白首乌化学成分与现代药理研究进展

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白首乌为祖国传统中药，其主要来源为萝藦科植物耳叶牛皮消（Cynanchum auriculatum Royle  ex Wight）、隔山消（Cynanchum wilfordii (Maxim.)Hemsl和戟叶牛皮消（Cynanchum bungei Decne.）的块根，具有养血益肝、固肾益精、乌须黑发和延年益寿的功效。现代研究发现白首乌中含有多种有效成分，具有抗肿瘤、抗衰老等多方面的药理活性。其主要活性成多羟基孕甾烷酯苷，并含有粗蛋白、粗脂肪及多种维生素、氨基酸和锌、镁、钙、铁等多种人体必需的元素。其所含维生素中以B族维生素含量较高；氨基酸总量与西洋参相近，其中以谷氨酸、天门冬氨酸、精氨酸为多，最高的精氨酸含量在生品最高可达2.23%。三种白首乌均富含磷脂类成分，主要有卵磷脂、肌醇磷脂、乙醇胺磷脂及磷脂酸等成分，其中以不饱和亚油酸含量最高。有实验表明磷脂在抗肿瘤药物作用于体内时能起到靶向载体的作用，为其抗肿瘤的功效奠定了物质基础。
1．对免疫功能的影响
白首乌水溶浸膏及C21甾体酯苷对正常及免疫抑制动物均有明显的免疫增强作用，白首乌总苷可使小鼠胸腺和脾脏不因受免疫抑制剂而萎缩，呈现出对免疫器官具有一定的保护作用。白首乌还可使动物T淋巴细胞依赖区增生，B淋巴细胞依赖区增大，从形态上支持白首乌有提高机体免疫功能的作用。白首乌总磷脂可显著提高外周血ANAE（+）淋巴细胞比值和绝对数，预防和治疗环磷酰胺所致外周血ANAE（+）、（‐）淋巴细胞比值和绝对数的倒置现象，使T细胞比值保持在正常水平。但也有报道白首乌总苷在体内外有抑制IL‐2产生的作用，体外实验与体内实验结果相悖，可能总苷在体内经代谢发生某些变化，产生有增强细胞免疫作用的活性片段，或仅是药物在某组织富积而致浓度变化的影响，尚需进一步探讨。笔者对泰山白首乌多糖进行了T、B淋巴细胞增殖反应实验，证明其增殖作用分别为43%、14%，具有一定的免疫增强作用。
2．抗臭氧损伤作用
自由基学说认为臭氧为强氧化剂，吸入后可发生较强的自由基反应，导致红细胞衰老变化。以吸入臭氧形成的快速衰老模型观察白首乌的抗衰老作用，表明白首乌可提高衰老动物免疫功能、清除自由基、抑制过氧化脂质的形成，能使用吸入臭氧造成的类似衰老变化的小鼠恢复到近正常状态。采用化学发光法测定了去皮白首乌及白首乌栓皮对超氧阴离子自由基（O2-）的清除作用，结果表明，两者均能直接清除O2-，其IC50分别为69.69μg/ml和2.29μg/ml，后者对O2-的清除能力比前者高出30多倍，并同时测定了赤首乌、西洋参、灵芝、当归、黄芪、菊花和竹叶，结果表明，去皮白首乌清除O2-的能力显著低于赤首乌和灵芝，与西洋参和当归差别不大，显著高于黄芪、菊花和竹叶，而白首乌栓皮清除O2-的能力高于其中任何中药。并发现白首乌中C21甾苷及各种甾苷元具有较强的清除羟自由基的功能，C21甾苷元的C3-OH成苷与否并不从根本上影响其活性；C21甾苷元清除羟自由基的活性与母核上羟基取代的数目有关，而母核无清除作用。
3．抗肿瘤作用
研究发现，白首乌总苷对S180等四种瘤株在体内均有明显的抑制作用，且作用与药物剂量、给药途径有密切关系。白首乌甾体酯苷抗肿瘤实验发现，白首乌甾体酯苷具有良好的抗肿瘤作用，而且抗肿瘤作用广泛，它不仅对艾氏实体瘤和Lewis肺癌有抑制作用，而且对小鼠S180实体瘤也具有显著的抑制作用，并具有明显的量效关系，同时对体外培养的瘤细胞无论是人类瘤细胞株，还是动物瘤株均有明显的抑制作用。对白首乌甾体酯苷这种抗肿瘤作用，我们初步认为是白首乌甾体酯苷分子表面活性样作用（即亲脂基团和亲水基团）有关。这种直接抗肿瘤作用，在形态学上也为白首乌甾体的直接杀伤作用提供了依据。在体外用细胞生长曲线法、MTT试验、蛋白质含量测定法及形态学观察研究了白首乌甾体总苷（CG）的抗肿瘤作用，结果表明，CG对Hce-8693(人大肠癌细胞)、PC3（人前列腺癌细胞）、Hela（人宫颈癌细胞）、PAA（人肺癌细胞）4种实体瘤细胞均有较强的体外细胞毒作用，且呈浓度依赖性。CG作用于Hela细胞4天，形态观察表现为细胞膜皱缩、细胞核固缩、浓聚。可见白首乌甾体总苷具有广谱的抗肿瘤作用。体外抗肿瘤实验发现白首乌新苷A 55μmol/L对4种人癌细胞株—Hce-8693、PC3、Hela、PAA抑制率分别是51%、71%，68%和70%，白首乌新苷B56μmol/L对Hce-8693、PC3、Hela细胞抑制率分别是64%、72%和74%。我们对泰山白首乌甾体酯苷进行了体外肿瘤抑制实验，结果表明在0.25mg/ml浓度时对肺癌细胞株（A-549）抑制率为92.4%，对胃癌细胞株（MKN-28）抑制率为90.0%,对大肠癌细胞株(MCF-7) 抑制率为95.3%，在1.0mg/ml浓度时对人乳腺癌细胞（MCF-7）抑制率为42.0%。
白首乌总苷抗肿瘤作用的机制可解释为：首先是对癌细胞的直接杀伤作用，经FCM快速测定细胞内DNA的相对含量，结果说明其对癌细胞S期有阻滞作用，由于甾体酯苷分子中既有亲脂性的甾核，又有亲水性的基团，可推测其对癌细胞的杀伤与分子表面活性剂样有关，药物作用于细胞膜表面，能抑制Na+/K+泵，竞争K+的结合部位，引起膜表面性质的改变，在电镜下可见有癌细胞膜破裂现象。其次，诱导肿瘤细胞凋亡。应用MTT法证实白首乌苷对体外传代培养的KB细胞有杀伤作用，且有药物剂量—时间依赖效应。形态学观察可见50μg/ml浓度作用72小时可诱导KB细胞出现核固缩等早期凋亡现象，经流式细胞仪测定表明药物作用72小时可出现凋亡峰，凋亡百分率为41.9%,并将KB细胞周期阻滞于G0/G1期。最后，药物可明显增强荷瘤动物的免疫功能，增加白细胞、ANAE（+）淋巴细胞、巨噬细胞的数量和功能。过继实验表明，经药物处理后的巨噬细胞抑制S180细胞增殖率65%，综上所述，白首乌甾体酯苷是一种有希望的抗肿瘤新药，它除本身的抗肿瘤活性外，还能增强小鼠的免疫功能，说明应用补益中药防治肿瘤是一条重要途径。但其作用机理尚待进一步研究。
4．保肝作用
实验研究证实白首乌总苷对乙酰苯肼造成的溶血性贫血的肝脏有明显的保护作用，药物可使受损动物肝脏的酶活性有不同程度的恢复，有的可恢复到正常水平，肝细胞内RNA及蛋白合成增加，表明肝脏功能的恢复；通过增加肝细胞代谢功能，改善机体缺氧状态，减轻紫绀，增强机体活力；保护细胞或促进网织红细胞发育为成熟红细胞；可显著抑制乙醇诱导的及乙酰苯肼造成的脂质过氧化反应，从而对受损肝脏起到良好的保护作用。采用D-氨基半乳糖造成大鼠急性肝损伤的模型，对白首乌的提取物——氨基酸、多糖的肝细胞保护作用进行研究表明，他们不但能提高肝损伤大鼠的存活率和降低血清胆红素和转氨酶的作用，而且能显著提高肝细胞酶的生物活性。应用鼠的CCl4损伤肝细胞一级培养模型从天然药物中筛选保肝药物,即能够减轻CCl4损伤程度的物质。通过对白首乌二苯酮保肝作用生化机制的研究发现, 白首乌二苯酮能明显降低(约50%)鼠的CCl4损伤肝细胞一级培养模型谷-丙转氨酶和山梨醇脱氢酶的释放。谷胱苷肽、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱苷肽还原酶在抗氧化应急反应细胞防御机制中扮演重要角色。白首乌二苯酮明显减少鼠的CCl4损伤肝细胞一级培养模型中这四种标志物的降低，对暴露于CCl4中鼠的肝细胞一级培养模型有保护作用。它还能通过减少代谢产物丙二醛的量来降低脂质过氧化作用。
5． 对心脏功能的影响
八莫氏离体蛙心实验表明，白首乌总磷脂0.1%的任氏液有明显的强心作用。经用细胞电生理实验技术研究表明，10mg%、20mg%的总苷台氏液可抑制心肌收缩力，同时可缩短APD。这可能与缩短APD导致细胞内Ca2+浓度降低有一定关系。但总苷抑制肌力的作用明显强于缩短APD的作用，因此，可能有为复杂的机理，有待进一步探讨。按抗心肌缺氧缺血药物的实验方法证实白首乌总苷有降低机体耗氧量，延长缺氧条件下动物生存时间的作用。生化方法研究发现，白首乌总苷可明显降低心肌细胞的耗氧量，与药物浓度有明显的量效关系，采用体外诱导法引起心肌脂质过氧化反应的实验发现总苷可有效抑制MDA的生成，这是因为药物通过清除超氧阴离子自由基（O2-）的途径实现的，从而使心肌细胞免受或少受自由基的损伤，保护心肌的完整结构和正常的生理功能。
6．对脑细胞的保护作用
氧化应激反应被认为是在某些神经退化紊乱和脑老化中引起神经死亡的主要原因,在亚洲应用天然产品治疗这样的神经退化紊乱例如老年痴呆的历史已有几百年。应用鼠脑神经胚胎种植细胞作为筛选系统,从已用天然药物中筛选活性脑神经保护物质。研究表明：隔山消干燥根的甲醇提取物具有明显的减轻由H2O2引起的神经毒性。将其有效部位经柱色谱分离得到一主要有效成分白首乌二苯酮能明显降低由H2O2引起的神经毒性，并能明显抑制谷胱苷肽、超氧化物歧化酶以及其他参与抵抗氧化应激反应的细胞机制酶水平的降低。更重要的是白首乌二苯酮能减轻由神经递质兴奋剂、L-谷氨酸盐引起的神经毒性以及由红藻氨酸盐引起的神经毒性,但不能调解由N-甲基-D-天门冬氨酸盐引起的神经毒性. 白首乌二苯酮通过促进H2O2的分解,在体外就已显示出天然的抗氧化作用。因而, 白首乌二苯酮很可能是一种非常有效的保护神经细胞抵抗过氧化物侵害的物质。
7．降脂作用
白首乌有明显的降低血清胆固醇的作用。进一步研究表明，其降脂的有效成分可能是总苷，其降脂作用与剂量呈正相关。白首乌总苷尚有抗高脂促动脉平滑肌细胞增生的作用。这可能对预防动脉粥样硬化斑块的形成有一定的意义。
8．对单胺氧化酶活性的抑制作用
体外测定了白首乌成分及其复方对小鼠脑MAO—β酶活性的影响，结果表明白首乌水溶液成分与复方均具有抑制小鼠大脑MAO—β酶活性的作用，尤以水溶成分作用明显，但总苷部分则无此作用。可以推测白首乌通过对脑中MAO—β酶活性的抑制作用而发挥抗衰老之效，此类成分可能存在于水溶性成分中.。
9．促家兔耳毛生长作用
用皮片显微投影法研究发现，白首乌总磷脂可促进家兔耳毛的生长，增加毛孔和毛纤维的平均直径，使分布曲线右移，毛孔群间距离缩小，为探讨白首乌补肝肾、益精血、乌须发等功效，提供了有益的参考。
10． 毒理学实验研究
实验证明戟叶牛皮消即泰山白首乌的原生药粉末悬浮液15g/kg、煎剂30g/kg和C21甾苷粗品75g/kg和150g/kg（按生药计算）给小鼠灌胃，未见外观行为异常及死亡，说明泰山白首乌无毒性。另有报道耳叶牛皮消水煎剂及白首乌淀粉口服虽无急性毒性反应，但发现存活动物体重普遍下降，认为其蓄积作用应予重视。总苷及其苷元为白首乌的主要抗肿瘤有效成分和有毒成分，但其口服LD50属微毒范围，白首乌及总苷灌胃无致突变作用。由耳叶牛皮消制成的白首乌片急性毒性试验（LD50大于10g/kg）、Ames试验、小鼠骨髓微核试验、小鼠精子畸形试验结果都呈阴性。
白首乌和其他中药一样，本身就是一个小复方，其补肝肾、益精血、乌须发和延年益寿之功，正是各种成分在机体内不同层次、不同环节上共同协调，综合作用的结果，成分研究和药理实验为合理开发和利用白首乌提供了参考依据，同时也为临床正确用药提供了理论指导。总之，白首乌是一个很有希望的抗肿瘤、抗衰老中药，它在种植业、制药业、功能食品开发及出口创汇等方面有着广阔的前景。