白及主要生物活性物质及药理作用研究进展
摘要:白及是一种传统常见中药,其不仅用药历史悠久,而且药用价值高。白及含大量黏胶质多糖、多酚类、菲类、芪类、挥发油等成分,具有清热利湿、消肿生肌、收敛止血的作用。现代药理研究表明,白及具有多种药理活性,其广阔的应用前景逐渐展现。综述了中药白及的主要生物活性物质和药理作用,并对其开发应用前景进行了展望。
关键词:白及;白及多糖胶;药理作用;应用前景;综述
中图分类号:Q949.95 文献标识码:A 文章编号:1006-060X(2018)03-0107-03
白及(Bletilla striata(Whunb.)Rchb.f.)为兰科白及属植物白及的干燥块茎,千百年来一直作为我国传统珍稀名贵中药使用。白及在我国分布范围很广,白及野生品产于河南、云南、湖北、贵州、四川、湖南、湖北、河南、江苏、江西、浙江、安徽、西藏、广西、台湾等地。白及含有大量的黏胶质多糖,性苦、涩、甘,微寒,入肺、肝、胃经,有清热利湿、消肿生肌、收敛止血之功效。临床上广泛用于治疗皮肤皲裂、肛裂、皮肤烫灼伤、疮疡肿毒、外伤出血、咳血、吐血、便血、肺结核咳血和溃疡病出血等,效果明显。同时,白及是一种天然高分子材料,作为辅料在药物的制备以及生物支架材料的构建等领域也越来越受到重视。近年来,白及在临床上的应用和作为新型制剂研究取得了一定的进展。本文对中药白及主要生物活性物质和药理作用进行了综述,并对其开发应用前景进行了展望。
1白及主要生物活性物质——白及多糖胶
白及含有黏胶质白及多糖胶、淀粉、联苄类、菲类及其衍生物(二氢菲类、联菲类等)、芪类、花色素苷类、三萜、甾体、醚类、脂类、黄酮类、多酚类、氨基酸及少量的挥发油等成分。目前,对白及块茎主要研究的生物活性物质为白及多糖胶,其次为多酚类和氨基酸等。白及块茎中含有40%~50%天然水溶性的白及多糖,即白及多糖胶,其主要功能成分是白及葡甘聚糖(BSG)。白及多糖胶的研究主要集中于提取、结构、理化性质和药理活性。王轶、黄铭、张寒等分别通过正交试验、均匀设计等方法采用水提醇沉、碱提醇沉,Sevage法脱蛋白、酶法脱蛋白等提取白及多糖胶并计算其提取率和粗品白及胶含量,其最大值分别达到90.5%和87%。刘福强、李楠等对白及多糖胶的化学结构和理化性质的研究表明,白及多糖胶由甘露糖和葡萄糖两种单糖组成,相对分子质量为9.97×104,水溶液特性黏度随其分子量增大而增大。罗仕华、郭琪等分别以大鼠为试验材料,研究白及多糖在止血、抗肿瘤、溃疡愈合、肝损伤修复、肺纤维化治疗等方面具有明显的作用。而且,白及多糖胶是良好的天然高分子材料,具有特殊的黏度特性,常作为膜剂的成膜材料、糊剂的基质、液体药剂中的乳化剂和助悬剂等应用于制剂中。白及多糖胶由于其既是药物活性成分也是安全的生物可降解的药用高分子材料,因而具有较大的应用前景与研究价值。
2白及的药理作用
2.1抗病原微生物
白及具有确切的体外广谱抑菌活性。用乙酸乙酯和正丁醇分别提取白及块茎的不同成分后得到乙酸乙酯组分和正丁醇组分,两组分分别以不同浓度作用于金黄色葡萄球菌(MSSA)和“超级细菌”耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA),结果表明,两组分对MSSA和MRSA均有明显的抑制作用,且乙酸乙酯组分的抑菌活性最强,其最小抑菌浓度(MIC)为0.065~0.260g/L。相同或相似于白及块茎成分结构的白及须根菲类化合物(2-羟基-4,7-二甲氧基菲、4,5-二羟基-2-甲氧基-9,10-二氢菲和2,7-二羟基-4-甲氧基-9,10-二氢菲)对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、枯草芽孢杆菌及粪肠球菌等具有中等强度的抑菌作用(MIC 0.008~0.128 g/mL)。
2.2止血作用
動物试验研究表明,白及块茎水提物或极性溶剂醇提取物对实质性器官如肝、脾、肌肉血管出血等的止血和凝血效果良好。在白及多糖对大鼠血小板凝集和凝血功能的研究发现,白及胶多糖发挥止血功能可能是激活了大鼠内源性和外源性凝血系统,促进血小板聚集,达到止血的作用。白及水溶性部分和正丁醇醇溶性部分是白及止血作用的主要有效成分,可以显著提高血小板最大凝集率,促进血小板凝集。对白及非多糖组分(BS-80EE)的研究表明,BS-80EE明显促进ADP诱导的大鼠体内血小板聚集作用(P<0.01);可缩短全身肝素化小鼠的BT和CT(P<0.05或P<0.01),并且其作用效果呈剂量关系。白及可缩短正常大鼠和小鼠的出血时间和凝血时间,可能是白及能使血细胞凝集,血小板活化、形变,聚集,还能缩短凝血酶生成时间而发挥止血作用。
2.3调节免疫功能
机体免疫功能包括非特异性免疫和特异性免疫(体液免疫、细胞免疫)功能。邱红梅等将不同剂量的白及多糖溶液通过灌胃方法注入环磷酰胺致免疫功能低下小鼠模型,碳粒廓清试验表明,在该试验条件下,白及多糖能增强巨噬细胞的吞噬功能,显著提高非特异性免疫抑制小鼠的吞噬指数;同时,还进行了淋巴细胞增殖试验,结果表明,Con A诱导的小鼠T淋巴细胞和LPS诱导的小鼠B淋巴细胞在3μg/mL白及多糖的作用下,其增殖能力显著提升。经过醇提和聚酰胺柱色谱法得到的白及小分子药效组分作用于SiO2气管滴注法建立的大鼠矽肺模型,结果表明,白及小分子药效组分低(20mg/kg)、高(40mg/kg)剂量能够显著逆转CD4+/CD8+比值(P<0.01),从而对矽肺大鼠的免疫系统起到调节作用。
2.4保护胃黏膜、抗胃溃疡作用
武桂娟等分别通过制备慢性乙酸胃溃疡模型和急性水浸束缚胃溃疡动物模型,观察白及多糖对大鼠胃溃疡的治疗作用及机制。试验对血清中各指标超氧化物歧化酶(SOD)活性、一氧化氮(NO)活性、丙二醛(MDA)含量、内皮素(ET-1)含量、胃粘膜粘液含量、胃蛋白酶含量、胃酸含量以及表皮生长因子受体(EGFR)的表达和溃疡周围胃粘膜表皮生长因子(EGF)的检测表明,白及多糖对大鼠应激性胃溃疡具有显著的治疗作用,其机制与增强自由基清除能力、减少胃粘膜损伤、减少胃酸分泌量、促进溃疡部位胃粘膜上皮细胞增生有关。
白及须根醇提物作用于无水乙醇诱导大鼠胃溃疡模型表明,须根醇提物组分可通过提高大鼠血清中炎症与免疫抑制因子白介素10(IL-10)、高度特异性的促血管内皮生长因子(VEGF)等因子和降低大鼠血清中致炎细胞因子IL-1β等因子的水平,发挥保护胃黏膜、抗胃溃疡作用。
采用冷束缚法及阿司匹林建立大鼠胃溃疡模型,以不同剂量组的及术(白及和白术)颗粒灌胃,研究表明,及术颗粒能够提高溃疡抑制率,降低溃疡指数,及术颗粒抗胃溃疡作用的作用机制可能是其抑制了胃液分泌,导致胃蛋白酶、总酸、胃游离酸排出量降低。
2.5促进伤口愈合作用
高浓度的白及煎剂水提物可以促进角质形成细胞游走的速度和长度,促游走作用可能对治疗皮肤创伤早期愈合和创面覆盖起着重要的作用。将白及多糖胶作为具有强烈促分裂作用的外源性重组人表皮生长因子载体,能显著促进炎性细胞渗出,创面胶原纤维和新生毛细血管的形成,提高细胞的增殖能力,缩短伤口愈合时间,从而促进伤口愈合。研究发现,白及可以缩短大鼠背部脊柱两侧切割伤创面平均愈合时间,创面组织中蛋白质含量和羟脯氨酸含量得到提高,表明白及有促进伤口愈合速度和愈合质量的效果,其促愈合作用的重要机制表现在伤口巨噬细胞数量显著增加。白及多糖对链脲佐菌素导致的糖尿病模型大鼠的溃疡愈合具有促进作用,表现在增加羟脯氨酸(OHP)的合成和释放、成纤维细胞(FB)明显增殖、促进上皮细胞组织形成。
2.6抗肿瘤作用
栓塞剂具有栓塞肿瘤血管的功能,促进肿瘤的缺血、坏死。白及是一种末梢性血管栓塞剂,具有载体、导向、栓塞、缓释、自身抗肿瘤作用。白及应用的亮点之一就是作为栓塞剂介入治疗恶性肿瘤。其中BSG是一种粘稠流体,具有血液和组织相容性,能渗透到肿瘤血管,一方面竞争性抑制肿瘤血管生长因子与受体的结合,从而抑制肿瘤血管的生成;另一方面阻塞病变血管,形成继发性血栓。冯敢生等分别应用细胞培养法和动脉化疗栓塞治疗Wzalker256肿瘤细胞株移植性肝癌大鼠,研究不同浓度的白及多糖胶和白及微球栓塞剂抑制肿瘤血管生成机制,结果表明,与对照组相比,ECV 30 4内皮细胞的增殖明显受到白及胶处理后的Hep G2细胞上清液抑制,并且内皮细胞生长抑制率与白及胶的实验浓度呈正比;白及微球栓塞组肿瘤生长率低,可能原因是白及微球能较完全地阻断肿瘤血管,清除肿瘤血供,抑制肿瘤新生血管的形成,表现为病灶重度坏死,部分肿瘤完全死亡。迄今为止,白及及其提取物也应用于食管腫瘤的支架植入、血管平滑肌瘤、子宫肌瘤、肝肾恶性肿瘤、骨肿瘤的栓塞治疗等。
白及还具有诱导肿瘤细胞凋亡从而达到抑制肿瘤细胞生长的作用。陆雪芬采用系统溶剂萃取法将白及乙醇提取物分为5个不同的有效部位:石油醚层、氯仿层、乙酸乙酯层、正丁醇层和水层,然后通过CCK8法筛选出对小鼠黑色素瘤B16细胞增殖抑制有效部位为白及氯仿层和乙酸乙酯层,其中白及氯仿层诱导B16细胞凋亡效果最好。中药白及化合物齐墩果酸-3-O-α-L-鼠李糖-(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖苷具有一定的抗肿瘤活性,其作用机制在于能够诱导腺癌人类肺泡基底上皮细胞(A549细胞)粗滞于G0/G1期。
3结语
以往白及的研究主要涉及白及的种植加工、成分提取分离与性质研究、抗氧化活性、药理活性以及药理作用和临床应用等。目前对白及多糖的研究也较多,但缺乏有效的提取和分离方法,导致其组分、结构和生物活性研究不够深入,其生物作用机制等也尚需阐明。由于白及组成成分复杂,许多功能成分还没有得到发现、分离和利用。随着人们由白及总提取物到各特征性成分研究的深入,一些新的活性物质会得到不断的发现和分离,其生物活性、药理活性及其作用机制需要阐明。利用白及具有卓越的辅料特性,在新型制剂和纳米级复合敷料方面的应用需要不断的开发。因此,对于白及的化学成分、药理活性与作用机制以及作为制剂辅料等方面的深入研究,期待得到化学、药理学、药剂学等多学科、多领域工作者的高度关注,通过多学科的交叉融合能够更合理的、更有效的开发和利用白及资源,使白及在医药、保健品和日用化工等领域得到更广泛的应用。