams等(2000)證明血根堿 (10 mg/kg)可降低肝內(nèi)谷胱甘肽及P450酶系的活性。對血根堿造成的體內(nèi)的毒性可通過提前15-20 min注射乙二醇得到保護，對血根堿造成的體外酶系的損失無法修復(fù)，但可阻止進一步的損失。

Chien等 (2005)就血根堿對心臟的毒性作用進行了相關(guān)研究，應(yīng)用膜片卡技術(shù)，對心肌細(xì)胞進行全細(xì)胞記錄，應(yīng)用血根堿后記錄了其對心肌細(xì)胞鈣離子電流的影響，從而造成心臟的攣縮，結(jié)果表明，血根堿濃度依賴性的誘導(dǎo)心肌細(xì)胞外鈣離子的內(nèi)流從而引起心肌的攣縮。

上海中藥二組研究 （1978）從博落回所含生物堿中提取的乙氧基血根堿與乙氧基白屈菜紅堿的鹽酸鹽水溶液腹腔注射小白鼠，安全劑量為5mg/kg，半數(shù)致死量為18 mg/kg，最大致死量為22.5mg/kg。Pavel（2004）研究表明，豬連續(xù)90天飼喂含有血根堿的飼料，通過檢測組織和肝臟內(nèi)血根堿的殘留率來驗證它的安全性，結(jié)果表明，豬每天攝入不超過5mg/kg體重的血根堿被證明是安全的。

5.應(yīng)用展望

1948年Sarkar從罌粟科植物中提取到血根堿的單體以來，國內(nèi)外學(xué)者全面深入的研究了血根堿在人類方面的藥效及毒性作用，但關(guān)于血根堿在獸醫(yī)臨床中的應(yīng)用還未引起足夠的重視，且研究甚少；近幾年，中國一些獸藥公司把血根堿作為免疫增強劑添加到飼料中，用于提高動物的免疫力。博落回野生資源豐富，在我國分布廣泛且易于栽培。因此，把血根堿用于飼料添加劑中，來替代部分抗生素及化學(xué)合成藥，并研究其對動物性疾病的防治作用及機理定將會給畜牧業(yè)的發(fā)展帶來巨大的推動作用。

參考文獻(xiàn) （略）