中药材麦冬活性物质的提取及细胞毒性的研究

摘　要

麦冬指的是百合科沿阶草属植物肉质块根，是中医中常见的药材，它可以预防心功能疾病，抵抗心梗、心肌缺血，可以心律失常进行预防，维护血液的循环，药理作用明显。在麦冬这种植物中，麦冬皂苷 D属于单体成分，药用价值较高，相关研究中指出具有生物学效应。我国生长的麦冬范围较大，数量颇多，它是中医上很有效的一种药材，有着滋养心肺、生津补阴的良效。相关学者的研究表明，多糖类、高异黄酮类、甾体皂苷类等都是它的主要成分；它有着降低血糖、提升免疫力、预防肿瘤炎症、保持皮肤年轻等特点，其药理有着重要的意义。在此为麦冬的药理功能和成分做出综合论述，为后期的麦冬药理价值开发提供一定的帮助。

麦冬皂苷D是否抑制由血管紧张素Ⅱ（AngⅡ）导致的心肌肥大是否受麦冬皂甘D的影响和可能存在的原理。在体中麦冬皂苷的肠溶微球会导致内在体制受到影响。选择丙烯酸树脂Ⅱ作为囊材，经喷雾干燥的技术制作麦冬皂苷的肠溶微球，分析体外释药受处方成分干扰情况。本篇文章主要研究麦冬的性质以及对细胞的作用。

关键词：麦冬；提取；细胞毒性

1 绪论

　1.1选题背景及目的

麦冬也叫做寸冬、麦门冬，是中医上常见的药材。它具有生津补阴、滋养心肺的疗效，因此常用于阴虚咳嗽、津伤口干、心乱失眠、肠干便稠等病症诊治中。按照《中华人民共和国药典》中可知，麦冬植物是百合科类中干燥块根。于我们国家来说，麦冬生长区以福建，广东，广西及四川为主。按照产地对杭麦冬，浙麦冬及川麦冬[3]等之分，对于外国来说，生产地区以越南及印度等东南亚地区为主[1]。对于浙麦冬及川麦冬来说，为各地区中主流的品种，四川的三台县盛产川麦冬，在浙江的杭州地区盛产浙麦冬;泉州和莆田主要是短葶山麦冬，在疗效和性味方面与麦冬的药效、性质差不多，在中医的处方中把它和麦冬共同入药，是目前中药材使用麦冬时一种主流方法[2]。既有药用的效果，也可以当成功能性及保健的食品和饮品，在国际的保健行业，备受欢迎。麦冬内含有许多的活性成分，麦冬多糖就是其中之一，它可以预防肿瘤，抵抗衰老，降低血糖等。

1.2国内外研究现状分析

麦冬是医用药材成分之一，它不但可以入药，还可以食用，中国几千年的中医实践可以证明麦冬对于保健和疾病诊治有显著效果。

近年，越来越多的研究表明麦冬具有良好的抗炎活性对于一些慢性低度炎症疾病，如糖尿病、动脉粥样硬化与阿尔兹海默症治疗中效果明显[3]。此外，麦冬的水提取物应用于角叉菜胶所致小鼠趾肿胀、大鼠胸腔白细胞游走等，具有预防炎症的作用。

对于麦冬来说，其内不一样的类甾体的皂苷就有72种，包括呋甾皂苷和螺甾皂苷，可以在许多方面发挥很强的效果，包括肿瘤炎症的预防，局部脑缺血的损伤，防治心肌性的缺血，以及正常血糖的水平维持等方面;高异黄酮类三十六种，对于非小细胞肺癌、心肌疾病及氧自由基等方面的诊治有着较明显的作用；而11种麦冬多糖，可以将机体免疫力提高，维持血糖的正常，对心肌缺血疾病起到预防的效果。麦冬和其本身的采集物可以干扰各种信号传导通路进而维持血糖水平正常和预防肿瘤，利用肿瘤细胞自噬体现出预防肿瘤的功能[4]。

2 麦冬有效成分的提取方法

2.1浸提法

在提取多糖的时候，溶剂一般选择热水碱及酸等，在这些当中，当选择粗提时，一般选择热水进行提取。对于其缺点，需要很长的时间，一次提取的概率太低，有必要提取多次增加浓缩功耗，而使用酸碱的方法进行提取，极易让多糖生物的活性和空间的结构遭到破坏[5]。

　2.2酶提法

植物组织可以被酶降解，并且使某些成分更快的得到利用；因此酶解法是在植物中尽可能多的采集多糖的一种操作。通过采用多糖量的研究分析法能够有效的研究植物的浓度、酸碱度和酶浓度以及温度和抑制剂的条件，同时还能够增大使用的范围。[6]。

　2.3超临界流体萃取法

根据超临状态情况，通过在超临界流体中加入相关物质实现萃取，经冷却至常温常压时，流体吸收的成分以液体形态和气体流分离，从而将目标成分萃取。在近似常温常压的情况下分离提取所需物质并且可以使产品中大部分都有效物质保存下来和提取率高、残留物质少等都是它的特点。但它也有局限性，所需设备投资较大，成本较高是该技术的不足之处[7]。

　2.4微波提取法

微波辐射能够促进植物中水分散发大量热量，从而增加植物细胞的温度，并于液态水内有很大压力出现，从而让植物的细胞被摧毁，释放细胞中的多糖，同时进行溶解，对于微波萃取优势来说，节约时间，及试剂，简单的设备，萃取有很高的效率，能够广泛推广使用，重现性优良，对环境的影响较小。但是在麦冬采集多糖中使用该技术还是不够成熟，其萃取机理还需进一步完善[8]。

　2.5超声提取法

研究分析超声的提取技术，即采集植物中的多糖来进行超声波热力学效应，然后根据机械效应原理萃取。对于一般的提取方法来说，消耗时间短，效率优良，低温保持性能等都是超声提取法所拥有的特点，因此超声波提取法还是比较高效的。但它也存在着缺点，超声可以分解多糖大分子，所以还应深入研究超声波对多糖的作用[9]。

3 麦冬的化学成分

麦冬有淡白黄色的外皮，较为柔软，有纵行纹路，内呈黄色，透明度不高，内芯为木质形状，有一点香味，在肉质上含有糖质是纺锤状态。

根据研究分析表明，在部分麦冬中含有多糖、甾体皂苷以及高异黄酮，因为它们含有重要的药理作用。

　3.1甾体皂苷

在麦冬中主要是通过甾体皂苷类化合物来防止延缓衰老、加强心脑血管保护、增强学习记忆、预防肿瘤炎症、增强免疫力、缓解咳喘等功能。通过麦冬提取主要的方法有超声提取法、溶剂提取法以及酶提取法[19]。现目前，提取的甾体皂苷个数在麦冬中占到七十二个，有皂苷麦冬可皂苷元鲁斯-l-O-［α-L-吡喃鼠李糖基-( 1→2) ］，［β- D-吡喃木糖基-( 1→3) ］-β-D-吡喃夫糖苷等。根据化学构型的分划具体分成呋甾烷醇型和螺甾烷醇型，但是经过研究表明，成分主要是螺甾烷醇的类型。对于螺甾烷醇类型来说，其化合物内，大部分是薯蓣的皂苷元以及鲁斯可的皂苷元，和糖基结合起来，以二糖苷及三糖苷为主，并含有少量的四糖苷及单糖苷，对于连接糖来说，单糖链占大部分，双糖链占少数。

　3.2高异黄酮类

另外在麦冬中还含有高异黄酮类的化学物质。在经过研究提取发现麦冬中含有甲基麦冬黄烷酮B，高异麦冬的黄酮A以及甲基麦冬的高异黄酮A成分等，其均属于高异黄酮的物质。对于高异的黄酮类化合物来说，具备十分丰富的生物活性，为此类化合物中特殊的种类，在C环及B环之间进行连接的是CH2基团1个，为麦冬中主要的一种成分，于药理作用方面，包括保护心肌，对氧自由基进行清除，以及对抗肺癌等[22,23]。

　3.3麦冬多糖类

麦冬中大量的多糖存在于块根中，一些单聚糖类化合物和低聚糖类化合物相互作用就构成了麦冬多糖；对于药理价值多糖能够有效的促进肿瘤、高血糖、心肌梗塞、心肌缺血以及有过敏和外分泌腺疾病等病症得到相应的缓解效果。前已经从麦冬的水溶性部位提取出 11 种多糖[25-31]。

　3.4其他成分

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4 麦冬的药理作用

　4.1降血糖、降血脂

麦冬水提物、多糖通过影响核转录因子-κB（NF-κB）通路，促进瘦素、脂联素蛋白表达，降血糖功能的降低是通过提高胰岛素的敏感度来实现[10]。使用麦冬多糖能够有效的缓解血脂和血糖的升高，能够减小糖尿病的发病概率，还能够降低脂肪的含量。另外还有吸收葡萄糖进一步的降低肠和肝的糖原，能够促进的分泌效果和肝糖原的生成效果[11]。于麦冬内，提取出β-D-果聚糖的多糖 MDG-1成分，在过氧化物的酶体中增殖物内发挥作用，既让受体( 英文名称peroxisome proliferator-acti vated receptor，简写PPAR) α 以及γ被激活，也让PPARα被激活，并且使PPARγ受到抑制，最终起到降血脂的作用[12]。

　4.2保护心血管系统

为了防止心血管疾病的发生，采用麦冬皂苷或者多糖来干扰蛋白激酶成纤维细胞生长因子干扰丙二醛以及内皮型一氧化氮合酶进而达到预防的效果。

　4.2.1抗血栓

为了防止静脉内的皮细胞系正常的运行可以通过采用麦冬皂苷，通过在内皮上贴附白血病细胞株来达到髓样预防作用，抑制静脉血栓的形成[13]。麦冬多糖能够调节果聚糖多糖 MDG-1，同时还能够防止静脉内的皮细胞不受过氧化氢的影响，进一步引起肿瘤炎症和细胞凋亡的现象，为治疗心血管疾病提供了依据[14]。它的机制和降低自由基数量，升高超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD），保护细胞膜，加强血管内皮细胞能量代谢，影响血管内分泌等联系。另外，采用麦冬水煎剂也能够减轻部分的含量。由此说明，麦冬具有温补阴液，活血化癖的疗效，所以对血栓性病症的诊治有着显著的效果[15]。

　4.2.2抗心肌缺血

麦冬多糖对于心肌细胞有保护作用，使得血管恢复加快，对心肌缺血发生进行预防。果聚糖的多糖 MDG-1可以改善心肌缺血后进行再灌注的模型大鼠中内皮细胞的水平，抑制缺血的修饰蛋白进行表达，加快血管中内皮的生长，实现心肌保护作用。其原理和果聚糖多糖 MDG-1对垂体肾上腺皮质的系统刺激功能存在紧密联系[16]。在心肌缺血疾病诊治中麦冬总多糖、山麦冬总皂普（TSLSL）以及总氨基酸（Tal）存在一定联系，此类物质在缺血心肌中超氧化物的歧化酶 (英文名称SOD)活性方面，可以发挥预防的作用，降低心肌生成丙二醛，并且减少心肌游离产生脂肪酸，缩小心肌出现梗死面积[17]。

　4.3增强免疫

麦冬多糖是麦冬加强免疫力的重要成分，苟兴能等[18]实验发现在特定的磁场条件下川麦冬多糖能够升高小鼠的免疫力。从研究中可知，麦冬的总皂苷能够让体内羟自由基减少，同时让巨噬细胞受到刺激，促进吞噬的作用。李明[19]研究麦冬多糖对长时间大量训练大鼠免疫和抗氧化水平的作用，了解到麦冬多糖能够加强长时间大量训练大鼠的免疫力，保护预防过氧化伤害，降低糖原的消耗，有着较为光明的使用前途。另外，麦冬多糖还会影响白细胞介素

　　、γ干扰素（IFN-γ）及 IL-10 mRNA 等表达增强免疫力。

　4.4延缓皮肤衰老

麦冬可以减少体内自由基含量，刺激皮肤产生胶原蛋白，让皮肤更加光滑柔软，避免出现黑色素，让皮肤保持白净光滑，于女性来说，可以在稳定内分泌的系统方面发挥作用，让激素平衡，增强机体的代谢，预防皮肤衰老。学者陆洪军等[20]从研究中可知，麦冬多糖可以预防老年小鼠皮肤出现衰老，也在研究中指出，麦冬多糖可以让亚急性的老年小鼠提升能够升超氧化物的歧化酶（英文名称SOD）活性，降低丙二醛(英文简写MDA)的含量，所以麦冬多糖能将皮肤衰老延缓。王璐等[21]在研究中表示，沙参麦冬汤对于光老化的皮肤模型小鼠中有预防通，说明麦冬多糖能够对皮肤老化进行预防，其原理如下，基于光照之后，皮肤之中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）、透明质酸（HA）以及SOD活性被加强，降低 MDA 的量而发挥作用。

　　4.5抗炎作用

麦冬总皂苷以及其他部位的采集物可以明显减少炎症的出现，尤其是诊治放射性肺炎，它对于肺部有着丰富的保护方式，可以降低肺炎的发病率。马丽等[22]在体外试验中得出，麦冬之中一种重要皂苷元是鲁斯可皂苷元，对于细胞因子TNF-α所致急性白血病 HL-60 细胞和人脐静脉内皮 ECV304细胞之间的黏附作用具有强有效的抑制作用，从而发挥抗炎活性。

　4.6抗肿瘤作用

麦冬对于肿瘤的治疗有着良好的效果，麦冬含有类黄酮和甾体皂苷等，对抗肿瘤具有活性物质的功效。麦冬皂苷所致非小细胞肺癌的细胞自噬原理类似的通路，考虑二者存在联系[23]。麦冬发挥抗肿瘤作用的有效部位主要是麦冬皂苷，其主要是通过诱导肿瘤细胞产生自噬、影响NF-κB信号通路表达等发挥作用。张小平等[24]经三次化学修饰了麦冬多糖的WPOJ，组成包含硫酸基团、羧甲基以及磷酸基团特征的吸收峰，最好利用MTT法检测化学修饰后这三种麦冬多糖预防肿瘤的效果，结论显示修饰后的麦冬多糖对于肿瘤有着显著的疗效，可以将肿瘤生长弱化。

　4.7抗过敏和平喘

麦冬多糖可以预防呼吸系统疾病，可以预防过敏和咳喘。其作用机制可能通过抑制嗜酸粒细胞的浸润和脱粒而起到抑制毛细管渗漏和平滑肌痉挛等炎症，但是更加详细的原理还应深层次的研究[25]。

　4.8其他作用

石林林等[26]研究麦冬多糖的果聚糖多糖 MDG-1发现，这种药物能够丰富肥胖小鼠的肠胃益生菌群落，表明果聚糖多糖 MDG-1可以使小鼠肠道益生菌的含量适度上升，特别是鼠乳杆菌和X乳杆菌，能将肠道菌群种类加大，使得肠道益生菌的数量增长加快。王旭等[27]在研究中指出，麦冬多糖果聚糖多糖 MDG-1对于肥胖小鼠能量的代谢有稳定作用，原理或许和降低胆固醇和胆汁酸的生成、使产生酮体的量增多有一定的关系。

5 麦冬的毒性

在麦冬的皂苷D大于5微摩尔每升的浓度时，H9c2的细胞形态会出现皱缩，明显降低细胞存活的概率，减少细胞核的数目，增加ROS的含量，降低线粒体的膜电位，增加细胞出现凋亡的概率，同时在浓度上具备依赖性，表明麦冬的皂苷D可以在H9c2的细胞中发挥毒性的作用，并且，此类毒性的作用能够利用细胞凋亡的激活通路进行实现。对于活性氧（英文简写ROS）来说，有下游产物的氧化物，过氧化氢和氧自由基等，能够调节大量病理及生理的过程，是影响细胞出现凋亡通路的一个常见因素。根据研究可知，当ROS受到抑制导致线粒体出现氧化应激的时候，能够让细胞出现凋亡的概率降低。由于细胞中，ROS 有不一样的含量，所以传给细胞信号也不一样。再者，细胞被来自外源性的毒物所刺激的时候，细胞中会突然增加ROS的含量，导致内质网及氧化方面的应激，开放有关通路，激活凋亡的因子，损害细胞中的DNA，进而造成细胞出现凋亡。对于细胞凋亡来说，线粒体的膜电位为其初期凋亡重要的一个指标。被特定的信号所刺激以后，细胞失去线粒体的膜电位，让其通透性出现变化，部分和细胞凋亡有关因子便会让线粒体向细胞质内释放，进而使其正常的功能受到影响。

从研究结果中可知，麦冬的皂苷D可以利用H9c2细胞中让ROS的水平增加有关信号的接收量。虽然有大量的研究是关于麦冬药理的作用及化学的成分，不过更多的是研究麦冬粗提取物中药理的活性，很少有研究是关于单体的化合物。再者，让麦冬的皂苷D的侧链代替岩藻糖，能够刺激细胞色素中P450酶2J，让心肌细胞减少凋亡，在多柔比星造成细胞自噬的时候，麦冬成分可以有效的进行缓解，造成乳腺的癌细胞出现凋亡。对于麦冬的皂苷D来说，葡萄糖是代替基部位的糖基侧链。

部分研究指出，麦冬的皂苷D可以在H9c2的细胞中发挥出毒性作用，表明参麦的注射液引起副作用，有可能和麦冬的皂苷D 含量密切相关。目前研究指出，麦冬的皂苷D于大鼠身体中经过大肠杆菌进行代谢，并获得产物是薯蓣皂苷，同时麦冬的皂苷D通过4℃，以及反复冻融，还有-70℃长时间冷冻下均没有发现分解变质的情况，再者，体内没有发现蓄积的情况。表明于参麦的注射液中，虽然麦冬的皂苷D含量很少，不过却有良好的稳定性。因为药物具有特殊的分子结构，所以会导致出现毒性的作用。就算拥有一样的药物结构，因为取代基及位置不一样，在药理方面也会出现不一样的活性，此类报道屡见不鲜。就像柴胡的皂苷a可以发挥保肝及抗炎作用等，虽然柴胡的皂苷b2和柴胡的皂苷a拥有一样的结构，但是柴胡的皂苷b2会在肝中发挥毒性的作用。

结论

麦冬多糖是麦冬内的一种重要的化学成分，有着维持血糖水平、预防心肌缺血、心肌梗塞、延缓衰老、提高免疫力等重要的药理功能，这些药理功能是麦冬产品开发生产的物质基础和理论基本。经过不断开发和研究，提取和分离麦冬多糖技术得到提升，通过运用目前高端的色谱MR等光谱的技术方法，更深层次的对麦冬的多糖量和相关化学成分进行深层次研究。特别针对多糖三维结构空间的深入研究，通过利用活性多糖的化合物为主导，制造出多种同一类别的化合物，使用合适的降血糖筛选模型，研究无活性的分子和很有活性的分子结构的不同，实行构效关系的研究等相关领域也是未来研究麦冬的多糖要面临的几个重大的挑战。

致谢

首先特别感谢我的老师，在老师的悉心指导下，我完成了本论文的分析。在这么长的写作论文时间里，我的指导老师给了我很大的帮助，从最初课题的选择、论文的开题、论文的中期检查到最后论文的完成，老师严谨科学的治学态度深深地影响着我。老师始终孜孜不倦，耐心指导，在多次的论文修改过程中，给予我专业的指导。能够完成这篇论文，虽然辛苦，但很充实，这篇文章凝聚着指导老师的心血、同学们的帮助和支持，在此向我的论文指导老师致以最衷心的感谢！

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