牛蒡化學(xué)成分及其對(duì)心血管疾病保護(hù)作用的研究進(jìn)展①

王 禹，馬維紅

(桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，廣西 桂林 541001)

牛蒡(Arctium lappa L.),又名東洋參,有“蔬菜大王”的稱號(hào)，分布廣泛。最早出現(xiàn)在我國(guó), 隨后傳入日本培育出許多優(yōu)良品種，是健康和營(yíng)養(yǎng)的食品。隨著牛蒡成分研究和提取工藝的發(fā)展，牛蒡在我國(guó)已被大面積栽培, 總面積在2.33萬hm2以上，用于出口東南亞地區(qū)和滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，其藥用價(jià)值也得到了越來越多的關(guān)注。牛蒡化學(xué)成分的提取和活性研究是目前的研究熱點(diǎn)，為其應(yīng)用市場(chǎng)打下夯實(shí)基礎(chǔ)。研究發(fā)現(xiàn)牛蒡含有多種化合物，不僅具有豐富的氨基酸、果糖等營(yíng)養(yǎng)成分，還含有牛蒡酸、醛類、含硫炔類、木脂素、多炔類、多酚類、揮發(fā)油等多種小分子活性成分[1]。這些成分決定了其具有多種藥理活性，已經(jīng)證明了與主要健康問題相關(guān)的幾種活性有抗糖尿病、抗癌、抗氧化、肝保護(hù)、胃保護(hù)、抗菌、抗過敏和抗炎等[2-3]。

1 牛蒡化學(xué)成分

1.1 氨基酸

牛蒡根中氨基酸含量高且豐富，約占干重的28%左右。新疆地區(qū)牛蒡根中包含纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等6種必需氨基酸和精氨酸、天門冬氨酸等非必需氨基酸成分。其中具有健腦作用的天門冬氨酸含量最高，占總氨基酸含量的25.18%以上。

1.2 菊糖

牛蒡根富含菊糖，菊糖含量為牛蒡根濕重的13.8%，是天然活性成分菊糖的良好來源。菊糖(又稱“菊粉”)具有低聚果糖的功能特性，是一種天然的脂肪和糖的替代物。它由果糖分子通過β(2-1)鍵連接，不被機(jī)體消化吸收而能被腸道微生物利用，是優(yōu)質(zhì)的膳食纖維源，也是雙歧桿菌生長(zhǎng)的有效促進(jìn)劑。在糖尿病、高脂血癥和直腸癌等腸道疾病領(lǐng)域有重要應(yīng)用。Vaghef-Mehrabany[4]研究表明肥胖婦女每天予益生元(10 μg/天菊粉)，對(duì)照組予安慰劑(10 μg/天麥芽糖糊精)，8周后益生元組的脂肪量、總膽固醇低于安慰劑組。Watson[5]研究顯示每天10 μg的天然菊粉可以增加糞便頻率低的受試者的糞便頻率。

1.3 膳食纖維

牛蒡渣中含有大量可被人體利用的膳食纖維。膳食纖維不僅是人體的正常代謝必不可少的，還能治療預(yù)防許多疾病。

1.4 揮發(fā)油成分

牛蒡根中含有的揮發(fā)油形成了牛蒡特有的氣味,主要是小分子有機(jī)酸、酯、醛、烯以及倍半萜、醇、酮、酚等成分，具有良好的生物活性和較好的抗腫瘤作用[6]。

1.5 多酚類化合物

新鮮的牛蒡根中含有咖啡酸、綠原酸、槲皮素等多種多酚類化合物[1,6]。多酚類化合物是一類具有生物活性的植物次生代謝產(chǎn)物。酚類化合物的多羥基和苯環(huán)形成的共軛體系是良好的電子或氫供體，可與自由基結(jié)合，阻斷脂質(zhì)自氧化鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，將自由基轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化合物。Horng[7]發(fā)現(xiàn)牛蒡根中含有高抗氧化劑多酚并找到了高效提取的最佳方法。

1.6 木脂素

牛蒡子苷元(ARG)是來自牛蒡子的生物活性木脂素，具有抗炎、抗癌、抗氧化和免疫調(diào)節(jié)特性。Lu等[8]發(fā)現(xiàn)ARG對(duì)肝細(xì)胞癌具有抗上皮-間質(zhì)轉(zhuǎn)化和抗轉(zhuǎn)移活性，這可能使其成為預(yù)防癌癥轉(zhuǎn)移的候選藥物。Pu等[9]對(duì)右旋糖苷硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)急性結(jié)腸炎小鼠進(jìn)行ARG腹腔注射，結(jié)果表明ARG能通過抑制SIRT1活性抑制NLRP3炎癥小體，減輕炎癥反應(yīng)。

1.7 炔類

牛蒡根中的炔類成分主要是硫炔和多炔兩大類，研究證明這些成分具有抗植物毒素、抗真菌和抗細(xì)菌的作用。

2 牛蒡?qū)π难芗膊”Ｗo(hù)作用

2.1 抗氧化作用

氧化應(yīng)激與血管內(nèi)皮功能損害、高血壓的發(fā)生及不良心血管事件發(fā)生密切相關(guān)。保護(hù)高血壓靶器官關(guān)鍵就是控制氧化應(yīng)激反應(yīng)[10]。多酚類化合物具有高抗氧化性。多酚的抗氧化、抗心血管疾病為心血管疾病的治療提供了新思路，在食品工業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展前景。王家輝等[11]研究發(fā)現(xiàn)牛蒡的根、莖、葉提取多糖在抗氧化活性表現(xiàn)出差異性，而且具有相對(duì)比較好的抗氧化活性，其中牛蒡葉多糖效果較好。賴燈妮等[12]研究表明多酚類物質(zhì)通過對(duì)Nrf 2/Keap 1信號(hào)通路雙向調(diào)控發(fā)揮抗氧化作用。馬利華等[13]研究表明, 牛蒡多酚對(duì)多種自由基都有一定的清除效果，尤其是羥基自由基，且隨其質(zhì)量濃度的增加清除作用而不斷增強(qiáng), 呈現(xiàn)較強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系。Romualdo等[14]研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)高脂飲食的雄性Wistar大鼠，予牛蒡乙醇提取物(BRE 200 mg/kg)2周，結(jié)果發(fā)現(xiàn)BRE可以降低脂質(zhì)氫過氧化物的水平，增加了肝臟中抗氧化劑超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性，表明短期暴露于BRE可以減輕非酒精性脂肪性肝炎相關(guān)肝癌發(fā)生。

2.2 抗炎作用

炎癥因子過度表達(dá)是導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷的重要危險(xiǎn)因素。植物多酚通過抑制NF-κB和JNK活化途徑來降低iNOS的表達(dá)，使細(xì)胞減少釋放NO，從而發(fā)揮抗炎作用。牛蒡提取物有明顯抗炎作用, 可能與抑制炎癥初期炎性介質(zhì) (組織胺、5-羥色胺) 的血管通透性增加有關(guān)。有學(xué)者[15]發(fā)現(xiàn)牛蒡提取物可以顯著減輕LPS誘導(dǎo)的小鼠急性肺損傷模型肺部出現(xiàn)的水腫出血等組織病理改變。Bavia等[16]通過牛蒡提取物對(duì)補(bǔ)體激活的凝集素途徑(LP)的影響，發(fā)現(xiàn)牛蒡根提取物對(duì)LP激活補(bǔ)體表現(xiàn)出濃度依賴性抑制作用。

2.3 降壓作用

高血壓是導(dǎo)致血管內(nèi)皮功能障礙的重要因素。牛蒡根中豐富的膳食纖維能夠吸附體內(nèi)的鈉，并隨糞便排出，使血鈉降低，從而達(dá)到降血壓的目的。研究發(fā)現(xiàn)讓年齡為50～70歲的膝骨關(guān)節(jié)炎患者飲用3杯/d的牛蒡根茶(2 g茶袋浸泡在150 ml沸水中10 min)，對(duì)照組予同等量沸水。6周后干預(yù)組患者的收縮壓和舒張壓顯著降低[17]。曹劍鋒等[18]測(cè)定大鼠離體血管環(huán)張力研究發(fā)現(xiàn)牛蒡根水提物對(duì)內(nèi)皮完整血管環(huán)有明顯舒張作用,其作用機(jī)制可能與血管內(nèi)皮NO釋放和血管平滑肌細(xì)胞Ca2+激活有關(guān)。Liu等[19]采用牛蒡子苷(50 mg/kg)鼻飼自發(fā)性高血壓大鼠(SHRs)大鼠8周，硝苯地平(3 mg/kg)陽性對(duì)照，治療后對(duì)血流動(dòng)力學(xué)，主動(dòng)脈中的血管反應(yīng)性，血漿血栓烷B2濃度和NO，血管P-eNOS、p-Akt及超氧陰離子水平分析，發(fā)現(xiàn)牛蒡子苷可以顯著降低SHRs大鼠收縮壓，并且改善內(nèi)皮功能障礙。結(jié)果表明牛蒡子苷的降壓機(jī)制可能與增強(qiáng)eNOS 磷酸化和減少NADPH氧化酶介導(dǎo)的超氧陰離子產(chǎn)生有關(guān)。

2.4 調(diào)節(jié)血脂作用

高血脂是動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、冠心病等心血管疾病發(fā)生的高危因素。Li等[20]采用牛蒡多糖對(duì)糖尿病小鼠進(jìn)行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)小鼠總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和肝重/體重的比率呈下降趨勢(shì)，高密度脂蛋白含量增加。Wang等[21]評(píng)估不同提取方法的牛蒡提取物對(duì)動(dòng)脈粥樣硬化的保護(hù)作用研究中發(fā)現(xiàn)，所有提取物均顯著減輕了類似與辛伐他汀的動(dòng)脈粥樣硬化改變。牛蒡茶可以安全有效地降低血脂相關(guān)性心血管風(fēng)險(xiǎn)。

2.5 降血糖作用

高血糖環(huán)境會(huì)加重血管損傷。Shao等[22]將牛蒡根中提取出的多糖碳化后制備成一種新型納米材料，研究證明這種材料顯著降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平。Annunziata等[23]認(rèn)為牛蒡通過改善葡萄糖穩(wěn)態(tài)和降低胰島素抵抗發(fā)揮抗糖尿病作用，但目前文獻(xiàn)大多由體外和動(dòng)物研究提供。陳希瑞等[24]研究結(jié)果表明, 牛蒡根提取物BP1可減輕糖尿病大鼠的體重, 降低大鼠血脂, 調(diào)節(jié)空腹血糖,并促進(jìn)胰島β細(xì)胞分泌胰島素。

綜上所述，牛蒡作為藥食同源植物，具有抗氧化、抗炎、抗動(dòng)脈粥樣硬化、降血壓及降血糖等多種作用，能夠發(fā)揮保護(hù)血管內(nèi)皮功能作用，其詳細(xì)的作用機(jī)制尚不清楚，如何安全有效、靶點(diǎn)明確的運(yùn)用在心血管疾病的治療中還需要進(jìn)一步探索。