花菱草作為膳食補充劑的研究進展

田婧,吳超權(quán)

(廣西壯族自治區(qū)食品藥品檢驗所,廣西 南寧 530021)

花菱草(EschscholtziacalifornicaCham.),又稱加州罌粟,屬于罌粟科多年生草本植物,自然生長在美國加利福尼亞州和墨西哥北部地區(qū)沙地平原,歐洲和中國也有人工培植,主要作為觀賞植物種植。花菱草全株植物高60 cm左右,葉片為灰綠色,多回三出羽狀細(xì)裂,花黃色,花瓣4片,基部具有橙黃色斑點,一般花季在春夏之季,生長在美國加利福尼亞州的高速公路和鄉(xiāng)間公路旁,猶如加利福尼亞州的象征,每年的4月6日定為美國加利福尼亞州加州罌粟花節(jié)。花菱草最早記載是美國土著印第安人用于治療焦慮和歇斯底里癥的草藥,具有抗焦慮、麻醉和安神作用[1]。一般現(xiàn)代使用多為花菱草地上部分的提取物作為代為膳食補充劑酊劑或者提取物干粉等形式。提取物也多用于輔助治療失眠的膳食補充劑的主要成分使用,一般和其他有助眠作用的草藥共同使用組成復(fù)方制劑,比如和纈草根(ValerianofficinalisL.)提取物組成復(fù)方制劑輔助治療焦慮和失眠癥[2]。在商品方面,意大利Biosline公司推出的助眠膳食補充劑(商標(biāo)vitacalm)tutta notte助眠片的主要成分就是纈草根提取物和花菱草提取物的復(fù)方制劑。從現(xiàn)代醫(yī)藥研究來看,花菱草提取物的中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用是比較明確的,用于治療失眠的基本原因是含有的原阿片堿(protopine)和別隱品堿(allocryptopine)等具有異喹啉結(jié)構(gòu)的生物堿,這兩個生物堿具有和GABAA相結(jié)合的能力,產(chǎn)生類似激動劑的作用[3]?；獠萏崛∥锍司哂墟?zhèn)靜作用之外,還具有抗驚厥、肌肉松弛、抗抑郁、抗組胺和鎮(zhèn)痛作用[4]。其植物化學(xué)成分和藥理作用在本文的具體章節(jié)進行詳細(xì)論述。本文主要回顧和匯總現(xiàn)有的關(guān)于花菱草已經(jīng)可以查閱到的科學(xué)研究文獻和資料,為宣傳和推廣使用花菱草提取物、開發(fā)研究其相關(guān)產(chǎn)品提供科學(xué)的理論依據(jù)。

1 花菱草的主要植物化學(xué)組成

花菱草(EschscholtziacalifornicaCham.)含有非常多的植物化學(xué)化合物,許多研究證實其提取物主要含三、四級異喹啉生物堿,已經(jīng)報道的花菱草生物堿可以分為好幾類:杷堿(pavines):californidine、escholtizine;苯并菲啶(benzophenanthridines):血根堿(sanguinarine)、白屈菜堿(chelerythrine);阿樸啡類(aporphines):N-甲基樟蒼堿(N-methylaurotetanine)、海罌粟堿(glaucine);原阿片堿(protopine)、別隱品堿(allocryptopine)[5];另外一類生物活性物質(zhì)為類黃酮(flavonoids):槲皮素(quecetin)和異鼠李素(isorhamnetin)[6]。奧地利Sturm和Stupper等研究者用毛細(xì)管電泳-質(zhì)譜聯(lián)用方法(CE-MS)測定花菱草等藥用植物的異喹啉生物堿中有報道,測定花菱草地上部分的異喹啉生物堿的研究中,質(zhì)譜測定出含有californidine、花菱草嗪(eschscholzine)、花菱草啶(eschscholzidine)、苯并異喹啉生物堿(benzylisoquinoline)、原阿片堿(protopine)和別隱品堿(allocryptopine)、苯并菲啶(benzophenanthridines)、血根堿(sanguinarine)和白屈菜堿(chelerythrine)等植物化學(xué)成分[7]。瑞士學(xué)者Fedurco研究團隊利用高效液相(HPLC)、液質(zhì)聯(lián)用(LC-MS)、電噴霧電離質(zhì)譜聯(lián)用(ESI-MS/MS)測定花菱草地上部分提取物,其中發(fā)現(xiàn)含有原阿片堿(protopine)、californidine、別隱品堿(allocryptopine)、花菱草嗪(eschscholtzine)、血根堿(sanguinarine)、白屈菜堿(chelerythrine)、心果堿(reticuline)、N-甲基樟蒼堿(N-methylaurotetanine)和華厚殼桂堿(caryachine)等植物化學(xué)成分[8]。

2 花菱草的藥理保健作用

2.1 中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜、抗焦慮保健作用

花菱草在西方民間草藥用于中樞神經(jīng)的鎮(zhèn)靜保健作用比較多,也是其最重要的藥理作用之一。歐洲醫(yī)藥局(EMA)基于花菱草在傳統(tǒng)草藥漫長的使用歷史,承認(rèn)花菱草(EschscholtziacalifornicaCham.)地上部分的提取物具有減輕精神緊張和幫助睡眠的作用[9]。Rolland等[1]研究者在20世紀(jì)90年代的研究發(fā)現(xiàn),花菱草水提物灌胃劑量超過100 mg/kg,對于熟悉環(huán)境的測試,小鼠行為參數(shù)會降低;劑量超過200 mg/kg,小鼠的行為參數(shù)對陌生環(huán)境也會降低。Rolland等[4]研究者另外的一個研究發(fā)現(xiàn)花菱草的抗焦慮和鎮(zhèn)靜作用可能是其提取物和苯氮二類(BDZ)受體產(chǎn)生作用,提高了GABA受體的Cl-離子的通過性。由于花菱草提取物成分含有原阿片堿(protopine)和別隱品堿(allocryptopine),這兩個生物堿都對GABAA受體具有弱激動作用,可以產(chǎn)生一定的鎮(zhèn)靜作用[10]。Fedurco等[8]研究者在體外重組GABAA受體(RecombinantαβγGABAA)結(jié)合試驗中,花菱草的提取物含有的(S)-心果堿[(S)-reticuline)]具有正向調(diào)節(jié)重組GABAA受體中的α3,α5,α6異構(gòu)體結(jié)構(gòu)的作用。花菱草產(chǎn)生中樞神經(jīng)抑制作用可能通過(S)-心果堿結(jié)合α3β2γ2GABAA和α5β2γ2GABAA調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)中的Cl-電流通過性來實現(xiàn)其鎮(zhèn)靜和抗焦慮的保健作用。也有可能是(S)-心果堿在哺乳動物體內(nèi)轉(zhuǎn)化為更加強的納米級別的生物堿結(jié)合GPCR受體,花菱草的鎮(zhèn)靜作用可能還和μ-阿片類受體結(jié)合有關(guān)。Gafner等[11]研究者在體外實驗中發(fā)現(xiàn)花菱草70%的乙醇提取物能有效地和5-HT1A和5-HT7受體,抑制率超過60%,并證明花菱草的生物堿在體外試驗中能抑制[3H]8-羥基-2-(二丙氨基)四氫萘([3H]8-Hydroxy-2-(di-N-propylamino)tetralin)與5-HT1A受體的結(jié)合。這個可能是花菱草提取物參與中樞系統(tǒng)5-羥色胺能系統(tǒng)的藥效學(xué)作用的機制,可能產(chǎn)生抗焦慮或者抗抑郁的中樞神經(jīng)作用的可能機制。為了強化花菱草提取物助眠作用,Abddellah等[2]研究者通過結(jié)合其他助眠草藥的混合使用,如和纈草(ValerianaofficinalisL.)提取物組成復(fù)方制劑混合使用,觀察臨床效果,發(fā)現(xiàn)兩種草藥提取物的混合制劑能顯著降低失眠嚴(yán)重指數(shù)(ISI)和顯著提高入睡效率,病人的焦慮指數(shù)能降低50%。

2.2 神經(jīng)鎮(zhèn)痛保健作用

意大利研究者Vivoli[12]團隊研究發(fā)現(xiàn),花菱草70%乙醇提取物對慢性坐骨神經(jīng)收縮性損傷(chronic constriction injury of the sciatic nerve)的造模大鼠具有鎮(zhèn)痛作用。當(dāng)進行大鼠足部壓痛試驗,當(dāng)花菱草提取物的灌胃劑量達(dá)到100 mg/kg時產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用;當(dāng)單次灌胃給藥花菱草提取物達(dá)到100～300 mg/kg時,能使骨關(guān)節(jié)炎造模大鼠的產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用。 戴偉娟等[13]研究團隊在小鼠的鎮(zhèn)痛試驗中,花菱草的提取物灌胃量達(dá)到200和800 mg/kg時,可以明顯減少乙酸誘導(dǎo)的扭體和伸展次數(shù),保護率分別為70%和85%,乙酰水楊酸68 kg/kg的保護率為60%。但是花菱草和乙酰水楊酸對熱板引起的疼痛無效。

2.3 協(xié)助戒除阿片類藥物的成癮性作用

美國Zampieron醫(yī)生的兩個病例:第一位是女性,34歲,在外科手術(shù)后外科醫(yī)生為了方便術(shù)后的鎮(zhèn)痛作用,給她開了羥考酮(Oxycodone),術(shù)后疼痛持續(xù)使用12個月,導(dǎo)致了阿片類的成癮性依賴,醫(yī)生后來開了花菱草的酊劑服用1個月后,逐漸擺脫了羥考酮的成癮依賴性;第二位是女性,由于其患有慢性風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎,OTC類藥物無法控制住風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的疼痛,疼痛?？漆t(yī)生給其開了低劑量的納曲酮(LDN)針對疼痛治療,但是不幸產(chǎn)生了納洛酮的成癮依賴性,經(jīng)過一段時間服用花菱草酊劑提取物成功戒除了納曲酮的成癮性依賴[14]。

2.4 抗阿爾茨海默病保健作用(抗老年癡呆癥作用)

捷克的Cahlikova等[15]研究者的發(fā)現(xiàn)花菱草的根部和地上部分進行乙醇提取,重復(fù)用色譜柱-制備薄層色譜-結(jié)晶的方式可以分離出14種異喹啉類生物堿,然后用這些化合物分離的單體分別和人乙酰膽堿酯酶(HuAChE)和人血漿丁酰膽堿酯酶(HuBuChE)反應(yīng)并觀察其抑制兩種膽堿酯酶的活性。體外試驗表明所有分離出來的14種單體都不能同時對兩種膽堿酯酶產(chǎn)生抑制作用,其中實驗發(fā)現(xiàn)2個芐基異喹啉化合物(benzylisoquinoline),番荔枝堿9和14具有潛在的丁酰膽堿酯酶的抑制活性。阿爾茨海默病(AD)患者是由于膽堿能功能減退導(dǎo)致記憶力減弱[16]。乙酰膽堿酯酶(AchE)和丁酰膽堿酯酶(BuChE)是主要調(diào)節(jié)腦內(nèi)乙酰膽堿水平和濃度的重要酶類,阿爾茨海默病患者會出現(xiàn)乙酰膽堿酯酶活性降低,相對地丁酰膽堿酯酶的活性提高[17]。由于花菱草提取物可以在體外干預(yù)抑制丁酰酯酶,進而影響乙酰膽堿在腦內(nèi)的合成水平,可見花菱草提取物在治療和預(yù)防老年癡呆癥方面還是具有一定研究潛力的。

2.5 抗菌抗病毒作用

花菱草中含有血根堿(sanguinarine),Kollarova等[18]研究者發(fā)現(xiàn),這個苯并菲啶生物堿具有抗菌效果。Villegas等[19]研究者也發(fā)現(xiàn)血根堿也具有抗病毒作用。

3 下一步研究空間

花菱草的保健作用在傳統(tǒng)的使用方法和現(xiàn)代保健食品工業(yè)的應(yīng)用上面,還是以中樞神經(jīng)鎮(zhèn)靜作用為主要的保健功能為主。市面上能夠采購到的有關(guān)花菱草的保健品劑型多半以花菱草提取物的酊劑或者含有花菱草提取物作為有效成分的復(fù)方制劑,如膠囊劑或代用茶包等劑型。這些產(chǎn)品都主打抗焦慮和助眠作用作為其主要的賣點。實際上,通過對花菱草的中外文獻的查閱和整理,其實還有很多的研究工作可以深入開展。首先,其實花菱草的鎮(zhèn)靜和抗焦慮作用的藥理學(xué)機制還不是非常明確,上文也提到可能和GABAA受體有關(guān)系,也可能和5-HT類受體有關(guān)系。這里就還有可能涉及其他的抗焦慮和鎮(zhèn)靜作用的其他神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng),比如阿片、多巴胺、去甲腎上腺素等神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng),可以嘗試探究花菱草提取物對這幾個重要神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)的影響程度如何,另外再加強對花菱草的化學(xué)物質(zhì)單體進行提純,并進行計算機的藥效學(xué)篩選,然后集中幾個可能的化合物單體,對GABA、阿片、多巴胺、去甲腎上腺素、5-羥色胺、組織胺能神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)體系可能發(fā)生的反應(yīng),探索花菱草提取物是如何在中樞神經(jīng)系統(tǒng)參與人體的生理反應(yīng),明確其真正的藥效學(xué)機制。其次,花菱草的保健作用主要還是集中在其在中樞神經(jīng)的作用,比如鎮(zhèn)靜、抗焦慮、助戒斷綜合征、抗老年癡呆癥等作用。在其他植物學(xué)的期刊意外地發(fā)現(xiàn)在花菱草在其培養(yǎng)基中發(fā)現(xiàn),花菱草具有一定的抗菌抗病毒效果。這里提示我們,可以對一些對人體有感染性的細(xì)菌和真菌進行篩選,至少可以明確花菱草對哪些革蘭氏+或者革蘭氏-性細(xì)菌有抑制作用。對哪些常見的有害真菌有抑制作用。進而分離出更多的單體,對敏感的菌群進行化合物單體驗證,會有有價值的發(fā)現(xiàn),也可以擴大花菱草的藥用保健價值,增加其治療的病癥種類。作為天然植物,里邊含有的化學(xué)成分是非常多樣和復(fù)雜的,可以嘗試探索一下,花菱草提取物是否具備抗氧化和抗衰老的作用,可以利用現(xiàn)有的抗氧化篩選路線對其抗氧化作用進行驗證。由于花菱草和罌粟同屬一個罌粟科,也可以探索一下花菱草是否具有止咳和腸道作用,擴展其有效的保健作用,充分挖掘其保健功能。

4 應(yīng)用展望

綜上所述,近年來歐美國家等發(fā)達(dá)國家對花菱草的植物化學(xué)組成情況和保健功效進行了較多研究,國內(nèi)對其研究較少,只有少數(shù)引用外文的翻譯和摘要中有所提及。所以花菱草在我國的應(yīng)用上尚有很大的提升空間。歐美等發(fā)達(dá)國家通過利用其先進的保健食品研究體系和先進的食品加工業(yè)體系。利用其現(xiàn)有的植物種植資源,對花菱草進行保健食品和膳食補充劑的開發(fā)。利用民間或者傳統(tǒng)草藥的使用歷史,并結(jié)合現(xiàn)代藥理學(xué)研究體系,對花菱草進行開發(fā),將其加工成膳食補充劑。如意大利的Bios Line公司生產(chǎn)的vitacalm牌植物療法睡眠片,就是利用花菱草為主要有效成分的抗焦慮和助眠保健作用的保健食品(其主要成分包括花菱草提取物,纈草根莖提取物,西番蓮提取物和薰衣草精油等的復(fù)方制劑),在歐盟的銷量很好,同時也引入了國內(nèi)的消費市場。我國使用過的消費者也非常認(rèn)可該產(chǎn)品的助眠效果。而可以注意的現(xiàn)象主要是我國對花菱草尚沒有太多的研究,而且花菱草參與廣大人民群眾的生活現(xiàn)在只限于在花鳥市場充當(dāng)觀賞類植物售賣。我國幅員遼闊,和美國的緯度類似,廣西、廣東、海南等地區(qū)的緯度也與美國加利福尼亞州,是比較適合花菱草的生長的環(huán)境。我們可以提高對花菱草的藥理藥效保健功效的宣傳,讓廣大人民群眾知曉其保健作用,結(jié)合鄉(xiāng)村振興的國家政策,在氣候適宜的地區(qū)嘗試種植花菱草作為藥材種植,讓當(dāng)?shù)氐谋＝∈称菲髽I(yè)加大花菱草的產(chǎn)品的加工,大學(xué)和研究機構(gòu)對花菱草的保健作用進行研究,這樣進行產(chǎn)-學(xué)-研相結(jié)合,能夠使花菱草形成一個產(chǎn)業(yè)鏈,不但能幫助農(nóng)民脫貧植物,也可以將花菱草轉(zhuǎn)化為高附加值的產(chǎn)品,促進人民健康生活和促進保健食品產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。本文撰寫的初衷是給國內(nèi)的科研人員宣傳花菱草在西方國家的使用歷史,在膳食補充劑的使用能產(chǎn)生的諸如助睡眠、抗焦慮的保健作用。國內(nèi)的部分精英消費者在經(jīng)濟全球化、英語教育的普及和世界連接方面等積極因素的影響下,相信在不久的將來,可以利用我國的自然資源和特色農(nóng)業(yè)發(fā)展相結(jié)合,加大對花菱草的開發(fā)研究,促進國內(nèi)的保健食品和膳食補充劑領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展,對推動中華民族的偉大復(fù)興起到一定的推動作用。綜上,開發(fā)和研究花菱草對國內(nèi)經(jīng)濟的內(nèi)循環(huán)健康發(fā)展有著非?，F(xiàn)實的意義。