柴胡化学成分及药理作用研究进展

王海强，周千瑶，李冰琪，王 瑶*

（1.黑龙江中医药大学附属第一医院，哈尔滨 150040；2.黑龙江中医药大学，哈尔滨 150040）

柴胡，为《中国药典》收录的草药，是中医临床常用药材之一，其药用部位为伞形科植物柴胡或狭叶柴胡的干燥根。性味辛苦、微寒，“升而不降，阳中阴也”，具有疏散退热、和解表里、解郁调经、升举阳气的功效。本文总结了近年来柴胡相关文献，意在阐述柴胡的化学成分及药理作用研究进展。

1 柴胡的化学成分

1.1 柴胡皂苷 柴胡皂苷是柴胡的主要成分，目前已有百余种柴胡皂苷成分被证实，其中柴胡皂苷a ～d、f是近年来研究的热门化合物，具有抗炎、抗病毒、解热、镇痛、抗癫痫、抗肿瘤、保肝等作用[1]。不同产地的柴胡药材的柴胡皂苷成分差异很大，有研究表明，其含量差异最大可高达10 倍[2]。江昌铭等[3]通过HPLC测定了来自8 个产地的柴胡药材中柴胡皂苷的含量，发现产自内蒙古的柴胡中柴胡皂苷a、d 的总含量最高，此外，柴胡皂苷c 的含量占总含量的比例很小，影响不大。董苏莹等[4]通过对来自11 个产地的柴胡HPLC指纹图谱与有效成分的分析总结出柴胡皂苷的含量与其生长地域、生长方式、生长年限相关。

1.2 柴胡多糖 柴胡多糖主要由1-D-核糖、鼠李糖、2-L-阿拉伯糖等多种单糖构成，具有保护胃黏膜、调节免疫、抗肝纤维化、辐射防护等作用[5]。不同分子量的柴胡多糖会对其作用产生一定影响。李苹等[6]通过探讨不同分子量醋柴胡多糖对Raw264.7 小鼠巨噬细胞抗炎免疫活性的影响，证实了分子量不同的醋柴胡多糖抗炎免疫活性具有差异性。此外，不同种类的柴胡药材的柴胡多糖具有不同的特点。石丽霞等[7]通过建立北柴胡、红柴胡、三岛柴胡和藏柴胡的柴胡多糖和单糖特征图谱，发现柴胡多糖的得率、分子质量存在差异，4 种柴胡单糖组成相同，但组成比例存在差异，其中，葡萄糖和阿拉伯糖是影响柴胡重要的单糖成分。

1.3 挥发油类 柴胡挥发油成分复杂，主要是小分子化合物，具有解热、抗炎、镇痛等作用，因为常温条件下柴胡挥发油性质不稳定，其得率会根据提取方法的不同而存在差异[8]。薄福民等通过对比减压和常压条件下提取柴胡挥发油的品质发现，减压条件下提取的柴胡挥发油热敏性成分的破坏减少，其药效更加显著，品质优于常压提取的挥发油[9]。柴胡不同部位含有的挥发油也具有差异，相关研究表明，柴胡地上部分与地下部分以及根、花、茎、叶、果实所含有的挥发油成分组成差异较大[10]。

1.4 黄酮类 黄酮类主要存在于柴胡属植物的地上部分，山柰酚、异鼠李素和槲皮素是主要的3 种类型，具有保护神经、抗氧化、抗抑郁、抑制中枢等作用。李慧敏等人通过探讨柴胡不同部位总黄酮含量及抗氧化活性比较研究中发现，不同部位中黄酮类含量具有差异性，地上各部位总黄酮含量显著高于根部，花和叶片含量最高，不同部位均有较强的抗氧化能力[11]。同时，黄酮类化合物的抗氧化能力可以在一定程度上提高柴胡的抗旱性，随着水分的缺失，黄酮类代谢会增强而抵制干旱所产生的自由基[12]。

2 柴胡的药理作用

2.1 对心血管系统的影响

2.1.1 保护心脏 柴胡的有效成分可以通过调控凋亡信号通路、氧化应激反应保护心脏。巩亮等通过研究异鼠李素对多柔比星诱导的大鼠心肌细胞的影响，证实了异鼠李素能够降低大鼠心肌细胞凋亡率，提高细胞存活力，调控心肌细胞自噬及凋亡通路的表达，从而减轻心肌损伤[13]。此外，有研究表明，异鼠李素还可以降低活性氧，预防心肌肥大和心肌纤维化。线粒体为心脏提供持续的能量需求，有动物实验研究表明，槲皮素对心肌毒性有保护作用，其作用机制可能通过抑制线粒体自噬、降低线粒体ROS 产生以及促进ATP合成量有关[14]。槲皮素对于心肌缺血再灌注损伤后氧化应激反应也具有抑制作用，改善心肌组织病理变化，减少心肌损伤[15]。

2.1.2 抗动脉粥样硬化 动脉粥样硬化的形成与动脉内膜损伤，脂质代谢的异常，血管内皮细胞的氧化损伤密切相关。一般先有脂质和复合糖类积聚，出血及血栓形成，逐渐发展为动脉粥样硬化。柴胡中含有的柠檬烯能通过抑制脂肪细胞的合成、促进脂肪细胞的分解从而降低胆固醇和三酰甘油的含量[16]。柴胡皂苷a 可以通过抑制凝血酶的活性以及抑制α1 肾上腺素受体从而减少不溶性纤维蛋白的生成以及扩血管的作用，防治血栓的形成[17]。还可以提高内皮活力，抑制内皮细胞氧化应激和铁死亡[18]，从而防治动脉粥样硬化的发生发展。王少平等[19]通过对高血脂模型SD 大鼠的实验研究发现，柴胡总皂苷能够降低血脂的异常升高，直接下调胆固醇、脂肪酸相关合成限速酶的表达从而调控脂肪代谢，对长期高脂饮食造成的高血脂有明显的治疗作用。研究发现，异鼠李素也可通过抑制氧化型低密度脂蛋白，清除羟基自由基和超氧阴离子，抑制血管平滑肌细胞的增殖，调节自噬等多方面发挥抗动脉粥样硬化的作用[20]。

2.2 对呼吸系统的影响

2.2.1 解热 柴胡具有解表退热之效，中医经常应用于治疗各种外感内伤发热，疗效稳定，不易反复。现代药理学通过动物实验，已经证实柴胡中挥发油、皂苷等有效成分可以通过相关机制调节体温。EP3 信转导通路是内源性致热源作用于体温调节中枢的方式之一，通过动物实验发现，柴胡皂苷a 可能通过降低腺苷酸环化酶、环磷酸腺苷、蛋白激酶A、核转录因子-κB的表达量，进而抑制EP3 信号通路的表达而发挥降温作用[21]。而柴胡挥发油可以直接作用于体温调节中枢，抑制体温调定点的上移发挥退热的功效[22]。

2.2.2 抗炎抗病毒 柴胡能够抵抗病毒，抑制肺组织炎症。熊美燕等[23]研究发现，柴胡能够降低呼吸道合胞病毒感染大鼠的病毒载量以及肺组织炎性细胞，其机制可能通过抑制TLR4-NF-κB 信号激活而降低炎症损伤。哮喘发生的一个重要原因是气道炎症，现代研究发现，柴胡皂苷d 可能通过核转录因子-κB 信号通路调控免疫反应，抑制气道炎性因子的释放，降低气道炎症及气道高反应性，从而发挥治疗咳嗽变异性哮喘的作用[24]。杨丹芬等[25]研究再一次证明柴胡中的柴胡皂苷d 能够降低小鼠气道炎性分子TNF-α、IL-1β 水平以达到治疗哮喘的目的。

2.2.3 保护肺组织 大量研究表明，柴胡皂苷d 可以保护肺组织，缓解组织损伤，降低细胞凋亡数量及抑制纤维化[26]。管淑红等[27]通过柴胡皂苷d 对肺纤维化小鼠上皮-间质转化的干预实验研究中证实，柴胡皂苷d 对于肺纤维化的治疗有一定价值，予以柴胡皂苷d 干预后，可保护上皮标志E-钙黏蛋白的表达下调，而抑制间叶标志纤维连接蛋白的表达上调，介入肺纤维化小鼠上皮-间质转化的病理过程从而减缓肺组织纤维化的进程。此外，柴胡皂苷d 对人胚肺成纤维细胞增殖具有抑制作用，阻断成纤维细胞增殖而起到抗纤维化作用[28]。已有研究表明，柴胡多糖也可以降低细胞脂质过氧化程度，抑制补体的过渡激活，减少肺损伤中肺组织补体活化物的沉积，缓解肺组织损伤[29]。2.2.4 抗肿瘤 柴胡皂苷d 能够通过调节凋亡相关基因的表达而抑制肿瘤细胞的生长，加速细胞凋亡，抑制肿瘤细胞侵袭和转移、调控癌细胞自噬[30]。黄瀚等[31]通过TCGA 数据挖掘及分子对接技术探讨柴胡皂苷d对肺腺癌的干预机制，发现CCNB1 基因作为肺腺癌重要的临床预后因子之一，柴胡皂苷d 与CCNB1 存在结合位点而发挥抗肺腺癌的作用。柴胡皂苷a 近年来也广泛应用于抗肿瘤的治疗。顺铂是治疗非小细胞肺癌的一线化疗药物，但随着后期耐药性的增强而易导致肿瘤生长或远处转移，而柴胡皂苷a 可能通过调控Wnt/β-catenin 信号通路而提高肺癌细胞对顺铂的敏感性，从而降低耐药性[32]。可见，柴胡总皂苷对肺癌的防治作用具有多途径、多靶点的趋向。

2.3 对消化系统的影响

2.3.1 保护肝脏 柴胡是中医临床中治疗消化系统疾病应用广泛的一味中药，防治效果十分突出。田新才等[33]通过网络药理学分析柴胡中含有的槲皮素、异鼠李素、山奈酚等11 种有效成分能够调控脂质代谢相关基因、抑制肝细胞脂肪变性、抗炎抗氧化而防治非酒精性脂肪性肝病。“木郁达之，柴胡其要矣”，在许多经方中，柴胡常作为肝经引经药而被广泛应用，能够增强治疗肝病的临床疗效。洪菲惠等[34]基于非酒精性脂肪肝模型对柴胡化学组分进行拆分和组合，探讨了柴胡引药入肝经的物质基础，结果表明：柴胡不同化学拆分组分对模型小鼠的肝组织病理变化均有一定的改善，其中，柴胡皂苷组分是柴胡发挥入肝经的物质基础。近年研究表明柴胡皂苷在抑制肝星状细胞活化、改善肝纤维化症状、减轻肝脏炎症具有一定的作用。黄祎等[35]通过动物实验研究结果显示，柴胡皂苷d 对免疫性肝纤维化大鼠的肝功能具有明显改善，大鼠血清中ALT 和AST 表达水平降低，炎症因子水平也有所降低，改善肝脏纤维化程度，减轻大鼠肝脏损伤。

2.3.2 保护胃黏膜 胃黏膜易受多种内外有害刺激，研究显示，柴胡皂苷具有保护胃黏膜的作用，其作用机制可能通过调控相关蛋白而促进损伤黏膜细胞增殖。沈珊[36]通过柴胡皂苷d 对顺铂导致大鼠胃黏膜炎性损伤的保护作用机制的研究中证实柴胡皂苷d 能够提高胃黏膜损伤后前列腺素E2 水平，降低白细胞介素-1β、白细胞介素-6 的表达，减轻胃黏膜损伤。柴胡的有效成分还可以抑制胃黏膜处于持续的低酸分泌状态，减缓黏膜萎缩的发生发展，降低胃组织异型细胞的增生，抑制炎症信号通路，阻止向癌发展[37]。

2.4 对神经系统的影响

2.4.1 抗癫痫 癫痫是由于神经元异常放电而导致的脑功能障碍性疾病，相关研究表明，柴胡中存在有效成分能够发挥抗癫痫的作用。豆甾醇可以降低炎性因子的表达而发挥抗炎作用，槲皮素在调节神经递质、调节离子通道、降低氧化应激反应方面皆有成效，山奈酚可通过相关通道复合物的调节而发挥作用[38]。大量文献表明，柴胡皂苷a 能够明显抑制癫痫发作程度与持续时间，增加癫痫发作的潜伏期，缓解神经损伤。其可能与抑制mTOR 通路；降低海马中谷氨酸水平，促进谷氨酸吸收，降低谷氨酸神经毒性；促进钾离子通道互作蛋白和钾离子通道蛋白的表达等多种作用机制有关[39]。

2.4.2 保护脑神经 柴胡含有的有效成分能够改善神经功能，抑制神经细胞死亡而保护神经。柴胡对脑损伤引发的脑水肿、神经功能障碍等也具有一定作用，其作用机制可能是抑制相关通路而调节脑部海马神经元自噬而保护神经元[40]。柴胡总皂苷通过提高脑源性神经营养因子及相关通路表达，促进神经突触的发生也能够改善学习记忆障碍[41]。此外，柴胡的有效成分可以通过抑制低密度脂蛋白、促进线粒体自噬、提高脑海马超氧化物歧化酶和谷胱甘肽水平、透过血-脑脊液屏障而抑制氧化应激、保护血管内皮细胞而对缺血再灌注脑损伤起到保护作用[42]。

2.4.3 抗抑郁 柴胡的多种有效成分可通过调节炎症因子、调节神经递质、调节脑源性神经营养因子而发挥抗抑郁的作用[43]。已有研究表明，山奈酚、柴胡皂苷、槲皮素等柴胡有效成分可抑制炎症因子的表达，降低炎症因子水平，减轻神经细胞的炎症反应而减轻抑郁状态。单胺类神经递质假说是导致抑郁症发生的主要学说之一。赵慧源等[44]通过大鼠实验验证了柴胡皂苷a 可改善抑郁症大鼠脑内的神经递质5-HT 及NE 的含量，减少其造成的神经损伤，从而起到治疗抑郁的目的。抑郁症的发病与海马损伤也是密切相关的，梁玉雕[45]等在山奈酚对慢性应激抑郁模型老年大鼠的影响实验中发现：山奈酚可促进海马组织BDNF、NGF 蛋白表达，改善大鼠的抑郁样行为。

2.5 对内分泌系统的影响 山奈酚具有保护胰岛B 细胞和改善胰岛素抵抗的作用，异鼠李素可以促进葡萄糖的摄取，此外，柴胡抑制炎性反应、降低氧化应激等功效可以控制糖尿病相关并发症的发生[46]。刘亚楠[47]等实验研究也表明，柴胡中的有效成分可能通过相关靶点，调节HIF-1、PI3K-AKT 信号通路，从而影响葡萄糖代谢、改善胰岛素抵抗、促进血管生成和修复而调节糖类代谢。桥本甲状腺炎是常见的慢性自身免疫性甲状腺炎症，柴胡含有的柴胡多糖、柴胡皂苷、黄酮类等多种有效成分均可通过一定的机制参与抗炎，调节免疫的作用。多为通多相关通路，降低炎症因子的产生，同时抑制T 细胞增殖和激活，从而调节免疫功能[48]。

3 总结

综上所述，柴胡的化学成分多样，药理作用广泛，对于多系统多疾病具有良好的治疗效果。对于柴胡的研究，也在不断深入。从单味药到柴胡的药对再到含有柴胡的方剂以及药效和药效成分之间的相互关系等也备受学者关注，其药用价值正广泛被认可，然而目前对于柴胡的药理作用机制仍停留在动物研究上，还需要临床实验研究，确定柴胡活性成分的治疗机制，为临床应用提供更加明确的治疗依据。