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柑橘属中生物碱辛弗林生理活性的研究进展



全 文 :专 题 综 述
2013年第22期
Vol . 34 , No . 22 , 2013
柑橘属中生物碱辛弗林生理活性的
研究进展
张文娟,陶 缘,王亚军,陈健初*
(浙江大学食品科学与营养系,浙江杭州 310058)
摘 要:柑橘中含有黄酮类化合物、类柠檬苦素、维生素、类胡萝卜素、有机酸、生物碱等多种生物活性成分,其中主要
的生物碱有辛弗林、章鱼胺及酪胺。辛弗林是芸香科植物酸橙枳实提取物中的有效成分。2004年,美国FDA禁止在减
肥产品中添加麻黄碱,由于辛弗林和麻黄碱在化学结构类似,副作用较小,因此成为其替代品,具有广泛的应用市场。
辛弗林减肥作用机理是由于刺激脂肪分解,提高代谢速率和促进脂肪氧化,静脉注射辛弗林会对健康人的血压、支气
管、心血管及糖尿病模型小鼠的肝脏抗氧化体系产生影响,含有辛弗林的膳食补充剂中可能还含其他物质(如咖啡因
等神经兴奋类化合物),可能增加副作用的风险,影响健康。针对枳实提取物的广泛应用,本文对其主要成分辛弗林的
化学性质和生理活性进行综述。
关键词:辛弗林,化学性质,活性研究
Research progress in biological activity of p-synephrine in cirus fruits
ZHANG Wen-juan,TAO Yuan,WANG Ya-jun,CHEN Jian-chu*
(Department of Food Science & Nutrition,Zhejiang University,Hangzhou 310058,China)
Abstract:Citrus species contain numerous bioactive compounds including flavonoids , limonoids ,vitamins ,
carotenoids,organic acids and amines. Synephrine,octopomine and tyramine are commonly occurring amines
in citrus. It is the most abundant active component of extracts from Citrus aurantium L. unripe fruits. Synephrine
is related structurally to endogenous neurotransmitters (epinephrine and norepinephrine ) and has gained
significant popularity for the treatment of obesity. Moreover,the ban of ephedrine containing substance by food
& drug administration because of an association with serious adverse health effects seems to have resulted in
higher consumption of dietary supplements containing synephrine due to their relatively less health risks.
Synephrine produces an effect on the human metabolism which could be useful in reducing the fat mass in
obese humans,because it stimulates lipolysis and elevates to be metabolic rate and oxidation of fat through
increased thermogenesis . However ,continuous intravenous infusion of synephrine on healthy volunteers
increased the blood pressure,bronchial,cardiovascular and diabetic model mice significantly. It was suggested
that the extraction of C. arantium could effectively enhance the liver antioxidant function. The concomitant
presence of these substances in dietary supplements containing synephrine likely increase the risk of secondary
effects and can constitute a serious concern for health safety. In response to the rapid increase in the use of C.
aurantium extracts in weight-loss products and associated concerns from health professionals,the chemical
properties and biological activity from citrus species were reviewed.
Key words:synephrine;chemical propertiy;biological activity
中图分类号:TS255.1 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2013)22-0331-04
收稿日期:2013-05-23 * 通讯联系人
作者简介:张文娟(1989-),女,硕士研究生,研究方向:食品加工与工程。
柑橘是世界第一大宗水果,栽培面积、产量均居
世界各类水果之首。中国是柑橘生产大国,其种植面
积及产量均居世界第一,而适宜种植柑橘的地区主
要分布在北纬16°~37°之间[1]。
柑橘果实营养丰富,不仅含有大量的果胶、低聚
糖、有机酸等营养成分。还含有多种人体必需的维生
素(维生素C,胡萝卜素、叶酸等)、矿物质、类柠檬苦
素、生物碱、挥发油类、类黄酮等具有重要生理功能的
微量成分[2]。流行病学研究表明,水果和蔬菜的消费量
和减少慢性疾病的风险之间有一个显著的正相关性,
人体必需的维生素、矿物质、纤维和生物活性的植物
化学物质,如生物碱、类胡萝卜素、含氮化合物和多酚
类化合物等合理组合,可促进对健康的有益影响[3]。
在柑橘属中酚酸的含量丰富,随着成熟度的增加
酚酸含量降低,在果皮中的含量高于果肉[3]。研究表
明,柑橘属类黄酮和酚酸具有广泛的生物活性,例如
抗氧化活性,抑制线粒体呼吸作用中的关键酶,能预
防冠状动脉心脏疾病,具有抗炎、抗肿瘤、抗菌、抗病
毒、抗过敏、镇痛等活性,并能减少毛细血管壁的脆
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DOI:10.13386/j.issn1002-0306.2013.22.086
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弱性,抑制血小板聚集[4-6]。辛弗林早期是一种从一个
合成产物中分离得到的胺,作为一种血管收缩剂、支
气管扩张剂和肾上腺素的拮抗剂;柠檬苦素是柑橘次
生代谢物中的主要成分,具有抗癌、抗疟疾、抗病毒
(包括艾滋病毒)活性,同时也可作为降胆固醇剂[7]。
生物碱(alkaloids)一般是指存在于植物中的
碱性含氮化合物,大多数具有含氮杂环,有旋光性
和明显的生理效应。大量研究发现,在芸香科柑桔
属植物中存在生物碱类化合物,主要有羟苯乙醇胺
(octopamine)、辛弗林(synephrine)、酪胺(tyramine)、
N-甲基酪胺(N-methyltyramine)、大麦芽碱(hordenine)
等苯乙胺生物碱(phenethylamine alkaloids)[8-9]。
生物碱类物质辛弗林具有提高新陈代谢、增加热
量消耗、提高能量水平、氧化脂肪、减肥的功效,是中
药枳实中起重要作用的有效成分,具有增强心血输出
量、提高总外周血管阻力而使左心室压力及动脉血压
上升的作用[10-11],临床上主要用于治疗支气管哮喘及
低血压、虚脱及休克、体位性低血压、食积不化、胃下
垂等,除中医的传统应用外,也有生产注射剂在临床
应用,用于抢救各种休克、心衰以及治疗胃及十二指
肠溃疡等病症[12]。Wheaton等第一次从柑橘属植物的
叶及果皮中分离得到辛弗林,并推测辛弗林在植物体
内生物合成途径:酪胺→N-甲基酪胺→辛弗林[13]。
2004年4月美国FDA禁止膳食补充剂中添加麻
黄碱,辛弗林由于结构和内源性神经递质如肾上腺素
和去甲肾上腺素相似 [14],具有刺激性且能促进能量
消耗、抑制食欲、提高代谢和产热等,枳实提取物作
为减肥商品制剂被国内外广泛开发,主要以辛弗林
含量为质量评价指标,替代麻黄碱发挥减肥作用[15]。
辛弗林现已广泛用于医药、食品、饮料等行业。
随着市场对辛弗林的需求量增加,价值倍增,对于其
理化性质,药理活性,分离提取方法等方面的研究也
在不断深入。现将近年关于辛弗林生化特性,药理
活性,研究现状等综述如下。
1 辛弗林的理化特性
1.1 辛弗林的结构
辛弗林分子结构中存在酚羟基和氨基,具有两
性性质,可分别与酸、碱结合成盐。较常见的是从未
成熟枳实中提取辛弗林,果实越趋于成熟,辛弗林含
量越低。
辛弗林存在三种位置异构体[16],p-辛弗林,m-辛
弗林或者o-辛弗林,区别在于苯环上羟基和侧链的连
接位置不同。每种位置异构体存在旋光对映体,均可以
通过化学合成制备而成。含有枳实的膳食补充剂中辛
弗林是以p-辛弗林还是m-辛弗林形式存在,文献报道
中有争议,两种同分异构体在药理活性和代谢活性方
面具有显著不同。大多数学者在报道柑橘属辛弗林的
含量未考虑其同分异构体形式[16],其他学者认为仅含
有m-辛弗林或p-辛弗林,或者两中结构均存在[17-19],
o-辛弗林不能从自然资源中获得,不被用作减肥[20]。
1.2 辛弗林的手性对映体
辛弗林是一种手性化合物,对映体对于α-肾上腺
素受体和β-肾上腺素受体有不同药理活性。(-)-辛弗
林的药理活性是(+)-辛弗林1到2个数量级。对映异
构体的绝对立体化学已被X-射线晶体学所证实[22]。
2 辛弗林的分布
辛弗林在柑橘的果皮及可食部分均有分布,
Kusu等 [9]在未成熟的枳实中检测到辛弗林含量为
2.31mg/g,在将近成熟的果实中为1.63mg/g。Hashimoto
等[23]中药枳实中辛弗林的含量1.12mg/g。
文献报道表明,(-)-辛弗林是酸橙中的主要成
分,在果皮中为(1.14±0.02)mg/g,在果浆中为0.33mg/g,
在果籽中为0.66mg/g,仅在酸橙的植物产品中检测到
少量[24]的(+)-Synephrine。
对橙汁和含橙汁的碳酸饮料中十二种生物碱的
进行分析测定,发现腐胺和辛弗林为主要生物碱,占
总胺含量分别为57%和32%[25]。
3 生理功能
3.1 对心血管的作用
枳实、枳壳煎剂、枳实提取物、枳实注射液及其
有效成分的辛弗林静脉注射,能显著增强麻醉犬的
多种心肌收缩性和泵血功能的指标,具有强心、收缩
血管、提高总外周阻力,而使左心室压力和动脉血压
上升的作用[26]。现代研究又证实枳实可浓度依赖性
地提高兔主动脉张力,使主动脉平滑肌收缩[27]。
3.2 对减肥的作用
辛弗林作为减肥促进剂,其作用机理是刺激β-3肾
上腺素受体而发生脂质分解以及随后产生的生热作
用[28]。大多数含有辛弗林的膳食补充剂中还含有其他
不同成分,主要是咖啡因、水杨酸和麻黄碱[20]。上述多
种化学成分联合作用能够提高辛弗林的减肥功效。
以大鼠为研究对象,重复口服市售辛弗林含量
标准化的酸橙水醇提取物,评价其食物摄取和心血
管功能,发现酸橙提取物能够降低食物摄取量和体
重增加,实验组动物的心电图出现异常[29]。
3.3 对血压的影响
药理学中辛弗林被用作去充血剂,通过口服形式
治疗低血压[26]。Haller等以10个健康成年人为对象,
研究含有酸橙提取物的膳食补充剂对血流动力学的
影响,证明一些膳食补充剂能够提高健康、血压正常
的受试者的血压和心血管兴奋作用,可能是在多组
分的配方与咖啡因和其他兴奋剂协同所导致[30]。
动物实验研究已表明,辛弗林和酸橙提取物提
高血压。连续六周服用酸橙提取物(6%辛弗林)和8
盎司的果汁(包含大约13~14mg辛弗林),发现受试者
的血压未产生任何显著影响 [14],评价辛弗林对血压
的影响可能需要更长的研究周期。
HO
OH
NH
图1 p-辛弗林的化学结构式
Fig.1 Chemical structures of p-synephrine
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也有文献报道辛弗林具有显著的升压效应,加
强心肌收缩力,减慢心率和增加心输出量,增加冠脉
流量,增加肾血流量等[27]。
3.4 对糖尿病的作用
焦士蓉等[31]探讨枳实提取物对实验性糖尿病小
鼠肝脏抗氧化防御功能的影响,用高、中、低剂量的
枳实提取物对糖尿病小鼠进行灌胃治疗,观察肝脏
的抗氧化能力及肝脏的组织形态学变化。枳实提取
物治疗组与糖尿病模型组相比较,血糖水平显著降
低(p<0.05),谷胱甘肽含量显著增加(p<0.05),谷胱
甘肽过氧化物酶活性,丙二醛及氮氧化物含量显著
降低(p<0.01),超过氧化物歧化酶活性增加。光镜
下,枳实提取物治疗组肝脏组织细胞损伤较糖尿病
组降低,说明枳实提取物具有增强肝脏的抗氧化能
力,降低肝细胞损伤的作用。
3.5 对支气管的作用
赵雪梅等 [8]通过麻醉猫,静脉注射辛弗林可完
全对抗组胺所引起的支气管收缩;其对豚鼠离体器
官亦有同样作用。
3.6 对抑郁症的作用
有学者通过建立小鼠尾悬挂实验和小鼠强迫游
泳实验抑郁模型,对p-辛弗林的抗抑郁作用进行研
究[32],以不动的失望时间为指标,灌胃剂量1~10mg/kg
(0.5mL/25g体重),显著降低其不动时间。精神振奋药
物可以降低不动时间,但是刺激自主活动,p-辛弗林
灌胃剂量0.3~10mg/kg,发现小鼠的开野实验中自主
活动未发生显著变化排除了是p-辛弗林的精神兴奋
作用。p-辛弗林在行为绝望动物抑郁模型上有明显
抗抑郁作用,可以对抗其失望行为,使得绝望行为
(不动时间)降低,可能与刺激α-1肾上腺素受体有
关。可能对于低血压患者的抗抑郁作用有治疗作用。
3.7 副作用
由于辛弗林对肾上腺素刺激作用,所以患有严重
高血压、快速性心律失常、窄角青光眼和单胺氧化酶
抑制剂接受者的病人应避免给食用枳实提取物 [33]。
辛弗林可以造成周期性偏头痛和原发性头痛[34]。
文献研究表明,含有辛弗林的膳食补充剂中同时
含有其他如甲基黄嘌呤、麻黄碱、牛磺酸。甲基黄嘌呤
毒性表现在引起颤抖,心跳过速,癫痫发作。对中枢神
经有刺激作用的麻黄碱会造成的副作用有心力衰竭,
中风,伴随此类物质的存在,会增加产品的副作用造
成健康威胁[35]。但在大多数含有酸橙提取物膳食补
充剂中,p-辛弗林和其他草药成分包括咖啡因等共
同存在。因此,难以评估其单独存在的副作用[36]。
Arbo等[37]测定酸橙、甜橙等柑橘品种未成熟果实
及叶子中p-辛弗林的含量。以白化病小鼠为研究对象,
通过自发运动实验,体温效应等评价酸橙提取物和p-
辛弗林的急性毒性。饲喂剂量1000~5000mg/kg酸橙提
取物(2.5% p-辛弗林),15min后,自发运动活性明显
降低,p-辛弗林(150~2000mg/kg)15min,出现毛发直
立,喘气,流涎等明显症状,自发运动活性降低,上述
症状持续3~4h,均是可逆的。离体器官的尸检没有出
现异常。观测到的毒性作用和相应的肾上腺素刺激有
关,作者认为p-辛弗林不仅作用于β3-肾上腺素受体,
而且作用于β2-肾上腺素受体和α1-肾上腺素受体。
4 结论与展望
本文着重就柑橘属中辛弗林的结构、药理活性
及相关副作用进行概述,旨在为其综合开发利用提
供参考依据。
综上所述,柑橘生物碱辛弗林是一类具有收缩
血管、升高血压和较强的扩张气管和支气管等多种
生理功能,此外可以对糖尿病小鼠肝脏抗氧化起到
防御功能,有一定的抗抑郁作用。近年来的研究发现
辛弗林能够提高新陈代谢、增加能量水平,氧化脂
肪,目前国内外所售枳实提取物作为减肥产品应用,
均以药效成分辛弗林含量为商品规格。辛弗林广泛
应用于医药、食品、饮料等保健行业。评价辛弗林的
毒性实验文献中以急性毒性实验为主,更多的亚慢
性毒性实验和慢性实验,有待于进一步完善,为安全
性评价提供较为全面的依据。
我国柑橘种植面积广阔,资源丰富,柑橘属中辛弗
林可以发展成为具有工业化生产价值的原料。柑橘果
实的营养价值除了维生素C、叶酸、类胡萝卜素等物质
之外,生物碱在其中也起到重要作用,对柑橘生物碱
辛弗林的构效关系及其作用机理有待进一步研究。
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