甘草及其有效成分的药理活性解析

甘草及其有效成分的药理活性解析摘要：本草纲目记载：甘草甘、平、无毒，主治二十二种常见疾病。近年来，随着 科技的发展，医学的进步，人们对甘草有效成分和药理活性的研究也更加深入，现已发现其 在治疗炎症、过敏、肝病，提高人体免疫缺陷以及肿瘤、癌症等治疗上均有不同程度的治疗 效果。关键词：甘草；药理活性；有效成分甘草实为中性药材，别名蜜草、甜草等。属豆科，英文Leguminosae，其根及根状茎部 最有价值。甘草分多种，有乌拉尔甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)、洋甘草(Glycyrrhizaglabra L)和欧甘草(Glycyrrhiza inflata Bat.)。医药界中甘草用途极广，主要 作为复方药予以配合，味偏甘甜，能中和药物苦味，性既不寒亦不燥，能滋补脾胃、补充气 血，亦可解燥热、减痰量，清疼痛。现在为止，由甘草提取的黄酮混合物总数已有300种之 多，皂苷元化合物种类高达20余种。现代医学研究表明：甘草能护肝、抗炎消毒、抵抗病 菌，亦可防咳嗽，抵抗癌症，增强免疫力。1. 甘草有效成份甘草中的有效成分主要有：黄酮类、多糖类、三萜类等。药理研究主要集中在皂苷类化 合物、甘草黄铜与其他酚类化合物等方面。其中，皂苷类化合物又以甘草酿glycyrrhizic)和 甘草次酸(glycyrrhetinic acid)为主，甘草黄酮与其他酚类化合物则以甘草素(liquiritigenin)、 光甘草定(glabridin)、甘草查耳酮(licochalcone)、其他黄酮类成分等为主。2. 甘草黄酮提取方法2.1水提取甘草黄酮提取方式中最古老的是水提取，即将甘草粉和水以既定的比例调和，温度达 80至95摄氏度，进行甘草粉提取。因甘草、黄酮能溶于水，所以借助其溶水特性进行分离 提取。这种方法提取的甘草、黄酮通常杂质较多，耗时较长，虽然所需设备较简单，但回收 率极低，因此已很少被使用。2.2有机溶剂提取有机溶剂提取是当下提取黄酮时使用最多的一种方式，黄酮化合物能溶于有机溶剂，如 甲醇乙醇等，操作过程包括冷水浸入和加热抽离。甘草的总黄酮提取步骤为先把甘草根茎置 于干燥环境，放置时间60Day，后用浓度95%的乙醇浸泡48Hour，同时对过滤后的液体提 取，并将提取完成的滤液放于温度为70C的水中浓缩，直至溶液浓度ph值达到5-6之后进 行萃取。对乙酸乙酯提取液进行萃取，采取5%Na2CO3为萃取液。Na2CO3的PH值可以采 用浓盐酸进行调整控制。最佳提取方式应该遵循一定比例，一般按照20： 1的比例调配甘草 粉和酸液含量，提取时间一般为2个小时，对总黄酮提取率的测定采用分光光度法处理，则 提取得率为2.56%。2.3超声波提取超声波提取依靠超声波的震荡过程来完成有效物质的提取过程，使组织细胞在短时间内 空化，加速了细胞破裂速度，缩短了有机溶剂进入细胞的过程与时间，加快黄酮化合物溶解 的速率。超声波方式可确保提取物质的纯度，减少了耗时，节省了成本，而且无需耗费过多 的有机溶剂。但在采用超声波提取时，需注意时间的把握，最佳时长一般为80min。此时物 质所含黄酮比例为1.312%，回收比率可达99.2%。2.4微波提取微波提取的原理是基于物质的不同性质，尤其是提取物中的分子结构不同，在微波提取 的过程中，微波和分子之间可相互作用，微波的能量致使分子分子剧烈运动，导致了提取体 系的升温，依靠所产生的热效果来实现黄酮的提取，由于热效应使介质直达细胞壁并破坏组 织结构。因此，微波提取具有加热均衡、耗时不长及自动化操作实现可行性强等优势。经过 微波提取的总黄酮含量比例为1.723%，回收比率达到了 98.3%。2.5 SFE提取当下对黄酮的提取方式愈发增多，发展较快的是超临界流体，即SFE技术，SFE提取 能使细胞壁破裂程度较之前的方法更大，增大黄酮化合物和CO2溶剂间的接触面积，提升 提取效率和提取纯度。SFE提取的优点是能减弱黄酮和纤维素间的衔接，操作过程无需过多 溶剂、提取之后无残留溶液，活性物质成分凝结性增强，遭受攻击也不易破坏。用CO2超 临界方法提取甘草黄酮，其提取效率高于常规溶剂提取方式2倍之多。2.6吸附树脂提取吸附树脂的本质为吸附剂，其稳定性极强，无论从物理角度还是化学角度，可在不受无 机物影响的状态下吸附甘草中的有效活性物质，吸附性能高、树脂再生性强、往复使用周期 短，操作闭路循环容易搭建。由于不同吸附树脂构成成分的不同，因此其吸附能力也存在差 异，其中XDA-1型号的树脂对于甘草中的总黄酮物质的提取可达93%，动态可达83.74%， 可用性极强。2.7各类酶提取细胞壁组织易将黄酮化合物相互缠绕并包围，造成提取的困难。酶法提取中的复合酶由 纤维素酶及果胶酶组成，复合酶可将纤维组织逐一破坏，降低溶剂的渗透阻力，使黄酮化合 物以最快速度释放。在PH环境5.0，40C的条件下，经由3小时酶解后甘草总黄酮的提取 比率为1.66%，改方法优于微波提取方式之处在于耗资少，能源损耗低。3. 皂苷类化合物的药理探究三萜皂苷很早便被世人熟知，因含糖量极高，甚至比蔗糖还要甜好几十倍。目前为止对 三类甘草进行过皂苷的提取研究中，发现的皂苷种类多达二十种，大都为葡萄糖皂苷，以齐 墩果烷型三萜类为主要苷元，能溶于水。甘草中含糖量最多的是甘草酸，尤其是自然环境下 生长的甘草，其含糖量更高，比例高达7%，因此药理活性也更强，同时由其衍生转变的甘 草次酸也有极强药理活性。3.1甘草酸(glycyrrhizic)的药理活性探究甘草由有种活性物质所组成，甘草酸为其中比较典型的一种，甘草酸分子由两部分所构 成，即甘草次酸与葡萄糖醛酸，分别位于18A异构体及18B异构体中。上世纪中叶前，用 甘草酸制成的药剂可用于治疗炎症及过敏等临床疾病。用甘草酸调制而成的药剂在临床医学中广泛应用，尤其是在治疗肝病领域，乙型病毒性 肝炎、慢性肝炎、丙型肝炎、像肝癌、酒精性肝硬化等疾病上，发挥着重要的作用，至于甘 草酸是否能保护肝脏，至今尚未有明确的研究成果予以佐证。实践证明甘草酸能治疗各类肝 损伤，包括CC14、A-荼基异硫氰酸盐、术后内毒素、苍耳子、脂多糖与D-氨基半乳糖诱引 起肝内损伤等等。丙型病毒性肝炎患者的原发性肝癌发生几率在使用甘草之后发现有轻微的 减轻，究其原因，推断为甘草酸可以加快肝脏部位细胞再生，提高肝脏部位细胞性能复原。 甘草酸之所以能够保护肝脏，原因在于它具有多种活性物质，能抵抗氧化和各类炎症。血清 通常都含ALT分子，甘草酸可通过改变ALT的含量值使血液活性氧降低甚至彻底清除;同时， 甘草酸的存在，还可以预防肿瘤的进一步扩散，即A(TNF-A)的扩大，通过产生对于氧化酶 的抑制作用来实现kappaB因子的静止；甘草酸还可以能促进亚铁血红素等物质的形成，减 少炎症反应的发生；亦能使MMP-9,即基质金属蛋白酶在细胞中的含量下降，加速抵抗炎 症物质的快速形成；还能够将细胞凋亡蛋白酶-3的含量进行下调，阻止细胞色素的流失， 保证肝细胞正常。因此可得出甘草酸对肝脏的保护作用要归功于它的抗氧性，抵抗炎症的性 能。炎症发生过程中，炎症病原体放大效应逐层加深，每一时段部位排出的炎症因子含量都 不同，刚开始，炎症仅占据组织的小部分，因受攻击部位不同，炎症随之发生改变，由此发 展为以后的肝癌。临床医学证明甘草酸在肝脏保护方面功效显著，肝病发生的不同阶段，甘 草酸都有相应的活性分子与之抗衡，从而避免肝癌恶化，但作用的具体机理仍需要深入探究。甘草酸功能极为多样，不仅局限于肝脏保护。同样也能让人类免疫缺陷病毒及口膜炎、 甲型流感等病毒的传染性降低，同时还能减缓严重急性呼吸综合征病毒的繁殖速率，唯一遗 憾的是其无法对因骨髓灰质引起的炎症发挥效用。甘草酸对各类癌症例如生殖系统肿瘤、胃 癌等的扩散具有明显的抑制作用，其机理是甘草酸可以降低KATO-III细胞株、原髓细胞 (HL-60)等有害于身体的各类细胞的树木从而起到抑制病情的作用。同时，甘草酸还能治疗 各类感染，例如呼吸道感染，哮喘病等。在抗菌消炎、毒素解除及各类致癌因子等方面，具 有显著的功效。此外甘草酸对可用于中和毒素和防止血液凝固，尤其是针对蝮蛇咬伤，甘草 酸可抑制静脉血流迟缓，防止急性非化脓性炎症，保持血液流畅。不仅如此，它还适用于因 环境问题引起的各类疾病。研究发现，甘草酸能防御辐射，防紫外线射入、保护神经元、降 低肝受损度、预防组织缺血性再灌注受损，减缓线粒体膜的通透性转换等。3.2甘草次酸(glycyrrhetinic acid)的药理活性探究甘草次酸来源于甘草酸，从化学角度讲，即通过将甘草酸糖链部分断裂水解而形成，甘 草的糖分含量极高，甜度为蔗糖的250倍。甘草酸与甘草次酸属于甘草中的18A、18B立体 异构体。甘草次酸功效包括抗氧化性、抗革兰氏阴性菌和各类癌症。其在体外培养的实验中 能对各类恶性肿瘤细胞的繁殖进行抑制，包括造血干细胞恶性克隆性细胞、胃癌、肝癌及宫 颈癌、结肠癌细胞等，其能抑制p-糖蛋白、多药耐药蛋白的作用，将细胞的破裂时间段静 止于细胞周期的G1阶段，从而使促分裂原活化蛋白激酶的磷酸化进程变缓，改变线粒体细 胞膜向内部的渗入速度，致使细胞色素C排出，从而维持活细胞活性。此外，即使是由于 A-萘基异硫氰酸盐引发的各种肝部受损疾病，甘草次酸亦能予以抑制，从而达到保护肝脏 的目的。以此同时，对于CCC14使用不当引发的肝纤维化问题，也可予以缓解。虽甘草次 酸对肝脏的保护作用机理还需深入研究，但目前掌握的临床案例和实际操作数据表明，其保 护机制应基于它的抗氧化活性。此外，甘草次酸实际上是一种抑制剂，结构为羟基类固醇脱 氢酶11B,其可用于脂肪的抽取与减少。在对疱疹病毒发挥功效，甘草次酸的性能强于甘草 酸十倍。甘草次酸生发的衍生因子借助对白介素IL-1与前列腺素E-2的控制实现抗炎功效。甘草酸与甘草次酸都从甘草中提取而来，甘草酸与甘草次酸间有虽有很多共通的药理活 性，但药理活性也有不同之处。在相同点上，甘草酸及甘草次酸均可对神经进行保护，对于 线粒体受损，尤其是因氮氧化合物引起的受损问题，甘草酸及甘草次酸都可产生缓解，对各 类毒性较强的疾病，甘草酸及甘草次酸均可以进行医治，两者功效的发挥均基于甘草酸及甘 草次酸的抗氧化活性。在不同点上，甘草酸及甘草次酸18B能保护肝脏，但甘草次酸是通 过减缓细胞组织死亡的速率来实现。毒性与甘草次酸不同，后者的活性稍强。对于甘草酸与 甘草次酸间存有何种关系、其活性机制为何等诸多问题还需学者深入探究。甘草酸及甘草次 酸仅为甘草活性成分的一部分，在甘草中还存有甘草皂苷A、甘草皂苷C2、胀果皂苷等皂 苷成分，但因其所占分量过少，加之提取方式较为繁琐，因此尚未被当做研究重点。4. 甘草黄酮与其他酚类化合物的药理活性探究三萜皂苷在甘草的提取物中占据了较大部分，甘草的黄酮类物质则是除此之外的另一大 类。现在为止从甘草中提取的黄酮类化合物种类共有300余种，包含二氢黄酮、查耳酮，这 两类是主要的部分，除此之外还有异黄烷、二氢黄酮醇、黄酮等。甘草的药理性能在人们看 来，其依靠三萜皂苷类发挥作用，直到甘草抗溃疡作用的的出现，才使人们认识到甘草中还 有另外一种值得探究的成分，即甘草黄酮。实践证明，此物质能够抗氧消毒。抗氧化、保护 肝脏、预防雌激素样发生等作用，还有诸如如使血糖下调、降脂、抵抗抑郁病症、解痉等， 临床上能护肝，缓解肝受损，治疗心血管、神经衰退、肿瘤等疾病的药理作用。4.1甘草素(liquiritigenin)的药理活性探究甘草素为黄酮类物质，属于抑制性药剂，是蛋白激酶Akt的一种，其选择性极强，作为 雌性激素激动剂，能够起到保护细胞的作用，尤其针对因扑热息痛引发的肝部受损问题，可 起到积极的拮抗作用。但其作用的药理活性及过程机制，目前研究依然是个未知数。4.2异甘草素(isoliquiritigenin)的药理活性探究异甘草素也是黄酮类物质，但其与甘草素也存在一定的不同，因为它的来源更为天然， 异甘草素可以抵抗炎症、癌症，还可抗氧化、抗过敏，抵抗病原体及雌性激素等。能减缓癌 细胞增长速度，其使用多见于结肠癌癌变、前列腺癌癌变、子宫内膜癌癌变及肝癌癌病等， 并促使其渐进死亡。异甘草素通过减少细胞中PGE2、NO的含量来实现治疗作用，从而堵塞组织细胞 NF-kappa B的存活通路，调整特异性的靶向因子，减缓细胞繁殖速度，促进其程序性死亡。 异甘草素不仅能降低肿瘤细胞及其组织的增长速度，如果与顺铂联合用药，还可以减轻患者 的顺铂化疗反应，改善化疗中肾或肝的受损程度，减少化疗的副作用发生。此外，异甘草素 还能使正常细胞的数量不断增加，保证患者细胞供给量。肿瘤发生是因其含有过多的坏死因 子，异甘草素能减缓因其引发的活性氧形成，使VCAM-1，即血管细胞黏附分子与E-选择 蛋白mRNA间的结合破裂，削减血小板-内皮细胞黏附分子的形成，实现疾病的治疗。其实 异甘草素的功效远不止如此，它还可以可缓解痉挛、抚平哮喘，通过减少胃酸分泌实现胃粘 膜保护。在机体内借助GABA(B)受体实现对多巴胺排出量的控制，这说明异甘草素在应对 可卡因方面也有非常显著的功效。异甘草素还能够缓解血管紧张度，减缓因神经兴奋而形成 的神经性痉挛CCh,KCI与BaCl2，因此其效果和罂粟碱极为相近。4.3光甘草定(glabridin)的药理活性探究光甘草定是一种异黄烷类黄酮，对于炎症和病菌有抑制作用，对心血管的病情也能起到 一定的缓解。光甘草定常被用于常见的中枢神经方面和心血管疾病及各类炎症的疾病治疗 中。光甘草定能抵抗炎症的主要原因在于其有抗氧化活性。巨噬细胞往往含有NO物质，光 甘草定可将其与诱导型的NO的结合机制阻断，从而抑制炎症的发生。此外光甘草定还能减 缓人记忆的丧失速率，例如治疗老年痴呆症等。4.4甘草查耳酮(licochalcone)的药理活性探究甘草查耳酮是近些年来才被人们发现的一种甘草成分，实际上属于黄酮类，分类上属雌 激素，根据作用可将其分为多个种类，对它的研究主要集中在甘草查耳酮A及E，很多报 道亦围绕甘草查耳酮A及甘草查耳酮E的作用进行展开。甘草查耳酮A能抵抗炎症病菌， 抵抗癌细胞，缓解痉挛的作用。其之所以具有抗炎功效，是和其内部构造密的有效性密不可 分。白介素1一般位于人的皮肤纤维细胞中，甘草查耳酮A使前列腺素E大量繁殖，通过 减缓其生成达到抵抗炎症功效。甘草查耳酮具有极强癌症抑制性能，将癌细胞的周期阶段控 制在G1与G2期间之内，通过改变细胞周期从而实现抑制的作用。因甘草查耳酮A能抵抗 炎症，具有很强抗氧化性，因此甘草查耳酮A多用于皮肤性疾病治疗，尤其是酒渣鼻敏感 等炎症。此外甘草查耳酮A还能抵抗幽门杆菌和人类免疫缺陷病毒引起的危害。4.5其他黄酮类成分的药理活性探究黄酮与酚类化合物都属于甘草的标志性化合物。主要由甘草素和甘草苷所组成，此外异 甘草素与异甘草苷也是甘草的重要组成成分。部分特殊的成分只在某些特殊的甘草种属中被 发现，例如，光果甘草中只允许光甘草定、光甘草素的共存，乌拉尔甘草中只允许甘草香豆 素的共存，甘草查耳酮A与甘草查耳酮B只能存在胀果甘草中。实践证明甘草中起到药理 活性成分的物质有甘草素、甘草查耳酮，除此之外还有光甘草定，其余关于甘草黄酮及酚类 化合物药理活性的报道较少。甘草苷能缓解抑郁心理，异甘草苷也有缓解抑郁性能。光甘草 醇可抵抗病菌，减缓变形链球菌增长速度，且为单类胆固醇酰基转移酶抑制剂，防止肿瘤持 续恶化或重新发作。光甘草素可促进其合成速度，光甘草素可改善尤其是绝经妇女的血管受 损程度，防御心血管疾病。在甘草中含有的黄酮类化合物共三类，异甘草素葡萄糖荽糖苷、 异甘草苷查耳酮和甘草查耳酮A,其能减弱酪氨酸酶，可用作退色剂。结语随着科技的发展，甘草有效成分的分析和研究将更加精细，一些微含量成分的药用价值 也将逐渐被发掘出来。其有效成分的药理活性研究将会出现新的突破，致使甘草医用价值获 得到更大体现，从而为人类健康事业的发展作出更大的贡献。参考文献1 王冰,李宏涛，缪铭，等.甘草总黄酮提取工艺的研究J.郑州工程学院学报,2004,9:25-302 邓容，刘新.微波辅助萃取在中药提取中的应用J .中国医学理论与实践,2005,15(6):950-9513 崔永明，余龙江，敖明章，等.甘草总黄酮对油脂抗氧化作用研究J.基础研究食品科学,2007,28(11):1194 渡边和浩，等.抗病毒药用组成物质P .日本公开特许公报:平1-175942,1989-07-12