鐵皮石斛的藥理作用及其保健食品研發(fā)進(jìn)展

劉雪娜，吳雪嬌，劉順航，盧念東，李麗維,*

（1.天士力研究院，天津 300410；2.云南天士力帝泊洱生物茶集團(tuán)有限公司，云南 普洱 665000）

鐵皮石斛為蘭科植物DendrobiumofficinaleKimura et Migo的干燥莖，具有益胃生津、滋陰清熱的功效[1]，是我國傳統(tǒng)名貴中藥材，在民間有“救命仙草”之稱。隨著對鐵皮石斛研究的不斷深入，其藥理作用及臨床應(yīng)用也有新的發(fā)現(xiàn)。本文綜述了近5年來鐵皮石斛藥理學(xué)研究進(jìn)展，并分析了以鐵皮石斛為原料的保健食品的開發(fā)現(xiàn)狀，以期為鐵皮石斛相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)，也為鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供參考借鑒。

1 鐵皮石斛的藥理成分

鐵皮石斛含有多糖、生物堿、氨基酸及微量元素等多種對人體健康有益的藥理成分。多項(xiàng)研究表明，多糖是鐵皮石斛最重要的活性成分，其單糖組成主要包含甘露糖、葡萄糖和半乳糖等，常規(guī)的提取方式為水提醇沉法制備粗多糖，還可以通過酶解、層析等方式進(jìn)一步純化粗多糖獲得精多糖。鐵皮石斛中生物堿含量較低，約為0.02%，還含有人體必需氨基酸及微量元素（如銅、鐵、鋅、鈣、鉀、鎂等），但目前針對這些成分具體藥理作用的報(bào)道較少，還有待于進(jìn)一步探索與研究。

2 鐵皮石斛的藥理作用

2.1 增強(qiáng)免疫力

大量研究數(shù)據(jù)顯示，鐵皮石斛針對由環(huán)磷酰胺引起的特異性及非特異性免疫抑制均具有明顯的改善作用。鐵皮石斛粉及其多糖提取物可促進(jìn)免疫抑制小鼠外周血白細(xì)胞和免疫器官的增殖效應(yīng)，增加淋巴細(xì)胞增殖能力、溶血空斑數(shù)、自然殺傷細(xì)胞（Natural killer cell，NK）活性及足趾腫脹度，上調(diào)血清中腫瘤壞死因子-α（Tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-2（Interleukin-2，IL-2）、白介素-6（Interleukin-6，IL-6）、干擾素γ（Interferonγ，IFN-γ）、促腎上腺皮質(zhì)激素（Adreno cortico tropic hormone，ACTH）、環(huán)磷酸腺苷（Cyclic adenosine monophosphate，cAMP）水平[2-5]，在一定程度上引導(dǎo)免疫類型向1型輔助T細(xì)胞（helper T cell 1，Th1）型偏移[6]。不同產(chǎn)地的鐵皮石斛對小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用略有不同[7]。楊櫻等[8]發(fā)現(xiàn)，每日服用20 g鐵皮石斛的水煎液，能夠促進(jìn)慢性肝炎患者外周T淋巴細(xì)胞亞群CD3+、CD4+、CD4+/CD8+的增殖。肖麗等[9]研究發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上服用鐵皮石斛膏8 g/d可以顯著提高狼瘡腎炎患者機(jī)體補(bǔ)體成分3、補(bǔ)體成分4以及補(bǔ)體成分1q的含量，調(diào)整CD4+/CD8+比例，從而改善患者癥狀。

2.2 抗氧化、抗疲勞

體外抗氧化活性測定表明，鐵皮石斛多糖及糖蛋白能夠清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基、羥基自由基和金屬螯合活性，且具有濃度依賴性[10-11]。高維等[12]還發(fā)現(xiàn)不同年限的鐵皮石斛抗氧化的效果不同，4年生鐵皮石斛提取物與2年生的相比，其抗氧化活性更高。動物試驗(yàn)結(jié)果顯示，鐵皮石斛能夠使模型動物的超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）、谷胱甘肽過氧化物酶（Glutathione peroxidase，GSH-Px）和端粒酶活性升高，活性氧（Reactive oxygen species，ROS）、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）和腦脂褐素（Lipofuscin，LF）水平降低[13]。臨床上以慢性肝炎患者為研究對象，發(fā)現(xiàn)給予患者鐵皮石斛水煎劑能夠明顯提高總抗氧化能力（Total antioxidant capacity，TAC）、SOD、過氧化氫酶（Catalase，CAT）水平，減少M(fèi)DA含量，具有很好的抗氧化調(diào)節(jié)作用[8]。Kim等[14]研究表明，鐵皮石斛能顯著提高小鼠的抗疲勞能力，這與抑制糖元儲備的消耗、調(diào)節(jié)氧化相關(guān)酶、激活過氧化物酶增殖活化受體輔激活因子1-α（Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-α，PGC1-α）有關(guān)。Wei等[15]探究鐵皮石斛多糖對負(fù)重游泳小鼠的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛多糖比紅景天提取物的抗疲勞效果更加明顯，小鼠的耐力、體重及食物攝入均有明顯升高。

2.3 降低高血壓、高血糖、高血脂

高血糖、高血脂以及高血壓嚴(yán)重影響人體健康，對“三高”的控制和預(yù)防已成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。鐵皮石斛水提取物可以改善2型糖尿病的氧化應(yīng)激、炎癥和脂質(zhì)代謝失調(diào)[16]，改善模型動物的胰島素抵抗[17]，降低其血糖值[18]。Zheng等[19]利用代謝組學(xué)的方法證實(shí)鐵皮石斛對糖尿病的預(yù)防作用可能與增加肝糖原合成、上調(diào)能量與氨基酸代謝以及?；撬峤閷?dǎo)的氧化應(yīng)激防御有關(guān)。Kuang等[20]研究表明，鐵皮石斛多糖能夠降低空腹血糖水平可能是通過刺激胰高血糖素樣肽-1（Glucagon like peptide-1，GLP-1）的分泌來實(shí)現(xiàn)的，涉及到鈣/鈣調(diào)蛋白/鈣調(diào)蛋白依賴激酶II（Ca2+/CaM/CaMK II）和絲裂原活化蛋白激酶（Mitogenactivated protein kinase，MAPK）途徑。在臨床應(yīng)用中，吳俊等[21]研究發(fā)現(xiàn)：服用鐵皮石斛煎液可有效降低2型糖尿病患者的空腹血糖和糖化血紅蛋白，且效果與二甲雙胍相當(dāng)。鐵皮石斛水提物能降低模型動物血清中的總膽固醇（Total cholesterol，TC）、甘油三酯（Triglyceride，TG）、低密度脂蛋白膽固醇（Low density lipoprotein cholesterol，LDL-C），提高高密度脂蛋白膽固醇（High density lipoprotein cholesterol，HDL-C），能明顯減輕糖尿病早期并發(fā)癥[22]、高脂血癥及高血糖[23]等癥狀。對于自發(fā)性高血壓動物模型，鐵皮石斛治療效果顯著，鮮品[24]和醇提取物[25]均可降低模型動物血壓水平，且效果與陽性藥絡(luò)活喜相當(dāng)，其機(jī)制可能是通過下調(diào)血管緊張素受體I型（Angiotensin receptor type I，AT1R）表達(dá)。對于代謝性高血壓大鼠模型，鐵皮石斛粗多糖及醇提取物也能顯著降低其收縮壓（Systolic blood pressure，SBP）和血糖，此外醇提取物還能顯著降低TG，提高總抗氧化能力，具有綜合改善作用[26]。

2.4 增加骨密度

隨著社會人口老齡化，骨骼健康也成為了中老年人越來越關(guān)注的問題。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛具有防治絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（Postmenopausal osteoporosis,PMOP）的潛力。PMOP的發(fā)生與女性絕經(jīng)后雌激素缺乏有關(guān)[27]。Wang等[28]證實(shí)鐵皮石斛提取物具有植物雌激素樣作用，其機(jī)制主要是通過激活雌激素受體（Estrogen receptor，ER）介導(dǎo)的磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B（PI3K/AKT）和細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（ERK）信號通路來實(shí)現(xiàn)的。李漢青等[29]發(fā)現(xiàn)，體外試驗(yàn)中鐵皮石斛多糖能夠抑制核因子κB受體活化因子配體（Receptor activator of nuclear factor-κB ligand，RANKL）誘導(dǎo)的骨髓巨噬細(xì)胞向破骨細(xì)胞分化，其作用機(jī)制主要為下調(diào)破骨細(xì)胞相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄因子c-Fos、活化T細(xì)胞核因子1（NFATc1）的表達(dá)水平，同時(shí)抑制p65蛋白和p38蛋白的磷酸化水平，從而影響后續(xù)相關(guān)的細(xì)胞通路。同時(shí)鐵皮石斛多糖抑制大鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成脂分化，并促進(jìn)成骨分化[30-31]。鐵皮石斛提取物還能夠維持去卵巢大鼠的血清鈣、磷的平衡，顯著提高骨保護(hù)素水平，并改善了去卵巢大鼠股骨的骨密度和生物力學(xué)性能[32-33]。

2.5 保護(hù)肝臟

鄭婷等[34]在研究鐵皮石斛萃取物對大鼠肝星狀細(xì)胞HSC-T6增殖模型的作用時(shí)發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛醇提正己烷萃取物能夠誘導(dǎo)HSC-T6凋亡，下調(diào)α平滑肌肌動蛋白（αSmooth muscle actin，α-SMA）、結(jié)締組織生長因子（Connective tissue growth factor，CTGF）的蛋白含量，具有抑制肝纖維化的潛力。在動物試驗(yàn)中，鐵皮石斛對于化學(xué)物質(zhì)造成的急性肝損傷[35-37]和慢性肝損傷[38]均具有明顯的改善作用，鐵皮石斛組動物的血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶（Alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（Aspartate aminotransferase，AST）顯著降低。Wang等[39]從腸肝軸的角度研究鐵皮石斛多糖對CCl4誘導(dǎo)的肝纖維化的影響，結(jié)果表明：鐵皮石斛多糖通過增強(qiáng)腸細(xì)胞之間的緊密連接和減少細(xì)胞凋亡來維持腸內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，從而抑制脂多糖-Toll樣受體4-核因子κB（LPS-TLR4-NF-κB）信號通路的激活，以防止肝纖維化。

2.6 改善胃腸功能

現(xiàn)代藥理研究表明，鐵皮石斛及其提取物能夠改善胃腸功能。對于乙醇誘導(dǎo)胃黏膜損傷大鼠模型，攝入鐵皮石斛提取物能夠提高胃液分泌量、胃蛋白酶的活性，降低胃損傷度評分[40]。鐵皮石斛多糖還可以抑制乙醇誘導(dǎo)的黏蛋白丟失[41]。陳青青等[42]研究鐵皮石斛對“過食辛辣”而導(dǎo)致胃陰虛模型小鼠的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)：鐵皮石斛能夠抑制NF-κB信號通路和環(huán)氧化酶-2（Cyclooxygenase-2，COX-2）蛋白表達(dá)，提高X蛋白/B淋巴細(xì)胞瘤-2（Bax/Bcl-2）比值，從而改善了胃黏膜組織病變。對阿司匹林誘導(dǎo)的胃黏膜損傷模型，鐵皮石斛多糖[43]、水溶性總蛋白[44]也表現(xiàn)出顯著的抗損傷作用。郭越[45]研究發(fā)現(xiàn)，臨床胃黏膜腸化患者服用鐵皮石斛養(yǎng)胃祛萎合劑治療能夠緩解胃黏膜損傷，降低腸化水平。楊志遠(yuǎn)等[46]試驗(yàn)表明，鐵皮石斛超微粉能夠下調(diào)TLR-4和NF-κB p65表達(dá)，增加緊密連接蛋白claudin-1和occludin水平，緩解LPS誘導(dǎo)的腸黏膜損傷。Li等[47]在小鼠體內(nèi)試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛多糖不能被消化吸收，但是具有顯著的調(diào)節(jié)腸道微生物的功能。此外，鐵皮石斛還能夠增加胃腸轉(zhuǎn)運(yùn)率，改善便秘癥狀[48-50]。

2.7 清咽潤肺

譚文紅等[51]對云南民間石斛藥材應(yīng)用調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛莖內(nèi)服治咽喉癢、咳嗽。郭亞嬌[52]試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)：鐵皮石斛復(fù)方制劑能夠參與Th1、Th2、Th17以及NF-κB的代謝途徑，從而改善哮喘小鼠的氣管炎癥。Liang等[53]在研究被動吸煙模型大鼠氣道炎癥時(shí)發(fā)現(xiàn)：攝入鐵皮石斛多糖顯著抑制了香煙煙霧誘導(dǎo)的血清和肺細(xì)胞因子誘導(dǎo)的中性粒細(xì)胞趨化因子-1（Cytokine-Induced Neutrophil Chemoattractant-1，CINC-1）水平的升高，同時(shí)降低了肺組織MDA含量，其作用機(jī)制為鐵皮石斛多糖通過抑制肺組織中NF-κB和MAPK信號通路來減輕吸煙產(chǎn)生的相關(guān)的氣道炎癥。Song等[54]研究發(fā)現(xiàn)，鐵皮石斛多糖可改善慢性阻塞性肺疾病模型和患者的肺功能和炎癥情況，同時(shí)顯著降低呼吸道黏蛋白5AC（Mucin 5AC，MUC5AC）和水通道蛋白5（Aquaporin 5，AQP5）的表達(dá)，對于慢性阻塞性肺疾病的治療是一種有前景的功能食品。Chen等[55]研究證實(shí)：鐵皮石斛多糖能顯著改善肺部炎癥及纖維化指標(biāo)，這種現(xiàn)象與轉(zhuǎn)化生長因子β1-Smad2/3（TGFβ1-Smad2/3）信號通路的失活有關(guān)。

2.8 其他藥理作用

除了上述藥理作用外，近年的研究結(jié)果表明鐵皮石斛在抗輻射[56]、保護(hù)生殖系統(tǒng)[57]、改善記憶力[58]、皮膚保濕[59]、改善心肌肥厚[60]等方面也顯示出良好的效果。

3 以鐵皮石斛為原料的保健食品

檢索國家市場監(jiān)督管理總局特殊食品信息查詢平臺及藥智網(wǎng)國產(chǎn)保健食品數(shù)據(jù)庫，截至2021年1月共收集國產(chǎn)保健食品17 774款，其中以鐵皮石斛為主要原料的保健食品共118款，占總數(shù)的0.66%。

3.1 保健功能

鐵皮石斛保健食品按功能數(shù)量分類，其中雙功能的保健食品數(shù)量為41個(gè)（34.75%），單一功能的保健食品數(shù)量為75個(gè)（63.56%），未知功能的產(chǎn)品為2個(gè)（1.69%）。已獲批產(chǎn)品的保健功能包括增強(qiáng)免疫力/免疫調(diào)節(jié)、緩解體力疲勞/抗疲勞、抗氧化/抗衰老等功能，以鐵皮石斛為原料的保健食品功能分析見表1。

表1 以鐵皮石斛為原料的保健食品功能Table 1 Function of health food with Dendrobium officinal as raw material

3.2 原料配伍及使用頻次

鐵皮石斛保健食品配方一般由兩種及兩種以上原料組成，僅有4款保健食品以單味鐵皮石斛為原料。這是由于單味藥材若要起到保健功效，需要服用的劑量較大，且鐵皮石斛原料價(jià)格昂貴，產(chǎn)品價(jià)格過高易導(dǎo)致市場接受度不好?；趥鹘y(tǒng)中醫(yī)理論，通過各原料的配方配伍，利用各組分間的協(xié)同增效作用，使產(chǎn)品發(fā)揮最大的保健功效。

鐵皮石斛的主要功效成分為鐵皮石斛多糖，具有增加免疫力、緩解體力疲勞等多個(gè)保健功能，因此有107款保健食品的產(chǎn)品配方是以鐵皮石斛為君藥的。按照原料使用頻次進(jìn)行分析（表2），118款鐵皮石斛保健食品的配方共涉及原料65種（不含制劑用輔料），其他原料使用頻次≥3的共有23種，其中西洋參、靈芝、枸杞和山藥的使用頻次≥10。

由表2可以看出，在組方中鐵皮石斛與西洋參配伍使用比例最高（71.19%），靈芝、枸杞次之。鐵皮石斛具有益胃生津、滋陰清熱的功效，西洋參善補(bǔ)氣養(yǎng)陰、清熱生津，二者均屬于清補(bǔ)之品，復(fù)配使用可以達(dá)到滋陰補(bǔ)氣清虛熱的功效。徐建華等[61]研究表明，鐵皮石斛與西洋參合用在養(yǎng)陰生津功效上具有協(xié)同效應(yīng)。Liu等[62]試驗(yàn)驗(yàn)證了鐵皮石斛與西洋參混合物可增強(qiáng)模型動物的免疫力，還能夠調(diào)節(jié)其腸道微生物，大部分益生菌屬能夠在混合物的影響下表達(dá)上升，而混合物抑制的樣本中，有36%與疾病相關(guān)的微生物，由此可見鐵皮石斛和西洋參復(fù)配使用，可以調(diào)節(jié)腸道菌群，提高免疫效果，這些成果都為配伍提供了充分的科學(xué)依據(jù)。鐵皮石斛復(fù)配靈芝可達(dá)到“滋陰補(bǔ)氣、清熱止咳”的功效，鐵皮石斛復(fù)配枸杞可實(shí)現(xiàn)“滋補(bǔ)肝腎、益氣明目”的功效。

表2 鐵皮石斛保健食品原料使用頻數(shù)分析Table 2 Analysis on the frequency of raw materials in Dendrobium officinal derived health foods

3.3 產(chǎn)品劑型

對以鐵皮石斛為原料的保健食品劑型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，主要劑型有膠囊劑、顆粒劑、片劑、膏劑等，以鐵皮石斛為原料的保健食品劑型分析見表3。劑型分布以傳統(tǒng)劑型為主，其中膠囊劑和顆粒劑是中成藥及保健食品最常見的劑型，具有攜帶方便、服用簡單、利用度高等特點(diǎn)，在鐵皮石斛相關(guān)保健食品中膠囊劑和顆粒劑占比已超過50%。

表3 以鐵皮石斛為原料的保健食品劑型Table 3 Health food formulation with Dendrobium officinale as raw material

4 小結(jié)及展望

目前市售鐵皮石斛保健食品存在保健功能比較集中、原料配伍重復(fù)率高以及產(chǎn)品形式傳統(tǒng)單一等問題。針對以上不足，首先應(yīng)充分挖掘鐵皮石斛的保健功效，除增強(qiáng)免疫力、緩解體力疲勞外，現(xiàn)有藥理研究顯示鐵皮石斛具有降“三高”、增加骨密度、護(hù)肝、改善胃腸功能等一系列功效，這也是未來保健食品開發(fā)的新空間。其次要結(jié)合中醫(yī)藥配伍理論，配伍其他藥材，明確原料功效成分，以發(fā)揮鐵皮石斛的最大作用。此外，還應(yīng)在現(xiàn)有的食品加工方法的基礎(chǔ)上，引進(jìn)新的制劑技術(shù)及手段，使鐵皮石斛保健食品功效更加突出，口服利用度更高，產(chǎn)品的劑型更加多樣個(gè)性化。這樣才能開發(fā)出安全、有效、創(chuàng)新的高品質(zhì)鐵皮石斛保健食品，滿足不同消費(fèi)人群的健康需求。