薤白的化学成分和药理作用研究进展

王 荣，白思慧，王露露，张 晶*

（1.吉林农业大学中药材学院，吉林长春130118；2.长春科技学院医药学院，吉林长春130000）

薤白为百合科（Liliaceae）葱属（Allium）植物小根蒜（Allium macrostemonBge.）或薤（Allium chinenseG.Don）的干燥鳞茎，夏、秋二季采挖，洗净，除去须根，蒸透或置沸水中烫透，晒干［1］。薤白在《神农本草经》中被列为中品，葱实条：“薤，味辛，温。主治金创，创败，轻身，不饥，耐老，生平泽”［2］。2002年，国家卫生部将薤白列入药食同源植物名录［3］。作为食品，用薤白做成汤、菜、糕点等药膳，既是一道清爽可口的美味佳肴，又是一种不可多得的保健珍品；作为药品，薤白归心、肺、胃、大肠经，可用于胸痹心痛，脘腹痞满胀痛，泻痢后重［1］。出自东汉张仲景《金匮要略》的瓜蒌薤白白酒汤、枳实薤白桂枝汤、瓜蒌薤白半夏汤等均是治疗胸阳不振、痰浊痹阻所致胸痹证之佳方，在冠心病、心绞痛等心血管疾病的临床治疗中疗效确切，其中薤白具有通阳散结，行气导滞之功效，为治疗胸痹之要药。现代研究表明［4-5］，薤白中主要含有甾体皂苷、挥发油、含氮化合物、多糖、脂肪酸类化合物等多种生物活性成分，具有较好的降血脂、平喘、抗肿瘤、防止动脉粥状硬化等药理作用，临床上被广泛应用于心脑血管系统、呼吸系统和消化系统等疾病，具有研究开发价值。本文就国内外关于薤白的化学成分、药理作用等方面的相关研究进展进行归纳和总结，旨在为这味资源丰富、易于获取的常用中药的深入研究和开发利用提供参考。

1 化学成分

1.1 甾类及甾体皂苷

薤白中的主要活性成分为甾体皂苷，母核主要为螺甾烷和呋甾烷两种类型，糖部分主要有葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等单糖［6］。学者先后从薤白中提取出Macrostemonoside A-S、Chinenoside I-VII、FS-1、FS-2、FS-3、Allimacrosides A-E等50多种甾体皂苷类成分［6-21］，其中包括11个螺甾烷型、39个呋甾烷型、一个胆甾烷型和一个孕烷型，（详见表1）。除甾体皂苷外，还获得了β-谷甾醇、胡萝卜苷、胡萝卜苷十一烷酸酯［22］和豆甾醇［12］等甾类物质。

表1 薤白中甾体皂苷类化合物Table 1 Steroidal saponins in A.macrostemonis Bulbus

图1 薤白中甾体皂苷类化合物母核结构式Fig.1 The nuclear parent structures of steroidal saponins in A.macrostemonis Bulbus

续表

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1.2 挥发油

薤白挥发油中主要成分为含硫化合物，其含量占50%以上，这是薤白具有特殊气味的原因［4］。黄芳等［23］采用气-质联用法（Gas chromatography-Mass spectrometry，GC-MS）对挥发油的化学成分进行了分离鉴定，鉴定出14种化学成分，其中含硫化合物占93.46%。有学者鉴定出薤白挥发油中主要成分为甲基烯丙基三硫、二甲基三硫、甲基丙基二硫和二甲基二硫，其次为甲基烯丙基二硫和甲基丙基三硫，其中甲基烯丙基三硫对血小板聚集有强烈抑制作用［24-25］。同时，薤白炮制前后挥发油化学组成及其相对含量也存在着差异，韩成花等［26］从鲜品薤白的鳞茎和叶中分别鉴定出13种和20种化合物，分别占挥发油总量的62.5%和59.63%；从炮制后，即蒸透后于50℃烘箱中干燥的薤白鳞茎和叶中分别鉴定出9种和13种化合物，分别占总量的74.89%和87.66%。炮制前后共有成分为2，3-二甲基二硫醚、3，4-二甲基噻吩、甲基烯丙基二硫醚、二甲基三硫醚、丙硫醇、Z-甲硫基丙烯。

1.3 多糖

薤白多糖是薤白的主要有效成分之一。甘杨子等［27］对薤白多糖进行分离提纯后，经鉴定其主要由阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、半乳糖等单糖组成。王宜海等［28］从薤白中提取出两个糖类：β-D-吡喃果糖，β-D呋喃果糖甲苷。张占军等［29］从60%醇沉组分中分离纯化了一种中性多糖，由阿拉伯糖（Arabi⁃nose，Ara），葡萄糖（Glucose，Glc）和半乳糖（Galac⁃tose，Gal）构成，3种单糖的摩尔比为9.73：1.10：1.00，经过一系列分析初步确定其主要由Glc（1→2）和Ara（1→5）构成，以Gal（1→6）和Glc（1→6）为支链的分子结构组成，且各糖苷主要以β-吡喃糖形式存在。Zhang等［30］从薤白多糖40%醇沉组分中纯化出中性和酸性多糖，分别命名为AMP40N和AMP40S，两者在糖醛酸含量、分子量、单糖组成和糖苷键类型方面存在很大差异。

1.4 含氮化合物

1.4.1 氨基酸类化合物

薤白中富含游离氨基酸，如苏氨酸、精氨酸、组氨酸、赖氨酸等17种常见的氨基酸［31］。He等［32］使用溶剂萃取法分离了薤白两种基源植物小根蒜和薤中的游离氨基酸及其衍生物，结果表明两者中的游离氨基酸组成相似，包括19种蛋白原氨基酸和4种非蛋白原氨基酸，两种植物中主要氨基酸含量由高到低为精氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、天冬酰胺和丝氨酸。另外，从这两种植物中鉴定出两种氨基酸衍生物，即脯氨酸类似物N-甲基脯氨酸和二肽HGlu-Tyr-OH。

1.4.2 生物碱类化合物

王宜海等［28］从薤白60%的甲醇提取物中分离出2个生物碱：N-对香豆酰酪胺、N-顺式-对香豆酰酪胺。从薤白鳞茎中还分离出腺苷、胸苷、2，3，4，9-四氢-1-甲基-1H-吡啶骈［3，4-b］吲哚-3-羧酸和2，3，4，9-四氢-1H-吡啶骈［3，4-b］吲哚-3-羧酸［33］。

1.5 苯丙素类化合物

从薤白鳞茎中分离出无梗五加苷D［28］和丁香苷［33］。Usui等［34］从薤白叶中发现3种阿魏酸葡萄糖酯，1-O-（E）-阿魏酰-β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）-［β-D-吡喃葡萄糖（1→6）］-β-D-吡喃葡萄糖、1-O-（E）-阿魏酰-｛β-D-吡喃葡萄糖基（1→4）-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）］｝-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→6）］-β-D-吡喃葡萄糖、1-O-（E）-阿魏酰-｛β-D-吡喃葡萄糖基（1→6）-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）］｝-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→6）］-β-D-吡喃葡萄糖。

1.6 黄酮类化合物

Nakane等［35］从薤白茎叶中分离得到山奈酚苷和槲皮素苷，如山奈酚3，7-二葡萄糖苷、山奈酚3，4’-二葡萄糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷和异鼠李素-3-O-葡萄糖苷等黄酮类化合物。

1.7 其他成分

康小东等［22］从薤白中分离出琥珀酸等物质。薤白中还含有丰富的长链脂肪酸，如亚油酸、棕榈酸、油酸、花生酸、硬脂酸等［36］。据报道［31］，薤白中还含有钙、镁、磷、铁、铜等二十多种无机元素，其中钙、镁、磷含量较高，且薤白炮制前后无机元素的含量明显不同。薤白中VB2、VC等维生素含量丰富，此外孙启良等［37］在薤白中还分离得到了前列腺素A1、B1。

2 药理作用

2.1 抗血小板聚集作用

据报道，薤白中的腺苷、挥发油和皂苷类成分均具有较强的抑制血小板聚集作用，薤白皂苷可抑制腺苷二磷酸（Adenosine diphosphate，ADP）、花生四烯酸（Arachidonic acid，AA）、血小板活化因子（Platelet-activating factor，PAF）诱导的血小板聚集，并能抑制血小板-中性粒细胞间的相互作用［24，33，38］。Ou等［19］研究结果表明，薤白中的呋甾烷型皂苷FS-1对ADP诱导的血小板聚集以及P-选择蛋白和整联蛋白β-3的表达具有有效的抑制作用，其还能抑制Ca2+活化并显著降低ADP活化血小板中磷酸化Akt的表达。Feng等［39］研究发现腹腔注射不同剂量的薤白皂苷后，大鼠血清LDH、CK-MB、cTnI水平均显著低于模型对照组，纤维蛋白原的扩散面积较模型组显著下降，同时ADP诱导的血小板PI3K表达和Akt磷酸化受到抑制，提示薤白皂苷减轻大鼠心肌细胞损伤的作用可能是通过抑制体内外血小板PI3K/Akt信号通路来抑制ADP诱导的血小板聚集实现的。

2.2 抗肿瘤作用

薤白具有良好的抗肿瘤作用，对肝癌（HepG2、Hep-3B）、胃 癌（BGC-823、MGC80-3）、乳 腺 癌（MDA-MB-231、MCF-7）、神经癌（SF-268）、宫颈癌（Hela）、肺癌（NCI-H460、A549、SPC-A-1）、鼻咽癌（CNE-1）等肿瘤细胞表现出细胞毒性。卢可等［40］运用网络药理学预测得到薤白中macrostemonoside E、N-香豆素酰酪胺、槲皮素等11个治疗肺癌的有效成分和有效靶点30个，并推断其作用机制可能与AGE-RAGE、PI3K-Akt等信号通路有关，且JUN、MAPK1、MAPK3等靶点基因可能起着关键性的作用。

薤白甾体皂苷对癌细胞系（HepG2、A549、SPCA-1、CNE-1、MGC80-3、MDA-MB-231、MCF-7、NCI-H460、SF-268、黑色素瘤B16、乳腺癌4T1）表现出潜在的抑制活性［18，41-43］，可抑制细胞迁移，诱导细胞凋亡。学者对薤白皂苷抗肿瘤的活性机制也进行了研究，发现薤白皂苷通过HepG2细胞中的线粒体介导途径诱导G2/M细胞周期阻滞和凋亡［41］；对Hela细胞增殖抑制和诱导凋亡的作用机制可能与其降低Hela细胞线粒体膜电位，上调Bax mRNA表达，下调Bcl-2 mRNA表达和Bcl-2与Bax的比值以及增强Caspase-9和Caspase-3的活性有关［44］；macr⁃ostemonoside A则可通过诱导ROS的产生来抑制结直肠癌细胞的生长并诱导细胞凋亡［45］。

此外，薤白中多糖、挥发油等也有一定的抗肿瘤作用。薤白40%醇沉多糖组分AMP40-2对人肺癌细胞A549的生长具有一定的抑制作用，AMP40-1和AMP40-2（400μg·mL-1）对人胃癌细胞BGC-823作用72 h后，抑制率分别达到85.95%和52.63%［46］。薤白挥发油对小鼠肉瘤S180细胞和肝癌H22细胞有明显的细胞毒效应，而且对腹水型肉瘤（S180）和腹水型肝癌（H22）小鼠的肿瘤生长有明显的抑制作用，高剂量组抑瘤率分别为60.86%、52.99%［47］；薤白挥发油呈剂量依赖性诱导人胃癌细胞SGC-7901凋亡，提升p53蛋白表达可能是作用途径之一［48］。另外，从薤白中分离出一种凝集素（糖蛋白）也具有抗癌作用，其通过上调caspase-3和Bax的表达从而诱导人肝癌Hep-3B细胞凋亡，约60μg·mL-1薤白凝集素对Hep-3B细胞的抑制率达50%，而在正常的人脐静脉内皮细胞上，即使在100μg·mL-1浓度下也没有抗增殖作用，该结果表明，薤白糖蛋白也是一种潜在的抗癌药物［49］。

2.3 抗氧化作用

薤白不同极性部位均有不同程度的体外抗氧化活性，其中正丁醇相活性最强，乙酸乙酯相和乙醇相次之［50］。薤白总皂苷对DPPH·、O2-·和·OH的清除率分别达77.30%、95.95%和91.96%，其抗氧化能力随着浓度的增加呈逐渐增强的趋势，且薤白叶片的总皂苷在一定浓度下抗氧化能力强于鳞茎［51］。雷荣剑等［52］研究发现薤白总皂苷能够提高体内抗氧化能力，高剂量组（200 mg·kg-1）大鼠血清中GSHPs、SOD水平分别升高25%、23%，且显著降低MDA水平。薤白多糖也具有一定的体外抗氧化能力，其中对羟基自由基的清除能力相对较强，IC50值为1591.7μg·mL-1；对超氧阴离子自由基的清除能力及对Fe3+的还原能力较弱［53］。夏新奎等［54-55］对经柱层析纯化的3种级分薤白多糖采用氯磺酸-吡啶法进行硫酸化修饰和α-淀粉酶法修饰，研究结果表明硫酸化修饰、酶法修饰均能提高薤白多糖的体外抗氧化活性。

2.4 对心血管相关疾病的作用

薤白辛散温通，入肺经而走胸中，“最能通胸中之阳”（《本草思辨录》），散阴寒之凝滞，为治心血管疾病之要药［56］。研究发现薤白总皂苷以及挥发油提取物能够显著降低高脂饮食大鼠血清和肝脏总胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，升高大鼠血清高密度脂蛋白水平从而发挥降血脂作用［52，57］。高脂饲料喂养的C57BL/6小鼠用薤白中提取的Mac⁃rostemonoside A（4 mg·kg-1·d-1）治疗30天后，可降低或抑制空腹血糖、肝糖原、血清总胆固醇的升高及内脏脂肪堆积，对高血糖，高血脂和内脏肥胖具有潜在的治疗作用［58］。由薤白的提取物制成的制剂（血脂通胶囊），通过胆固醇逆向转运活化和高密度脂蛋白水平升高来平衡高脂血症引起的胆固醇功能异常，从而预防小鼠的高脂血症［59］。挥发油中二甲基二硫化物以剂量依赖性的方式扩张肺动脉，在3μmol·L-1时扩张率39.24%±9.66%，其作用机制为通过肺动脉内皮细胞中的Ca2+/PKA/eNOS信号通路发挥血管舒张作用，因此可有效地用于肺动脉高压的治疗［60］。吴波等［61］研究表明薤白提取物能够抗异丙肾上腺素所致的小鼠常压缺氧作用和对抗垂体后叶素所致的大鼠急性心肌缺血，并能明显保护缺血再灌注引起的心肌损伤。瓜蒌薤白汤已被广泛用于治疗冠心病等心血管疾病，从施用该药的动物体内检测到Macrostemonoside B、G、P等薤白中成分［62］。赵阳等［63］研究发现薤白治疗冠心病存在多成分、多靶点的特点。薤白中的有效化合物，可能通过抗凝血、稳斑块、抗氧化、抗炎症、降血脂、抑制RASS系统、增加NO保护、促进雌激素分泌8个方面发挥治疗冠心病的作用。

2.5 抑菌抗炎作用

薤白对革兰氏阴性和阳性菌均有明显的抑制作用。薤白挥发油对酿酒酵母、青霉、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌4种常见的菌种都有明显的抑制作用，最低抑菌浓度分别为0.625 mg·mL-1、0.315 mg·mL-1、0.315 mg·mL-1和0.155 mg·mL-1［64］。薤白皂苷对常见的细菌、霉菌和酿酒酵母具有明显的抑制作用，其抑菌效果从大到小顺序为：大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、酿酒酵母、黑曲霉和桔青霉［65］。薤白中的有效成分能够抑制炎症介质从而发挥抗炎活性。凌丝丝等［66］研究发现薤白皂苷抑制血小板源性微囊泡的VCAM-1、ICAM-1等炎症介质的表达，下调p-JNK、p-NF-κB、p-P38、IκB-α的表达水平，并能通过抑制血小板源性微囊泡CD40L表达，进而影响其与内皮细胞形成的CD40L/NF-κB相关炎症通路抑制内皮细胞的炎症反应。Chen等［67］研究发现薤白类固醇糖苷以剂量依赖性方式抑制活化的血小板膜上CD40L的表达，并明显抑制ADP诱导的血小板与中性粒细胞之间的黏附，提示薤白皂苷类化合物可能具有抗血小板相关炎症的作用。

2.6 平喘作用

薤白单味药对支气管哮喘的即时止喘疗效显著，显效率可达21.4%～45%［68］。张海涛等［69］用不同浓度薤白提取物作用于豚鼠哮喘模型，结果发现薤白使哮喘豚鼠血清中的IL-6、TXB2的水平降低，6-Keto-PGF1α水平上调，且TXB2/6-Keto-PGF1α的比值下降，且呈剂量依赖性。因此推断薤白可能通过抑制炎症反应，缓解支气管平滑肌的痉挛从而达到平喘的作用。谭中英等［70］发现薤白皂苷具有显著的平喘作用，有明显舒张组胺致痉的离体豚鼠气管平滑肌的作用，舒张率达（115.38±6.57）%，故初步认为皂苷类是薤白平喘的有效成分。

2.7 抗抑郁作用

Lee等［71］通过小鼠在强迫游泳试验和尾部悬吊试验中的行为绝望来评估薤白水提液的抗抑郁活性，结果表明薤白水提液可能是一种良好的抗抑郁药，其作用机制可能与其对神经发生和脑源性神经营养因子释放的积极作用有关。Chen等［72］利用液相色谱-质谱法测定抑郁症大鼠模型薤白治疗前后血浆脂质和酰基肉碱谱，抑郁大鼠血浆中几种溶血磷脂酰胆碱［LPC（18：1→：2）、LPC（20：1）、LPC（O-16：2）、LPC（O-18：3）］增加，而磷脂酰胆碱［PC（32：1）、PC（36：4→：5）、PC（37：4）、PC（38：4→：6）、PC（40：6）、PC（O-36：4）、PC（O-38：5）］和甘油三脂［TG（58：12）、TG（60：12）、TG（62：13→：14）］降低，然而，薤白治疗后，这些异常的代谢物水平即恢复到对照组大鼠的水平，该结果表明薤白具有明显的抗抑郁作用。

2.8 其他药理作用

据报道［73］，薤白生品及炮制品水煎液都具有较强的镇痛作用，均能延长各种条件下小鼠的耐缺氧时间。薤白水提物能明显降低小鼠肝微粒体内细胞色素P450的含量，对肝药酶有明显抑制作用［74］。薤白能增加小鼠免疫器官脾脏和胸腺的重量、碳粒廓清指数K及吞噬指数α，即可以促进单核巨噬细胞的吞噬功能，提高机体的特异性免疫功能［75］。

3 结语

薤白作为一种常用中药，含有甾体皂苷、含氮化合物等多种生物活性成分，药用价值较高，临床上在治疗冠心病、心绞痛等心血管疾病方面应用广泛，且可药食两用。自古以来薤白就是人们生活中常见的野生蔬菜，其味道独特，营养丰富，常用作调味品添加到各种菜肴中，因其具有降血脂、防止动脉粥状硬化、抗癌、防衰等功效，可让人们在享受美味的同时增进健康。此外，薤白在我国分布广泛，资源丰富，采集成本低，其深入研究和综合开发具有广阔的发展前景。但目前，对于薤白有效成分及其作用机制的研究还不够深入，因此，应结合药理学、毒理学、量效关系、谱效关系等进一步研究其相应的有效部位、活性成分及其药理作用机制以更好的利用和开发薤白这一药材。