葛花中葛根素的提取與應(yīng)用

陳 成，呂清清，李海蓉，樊妍君

(江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學院 a.健康學院；b.江蘇省食品安全工程技術(shù)研究開發(fā)中心，江蘇 南京 211168)

野葛花是豆科葛屬植物野葛的花。葛屬植物一共有18種，在我國主要分布在云南及其鄰近省份。葛根素是野葛異黃酮類化合物的主要成分，而在葛花活性成分中，異黃酮含量最多[1]，由此可見，葛花中富含葛根素。葛根素藥用價值突出，在臨床上是治療心血管疾病的良藥。葛根素可以提高機體的免疫能力，保護心肌細胞，對與腎臟有關(guān)的疾病有出色的治療效果。此外，還可以阻止肝組織的免疫損害，對造血功能也有一定的增強作用。

1 藥用價值

1.1 降血糖

郭建平等[2]對四氧嘧啶誘發(fā)小鼠高血糖的作用進行實驗，發(fā)現(xiàn)葛根素可使血糖降低30%。劉竹青等[3]對糖尿病大鼠注射葛根素進行治療，糖尿病大鼠的胰島素水平和空腹血糖在注射葛根素以后明顯降低，糖耐量也同樣增加，但是對胰島素更加敏感。糖尿病大鼠血清中TNF-α和FFA也在使用葛根素之后一起降低。由此推斷，葛根素有降低血糖的作用，且對胰島素有抵抗作用。

1.2 抗心肌缺血

粟鳳等[4]研究了葛根素對心肌細胞損傷情況的保護作用。研究發(fā)現(xiàn)，目標物質(zhì)在對心臟組織中缺血區(qū)的eNOS總蛋白表達的作用上可以忽略不計，對心臟細胞的缺血有很好的保護作用。宣佳利等[5]在葛根素對心肌細胞缺血情況下再灌注產(chǎn)生的損傷的作用效果及其原理方面進行了實驗和論證，推測葛根素可降低由MIRI引起的心肌損傷程度。

1.3 改善腦循環(huán)

腦循環(huán)供給中樞神經(jīng)營養(yǎng)并排除有害的代謝產(chǎn)物，對維護人體健康有著非常重要的作用。王福文等[6]研究葛根素對兔腦代謝和循環(huán)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兔腦血流量明顯增加，兔腦的葡萄糖攝取量和耗氧量也同時增加，并且對試劑呈現(xiàn)依賴性。從而得出，葛根素可改善腦代謝和腦循環(huán)。

1.4 抗心律失常

徐浩[7]從電生理角度觀察葛根素對單個心室肌細胞動作電位的影響，發(fā)現(xiàn)葛根素可以有效延長實驗大鼠心肌細胞的動作電位。苗維納[8]在電生理技術(shù)的幫助下，從細胞、器官、分子水平方面研究了葛根素抑制快速性心律失常的機制。實驗結(jié)果顯示，葛根素能在器官水平上有效降低豚鼠離體心臟器官的自律性，還能在分子水平上對外向整流的鉀離子電流產(chǎn)生一定的抑制作用。

1.5 抗血栓、抗過敏

研究者對葛根素、黃豆苷及其腸內(nèi)代謝物黃豆苷元的抗過敏、抗血栓作用進行研究?？寡“迥捏w外實驗得出結(jié)論，黃豆苷元對二磷酸腺昔與膠原導致的血小板凝集的IC50為0.2 ng/mL和0.05 ng/mL。而抗血小板凝集的體內(nèi)實驗結(jié)果表明，口服用藥抑制血小板凝集的效果要優(yōu)于黃豆苷抑制血小板凝集和腹腔注射葛根素抑制血小板凝集。另外，腎上腺素和膠原所致血栓形成的體內(nèi)實驗結(jié)果表明，三種成分都可以使小鼠不會死于肺血栓。通過抗過敏實驗發(fā)現(xiàn)，黃豆苷是四種受試藥中對二硝基苯酚-牛血清白蛋白誘導的大鼠RBL-2H3細胞β-己糖胺酶的抑制作用最好的。葛根素和黃豆苷的腸內(nèi)微生物代謝物黃豆苷元是發(fā)揮抗過敏和抗血栓作用的關(guān)鍵，因此葛根素和黃豆苷屬于前體藥物。

1.6 抗癌及誘導癌細胞的分化

李娟[9]在葛根素對人體肺癌細胞分裂的抑制作用方面進行了實驗和論證。葛根素和葛根粗提取物都能有效抑制H466細胞的生長，并且在相同條件下，葛根粗提取物的抑制作用更為顯著。葛根素和葛根粗提取物同樣抑制了cyclinD-CDK2和cyclinD-CDK4復合物的形成。此外，P27還會與cyclinD-CDK2和cyclinD-CDK4復合物進行較為高效的結(jié)合，這樣就可以防止細胞通過G1/S檢查點，從而使細胞停滯在G1期。

2 臨床應(yīng)用

2.1 治療糖尿病

糖尿病是對人類威脅最為巨大的三大病種之一。糖尿病有治療困難、病情復雜、病程長、發(fā)病率高等特點。葛根素對兩種糖尿病患者的血糖指數(shù)都有明顯的降低作用，同時還能提升胰島素的敏感指數(shù)。葛根素可以對β腎上腺素受體進行阻斷，顯著改善人體內(nèi)的微循環(huán)，并且可以提高PPAR-y的活性，對葡萄糖GLUT-4的表達進行調(diào)節(jié)，從而發(fā)揮對胰島素的拮抗作用。

2.2 治療冠心病、心絞痛

研究發(fā)現(xiàn)，葛根素有一定程度的降壓作用，主要途徑是降低人體的心律。葛根素可以有效提高心肌對于氧的攝取能力，使心肌細胞有更好的代謝能力。通過擴張冠狀動脈血管、改善人體微循環(huán)、減少心肌耗氧量，以實現(xiàn)對心絞痛的治療效果。此外，葛根素還可以減少不穩(wěn)定型心絞痛的發(fā)生、減少血栓的形成、緩解冠狀動脈痙攣、對人體內(nèi)皮細胞進行修復、減少血小板的凝集、減少兒茶酚胺的生成。葛根素與硝酸甘油一起使用時，可以減少硝酸甘油的用量，從而降低耐藥性，使療效更穩(wěn)定，而且其副作用相比單獨使用硝酸甘油更小。

2.3 治療眼部疾病

葛根素可有效降低眼內(nèi)壓，改善人眼內(nèi)部的微循環(huán)，同時可增加人體對一些主要視覺器官的供血。葛根素可用于視神經(jīng)損傷、高眼壓癥、青光眼的治療。研究發(fā)現(xiàn)，葛根素和彌可保對青光眼晚期患者的術(shù)后恢復有良好的協(xié)同作用，服用后對視力和視野的恢復作用較好，且副作用較小。青光眼晚期患者可以在手術(shù)后的恢復療程中口服葛根素50 mg，每日三次輔助彌可保使用。

3 提取技術(shù)

傳統(tǒng)的葛根素提取方法是浸提法，并且只是從葛根中提取，操作過程容易導致有效成分流失，且提取來源單一、提取量較少。近年來，隨著科技發(fā)展，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)且研究發(fā)現(xiàn)葛花中也富含葛根素，這為有效提取葛根素提供了新思路。

3.1 主流提取方法

3.1.1 超聲波提取法

超聲波提取法的原理是借助超聲波對空氣的強烈作用造成的巨大剪切力量，把它施加在細胞壁上，造成破壞的效果，使葛根黃體酮這類化合物從被破壞的細胞壁中溶解出來。而且在超聲波的作用下，溶劑的滲透性得到相應(yīng)提高，這樣對目標提取物的提取效果也會更好。超聲波提取法更加節(jié)省人力、物力和時間，在提取的純度和利用率上都比傳統(tǒng)方法更加出色。

3.1.2 水浴回流法

水浴回流法是在浸提法的基礎(chǔ)上改進的方法，是在傳統(tǒng)浸提法的基礎(chǔ)上增加了一個回流裝置。水浴回流法的操作機理是用以乙醇為主的一些易揮發(fā)的有機溶劑作為提取劑，然后加熱處理浸出液，從而取得其蒸餾產(chǎn)物。在回流裝置的作用下，這些具有揮發(fā)性的溶劑會在蒸餾后再次冷凝，之后繼續(xù)進行對目標物的提取。相比浸提法，水浴回流法提取效率和純度更高，并且操作風險小、對環(huán)境無害、設(shè)備簡單、成本較低，適合大量的生產(chǎn)。

3.1.3 微波提取法

微波提取法的原理是對葛根素提取物發(fā)射頻率較高的電磁波，高頻率的電磁波會在目標物的內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)能，在這樣的作用下，細胞壁會因為細胞中熱脹冷縮產(chǎn)生的力而破裂，從而使目標成分溶出，然后再按照常規(guī)方法進行提純和制備。微波提取法是一種高效廉價的提取方法，對環(huán)境的污染小，具有廣闊的發(fā)展前景。

3.2 分離與純化

3.2.1 酸水解有機溶劑萃取法

在碳-碳甙這一種酸水中，葛根素呈現(xiàn)出較為穩(wěn)定的性質(zhì)，但是其他雜質(zhì)則會發(fā)生水解，這就是酸水解萃取的原理。首先將葛根素提取物置于鹽酸溶劑中進行加熱回流，在水解液溫度較高時進行過濾，然后等待溶液冷卻，再使用有機溶劑進行二次提純，得到葛根素粗品，最后使用醋酸重結(jié)晶進行提純，就可以獲得針狀的葛根素結(jié)晶。

3.2.2 大孔吸附樹脂法

大孔吸附樹脂法的主要作用機理是使用了一種名為大孔吸附樹脂的吸附劑。大孔吸附樹脂是一種高聚物，一般呈白色，有苯乙烯型和2-甲基丙烯酸酯型兩種，很難與高pH物、強酸和有機溶劑產(chǎn)生化學反應(yīng)。大孔吸附樹脂是一種多孔性物質(zhì)，不僅能通過氫鍵產(chǎn)生吸附力，還有較好的篩選能力。孔吸附樹脂法成本較低、設(shè)備簡單，適合大量的生產(chǎn)，且對人類和環(huán)境沒有危害。

3.2.3 絡(luò)合萃取法

絡(luò)合萃取法是一種脫胎于可逆絡(luò)合反應(yīng)的提取方法。先把含有目標溶質(zhì)的物質(zhì)和絡(luò)合劑結(jié)合，然后將這種絡(luò)合物放置到萃取箱中進行常規(guī)的逆向反應(yīng)，這樣就可以獲得目標溶質(zhì)，而且萃取劑還可以繼續(xù)使用。絡(luò)合萃取法非常高效和準確，是近幾年最流行的提取方法和研究熱門。

4 結(jié)論與展望

本文介紹了葛花中葛根素的藥用價值、臨床應(yīng)用及提取技術(shù)等。目前，對葛花中葛根素的研究開發(fā)仍存在以下問題：一是對葛花中葛根素等生物活性材料的關(guān)注較少，對葛花的利用率也較低；二是如何進一步提高葛花的應(yīng)用價值，增強葛花的市場競爭力；三是如何高效提取葛花中的葛根素。上述問題都是未來的研究方向。