扁桃斑鸠菊抗炎抗氧化作用研究进展

吴美芳，王 杰，谷 乐，沈瑞池，何建章

(福建省亚热带植物研究所/福建省亚热带植物生理生化重点实验室，福建 厦门 361006)

扁桃斑鸠菊Vernonia amygdalina又名南非叶、桃叶斑鸠菊、杏叶斑鸠菊、苦叶等，为菊科斑鸠菊属植物，原产于热带非洲，最多见于西非。目前，扁桃斑鸠菊在我国福建、台湾、广东、海南等地均有种植，其药理作用逐渐被重视。在尼日利亚等地，扁桃斑鸠菊叶片既可作为蔬菜食用，又可入药。扁桃斑鸠菊叶含有丰富的生物活性成分，如皂苷、萜类、类固醇、生物碱、香豆素类、黄酮类、酚酸类、木酚素、氧杂蒽酮、蒽醌类和倍半萜等[1]。这些活性成分药效显著，具有抗菌、抗过敏、抗炎、抗癌等生理活性，民间常用来治疗疟疾、糖尿病、腹泻、肝炎、胃肠道问题，以及皮肤疾病、乳腺癌等多种疾病[2—4]。本文针对近年来国内外有关扁桃斑鸠菊在抗炎、抗氧化方面的研究进展进行综述，为其临床应用及产品开发提供参考。

1 抗炎作用

炎症是具有血管系统的活体组织对损伤发生的反应，执行限制损伤和促进组织修复的双重功能，包括酶的活化、介质释放、体液外渗、细胞迁移等一系列复杂过程。严重的炎症反应可导致多种疾病的发生。动脉粥样硬化、关节炎、心血管疾病、2型糖尿病、癌症等疾病均与炎症反应密切相关。

参与炎症反应的主要是单核/巨噬细胞、多形核白细胞(主要是中性粒细胞，也包括少量嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞)和内皮细胞。当这些细胞被激活时，它们聚集并渗透到组织中，增加细胞因子、活性氧(ROS)和其他炎症介质的产生，引发炎症级联反应，并导致随后的组织损伤[5]。丙二醛(MDA)是脂质过氧化的生物标志物，内质网膜脂富含多不饱和脂肪酸，脂质过氧化使这些膜脂的氧化变性，进而产生MDA等产物，对膜造成损伤。一氧化氮(NO)是一种内皮源性松弛因子，NO增加可能伴随着超氧自由基的产生。超氧自由基诱导强氧化剂和过氧亚硝酸盐，导致急性内皮功能障碍，从而激活炎症[6]。

1.1 扁桃斑鸠菊在不同炎症模型中的抗炎作用

疼痛是炎症性疾病的主要表现之一。醋酸致小鼠扭体模型是通过化学刺激在腹腔产生组织坏死而引起大面积的疼痛，致使小鼠产生扭体反应。醋酸扭体实验显示，扁桃斑鸠菊叶的甲醇提取物(MEVA)具有明显的抗伤害作用。小鼠腹腔注射醋酸组平均扭体次数为40.4±4.7次。50、100和200 mg·kg-1MEVA分别显著抑制了63.9%、50.9%和32.5%的扭体反应[7]。福尔马林炎症疼痛模型中，中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞增加，脂质过氧化物、白细胞和溶酶体酶水平显著升高；而经扁桃斑鸠菊叶醇提物(LEVA)100、200、300 mg·kg-1剂量预处理的小鼠以上各项指标都恢复正常水平[8]。

足肿胀的形成是多种炎症介质协同作用的结果，卡拉胶和角叉菜胶诱导的大小鼠足肿胀也是评价天然产物抗炎作用的常用实验动物模型。MEVA(50、100和200 mg·kg-1)对注射卡拉胶后4 h的水肿有剂量依赖性抑制作用，抑制率分别是41.4%、63.0%和68.6%。在小鼠角叉菜胶性足肿模型中，200 mg·kg-1MEVA能显著降低小鼠的白细胞浸润、渗出液蛋白质含量和MDA含量，但对谷胱甘肽(GSH)和超氧化物歧化酶(SOD)无明显影响。组织学研究显示，MEVA治疗组炎症细胞浸润减少。这表明扁桃斑鸠菊通过减少白细胞迁移和脂质过氧化起到一定的抗伤害和抗炎作用。该提取物的抗炎作用可能与抑制前列腺素的释放或合成有关[7]。

巴豆油致耳肿胀多用于评价或筛选药物的抗炎作用，其主要的致炎成分是佛波酯(TPA)。Georgewill等[9]利用巴豆油诱导大鼠耳部6 h后，经定量反应比较显示，扁桃斑鸠菊叶片水提物可明显降低炎症反应，其炎症抑制率达(69.1±2.0)%，略低于乙酰水杨酸的炎症反应抑制率(71.1±2.0)%。

1.2 扁桃斑鸠菊在疾病中的抗炎作用

Madzuki等[10]研究了扁桃斑鸠菊叶在软骨组织块体外实验和绝经后骨关节炎大鼠模型中的抗炎作用。在炎性细胞因子白细胞介素1β(IL-1β)的作用下，软骨组织培养中的软骨细胞释放NO和蛋白多糖，加重炎症。在炎症条件下，扁桃斑鸠菊叶醇提物(LEVA)显著减少NO的释放和蛋白多糖的降解，从而保护软骨。绝经后骨关节炎大鼠模型中，LEVA组 (300 mg·kg-1)骨关节炎大鼠软骨侵蚀和骨赘生物明显减少，参与炎症调控的因子前列腺素E2、核因子kB(NF-kB)、IL-1β、解聚素金属蛋白酶5(Adamts-5)和Caspase-3的表达降低。血清胶原酶Mmp-13和Mmp-3的产生受NF-kB诱导，二者引起细胞凋亡、胞浆释放和微环境吞噬，从而加重炎症的发生[11]。Ⅱ型胶原是主要的关节软骨组分，扁桃斑鸠菊降低大鼠Mmp-3、Mmp-13和Ⅱ型胶原mRNA水平，上调抗炎因子IL-10的表达，显示出软骨合成活性[10]。Madzuki等[10]认为，扁桃斑鸠菊含有咖啡酰奎宁酸、黄烷酮-O-芸香苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、木犀草素、芹菜素衍生物和斑鸠菊苷D等有效成分，这些成分可以抑制炎症、疼痛、胶原酶和软骨降解，并改善或合成软骨基质，防止骨关节炎的发生。

疟疾是一种由疟原虫感染宿主红细胞引起的高度炎症性疾病，是非洲、亚洲和拉丁美洲流行地区最具致病性的疾病之一，严重危害人类生命[12]。青蒿素是有效的抗疟疾药物，同时，扁桃斑鸠菊也被证实具有抗疟疾作用。疟疾患者血浆中高浓度 MDA的存在，表明氧化应激水平升高[13]。一般来说，氧化应激可通过坏死的组织和细胞释放危险信号引起炎症[14]。恶性疟原虫与ROS协同作用，激活炎症小体[15]。肿瘤坏死因子TNF家族通过29个受体传递信号，诱导其他细胞因子和酶加入炎症级联[16]。干扰素IFN-γ是一种重要的巨噬细胞激活因子，参与对疟疾的免疫反应。低剂量LEVA(100 mg·kg-1)治疗受伯氏疟原虫感染小鼠，小鼠细胞因子水平显著增加，这可能归因于裂体增殖数量和发热阵发性增加，导致TNF、IFN和NO水平增加[13]。更高剂量的LEVA(300～1000 mg·kg-1)治疗受感染的小鼠，可通过直接抑制细胞因子的产生(包括TNF-α、IFN-γ、NO)从而减轻伯氏疟原虫的炎症效应。非治疗感染组和低剂量LEVA(100 mg·kg-1)治疗组小鼠的MDA浓度显著高于对照组。高剂量处理组降低感染小鼠的MDA浓度，可能由于叶醇提取物对ROS引起的膜损伤的保护作用[13]。扁桃斑鸠菊的抗疟活性可归因于斑鸠菊内酯、斑鸠菊大苦素、羟基斑鸠菊内酯和斑鸠菊醇等几种倍半萜内酯化合物，这些化合物在结构上与青蒿素相似[2]。

特应性皮炎是一种慢性炎症性皮肤病，以瘙痒和湿疹为主要特征。控制炎症、减少瘙痒和皮肤护理是治疗特应性皮炎的关键。在治疗方案中，扁桃斑鸠菊叶的水提物和醇提物都显著降低了特应性小鼠的皮肤损伤(鳞屑性干燥、红斑出血、糜烂)[3]。此外，也显著降低了血清中炎症标志物免疫球蛋白E(IgE)、IL-4、IL-5、辅助性T细胞因子Th2和Th1(IFN-γ和TNF-α)水平，组织病理特征直接反映扁桃斑鸠菊治疗后的炎性细胞浸润和皮肤屏障破坏减少。Ngatu等[3]认为植物叶片中的类黄酮和倍半萜内酯是主要的抗炎活性成分。

1.3 扁桃斑鸠菊的膜稳定性抗炎机制

在炎症过程中，溶酶体酶被释放到胞浆中，对周围组织造成损伤，从而引发炎症。大多数非甾体抗炎药通过限制溶酶体酶的释放稳定溶酶体膜并抑制炎症过程。由于红细胞膜与溶酶体膜有着高度相似性，对红细胞低渗或热诱导溶解的保护作用常被推断为溶酶体膜的稳定作用，并被用作抗炎活性及其机制的生化指标[17]。黄酮类、三萜类和大多数其他次生植物代谢产物由于其膜稳定作用而表现出抗炎作用[18]。红细胞悬液的膜稳定性实验显示，膜稳定活性可能是扁桃斑鸠菊抗炎作用的机制之一[19]。

2 抗氧化作用

氧化过程中可生成自由基，自由基拥有一个不成对的电子，使其具有高度的反应性，抗氧化剂通过去除自由基中间体终止这些连锁反应，并抑制其他氧化反应。抗氧化剂通常是还原剂，如硫醇、抗坏血酸或多酚[20]。

2.1 扁桃斑鸠菊活性成分在抗氧化中的作用

酚类被认为是大多数植物中起抗氧化作用的主要活性成分之一。多酚化合物拥有一个或多个含酚羟基的芳香环，可以提供电子、氢原子或者螯合金属离子，从而清除自由基，在体内发挥抗氧化活性。多酚已被证明有助于治疗 2型糖尿病及其并发症[4,21—22]。扁桃斑鸠菊叶片水提物中检测到类黄酮、槲皮素和表儿茶素等酚类物质，总酚含量为13.96±3.10 mg GAE[20]。扁桃斑鸠菊叶片水提物与大鼠肝脏匀浆液体外培养，其2,2-二苯基-1-苦基肼(DPPH)自由基清除实验和芬顿反应降低Fe3+的能力证实了关于扁桃斑鸠菊叶片自由基清除活性的报道[23—24]。槲皮素是研究最多的黄酮类化合物之一，据报道其具有有效的抗氧化活性[25]。经鉴定，药用植物中的表儿茶素也与其抗氧化活性相关[26—27]。由此可见，扁桃斑鸠菊中的抗氧化活性与类黄酮、槲皮素和表儿茶素等酚类物质有关。

Igile等[28]从扁桃斑鸠菊中鉴定了木犀草素、木犀草素-7-O-β-葡萄糖醛酸苷和木犀草素-7-O-β-葡萄糖苷三种黄酮类化合物，其中木犀草素-7-O-β-葡萄糖醛酸苷含量最丰富。通过β-胡萝卜素与亚油酸耦合氧化测定三种化合物的抗氧化活性，结果表明在相同浓度(15 mg·L-1)下，木犀草素是一种比合成抗氧化剂丁基化羟基甲苯(BHT)更有效的抗氧化剂，而两种苷类抗氧化活性明显低于木犀草素或BHT。

将扁桃斑鸠菊的花依次用正己烷、氯仿和丙酮提取，从中分离具有生物活性的化合物[29]。氯仿提取物分离出两种化合物，经鉴定为二十三烷和斑鸠菊内酯，而丙酮提取物则鉴定出异鼠李素和木犀草素。丙酮提取物和异鼠李素对DPPH自由基的清除率分别为91.6%和94%，对脂质过氧化的抑制率分别为74%和80%，说明扁桃斑鸠菊花的抗氧化活性与异鼠李素的存在有关。与氯仿提取物相比，丙酮提取物对自由基清除能力更为显著。这是由于异鼠李素和木犀草素是具有游离羟基的黄酮类化合物，能提供氢和电子，是天然的抗氧化剂。

Erasto等[30]从扁桃斑鸠菊叶乙醇提取物中分离得到斑鸠菊内酯和斑鸠菊醇两种倍半萜内酯，并比较其还原能力和DPPH自由基清除能力，评价扁桃斑鸠菊的抗氧化活性。与斑鸠菊醇和乙醇提取物相比，斑鸠菊内酯具有更高的还原力。对DPPH自由基清除活性顺序则为乙醇提取物＞斑鸠菊醇＞斑鸠菊内酯。在所有浓度下，乙醇提取物比单独一种倍半萜内酯具有更高的自由基清除活性，这表明乙醇提取物中存在和黄酮等其他抗氧化成分有协同作用的物质。

2.2 扁桃斑鸠菊在疾病中的抗氧化作用

糖尿病是全世界最主要的慢性非传染性疾病之一，其中2型糖尿病占糖尿病患者90%以上。严重的高血糖患者中，ROS生成增加，内源性系统无法清除这些自由基，导致氧化应激[31—32]。抗氧化和抑制碳水化合物代谢酶是抗糖尿病药物和药用植物研究最多的机制之一。这归因于这些药物和植物活性成分具有清除自由基和抑制关键碳水化合物消化酶(特别是 α-葡萄糖苷酶和 α-淀粉酶)的能力。在链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠中，LEVA 400 mg·kg-1对空腹血糖和葡萄糖耐量有显著改善[4]。扁桃斑鸠菊还引起甘油三酯和总胆固醇水平显著下降，以及ROS、谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)和GSH等抗氧化酶上调。这些影响可能是由于提取物的多酚激活了抗氧化剂或亲电反应元件(ARES/EPRES)，并调节几种抗氧化酶的启动子活性[33]。此外，与糖尿病对照组相比，扁桃斑鸠菊对胰腺β-细胞具有保护作用，可抵抗STZ诱导的损伤。扁桃斑鸠菊能提高大鼠骨骼肌中葡萄糖转运蛋白Glut4的表达，进一步的组织分离显示，它也能增加Glut4向细胞质膜转运的易位(35.7%)，这表明扁桃斑鸠菊可能刺激骨骼肌的葡萄糖摄取。扁桃斑鸠菊乙醇提取物中多酚含量较高，主要为 1,5-二咖啡酰奎宁酸、二甲酰奎宁酸、绿原酸和木犀草素-7-O-葡萄糖苷。扁桃斑鸠菊对糖尿病的抗氧化作用可能归因于提取物中的多酚，特别是二咖啡酰奎宁酸及其异构体[4]。

糖尿病肾病和脑葡萄糖摄取减少是糖尿病患者最重要的合并症[32]。四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠口服MEVA 28 d可显著降低血糖，改善糖尿病大鼠的体重[34]。与糖尿病对照组相比，提取物治疗组大鼠的甘油三酯、胆固醇、血清肌酐和尿素水平都显著降低；另外，治疗组肾脏匀浆中过氧化氢(H2O2)和MDA等氧化应激标志物显著降低，抗氧化酶活性显著提高。因此，MEVA对四氧嘧啶诱导的糖尿病具有抗高血糖、体内抗氧化和肾保护作用。2型糖尿病患者血脑屏障处葡萄糖转运蛋白的下调减少了葡萄糖向大脑的促进性转运[35]。据报道，扁桃斑鸠菊具有刺激脑组织摄取葡萄糖的能力，同时通过抗氧化和抗炎活性激活丙酮酸代谢途径，这可归因于已鉴定的植物化学物质特别是烟酸、水杨酸和 γ-辛内酯在血脑屏障中的渗透性。进一步证实扁桃斑鸠菊具有抗糖尿病和神经保护作用[31—32]。

扁桃斑鸠菊通过抗氧化活性介导肝保护作用。在2-乙酰氨基芴(2-AAF)诱导的肝氧化损伤大鼠中，血清丙氨酸转氨酶(ALT)、天门冬氨酸转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(ALP)等血清酶活性显著升高，抗氧化酶(如SOD、H2O2酶、谷胱甘肽巯基转移酶)活性降低，GSH降低，MDA水平升高。MEVA(250 mg·kg-1和500 mg·kg-1)联合用药后，通过降低血清酶活性、上调抗氧化防御酶和GSH、降低MDA含量，改善2-AAF引起的的氧化损伤、功能障碍和组织病理学改变，表明MEVA对肝的保护作用可能是由于其抗氧化和自由基清除活性[36]。在酒精诱导的肝损伤小鼠中，扁桃斑鸠菊水提物也同样通过抗氧化活性发挥肝保护作用。扁桃斑鸠菊水提物总酚含量为 24.8±1.5 mg·g-1没食子酸当量，总黄酮含量为 25.7±1.3 mg·g-1儿茶素当量[37]。扁桃斑鸠菊水提物显著抑制黄嘌呤和酪氨酸酶的氧化。另一方面，浓度为10、50 mg·kg-1水提物均能降低酒精性肝损伤小鼠ALT、ALP、AST、甘油三酯和总胆红素的含量；此外，还可提高SOD活性、血浆铁还原能力(FRAP)，降低治疗小鼠肝脏中NO和MDA水平。

胃溃疡是最严重的胃肠道疾病之一，活性氧被认为是引起胃溃疡发生的有害物质。自由基会引起细胞抗氧化防御系统的过度破坏，诱导应激状态和脂质过氧化，随后导致胃粘膜氧化损伤[38]。阿司匹林诱发的胃溃疡模型中，SOD活性和GSH水平显著降低，MDA水平逐渐升高[39]。然而，Wistar大鼠在溃疡诱导前用MEVA(200、300 mg·kg-1)预处理后，MDA浓度、SOD活性和GSH水平得以恢复，服用提取物也能显著减轻溃疡大鼠胃组织的坏死。MEVA对胃酸分泌有抑制作用，可能是通过阻断 H2受体和阻止组胺结合而起作用，抑制细胞内腺苷酸环化酶、Na+-K+ATPase和顶叶细胞质子泵，从而减少胃酸分泌。扁桃斑鸠菊叶片提取物对胃溃疡的保护作用可能归因于其植物化学成分，如多酚化合物和其他生物活性成分，这些成分具有清除自由基和调节粘膜通透性的能力。另外，扁桃斑鸠菊叶提取物中的单宁、黄酮、粗蛋白和必需氨基酸都被认为与胃保护作用有关。单宁是天然的抗氧化剂，在溃疡部位沉淀微蛋白与胃组织层的蛋白质反应，形成保护膜，防止胃粘膜受到刺激[40]。黄酮类化合物具有清除自由基、抑制脂质过氧化、增加胃粘膜前列腺素和粘膜含量的作用，具有细胞保护作用，而粗蛋白和必需氨基酸也对胃酸起缓冲作用[39]。

另外，扁桃斑鸠菊在前列腺癌、肾病、结肠疾病中也同样可以通过抗氧化作用明显改善病症[41—43]。

3 展望

近年来，植物活性成分在延缓、抑制或逆转由炎症和氧化过程引发的疾病方面受到广泛关注，并越来越多地运用于膳食和药用开发。抗过敏食品成分如植物性乳酸菌、植物多酚等的成功运用即是最好的说明。

目前，临床上通常使用类固醇和非类固醇抗炎药治疗炎症，这些抗炎药虽然效果明显，但往往具有组织病变、耐药性和依赖性等副作用。传统医学实践中使用的植物性药物因价格低廉、资源丰富且容易获得、副作用小等优点而成为当前研究的焦点，可作为非甾体抗炎药和阿片类药物的替代品，具有较高的研究价值[44—45]。研究表明，在糖尿病等疾病中，药用植物比常规药物具有更好的抗炎抗氧化活性，这归功于药用植物中具有生物活性的化学成分[46—47]。

扁桃斑鸠菊作为非洲热带地区的传统药物，具有较强的抗炎抗氧化作用，应用前景广阔。但是，由于对扁桃斑鸠菊的认识时间较短，药理研究比较有限，目前还未见相关药品上市，如加以合理的开发应用，必将在人类健康生活中发挥重要作用。