中药啤酒花药理作用的研究进展

刘景雪，姜 玉，谢和辉，黄 瑾

(1.上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院药剂科，上海 200437；2.海军军医大学附属长征医院药剂科，上海 200003；3.上海交通大学公共卫生学院，上海 200025)

啤酒花学名蛇麻(HumuluslupulusL.)，又称忽布(Hop)、酵母花、香蛇麻、蛇麻草、蛇麻花、唐草花等，为桑科葎草属蔓生宿根攀援草本植物[1];主要分布于新疆北部，在华北、东北及浙江、山东等地也有栽培[2];其味苦、性平，具有健胃、安神、消食、利尿和止咳化痰的功效，常用于治疗食欲不振、失眠、浮肿、腹胀、癔症、肺结核、膀胱炎、胸膜炎等[3]。啤酒花是一种药食同源的植物，主要用于啤酒的酿造过程，是啤酒生产的基本原料，可分为A型(香花)、B型(兼型)、C型(特点不明显)和D型(苦花)；其成分很复杂，包括树脂类、挥发油、黄酮类、多酚类、鞣质、胆碱等多种化学成分[3]。大量的有效成分使得啤酒花提取物及其复方制剂具有抗菌、抗肿瘤、抗氧化、降血糖、降血压、雌激素样等药理作用[3]。因此，啤酒花逐渐成为医疗领域研究的一颗新星。

本文对近几年有关啤酒花的药理作用及机制研究进展作一综述，为啤酒花的进一步开发利用和功能性研究提供理论基础。

1 化学成分

1.1 树脂类

根据其在有机溶剂中溶解度不同分为软树脂和硬树脂。软树脂是指溶于低沸点烃类化合物的部分，是酒花香味与苦味的主要来源，主要成分为α-酸[4]和β-酸[5]，均为酮的衍生物，性质活泼，易被氧化或还原；硬树脂是指总树脂中不溶于己烷的部分，属于未定性树脂。α-酸的分子结构中虽不含羟基，但因具有烯醇基而呈弱酸性；在冷水中的溶解度很小，仅微溶于沸水；在加热、稀碱或光照条件下易发生异构化反应生成异α-酸。异α-酸有强烈的苦味，溶解度比α-酸大得多，是啤酒中苦味和防腐力的主要来源。β-酸比α-酸含量低，苦味、防腐力及溶解度均不及α-酸，更易被氧化形成β软树脂，赋予啤酒柔和的苦味，对啤酒的风味起到补充和修饰作用。

1.2 黄酮类

啤酒花中黄酮类成分主要分为3类：查耳酮类、黄酮类和黄烷类[6]。黄酮类化合物是啤酒花中一类主要的活性成分。黄腐酚[7]作为啤酒花特有的黄酮类成分备受关注，它是由啤酒花蛇麻腺分泌产生，为一种天然的异戊稀基黄酮类化合物。

1.3 挥发油

啤酒花中的挥发性成分简称酒花精油[8]，主要由碳氢化合物及含氧化物组成，还有一部分含硫化合物。其碳氢化合物香气令人不快，对酒花香味起负作用；而含氧化合物的香气清淡纯正(如沉香醇有醇香木的香气，香叶醇有玫瑰花香气)，是啤酒中幽雅香气的主要成分。

1.4 其他

还含有鞣质、胆碱、果糖、葡萄糖、类脂、蜡质等[8]。

2 药理作用

啤酒花作为酿造啤酒的原料，还具有药用价值，其药用部位是未成熟的绿色果穗。民间多用于泡茶。经过研究，发现其主要有以下药理作用。

2.1 抗菌

研究发现，啤酒花中的α-/β-酸均有良好的抑菌作用[9-10]，尤其对于G+菌(包括葡萄球菌、分枝杆菌、链霉菌、微球菌、结核杆菌)的抑制效果明显，其中，β-酸中蛇麻酮的抑菌作用比α-酸中的葎草酮更强。主要因为蛇麻酮的脂溶性强，分布系数大，容易进入结核杆菌的蜡膜而起到特殊的亲和作用，从而产生抑制结核杆菌的功能。

Bogdanova等[11]对啤酒花中化合物葎草酮、蛇麻酮的生物活性及黄腐酚对敏感和耐药葡萄球菌的研究，发现它们降低了从生物膜释放的细菌数量，其中蛇麻酮的作用效果最强，其次是黄腐酚；蛇麻酮和黄腐酚不仅能穿透生物膜并减少其内的细菌数量，而且当其浓度较高(黄腐酚60 μg/ml,蛇麻酮125 μg/ml)时可以使存活的细菌数量减少到0。他们在啤酒花组分对G+耐药细菌的抑制作用中报道[12]，这些组分(包括α-酸、β-酸和黄腐酚)不仅对G+菌的参考菌株有效，而且对抵抗甲氧西林和万古霉素的耐药菌株也是有效的。然而，对G-菌没有抑菌作用。在啤酒花被检测的物质中，黄腐酚被鉴定为具有最有效的抗微生物特性的啤酒花部分；在肠球菌中，α-苦味酸的抑菌效果最强。

2.2 抗氧化

啤酒花的内在抗氧化能力[13-14]主要与存在于酒花中的多酚化合物有关。郭苗等[15]从废酒花中分离的多酚提取物,以200～800 mg/(kg·d)的剂量持续灌胃高脂血症小鼠5周，其肝脏中的总胆固醇和三酰甘油以及血清中的低密度脂蛋白胆固醇水平和动脉粥样硬化指数显著降低，血清中高密度脂蛋白水平显著升高。另外，小鼠肝脏中的脂质过氧化产物丙二醛含量显著减少，过氧化氢酶活力显著提高，红细胞和肝脏中的超氧化物歧化酶活力、全血和肝脏中谷胱甘肽过氧化物酶活力均显著提高。研究结果表明，酒花多酚对高脂小鼠具有显著的降脂和抗氧化作用。

有日本学者研究发现[16]，啤酒花中的异α-酸可以预防阿尔茨海默症(AM)及认知功能障碍，他们发现异α-酸通过激活过氧化酶体增殖物激活受体激动剂γ，使得小胶质细胞增多和抑制炎症反应。实验中，正常小鼠口服异α-酸造成双阳性抗炎型小胶质细胞和脑中的小胶质细胞中的CD11b和CD206显著增加；而在AM5×FAD小鼠中，通过免疫组化分析，口服异α-酸组同对照组相比，大脑皮层中淀粉样蛋白β减少21%，炎症细胞因子(比如IL-1β)和趋化因子(包括在大脑皮层中的巨噬细胞炎性蛋白-1α)也显著减少。

路欣等[17]对酒花多酚提取物体内外抗氧化活性进行研究。在体外，酒花多酚提取物能有效清除活性氧自由基，显著抑制Cu-VC诱导的DNA氧化断裂损伤；在体内，口服200～800 mg/kg多酚剂量的酒花多酚提取物可显著抑制因溴代苯诱导的小鼠肝脏超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性降低，也可降低溴代苯氧化应激小鼠肝脏的硫代巴比妥酸产物含量。

Huang等[18]评估啤酒花中的异戊二烯黄酮类黄腐酚，它对于稳定表达人类瑞典突变体淀粉样前体蛋白(N2a/APP：一种可以充分表征AM的细胞模型)的鼠神经母细胞瘤N2a细胞的治疗潜力。Elisa和Western blot 分析显示，黄腐酚抑制Aβ积累和APP的加工；在N2a/APP细胞中，黄腐酚通过PP2A、GSK3b途径改善了Tau蛋白的高度磷酸化；黄腐酚对Tau蛋白高度磷酸化的改善在HEK293/Tau细胞(另一种具有Tau蛋白高度磷酸化的细胞系)上得到验证。这些结果表明黄腐酚可能具有潜在的治疗AM和/或神经病理学相关的神经退行性疾病的作用。

2.3 抗肿瘤

啤酒花中的黄腐酚有抗肿瘤作用。Jiang等[19]对黄腐酚的抗癌机制进行研究，发现促凋亡蛋白(Bax、PARP、AIF,蛋白酶-3、蛋白酶-8、蛋白酶-9)的上调和抗凋亡蛋白(Bcl-2)的下调参与了黄腐酚诱导的癌细胞凋亡，同时，减少的Notch1、mTOR、STAT3等介导了非癌细胞增殖的抑制作用。此外，黄腐酚通过调节p53、p21和cyclin D1的表达诱导细胞周期停滞。FAK和MMP-2表达的下调参与了黄腐酚在癌细胞的迁移和侵袭作用。MDR1、EGFR和STAT3在黄腐酚处理的MCF-7/ADR中下调，表明黄腐酚可能与目前的传统化学疗法起协同作用。关于黄腐酚对ERK1/2磷酸化的影响相互矛盾的结果，比如，黄腐酚治疗增加了甲状腺癌中ERK1/2磷酸化，同时降低了喉癌细胞中ERK1/2的磷酸化，其原因可能在于黄腐酚对ERK1/2磷酸化的细胞特异性不同。总之，黄腐酚确实影响了一系列与癌细胞增殖、凋亡、迁移、侵袭和多耐药相关的关键蛋白。

2.4 降血糖

近年来研究发现，啤酒花中的某些成分还具有降低血糖，抑制糖尿病发生的作用。Seliger等[20]研究结果表明，黄腐酚、异黄腐酚和8-PN是人类醛糖还原酶AKR1B1(糖尿病并发症治疗的关键酶)和AKR1B10(癌症治疗的关键酶)的有效非竞争性紧密结合的抑制剂，而相关酶AKR1A1的活性不受这3种化合物的影响。

Sumiyoshi等[21]研究啤酒花提取物抑制长期摄入高脂肪食物小鼠的肥胖。啤酒花提取物可抑制高脂饮食诱导的脂肪组织重量及脂肪细胞直径和肝脂质的增加，改善葡萄糖的耐受不良，增加水负荷小鼠的排泄；其各种组分可抑制3T3-L1脂肪细胞中脂质积累和PPARγ的表达。

Obara等[22]将94名糖尿病患者随机分为4组，进行为期12周的双盲剂量研究，受试者每日摄入安慰剂胶囊或含有16、32、48 mg异葎草酮的胶囊。32 mg和48 mg组受试者经治疗4周后空腹血糖下降，安慰剂组没有改变；用16 mg治疗4周后及32 mg和48 mg治疗8周后，糖化血红蛋白(HbA1c)有显著下降；12周时48 mg组的体重指数(BMI)与安慰剂组相比显著降低，其总脂肪面积减少也显著高于安慰剂组。研究表明，摄入异葎草酮降低了空腹血糖水平，而且证实了长期血糖的控制是因HbA1c下降所致，同时也证实了每日摄入32 mg异葎草酮可改善高血糖症。

2.5 保肝作用

Zhou等[23]进一步研究了啤酒花类黄酮(HF)的保肝作用。结果显示，啤酒花类黄酮可显著降低CCl4诱导的血清中天冬氨酸转氨酶(AST)、丙氨酸转氨酶(ALT)、小鼠肿瘤坏死因子-α(TNF-α)和肝中的硫代巴比妥酸反应物(TBARS),同时，增加肝组织中超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX)和过氧化氢酶(CAT)。组织病理学研究证实，对CCl4诱导的肝损伤有保护作用。Western印迹表明，用HF预处理下调切割的半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3、BAX、TNF-α的表达，并增加BCL-2的表达。研究表明，HF的保肝作用可能是通过减少氧化应激、抑制炎症反应和细胞凋亡起作用的。

Hege等[24]研究啤酒花中异α-酸减轻小鼠急性酒精性脂肪肝变性。研究发现，在肝脏中，急性乙醇给药导致脂肪显著积聚，与对照组相比，一氧化氮生成增加及纤溶酶原激活物抑制剂-1蛋白浓度增加，诱导型一氧化氮合酶蛋白水平显著增高。在用异α-酸预处理的小鼠中，醇的影响显著减弱；用异葎草酮预处理的J774A.1巨噬细胞中，脂多糖诱导的诱导型一氧化氮合酶和白细胞介素-6的mRNA表达以及一氧化氮的释放显著减弱。

Fernández-García1等[25]报道，黄腐酚对与衰老相关的肝脏改变可起保护作用，经黄腐酚治疗后，与年龄相关的氧化应激、炎症和细胞凋亡显著降低；在大多数情况下，这种效应呈剂量依赖性。因此，黄腐酚可显著调节老年肝脏的炎症、细胞凋亡和氧化应激，对肝脏改变起到保护作用。

2.6 雌激素样作用

绝经期是女性生理过程的重要阶段，卵巢功能减退、卵泡分泌的各种激素及促性腺激素失调，体内激素下降，可引起一系列更年期症状。啤酒花中的8-PN[26]为8-异戊二烯基-4，5，7-三羟基黄烷酮，是脱甲基黄腐酚的一种异构物，也是目前分离得到的最有效的植物雌激素。8-PN可以促进成骨细胞MC3T3-E1形成，抑制其吸收，增加碱性磷酸酶(ALP)活性、骨钙素浓度及矿化结节，还能抑制破骨细胞系RAW264.7分化为破骨细胞，抑制成骨细胞核因子 κB配合基活化受体的蛋白质和mRNA的表达；相反，促进骨保护素(OPG)的表达，8-PN的这种作用强于染料木黄酮及大豆异黄酮2种植物雌激素[27]。

Keiler等[28]研究化学标准化啤酒花提取物在子宫中的安全性以及预防卵巢切除大鼠模型中骨质流失的效果。他们将雌性Wistar大鼠切除卵巢并分成无植物雌激素饮食的对照组，含E2苯甲酸盐0.93 mg/(kg·d)的治疗组和含有标准化的啤酒花提取物60 mg/(kg·d)的治疗组，进行为期8周的饲养；分析胫骨和椎骨的微观计算机断层扫描以及子宫和胫骨的组织学变化。结果显示，口服8周啤酒花提取物的治疗组中，在子宫内膜中未观察到子宫增重和增生效应，却观察到位点依赖性骨骼效应。啤酒花提取物显著减少了胫骨干骺端破骨细胞的数量，并防止雌二醇消耗导致的小梁厚度减少；相反，啤酒花提取物不能防止卵巢切除术引起的腰椎微结构变化，甚至发现某些参数(如小梁的厚度和数量)低于切除卵巢的对照组中的测得值。

2.7 抗病毒

啤酒花具有抗病毒的作用。啤酒花中的黄腐酚不仅可以抑制牛病毒性腹泻病毒(一种丙型肝炎病毒的替代模型)，而且可以用于对丙型肝炎病毒的研究(因其在携带复制型丙型肝炎病毒RNA复制子的细胞培养系统中具有抑制丙型肝炎病毒复制能力)。Lou等[29]研究发现，黄腐酚在3.53 μmol/L时能够显著抑制丙型肝炎病毒RNA水平，表明黄腐酚具有抗丙型肝炎病毒作用。

2.8 耐药性逆转

Liu等[30]进一步揭示了黄腐酚耐药性逆转的另一种机制。在MCF-7/ADR 细胞系中，发现黄腐酚抑制了多药抗性蛋白(ABCB1)的外排功能，观察到黄腐酚是ABCB1的底物并刺激其ATP酶活性。结果显示黄腐酚与MCF-7/ADR细胞系中ABCB1底物秋水仙碱具有协同作用。黄腐酚与中央跨膜结构域位点结合，与多柔比星结合位点重叠。该机制得到分子建模和模拟数据的支持，该数据显示黄腐酚与ABCB1跨膜结构域结合，多柔比星也与ABCB1跨膜结构域结合，但黄腐酚的结合亲和力强于多柔比星，导致蛋白质和配体位置波动较小。结果显示，黄腐酚通过抑制ABCB1介导的多柔比星转运，刺激ABCB1 ATP酶活性，并充当ABCB1的底物达到抗药性逆转的效果。

3 展望

综上所述，啤酒花具有广泛的药理作用。其中，对啤酒花中α-酸，β-酸及黄腐酚成分研究颇多。α-酸会发生异构化生成极其不稳定的异α-酸，异α-酸见光易分解。为了解决上述问题，对α-酸进行化学结构改良，得到光稳定性更好的α-酸衍生物：二氢、四氢和六氢异α-酸。β-酸一般不发生异构化，在一定条件下β-酸可以发生氢化反应，生成稳定性好、活性更强的六氢β-酸。同样，对黄腐酚进行修饰，得到异黄腐酚、去氢环化黄腐酚等，其中黄腐酚和异黄腐酚能够抑制某些特殊的人类癌细胞的生长，同时不会对动物的非癌细胞的生长造成影响。啤酒花作为传统中药，虽然对其活性部位和有效成分的作用机制有所报道，但是对其临床使用的报道很少。就其应用来看，国内外已将其推广到食品、酒精制造、制糖业和医药工业中。啤酒花作为一种天然植物，具有明确的抑菌、抗氧化、抗肿瘤、降血糖等作用。随着啤酒花活性部位和有效成分研究的不断深入，这一传统中药将会发挥更为重要的作用。