扬州大学动物科学与技术学院 李 旭 陈 阳 章玲玲 杜银峰 章世元*
紫锥菊是原产于美洲的一类多年生菊科野生花卉,含有多糖、糖蛋白、咖啡酸及菊苣酸等多种生物活性物质。大量研究表明,紫锥菊提取物及其制剂具有免疫增强、抗炎、抗菌、抗病毒及抗肿瘤等生物学功能,其药用价值越来越受到国内外学者的重视。目前,国外紫锥菊(也称紫松果菊)、狭叶紫锥菊及白松果菊已经开发为药品,并在美国医药市场上有很好的销量,近年来国内也开始了对紫锥菊的栽培、提取工艺及其功能作用进行广泛的研究。本文针对国内外有关紫锥菊的主要生物学功能及其在鸡疾病防治上的研究作一概述,为今后进一步研究提供科学依据。
1.1 免疫增强作用 紫锥菊可通过促进胸腺、脾脏等免疫器官的生长发育来增强机体的免疫功能。郝智慧等(2010)在日粮中添加进口紫锥菊提取物,能显著提高胸腺和法氏囊指数,增强肉仔鸡的免疫功能,并且能够显著改变肉仔鸡的白细胞数、红细胞数及红细胞压积,提高机体的抗氧化能力和新城疫抗体效价。冯善祥(2010b)指出,复方紫锥菊可显著提高鸡腔上囊、胸腺和脾脏指数,促进免疫器官的发育,从而增强机体的特异性与非特异性免疫功能,且效果比左旋咪唑更好。
紫锥菊也可通过促进免疫细胞的增殖与转化来增强机体的细胞免疫和体液免疫功能。引种紫锥菊多糖、咖啡酸、烷酰胺三类成分均能增强刀豆蛋白A(ConA)刺激的正常小鼠脾淋巴细胞增殖,三类成分对脾淋巴细胞产生干扰素-γ(IFN-γ)也表现出一定的促进作用(吴建明和邹文俊,2009)。紫锥菊多糖(EPPS)可协助ConA也能提高鸡脾T淋巴细胞转化率,促进T淋巴细胞增殖,提高细胞免疫水平;在体外能够提高鸡脾脏B淋巴细胞转化率,增强家禽体液免疫功能 (柴建亭等,2011)。 Gan等(2003)认为,EPPS协同 ConA 和脂多糖(LPS)促进鸡脾淋巴细胞增殖的作用与浓度有关,随着多糖浓度的增加呈钟罩型(先升后降)变化,在浓度为50~100 μg/mL时作用效果最为明显。紫锥菊水溶性提取物是有效的自然杀伤细胞(NK)杀毒作用的激活剂,能增加NK细胞与靶物质结合的频率,激活NK细胞的溶菌作用。另外,紫锥菊在提高NK等免疫细胞的免疫活性方面,可能与其提高红细胞的免疫水平有关(王树琴等,2008)。不同浓度的紫锥菊均能促进肺泡巨噬细胞的吞噬作用和外周血单核细胞的增殖,且存在剂量依赖性,是机体内非特异性免疫刺激剂(吴华,2010;Goel等,2002)。 Rehman 等(1999)认为,紫雏菊也可显著增加免疫球蛋白G(IgG)抵抗抗原的初级反应和次级反应,通过促进抗原特异性免疫球蛋白的生成来增强机体的免疫功能。另外,紫锥菊氯仿提取物可能用作免疫恢复剂,在低剂量(0.025 μg/g)能够恢复氢化可的松造成的小鼠单核巨噬细胞系统功能抑制到正常水平 (吴江涛和刘珂,2001)。总之,紫锥菊是一种简单实用的免疫增强剂,其提取物和提取方法的不同,对机体免疫功能的影响也存在差异(Benson等,2010)。
1.2 抗病毒和抗肿瘤作用 NK细胞是三大淋巴细胞之一,是机体天然免疫的主要承担者。紫锥菊可以提高肉鸡的新城疫抗体滴度和NK细胞活性,在抗病毒方面有一定的作用 (王树琴等,2008)。定期摄入紫锥菊有利于NK细胞预防自发性肿瘤(Brousseau 和 Miller,2005)。紫锥菊乙醇提取物通过抑制病毒生长和调节细胞因子来减轻流行性感冒症状,也可能减轻其他呼吸系统紊乱疾病(Fusco 等,2010;Sharma 等,2009)。
紫锥菊可通过刺激巨噬细胞产生肿瘤坏死因子、白介素、干扰素等细胞因子来杀灭肿瘤细胞(王长彦等,2008)。与LPS共同作用时有明显的促肺泡巨噬细胞释放肿瘤坏死因子(TNF-α)和一氧化氮(NO)的趋势,肺泡巨噬细胞通过释放NO来破坏传染媒介,在高浓度时对小鼠脾巨噬细胞释放TNF-α和IFN-γ的能力也有明显的增强作用(Goel等,2002)。 Senchinam 等(2009)指出,紫锥菊的根、叶和花提取物都能促进外周血单核细胞(PMBC)的增殖,根部提取物还能促进白介素(IL-1β、IL-10)和 TNF-α 的生成,增强机体的免疫功能。地上部分能影响老龄动物体内的单核细胞量和IL-2的循环量(Cundell等,2003)。紫锥菊水溶性提取物还能促进脾细胞生成IL-6,且能促进非黏附脾细胞生成 TNF-α、IL-10和MIP-1α(Hwang等,2004)。富含多糖的紫锥菊根部提取物在促进IL-6和TNF-α生成方面存在有剂量依赖性(Benson 等,2010)。
1.3 抗炎和抗菌作用 紫锥菊在北美和欧洲是传统的抗炎药物,其活性成分多糖和咖啡酸有弱的抗菌活性,根和地上部分所含的不饱和异丁基酞胺有免疫调节功能,可阻止病原体引起的炎症,有较强的抗炎活性,可用于细菌感染(刘晓琳等,2007)。据报道,紫锥菊提取物对金黄色葡萄球菌、B族链球菌、克雷伯杆菌和表皮葡萄球菌均有不同程度的抑制作用(张英涛等,2004)。其临床抗菌效果、作用机理可能与其免疫刺激活性有关。Sharma等(2010)指出,紫锥菊能有效阻止化脓性链球菌、流行性嗜血杆菌、嗜肺军团杆菌、金黄色葡萄杆菌以及耻垢分枝杆菌所引起的炎症反应。其抗炎作用可能是多种活性代谢物共同作用而改变巨噬细胞活性的结果(Zhai等,2009)。
1.4 抗氧化作用 紫锥菊根部及其衍生物是一种很好的天然抗氧化物质,且能用于防治由自由基诱导所致的危害 (Pellati等,2004)。 陆英等(2009)指出,多酚含量分别为3.76%、6.40%、33.56%的紫锥菊提取物都具有一定的抗氧化能力,其中多酚含量为33.56%的紫锥菊提取物抗氧化作用最强,其还原能力、对过氧化氢(H2O2)的清除作用随样品质量浓度的增大而增大,且强于同等质量浓度的对照样维生素C,对1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基(OPPH·)的清除作用与维生素C接近,对羟基自由基 (·OH)和超氧阴离子(O2-)的清除作用弱于同浓度的维生素C。多酚含量为33.56%的样品在不同反应体系中与对照品维生素C表现出不同抗氧化作用趋势,其反应机理及过程有待研究。
1.5 其他作用 紫锥菊中的多酚对大鼠应激性胃溃疡有预防性保护作用,其原因可能与其能提高机体免疫力和协调及增强一氧化氮合成酶(NOS)活力有关(曹鑫等,2009);且具有预防光照性损伤皮肤的作用(王康才等,2000)。而紫锥菊多糖能显著抑制致病性大肠埃希菌对PK-15细胞的黏附能力,且与多糖浓度密切相关,提示该多糖也具有调节肠道微生态的潜在应用价值 (张红英等,2009)。另外,紫锥菊对35~42日龄肉鸡血浆中总蛋白、白蛋白含量有明显促进作用,对肉鸡血浆中甘油三酯含量有降低作用(刘晓琳等,2008)。
紫锥菊提取物无毒、无致突变性,为其进行功能学评价提供了科学依据。赵丹等(2010)用紫锥菊提取物制备混悬液进行致突变(Ames)试验,指出紫锥菊提取物不引起鼠伤寒沙门氏菌的回复突变数增加,对小鼠骨髓细胞的微核率无影响,结果为阴性,说明该药无致突变作用。
3.1 对鸡传染性法氏囊病 (IBD)鲁改儒等(2010)研究表明,紫锥菊可缓解传染性法氏囊病毒(IBDV)造成法氏囊的病理损伤,增加免疫器官指数,且球蛋白含量在攻毒后11 d升高明显,可以缓解免疫抑制,进而调节机体免疫机能,增强机体的防御功能,有利于该病的防治。随着紫锥菊复合物剂量的增加,其抗病毒作用增强,对法氏囊的保护作用越来越明显(冯善祥,2010a)。另外,紫锥菊对传染性法氏囊疫苗有免疫增强调节作用。牛小飞等(2008)报道,紫锥菊提取物能明显提高鸡外周血中法氏囊病毒抗体滴度,以及细胞因子IL-2和TNF-α含量,并能改善肉鸡的生产性能,以0.5 mL/只为最佳的用药剂量。倪耀娣等(2010)指出,紫锥菊能在一定程度上降低或阻断IBDV在机体内的增殖,是通过增加CD4+T淋巴细胞而使B淋巴细胞的一定范围内有所恢复,从而发挥其免疫调节作用。因此,紫锥菊提取物针对IBD疫苗具有明显的免疫促进作用,能显著降低IBDV对机体造成的损伤,是一种效果极为明显的免疫增强剂。
3.2 对鸡新城疫病(ND)据报道,紫锥菊提取物能明显抑制鸡新城疫病毒 (NDV)的复制和增殖,阻止NDV对细胞的吸附作用 (刘晓琳等,2008)。降低鸡胚病死率,且效果明显高于盐酸金刚烷胺(鄢长庆等,2011)。紫锥菊复合物对新城疫强毒感染雏鸡也具有明显的保护作用,可以用于鸡新城疫的预防和治疗(冯善祥,2011)。刘晓琳等(2007)经过红细胞血凝试验检测表明,经紫锥菊及其中药复方预防治疗的康复鸡只均为阴性,与空白对照组相比,紫锥菊和紫复方能明显降低肉鸡感染NDV后的死亡率,促进肉鸡感染后的痊愈,显示出了明显的抗NDV的活性。而复方紫锥菊的临床效果明显好于单方紫锥菊 (赵增锋等,2006)。
紫锥菊具有免疫增强作用和抗炎、抗病毒等功效已经得到大量的临床研究证明。随着我国近年来的引种成功和不断研究开发,紫锥菊也将成为对中国传统中草药宝库的有益补充。
紫锥菊突出的生物学功能及其天然性和毒副作用低的特点,很好地解决了抗生素等化学药物的残留问题。因此,以紫锥菊提取物为主要成分的饲料添加剂及其复方制剂的开发应用趋势明显、前景广阔。
[1]柴建亭,胡梅,邱妍.紫锥菊多糖对鸡淋巴细胞体外增殖影响[J].中兽医医药杂志,2011,1:47 ~ 49.
[2]曹鑫,张宇,彭岩,等.紫锥菊多酚植物化学物质对大鼠应激性胃溃疡的影响[J].大连医科大学学报,2009,31(4):283 ~ 286.
[3]冯善祥.复方紫锥菊对鸡免疫增强作用试验[J].中国兽医杂志,2010b,46(9):27 ~ 28.
[4]冯善祥.紫锥菊复合物对雏鸡人工感染传染性法氏囊病病毒的效果观察[J].中国畜牧兽医,2010a,37(4):88 ~ 91.
[5]冯善祥.紫锥菊复合物对雏鸡人工感染新城疫病毒效果观察[J].中国畜牧兽医,2011,38(4):225 ~ 227.
[6]郝智慧,陈杖榴,邱梅,等.不同紫锥菊提取物对肉仔鸡免疫功能影响[J].中兽医医药杂志,2010,2:7 ~ 11.
[7]刘晓琳,仇微红,郭世宁,等.复方紫锥菊体外抗肉鸡新城疫病毒的试验[J].中国兽医杂志,2008,44(11):20 ~ 21.
[8]刘晓琳,郭世宁,黎建华,等.紫锥菊的药理作用和临床应用[J].黑龙江畜牧兽医,2007,6:83 ~ 85.
[9]刘晓琳,郭世宁,石达友,等.复方紫锥菊对肉鸡部分血液生化指标的影响[J].中兽医医药杂志,2008,4:30 ~ 32.
[10]刘晓琳,李志华,郭世宁,等.复方紫锥菊对人工感染鸡新城疫的防治效果观察[J].中国家禽,2007,29(23):49 ~ 50.
[11]鲁改儒,卫书鹏,倪耀娣,等.紫锥菊和黄芪活性成分缓解IBD雏鸡免疫抑制性的研究[J].动物医学进展,2010,31(5):45 ~ 48.
[12]陆英,王妍,丁浩,等.紫锥菊提取物抗氧化作用研究[J].湖南农业大学学报,2009,35(2):151 ~ 154.
[13]牛小飞,史万玉,倪耀娣,等.紫锥菊对传染性法氏囊疫苗免疫效果的影响[J].畜牧与兽医,2008,40(9):5 ~ 8.
[14]倪耀娣,卫书鹏,徐建忠,等.紫锥菊、黄芪对感染IBDV雏鸡胸腺、小肠中 CD4+、CD8+T 淋巴细胞动态分布的影响[J].中国兽医学报,2010,30(8):1075~1078.
[15]王长彦,杨鸣崎,陈洪亮.紫锥菊提取物的药理活性及在养殖业中的应用[J].畜牧兽医杂志,2008,27(6):69 ~ 71.
[16]王康才,唐晓清,朱光明,等.紫锥菊属植物的化学成分、药理及开发利用研究进展[J].中药材,2000,23(12):780 ~ 782.
[17]王树琴,郭世宁,胡烨丹,等.紫锥菊对肉鸡体液免疫及细胞免疫的影响[J].中国兽医杂志,2008,44(9):49 ~ 49.
[18]吴华.紫锥菊提取物对奶牛外周血单核细胞增殖的影响[J].安徽农业科学,2010,38(11):5660 ~ 5661,5766.
[19]吴建明,邹文俊.引种紫锥菊主要活性部位的免疫调节作用研究[J].时珍国医国药,2009,20(4):70 ~ 72.
[20]吴江涛,刘珂.紫锥菊提取物对小鼠单核巨噬细胞系统功能的影响[J].烟台大学学报,2001,14(2):131 ~ 134.
[21]鄢长庆,伦艳霞,刘珂飞.紫锥菊提取物对新城疫病毒抑制作用的研究[J].黑龙江畜牧兽医,2011,1:128 ~ 129.
[22]张红英,王学兵,赵现敏,等.紫锥菊多糖抑制致病性大肠埃希菌细胞黏附的试验研究[J].中国微生态学杂志,2009,21(12):1088 ~ 1089.
[23]张英涛,王弘,刘文芝.松果菊属药用植物的应用基础研究[J].北京大学学报(医药版),2004,36(1):90 ~ 93.
[24]赵丹,陈秀云,卜仕金.紫锥菊提取物的Ames试验[J].中国兽药杂志,2010a,44(3):28 ~ 30.
[25]赵丹,陈秀云,孙雨,等.紫锥菊提取物对小鼠骨髓细胞微核影响的试验研究[J].中国畜牧兽医,2010b,37(1):208 ~ 210.
[26]赵增锋,陈洪亮,李德发,等.单方紫锥菊及其复方制剂对雏鸡免疫效果的影响[J].中国动物保健,2006,8:40 ~ 41.
[27]Benson J M,Pokorny A J,Rhule A,et al.Echinacea purpurea extracts modulate murine dendritic cell fate and function[J].Food and Chemical Toxicology,2010,48(5):1170 ~ 1177.
[28]Brousseau M,Miller S C.Enhancement of natural killer cells and increased survival of aging mice fed daily Echinacea root extract from youth[J].Biogerontology,2005,6:157 ~ 163.
[29]Cundell D R,Matrone M A,Ratajczak P,et al.The effect of aerial parts of Echinacea on the circulating white cell levels and selected immune functions of the aging male Sprague–Dawley rat[J].International Immunopharmacology,2003,3(7):1041 ~ 1048.
[30]Fusco D,Liu X Y,Savage C,et al.Echinacea purpurea aerial extract alters course of influenza infection in mice[J].Vaccine,2010,28(23):3956 ~ 3962.
[31]Gan X H,Zhang L,Heber D,et al.Mechanism of activation of human peripheral blood NK cells at the single cell level by Echinacea water soluble extracts: recruitment of lymphocyte–target conjugates and killer cells and activation of programming for lysis [J].International Immunopharmacology,2003,3(6):811 ~ 824.
[32]Goel V,Chang C,Slama J V,et al.Echinacea stimulates macrophage function in the lung and spleen of normal rats[J].Journal of Nutritional Biochemistry,2002,13(8):487 ~ 492.
[33]Hwang S A,Dasgupta A,Actor J K.Cytokine production by non-adherent mouse splenocyte cultures to Echinacea extracts[J].Clinica Chimica Acta,2004,343(1):161 ~ 166.
[34]Pellati F,Benvenuti S,Magro L,et al.Analysis of phenolic compounds and radical scavenging activity of Echinacea spp.[J].Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis,2004,35(2):289 ~ 301.
[35]Rehman J,Dillow J M,Carter S M,et al.Increased production of antigen-specific immunoglobulins G and M following in vivo treatment with the medicinal plants Echinacea angustifolia and Hydrastis Canadensis[J].Immunology Letters,1999,68(2 ~ 3):391 ~ 395.
[36]Senchinam D S,McCann D A,Flinn G N,et al.Echinacea tennesseensis ethanol tinctures harbor cytokine-and proliferation-enhancing capacities[J].Cytokine,2009,46(2):267 ~ 272.
[37]Sharma M,Anderson S A,Schoop R,et al.Induction of multiple pro-inflammatory cytokines by respiratory viruses and reversal by standardized Echinacea,a potent antiviral herbal extract[J].Antiviral Research,2009,83(2):165~170.
[38]Sharma S M,Anderson M,Schoop S R,et al.Bactericidal and anti-inflammatory properties of a standardized Echinacea extract (Echinaforce): Dual action sagainst respiratory bacteria[J].Phytomedicine,2010,17(8):563 ~ 568.
[39]Zhai Z L,Solco A,Wu L,et al.Echinacea increases arginase activity and has anti-inflammatory properties in RAW264.7 macrophage cells,indicative of alternative macrophage activation[J].Journal of Ethnopharmacology,2009,122(1):76 ~ 85.