艾葉及其燃燒產(chǎn)物的化學(xué)成分研究進(jìn)展

高鵬 陳利軍 王喆之 王世強(qiáng) 牛俊峰

摘要艾為我國傳統(tǒng)中藥，主要含有揮發(fā)油類、黃酮類、苯丙素類及萜類等化學(xué)成分，具有平喘鎮(zhèn)咳、抗腫瘤、抗炎、抗菌抗病毒、抗氧化等多種藥理活性。艾葉曬干搗碎得艾絨，艾絨燃燒物艾煙中主要成分有呋喃類、芳香類、酯類、烷烴或含羥基類化合物，具有抗真菌及病毒、抗衰老和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用。綜述了艾葉及艾煙的化學(xué)成分和藥理作用的研究進(jìn)展，為艾葉的開發(fā)利用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞艾葉；燃燒產(chǎn)物；化學(xué)成分；藥理作用

中圖分類號(hào)R 284.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611（2023）24-0019-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.24.004

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

Research Progress on Chemical Constituents of Artemisia argyi and Its Combustion Product

GAO Peng1，2，CHEN Lijun1，2，WANG Zhezhi1，2 et al

（1.National Engineering Laboratory for Resource Development of Endangered Chinese Crude Drugs in Northwest of China，College of Life Sciences，Shaanxi Normal University，Xian? Shaanxi 710119;2.Key Laboratory of Medicinal Resources and Natural Pharmaceutical Chemistry，Ministry of Education College of Life Sciences，Shaanxi Normal University，Xian Shaanxi? 710119）

AbstractArtemisia argyi Lévl.et.Vant.is a traditional Chinese medicine in China.Its chemical components mainly include essential oil，flavonoids，phenylpropanoids and terpenoids，etc.It has various pharmacological activities such as antiasthmatic and antitussive，antitumor，antiinflammatory，antibacterial and antiviral，and antioxidation.Artemisia argyi is dried and mashed to make argyi.The main components of combustion product of Artemisia argyi are furans，aromatic，esters，alkanes or hydroxyl compounds，which have the functions of antifungal and virus，antiaging and regulating lipid metabolism.This paper reviewed the research progress on the chemical constituents and pharmacological action of Artemisia argyi and its combustion product，in order to provide the basis for the developmen utilization of Artemisia argyi.

Key wordsArtemisia argyi;Combustion products;Chemical composition;Pharmacological effects

艾葉為菊科植物艾（Artemisia argyi Lévl.et.Vant.）的干燥葉，又名冰臺(tái)、艾蒿、炙草、醫(yī)草、蘄艾、黃草、家艾、甜艾等。性溫，味苦、辛，歸肝、脾、腎經(jīng)，具有驅(qū)寒止痛、調(diào)經(jīng)止血、止咳平喘、殺蟲祛癢的作用［1］。近年來，隨著艾葉藥理作用研究的深入，以及提取技術(shù)和氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用、液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用等分離分析技術(shù)日益成熟，對(duì)艾葉中化學(xué)成分的研究更加全面深入，獲得鑒定了多種化合物。艾葉曬干搗碎后得到艾絨，點(diǎn)燃后可用于艾灸，生成的艾煙具有抗病毒、抗衰老和調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝作用。目前艾煙的檢測(cè)儀器和檢測(cè)方法也在不斷進(jìn)步，對(duì)其中的有效成分、有害成分、治療效果和對(duì)人體產(chǎn)生的不良反應(yīng)也有了更深的認(rèn)識(shí)。基于此，綜述了艾葉及艾煙的化學(xué)成分和藥理作用的研究進(jìn)展，以期為艾葉的開發(fā)利用提供依據(jù)。

1艾葉研究概況

1.1艾葉化學(xué)成分

艾葉中主要化學(xué)成分有揮發(fā)油、黃酮類、萜類、 苯丙素類、有機(jī)酸類、甾體類、多糖類及微量元素等。

1.1.1揮發(fā)油。

艾葉中發(fā)揮主要藥理作用的成分是揮發(fā)油類，其中發(fā)揮作用的化學(xué)成分主要有桉油精、龍腦、樟腦、石竹烯等，主要的有害成分為側(cè)柏酮［2］，該物質(zhì)濃度過高會(huì)引起呼吸系統(tǒng)的損傷。在生產(chǎn)過程中影響揮發(fā)油含量和成分的主要因素有提取時(shí)間、料液比、提取溫度等［3］。而不同產(chǎn)地、提取方法、采摘時(shí)間、炮制以及存儲(chǔ)條件也是影響艾葉揮發(fā)油的化學(xué)成分與含量的因素［4］。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)分析艾葉揮發(fā)油的化學(xué)成分，測(cè)得其中有醚類、醇類、倍半萜類、酯類、單萜類、酮類、芳香族化合物［5］。目前有學(xué)者已經(jīng)從湖北蘄春、山西、湖南等地的艾葉樣品中鑒定出180個(gè)揮發(fā)性成分［6］，表1列舉了其中的70種常見活性成分。

1.1.2黃酮類。

黃酮類物質(zhì)普遍存在于多種中草藥，是一類主要的抗氧化物質(zhì)，從艾葉中共分離得到51個(gè)黃酮類化合物，主要為黃酮、黃酮醇及其苷、二氫黃酮、黃烷酮、查耳酮等［13］。艾葉黃酮類化合物有效成分主要有5，7- 二羥基-6，3′，4′-三甲氧基黃酮（eupatilin）、5-羥基-6，7，3′，4′-四甲氧基黃酮（5-hydroxy-6，7，3′，4′-tetramethoxyflavone）、槲皮素（quercetin）和柚皮素（naringenin）等［14］。

1.1.3萜類。

艾葉中分離得到的萜類化合物主要有單萜類、倍半萜類和三萜類，其中報(bào)道較多的是倍半萜類和三萜類。倍半萜類主要包括倍半萜、倍半萜二聚體、倍半萜單萜聚合物［13］。段麗萍等［15］對(duì)艾葉中三萜類化合物的提取進(jìn)行了技術(shù)優(yōu)化，對(duì)溶劑、提取溫度、液固比和提取時(shí)間進(jìn)行選擇，經(jīng)過單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)后得到當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)為72%、提取溫度73 ℃、液固比21∶1（mL∶g）、超聲時(shí)間42 min時(shí)，艾葉總?cè)频牡寐首罡?。且各因素?duì)艾葉總?cè)频寐实挠绊懘笮椋禾崛囟?超聲時(shí)間>液固比>乙醇體積分?jǐn)?shù)。

1.1.4苯丙素類。

艾葉中確認(rèn)結(jié)構(gòu)的苯丙素類化合物有28個(gè)，包括東莨菪內(nèi)酯、傘形花內(nèi)酯、瑞香素、咖啡酸、綠原酸、異綠原酸、傘形花內(nèi)酯等，其中分離鑒定的苯丙酸類2個(gè)、苯丙酸酯類5個(gè)、香豆素類5個(gè)、木脂素類2個(gè)［13］。

1.1.5其他類。

艾葉中還發(fā)現(xiàn)有機(jī)酸、甾體類等化學(xué)成分及多種微量元素。艾葉中發(fā)現(xiàn)的芳香酸類化合物有水楊酸、苯甲酸、香草酸、對(duì)羥基苯甲醛等；甾體類有β-谷甾醇、胡蘿卜甾醇和豆甾醇。艾葉含有多種微量元素，其中含量較高的有鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、鐵（Fe），其次還有鋅（Zn）、鋁 （Al）、鎳（Ni）、鈷（Co）、鉻（Cr）、鍶（Sr）、銅（Cu）、錳（Mn）、 鈉（Na）等［16］。

1.2艾葉藥理作用

1.2.1抗菌抗病毒。

研究表明［9］，艾葉揮發(fā)油以及從其中分離得到的桉樹腦和4－松油烯醇這2種單體化合物對(duì)5種真菌（疫霉、黑曲霉、粉紅聚端孢、青霉、鏈格孢菌）均有抗真菌活性，且存在劑量依賴效應(yīng)。楊文婷等［17］利用抑菌圈法和常量稀釋法考察蘄艾揮發(fā)油對(duì)不同微生物的抑菌效果，結(jié)果為金黃色葡萄球菌＞大腸桿菌＞黑曲霉＞青霉，金黃色葡萄球菌抑菌圈直徑達(dá)1.5 cm，對(duì)金黃色葡萄球菌的最小抑菌濃度為8.0 mg/mL。除此之外，考究了艾葉不同溶劑提取物對(duì)大腸桿菌菌株的抑制效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，艾葉水提物對(duì)受試大腸桿菌菌株的最小抑菌濃度值為31.25～62.5 mg/mL，艾葉醇提物對(duì)大腸桿菌菌株的最小抑菌濃度值為6.25～12.5 mg/mL［18］。除揮發(fā)油外，段麗萍等［15］提取艾葉中總?cè)撇⑦M(jìn)行抑菌試驗(yàn)表明，艾葉總?cè)茖?duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、普通變形桿菌、鼠傷寒沙門氏菌、化膿性鏈球菌等常見致病菌均存在抑制作用。艾葉乙酸乙酯提取物中3′-甲氧基薊黃素對(duì)HBsAg 的半數(shù)抑制濃度（IC50 ） 為 8.09 mg/L ，對(duì) HBeAg 的 IC50小于 2.5 mg/L。

1.2.2抗腫瘤。

艾葉多糖能明顯抑制肝癌細(xì)胞的增殖，濃度為100～200 μg/mL時(shí)能顯著促進(jìn)脾細(xì)胞分泌TNF細(xì)胞因子，或增強(qiáng)TNF 殺傷腫瘤靶細(xì)胞的活性，同時(shí)也可增強(qiáng)NK細(xì)胞對(duì)腫瘤細(xì)胞的殺傷作用，且這些作用都存在劑量依賴效應(yīng)［19］。艾葉黃酮可抑制肝癌SMMC-7721細(xì)胞增殖和促進(jìn)SMMC-7721凋亡，且細(xì)胞抑制率、凋亡率都呈一定濃度依賴性。其機(jī)制可能是通過調(diào)控Caspase-3、Bcl-2、P21蛋白誘導(dǎo)其凋亡［20］。艾葉總黃酮提取物中的異澤蘭黃素可抑制體內(nèi)腫瘤的生長，異澤蘭黃素能夠在體外抑制SMMC-7721細(xì)胞的生長，促進(jìn)其凋亡，在體內(nèi)可抑制裸鼠移植瘤的生長，其作用機(jī)制與下調(diào)Bcl-2、TopoⅡα表達(dá)，促進(jìn)p53、caspase-3表達(dá)，激活I(lǐng)RE1/JNK/MCP-1信號(hào)通路有關(guān)［21］。艾葉揮發(fā)油對(duì)A549細(xì)胞增殖有明顯的抑制作用，且存在劑量依賴效應(yīng)；當(dāng)揮發(fā)油濃度為424.8 μg/mL 時(shí)，細(xì)胞凋亡率最高，達(dá)到67.1%。艾葉揮發(fā)油可通過調(diào)控細(xì)胞周期將其抑制在S期，抑制細(xì)胞增殖，且存在劑量依賴效應(yīng)［22］。

1.2.3抗氧化。

艾葉各提取物均具有較好的抑制黃嘌呤氧化酶（XOD） 和抗氧化作用，其清除自由基能力和抑制XOD作用大小為：醇提物＞傳統(tǒng)煎煮法提取物＞蒸餾水超聲波輔助提取物，3種提取物對(duì)XOD的抑制作用均表現(xiàn)為不可逆抑制，艾葉醇提物對(duì)血清尿酸 （UA）、肌酐 （Scr）、尿素氮水平（BUN）具有降低效果，有治療高尿酸血癥的效果，對(duì)肝臟XOD活性具有顯著抑制作用［23］。艾葉多糖對(duì)羥基自由基（·OH）、超氧陰離子自由基（O2-·）、DPPH自由基都有良好的清除率，其IC50值分別為0.320 0 mg /mL、0.062 5 mg/mL、54.720 0 μg/mL，且都存在劑量依賴效應(yīng)［24］。

1.2.4降血糖。

艾葉提取物可使低、中、高劑量組小鼠的空腹血糖低于模型組小鼠，空腹胰島素水平高于模型組小鼠，肝糖原的水平高于模型組小鼠，且均存在劑量依賴效應(yīng)［25］。使用艾葉多糖處理糖尿病模型小鼠發(fā)現(xiàn)，給藥10 d后，與模型組比較，400 mg/kg 組小鼠血糖明顯下降; 給藥20 d后，高、低劑量組小鼠血糖與模型組比較有明顯下降，在給藥30 d后，高、中、低劑量組小鼠血糖與模型組比較均有明顯下降。由此可見，艾葉多糖對(duì)糖尿病小鼠有明顯的降血糖作用，當(dāng)濃度為400 mg/kg時(shí)，降血糖效果最好［26］。

1.2.5抗炎。

在對(duì)二甲苯所致耳腫脹急性炎癥模型小鼠的耳腫脹抑制試驗(yàn)中，艾葉揮發(fā)油可顯著抑制小鼠耳的腫脹程度，其中高劑量組（20 mL/kg）的抑制效果與地塞米松處理后的抑制效果相差不大，說明艾葉揮發(fā)油有良好的抗炎效果［27］。

51卷24期高 鵬等艾葉及其燃燒產(chǎn)物的化學(xué)成分研究進(jìn)展

2艾煙研究概況

2.1艾煙化學(xué)成分

艾煙提取物中的化學(xué)成分主要有醇、酮、烯烴和酚類成分，此外，還含有酸、酯、 內(nèi)酯、烷烴、胺、腈、吲哚、萘、吡啶等成分。表2列舉了部分常見或含量較高的成分。

2.2艾煙的提取工藝

艾煙中的主要有效成分有檸檬烯、桉葉油醇、樟腦、肉桂腈、吲哚、丁香酚、石竹烯等［33］。對(duì)人體產(chǎn)生危害的化學(xué)成分主要為苯酚、鄰二甲苯、對(duì)二甲苯等芳香類化合物。其中有害成分的產(chǎn)生可能是由于燃燒程度和燃燒速度導(dǎo)致。若加強(qiáng)通風(fēng)，燃燒速度過快會(huì)導(dǎo)致燃燒錐內(nèi)部缺氧，從而積累較多的有害成分。研究表明，將艾煙濃度范圍控制在27.45 mg/m3以內(nèi)，對(duì)于人體而言屬于安全濃度。不同提取方法所提取的艾煙中的化學(xué)成分差異極大。靳然等［29］利用固相微萃取對(duì)燃燒2 min后的艾絨進(jìn)行收集，然后連接GC-MS進(jìn)行成分分析鑒定出26個(gè)化學(xué)成分，包括苯酚、苯甲醛、石竹烯等成分。李炎強(qiáng)等［30］對(duì)艾葉粉末蒸餾萃取，同時(shí)將卷煙煙支中的煙絲吹出，填入揉碎的艾葉，點(diǎn)燃后也以水蒸餾的方式提取，GC-MS分析分別鑒定出54種和46種揮發(fā)性成分，其中龍腦、松油醇、石竹烯為共有成分，苯甲醛、苯酚、2 ，4 -二甲基苯酚和綠花白千層醇為燃燒后特有的物質(zhì)。

2.3艾煙藥理作用

2.3.1抗菌抗病毒。

楊梅［34］在艾葉燃燒物中提取出了5-叔丁基連苯三酚，對(duì)其進(jìn)行了抑菌試驗(yàn)，結(jié)果顯示對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌的抑制效果較好，但對(duì)白色念珠菌需要較高的濃度才能達(dá)到相同的抑制效果。除此之外，研究發(fā)現(xiàn)［35］，艾煙對(duì)乙肝病毒有較好的滅活效果，可以用圍灸法對(duì)乙肝患者進(jìn)行治療。

2.3.2抗衰老。

孟笑男等［36］研究艾煙對(duì)快速老化老鼠模型中單胺類神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺（5-HT）、去甲腎上腺素（NE）和多巴胺（DA）含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，有艾煙的處理組中3類神經(jīng)遞質(zhì)的含量均顯著高于無艾煙的處理組，且各艾煙處理組間無顯著差異，因此，適當(dāng)濃度范圍的艾煙可提高神經(jīng)遞質(zhì)的含量，起到一定的抗衰老作用。王昊等［37］發(fā)現(xiàn)，一定濃度艾煙干預(yù)ApoE 基因敲除后小鼠可使得其腦內(nèi)神經(jīng)遞質(zhì)5-羥色胺（5-HT）、GABA的含量相比于對(duì)照組有顯著增加。

2.3.3調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝。

艾煙能調(diào)節(jié)載脂蛋白E基因敲除（ApoE-/-）小鼠的脂質(zhì)代謝，使得低密度脂蛋白（LDL）水平顯著降低［37］。楊佳［38］在對(duì)LDL的觀察過程中也發(fā)現(xiàn)，中濃度艾煙可顯著提高血清低密度脂蛋白受體（LDL-r）的水平，說明艾煙對(duì)脂質(zhì)代謝有良性調(diào)節(jié)作用。崔瑩雪［39］也得到了相似的結(jié)論。

2.4艾煙毒理作用

2.4.1對(duì)血液循環(huán)系統(tǒng)的不良影響。

楊佳等［40］將大鼠分為低、中、高濃度組以及空白對(duì)照組，以血清中vWF和氧化性低密度脂蛋白（ox-LDL）為檢測(cè)指標(biāo)，其中vWF表征血小板的聚集程度，發(fā)現(xiàn)高濃度的艾煙可以使血清中vWF的含量顯著降低，中濃度的艾煙可以使血清ox-LDL水平顯著升高，表明中濃度的艾煙可以對(duì)血管內(nèi)皮造成損傷。

2.4.2對(duì)呼吸系統(tǒng)的不良影響。

韓麗等［41］將大鼠分為低、中、高濃度組以及空白對(duì)照組，以血清、肺組織、支氣管肺泡灌洗液中的超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）作為檢測(cè)指標(biāo)，結(jié)果表明高濃度的艾煙可以使SOD含量降低，使血清和支氣管肺泡灌洗液中的MDA上升，因此高濃度艾煙可以使肺組織出現(xiàn)損傷，但該試驗(yàn)低、中濃度是安全的。

2.4.3對(duì)免疫系統(tǒng)的不良影響。

韓麗［42］通過艾煙毒理相關(guān)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著艾煙濃度的增高及染毒時(shí)間的增長，艾煙可能具有遺傳毒性。研究發(fā)現(xiàn)，艾煙中高濃度的可吸入顆粒物具有導(dǎo)致染色體損傷的毒性，遺傳毒性呈濃度依賴性。

2.4.4對(duì)細(xì)胞的影響。胡海等［43］用不同濃度艾煙冷凝物處理肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞A549觀察其形態(tài)和活性，分別用直接鏡和熒光顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)濃度大于0.05 g/L時(shí)，細(xì)胞形態(tài)開始發(fā)生變化，逐漸由正常的梭形、多角形變?yōu)閳A形，并且細(xì)胞數(shù)量逐漸下降，且具有劑量依賴效應(yīng)；當(dāng)濃度大于0.12 g/L時(shí)，細(xì)胞活性顯著降低，具有濃度依賴性。同時(shí)研究艾煙冷凝物對(duì)其的凋亡作用也得到了相似的結(jié)論［44］。Dou等［45］在對(duì)肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞 A549 線粒體膜電位及 Bax/Bcl-2 影響的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)艾煙濃度為0.4 mg/mL 時(shí)，肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞A549線粒體膜電位（mitochondrial transmembrane potential，MTP） 和凋亡抑制基因 Bcl-2 mRNA均有顯著降低，因此高濃度的艾煙可引起氧化損傷，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞凋亡。

2.5艾煙的質(zhì)量評(píng)估

艾煙的療效主要是通過其燃燒后釋放的熱量和化學(xué)成分發(fā)揮作用。影響艾煙生成物的因素包括艾條的存儲(chǔ)年份、艾絨比例、產(chǎn)地、制作工藝等，目前主要以燃燒物中苯酚和自由基（烷基、烷氧、NO以及焦油自由基）的含量作為評(píng)價(jià)其燃燒性能的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)年艾葉和放置1年、2年的陳艾揮發(fā)性成分隨著放置時(shí)間的延長，艾葉中易揮發(fā)的成分含量會(huì)降低到一定范圍，各組分所占含量比值趨于穩(wěn)定，毒性成分側(cè)柏酮的含量會(huì)降低。存儲(chǔ)時(shí)間為3年和5年的艾條燃燒后產(chǎn)生的自由基的數(shù)量要遠(yuǎn)小于存儲(chǔ)1年的艾條［46］。不同葉絨比的艾絨在燃燒學(xué)性質(zhì)上具有明顯差異，艾絨的燃燒熱值隨著其葉絨比增加而有所降低［47］。

3研究展望

目前艾葉中的化學(xué)成分已經(jīng)有了一定的研究基礎(chǔ)，但對(duì)于不同的采摘時(shí)間、采摘地點(diǎn)、提取方法、炮制以及存儲(chǔ)時(shí)間對(duì)其化學(xué)成分的影響缺少更加深入系統(tǒng)的研究。此外，艾葉的抗菌、抗炎的藥理作用，所對(duì)應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)基礎(chǔ)還不清楚，其發(fā)揮作用的機(jī)制也缺乏進(jìn)一步的研究。艾葉與艾煙中的化學(xué)成分有著較大的差異，提取方法的不同對(duì)艾煙的成分影響極大。艾煙在使用過程中的安全評(píng)估也成為日漸關(guān)注的話題，目前認(rèn)為艾煙中有害成分的產(chǎn)生可能與燃燒程度有著較為緊密的關(guān)系。此外，濃度不同對(duì)人體也有著不同的影響，低、中濃度艾煙一般不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，在高濃度或長期暴露的情況下，它對(duì)呼吸系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)都會(huì)造成損傷。但目前對(duì)于其引發(fā)損傷的具體化學(xué)成分和機(jī)理還有待更為系統(tǒng)的研究。艾葉有著廣闊的應(yīng)用前景，在未來的研究過程中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注艾葉和艾絨的藥用機(jī)理及相關(guān)藥用產(chǎn)品的開發(fā)。

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