蔥屬植物提取物對(duì)動(dòng)物的抗炎作用及其機(jī)理

■趙亞波 張艷梅 白 晨 敖長(zhǎng)金

（內(nèi)蒙古自治區(qū)高校動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010018）

炎癥是指當(dāng)機(jī)體受到一定刺激（如物理刺激、化 學(xué)刺激或生物刺激）時(shí)，產(chǎn)生的一種適應(yīng)性反應(yīng)[1]。通常情況下，炎癥反應(yīng)可以消除外界刺激對(duì)機(jī)體產(chǎn)生的感染及傷害，從而維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。當(dāng)炎癥反應(yīng)的調(diào)節(jié)發(fā)生異常時(shí)，會(huì)激活不同信號(hào)通路來產(chǎn)生過量的促炎性介質(zhì)或細(xì)胞因子從而對(duì)機(jī)體造成一定程度的損傷，其典型特征是內(nèi)皮組織通透性增加、白細(xì)胞大量進(jìn)入間質(zhì)而導(dǎo)致水腫[2]。飼養(yǎng)管理、環(huán)境條件和日糧營(yíng)養(yǎng)水平等因素引起的氧化應(yīng)激而造成的炎癥不僅對(duì)畜禽的健康帶來巨大威脅，還對(duì)養(yǎng)殖業(yè)經(jīng)濟(jì)效益造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，開發(fā)出綠色有效的飼料添加劑對(duì)保證畜禽健康至關(guān)重要。

蔥屬（Allium）屬于百合科（Liliaceae）多年生鱗莖草本植物，具有獨(dú)特辛辣氣味和催淚成分[3]。我國(guó)的蔥屬植物資源豐富，有110 種，其中有20 多種植物含有多種生物活性物質(zhì)，如大蒜、洋蔥、薤白、蔥、韭菜、沙蔥和蕌頭等[4]，廣泛分布于我國(guó)的東北、華北、西北和西南地區(qū)[5]。蔥屬植物提取物含有黃酮類化合物、多糖、有機(jī)硫化合物、揮發(fā)油和含氮化合物等多種活性成分，具有抗菌、抗氧化、抗炎和免疫調(diào)節(jié)等作用[4-5]。本文主要對(duì)沙蔥、大蒜、洋蔥等幾種常見的蔥屬植物提取物的有效成分及其抗炎作用機(jī)制進(jìn)行了綜述，為其進(jìn)一步開發(fā)利用提供理論依據(jù)。

1 沙蔥提取物

沙蔥（Allium mongolicumRegel），又被稱為蒙古韭，在我國(guó)內(nèi)蒙古中西部和西北地區(qū)的荒漠草原、沙地產(chǎn)量極為豐富[6]，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，風(fēng)味獨(dú)特，富含蛋白質(zhì)、脂肪、礦物質(zhì)、黃酮類化合物和多糖等成分[7]。趙春艷[8]分離純化了沙蔥中總黃酮類化合物，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定。沙蔥主要活性成分為山奈素-4’-O-3,7-O-O-二葡萄糖苷、槲皮素-7-O-3-O-蕓香糖苷、山奈素-4’-O-7-O-葡萄糖-3-O-二葡萄糖苷、7-O-5，4’-二甲氧基-3’-羥基黃酮醇、3’，4’-環(huán)氧基-7-O-5-甲氧基黃酮醇、槲皮素-7-O-3-O-二葡萄糖苷、槲皮素-7-O-3-O-葡萄糖苷、山奈素-7-O-3-O-葡萄糖苷。有文獻(xiàn)報(bào)道，沙蔥的醇溶性提取物具有多種生物學(xué)活性，其中的黃酮類物質(zhì)具有明顯的抗炎作用[9-11]。

在機(jī)體發(fā)生炎癥的過程中，會(huì)導(dǎo)致單核巨噬細(xì)胞發(fā)生不同程度的增生，而巨噬細(xì)胞是主要的炎性細(xì)胞，當(dāng)受到外界抗原刺激時(shí)，會(huì)釋放IL-6、TNF-α等一系列炎性細(xì)胞因子，從而促進(jìn)炎癥反應(yīng)和組織損傷[12]。王特日格樂[9]研究表明，沙蔥總黃酮通過抑制NF-κB信號(hào)通路降低LPS誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥模型中的TNFα、IL-1β、IL-6和iNOS的mRNA表達(dá)，并提高IL-10含量，從而達(dá)到抗炎效果。王翠芳等[10-11]分別對(duì)水洗組沙蔥黃酮和35%、75%乙醇洗脫組沙蔥黃酮的抗炎效果進(jìn)行了研究，其結(jié)果表明，上述3 種方法提取的沙蔥黃酮均具有良好的抗炎作用，但其抑制途徑并不完全相同。35%乙醇洗脫沙蔥黃酮通過NF-κB 信號(hào)通路下調(diào)iNOS 的基因表達(dá)，減少NO、TNF-α、IL-1β、IL-6炎性介質(zhì)的生成發(fā)揮抗炎作用；75%乙醇洗脫組沙蔥黃酮主要通過直接抑制炎性介質(zhì)NO的分泌體現(xiàn)其抗炎活性，水洗沙蔥黃酮?jiǎng)t通過調(diào)節(jié)促炎細(xì)胞因子的基因轉(zhuǎn)錄水平來抑制炎癥的發(fā)生。Li 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，沙蔥黃酮在硒誘導(dǎo)烏鱧魚的炎癥反應(yīng)中通過增加IκB-α、糖皮質(zhì)激素受體（GR）的基因表達(dá)，顯著降低了NF-κB p65、HSP70、HSP90的表達(dá)，減少了TNF-α、IL-1β和IL-8的釋放，從而減輕了炎癥反應(yīng)。GR是一種甾體配體依賴性的轉(zhuǎn)錄因子[14]，它可以與p65 亞單位、IκB和IκB激酶（IKK）相互作用抑制炎癥細(xì)胞因子的基因表達(dá)[15]，而熱休克蛋白HSP70 和HSP90 在GR蛋白復(fù)合物的形成中起著重要作用[16-17]。綜上所述，沙蔥黃酮具有一定的抗炎作用，但是沙蔥其他活性成分的抗炎效果報(bào)道較少，還有待于進(jìn)一步研究。

2 洋蔥提取物

洋蔥（Allium cepaL.）是百合目百合科蔥屬植物的一員，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健功能。作為二年生植物，其對(duì)光周期很敏感，根據(jù)光周期的不同反應(yīng)，可分為長(zhǎng)日光生態(tài)型和短日光生態(tài)型[18]，主要分布在我國(guó)福建、內(nèi)蒙古、甘肅、山東和新疆等地[19]。洋蔥中富含酚類物質(zhì)，特別是槲皮素及其糖苷、酚酸、有機(jī)硫化合物、維生素和礦物質(zhì)，其中酚類物質(zhì)、酚酸和有機(jī)硫化合物等活性成分對(duì)抗炎有顯著效果[20]。

洋蔥槲皮素是從洋蔥中提取的一種多羥基黃酮類化合物。張敏等[21]研究表明，在LPS 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥模型中，洋蔥槲皮素不僅能夠促進(jìn)Nrf2 與Ke?ap1 的解離，還可以增強(qiáng)RAW267.4 細(xì)胞中ARE 介導(dǎo)的熒光素酶活性，因此，推斷槲皮素可能通過激活Ke?ap1/Nrf2/ARE信號(hào)通路誘導(dǎo)血紅素加氧酶1（heme ox?ygenase-1,HO-1）表達(dá)而抑制iNOS 表達(dá)，并減少NO的產(chǎn)生。洋蔥精油中富含有機(jī)硫化合物，歐學(xué)蘭等[22]使用氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVEC）進(jìn)行炎癥誘導(dǎo)發(fā)現(xiàn)，洋蔥精油能有效減少TNF-α、IL-6的分泌，促進(jìn)IL-10的產(chǎn)生，推斷可能與調(diào)控JAK/STAT信號(hào)通路有關(guān)。洋蔥水提取的主要活性成分為多糖[23]，對(duì)于治療哮喘有顯著效果。哮喘同樣是由慢性炎癥引起的一種疾病，各種細(xì)胞如T細(xì)胞、肥大細(xì)胞、嗜堿性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞參與哮喘的炎癥過程[24]。有研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)患者發(fā)生哮喘時(shí)，體內(nèi)白細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞總數(shù)增加[25]，Ghorani[26]指出，使用洋蔥水提物治療后，患哮喘小鼠白細(xì)胞總數(shù)、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞數(shù)量顯著減少，并能夠抑制支氣管肺泡中磷脂酶A2（PLA2）活性，減少花生四烯酸的產(chǎn)生，最終減少血栓素A2（TXA2）來抑制肺部炎癥從而減輕哮喘癥狀。PLA2在哮喘等炎性疾病中，增加花生四烯酸的釋放，產(chǎn)生溶血磷脂，隨著白三烯增多，sPLA2 介導(dǎo)cPLA2激活，表面活性劑降解，細(xì)胞因子釋放，損傷機(jī)體免疫功能[27]。由此可見，洋蔥中的活性成分可對(duì)不同的信號(hào)通路進(jìn)行調(diào)控來達(dá)到抗炎效果，未來應(yīng)進(jìn)一步探究其對(duì)信號(hào)通路間的交叉效應(yīng)。

3 大蒜提取物及加工物

大蒜（Allium sativumL.）為百合科蔥屬的多年生草本植物的地下鱗莖，是一種調(diào)味香辛類蔬菜[28]，被廣泛用作食品成分和香料。大蒜中含有多種生物活性化合物，如有機(jī)硫化合物、皂苷、酚類化合物和多糖，其中有機(jī)硫化合物是主要的活性成分，包括二烯丙基硫代磺酸鹽（大蒜素）、二烯丙基硫醚（DAS）、二烯丙基二硫化物（DADS）、二烯丙基三硫化物（DATS）、S-烯丙基半胱氨酸（SAC）、S-烯丙基半胱氨酸亞砜（蒜氨酸）和烯丙基甲基硫醚（AMS）[29]。

Lin 等[30]研究發(fā)現(xiàn)3 種有機(jī)硫化合物（DADS、AMS、SAC）均能顯著抑制LPS 誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞中iN?OS 和COX-2 的基因表達(dá)，減少PGE2 和NO 的產(chǎn)生，同時(shí)3 種有機(jī)硫化合物還能夠清除NO，減輕炎癥反應(yīng)。Chang等[31]經(jīng)LPS刺激巨噬細(xì)胞激活多種炎癥介質(zhì)的產(chǎn)生和分泌，并對(duì)大蒜油中DAS、DADS、AMS 3種活性成分的抗炎效果進(jìn)行了試驗(yàn)，結(jié)果表明DAS顯著抑制TNF-α、IL-1β和IL-6的產(chǎn)生；DADS抑制促炎細(xì)胞因子IL-1β、IL-6 的產(chǎn)生，并增加IL-10，所以具有明顯的抗炎效果；AMS則顯著降低NO、TNF-α并增加IL-10 的產(chǎn)生，說明AMS 是一種潛在的抗炎藥物。Hsieh等[32]研究了SAC對(duì)粉塵螨（Der P）誘導(dǎo)的小鼠過敏性哮喘炎癥的保護(hù)作用，結(jié)果表明，SAC 顯著降低了血清中IgE和IgG1水平，提高了IgG2a水平，使細(xì)胞因子Th1（IFN-γ、IL-12）和Th2（IL-5、IL-13、IL-4）趨于平衡狀態(tài)。其機(jī)制是通過抑制NF-κB 磷酸化，減少了IL-13 和IL-4 向IgE 的轉(zhuǎn)換，從而發(fā)揮抗炎作用。綜上所述，大蒜的有機(jī)硫化合物具有顯著的抗炎作用，故可作為新的抗炎藥物來開發(fā)利用，但其具體作用機(jī)制尚不明確，應(yīng)進(jìn)行深入研究。

由于生蒜辛辣并具有臭味，使很多人無(wú)法接受，而陳年大蒜（Aged red garlic, ARG）和黑色大蒜（Aged black garlic, ABG）氣味較小，同樣具有抗炎作用。ARG 經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的貯存，大蒜素濃度降低，半胱氨酸含量升高。大蒜中70%～80%的大蒜氣味是由大蒜素決定的[33]。ABG 是經(jīng)10 d 的高溫和高濕條件下生產(chǎn)的一種老化的大蒜制品，在老化過程中，新鮮生蒜中的臭味和刺激性化合物會(huì)自然轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定和安全的化合物[34]。Ryu 等[35]研究表明，ARG 通過直接抑制NF-κB 的激活和上調(diào)HO-1來減少iNOS 的表達(dá)和NO 的產(chǎn)生，從而達(dá)到抗炎效果。ABG 通過抑制LPS誘導(dǎo)的RAW 264.7 細(xì)胞中COX-2 和5-脂氧合酶（5-LOX）活性，減少促炎性細(xì)胞因子和白三烯的釋放，從而發(fā)揮抗炎作用[36]。從ABG 中分離出來的2-亞油酰甘油通過抑制LPS 誘導(dǎo)的RAW 264.7 細(xì)胞中MAPKs來減少NO、PGE2和促炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生[37]。

此外，還有研究表明大蒜中亞油酸乙酯通過下調(diào)LPS 刺激的RAW264.7 巨噬細(xì)胞中iNOS 和COX-2的表達(dá)，從而減少NO 和PGE2 的產(chǎn)生[38]。大蒜中14-KDa 蛋白通過抑制LPS 刺激的J774A.1 巨噬細(xì)胞中NF-κB 信號(hào)通路，降低NO、TNF-α和IL-1β等炎性介質(zhì)的產(chǎn)生達(dá)到抗炎效果[39]。

4 其他蔥屬植物提取物

4.1 茖蔥提取物

茖蔥（Allium victorialisL.）是多年生草本植物，因其耐寒且遇寒生長(zhǎng)茂盛，味道辛辣如蔥，故又被稱為寒蔥[40]。茖蔥分布于亞洲、歐洲以及美國(guó)西部和北部，在我國(guó)主要分布在東北地區(qū)、內(nèi)蒙古、山西和甘肅等地，含有黃酮類、甾體類、含硫類生物堿類和糖類等多種化學(xué)成分[41]。尹永芹[42]使用70%乙醇對(duì)茖蔥鱗莖的化學(xué)成分進(jìn)行提取和鑒定，確定了四種化合物的結(jié)構(gòu)，分別為胡蘿卜苷、原兒茶酸、山奈酚和1-O-十六烷酸甘油酯。李雅萌[43]對(duì)茖蔥須根、鱗莖、莖葉和花柱四個(gè)部位的揮發(fā)性成分進(jìn)行了測(cè)定，其成分如表1所示。有學(xué)者對(duì)茖蔥提取物的抗炎活性進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)茖蔥提取物可顯著抑制LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞中IL-1β、IL-6 和TNF-α含量，增加IL-10 的分泌[44]。Woo等[45]發(fā)現(xiàn)茖蔥葉片提取物大蒜素、槲皮素3-O-b-D-吡喃葡萄糖苷和3-O-b-D-葡萄糖基-7-O-b-D-（2-O-阿魏?；┢咸烟腔侥畏訉?duì)LPS 刺激的小鼠神經(jīng)膠質(zhì)BV-2 細(xì)胞中NO、TNF-α和iNOS 有一定的抑制作用。雖然證明了茖蔥提取物具有一定抗炎活性，但其作用機(jī)制尚未闡明，有待于進(jìn)一步研究。

表1 茖蔥不同部位活性成分對(duì)比[43]

4.2 韭菜提取物

韭菜（Allium tuberosum）作為一種功能性食品，具有溶栓作用，從其根中分離出4,8-二羥基苯乙酮-8-O-阿魏酸鹽、4,8-二羥基苯乙酮、天山酸和亞油酸等9種化合物[46]。有研究指出，韭菜提取物通過調(diào)節(jié)NFκB信號(hào)通路降低了TNF-α誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞中細(xì)胞間黏附分子-1（ICAM-1）和血管細(xì)胞黏附分子-1（VCAM-1）的mRNA 和蛋白表達(dá)，同時(shí)還抑制了NFκB p65亞基磷酸化和IκBα的降解[47]。

4.3 蔥提取物

蔥（Allium fistulosumL.）為百合科蔥屬多年生草本植物，具有一定的抗炎活性。Nuttiya 等[48]研究發(fā)現(xiàn)，大蔥乙醇提取物含有總酚和總黃酮化合物，對(duì)LPS 刺激的RAW264.7 細(xì)胞的iNOS、TNF-α、IL-1β和IL-6的基因表達(dá)有一定的抑制作用。Palanisamy等[49]研究表明，大蔥熱水提取物對(duì)COX-2、iNOS、TNF-α和IL-6有抑制作用。

4.4 小黃洋蔥提取物

小黃洋蔥是一種落葉植物，具有單葉和黃花，葉子和鱗莖是可食用的，比洋蔥的味道和氣味溫和，分布在南歐、東歐、中歐及中亞地區(qū)[50]。Natase 等[51]發(fā)現(xiàn)，小黃洋蔥中的主要活性成分是酚類化合物（蘆丁、槲皮素-3-O-葡萄糖苷和山奈酚-3-O-葡萄糖苷），其通過對(duì)COX-1和12-脂氧合酶（12-LOX）的抑制作用減少花生四烯酸代謝產(chǎn)物類花生酸的生成，達(dá)到抗炎作用。但是，目前關(guān)于小黃洋蔥的研究較少，其提取物抗炎機(jī)制闡述尚不完全。

4.5 洋蔥芽提取物

目前，對(duì)洋蔥提取物的報(bào)道很多，但是對(duì)于洋蔥芽卻鮮有報(bào)道。Takahashi 等[52]對(duì)洋蔥芽中的化學(xué)成分進(jìn)行了測(cè)定，其主要活性成分為含硫化合物（二丙基三硫化物、二丙基二硫化物和二甲基二硫化物）和羰基化合物（甲基-(E)-2-戊烯醛、己醛和丙醛），并通過環(huán)氧合酶抑制試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)其具有抗炎活性。

5 小結(jié)

綜上所述，蔥屬植物中含有多種活性成分，具有很好的抗炎效果。我國(guó)的蔥屬植物資源豐富，分布廣泛，因此，蔥屬植物提取物可為新型飼料添加劑的開發(fā)提供新思路。但是，為合理開發(fā)利用蔥屬植物提取物，我們?nèi)杂写罅康墓ぷ饕觯孩偈[屬植物具有獨(dú)特的刺激性氣味，不能被人和動(dòng)物廣泛接受，應(yīng)在改變其氣味方面加大研究力度；②蔥屬植物提取物抗炎特性的研究目前主要集中在細(xì)胞層面，應(yīng)加強(qiáng)在具體的動(dòng)物上抗炎作用的研究；③蔥屬植物提取物在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用較少，在飼料中添加的具體比例尚不明確；④蔥屬植物提取物的作用機(jī)制比較模糊，應(yīng)對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)系統(tǒng)的研究。