葛根異黃酮組成、結(jié)構(gòu)及功效機(jī)制研究進(jìn)展

曾文燊，黃達(dá)榮，謝斯威，杜 冰，黎 攀,*

（1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 510642；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)數(shù)學(xué)與信息學(xué)院，廣東 廣州 510642）

葛根是豆科（Leguminosae）葛屬（Pueraria）植物的膨大干燥根，在《神農(nóng)本草經(jīng)》中被列為中品[1]，是我國(guó)藥食同源名錄中一味重要的原料。葛根主要分布在我國(guó)廣東、江西、廣西等南方省份，其中廣西為我國(guó)著名的“葛根之鄉(xiāng)”，2020年葛根種植面積達(dá)10201 hm2，產(chǎn)量近30萬(wàn) t，擁有數(shù)十家葛根加工企業(yè)，產(chǎn)值達(dá)15億 元，以葛根產(chǎn)品為主的新興經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展[2]。葛根的根系發(fā)達(dá)、活性成分豐富，在我國(guó)應(yīng)用歷史悠久且應(yīng)用范圍廣泛[3]。據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》等傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)典籍記載，葛根具有清熱、緩解心絞痛等功效，可作為輔助手段對(duì)上述疾病進(jìn)行治療。而現(xiàn)代醫(yī)學(xué)則認(rèn)為，葛根是一種富含異黃酮類、三萜及三萜皂苷類、香豆素類、生物堿、葛根多糖等多種活性成分的中草藥食品（表1）[4-5]。葛根異黃酮是其中的主要活性成分，已被證明具有抗氧化、解酒、抗炎、緩解骨質(zhì)疏松等眾多功效，并因其副作用小、來(lái)源廣泛、療效好等優(yōu)點(diǎn)，在臨床上已經(jīng)廣泛開展藥劑學(xué)研究并被納入心腦血管疾病等的治療方案[6-9]。

表1 葛根主要活性成分[5]Table 1 Major bioactive ingredients from Radix Puerariae[5]

近年來(lái)，由于生活壓力增加、飲食不規(guī)律等原因，人們普遍處于“亞健康”狀態(tài)，肥胖、骨質(zhì)疏松、內(nèi)分泌失調(diào)等“現(xiàn)代病”患病率不斷上升，這也間接促進(jìn)了相關(guān)功能食品的發(fā)展，以葛根為主要成分的產(chǎn)品發(fā)展?jié)摿薮?。作為傳統(tǒng)中藥材，已有許多現(xiàn)代藥企開發(fā)出葛根岑連片、感冒止咳糖漿等眾多產(chǎn)品[10]。食品方面，因葛根的淀粉含量高、口感獨(dú)特，目前市場(chǎng)上也已開發(fā)出了葛根面條、鮮榨葛根飲料、葛根面包等產(chǎn)品[11-12]，在日常食品中添加葛根，不僅能夠改善口感，也能賦予食品一定的生物活性功效，而葛根異黃酮作為葛根最重要的活性成分，對(duì)其進(jìn)行深入而全面的研究具有重要的意義。因此本文將通過(guò)總結(jié)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)文獻(xiàn)，綜述葛根異黃酮的活性成分與功效機(jī)制，以期為后續(xù)更多產(chǎn)品的開發(fā)提供思路和理論依據(jù)。

1 葛根異黃酮的組成及其結(jié)構(gòu)

葛根異黃酮包含20余種有效成分，如葛根素、大豆苷、3’-羥基葛根素、大豆苷元、染料木素、芒柄花素、鳶尾苷等[13]。由于不同產(chǎn)地的葛根受到季節(jié)、氣候、土壤環(huán)境等因素影響，各地的葛根異黃酮含量與種類均不盡相同。研究者可利用高效液相色譜、固相萃取-液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜等多種設(shè)備以及外標(biāo)法、一測(cè)多評(píng)法等測(cè)定方法對(duì)異黃酮成分進(jìn)行分析檢測(cè)。其中野葛異黃酮總質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)6.2%～17.0%，葛根素質(zhì)量分?jǐn)?shù)則可達(dá)到1.58%～7.68%，而粉葛的異黃酮質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.24%～3.67%，淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)則達(dá)到了30.87%，因此野葛可作為中藥加工葛根的重要來(lái)源，而粉葛可作為食用葛進(jìn)行加工[14-16]。葛根素作為評(píng)價(jià)葛根品質(zhì)的標(biāo)志物，其含量在葛根異黃酮中占較大比例，《中國(guó)藥典》2020版明確規(guī)定葛根原料中葛根素質(zhì)量分?jǐn)?shù)不得低于2.4%[17]。此外，葛根異黃酮還包括染料木素、3’-羥基葛根素、大豆苷元、芒柄花素、鳶尾苷、3’-甲氧基葛根素等。葛根異黃酮是一類植物雌激素，其中的大部分成分為大豆苷元的衍生物，即在C4位或C7位的—OH與葡萄糖、木糖等糖殘基發(fā)生取代反應(yīng)生成7-O-糖苷或4-O-糖苷。上述主要成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1與表2所示。

圖1 葛根異黃酮主要成分通式[18]Fig.1 General chemical formula of major isoflavone components from Radix Puerariae[18]

表2 葛根異黃酮主要成分[19]Table 2 Major isoflavone components of Radix Puerariae[19]

2 葛根異黃酮的功效及其作用機(jī)制

2.1 葛根異黃酮的解酒護(hù)肝功效機(jī)制

葛根中的異黃酮成分有一定的預(yù)防急性醉酒與解酒功效，且能夠通過(guò)提高抗氧化酶活性，從而達(dá)到護(hù)肝效果，其解酒護(hù)肝功效在一定范圍內(nèi)呈劑量-效應(yīng)關(guān)系[20]。酒精代謝過(guò)程中人體內(nèi)生化反應(yīng)如圖2所示，其中乙醇脫氫酶（alcohol dehydrogenase，ADH）、乙醛脫氫酶（acetaldehyde dehydrogenase，ALDH）等是酒精代謝的重要酶，當(dāng)大量酒精進(jìn)入體內(nèi)后ADH和ALDH無(wú)法快速代謝，造成乙醛在肝臟大量堆積的同時(shí)產(chǎn)生大量自由基，使得線粒體功能出現(xiàn)障礙，并最終導(dǎo)致酒精性脂肪肝等疾病[21-23]。葛根異黃酮中的葛根素、染料木素及其衍生物、鳶尾苷、鳶尾苷元、葛花素等成分的解酒護(hù)肝作用體現(xiàn)在其能夠提高肝臟中ADH和ALDH活力，以及通過(guò)增強(qiáng)超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過(guò)氧化氫酶（catalase，CAT）、谷胱甘肽轉(zhuǎn)移酶（glutathioneS-transferase，GST）活性等來(lái)增加自由基的清除能力，同時(shí)對(duì)酒精誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活產(chǎn)生的神經(jīng)性炎癥有著一定的緩解作用[24-25]。谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）是兩項(xiàng)評(píng)價(jià)肝功能的重要指標(biāo)，Zhu He等[26]提出，經(jīng)過(guò)葛根處理的酒精中毒模型小鼠，其血清中ALT、AST活性和甘油三酯（triglyceride，TG）含量顯著下降。另外，酒精可直接刺激人肝星狀細(xì)胞（hepatic stellate cell，HSC）形成肝纖維化細(xì)胞，影響轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（transforming growth factor，TGF）-β通路，從而導(dǎo)致細(xì)胞增殖、合成并分泌大量細(xì)胞外基質(zhì)，是形成酒精性肝炎的重要因素。而葛根素則能夠有效促進(jìn)HSC的增殖，降低TGF-β表達(dá)從而抑制因乙醛導(dǎo)致HSC凋亡而產(chǎn)生的肝纖維化細(xì)胞，達(dá)到有效緩解酒精性肝病的效果[27]。

圖2 葛根異黃酮解酒護(hù)肝示意圖Fig.2 Schematic diagram showing the function of Radix Puerariae isoflavones in alleviating hangover and liver protection

異黃酮的糖基化取代是提高解酒護(hù)肝能力的關(guān)鍵。Yuan Dan等[28]的研究表明，當(dāng)C6位羥基被甲氧基取代后，其解酒能力有所下降，而C7位羥基被糖殘基取代后能提高其解酒能力，并抑制小膠質(zhì)細(xì)胞的激活從而緩解炎癥，顯著緩解酒精性肝病。其分子機(jī)制在于葛根素、鳶尾苷等成分能夠影響過(guò)氧化物增殖激活受體（peroxisome proliferators-activated receptors-α，PPAR-α）通路相關(guān)靶基因表達(dá)，促使乙酰輔酶A水解酶代謝乙酸形成乙酰輔酶A，提高脂肪酸的氧化水平，達(dá)到解酒護(hù)肝的功效。另外，葛根異黃酮能夠抑制飲酒嗜好，減少對(duì)酒精的依賴性攝入。研究表明，經(jīng)過(guò)大豆苷元和葛根素灌胃的大鼠與正常組相比，出現(xiàn)了明顯的拒絕飲酒現(xiàn)象，而在停止灌胃后開始恢復(fù)飲酒嗜好[29]，但其影響機(jī)制目前尚不明確，有待研究人員的進(jìn)一步深入研究。

2.2 葛根異黃酮的抗炎與抗氧化功效機(jī)制

人體因新陳代謝和生化反應(yīng)失衡產(chǎn)生的過(guò)量自由基會(huì)造成DNA、蛋白質(zhì)、線粒體等生物大分子和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損壞，從而導(dǎo)致炎癥、內(nèi)臟疾病、心血管疾病等多種病癥。因此，調(diào)控基因控制自由基過(guò)量生成對(duì)細(xì)胞正常生長(zhǎng)修復(fù)、維持人體健康有重大意義[30-31]。

研究表明，葛根素、染料木素、大豆苷元等具有一定的體外抗氧化能力，可采用超氧陰離子自由基、羥自由基、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率測(cè)定法及還原力測(cè)定法對(duì)其進(jìn)行抗氧化功效評(píng)價(jià)。研究者經(jīng)AB-8樹脂柱純化葛根異黃酮，其提取液成分富含葛根素、大豆苷元、染料木素、芒柄花素等，對(duì)氧化應(yīng)激損傷大鼠模型進(jìn)行灌胃后測(cè)定上述指標(biāo)，結(jié)果顯示該提取液在質(zhì)量濃度為0～1 mg/mL時(shí)，抗氧化能力呈現(xiàn)濃度依賴性，不僅能有效清除自由基，也可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，降低肝臟丙二醛含量，顯著提高大鼠血液中SOD、CAT、GST活性，防止心肌和神經(jīng)細(xì)胞氧化損傷凋亡并緩解線粒體膜電位紊亂，達(dá)到抗氧化的功效[32-37]。Zhang Bo等[38]分別測(cè)定葛根及其全根的抗氧化能力（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力），在經(jīng)分離純化后發(fā)現(xiàn)其根外皮所含異黃酮含量最高并顯示出了最佳的抗氧化活性。

此外，葛根異黃酮能夠調(diào)控促凋亡基因表達(dá)來(lái)保護(hù)細(xì)胞和生物大分子防止炎癥發(fā)生。由圖3可知，葛根異黃酮通過(guò)調(diào)控體內(nèi)的主要炎癥因子如腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor，TNF）、白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-6等進(jìn)行抗炎。胰島素激活細(xì)胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶（extracellular regulated protein kinases，ERK）等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路從而引起胰島素抵抗，進(jìn)一步加劇炎癥反應(yīng)。葛根異黃酮能夠作用于靶蛋白信號(hào)通路胞內(nèi)磷脂酰肌醇激酶（phosphoinositide 3-kinase，PI3K）、p38絲裂原活化蛋白激酶（p38 mitogen-activated protein kinase，p38 MAPK）、ERK、IL-6受體（recombinant IL-6 receptor，IL6R）等促進(jìn)蛋白表達(dá)，抑制鉛誘導(dǎo)、乙醇、高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)等因素導(dǎo)致的氧化應(yīng)激，從而使葛根異黃酮具有一定的保護(hù)心臟、減輕炎癥、保護(hù)骨骼肌運(yùn)動(dòng)損傷等功效。此外，由于3’-羥基葛根素的C3位存在羥基，可通過(guò)羥基給電子和抑制過(guò)氧亞硝基陰離子介導(dǎo)酪氨酸硝化，具有較強(qiáng)的NO、活性氧（reactive oxygen species，ROS）和過(guò)氧亞硝基陰離子清除能力，而3’-甲氧基葛根素的C3位連接甲氧基，僅對(duì)NO和ROS有較好的清除活性，因此C3位羥基對(duì)抗氧化能力有很大影響[39]。這些發(fā)現(xiàn)表明不同結(jié)構(gòu)對(duì)功效能力具有不同的影響，在治療預(yù)防與藥物開發(fā)方面可能是對(duì)抗炎癥和氧化應(yīng)激損傷的有效研究方向。

圖3 葛根異黃酮抗炎通路示意圖Fig.3 Anti-inflammatory pathways of Radix Puerariae isoflavones

2.3 葛根異黃酮的降血壓功效機(jī)制

高血壓的發(fā)病與體內(nèi)NO水平息息相關(guān)，NO水平能夠影響血管內(nèi)皮細(xì)胞的收縮舒張平衡，而內(nèi)皮細(xì)胞一氧化氮合成酶（endothelial nitric oxide synthase，eNOS）的活性則影響著NO的含量[40-42]。現(xiàn)階段研究表明，葛根素能夠通過(guò)調(diào)控NO含量，緩解主動(dòng)脈壓力增高、心肌細(xì)胞異常增生肥大及心室肥厚的癥狀，并介導(dǎo)血管平滑肌的4 個(gè)鉀通道：內(nèi)向整流鉀通道、電壓依賴性鉀通道、大電導(dǎo)鈣激活鉀通道和ATP敏感鉀通道，引起鉀離子外流超極化，超極化導(dǎo)致鈣通道關(guān)閉，使鈣離子流入減少和血管舒張，并上調(diào)eNOS的表達(dá)來(lái)提高NO含量，達(dá)到保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的功效。另外研究也表明，自由基含量增多會(huì)導(dǎo)致低密度脂蛋白和心鈉肽（atrial natriuretic peptide，ANP）含量上升，是引發(fā)高血壓的重要特征，葛根素能夠顯著提升高血壓模型小鼠體內(nèi)SOD活性從而減少自由基的產(chǎn)生，并降低ANP的含量，達(dá)到一定的降血壓效果。

目前臨床上的常用降壓藥物主要包括非洛地平等，該藥通過(guò)抑制鈣離子通道，使血管擴(kuò)張從而實(shí)現(xiàn)降壓效果，其雖然具有藥效長(zhǎng)、用藥方便、不影響心肌能力等優(yōu)勢(shì)，但長(zhǎng)期用藥容易產(chǎn)生耐藥性及一些不良反應(yīng)，因此積極尋找副作用小的藥物是當(dāng)前開發(fā)降血壓藥物的重要研究方向。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)藥理學(xué)分析，構(gòu)建相關(guān)靶點(diǎn)后發(fā)現(xiàn)葛根素可影響約30 個(gè)靶點(diǎn)，通過(guò)調(diào)控多基因、抑制細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激、擴(kuò)張血管等功效來(lái)達(dá)到降血壓的目的[43-45]。因此，葛根在臨床上可與非洛地平等藥物進(jìn)行聯(lián)合用藥以降低藥物的副作用，提高整體治療效果。此外，對(duì)模型組與葛根組大鼠的腸道菌群進(jìn)行高通量測(cè)序研究發(fā)現(xiàn)，紅桿菌屬（Rhodobacter）中的一段編碼基因蛋白與人SA基因有較高的相似度，而人SA基因已被證明與高血壓關(guān)聯(lián)度高，因此紅桿菌屬豐度較高時(shí)，可促進(jìn)SA基因表達(dá)，其代謝產(chǎn)物也促進(jìn)了下游信號(hào)表達(dá)導(dǎo)致高血壓，而鏈球菌屬（Streptococcus）的代謝終產(chǎn)物醋酸是引發(fā)動(dòng)脈高血壓的誘因，梭菌屬（Clostridium）的代謝終產(chǎn)物則是促使降壓的部分短鏈脂肪酸，而葛根素在腸道吸收過(guò)程中則能夠提高上述菌群在腸道的豐度從而起到降壓的功效[46-47]。目前關(guān)于葛根降血壓功效成分僅對(duì)葛根素進(jìn)行了研究，而其他異黃酮成分還有待深入闡明。

2.4 葛根異黃酮的降血糖功效機(jī)制

糖尿病是一種慢性代謝疾病，通常會(huì)伴隨著心腦血管、肝、腎等多臟器疾病，在糖尿病人中以2型糖尿?。╠iabetes mellitus type 2，T2DM）為主。由于目前臨床上的抗糖尿病藥物療效有限，且副作用大，因此從植物原料尋求新型藥物成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)[48-52]。

Nawaz等[53]研究表明，葛根異黃酮能通過(guò)增加葡萄糖攝取量和葡萄糖耐量，抑制糖尿病相關(guān)蛋白的mRNA表達(dá)來(lái)達(dá)到降血糖的功效。如圖4所示，葛根異黃酮調(diào)控糖尿病主要信號(hào)通路為晚期糖基化終末產(chǎn)物（advanced glycosylation end products，AGEs）-晚期糖基化終末產(chǎn)物受體（receptor of AGEs，RAGE）、叉頭盒蛋白（forkhead box，F(xiàn)oxO）、MAPK和PI3K-AKT等，包括核因子（nuclear factor，NF）-κB、TGF-β等多個(gè)靶蛋白。同時(shí)，T2DM同樣使血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）水平異常，從而導(dǎo)致細(xì)胞炎癥、血管損傷和胰島素抵抗[53-54]。葛根素、染料木素、大豆苷元等異黃酮成分能夠調(diào)控上述信號(hào)通路，同時(shí)抑制乙酰輔酶A羧化酶（acetyl CoA carboxylase，ACC）、重組人胎球蛋白（Fetuin B）、蛋白酪氨酸磷酸酶（protein tyrosine phosphatase，PTP）-1B等蛋白表達(dá)來(lái)調(diào)控胰島素信號(hào)通路，抑制胰島素抵抗，并作用于PPAR-γ等受體位點(diǎn)使其激活胰島素產(chǎn)生并合成糖原，從而使葛根具有良好的降血糖功效[55-61]。另外，Wu Ka等[62]的研究指出，胰島素受體底物（insulin receptor substrate，IRS）-1和胰島素樣生長(zhǎng)因子（insulin like growth factor，IGF）-1在代謝和胰島素敏感性信號(hào)轉(zhuǎn)換中起著關(guān)鍵的生物學(xué)作用，葛根素療法能夠提高缺血再灌注損傷小鼠IRS-1和IGF-1的蛋白表達(dá)水平，逆轉(zhuǎn)糖尿病模型小鼠中出現(xiàn)的胰腺細(xì)胞損傷，降低血糖、血清尿素和肌酐含量，優(yōu)化胰島素信號(hào)通路，從而達(dá)到降血糖的目的。此外，Srivastava等[63]的研究顯示，葛根素在一定劑量范圍內(nèi)能顯著降低小鼠二肽基肽酶-IV（dipeptidyl peptidase-IV，DPP-4）活性，防止DPP-4分解血漿胰高血糖素樣肽-1（glucagon-like peptide-1，GLP-1），而GLP-1對(duì)于刺激胰島素生成、促進(jìn)胰島細(xì)胞生長(zhǎng)、降低糖負(fù)荷有顯著的作用，因此研究異黃酮對(duì)GLP-1的活性影響能夠?yàn)門2DM治療提供重要的參考。綜上，葛根異黃酮類物質(zhì)在應(yīng)用T2DM患者治療中表現(xiàn)出了較好的研究前景，為糖尿病治療與相關(guān)藥物開發(fā)提供的新的思路與解決方案。

圖4 葛根異黃酮抗糖尿病通路示意圖Fig.4 Antidiabetic pathways of Radix Puerariae isoflavones

2.5 葛根異黃酮的降血脂、抗心腦血管疾病功效機(jī)制

血脂的異常是導(dǎo)致心腦血管疾病的病理基礎(chǔ)和主要病因，其特征為動(dòng)脈血管因脂質(zhì)異常沉積導(dǎo)致內(nèi)層膜呈現(xiàn)厚灶型斑塊，進(jìn)而硬化堵塞血管形成血栓甚至導(dǎo)致血管破裂形成動(dòng)脈粥樣硬化，最終伴隨著免疫炎癥反應(yīng)導(dǎo)致諸如腦卒中等各類心腦血管疾病[64-66]。目前研究表明，葛根素、葛花苷、鳶尾素等能夠減少eNOs、COX等相關(guān)促炎癥因子的mRNA表達(dá)，避免單核細(xì)胞在多種細(xì)胞黏附分子的作用下與其他免疫細(xì)胞遷移到內(nèi)皮細(xì)胞下，減少免疫反應(yīng)促使炎癥因子釋放[66-70]，同時(shí)減少單核細(xì)胞分化成巨噬細(xì)胞吞噬膽固醇，形成泡沫化細(xì)胞導(dǎo)致焦化，抑制脂多糖誘導(dǎo)NO的生成和緩解線粒體DNA功能障礙，減少血脂水平，對(duì)腦內(nèi)炎癥或是胃腸型炎癥均有一定的緩解作用[71-76]。Min等[77]采用高脂飼料誘導(dǎo)高脂小鼠模型，經(jīng)灌胃葛花苷和鳶尾素干預(yù)有明顯的降血脂效果，其作用機(jī)理是葛花苷和鳶尾素能夠促進(jìn)3-羥基-3-甲基戊二酰輔酶A還原酶合成膽固醇限速酶，而膽固醇限速酶能夠有效降低TG和膽固醇含量，對(duì)心血管系統(tǒng)具有較好的改善作用。綜上，目前相關(guān)研究均側(cè)重于血管內(nèi)血脂水平、線粒體功能、炎癥與心血管疾病關(guān)系來(lái)開發(fā)更多有效的治療方案，而葛根作為一種重要的植物原料為相關(guān)藥物開發(fā)提供了可能。

2.6 葛根異黃酮緩解絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥功效機(jī)制

絕經(jīng)后骨質(zhì)疏松癥（postmenopausal osteoporosis，PMO）是一種因卵巢功能障礙、雌激素水平下降等因素導(dǎo)致骨重塑性不平衡，進(jìn)而引起以骨結(jié)構(gòu)退化和骨質(zhì)流失等為主要特征的疾病[78-80]。研究指出，PMO的發(fā)病機(jī)制在于成骨細(xì)胞中的NF-κB受體因子（Rank）、Rank配基（RankL）與骨保護(hù)素相關(guān)通路能夠影響破骨細(xì)胞與成骨細(xì)胞的骨形成和骨吸收平衡，而葛根素能夠調(diào)控上述通路從而影響相關(guān)細(xì)胞發(fā)揮功能緩解PMO[81-82]。另外，葛根素能夠通過(guò)調(diào)控血清雌二醇（estradiol，E2）和雌激素受體α（estrogen receptor-α，ER-α）蛋白表達(dá)來(lái)改善子宮功能，其中E2是一種雌激素，而ER-α蛋白則是誘導(dǎo)子宮肌肉運(yùn)動(dòng)和陰道上皮細(xì)胞增殖的重要蛋白，提示葛根素能夠起到植物雌激素的調(diào)節(jié)功效。骨形成與骨吸收的平衡水平可利用骨轉(zhuǎn)換標(biāo)志物和血清素進(jìn)行評(píng)估[83-84]。Lee等[85]的研究指出，去卵巢小鼠在經(jīng)過(guò)葛根素處理后，其顯著抑制了骨轉(zhuǎn)換和血清素水平的上升，同時(shí)也提高了血液中鈣、磷水平，進(jìn)一步驗(yàn)證了葛根素對(duì)PMO的緩解作用。目前臨床上所使用的雌激素替代療法（estrogen replacement therapy，ERT）雖然能夠緩解因雌激素下降導(dǎo)致的PMO，但長(zhǎng)期使用仍然會(huì)導(dǎo)致一些諸如宮頸癌、血栓等疾病[86]。而葛根素作為一種具有雌激素樣作用的成分，能夠?qū)Υ萍に卣{(diào)節(jié)產(chǎn)生積極作用的同時(shí)避免ERT療法產(chǎn)生的副作用[87-88]。因此，研究諸如葛根素等具有雌激素樣作用的異黃酮成分對(duì)開發(fā)更多副作用更低的PMO治療方案有非常積極的作用。

2.7 葛根異黃酮改善認(rèn)知障礙功效機(jī)制

阿爾茨海默癥（Alzheimer’s disease，AD）是一種慢性神經(jīng)退行性疾病，通常伴隨認(rèn)知能力下降、腦內(nèi)神經(jīng)炎癥和睡眠障礙等多種發(fā)病特征。如圖5所示，AD是由于淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein，APP）的異常水解形成β淀粉樣蛋白（amyloid β-protein，Aβ），造成對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的損傷和線粒體、糖脂代謝功能障礙，最終導(dǎo)致大腦神經(jīng)系統(tǒng)受損[89-91]。而葛根素能夠降低Aβ對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的抑制作用，減少腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）、反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cyclic-AMP response binding protein，CREB）的損失從而達(dá)到保護(hù)神經(jīng)系統(tǒng)的目的，同時(shí)也會(huì)抑制ROS誘導(dǎo)的線粒體氧化應(yīng)激，促進(jìn)線粒體功能恢復(fù)，減輕氧化損傷并抑制細(xì)胞凋亡，其能夠調(diào)控細(xì)胞凋亡蛋白，抑制APP被β-分泌酶和γ-分泌酶水解聚集形成具有神經(jīng)毒性的胞外蛋白片段Aβ40-42，疏通鈣離子通道防止失衡，并通過(guò)調(diào)控糖原合成酶激酶-3（glycogen synthase kinase 3，GSK-3）、細(xì)胞周期素依賴蛋白激酶5（cyclin-dependent kinase 5，CDK5）、PKC、ERK等激酶產(chǎn)生Tau蛋白的過(guò)度磷酸化，從而防止神經(jīng)原纖維纏結(jié)的發(fā)生以及神經(jīng)元的凋亡，上述通路均對(duì)神經(jīng)細(xì)胞和線粒體內(nèi)外功能穩(wěn)定有著重要的影響[92-93]。另外，胱天蛋白酶（cysteine aspartic acid specific protease，Caspase）-3和Caspase-9也被證實(shí)是促進(jìn)神經(jīng)元凋亡的重要因素，葛根素則能夠起到抑制Caspase-3和Caspase-9活性的作用，從而保護(hù)神經(jīng)元。綜上，葛根異黃酮能夠通過(guò)調(diào)控氧化應(yīng)激通路，抑制細(xì)胞凋亡基因表達(dá)，保護(hù)線粒體功能和神經(jīng)元，從而達(dá)到緩解AD病癥的功效[94-97]，但由于AD的潛在發(fā)病機(jī)制不明確，僅有APP的異常水解和神經(jīng)纖維纏結(jié)兩種主要假說(shuō)。因此對(duì)該病的研究仍然需要集中于機(jī)制與特效藥物的開發(fā)。

圖5 葛根異黃酮改善認(rèn)知障礙通路示意圖Fig.5 Schematic diagram of the pathway by which Radix Puerariae isoflavones alleviate cognitive impairment

2.8 葛根異黃酮改善癲癇功效機(jī)制

癲癇（epilepsy，EP）是一種常見于腦部、由于神經(jīng)元的反復(fù)突發(fā)性放電導(dǎo)致大腦功能障礙的神經(jīng)退行性慢性疾病，目前的研究表明，顱內(nèi)感染引發(fā)炎癥與大腦皮質(zhì)興奮性失衡對(duì)EP發(fā)展有較大關(guān)系。顱內(nèi)感染引發(fā)EP的機(jī)制尚不明確，但可推測(cè)其與IL-6、TNF-β等促炎細(xì)胞因子的生成有關(guān)，從而導(dǎo)致腦部神經(jīng)系統(tǒng)的損傷[98-100]。

葛根素能夠通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥信號(hào)通路PI3K/AKT/GSK來(lái)改善氧化應(yīng)激和炎癥，從而緩解EP。對(duì)腦灌注再缺血性損傷小鼠模型灌胃一定劑量葛根素后，可發(fā)現(xiàn)其發(fā)病頻率與發(fā)病時(shí)間分別顯著下降和縮短，病理學(xué)分析結(jié)果表明小鼠血清中的IL-6、TNF-α、NF-κB等促炎因子含量下降，SOD水平提高，腦組織中NO含量以及eNOS活性降低，最終通過(guò)抑制氧化應(yīng)激和炎癥達(dá)到緩解EP的功效[101-102]。另外，Xie Nanchang等[103]的研究顯示，對(duì)EP模型大鼠灌胃葛根素后，其體內(nèi)線粒體膜電位顯著恢復(fù)，促凋亡蛋白Bax表達(dá)水平下降而抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)水平上升以及細(xì)胞色素c的產(chǎn)生受到抑制，從而抑制了Caspase-3表達(dá)，達(dá)到防止神經(jīng)細(xì)胞凋亡、改善大腦皮質(zhì)興奮性失衡的目的，緩解EP癥狀。目前臨床上常用的抗EP用藥以苯二氮卓類化合物為主，其雖能迅速對(duì)EP起到一定的緩解作用，但因EP患者需要長(zhǎng)期用藥，該過(guò)程中易產(chǎn)生耐藥性，導(dǎo)致長(zhǎng)期用藥效果下降，因此尋求更加有效且不易產(chǎn)生耐藥性的藥物成為當(dāng)前治療EP的重要研究方向[104]。而葛根作為食藥同源的植物原料，其低毒、高效的特性正在為逐漸受到重視，為治療EP和相關(guān)臨床藥物的開發(fā)提供新的思路和途徑。

3 結(jié)語(yǔ)

葛根異黃酮是葛根中最重要、含量最豐富的活性成分，對(duì)其進(jìn)行研究開發(fā)具有深遠(yuǎn)的意義。目前相關(guān)研究集中于葛根素、染料木素、大豆苷元等主要成分提取工藝優(yōu)化與功效評(píng)價(jià)等基礎(chǔ)性分析，而對(duì)于其他葛根異黃酮成分的分析則存在研究不透徹、機(jī)制尚不明確等問題。作為食藥同源原料，葛根的生物活性是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，但目前關(guān)于葛根異黃酮對(duì)腸道菌群影響的研究較少，未來(lái)這一方向的研究會(huì)逐漸成為熱點(diǎn)。逐步優(yōu)化葛根異黃酮活性成分提取分離工藝，在現(xiàn)有葛根方劑與產(chǎn)品的基礎(chǔ)上開展臨床試驗(yàn)等將有助于葛根新產(chǎn)品的開發(fā)。