艾蒿主要化学成分和药理作用研究进展

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  艾蒿(Artemisiaargyi),菊科蒿属植物,别名萧茅、冰台、遏草、香艾、蕲艾、艾萧、艾蒿、蓬藁、医草、黄草、艾绒等,多年生草本或略成半灌木状,植株有浓烈香气。茎单生或少数,褐色或灰黄褐色,基部稍木质化,上部萆质,并有少数短的分枝,叶厚纸质,上面被灰白色短柔毛,基部通常无假托叶或极小的假托叶;上部叶与苞片叶羽状半裂、头状花序椭圆形,花冠管状或高脚杯状,外面有腺点,花药狭线形,花柱与花冠近等长或略长于花冠;瘦果长卵形或长圆形;花果期9—10月。主要分布于中国、韩国、日本、朝鲜等地;在中国,艾蒿主要生长在华北、华东、东北、华南、西南、陕西以及甘肃等地区。艾蒿的生长适应性能力强,常见于路边、荒野、林边、荒坡草地和丘陵地带,也可人工种植。从古至今,艾蒿一直为我国的传统中药,全草入药,具有温经、去湿、散寒、止血、消炎、平喘、止咳、安胎、抗过敏等作用。关于艾蒿的最早记载见医书——《名医别录》。同时,艾蒿还具有杀菌抑菌、抗肿瘤、抗病毒、保肝利胆、食品保鲜、染料加工等功能,也是妇科常用药之一,因此,其已成为我国生物农药、食品加工、美容、食品保鲜等必备的原材料。笔者综述了艾蒿的主要化学成分和药理作用,并对艾蒿在医药方面的发展前景进行了展望,以期为艾蒿资源的有效保护、合理开发和综合利用提供依据。

  1化学成分

  科学研究表明,艾蒿中的化学成分全部来自于其根茎叶,而其主要化学成分则来自于艾叶,包括挥发油、黄酮、微量元素、苯丙素类、三萜类化合物等。

  1.1挥发油类

  挥发油可通过多种不同的提取方式得到,其在含量和成分上有较大差别。刘洪玲等[2]采用气质联用法检测了艾蒿全株草挥发油的组成成分,结果发现,艾蒿全草挥发油含有57种组分,而含量在1%以上的挥发油组分有9种。严泽群等[3]应用有机溶剂常温渗透法提取了艾蒿挥发油,通过相关研究工作,分离出了89个组分,总共鉴定出了84种化合物。杨华等[4]、董岩等[5]分别从艾蒿提取液中分离鉴定出48种化合物。王之灿等[6]研究表明,艾蒿精油中主要成分有异蒿属酮、长叶烯、石竹烯、按叶素、胡椒烯、樟脑、侧柏酮。Wang等[7]从艾蒿挥发油中分离和鉴定出三环萜、2-己烯醛、2-甲基丁醇、桉树脑、水合樟烯、柠檬烯、α-水芹烯、α-侧柏酮和香茅醇、松油醇、松油烯、β-谷甾醇、豆甾醇、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯和反式的苯亚甲基丁二酸、蒈烯等化合物等成分。

  1.2黄酮类

  黄酮也是艾蒿中的主要成分。吴娜等[8]采用色谱质谱技术对艾蒿提取物中的黄酮类物质进行研究,结果表明,艾蒿中含有香叶木素、芹菜素、槲皮素為苷元的黄酮类物质。Seo等[9]从艾蒿提取液中分离得出了6种黄酮类化合物,包括5,6-二羟基-7,3,4-三甲氧基黄酮、5,6,4-三羟基黄酮、3-二甲氧基黄酮、5-羟基-3,4,6,7-四甲氧基黄酮、5,7,3-三羟基-6,4,5-三甲氧基黄酮、粗毛豚草素。Tan等[10]从艾蒿中鉴别出4种黄酮化合物,分别为5,7-二羟基-6,3,4-三甲氧基黄酮、5-羟基-6,7,3,4-四甲氧基黄酮、槲皮素和柚皮素。

  1.3桉叶烷类Tan等[10]研究发现,艾蒿桉叶烷类的主要成分包括魁蒿内酯、1氧-4α-乙酰氧基桉叶-2,11(13)-二烯-12,8β内酯、1-氧-4β-乙酰氧基桉叶-2,11(13)-二烯-12,8β内酯、柳杉二醇等。

  1.4三萜类

  艾蒿的主要成分三萜类包括豆甾醇、无羁萜、羽扇烯酮、粘霉烯酮、α-及β-香树脂醇、羊齿烯酮、西米杜鹃醇、α-及β-香树脂醇的乙酸酯、24-亚甲基环木菠萝烷酮、3β-甲氧基-9β,19-环羊毛甾-23(E)烯-25,26-二醇等。

  1.5其他化学成分

  艾蒿中除了以上主要化学成分之外,还含有大量微量化学元素与矿物质[11]。原子吸收光谱测定发现,其风干的叶中含矿物质10.13%、蛋白质25.85%、脂肪2.59%,每g艾蒿嫩茎叶中维生素含量分别为胡萝卜素5.14mg、维生素B21.07mg、维生素C52mg[12-13]。艾蒿中的矿物质包括钙(Ca)、铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、铬(C)、镁(Mg)、锰(mn)、钠(Na)、钾(K)等。

  2药理作用

  早在春秋战国时期,孟子即云:“七年之病,求三年之艾”。艾蒿具有杀菌抑菌、抗肿瘤、抗癌、平喘、保肝利胆、通经活络、调节神经等功效,药理作用较强。此外,还具有食品保鲜、染料加工、生物农药制备等功能。

  2.1抗菌活性

  艾蒿在农用杀菌抑菌方面的功效显著,具有抗细菌、抗真菌、抗病毒作用。李姣清等研究发现,艾蒿乙酸提取物对番茄晚疫病病原菌有较好的抑制作用,艾叶中的杨梅酮可杀灭真菌。艾叶挥发油对沙门氏菌(SalmonellaLignieres)、链球菌(Streptococcusthermophilus)、巴氏杆菌(Pasteurellamuhocida)的抑菌效果不明显,但对金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)、乙型溶血性链球菌(streptococcushemolytic-B)、白喉杆菌(Corynebacteriumdiphtheriae)、肺炎双球菌(Streptococcuspneumoniae)、甲型溶血性链球菌(α-hemolyticstreptococcus)、大肠杆菌(Escherichiacoli)、炭疽杆菌(Bacillusanthraci)有较强的抑制作用,对水生生物常见病原菌也有较好的抑菌效果[15]。相关试验表明,传统的艾叶水煎、艾叶熏蒸不仅可杀灭很多有害病菌,还可抑制多种有害细菌的生长,对多种病毒、细菌和真菌有杀灭或抑制作用。艾叶水煎液对常见致病性皮肤菌有抑制作用,如皮肤性黄癣菌(Achorionschoinleinii)、石膏样毛癣菌(Trichophytonmentagrophytes)等。常用艾叶熏蒸伤口具有明显的抑菌效果。熏蒸房屋可使房间空气中的菌落数减少,对常见的腮腺炎病毒(mumpsvirus)、腺性病毒(adenovirus)、疱疹性病毒(Herpesviruses)、流感性病毒(influenzavirus)、鼻病毒(rhinovirus)等均有較好的抑制作用。相关科研工作者研究发现,艾叶熏蒸后的培养皿比没有经过艾叶熏蒸的培养皿中的微生物杀灭效果好,熏蒸处理的培养皿有较强的抑菌作用。此外,用艾叶熏蒸母婴室可抑制葡萄球菌、绿脓杆菌、结核杆菌、大肠杆菌等10多种常见细菌的生长,还可对乙肝病毒进行灭活,并且熏蒸后空气参数可以达到正常,对产妇和新生儿毒性小、刺激小。

  2.2抑菌活性

  以无处理的黄瓜、香蕉果实与通过艾叶提取液浸泡过的黄瓜、香蕉果实进行对比试验,在常温、相对湿度相同的条件下贮藏10d,结果表明,在相同时间内,用不同浓度的艾蒿浸泡液浸泡过的果实,其储藏保鲜品质好于没有浸泡过的果实;而在不同时间内,用不同浓度的艾蒿提取液浸泡时,提取液浓度高、浸泡时间长,则对黄瓜表皮微生物的杀灭作用越有效,将更利于黄瓜的储存保鲜。说明筛选合适的艾蒿浸泡液浓度与浸泡时间,对果实将起到很好的抑菌保鲜作用。

  2.3抗肿瘤、抗癌作用

  用正丁醇溶液、乙酸乙醇溶液提取出来的新艾与野艾提取液,可在不同程度上对人体癌细胞生长进行抑制。有研究发现,艾叶中的多糖具有很强的抗肿瘤活性与抗氧化能力,并且对人体具有很好的免疫促进作用;艾蒿中的粗毛豚草素可抗肿瘤,而苦味素则可强力杀伤含铁量高的细菌与受到含铁细菌感染的癌细胞。

  2.4保肝利胆作用艾叶油对正常大鼠、四氯化碳中毒大鼠以及小白鼠具有利胆作用[19]。艾叶焦油混悬剂以3mL/kg的浓度经十二指肠给药,可分别使正常大鼠胆汁流量增加至91.5%,四氯化碳中毒的大鼠和小白鼠的胆汁流量也明显增加。

  杨朝令等通过肌肉注射法对艾叶多糖预防对乙酞氨基酚肝中毒的机制进行研究,结果表明,艾叶化合物与甲氧基蓟黄素对乙肝病毒有很强的抑制作用;由于糖一磷酸通路分解了肝脏中的糖原,升高了肝脏中血糖浓度,从而导致了肝脏细胞能量增加、还原性谷肌甘肤数量提高以及还原性辅酶的增加,因此使得肝脏细胞组织免受损伤,起到了保护肝脏的作用。

  2.5止咳平喘作用

  艾蒿挥发油的主要有效成分为萜品烯醇,可以镇咳平喘、祛痰、调节中枢神经,如萜品烯醇直接作用于气管,对药物性哮喘有明显的保护作用。文火炒干的干燥艾叶放在患者胃部外敷,能明显缓解喘息、咳嗽症状,对哮喘型支气管炎有很好的疗效。魏国会等对经卵蛋白致敏的哮喘小鼠的研究结果表明,艾叶油20g/kg的剂量能明显减少支气管肺泡灌洗液中的细胞总数和嗜酸性粒细胞数,止咳平喘效果好,也延长了乙酰胆碱加组胺的引哮潜伏期,抽搐动物数量也相应减少。

  2.6对血液系统的作用

  艾叶中最强的组分为鞭酸,其具有凝血作用,属于温经止血良药。张袁森等研究了艾叶不同组分(艾炭、艾焦油、艾叶挥发油、s-叔丁基连苯三酚)的体外凝血作用及其抑制血小板聚集的作用,瞿燕等对艾叶与醋艾叶的止血、镇痛作用进行了比较,结果表明,艾叶具有更好的止血及抗凝血效果。艾叶的多种炮制品不仅具有不同程度的抗炎、抗凝、缩短出血时间的作用,而且其临床应用侧重也有所不同。曾婷等研究发现,砂烫艾叶炭的止血作用最强,依次是生艾叶、烘艾叶、炒艾叶炭、醋艾炭,其中,醋艾炭具有明显的止血、镇痛作用,而生品无明显的镇痛效果。

  2.7抗过敏作用

  由于艾叶挥发油中含有葛缕醇、反式-葛缕醇、2-萜品烯醇等成分,因此,能抑制豚鼠肺组织释放SRS-A,可引起豚鼠回肠收缩,进而抑制大鼠被动皮肤过敏反应,抗过敏效果明显;其中,反式-葛缕醇能对豚鼠离体气管Sc-hultz-Dale反应起到较好的抑制作用。

  2.8对心血管系统的作用

  通过兔子及蟾蜍的心脏试验表明[30],1mL艾叶精油(其中精油与水比例为1∶)可使兔心率及冠脉流量明显减少,抑制心脏收缩力,对兔主动脉在紧张度提高的情况下呈松弛作用,对抗异丙肾上腺素呈强心作用;如果使用精油与水比例为1∶50的艾叶精油1~2滴,可对离体兔心与蟾蜍心脏的收缩力起到抑制作用,引起房室阻滞现象,但对心率影响不大;而如果加大艾叶油浓度,则可使心搏停止。野艾蒿中含硒量比较高,可以消除组织炎症、阻止细胞膜氧化损伤,但其药理机制尚不清楚,还需进一步研究。脂肪酸对人体而言,有较强的生理活性和较好的保健作用,而野艾蒿中所含的多种脂肪酸为人体必需。通过GC-MS分析可知,在已鉴定出的野艾蒿脂肪酸中,单不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸与多不饱和脂肪酸分别占42.98%、13.12%、27.04%。近代医学研究表明,当混合脂肪酸中的多种不饱和脂肪酸与饱和脂肪酸的比值大于2时,该混合脂肪酸具有降血脂的功能;而野艾蒿脂肪酸中该比值为2.,因此具有一定的降血脂功能。

  3开发利用前景展望

  目前,在艾蒿开发利用上,国际市场上韩国和日本占主导地位[31],韩国对艾蒿的研究比较深入,主要集中在食品、医药产品保健品、美容产品以及食品添加剂领域,包括生活用品、韩国料理、韩国化妆品、除虫枕头按摩膏、沐浴露、日本的保湿水、食品保鲜袋等。利用艾蒿原材料生产的化妆品对人体无副作用,使人皮肤光滑细嫩,有延缓衰老的功效。艾蒿香水浓郁,艾蒿挥发油具有很强的杀虫杀菌功效,对人和动物有低毒,对马铃薯甲虫有强烈的排斥作用,是一种纯天然又廉价的杀虫剂,其还可用于动物饲料、卷烟、保健品、香水、调控清新剂等。

  我国自古以来以艾蒿为传统中药入药,20世纪80年代以来,艾蒿提取物原材料也相继出口国外。在“绿色生产”“绿色消费”观念的倡导下,我国已有艾蒿食品、保健品的诞生,尤其是黄酮、挥发油生产的抗癌与抗氧化药物的需求,为未来艾蒿的开发利用及走入市场奠定了坚实的基础。艾蒿提取原材料还可以用于生物农药的研制,有研究表明,艾蒿的不同溶剂量所提取的提取液可杀死蚜虫、鳞翅目幼虫、朱砂叶蜻等有害农作物昆虫[32]。利用艾蒿资源开发植物性农药具有低毒、高效、高选择、少残留的安全性,是一种“绿色农药”,艾蒿已成为纯绿色农药的首选对象之一。随着科学进步与生活水平的提高,有机蔬菜的上市,生物农药代替了化学农药,多数植物性农药具有高选择、高效率、低毒、少残留、更安全等特点,再加上艾蒿好种植、产量高、价格低等原因,因此,艾蒿的药用开发与应用前景十分广阔。

  4结语

  艾蒿是一种多功能性植物,含有丰富的化学物质,生物活性多样、资源丰富、价格低廉、毒副作用小,具有广阔的开发利用前景。艾蒿中的主要成分尤其是挥发油含量高,是提取油类资源最佳的绿色原料之一。从艾蒿中提取的挥发油既可以替代纺织品中的化工染料,又可以代替化学农药。

  安全、环保、保健是人类发展的主题,艾蒿在各个领域的应用亦有不同,如艾蒿中医针灸、艾蒿天然食品加工、动物饲料添加剂等,既可节约饲料又能增强动物体质,从而减少了抗生素的使用。为了建立环保节约型社会,研发绿色农药和天然色素,促进绿色发展,是今后工农业发展的方向。然而,人类对艾蒿的药理作用研究还不深入,对艾蒿的开发利用还不够全面,因此,应用艾蒿进行新型绿色农药和天然染料的研究开发具有良好的应用前景。

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