天麻抗衰老的研究概況

童 英 張光云 段小花 楊麗萍 陳 普

云南中醫(yī)藥大學(xué)/云南省傣醫(yī)藥與彝醫(yī)藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，云南 昆明 650500

天麻(GastrodiaelataBlume)又稱赤箭、赤箭芝、獨(dú)搖芝、離母、定風(fēng)草、合離草[1]，是以蘭科真菌營養(yǎng)型多年生草本植物天麻的干燥塊莖入藥，為云南道地藥材，性味甘平，入肝經(jīng)，具有平抑肝陽、息風(fēng)止痙、祛風(fēng)通絡(luò)的功效[2]，被譽(yù)為“治風(fēng)之神藥”，是一種藥食同源的中草藥。《本草綱目》記載天麻能“主諸風(fēng)痹，久服益氣，輕身長年”?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，天麻具有增智健腦[3]，抗衰老[4]，抗心血管疾病[5-6]，抗驚厥，鎮(zhèn)痛和鎮(zhèn)靜[7]等作用?；瘜W(xué)成分包括酚類及其苷類、多糖類、有機(jī)酸類和甾醇類，其中天麻素和天麻多糖是天麻的主要活性成分[8-9]，具有抗衰老的作用。衰老是一種不可避免的自然生理狀態(tài)，會伴隨著許多疾病出現(xiàn)，嚴(yán)重影響人們的生活。延緩衰老藥物的缺少，尋找具有較高生物活性的新型天然化合物已成為臨床實(shí)踐的迫切需要。目前天麻被廣泛應(yīng)用于老年人保健品領(lǐng)域，并進(jìn)行了大量抗衰老的研究，筆者以中國知網(wǎng)/萬方/維普文獻(xiàn)檢索數(shù)據(jù)庫為主，以天麻/天麻素/天麻多糖、抗氧化/抗衰老作用為檢索關(guān)鍵詞，以近10年來關(guān)于天麻延緩衰老的文獻(xiàn)研究等為基礎(chǔ)，對天麻抗衰老的研究概況綜述如下。

1 天麻的抗氧化因素

天麻抗衰老可能與自由基學(xué)說、線粒體學(xué)說及微量元素等有關(guān)。自由基學(xué)說(free radical theory)是線粒體學(xué)說的基礎(chǔ)，是指衰老過程中，自由基的產(chǎn)生不斷增加，機(jī)體不能及時(shí)清除體內(nèi)多余的自由基，并對自身組織發(fā)揮毒性作用。線粒體學(xué)說[10]認(rèn)為，衰老主要發(fā)生在線粒體上，線粒體呼吸鏈所產(chǎn)生的活性氧會對線粒體DNA造成破壞，并致線粒體DNA突變積累，從而導(dǎo)致線粒體呼吸功能缺陷，進(jìn)一步增加內(nèi)源性活性氧的生成從而造成更嚴(yán)重的氧化損傷，導(dǎo)致線粒體通透性轉(zhuǎn)化孔(mPTP)的開放，最終導(dǎo)致細(xì)胞的衰老、內(nèi)臟組織的退化。微量元素理論是指微量元素作為多數(shù)抗氧化酶的輔助因子參與到自由基清除過程，延緩機(jī)體衰老；微量元素具有“雙重特征”，即微量元素?cái)z入量過多、或不足、或缺乏都會不同程度地引起機(jī)體組織失活或損傷老化，加速衰老。

2 天麻的抗衰老作用

2.1 天麻素 天麻素又名天麻甙，分子式為C13H18O7，化學(xué)組成為對-羥甲基苯-β-D-吡喃葡萄糖，用苦杏仁酶水解，可得對羥甲基苯醇苷元，是天麻的主要活性成分。2010年版《中國藥典》表明天麻素是評估天麻質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的首要指標(biāo)，含天麻素不得少于0.20%[11]。天麻素能夠通過調(diào)節(jié)某些衰老相關(guān)基因的表達(dá)水平并抑制線粒體途徑中的凋亡程序而起抗氧化作用。韓學(xué)超等[12]用H2O2模擬氧化應(yīng)激，并用高劑量的免疫抑制劑環(huán)孢菌素A(CsA)與親環(huán)素D特異性結(jié)合，導(dǎo)致通透性轉(zhuǎn)化孔(mPTP)不可逆開放和膜電位下降，加入天麻素后，(H2O2+CsA+天麻組)細(xì)胞凋亡與H2O2組細(xì)胞凋亡幾乎持平，而H2O2+天麻組的細(xì)胞凋亡明顯降低，表明CsA特異性作用于mPTP后，天麻素的保護(hù)作用被mPTP開放劑抵消，實(shí)驗(yàn)證實(shí)天麻素激活了mPTP上游的相關(guān)調(diào)節(jié)因子，并抑制了mPTP開放，減少了線粒體膜電位的降低，減輕了細(xì)胞能量供應(yīng)的不足，減少了凋亡因子CytC的釋放以及caspase-3的激活，減輕線粒體的損傷，最終通過減少凋亡來發(fā)揮對心肌細(xì)胞抗氧化應(yīng)激損傷的作用。此外，有研究者揭示了天麻對心肌細(xì)胞具有明顯的抗凋亡作用，這一過程通過抑制磷酸化，下調(diào)胞漿和Bax中CytC、caspase-3水平，并上調(diào)線粒體和Bcl-2中細(xì)胞色素的水平來實(shí)現(xiàn)[13]。天麻素也可通過調(diào)節(jié)SIRT 1/TLR 4/NF-κBp 65信號通路抑制高糖誘導(dǎo)的人視網(wǎng)膜內(nèi)皮細(xì)胞凋亡，減輕氧化應(yīng)激帶來的損傷[14]。有研究[15-17]利用油酸誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，使用基因沉默的方法，證明天麻素通過腺苷酸活化蛋白激酶依賴的方式，激活Nrf2通路，促進(jìn)Nrf2細(xì)胞核轉(zhuǎn)位及其靶基因血紅素加氧酶-1(HO-1)表達(dá)，從而發(fā)揮其抗氧化作用。

2.2 天麻多糖 天麻多糖為白色粉末狀固體，可溶于水，但不溶于有機(jī)溶劑，例如乙醇，丙酮和甲醇。如朱曉霞[18]經(jīng)過試驗(yàn)測定天麻多糖的糖鏈為α-(1-4)吡喃型D-葡萄糖，主要由葡萄糖構(gòu)成，含有微量的鼠李糖和甘露糖，是不含蛋白質(zhì)的非淀粉多糖。天麻多糖通過有效清除體內(nèi)脂質(zhì)過氧化物和自由基，提高多種抗氧化酶的活性來延緩衰老?？仔⌒l(wèi)等[19-20]研究天麻多糖對亞急性衰老模型小鼠自由基代謝的影響時(shí)，分別測定小鼠血清、肝、腦、心組織中的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活力和丙二醛(MDA)含量。結(jié)果顯示：與模型組小鼠比較，天麻多糖高劑量組可顯著增加衰老小鼠模型的SOD和CAT活性，顯著抑制MDA的形成，并增加血清中GSH-Px的活性。這說明天麻多糖具有清除自由基，提高抗氧化酶活性，降低MDA的含量和延緩衰老的良好作用。天麻多糖對二苯代苦味肼基自由基(DPPH·)、超氧陰離子自由基(O2-·)、羥基自由基(OH·)、過氧化氫(H2O2)以及過氧亞硝基陰離子(ONOO-)也具有較佳清除能力[21-22]。陶文娟等[23]首次對天麻糖復(fù)合物的抗衰老活性進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)Con.1能明顯提高T-SOD活性，降低MDA含量，延長果蠅的平均壽命和最高壽命，而Con.2影響結(jié)果不明顯。另外，有研究[24]采用酵母復(fù)制壽命測定法，顯示天麻通過增加Sir2基因表達(dá)，抑制Uth1/TOR信號通路，提高酵母SOD酶活性，并降低ROS和MDA水平延長酵母壽命。

2.3 微量元素 宇宙的世間萬物，乃至人體最復(fù)雜、最高級的成分，都是由元素組成。微量元素及其合成的酶類起著活性及催化中心的作用，與蛋白質(zhì)的形成、新陳代謝、自由基的調(diào)控、免疫、衰老等密切相關(guān)，并影響著人的生、老、病、死及整個(gè)生命過程，有著“生命的火花”美稱。微量元素與蛋白質(zhì)、脂肪、糖、維生素、水不同，必須全部從外環(huán)境攝取，不能在人體內(nèi)合成，體現(xiàn)其特殊的重要性。隨著老年人年齡的增長，鋅、鐵、銅、鈷、矽、硒、鉻、錳等微量元素在體內(nèi)含量逐漸減少，不可避免地對酶和蛋白質(zhì)造成破壞，引起生理病理的改變，加速衰老的進(jìn)程及疾病的發(fā)生。天麻不僅富含天麻素、酚類、蛋白質(zhì)、天麻多糖、各種氨基酸和維生素A，而且有著眾多微量元素，如鋅、鎂、銅、錳、鉻、鐵、鎳、錫等[25]。天麻中的微量元素在清除自由基及過氧化作用的危害，在保護(hù)細(xì)胞膜、防止自由基攻擊方面，占據(jù)顯要地位，對延緩衰老、健康長壽有著關(guān)鍵性作用。塞冬等[26]實(shí)驗(yàn)說明天麻發(fā)揮抗衰老的成分并不只有它的有機(jī)成分，還與其微量元素有關(guān)，天麻增加人體必需微量元素的含量，改善了人體衰老的狀態(tài)，調(diào)節(jié)了體內(nèi)的代謝和生理紊亂，維持了相互間平衡、拮抗或協(xié)調(diào)作用，從而延緩機(jī)體衰老。因此，為防止發(fā)生病理改變，應(yīng)早期補(bǔ)充微量元素。目前，針對天麻抗氧化活性的研究主要集中在天麻素和天麻多糖相關(guān)性方面，天麻中微量元素研究報(bào)道比較少，而人體由微量元素組成，因此，分析中藥材中微量元素的組成和含量是非常必要的，可為開發(fā)新天麻藥物提供理論依據(jù)。

2.4 其它 近年來有對天麻與其它中藥聯(lián)合用藥[27]及除天麻干燥根莖以外成分等進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)研究。王俊等[28]利用天麻和三七1∶1復(fù)配提取液進(jìn)行體外抗氧化作用，并與VitC進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)其中對DPPH的清除能力(89.29%)大于VitC(75.00%)。王玉悅等[29]證明了天麻種子通過調(diào)節(jié)內(nèi)源性巰醇抗氧化物的水平，對小鼠有顯著的抗氧化和神經(jīng)保護(hù)作用。古代本草文獻(xiàn)中亦有天麻苗作為藥用部位的記載[30]。天麻還可促進(jìn)灰樹花胞外多糖的抗氧化活性[31]。天麻可以通過增強(qiáng)免疫作用達(dá)到其延緩衰老的目的，如李峰等[32-33]研究證明，大別山區(qū)天麻多糖能明顯增加小鼠體重，抑制胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)下降，提高小鼠免疫功能及SOD、GSH-Px活力并降低MDA、NO含量，延緩小鼠衰老。也有研究[34-35]報(bào)道，天麻提高抗氧化和減輕脂質(zhì)過氧化功能的同時(shí)，還可以輔助改善記憶力。此外，天麻素可劑量依賴性地保護(hù)多巴胺能神經(jīng)元免受神經(jīng)毒性，阻止多巴胺消耗并減少反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞增生，在PD模型中通過減弱腦區(qū)域的抗氧化劑和抗凋亡活性來有效地預(yù)防神經(jīng)元凋亡，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)活性作用[36]。另外，天麻的神經(jīng)保護(hù)作用也可通過抑制氧化應(yīng)激和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)介導(dǎo)的凋亡途徑而產(chǎn)生[37]?？梢?，研究天麻抗衰老的形式多種多樣，為天麻在抗氧化方面的研究打下了堅(jiān)實(shí)的臨床和理論基礎(chǔ)。

3 影響天麻抗衰老的因素

3.1 產(chǎn)地、溫度、pH、光照和金屬離子 天麻主要產(chǎn)于我國云南、貴州、四川和陜西，在皖南山區(qū)、安徽省大別山區(qū)也有其出產(chǎn)[38-39]，而不同地區(qū)生產(chǎn)的天麻抗衰老的強(qiáng)度也有所不同[40]，目前云南昭通生產(chǎn)的天麻被公認(rèn)是最好的，因典型的高原結(jié)構(gòu)、多年生雨和較少的日照是其生長的最適宜的氣候條件[41]。溫度、pH、光照和金屬離子也不同程度地影響天麻的抗氧化能力。天麻提取物的OH·清除活性受溫度影響較大，尤其是當(dāng)溫度高于60℃時(shí)，OH·清除速率顯著降低。因此，在使用天麻進(jìn)行熱處理時(shí)，應(yīng)盡量避免加熱到60℃；當(dāng)pH在6-10時(shí)，天麻提取物對OH·有著較高的清除率和總抗氧化能力。當(dāng)pH值為5～7時(shí)，天麻提取物對O2-有較高的清除率。在天麻加工和貯藏過程中，應(yīng)將其pH調(diào)節(jié)至6～7，以確保天麻具有較高的抗氧化活性；隨著光照時(shí)間的延長，天麻提取物的OH·、O2-清除率和總抗氧化能力趨于明顯下降，在加工貯藏過程中應(yīng)盡可能避光；隨著金屬離子濃度的增加，天麻抗氧化活性會不同程度地下降，因銅離子對天麻抗氧化活性影響最大，故應(yīng)盡量避免和富含銅離子的物質(zhì)接觸[42]。

3.2 提取、精制方法以及硫酸酯化 天麻多糖不同提取、精制方法以及是否硫酸酯化同樣會影響其抗氧化作用。鹽析-透析法精制天麻多糖抗氧化活性最高(約提高活性50%)，Sevag法精制天麻多糖抗氧化活性最低，未精制天麻粗多糖抗氧化活性居中。推測Sevag法中除蛋白步驟可能破壞了天麻多糖與蛋白質(zhì)的結(jié)合，或者由于去除了蛋白質(zhì)而導(dǎo)致天麻多糖的結(jié)構(gòu)被破壞，這大大降低了其抗氧化活性。而通過鹽析-透析法精制的天麻多糖比未精制的天麻多糖約高50%的抗氧化活性，可能是鹽析-透析法從天麻多糖中去除了小分子物質(zhì)，改善了天麻多糖和蛋白質(zhì)的純度所致[43]；經(jīng)硫酸酯化修飾后的天麻多糖，其抗氧化活性提高[44]；超聲輔助提取和酶法提取有利于天麻多糖提取，且能維持其高效的抗氧化活性[45]。在研究天麻時(shí)注意這些影響因素，會對實(shí)驗(yàn)結(jié)果大有裨益。

4 小結(jié)

衰老是一種不可避免的自然生理狀態(tài)。在延緩衰老方面，天麻可對生物機(jī)體發(fā)揮廣泛的生物效應(yīng)，天麻作為一種天然抗氧化藥物，具有巨大的開發(fā)和利用價(jià)值。天麻的有效成分有天麻素和天麻多糖，天麻素通過調(diào)節(jié)某些衰老相關(guān)基因的表達(dá)水平并抑制線粒體途徑中的凋亡程序而起抗氧化作用，但凋亡程序中信號通路錯(cuò)綜復(fù)雜，這給研究者在天麻抗衰老的研究上帶來了許多困難和挑戰(zhàn)；天麻多糖則通過有效清除血清、腦及其他組織的脂質(zhì)過氧化物和自由基并增加機(jī)體的抗氧化酶的活性來延緩衰老，而天麻多糖抗氧化受提取、精制方法以及硫酸酯化等影響，因此，對天麻多糖進(jìn)行工藝優(yōu)化，結(jié)構(gòu)分析是必要的；微量元素及其合成的酶類，調(diào)節(jié)了機(jī)體內(nèi)的代謝和生理紊亂，并清除自由基，實(shí)現(xiàn)健康長壽。因此，利用天然藥物來調(diào)節(jié)體內(nèi)微量元素的水平，用以延緩衰老，延長壽命，將成為探索祖國醫(yī)藥學(xué)寶庫的一個(gè)重要組成部分。