黄酮及其相关中药的研究进展

黄酮及其相关中药的研究进展1黄酮黄酮类化合物广泛存在于自然界中，是一类重要的有机化合物。这类含有氧杂环的化合物多存在于高等植物及羊齿类植物中。其中双黄酮类多局限于裸子植物，尤其松柏纲、银杏纲和凤尾纲等植物中。黄酮类化合物广泛分布于植物界中，而且生理活性多种多样，引起了国内外的广泛重视，研究进展很快。1.1黄酮类化合物的定义和基本结构：黄酮类化合物泛指两个具有酚羟基的苯环（A-与B-环）通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物黄酮类化合物结构中常连接有酚羟基、甲氧基、甲基、异戊烯基等官能团。此外，它还常与糖结合成苷。多数科学家认为黄酮的基本骨架是由三个丙二酰辅酶A和一个桂皮酰辅酶A生物合成而产生的。经同位素标记实验证明了A环来自于三个丙二酰辅酶A，而B环则来自于桂皮酰辅酶A[1]。1.2分类：根据中央三碳链的氧化程度、B-环连接位置（2-或3-位）以及三碳链是否构成环状等特点，可将主要的天然黄酮类化合物分类：黄酮类(flavones)、黄酮醇(flavonol)、二氢黄酮类(flavonones)、二氢黄酮醇类(flavanonol)、花色素类(anthocyanidins)、黄烷-3，4二醇类(flavan-3,4-diols)、双苯吡酮类(xanthones)、查尔酮(chalcones)和双黄酮类(biflavonoids)等十五种。另外，还有一些黄酮类化合物的结构很复杂，其中包括榕碱及异榕碱等生物碱型黄酮。1.3理化性质：天然黄酮类化合物多以苷类形式存在，并且由于糖的种类、数量、联接位置及联接方式不同可以组成各种各样黄酮苷类。组成黄酮苷的糖类包括单糖、双糖、三糖和酰化糖。黄酮苷固体为无定形粉末，其余黄酮类化合物多为结晶性固体。黄酮类化合物不同的颜色为天然色素家族添加了更多色彩。这是由于其母核内形成交叉共轭体系，并通过电子转移、重排，使共轭链延长，因而显现出颜色。黄酮苷一般易溶于水、乙醇、甲醇等级性强的溶剂中；但难溶于或不溶于苯、氯仿等有机溶剂中。糖链越长则水溶度越大。黄酮类化合物因分子中多具有酚羟基，故显酸性。酸性强弱因酚羟基数目、位置而异。1.4显色：1.盐酸-镁粉（或锌粉）反应为鉴定黄酮类化合物最常用的颜色反应，反应机理现在认为是因为生成了阳碳离子缘故[1]。2.四氢硼钠（NaBH4）是对二氢黄酮类化合物专属性较高的一种还原剂，产生红～紫色。而与其它黄酮类化合物均不显色。3.黄酮类化合分子中常含有下列结构单元，故常可与铝盐、铅盐、锆盐、镁盐、锶盐、铁盐等试剂反应，生成有色络合物。与1%三氯化铝或硝酸铝溶液反应，生成的络合物多为黄色（λmax=415nm），并有荧光，可用于定性及定量分析。1.5黄酮类化合物的生物活性：1．对心血管系统的作用黄酮类化合物对于心血管系统的作用是多方面的。银杏叶总黄酮有较明显的降低血浆胆固醇及甘油三酯水平的作用[2]，并且能够预防家兔的动脉粥样硬化。沙棘总黄酮和山楂总黄酮可显著降低实验性高脂血症大鼠的血清胆固醇，甘油三酯以及肝组织中胆固醇的含量[3]。另外，AviramM和FuhrmanB[4]研究发现，健康受试者饮用红葡萄酒后，他们血浆中携带抗氧化黄酮类的LDL明显增加；而对apoE缺失的大鼠的实验表明葡萄酒中的黄酮类化合物能够有效预防动脉粥样硬化。临床研究证明，醋柳黄酮治疗高脂血症效果优于丹参[5]。不少治冠心病有效的中草药或活血化淤类中药中均含有黄酮类化合物。贾乘[6]采用放射免疫测定法研究沙棘总黄酮对大鼠血浆PGI2和TXA2水平的影响，结果表明沙棘总黄酮具有单纯增强PGI2分泌的作用。三棱总黄酮具有较强的抗血小板聚集及抗血栓作用[7]而血竭总黄酮能够明显地抑制静脉血栓的形成[8]。银杏黄酮具有较好的抗凝作用但溶栓作用不明显[9]。临床上应用醋柳黄酮片治疗冠心病、心绞痛有良好疗效[10]。植物黄酮还有舒张血管平滑肌、保护血管内皮细胞功能和抑制血管平滑肌细胞(VSMCs)增生等作用:。许多研究表明，黄酮类化合物还具有保护心脏的作用。其机理可能是黄酮类化合物提高了自由基清除酶活性及抑制脂质过氧化反应[11]。李庆林[12]等人观察了黄蜀葵花总黄酮对用心电图(ECG)记录注射垂体后叶素的大鼠心电图Ｔ波升高的幅度的影响；对冠状动脉结扎造成的急性心肌梗塞大鼠血清中CPK、LDH和血清游离脂肪酸水平的改变以及对小鼠心肌线粒体中MDA、SOD和GSHPx的改变。结果心电图Ｔ波升高幅度受到抑制，大鼠血清中游离脂肪酸水平降低，CPK和LDH升高受到抑制，小鼠心肌线粒体中SOD和GSHPx活性提高，MDA生成减少，表明黄蜀葵花总黄酮对心肌损伤有一定的保护作用。此外，有研究[13]提示木黄酮有望成为防治心脏纤维化的物质。除以上这些之外，邓杰[14]等以红细胞压积和纤维蛋白原为指标研究表明银杏黄酮有很好的降低血粘度的作用。苦马豆总黄酮苷降压作用明显[15]。现在，临床上使用的植物黄酮类药物主要是银杏叶片和醋柳黄酮片。它们主要用在治疗缺血性心血管病（主要为冠心病、心绞痛），高脂血症和降低血浆比粘度，改善左心功能，高血压病，快速型心律失常等方面。2．抗肝脏毒性作用水飞蓟宾的保肝作用已被药理实验证明，张俊平等[16]研究表明Ｓｉｌ的保肝作用与抑制肿瘤坏死因子(TNF)有关，有资料表明Ｓｉｌ可显著抑制肝匀浆中MDA的产生。临床上，Ｓｉｌ对中毒性肝损害、急慢性肝炎、肝硬化等也有良好的治疗作用。目前含有Ｓｉｌ的水飞蓟黄酮类化合物——水飞蓟素已广泛用于急性肝炎、肝硬化的治疗。此外，艾纳香二氢黄酮能明显抑制CCl4或FeSO4+Cys损伤的原代培养肝细胞的转氨酶逸出、MDA产生及GSH耗竭，提示其保护作用可能与其自由基清除有关[17]。沈文梅等[18]研究发现滴注黄芪总黄酮（TFA）后可有效抑制因缺血再灌注引起的GPT、GOT的升高，血气指标的变化明显改善，说明TFA作为一种抗氧化剂对失血性休克再灌注所致肝损伤有防护作用。TFA对扑热息痛所致肝损伤也有保护作用[19]。另外，（+）-儿茶素（商品名，catergen）已经在欧洲也用作抗肝脏毒性药物，对脂肪肝及因半乳糖胺或CCl4等引起的中毒性肝损伤均有一定效果。3．抗炎作用及提高机体免疫力芦丁及其衍生物可减轻多种方法所引起的鼠的实验性关节炎；橙皮苷能明显抑制动物经紫外线照射所引起的红斑，并可抑制炎症的渗出。汉黄芩素、黄芩素和黄芩苷在1mg/L浓度下能显著抑制脂多糖(LPS)诱导的炎症反应，其机制在于抑制ＰＧＥ2和白三烯Ｃ4(LTC4)的合成[20]。这3种黄酮对卡拉胶诱导的大鼠足跎水肿也有很好的抑制作用[21]。胡芝华等[22]人的研究结果显示：1%和3%互花米草总黄酮(TFS)涂膜外用2ｈ对甲醛所致小鼠皮肤炎症和巴豆油诱发小鼠耳部水肿均表现明显抗炎作用，并呈一定的量效关系；3%ＴＦＳ涂膜外用对角叉菜胶所致大鼠踝关节肿胀有明显抑制作用，致炎后1ｈ和5ｈ时肿胀度与各自的对照组相比有显著差异；4%TFS水溶液阴道给药7日对化学致炎的大鼠阴道损伤有治疗与修复作用。而黄芪总黄酮(TFA)对大鼠佐剂性关节炎有治疗作用，此作用可能与其降低血清LPO，滑膜细胞产生的IL1和NO量有关[23]。此外，张逸凡和于庆海[24]研究发现，淫羊藿总黄酮对巴豆油所致小鼠耳肿胀、醋酸所致小鼠腹腔毛细血管通透性增加、角叉菜胶所致大鼠足肿胀及巴豆油所致肉芽组织增生具有显著抑制作用。对佐剂关节炎大鼠的原发性足肿胀和继发性足肿胀均有显著抑制作用。另据报道[25]，灌胃给药8d3个剂量的黄芩茎叶总黄酮对小鼠的特异性和非特异性免疫功能皆有一定的影响；54.2～217mg/kg黄芩茎叶总黄酮可增加实验组小鼠SRBC溶血素抗体的生成；54.2～108.5mg/kg的黄芩茎叶总黄酮对实验组小鼠吞噬细胞功能有显著的增强作用。4．雌激素样作用植物雌激素是一类在豆类食品中含量丰富，具有弱雌激素作用的物质，在抗肿瘤及心血管病防治方面有一定作用。而木黄酮、染料木素、大豆素等异黄酮类均是植物雌激素的主要成分，有雌激素样作用。这可能是由于它们与己烯雌酚结构相似的缘故。王根林，陈杰[26]将去卵巢的德国格丁根微型小母猪于静脉内注射或皮下埋植大豆黄酮，并以雌激素诱导后，观察其对垂体LH分泌的影响。结果显示，LH分泌明显受到抑制，表明大豆黄酮对去卵巢猪垂体LH分泌具有类雌激素效应。秦达念等[27]采用放免分析等方法研究了菟丝子的黄酮类提取物对下丘脑-垂体-性腺轴的影响。结果表明它具有雌激素样活性；可使成年大鼠腺垂体、卵巢、子宫重量增加；增强卵巢人绒毛促性腺激素(hCG)/黄体生成素(LH)受体功能及垂体对促性腺激素释放激素(LRH)的反应性；促进离体培养人早孕绒毛组织hCG分泌。鉴于一些黄酮类物质具有雌激素样作用。人们对应用黄酮类物质治疗雌激素减少引起的疾病进行了大量的研究。葛根总黄酮可恢复去势大鼠的雌激素水平，对由于雌激素水平下降所致的鼻粘膜萎缩有较好的治疗作用[28]。有研究[29]表明淫羊藿总黄酮150、300mg/kg对RA诱导的大鼠骨质疏松症有防治作用。临床研究显示，依普黄酮可抑制骨吸收减少骨丢失，且使骨的总钙量增加，应用于妇女绝经后常发的骨质疏松症的预防与治疗有一定效果[30]。此外，由于植物雌激素在抗肿瘤及心血管病防治方面有一定作用，所以对黄酮类物质抗肿瘤的研究进展迅速。斯拉甫等[31]应用体外细胞培养及RT-PCR(reversetranscriptionPCR)分析了新疆一枝蒿总黄酮类作用后肝癌细胞(肝癌、ATCCQGY-7701)中凋亡基因p53、Fas及细胞增殖基因bcl-2的表达及它们之间的差异。结果发现一枝蒿总黄酮可诱导肿瘤细胞分化，对肿瘤细胞的增殖及DNA的合成有明显的抑制作用，并且指出其诱导细胞凋亡是从细胞周期的G0/G1期开始的。其分子机制可能是一枝蒿总黄酮类诱导野生型p53基因的表达。赵铁华等[32]研究了黄芩茎叶总黄酮对小鼠肺腺癌LA795细胞系的抑瘤作用，结果表明黄芩茎叶总黄酮具有高效低毒的抗肿瘤活性。5．抗菌及抗病毒作用木犀草素、黄芩苷、黄芩素等均有一定程度的抗菌作用。余杰等人[33]通过对亮叶杨桐中类黄酮的研究表明，类黄酮对金黄色葡萄球菌、大肠埃希氏杆菌、枯草杆菌、普通变形杆菌等致病菌均有明显的抑制作用。据文献报道[34]，黄酮类物质是抗流感病毒的活性成分之一，其可以抑制流感病毒唾液酸酶的活性和抑制膜融合作用。有人[35]用色谱技术进行分离，波谱等方法鉴定结构。结果从银翘散抗流感病毒有效部位群中分离得到6种黄酮类成分，为醉鱼草苷、金合欢素、橙皮苷、异甘草素、异甘草苷和金丝桃苷。推断黄酮类成分可能是银翘散抗流感病毒作用的主要物质基础之一。6．抗自由基、抗氧化作用近年来，黄酮类化合物的抗自由基、抗氧化作用越来越受到人们的重视。它是黄酮类化合物许多生理活性的基础。吞噬细胞释放氧自由基有强大的杀菌作用。但过量的氧自由基可引起膜脂质、蛋白质、核酸等的过（超）氧化反应而受到损伤。许多病理生理现象，如衰老、突变、肿瘤、炎症、变态反应、缺血再灌注损伤、动脉粥样硬化等，都与氧自由基有关。银杏黄酮类的抗自由基作用，与黄酮，黄酮醇为氢的传递体有关；并与过氧化物酶的辅基血红素中Fe3+被其螯合，从而酶活性被抑制有关[36]。7．其他作用中药营实中的营实苷A有致泻作用。异甘草素及大豆素等均有类似罂粟碱解除平滑肌痉挛氧的作用。大豆苷、葛根黄素等葛根黄酮类成分可以缓解高血压患者的头痛等症状。此外，有些黄酮类化合物具有止咳、祛痰平喘作用。银杏黄酮对大鼠应激性溃疡有保护作用[37]。植物黄酮类有抗糖尿病及其并发症的作用[38]。黄酮类化合物对中枢神经系统具有多种生物活性[39]，其中以抗抑郁和抗焦虑等精神调节活性为主，其作用机理涉及多种神经递质和途径。总之，黄酮类化合物在植物界中分布很广，甚至在人类日常生活中用到的粮食、蔬菜以及水果中也有相当大的含量，而且研究表明，黄酮类化合物有着显著的生理活性，毒性低这就为我们研制作用强、效果好、副作用小的新药提供了新思路。2银杏叶银杏科植物银杏（GinkgobilobaL）