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西番莲属植物的抗焦虑活性成分及其作用机制研究进展



全 文 :354 食品与药品 Food and Drug 2011年第 13卷第09期
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西番莲属植物的抗焦虑活性成分及其作用机制研究进展
赵瑞瑞1,2,邹江冰1,孔秋玲1,2,蒋琳兰1,2 *
(1. 广州军区广州总医院 药剂科,广东 广州 510010;2. 华南理工大学 生物科学与工程学院, 广东 广州 510006)
摘 要:国外普遍将西番莲属植物用于治疗焦虑等疾病,近年国内外对其活性成分和作用机制进行了研究。认为γ-氨基丁
酸(GABA)、亲脂性物质、苯并黄酮、白杨素、β-咔啉吲哚生物碱等是西番莲属植物中具有抗焦虑活性的成分,其作用
机制涉及到GABA-苯二氮 受体复合体的作用、芳香酶抑制作用、单胺氧化酶抑制作用等。
关键词:西番莲属;抗焦虑;活性成分;作用机制
中图分类号:R971+.3 文献标识码:A 文章编号:1672-979X(2011)09-0354-04
收稿日期:2011-01-06
基金项目:广州市基础研究计划项目(2005J1-C0352) 广东省中医药局科研课题(2010253)
作者简介:赵瑞瑞(1985-),女,硕士研究生,研究方向为天然药物活性成分 E-mail:zhaoruikfc@126.com
*通讯作者:蒋琳兰 Tel: 020-36653476 E-mail: jlinlan@163.com
Progress on the Research of Anxiolytic Ingredients and the Mechanisms of Passiflora Linn
ZHAO Rui-rui1,2, ZOU Jiang-bing1, KONG Qiu-ling1,2, JIANG Lin-lan1,2
(1. Department of Pharmacy, Guangzhou General Hospital of Guangzhou Military Command, Guangzhou 510010,
China; 2. School of Bioscience & Bioengineering, South China University of Technology, Guangzhou, 510006, China)
Abstract: Passiflora Linn has been widely used on the treatment of anxiety. Its active ingredients and the action
mechanism has been studied by researchers home and abroad. These studies show that the antianxiety compounds of
Passiflora Linn are:γ-aminobutyric acid(GABA), lipophilic compounds, benzoflavone(BZF), chrysin, β-Carboline and
indole alkaloids. Its functional mechanism consists of the effect on GABA-benzodiazepines receptor compounds, the
inhibition of aromatase and monoamine oxidase.
Key Words: Passiflora Linn; anxiolytic effect; active ingredient; mechanism
焦虑症(anxiety)是一种以焦虑情绪为主的神经症,
主要表现为发作性或持续性焦虑、紧张、惊恐不安等,伴
有一系列躯体症状和病理变化,发病机制复杂,主要涉及神
经递质-受体、神经调质-受体、神经内分泌网络的精细调节。
西番莲属(Passiflora Linn)是西番莲科(Passifloraceae)
中最大的一个属,约有400个种[1]。该属植物是西方治疗
焦虑症的传统用药,其药效作用在欧洲、北美等地已被广
泛认可,并已被多个国家批准作为临床使用药物[2]。近年
国内外的研究主要集中于西番莲提取物的化学成分分析和
药效实验,为西番莲属植物的抗焦虑活性提供了有力的证
据。然而其活性成分以及作用机制仍有争议。现就近年有
关这两方面的研究状况做一综述,以期为今后的研究提供
参考。
1 γ-氨基丁酸(GABA)直接抑制中枢神经系统的活动
GABA为哺乳类动物中枢神经系统中一种主要的抑制
性神经递质,介导了40 %以上的抑制性神经传导,在控
制神经元兴奋性方面发挥着重要作用。降低脑内GABA含
量,可引起惊厥、焦虑等,反之可导致抑制,产生催眠、
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镇静等作用。GABA的作用是通过与其受体(GABAA)
结合,导致细胞膜离子通透性变化而产生抑制性电位实现
的。
Carratù等 [3]发现西番莲属植物中GABA含量很高。
Elsas等[4]用TLC法首次定性分析P.incarnata L.提取物中的
氨基酸,发现在检测的10 种氨基酸中GABA含量最高。与
其他提取方法相比,在溶剂65 % 乙醇水溶液、浸提温度
25 ℃、浸提时间14 d的条件下,提取新鲜的西番莲全株植
物,GABA含量最高,为3.8 %。随后作者采用全细胞膜片
钳记录方法,研究了P.incarnata L.总提取物、除去氨基酸
提取物对大鼠海马CA1锥体神经元膜内电流的影响。发现
总提取物能明显地引起由海马锥体神经元上GABA受体介
导的具有剂量依赖性的电流,且这种电流能被GABA受体
拮抗剂可逆阻断,除去氨基酸提取物则无这种电流。由此
推测,总提取物中的GABA是产生电流的原因。作为一种
内源性神经递质,GABA可成为一种天然的抗焦虑药物。
然而,在作者随后进行的动物体内实验中却没有发现提
取物中的GABA与动物活动行为之间的关系,这可能是因
口服给药GABA受到肠道和血脑屏障跨膜转运的影响。因
此,西番莲提取物中GABA的药理学意义仍需要进一步研究。
2 亲脂性物质间接作用于GABA-苯二氮 受体复合体
Gustavo等[5]将干燥的Passiflora alata叶子粉末在料液比
1∶10 (w/v),提取时间1 h的条件下用水和70 % 乙醇2种
溶剂回流提取,40 ℃真空蒸发溶剂得到2种提取物:水提
取物(AQ)和含水乙醇提取物(HE),并以TLC初步鉴定
了其中的物质。发现AQ和HE具有基本一致的黄酮类和皂
苷类图谱,而HE比AQ含有更多的亲脂性物质。在小鼠高
架十字迷宫实验(EPM)中,作者发现,HE具有与地西泮
相似的抗焦虑活性,AQ则不具有抗焦虑活性。类似的结果
在有关西番莲属其他品种抗焦虑活性的研究中也有报道,
如Pollyanna 等[6]对Passiflora quadrangularis L.叶子的水提
取物和含水乙醇提取物分别进行了小鼠EPM实验、旷场实
验、洞板实验。结果表明,含水乙醇提取物在3种动物模型
实验中都显示了与地西泮相似的抗焦虑活性,而水提取物
在任何剂量下都没有显示此活性。并提出如果将Passiflora
quadrangularis L.作为天然抗焦虑药物开发,其药物形式应
该是非极性提取物,而不是水提取物。Soulimani等[7]对P.
incarnata L.的水提取物和含水乙醇提取物分别进行了小鼠
爬梯实验和明暗箱实验,发现含水乙醇提取物在剂量为400
㎎•㎏-1时表现出了抗焦虑活性。
Gustavo 等[5]继续了HE抗焦虑活性机制的研究。小鼠
EPM实验模型体内试验表明,与不加氟马西尼组相比,HE
(300 ㎎•㎏-1, p.o)+氟马西尼(苯二氮 类药物拮抗剂)
(6 ㎎•㎏-1, i.p.)组小鼠进入开臂的时间明显缩短、进入
开臂的次数也显著减少,表明HE的抗焦虑活性可被氟马
西尼抑制,HE可作用于GABAA受体复合体的苯二氮 结
合位点。相似的结果在Grundmann 等[8]对P. incarnata L的
研究以及Lolli 等[9]对Passiflora actinia的研究中也有报道。
在随后的体外实验中,将大鼠的脑突触体置于同时含有
0.2×10-9 mol•L-1的3H氟硝西泮和不同浓度的HE(10~1 000
μg•mL-1)缓冲液中,在4 ℃下保温90 min。当HE的浓度高
达1 000 μg •mL-1时,HE也不能取代3H氟硝西泮与突触体
结合。因此得出结论,体内HE中的一些成分发生生物转
化,并产生作用于苯二氮 结合位点的活性代谢产物。结
合TLC分析结果,作者推测这些成分可能是亲脂性物质。
Elsas 等[4]对P.incarnata L.总提取物的LC-MS分析结果也表
明,亲脂性物质可能是主要活性成分。
近年不少研究者认为,C-糖基黄酮类是最可能具有抗
焦虑活性作用的活性成分[10],但也有人持有完全不同的观
点。因为与苯二氮 位点结合的药物本身结构就具有多样
化,加上黄酮类衍生物的干扰作用,以及黄酮苷元C-6和
C-8上相连基团的位阻作用,这些都可以削弱西番莲属植物
主要含有的黄酮类(如牡荆素、异牡荆素)与GABA受体
复合体的苯二氮 位点结合。西番莲属植物的抗焦虑机制
尚需要深入研究。
3 黄酮类化合物具有不同的药理学性质
过去一直认为,黄酮类化合物是西番莲属植物抗焦
虑作用的主要活性物质[11]。近年不少研究者通过化学分
析和药效学实验取得了新的研究成果。Barbosa等[12]通过
大鼠EPM实验、抑制性逃避学习实验、旷场实验,考察
Passiflora alata 和Passiflora edulis提取物的抗焦虑活性,发
现两者均有与地西泮相似的抗焦虑活性,且不会影响大鼠
记忆。与Passiflora alata提取物相比,Passiflora edulis提取
物具有低剂量抗焦虑活性。植物成分分析显示,Passiflora
edulis提取物中黄酮类的含量是Passiflora alata提取物的
2 倍。Sena等[13]采用小鼠明-暗穿箱实验,发现Passiflora
edulis f. flavicarpa的果皮提取物具有抗焦虑活性,TLC和
HPLC分析显示提取物中C-糖基黄酮类含量丰富。Deng等[14]
通过两相提取法初步分离Passiflora edulis f. flavicarpa地上
部分提取物,采用小鼠EPM实验模型进行有效部位抗焦虑
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活性实验,结合植物化学成分分析证实了黄酮类是主要的
抗焦虑活性成分。
在黄酮类化合物中,研究最多的是苯并黄酮(BZF)
和白杨素(5,7-二羟基黄酮),两者具有不同的作用机制。
3.1 BZF 通过芳香酶的抑制作用调节神经甾体的转化
神经甾体(包括脱氢表雄酮、硫酸脱氢表雄酮、孕烯
醇酮、孕酮、雌激素、睾酮等)是脑中或外周神经系统合
成的类固醇物质,在神经发育和病理生理过程中起着非常
重要的作用。Cooper等[15]已证实游离睾酮能够调节人类和
动物的焦虑行为。成瘾性物质(酒精、尼古丁、吗啡、大
麻酚)通过影响下丘脑-垂体-性腺轴系统造成内分泌系统紊
乱,增加肝脏内质网上芳香酶(细胞色素P-450 酶系)的活
性,增加睾酮发生芳香化生成雌激素的活性,导致体内低
游离睾酮水平和高游离雌激素水平。这种神经甾体的不平
衡是引起焦虑的原因。从P.incarnata L.中分离得到的BZF是
一种强芳香酶抑制剂[16],Dhawan等[17-20]将其与成瘾性物质
同时给予小鼠,证明BZF能抑制睾酮发生芳香化生成雌激
素的活性,维持血浆中的高睾酮水平,与对照组相比能显
著改善戒断症状,降低小鼠的焦虑行为。此外,BZF还能
消除雌激素的负反馈环路,促进身体产生更多的睾酮。然
而这些研究尚处于初级阶段,BZF的抗焦虑机制尚需进一
步研究;从动物模型实验到临床用药是一个复杂的过程。
3.2 白杨素对中枢苯二氮 类受体位点的直接或间接作用
白杨素是另一种被确定的具有抗焦虑活性的物质,现
已发现存在于西番莲属的几个品种中。早在1990年Medina
等[21]就指出,白杨素可作为中枢苯二氮 受体的部分激动
剂,且不具有常规抗焦虑药物的健忘(amnestic effect),
肌肉松弛(myorelaxant)等副作用。Salguero等[22]的大鼠
旷场实验、抑制性逃避学习实验、主动回避实验表明,白
杨素在剂量10 ㎎•㎏-1时具有抗焦虑活性且不影响大鼠的
记忆,这种抗焦虑活性还能被RO 15-1788(GAGAA-苯
二氮 类位点拮抗剂)抑制,此结果支持了Medina等的观
点。Zanoli等[23]的大鼠明暗箱焦虑模型实验结果也表明,白
杨素在最小剂量为1 ㎎•㎏-1时具有显著的抗焦虑作用,且能
被氟马西尼抑制。因此有学者提出只要将安全性和毒理作
用研究透彻,白杨素可以作为一种天然作用于中枢苯二氮
受体的抗焦虑药物使用。
然而最近的研究报道对以上作用机制提出了质疑,
Brown等[24]通过大鼠EPM和测定皮质酮、儿茶酚胺含量,
研究了P.incarnata L.中白杨素的抗焦虑活性以及其机制。
结果表明,在皮质酮和儿茶酚胺水平上,所有组都不具有
统计意义的差别。EPM实验中白杨素组大鼠进入开臂的时
间与对照相比差别无统计学意义,这与作者实验前的假设
(假设粉红西番莲中的白杨素在2 ㎎•㎏-1时具有显著的抗焦
虑活性)不同。白杨素组大鼠进入开臂的时间与咪达唑仑
组相比也不具有显著差别,这表明尽管白杨素不具有与咪
达唑仑相同的抗焦虑作用,但如果给药剂量更高,白杨素
则具有抗焦虑作用的可能性。作者还发现在白杨素组与氟
马西尼+白杨素组之间,大鼠进入开臂的时间也不具有统计
学意义的显著差别,这表明白杨素抗焦虑作用的活性位点
可能不是中枢苯二氮 受体结合位点。作者还指出,如果
设计咪达唑仑+白杨素组与咪达唑仑组相比较,白杨素可能
具有协同咪达唑仑或增强的作用。这种作用现已由Elsas等[4]
报道,即GANA受体的二级阳性调节,只有当一级阳性调
节剂(如地西泮、咪达唑仑等)存在时,二级阳性调节因
子方能增强一级调节的应答。
4 β-咔啉吲哚生物碱的单胺氧化酶抑制性质
西番莲属植物中含有以β-咔啉环为基础的单吲哚类生
物碱,有哈尔满、哈尔酚、哈尔明(骆驼蓬碱)等。因其
具有单胺氧化酶(MAO)抑制性质,现已认为是西番莲属
植物中的主要生物活性成分[25]。在过去几十年中已被研究
者广泛报道。吲哚类生物碱通过抑制线粒体的单胺氧化酶
活性,使单胺类神经递质(5-HT、去甲肾上腺素、多巴胺
等)的代谢水平下降,上调了突触间隙中的单胺水平,从
而达到抗焦虑的作用。
5 结语
西番莲多产于南美等热带地区,目前在我国台湾、
福建、广东以及云南等省(区)都有栽培,并深受人们喜
爱。西番莲属植物对人和动物的生理机能有多方面的影
响,特别是其抗焦虑活性被人们关注,但其复杂的药理作
用机制尚待深入研究。相信随着基础研究及临床研究的完
善,西番莲属提取物定能作为更好的抗焦虑药物给人类带
来福音。
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综述类应有资料性摘要。摘要下面应列出 3~6个关键词,关键词用全称不用缩写,关键词之间用分号。
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音,姓全部大写,名的首字母大写,双名者中间加连字符。单位、地址用斜体,写明市、国家。邮编用正体。不应单
独出现非公知的符号。