全 文 :穿心草口山酮抗氧化作用初探
何泉华 许实波
(中山大学生命科学院药学系 ,广州 510275)
1997-06-20收稿 , 1997-11-17修回
作者简介:何泉华 ,男 , 31岁 ,博士 ;
许实波 ,男 , 63岁 ,教授 ,博士生导师 ,中山大学药学系
主任
中国图书分类号 R 282. 71; R 977. 9; R 979. 9
P摘要 目的 以大鼠组织匀浆及 RBC为材料研究 3种穿
心草口山酮 ( x anthone, Xan): 1, 8-dihydr oxy 3, 5-dimethoxyx-
anthone ( Xan-Ⅰ ); 1-hydro xy, 5-dimethoxyxanthone ( Xan-
Ⅱ ) ; 1-hydroxy , 3, 7, 8-tritho xyxanthone( Xan-Ⅲ )抗脂质过
氧化作用。 方法 以 M DA为指标 ,观察 Xan对组织匀浆体
外脂质过氧化及 RBC自氧化溶血体系脂质过氧化产物丙二
醛 ( M DA )生成量的影响 ;并观察 Xan对邻苯三酚自氧化产
生的 O·2 及 Cu2+ -V it C自由基产生系统产生的· O H的清
除作用。 结果 ① 0. 05μmol· L- 1的 3种 Xan均可抑制正
常大鼠脑、肝、心匀浆体外过氧化脂质生成 ,并能对抗半胱氨
酸和硫酸亚铁所致过氧化脂质生成增加。 ② 3种 Xan均能
抑制 RBC自氧化 ,显著减少 RBC自氧化过程中 MDA的含
量。 ③ 3种 Xan均能清除超氧阴离子自由基 ( O·2 )和羟自由
基 (· O H) ,清除· OH的作用更强。④ 3种 Xan清除氧自由
基的活性强弱顺序为 Xan-Ⅰ > Xan-Ⅲ > Xan-Ⅱ 。 结论 穿
心草口山酮具有一定的抗氧化作用 ,能直接清除活性氧自由
基。
关键词 穿心草 ,口山酮 ;丙二醛 ;活性氧自由基 ;脂质过氧化
穿心草 canscora lucidissima ( Lé v l. et Vant )
Hand. -Mazz分布于广东、广西等地 ,资源丰富。民
间用全草常用来治疗肝炎、黄疸、胸痛、胃痛等疾
患〔 1〕。穿心草中含有多种活性成分 ,其药理作用尚未
见报道 ,我室与本校化学化工学院天然有机室合作 ,
从其全草中分离出多种口山酮 ( x anthone, Xan)化合
物 (属黄酮类 )。本文首次报道其中 3种化合物抗氧
化作用的体外实验研究。其结构式如图 1。
Xan-Ⅰ : R1= OCH3, R2= H, R3= OH
Xan-Ⅱ : R1= OCH3, R2= H, R3= H
Xan-Ⅲ : R1= H, R2= OCH3, R3= OCH3
图 1 口山酮的结构
1 材料与方法
1. 1 材料 SD大鼠 ,♂ , ( 200± 20) g;由中山大学
药学系实验动物养殖场提供 ;穿心草口山酮化合物从
穿心草中提取分离得到 ,以含 0. 1%二甲亚砜和
0. 1%吐 温 80 的 双 蒸 水 悬 溶 ; 邻 苯 三 酚
( py rogallo l) ,广州化学试剂厂 ;三羟甲基氨基甲烷
( t risaminol , Tris) ,上海生化试剂商店 ( AR) ;细胞
色素 C,徐州生物化学制药厂 ;硫代巴比妥酸 ( thio-
ba rbi turic acid, TBA ) , Sigma 产品 ; 三氯乙 酸
( t richlo roacetic acid, TCA) ,上海试剂三厂 ( AR)。
1. 2 方法
1. 2. 1 组织匀浆的制备 大鼠断头处死 ,迅速取出
内脏: 心、肝、脑 ,置 4℃的生理盐水中洗净表面残
血 ,用滤纸吸干 ,制成 5%组织匀浆生理盐水液备
用。
1. 2. 2 脂质过氧化与丙二醛的测定 按文献〔2〕测
MDA: 1 ml 5%的脏器匀浆液 ,加入各种不同浓度
的 Xan及 Vit E,并设溶媒对照组。同时以硫酸亚铁
-半胱氨酸 ( Fe2+ -Cys)激发心脏匀浆的脂质过氧化
进行对比 ,依消光系数 ε= 1. 56× 10- 2 cm2· mol- 1
计算 MDA的生成量 ,以 nmo l· g- 1组织为计量单
位。
1. 2. 3 红细胞自氧化溶血 参考文献〔 3〕取新配的
1. 5%的 SD大鼠 RBC悬液 3 ml,加入 Xan 0. 1 ml,
置 37℃温育 1 h后 ,离心取上清液在 540 nm波长
处测光密度。另取上清液按 TBA比色法测 MDA含
量。
1. 2. 4 Xan对 O·2 的清除作用 实验前调定邻苯
三酚自氧化率为 0. 07 nmol· min- 1。 按文献〔 4〕在 3
ml Tris-HCl缓冲液 ( pH 8. 2)中加入 0. 1 ml不同浓
度的 Xan,混匀后加入 0. 3 ml浓度为 1. 75 mmo l·
L
- 1的邻苯三酚 0. 3 m l,反应 4 min后滴入 10 mol·
L
- 1的 HCl中止反应 ,立即在紫外分光光度计 325
nm处测 OD的值。
1. 2. 5 Xan对· OH的清除作用 此实验自由基
发生系统的基本原理是〔 5〕:还原型细胞色素 C转变
为氧化型细胞色素 C的过程中 ,其颜色由浅红转变
为浅黄 ,据此采用比色法分析· OH的生成量。反应
介质为 pH 7. 4的磷酸盐缓冲液 2 m l,内含抗坏血
酸 100μmo l· L- 1 , Cu SO4 100μmol· L- 1 ,细胞色
·130· 中国药理学通报 Chinese Pharmacological Bulletin 1998 Apr; 14( 2): 130~ 2
表 1 Xan对正常组织匀浆体外过氧化脂质生成的影响 (x-± s ,n= 10)
药物 浓度
/μmol L- 1
脑
MDA /nmol· g- 1 抑制率 /%
肝
MDA /nmol· g- 1 抑制率 /%
心
M DA /nmol· g- 1 抑制率 /%
对照 225. 27± 9. 51 164. 74± 8. 64 134. 87± 3. 59 0
Vi t E 0. 05 151. 27± 7. 86* * 33 108. 62± 6. 81* * 34 94. 85± 5. 24* * 30
Xan-Ⅰ 0. 5 114. 10± 0. 32* * # # 51 30. 15± 3. 61* * # # 82 64. 74± 3. 16* * # # 52
0. 1 132. 31± 9. 27* * # # 41 41. 67± 3. 34* * # # 75 72. 49± 7. 39* * # # 46
0. 05 149. 41± 6. 42* * 34 62. 28± 2. 72* * # # 62 85. 13± 4. 33* * # # 36
Xan-Ⅱ 0. 5 174. 74± 14. 82* * 22 75. 26± 3. 59* * # # 54 89. 56± 7. 42* * 34
0. 1 194. 36± 6. 15 13 105. 26± 4. 18* * 30 114. 36± 2. 58* * 15
0. 05 204. 05± 5. 13 9 115. 64± 7. 97* 9 128. 44± 3. 77 5
Xan-Ⅲ 0. 5 117. 29± 11. 10* * # # 48 58. 57± 2. 03* * # # 64 51. 67± 3. 79* * # # 62
0. 1 128. 97± 12. 13* * # # 43 76. 41± 3. 08* * # # 53 77. 44± 3. 58* * # # 43
0. 05 157. 32± 8. 42* * 30 92. 33± 3. 44* * 44 89. 63± 2. 79* * 34
与对照组比 ,* P < 0. 05,* * P < 0. 01;与 Vit E组比 ,# # P < 0. 01
素 C 100μmol· L- 1 ,加入不同浓度的 Xan,并设
Vitamin E( Vi t E)阳性对照组及溶媒对照组。 在
25℃温育 90 min后 ,测 550 nm的光吸收。 据 ε=
0. 21 cm
2· mol- 1计算· OH的生成量。
2 结果
2. 1 Xan对正常大鼠脏器组织匀浆脂质过氧化的
影响 如表 1所示:与对照组比较 , 0. 5~ 0. 05μmol
· L- 1的 3种 Xan对正常大鼠脏器匀浆体外的脂质
过氧化有极显著的抑制作用 ( P < 0. 05或 P <
0. 01 ) ,对肝脏的抑制作用尤为突出 ,相同浓度的
Xan-Ⅰ 和 Xan-Ⅲ作用强度比 Vit E强 ( P < 0. 01) ,
且量效关系明显。
在 Fe2+ -Cys激发心脏匀浆的脂质过氧化体系
中 , Xan-Ⅰ 及 Xan-Ⅲ对其的抑制作用均达 91% ,亦
比相同浓度的 Vit E强 ( P < 0. 01) ,表 2所示。
表 2 Xan对 Fe2+ -Cys激发心脏组织
匀浆体外过氧化脂质生成的影响 ( x-± s, n= 10)
药 物 μmol· L- 1 M DA/nmol· g- 1 抑制率 /%
对照 310. 26± 15. 38
Vi t E 0. 05 154. 87± 30. 77 47
Xan-Ⅰ 0. 05 28. 21± 5. 13* * # # 91
Xan-Ⅱ 0. 05 122. 82± 38. 41* 60
Xan-Ⅲ 0. 05 28. 21± 5. 13* * # # 91
与对照组比 , * P < 0. 05, * * P < 0. 01;与 Vit E组比 , # # P <
0. 01
2. 2 Xan对 RBC自氧化溶血的影响 表 3所示 ,
0. 05μmol· L- 1的 Xan-Ⅰ和 Xan-Ⅲ比对照组明显
抑制 RBC溶血 ( P < 0. 01) ,这作用比 Vit E弱 ,但对
血浆 MDA的含量的降低却比 Vit E强 ( P < 0. 05
或 P < 0. 01)。
表 3 Xan阻止 RBC自氧化溶血作用 ( x-± s, n= 10)
药物 μmol· L- 1 MDA /nmol· g- 1 抑制率 /%
对照 19. 82± 1. 90
Vi t E 0. 05 8. 49± 1. 69* * 90. 7
Xan-Ⅰ 0. 05 5. 64± 1. 28* * # # 32. 9
Xan-Ⅱ 0. 05 16. 48± 1. 54 8. 7
Xan-Ⅲ 0. 05 6. 15± 1. 30* * # 19. 9
与对照组比 ,* * P < 0. 01;与 Vit E组比 , # P < 0. 05,# # P <
0. 01
2. 3 Xan对邻苯三酚自氧化产生的 O·2 的清除作
用 表 4所示 , 3种 Xan均能明显清除 O·2 ( P <
0. 01) ,并呈一定的量效关系 ,其中 0. 05μmo l· L- 1
的 Xan-Ⅰ的作用强度与 Vit E的相当 ,Xan-Ⅱ的作
用最弱。
2. 4 Xan对· OH的清除作用 3种 Xan均可显
著清除· OH( P < 0. 01) , 0. 02μmol· L- 1的 Xan-Ⅰ
的作用比相应浓度的 Xan-Ⅲ和 Xan-Ⅱ强 ,但比 Vit
E弱。
表 4 Xan对邻苯三酚自氧化产生 O·2
的清除作用 (x-± s,n= 10)
药物 μmol· L- 1 OD 清除率 /%
对照 0. 330± 0. 003
Vi t E 0. 02 0. 356± 0. 003* * # # 15
Xan-Ⅰ 0. 2 0. 206± 0. 018* * # # 38
0. 02 0. 278± 0. 008* * # # 16
0. 002 0. 297± 0. 002* * # # 10
Xan-Ⅱ 0. 2 0. 273± 0. 009* * # # 17
0. 02 0. 299± 0. 010* * # # 9
0. 002 0. 317± 0. 004* * # # 4
Xan-Ⅲ 0. 2 0. 223± 0. 018* * # # 32
0. 02 0. 287± 0. 003* * # # 13
0. 002 0. 306± 0. 002* * # # 7
与对照组比 ,* * P < 0. 01;与 Vit E组比 ,# # P < 0. 01
·131·中国药理学通报 Chinese Pharmacological Bulletin 1998 Apr; 14( 2)
表 5 Xan对 Cu2+ -Vit C自由基产生系统产生的
· OH的清除作用 (x-± s ,n= 10)
药 物 μmol· L- 1 · O H/nmol· g- 1 清除率 /%
对照 21. 14± 0. 40
Vit E 0. 02 3. 87± 0. 07* * 85
Xan-Ⅰ 0. 2 2. 41± 0. 24* * # # 89
0. 02 6. 72± 0. 08* * 68
0. 002 11. 05± 0. 13* * 48
Xan-Ⅱ 0. 2 4. 83± 0. 27* * 77
0. 02 9. 41± 0. 18* * 55
0. 002 11. 67± 0. 31* * 45
Xan-Ⅲ 0. 2 3. 85± 0. 24* * 82
0. 02 7. 41± 0. 15* * 65
0. 002 11. 50± 0. 33* * 45
与对照组比 ,* * P < 0. 01;与 Vit E组比 ,# # P < 0. 01
3 讨论
正常组织匀浆在体外自氧化或受 Fe2+ -Cys激
发的自氧化以及 RBC在体外与 H2O2反应后 ,均可
产生丙二醛 ( MDA) ,使 MDA生成量增加 ,而 MDA
是脂质过氧化反应的终产物 ,作为评价脂质过氧化
反应强弱的指标〔 2, 3〕。本实验观察到 3种 Xan均可使
脑、肝、心组织匀浆脂质过氧化及 RBC自氧化溶血
体系中脂质过氧化的产物 MDA生成量减少 ,呈明
显的剂量依赖性。 而对肝脏的脂质过氧化反应的阻
止作用最强 ,可能与肝脏具有物质代谢等多种功能
的组织结构有关 ,如肝细胞含有丰富的线粒体、内质
网和高尔基复合体 ,分别与肝细胞进行功能活动的
能量供应、蛋白质合成和糖原合成密切相关 ,这些细
胞器膜在没有抗氧化药物作用下易产生脂质过氧化
反应。提示 Xan可减少氧自由基对生物膜的破坏 ,保
护机体内各种组织细胞免受氧自由基的侵害。 Xan
可抑制 RBC自氧化溶血就是一个很好的例证。
进一步研究发现 , 3种 Xan均能直接清除氧自
由基。据报道 ,维生素 E、苯甲酸、吩噻嗪类及喹啉类
等带有酚羟基或苯环的化合物均具有明显的清除氧
自由基的作用〔6〕。 Xan为黄酮类化合物 ,其化学结构
与维生素 E相似 ,提示其清除氧自由基的作用可能
与其带有酚羟基基团有关。在本实验的 3种口山酮同
系物中 ,苯环上有二个酚羟基的 Xan-Ⅰ 的活性最
强 ,与之相应的少一个酚羟基的 Xan-Ⅱ 则活性最
弱 ,而苯环上虽少一个酚羟基但多一个甲氧基的
Xan-Ⅲ活性居中。说明 Xan分子酚羟基中氢原子较
容易被自由基摄取而自身被氧化 ,从而保护了周围
生物大分子不被氧化。
本实验初步探讨了穿心草口山酮的抗氧化作用 ,
实验结果提示: 穿心草口山酮具有抗氧化作用 ,这种作
用可能与其清除 O·2 及· OH有关。
参考文献
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Effects of canscora lucidissima xanthones on antioxidation in vitro
HE Quan-Hua, X U Shi-Bo
(Dept of Pharmacology , Zhongshan University , Guangzhou 510275)
ABSTRACT AIM To study antiox idation of
canscora luciadissima xanthone ( Xan ): 1, 8-dihy-
droxy, 3, 5-dimethoxyxanthone ( Xan-Ⅰ ) ; and 1-
hydroxy, 5-dimethoxyxanthone ( Xan-Ⅱ ) ; 1-hy-
droxy, 3, 7, 8-tri thoxyxanthone ( Xan-Ⅲ ) o n ho-
mogena te and RBC autoxidation. METHODS
Samples o f tissues homogena tes and RBC suspen-
sion w ere pret rea ted wi th Xans. The genera tion of
malondialdehyde ( MDA) w as examined. The gen-
eration o f O·2 produced by py rogal lol auto xida tion
and the· OH produced by Cu2+ -Vit C w ere exam-
ined by being pretreated wi th Xans. RESULTS
① The produc-tion o f lipid peroxides in no rmal
brain, liv er and hea rt homogenate o f ra t and elev a-
tion of produc-tion of lipid perox ides induced by
cy steine and FeSO4 in homogenate w ere inhibi ted
by addtion of Xans. ② Xan inhibi ted tha t RBC
hemolysis and the genera tion o f MDA was de-
creased. ③ The O·2 produced by autoxidation of
py roga llol and the · OH produced by Cu2+ -Vit C
sy stem could be scavenged by Xans. ④ The po ten-
cy of scavenging ox igen f ree radal is that Xan-Ⅰ >
Xan-Ⅲ > Xan-Ⅱ among the Xans. CONCLUSION
Canscora lucidissima xanthones have the effect of
antilipid peroxidation and may scavenge both O
·
2
and· OH.
KEY WORDS canscora lucidissima , x anthone
( Xan ) ; malondialdehyde ( MDA); activ e oxygen
species; lipid perox ida tion
·132· 中国药理学通报 Chinese Pharmacological Bulletin 1998 Apr; 14( 2)