荷葉活性成分及其藥理功能研究進(jìn)展

李亦龍 尚鉑昊 王建輝 劉仲華 朱洺志

(1. 湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家植物功能成分利用工程技術(shù)研究中心，湖南 長沙 410128；2. 長沙理工大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，湖南 長沙 410114)

荷葉為睡蓮科多年生水生植物蓮(Nelumbonucifera)的葉片，由葉片、葉柄與荷蒂組成。在中國，荷葉種植和應(yīng)用歷史悠久，尤以湖南、湖北、福建、浙江等南方省份為盛，被衛(wèi)生部批準(zhǔn)為“可用于保健食品的物品”，極具開發(fā)價值。

荷葉中的主要活性成分包括黃酮類化合物、生物堿、揮發(fā)油、萜類、多糖、有機(jī)酸等。在這些活性成分的共同作用下，荷葉具有降脂減肥、抗氧化、抑菌、降低血糖、保護(hù)心血管系統(tǒng)、保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)、保肝護(hù)肝與抗腫瘤等多種藥理功能。研究擬在前人研究成果的基礎(chǔ)上，對荷葉中的活性成分與其藥理功能進(jìn)行系統(tǒng)的綜述，以期為荷葉的開發(fā)應(yīng)用提供新思路。

1 活性成分

1.1 黃酮類化合物

黃酮類化合物是荷葉中一類重要的次級代謝產(chǎn)物，具有抗氧化、降血脂、護(hù)肝、抗癌等多種活性。平均每100 g 鮮荷葉中黃酮類化合物含量為34.7 mg[1]，其主要成分包括槲皮素、山奈酚、楊梅素、異槲皮素等[2]。Chen等[1]采用高效液相色譜—二極管陣列—電噴霧電離質(zhì)譜法(HPLC-DAD-ESI-MS)從12種基因型的荷葉中鑒定出槲皮素等19種黃酮類化合物。其中，槲皮素及其苷類化合物含量最高，槲皮素-3-O-半乳糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷和槲皮素-3-O-葡萄糖醛酸苷含量占荷葉總黃酮的40.7%～67.8%。研究人員[3-8]使用核磁共振圖譜及質(zhì)譜數(shù)據(jù)對荷葉成分進(jìn)行結(jié)構(gòu)解析與鑒定，從荷葉中鑒定出多種黃酮類化合物。荷葉黃酮類化合物分類見表1。

表1 荷葉黃酮類化合物分類

1.2 生物堿

自從荷葉中分離出荷葉堿、蓮堿、O-去甲基荷葉堿3個生物堿單體以來，荷葉生物堿因其化學(xué)性質(zhì)與生物學(xué)特性受到廣泛關(guān)注[9]。荷葉生物堿按其母核結(jié)構(gòu)及連接基團(tuán)的不同，可分為阿樸啡類、去氫阿樸啡類、單芐基異喹啉類、雙芐基異喹啉類以及其他類型。荷葉堿、蓮堿、N-去甲基荷葉堿、O-去甲基荷葉堿4種阿樸啡類生物堿在荷葉中含量較高[10-11]。荷葉生物堿化合物分類見表2。

表2 荷葉生物堿類化合物分類

為研究荷葉中生物堿含量的變化及其影響因素，劉靜[19]利用超高效液相與四級桿串聯(lián)飛行時間質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(UPLC-Q-TOF-MS/MS)、非水毛細(xì)管電泳—紫外—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(NACE-UV-MS)對荷葉中生物堿含量進(jìn)行分析，結(jié)果表明，荷葉中阿樸啡類生物堿含量隨生長發(fā)育呈上升趨勢，在荷葉完全展開時生物堿含量達(dá)到最高，且成熟期荷葉中阿樸啡類生物堿含量趨于穩(wěn)定。除生長時期外，荷葉的品種、產(chǎn)地、季節(jié)對其生物堿含量也有很大影響[20]。

1.3 揮發(fā)油

研究人員采用不同的提取方式從荷葉中成功提取并鑒定出近百種揮發(fā)油成分。Huang等[21]采用Clevenger蒸餾法提取荷葉鮮葉揮發(fā)油，并使用氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)分析其化學(xué)成分。結(jié)果顯示，揮發(fā)油的主要成分為L-抗壞血酸-2,6-二棕櫚酸酯(0～33.5%)、植物醇(5.1%～24.1%)、 植酮(5.6%～15.3%)、pentadecyl acrylate(2.2%～12.4%)、香葉基丙酮(1.9%～8.0%)、β-紫羅蘭酮(0～8.0%)。傅水玉等[22]使用XAD-2型樹脂提取、收集荷葉天然香氣，共鑒定出順-3-己烯醇、二苯胺等87種香氣成分。

1.4 萜類化合物

萜類化合物是指分子式為異戊二烯整數(shù)倍的烯烴類化合物，其廣泛存在于植物體內(nèi)，大多具有較好的生物活性，是開發(fā)天然功能成分、新藥等的重要來源。在荷葉中，除一些具有揮發(fā)性的單萜類化合物外，還含有其他萜類化合物，研究人員[23-25]利用質(zhì)譜、核磁共振儀、單晶衍射等方法解析荷葉中化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從荷葉中鑒定得到(3S,5R,6S,7E)-5,6-epoxy-3-hydroxy-7-me-gastigmen-9-one、4,5-dihydroblumenol A、(E)-3-oxo-retro-α-ionol、(3S,5R,6R,7E,9S)-megastigman-7-ene-3,5,6,9-tetraol、(E)-3-hydroxymegastigm-7-en-9-one、(3S,5R,6S,7E)-megastigma-7-ene-3,5,6,9-tetrol、dendranthemoside B、icariside B2、sedumoside F1等多個倍半萜類化合物。

1.5 其他成分

鐘先鋒等[26]采用水提法測定荷葉中的多糖含量在8%以上。唐麗君[27]對荷葉化合物進(jìn)行分離純化，得到LM1、LP1、LM5、LP5 4種多糖；荷葉含有多種非揮發(fā)性有機(jī)酸，如沒食子酸[28]、白樺脂酸[29]、山楂酸[25]、酒石酸[28]、蘋果酸[28]和對甲氧基苯甲酸[30]等；此外，荷葉中還含有多酚、維生素、氨基酸等其他功能性成分[25]。

2 藥理活性

2.1 降脂減肥作用

荷葉的降脂減肥功效自古就受到認(rèn)可。近年來，荷葉被用于治療肥胖癥和高血脂癥，并取得了良好的療效[31-32]。Kim等[33]研究表明荷葉水提取物可抑制高脂飲食誘導(dǎo)小鼠體內(nèi)甘油三酯的積累，并將甘油三酸酯降解為游離脂肪酸和甘油，刺激脂肪分解，從而減少脂肪合成。荷葉中發(fā)揮降脂作用的主要活性成分為黃酮類化合物與生物堿。荷葉中黃酮類化合物可靶向作用脂肪調(diào)節(jié)酶，并顯著降解內(nèi)臟脂肪[34-35]。潘秋等[36]基于網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)和分子對接方法，構(gòu)建了以槲皮素及山柰酚為核心活性成分的荷葉抗高血脂作用靶點網(wǎng)絡(luò)。

荷葉堿通過富集Akkermansia菌顯著改善腸道微生物菌群的結(jié)構(gòu)，從而緩解慢性炎癥，發(fā)揮治療肥胖的功效[37-38]。荷葉生物堿可降低胰脂肪酶活性，減少脂肪吸收[39]，并能顯著抑制3T3-L1前脂肪細(xì)胞的增殖及分化[40]。綜上所述，荷葉提取物通過改善腸道菌群，刺激脂肪分解與增強(qiáng)降血脂功能等途徑達(dá)到降脂減肥的目的。

2.2 抗氧化作用

荷葉中多種成分均有抗氧化活性，在體外試驗中，荷葉黃酮提取物清除DPPH自由基、ABTS陽離子自由基的能力強(qiáng)；在體內(nèi)能增強(qiáng)小鼠機(jī)體組織超氧化物歧化酶、谷胱甘肽、谷胱甘肽過氧化物酶等活性，降低丙二醛和一氧化氮含量[41]。荷葉中槲皮素類化合物可顯著抑制低密度脂蛋白的氧化作用[42-43]。荷葉生物堿也具有較強(qiáng)的抗氧化功能，荷葉堿通過激活miR-144/Nrf2/HO-1通路從而改善乙醇導(dǎo)致的細(xì)胞及小鼠肝氧化損傷[44]。Liu等[45]還從荷葉中檢測到(-)-N-甲基巴婆堿、觀音蓮明堿等多種具有一定抗氧化活性的生物堿。

趙曉云等[46]研究表明，當(dāng)質(zhì)量濃度>0.7 mg/mL時，荷葉多酚提取液對羥自由基的清除效果優(yōu)于檸檬酸與維生素C。荷葉水提取物抗氧化綜合評價值和總酚的相關(guān)系數(shù)為0.956，證明荷葉總酚對荷葉抗氧化能力的貢獻(xiàn)較大[47]。荷葉的抗氧化功效應(yīng)用廣泛，除保健領(lǐng)域外，荷葉在食品工業(yè)中也可作為潛在的天然抗氧化劑，如荷葉提取物可延長牛肉與豬肉保質(zhì)期[48]，荷葉粉末可降低冷凍熟肉末的氧化程度并維持色澤穩(wěn)定[49]。

2.3 抑菌作用

荷葉提取物能夠有效地抑制包括細(xì)菌、真菌在內(nèi)的多種微生物[50]，且在中性至堿性環(huán)境下抑菌活性較強(qiáng)[51]。荷葉中的黃酮類化合物和生物堿是荷葉抑菌活性的主要生物活性成分[52]，它們對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、念珠菌等細(xì)菌具有較強(qiáng)的抑菌活性[53]。荷葉總黃酮提取物能有效抑制金黃色葡萄球菌和假單胞菌的生長，適宜的抑菌質(zhì)量濃度分別為30，40 μg/mL，可作為天然防腐劑進(jìn)行開發(fā)與應(yīng)用[54]。Li等[55]發(fā)現(xiàn)荷葉提取物對放線菌、單孢菌、梭桿菌等牙周病相關(guān)細(xì)菌有明顯的抑制作用，荷葉黃酮提取物中的槲皮素具有治療牙周炎的潛在療效。除細(xì)菌外，張赟彬等[56]研究發(fā)現(xiàn)荷葉醇提物對青霉、酵母菌、黑曲霉和紅酵母等真菌都有一定的抑菌作用，并且隨著提取物濃度的增大，抑菌作用增強(qiáng)。

2.4 降糖作用

荷葉具有良好的降血糖、治療糖尿病的功效。研究人員[57-58]建立糖尿病小鼠模型，檢驗荷葉對糖尿病小鼠的治療作用，結(jié)果表明，荷葉提取物對糖尿病小鼠體內(nèi)的餐后血糖與空腹血糖水平具有明顯的控制作用。在降低血糖的基礎(chǔ)上，荷葉提取物還能降低高膽固醇血癥、高甘油三酯血癥，升高高密度脂蛋白膽固醇水平[58]，改善糖尿病小鼠的口服糖耐量和胰島素抵抗，穩(wěn)定小鼠糖尿病病情[59]。此外，還有研究人員對荷葉提取物降血糖的機(jī)理展開了研究，Guo等[60]研究發(fā)現(xiàn)，荷葉堿可通過關(guān)閉K-ATP通道刺激分離的胰島和INS-1E細(xì)胞中的胰島素分泌。還有研究[61]表明，荷葉堿激活A(yù)MPK通路和G蛋白-PLC-PKC通路促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白GLUT4的表達(dá)和轉(zhuǎn)位，同時通過誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)Ca2+內(nèi)流，促進(jìn)了GLUT4與細(xì)胞膜的融合，進(jìn)而增加L6 細(xì)胞對葡萄糖的攝取。

2.5 心血管保護(hù)作用

荷葉可通過減輕血脂異常及炎癥，抑制泡沫細(xì)胞形成等途徑改善動脈粥樣硬化。況軍等[62]通過小鼠試驗證明荷葉堿可通過調(diào)控NF-κB通路，減輕血脂異常及血清與血管壁炎癥；并通過MMP-2、MMP-9及TIMP-2通路進(jìn)一步影響動脈粥樣硬化的發(fā)生發(fā)展。荷葉堿能通過PPARγ/LXRα途徑上調(diào)巨噬細(xì)胞源性泡沫細(xì)胞ABCA1表達(dá)，增加其介導(dǎo)的膽固醇流出，降低細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)蓄積，抑制泡沫細(xì)胞形成[63]；還可抑制磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/Akt/mTOR通路促進(jìn)自噬，減少細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)沉積，從而抑制泡沫細(xì)胞形成[64]。此外，Lee等[65]研究發(fā)現(xiàn)，荷葉提取物通過促使A7r5細(xì)胞(胸動脈血管平滑肌細(xì)胞)凋亡與抑制A7r5細(xì)胞的遷移兩種方式來降低高膽固醇飼養(yǎng)條件下的家兔發(fā)生動脈粥樣硬化病變的幾率。

除改善動脈粥樣硬化外，荷葉對其他心血管疾病也具有改善作用。荷葉提取物可降低異丙腎上腺素誘導(dǎo)產(chǎn)生的心臟毒性對大鼠心肌的損傷[66]。肖華等[67]對前荷葉堿的心血管保護(hù)作用進(jìn)行了研究，前荷葉堿可通過增加總一氧化氮合酶，尤其是內(nèi)皮型一氧化氮合酶的活性，提高人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞釋放的一氧化氮含量，通過該途徑保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞免受血管緊張素Ⅱ誘導(dǎo)的凋亡，從而發(fā)揮其對內(nèi)皮細(xì)胞的保護(hù)功能，表明前荷葉堿對異常血管收縮相關(guān)的血管疾病具有治療作用。此外，荷葉堿通過上調(diào)SDF-1/CXCR4信號通路的表達(dá)促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，促進(jìn)血管新生[68]。荷葉中的雙芐基異喹啉類生物堿可非特異性地抑制心肌鈉離子、鉀離子、鈣離子跨膜轉(zhuǎn)運，使心肌興奮性和傳導(dǎo)速度降低[1,3]。

2.6 肝臟保護(hù)作用

Huang等[69]發(fā)現(xiàn)荷葉提取物對CCl4誘導(dǎo)的大鼠肝毒性具有保護(hù)作用，與水飛薊素(保肝藥物)的保肝作用效果一致。發(fā)揮肝臟保護(hù)作用的主要成分為槲皮素、兒茶素、阿魏酸、蘆丁和原兒茶酸等。這些成分通過抑制脂質(zhì)過氧化，減少細(xì)胞內(nèi)活性氧(ROS)產(chǎn)生和上調(diào)谷胱甘肽水平從而發(fā)揮保肝作用。荷葉多酚提取物通過激活NF-E2相關(guān)因子來增強(qiáng)肝臟的抗氧化活性和Ⅱ期解毒酶的表達(dá)，從而減輕H2O2誘導(dǎo)的肝損傷，實現(xiàn)保肝功能[70]。趙馳等[71]研究荷葉總堿可激活肝臟中Nrf2通路，對酒精誘導(dǎo)的小鼠肝損傷具有明顯的保護(hù)作用。

荷葉提取物治療非酒精性脂肪肝的效果顯著[72]。荷葉提取物可通過促進(jìn)脂聯(lián)素受體Adipo R2表達(dá)、改善胰島素抵抗、降低炎癥因子表達(dá)水平、抑制炎癥反應(yīng)等途徑保護(hù)高脂高糖誘導(dǎo)形成的非酒精性脂肪肝[73]。何冰等[74]研究了荷葉有效成分治療非酒精性脂肪肝的相關(guān)機(jī)制，結(jié)果表明，荷葉堿對非酒精性脂肪肝具有明顯的療效，其作用機(jī)制可能與抑制肝細(xì)胞SREBP通路激活相關(guān)，荷葉可能通過抑制HIF-1α/PPARγ信號通路從而下調(diào)SREBP-1c蛋白表達(dá)，降低非酒精性脂肪肝大鼠血脂水平，減輕肝組織炎癥及脂肪變性，改善肝功能[75]。

2.7 神經(jīng)系統(tǒng)保護(hù)作用

荷葉堿對由氨基酸引起的神經(jīng)興奮有選擇性抑制作用。Felix等[76]以家鴿頂蓋腦片中的神經(jīng)元為介質(zhì)，用電離子透入療法研究荷葉堿對不同氨基酸誘導(dǎo)的神經(jīng)興奮的作用，結(jié)果表明，荷葉堿對谷氨酸引起的神經(jīng)興奮具有抑制作用，但對由天冬氨酸引起的神經(jīng)興奮的抑制作用較弱，對乙酰膽堿誘導(dǎo)的興奮作用沒有抑制作用。郝如彬[77]研究發(fā)現(xiàn)，荷葉堿可改善腦梗死大鼠神經(jīng)功能評分、減輕腦梗死體積、改善腦梗死大鼠腦水腫情況，起到神經(jīng)保護(hù)作用；并可下調(diào)缺血腦組織中RhoA/ROCKⅡ信號通路表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)恢復(fù)。荷葉生物堿能誘導(dǎo)僵癥，抑制自發(fā)性運動和條件躲避反應(yīng)[78]，并能與γ-氨基丁酸受體結(jié)合，激活單胺能系統(tǒng)，發(fā)揮鎮(zhèn)靜催眠和抗焦慮作用[79]。

2.8 抗腫瘤

荷葉黃酮類化合物與生物堿均具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性。Yang等[80]以荷葉黃酮提取物為材料，研究其體內(nèi)外抗腫瘤作用，結(jié)果表明，荷葉黃酮提取物可有效抑制MCF-7乳腺癌細(xì)胞的增殖，具有成為新藥的巨大潛力。荷葉堿的抗腫瘤活性主要表現(xiàn)在兩個方面，其一是抑制腫瘤細(xì)胞的生長，通過抑制SOX2-AKT/STAT3-Slug信號通路從而抑制膠質(zhì)瘤細(xì)胞U87MG和U251的生長[81]；通過調(diào)節(jié)NF-κB、Bcl-2、Bax等相關(guān)蛋白的表達(dá)，將人肝癌細(xì)胞株HepG2阻滯于G0/G1期，誘導(dǎo)其發(fā)生凋亡[82]；荷葉堿還可抑制黑色素瘤細(xì)胞生長，縮小黑色素瘤體積，為黑色素瘤的治療提供了一種潛在的治療策略[83]。其二，荷葉堿可提高腫瘤細(xì)胞對其他藥物的敏感性，Zhou等[84]研究表明，荷葉堿可提高PANC-1、BxPC-3及ASPC-1人胰腺癌細(xì)胞和PANC-1接種的裸鼠腫瘤模型對抗癌藥物吉西他濱的敏感性。

3 結(jié)語

大量的體內(nèi)外模型證實，荷葉黃酮類化合物和生物堿在荷葉的藥理功能中扮演著重要角色，尤其在降脂減肥、降血糖等方面效果顯著。此外，荷葉較一些人工藥物更加安全，是一種優(yōu)良的“食藥同源”植物，近年來吸引了眾多的關(guān)注。

但目前對荷葉藥理的功能研究多而不深，部分生物活性成分與其活性之間的相關(guān)性尚不清楚，應(yīng)進(jìn)一步研究和探討其有益活性成分與醫(yī)藥方面的分子機(jī)制，并借助各種模型驗證其有益功效。其次，在蓮的加工過程中，通常只采收蓮藕與蓮子，荷葉往往被當(dāng)作廢棄物處理，不僅造成資源的嚴(yán)重浪費，而且污染了自然環(huán)境。因此，迫切需要圍繞荷葉活性成分，將荷葉進(jìn)一步開發(fā)利用，以期加工成高附加值的保健食品與藥品。