檳榔提取物的生物活性研究進(jìn)展

易書(shū)瀚，李珂，2，3，楊靖，郭亦晨，王遠(yuǎn)亮，2，3，*

（1.湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙410128；2.食品科學(xué)與生物技術(shù)湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南長(zhǎng)沙410128；3.國(guó)家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南長(zhǎng)沙410128）

檳榔（Areca catechu L）是一種重要的商業(yè)性種植作物，中國(guó)主要種植在海南、云南及臺(tái)灣等地區(qū)。同時(shí)檳榔也是中藥材中的一種，在南方將果實(shí)制作成一種咀嚼食品[1]。檳榔有驅(qū)散腹腔內(nèi)積液和去除體內(nèi)寄生蟲(chóng)等作用[2]。但是大量食用不但使人產(chǎn)生依賴(lài)性，還可能導(dǎo)致口腔黏膜下纖維化、口腔扁平苔蘚、口腔白斑以及口腔癌等疾病[3]。并可能伴隨有惡心、嘔吐等癥狀。

大量嚼食檳榔之所以會(huì)引起不同的生理結(jié)果，主要是因?yàn)闄壚浦泻卸喾N活性成分和代謝產(chǎn)物。這些物質(zhì)包括檳榔生物堿、鞣質(zhì)、特異性亞硝胺、多酚類(lèi)物質(zhì)和活性氧等[4]。近年來(lái)國(guó)內(nèi)、外眾多學(xué)者對(duì)檳榔的生理活性褒貶不一。因此本文就檳榔提取物的生理活性研究進(jìn)展作一綜述。

1 檳榔生物活性成分

檳榔中含有多種不同的生理活性成分，如檳榔生物堿、多酚類(lèi)、鞣質(zhì)、氨基酸、脂肪酸、檳榔紅色素、多糖以及皂苷等[5]。通過(guò)超高效液相色譜-串聯(lián)四級(jí)桿質(zhì)譜（Ultra-high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，UHPLC-MS/MS）檢測(cè)檳榔水提液中的成分，共鑒定出13個(gè)化合物，其中包括了檳榔堿、檳榔次堿、檳榔副堿、去甲檳榔堿、去甲檳榔次堿、異去甲檳榔次堿和3-哌啶甲酸甲酯7個(gè)生物堿類(lèi)成分，3個(gè)酚類(lèi)成分為兒茶素、表兒茶素和原花青素B2和3個(gè)氨基酸類(lèi)成分纈氨酸、酪氨酸和色氨酸[6]。其中檳榔種子中含總生物堿0.3%～0.6%，含鞣質(zhì)15%[7]，含脂肪約14%，主要為月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、棕桐酸、油酸、亞油酸、辛酸、癸酸等。同時(shí)檳榔中含有一定量的微量元素，包括鐵（Fe）、銅（Cu）、錳（Mn）、鋅（Zn）和常量礦質(zhì)元素鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）[8]。

2 檳榔的生物活性功效

檳榔的藥理活性研究表明，檳榔具有抑制細(xì)菌真菌、抑制病毒蛋白活性、抗老化、清除自由基、抗抑郁、減少動(dòng)脈粥樣硬化、降低膽固醇、抗血栓等作用[9-10]。表1總結(jié)了檳榔提取物的生物活性功效。

表1 檳榔主要生物活性功效Table 1 Main biological activity of areca nut

2.1 抗菌和抗病毒作用

黃玉林等采用索氏抽取法提取兩種檳榔仁，通過(guò)圓形濾紙片法初步評(píng)價(jià)檳榔提取物的抑菌活性，同時(shí)用2倍稀釋平板法確定20%為其最低抑菌濃度，且對(duì)大腸桿菌（E.coli）和金黃色葡萄球菌（S.aureus）有很好的抗菌作用[11]。張興等采用濾紙片瓊脂擴(kuò)散法測(cè)定了檳榔中的5個(gè)酚類(lèi)成分抗菌活性，結(jié)果表明化合物5對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（Methicillin-resistant S.aureus）和金黃色葡萄球菌（S.aureus）均有明顯抑制作用，且抑菌圈直徑均為9 mm[12]。劉文杰則發(fā)現(xiàn)檳榔殼提取物對(duì)金黃色葡萄球菌（S.aureus）、枯草芽孢桿菌（B.subtilis）、蠟狀芽孢桿菌（B.cereus）、大腸桿菌（E.coli）這4種細(xì)菌的最小抑菌濃度（MIC）分別為8.75、4.375、35、35 mg/mL[13]。Arathi等開(kāi)展了檳榔提取物對(duì)乳酸片球菌（P.acidilactici）的抑制，試驗(yàn)結(jié)果表明，檳榔提取物可有效抑制乳酸片球菌（P.acidilactici）[14]。Aizad等通過(guò)檳榔提取物對(duì)芒果炭疽病菌（C.gloeosporioiles）的抑制作用研究，表明檳榔提取物可抑制芒果炭疽病菌（C.gloeosporioiles）[15]。Kusumoto等采用高效液相色譜法測(cè)定酶活性，在檳榔提取物濃度為0.2 mg/mL時(shí)對(duì)HIV-1蛋白酶活性的抑制作用超過(guò)70%[16]。

2.2 抗衰老、抗氧化作用

衰老是由多種因素造成的。其中自由基學(xué)說(shuō)是最被認(rèn)可的機(jī)理?；钚匝醮兀╮eactive oxygen species，ROS）被細(xì)胞過(guò)多的產(chǎn)生后，其可以氧化生物分子（如蛋白、脂質(zhì)、核酸等），也由此導(dǎo)致機(jī)體的衰老和死亡[17]。檳榔提取物對(duì)DPPH自由基、ABST+自由基的清除能力和Fe3+還原能力均具有一定的濃度依賴(lài)性[18-19]。張璐等對(duì)檳榔乙醇提取液的抗氧化能力的研究發(fā)現(xiàn)，檳榔籽乙醇提取物對(duì)DPPH自由基、羥基自由基、超氧根離子自由基都有較強(qiáng)的清除能力，且均高于食品中常用抗氧化劑BHT[20]。唐敏敏等研究了檳榔多糖提取物的抗氧能力和對(duì)人皮膚成纖維細(xì)胞內(nèi)氧化損傷的抑制作用，結(jié)果表明檳榔多糖有良好的DPPH自由基清除能力、Fe3+還原力和Fe2+螯合能力，并且對(duì)細(xì)胞氧化損傷有一定的抑制作用[21]。劉月麗等通過(guò)使用檳榔提取物喂食衰老模型鼠發(fā)現(xiàn)，檳榔提取物增強(qiáng)小鼠海馬組織超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、琥珀酸脫氫酶（succinate dehydrogenase，SDH）活性、降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，低劑量還能增強(qiáng)谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）的活性，改善衰老小鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞的組織學(xué)變化。其得出結(jié)論檳榔提取物能改善衰老小鼠的學(xué)習(xí)能力、抗氧化能力和組織學(xué)改變，有抗衰老作用[22]。

2.3 抗抑郁作用

一定劑量的檳榔堿可以刺激M受體，從而促進(jìn)機(jī)體興奮。何嘉泳等通過(guò)不同的方法提取出檳榔殼中的總酚類(lèi)化合物以進(jìn)行懸尾試驗(yàn)和小鼠強(qiáng)迫游泳實(shí)驗(yàn)。其結(jié)果顯示檳榔堿能顯著地縮短小鼠的不動(dòng)時(shí)間，并且隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，檳榔殼總酚類(lèi)化合物在喂養(yǎng)第3天已表現(xiàn)出抗抑郁生理活性。在連續(xù)給藥的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)檳榔總酚類(lèi)化合物能更加顯著地縮短小鼠不動(dòng)時(shí)間，說(shuō)明檳榔酚類(lèi)存在抗抑郁生理活性[23]。單胺氧化酶A型（monoamine oxidase-A，MAO-A）會(huì)抑制神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生。李亞軍發(fā)現(xiàn)檳榔中的酚類(lèi)化合物可以有效地與MAO-A受體結(jié)合，且發(fā)現(xiàn)酚類(lèi)化合物比生物堿類(lèi)化合物更容易結(jié)合[24]。而去甲腎上腺素（NE）和多巴胺五羥色胺（5-HT）是兩種受到MAO-A調(diào)節(jié)的神經(jīng)遞質(zhì)，何嘉泳通過(guò)高效液相色譜電化學(xué)法（high performance liquid chromatography-electrochemical detection，HPLC-ECD）測(cè)定小鼠腦組織中NE和5-HT的含量。發(fā)現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)組中NE含量均顯著增加，5-HT含量增加，進(jìn)一步說(shuō)明檳榔酚類(lèi)物質(zhì)有抗抑郁作用[25]。Ghayur等通過(guò)使用70%甲醇水溶液對(duì)檳榔進(jìn)行粗提取。使用生物發(fā)光血小板凝集儀測(cè)定檳榔粗提取物的抗血小板聚集作用，使用分光光度計(jì)在試管內(nèi)測(cè)定檳榔粗提取物對(duì)乙酰膽堿酯酶活性的抑制作用。發(fā)現(xiàn)檳榔中含有抗血小板聚集及抑制乙酰膽堿酯酶活性的有效成分[26]。因此檳榔中酚類(lèi)物質(zhì)可能是抗抑郁的有效成分，其可能是通過(guò)降低MAO-A含量和降低乙酰膽堿酯酶活性來(lái)提高腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)含量，從而起到抗抑郁的作用。

2.4 降低膽固醇、減少動(dòng)脈粥樣硬化、抗血栓作用

此外檳榔還有降低膽固醇的作用。在袁列江等的研究中，檳榔的粗提取物顯著性降低了血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、血清甘油三酯（trilaurin，TG）和血清低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）濃度以及動(dòng)脈硬化指數(shù)（atherosclerosis，AI）[27]。在歐陽(yáng)新平等的實(shí)驗(yàn)中，檳榔堿可以顯著性的降低細(xì)胞內(nèi) TC、游離膽固醇（free cholesterol，F(xiàn)C）和膽固醇酯（cholesteryl ester，CE）的水平，增加細(xì)胞膽固醇流出率[28]。

動(dòng)脈粥樣硬化（AS）是很多心血管疾病的主要原因。同時(shí)它本身也是一種由多因素引發(fā)的疾病，涉及的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜。山麗梅等通過(guò)大鼠動(dòng)脈粥樣硬化模型來(lái)研究檳榔堿抗AS作用，其結(jié)果顯示一個(gè)在血管組織中有關(guān)表達(dá)因子被檳榔堿抑制表達(dá)，同時(shí)乙酰膽堿激靶標(biāo)在血管內(nèi)皮細(xì)胞中被活化，從而證實(shí)檳榔堿有抗AS作用和防止心腦血管疾病[29]。陳冬梅等指出檳榔堿在 0.1 mg/kg（ip）～4.0 mg/kg（ip）可劑量依賴(lài)性地對(duì)抗血栓形成，具有良好的阻止血栓形成的作用[30]。石翠格研究發(fā)現(xiàn)，檳榔堿對(duì)氧化修飾的低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，OX-LDL）損傷內(nèi)皮細(xì)胞具有保護(hù)作用，并誘導(dǎo)內(nèi)皮依賴(lài)性舒張反應(yīng)，可對(duì)抗高血脂誘發(fā)動(dòng)脈粥樣硬化的血栓形成[31]。

3 檳榔的毒理學(xué)研究

檳榔的藥理研究很多，但是檳榔對(duì)人體也存在危害和不利的影響。表2總結(jié)了檳榔提取物的主要毒理性效應(yīng)。

表2 檳榔主要毒理性效應(yīng)Table 2 Main toxic effects of areca nut

3.1 致癌、致炎癥作用

口腔黏膜下纖維化（oral submucous fibrosis，OSF）的病因目前大部分研究認(rèn)為是由多種因素共同造成的[32]，而食用檳榔已經(jīng)是被作為OSF疾病表現(xiàn)的重要病原因素，因?yàn)樵贠SF中轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號(hào)的激活是增加膠原產(chǎn)生的主要原因，而檳榔堿就是誘導(dǎo)口腔上皮細(xì)胞中的TGF-β[33]。同時(shí)，檳榔堿在口腔角質(zhì)形成細(xì)胞中是通過(guò)aVb6整聯(lián)蛋白來(lái)激活TGF-β，表明檳榔堿誘導(dǎo)產(chǎn)生TGF-β在OSF的發(fā)病機(jī)制中有重要作用[34]。

環(huán)氧合酶 2（cyclooxygenase-2，COX-2）、前列腺素E2（Prostaglandin E2，PGE2）和白介素 1α（interleukin-1α，IL-1α）是炎癥介質(zhì)且常見(jiàn)于各種腫瘤的發(fā)生，包括口腔癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）[35]。核轉(zhuǎn)錄因子-κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells，NF-κB）是一種轉(zhuǎn)錄因子蛋白，其在多種疾病的發(fā)病機(jī)制中扮演重要角色[36]。而COX-2是一種受NF-kB調(diào)節(jié)的酶，同時(shí)PGE2是環(huán)氧合酶代謝產(chǎn)物。Chang LY等的實(shí)驗(yàn)表明經(jīng)常嚼檳榔會(huì)使免疫細(xì)胞促進(jìn)促炎癥介質(zhì)的表達(dá)，并且為癌癥的發(fā)生提供了一個(gè)具有促炎功能的口腔微環(huán)境[37]。同時(shí)檳榔堿已被證明在不同的細(xì)胞中都可以誘導(dǎo)出ROS[38]，而NF-κB的激活可能是ROS產(chǎn)生的基礎(chǔ)[39]。因此經(jīng)常嚼檳榔可能會(huì)引起氧化應(yīng)激反應(yīng)、誘導(dǎo)炎癥因子表達(dá)并且導(dǎo)致炎癥的延長(zhǎng)。

血紅蛋白氧合酶-1（heme oxygenase，HO-1）是一種應(yīng)激誘導(dǎo)蛋白，并作為抗氧化酶存在。Tsai等研究發(fā)現(xiàn)，HO-1在OSF標(biāo)本中的表達(dá)顯著增高（P＜0.05），同時(shí)發(fā)現(xiàn)檳榔堿以劑量依賴(lài)性地提高HO-1 mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)（P＜0.05）[40]。Thangjam 等發(fā)現(xiàn)，檳榔堿可誘導(dǎo)人角質(zhì)形成細(xì)胞G1/G0期活性氧的產(chǎn)生和細(xì)胞周期停滯，并且亞致死濃度檳榔堿上調(diào)HO-1、谷胱甘肽還原酶等應(yīng)激反應(yīng)因子從而引起細(xì)胞壞死[41]。

口腔白斑（oralleukoplakia，OLK）和口腔扁平苔蘚（Oral lichen planus，OLP）都是常見(jiàn)的口腔粘膜疾病。COX-2和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在正常的口腔黏膜細(xì)胞中沒(méi)有表達(dá)或低表達(dá)，在OLP中則有表達(dá)或過(guò)表達(dá)，在OLK中也是有表達(dá)或過(guò)表達(dá)[42]。腫瘤蛋白p53和p16基因是一種抑癌基因。Sillarine等的研究表明在非靶向細(xì)胞中，通過(guò)檳榔誘導(dǎo)產(chǎn)生的癌癥，可以使用p53蛋白作為指示性參數(shù)[43]。在盧子正等的研究中發(fā)現(xiàn)p53在正常黏膜細(xì)胞中不表達(dá)，而在OLK中表達(dá)率達(dá)到了35%[44]。劉宏偉等發(fā)現(xiàn)在正?？谇火つ?、白斑單純?cè)錾装弋惓Ｔ錾涂谇击[狀細(xì)胞癌的p16陽(yáng)性率分別為100%、90%、60%和35%[45]。陳胡杰發(fā)現(xiàn)不同濃度的檳榔堿處理人永生化角質(zhì)形成細(xì)胞（Human immortalized keratinocytes，HaCaT）后，p16 的表達(dá)降低[46]。

P38是一類(lèi)絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-acti vated protein kinase，MAPKs），參與細(xì)胞分化，凋亡和自噬。在口腔癌細(xì)胞和口腔角質(zhì)細(xì)胞中，檳榔提取物可以調(diào)節(jié)MAPK信號(hào)通路[47]。P38的激活和MKP-1磷酸酶的上調(diào)都可以由檳榔提取物處理后產(chǎn)生[48]。

3.2 致突變作用

p21和p27屬于激酶抑制因子蛋白家族，并通過(guò)響應(yīng)各種反應(yīng)調(diào)節(jié)細(xì)胞周期，如DNA損傷，缺氧等[49]。p21和p27的合成和活性是受mTORC1調(diào)節(jié)[50]。WT Ji等的研究表明在OSCC細(xì)胞中的檳榔堿誘導(dǎo)的p21和p27的下調(diào)是通過(guò)一種新的ROS/mTORC1通路[51]。

檳榔堿阻礙DNA修復(fù)和有絲分裂紡錘體組裝[52]，檳榔堿是通過(guò)抑制p53活性來(lái)抑制DNA修復(fù)。Huang等使用亞細(xì)胞毒素劑量的檳榔堿和苯并a芘（Benzoapyrene，BaP）處理人上皮HEp-2細(xì)胞，并檢查了其對(duì)DNA損傷和修復(fù)的影響[53]。他們發(fā)現(xiàn)經(jīng)常暴露于檳榔堿和BaP中的60%細(xì)胞都引起了中度到重度的DNA損傷。季宇彬等研究發(fā)現(xiàn)，小鼠骨髓細(xì)胞被不同劑量檳榔堿刺激后，其細(xì)胞內(nèi)RNA/DNA和細(xì)胞生長(zhǎng)周期均有顯著性的影響[54]。

3.3 生殖遺傳毒性

劉書(shū)偉等研究分析使用不同食用方式的檳榔水提液對(duì)小鼠毒副作用大小。結(jié)果顯示不同食用方式的檳榔水提液均對(duì)小鼠產(chǎn)生了影響，并使小鼠精子畸形率提高[55]。因?yàn)锽cl-2和Bax基因均與細(xì)胞凋亡有關(guān)，Bcl-2基因具有抑制細(xì)胞凋亡的作用，而B(niǎo)ax是細(xì)胞凋亡促進(jìn)基因，且Bcl-2/Bax值是細(xì)胞凋亡的重要指標(biāo)。王燕等實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，檳榔對(duì)小鼠的生精細(xì)胞影響很大且差異顯著，進(jìn)一步說(shuō)明檳榔存在遺傳毒性[56]。同時(shí)Kafles等研究發(fā)現(xiàn)嚼檳榔可以導(dǎo)致男性睪丸間質(zhì)細(xì)胞減少，曲精管直徑增粗，影響精子的生長(zhǎng)與成熟[57]。同時(shí)還有研究發(fā)現(xiàn)懷孕期間嚼食檳榔的孕婦生下的嬰兒體質(zhì)不如正常孕婦生下的嬰兒[58]。

4 結(jié)束語(yǔ)

檳榔是我國(guó)重要的食品之一，其具有抑制細(xì)菌真菌、抑制病毒蛋白活性、抗老化、清除自由基、抗抑郁、減少動(dòng)脈粥樣硬化、降低膽固醇、抗血栓等作用，在我國(guó)一直有著較高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。但近年來(lái)，隨著咀嚼檳榔的人群擴(kuò)增，且其日咀嚼檳榔數(shù)量的增加，檳榔的藥用特征逐漸在這些嚼食人群中出現(xiàn)，導(dǎo)致的病理問(wèn)題開(kāi)始引起民眾的關(guān)注；國(guó)內(nèi)、外眾多學(xué)者的研究結(jié)果，也發(fā)現(xiàn)了檳榔含有的一些物質(zhì)確實(shí)對(duì)人體存在不利的影響。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)其研究更多地聚焦于其毒理作用上，如致癌、致炎癥、遺傳生殖毒性和致突變等毒理作用上。但是檳榔的藥理效應(yīng)還是存在的，國(guó)內(nèi)外不但要關(guān)注其危害，亦需要正視檳榔的有益作用，取其利去其害，在加大對(duì)檳榔及其生物活性成分分析與研究的同時(shí)，拓展檳榔的有效用途，以此來(lái)進(jìn)一步發(fā)展檳榔的潛在價(jià)值。本文的作用就是通過(guò)對(duì)檳榔提取物生理活性作用的總結(jié)，為食用檳榔的開(kāi)發(fā)與利用，以及病理研究提供部分理論支撐。