王定发,余 婕,程 蕾,胡修忠,向 敏,周 源,陶弼菲,刘辰晖,夏 瑜
(武汉市农业科学院,湖北 武汉 430208)
荷叶是睡莲科植物莲的干叶,主要生长在中亚、西亚、北美以及印度、中国、日本等亚热带和温带地区。荷叶中主要含有生物碱、黄酮、挥发油等成分,其药理作用集中在降血脂、解热、抗菌、抗病毒、抗衰老等方面。文章综述了荷叶的成分和功能,为进一步研究荷叶的作用机理及相关产品的开发提供参考。
荷叶中含有多种生物碱。根据荷叶母核结构及连接基团的差异,可分为阿朴啡类、原阿朴啡类、氧化阿朴啡类、去氢阿朴啡类、单苄基异喹啉类、双苄基异喹啉类、其他类等。目前,已经从荷叶中分离得到了27种生物碱。
1.2.1 降脂减肥
荷叶生物碱具有很好的降脂减肥功能。莲心碱可影响脂质代谢相关基因的表达,促进脂质代谢,从而抑制脂肪产生。过氧化物酶体增殖物激活受体信号通路(PPAR)是其中一条重要的途径。PPARs能控制糖脂代谢,维持糖脂稳态,PPARγ主要在脂肪细胞中得以表达,可下调脂肪合成相关基因水平,PPARα与脂肪吸收、脂肪代谢、脂肪酸氧化和糖异生有关[1]。
1.2.2 抗癌
在细胞模型中,荷叶碱可抑制CT26小鼠结肠癌细胞、SY5Y人神经母细胞瘤、U251人胶质瘤细胞和U87MG人胶质母细胞瘤[2]等细胞的生长。在裸鼠模型中,荷叶生物碱可以抑制非小细胞肺癌的生长。荷叶碱通过SOX2-AKT/STAT3-Slug信号通路诱导细胞凋亡;通过PI3K-AKT信号通路的PIK3CA和IL1B靶点,降低丝苏氨酸蛋白激酶(AKT)磷酸化,抑制细胞增殖[3];抑制细胞迁移和上皮间质样转化;抑制血管生成,诱导阻滞G2细胞周期,减少癌细胞迁移[4]。
1.2.3 抑菌杀菌
荷叶中的生物碱可以通过破坏细菌的细胞结构、抑制细菌和酵母的有丝分裂、影响能量代谢等多种途径,达到抑菌或杀菌的效果。用13 U/L浓度的荷叶碱营养琼脂培养基培养青霉菌,可有效抑制大肠杆菌、高地芽孢杆菌、枯草芽胞杆菌、科氏/孔氏葡萄球菌生长和表皮葡萄球菌的生长[5]。
1.2.4 抗病毒
荷叶中生物碱成分具有较强的抗HIV活性和较强的抗脊髓灰质炎病毒的活力以及显著的抗鸡新城疫病毒(NDV)作用。荷叶碱可诱导肝癌细胞株HepG2凋亡,凋亡机制可能与调节相关蛋白NF-КB、Bcl-2、Bax的表达有关[6]。
1.2.5 抗精神病作用
荷叶碱分子结构与阿立哌唑类抗精神病药相似,是5-HT2A、5-HT2C和5-HT2B的拮抗剂,5-HT7的逆激动剂,5-HT6、D2及D5的部分激动剂,5-HT1A和D4受体的激动剂,可以有效抑制多巴胺转运体[7]。荷叶碱对由氨基酸引起的神经兴奋有选择性抑制作用,荷叶碱能够通过血脑屏障,还有良好的5-HT2和α1拮抗作用。
1.2.6 抗动脉粥样硬化
血脂代谢异常是引起动脉粥样硬化的危险因素之一,荷叶碱可有效降低高脂食物诱导的动脉粥样硬化模型小鼠的TC、TG水平,通过PPARγ/LXRα途径介导,使巨噬细胞源性泡沫细胞ABCA1表达上升,促进脂质转运,减少细胞内脂质聚积[8]。荷叶碱还能减少血管壁炎症,通过调节TIMP-2、MMP-9、MMP-2及NF-κB,阻遏动脉粥样硬化发展。
1.2.7 降糖
荷叶碱能改善高脂饲料以及STZ诱导的糖尿病鼠模型小鼠的血糖,稳定糖尿病状态。荷叶碱能促使肌肉细胞和脂肪细胞消耗葡萄糖,促进胰岛β细胞分泌胰岛素。荷叶生物碱可显著上调表达葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)和增加葡萄糖摄取,产生降血糖作用[9]。
1.2.8 抗炎
在多种细胞和动物模型中均可发现,荷叶生物碱能够有效减少炎症因子的分泌,减轻肝、肺、肾、乳腺等组织器官的炎症病理损伤。荷叶生物碱还能降低血清炎症因子白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平。此外,荷叶碱还可激活NLRP3炎症小体,激活Nrf2/HO-1通路,产生抗炎作用[10]。
1.2.9 舒张气管、血管
荷叶生物碱可以改变Ca2+、Cl-、K-ATP调节通道和有机离子转运通道发挥不同作用。荷叶生物碱可抑制Ca2+内流,诱导大鼠肠系膜主动脉环舒张,消除eNOS磷酸化和[NO]i水平,使血管舒张。荷叶生物碱可阻断电压依赖性l型Ca2+通道或非选择性阳离子通道,使细胞外Ca2+内流受到抑制,诱导气管环松弛,治疗相关的呼吸系统疾病[11]。
1.2.10 其他作用
在高尿酸血症模型中,荷叶碱通过调节肾有机离子转运蛋白,具有抗高尿酸血症的作用,对高尿酸血症的预防和治疗有一定的作用[12]。荷叶碱还具有一定的杀虫和抗氧化活性,荷叶生物碱在体外也有一定的凝血作用。
鲜荷叶中黄酮类化合物含量约占0.1%,主要包括槲皮素、异槲皮素、山奈酚、杨梅素等。Ye LH等人[13]从荷叶黄酮提取物鉴定出了37种成分。
2.2.1 抗菌
黄酮类化合物是酚类衍生物,能使蛋白质凝固或变性,具有杀菌、抑菌作用。荷叶黄酮提取物对假单胞菌和金黄色葡萄球菌适宜的抑菌浓度分别为40μg/mL和30μg/mL[14]。荷叶黄酮对大肠杆菌、酵母菌等5种肉类腐败菌有明显的抑制作用。
2.2.2 抗氧化
荷叶中提取出的黄酮类化合物对大多数氧自由基有清除作用,能够提高超氧化物歧化酶(SOD)的活力,减少氧化修饰低密度脂蛋白(OX-LD)及丙二醛(MDA)的生成。荷叶黄酮质量浓度为0.001~0.010 g/L时,对DPPH自由基的清除率与其浓度呈正相关[15],对超氧阴离子和羟基自由基清除率分别为69.7%和66.8%。
2.2.3 抗真菌
荷叶黄酮对酵母菌的最小抑菌浓度(MIC)为5.30 mg/100 mL,最小杀菌浓度(MBC)为6.26 mg/100 mL[16]。pH值对荷叶黄酮抑制真菌的影响较小,但荷叶黄酮的抑菌活性在中性偏碱性环境的生存能力相对较强,高温短时间处理的荷叶黄酮提取液,对其抑菌活性受温度影响较小。
2.2.4 其他
荷叶黄酮对心肌缺血、心肌梗死和冠心病等都有明显的作用。可以用于功能食品、保健食品及饮料的加工生产。
荷叶中多糖含量超过8%,具有一定的抑菌作用。荷叶硒多糖能够明显降低大鼠体质量及血糖含量,是一种很有前景的糖尿病治疗药物。从荷叶中提取的多糖蛋白复合物对HIV-1rt逆转录酶和整合酶抑制作用较强,对HIV-1病毒抑制活性最高,IC50值为5.28μM[17]。
荷叶清香怡人的气味源自荷叶中的挥发油成分。从提取荷叶挥发油中已鉴定出54种成分,占挥发油总量的89.45%。荷叶挥发油对肉类有一定的抑菌活性,最低抑菌浓度是0.005 g/mL[18]。
荷叶中有正十八烷酸、正二十八烷、没食子酸、酒石酸、草酸、苹果酸、柠檬酸、葡萄糖酸、琥珀酸等有机酸类成分。
现代化学成分研究资料表明,荷叶中也有其他类的成分,如胡萝卜苷、β-谷甾醇、脂质、蛋白质、维生素C、碳水化合物等。
荷叶是我国一种药食两用的植物,资源丰富,但荷叶化学成分复杂,药理作用机制与体内代谢过程尚不清楚。目前,荷叶产品的开发应用主要为荷叶茶或荷叶粉末入药,其活性成分利用率很低。荷叶天然无污染、无毒、无害,有广泛的生物活性,在药品、保健品、食品和饲料等行业具有广阔的开发利用前景。