橙皮素的药效研究及应用
2020-08-27
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维普资讯 http://www.cqvip.com 2006年第4卷第6期 天然产物分离 ・ l ・ 橙皮素的药效研究及应用 徐春 ,徐萌萌 ,王建芳 ,张韬 ,钱磊 ,任浙丹 ,孙启玲 610064; (1、四川大学生命科学学院生物资源及生态环境教育部重点实验室,成都2、上海交通大学生命科学技术学院,上海) 摘要:橙皮素(Hesperetin)是柑桔属植物中普遍存在的一种类黄酮物质,具有抗氧化、抗炎症、 抗变态性反应、降血脂、保护心血管和抗肿瘤的药效作用。本文主要对近年来关于橙皮素药效作用 机理、相关应用等方面的研究及其应用前景进行了综述。 关键词:橙皮素,橙皮苷,黄酮,药效 柑桔属中的类黄酮含量丰富,易于分离,具有 独特的芳香性和显著的药理学作用。柑桔属中类黄 酮的医学和药理学作用在国外已有相当多的研究, 的一种重要的生物活性物质,橙皮素拥有众多的生 物学及药效学活性,这些都得到了药代动力学及药 效学实验的证明。 大多认为其中真正起到药效作用的是橙皮苷(Hes— peredin)及其苷元橙皮素(Hesperetin)。国外的研究 表明橙皮素具有抗氧化、抗炎症、抗变态性反应、 降血脂保护心血管和抗肿瘤的药效作用。近年来, 一橙皮素的药效作用不仅通过一系列的体内和体 外试验得到证实,而且对其作用机制也进行了较深 人的研究。各种药效的作用机制如下。 1.1抗氧化作用 随着其药效学研究的深人,证明其对人类生命的第 隐形杀手 心血管疾病有着较好的预防和治疗作 在动物机体内的生物氧化过程中伴随着电子的 传递,该过程很可能产生不完全氧化的氧自由基, 如超氧阴离子自由基(・0-2)、一氧化氮(・NO)及 它们形成的过氧亚硝酸根离子(ONOO一),这些氧 自由基将破坏细胞内的生物大分子如蛋白质、DNA、 低密度脂蛋白及膜磷脂等并最终导致细胞凋亡。橙 皮素可通过清除过氧亚硝酸根离子,避免过氧化反 用,对其研究已进入后期产品的开发阶段。各国已 有一些关于制备有开发潜力的橙皮苷衍生物的专利, 包括有甜味的苯基苯乙烯酮的转换物如桔皮素、二 氢苯基苯乙烯酮和偶氮染剂…1。 橙皮素的相对分子质量为302.28,分子式为C16 H1406,熔点为227.5。C,水溶性很差(273 rag/L), 易溶于有机试剂(LogP/Hydrophobicity=2.174), 应带来的危害。J.Y.Kim等 2研究表明橙皮素参与 了酪氨酸的硝化作用,从而降低了机体内的0NOO 一在自然界多以连接一个芸香糖的橙皮苷的方式存在。 含量,实现了对过氧化类阴离子的祛除。 1橙皮素的药效机理研究 国内对橙皮素的研究报道较少,大多是对橙皮 1.2抗炎作用 机体内的炎症反应是由致炎因子通过炎性介质 的介导实现血管的扩张、通透性升高、白细胞渗 苷的研究,包括药效学、生产工艺等。作为中药中 作者简介:徐春,在读硕士 *联系人,孙启玲,副教授,E—mail:qlsun@126.coin。 维普资讯 http://www.cqvip.com ・2・ 天然产物分离 2006年第4卷第6期 出[3l。研究表明,橙皮素可以抑制炎性介质的介导 作用,从而间接抑制炎症反应。花生四烯酸代谢产 物及组胺都是细胞源炎性介质,橙扦素的抗炎作用 主要是由其干扰了它们的释放引起的。研究发现, 1.6促进P一糖蛋白介导的药物从肿瘤细胞中流出。 Yoshiharu Mitsunaga[ J通过实验证明,类黄酮(橙 皮素等)可以改变血脑屏障对vincristine的通透性, 且还与其浓度有关。低浓度类黄酮可以降低脑毛细 血管内皮细胞对vincristine的摄取;反之高浓度有促 进作用。 与橙皮苷相比,橙皮素有更强的抗炎作用,橙皮素 连接上芸香糖后对其抗炎活性有影响 J。 1.3降血脂作用 HMG—CoA还原酶和ACAT是动物机体内胆固 2橙皮素与橙皮苷的药理药效对比研 醇合成和酯化作用的主要限速酶。高脂模型小鼠试 验证明,胆固醇的合成和酯化作用会受到橙皮素及 其代谢物的影响,该过程是通过降低HMG—CoA还 原酶(3一羟一3甲基CoA还原酶)和ACAT酶(脂 酰CoA胆固醇脂酰转移酶)的活性实现的 J。橙皮 素可以抑制胆固醇的生成酶及酯化酶的作用,从而 达到降血脂的作用。 载体蛋白是构成脂蛋白的蛋白部分,而脂蛋白 参与胆固醇及甘油三酯在机体内的运输。橙皮素降 低用于载体蛋白结合的脂蛋白的装配脂质的生物利 用,从而提高血液中胆固醇的转运能力。橙皮素通 过降低Hep(肝细胞)G2细胞中ACAT一2mRNA的 转录,减少Atx ̄B蛋白(载体蛋白)合成达到降血脂 的作用[8。以上作用是通过三方面实现的:降低 8]ATAC1和ATAC2的活性;选择性的降低ATAC2的 表达【9 ;减少甘油三酯转移蛋白的活性。 1.4心血管的保护作用 心血管系统内血液因发生凝集和凝固而形成固 体的过程即为血栓的形成过程,血栓最终可以诱发 动脉粥样硬化、血管栓塞、冠心病等疾病。血栓形 成的诱因众多,如血液血脂升高、血管内皮细胞损 伤、自身溶血系统紊乱等。橙皮素具有降低血脂及 血管渗透性的功效,可以起到预防血栓形成的作用。 也有研究表明,橙皮素可以通过刺激某些线粒体酶 如琥珀酸脱氢酶等起到保护内皮细胞组织的缺氧作 用,预防由内皮细胞坏死引起的凝血而诱发血栓形 成。Y.R.Jin等【10]发现,橙皮素的抗血小板凝血活 性是通过抑制PL( 2的磷酸化及其下游信号传导实 现的,可以预防血栓的形成,有利于心血管系统。 1.5抗肿瘤作用 肿瘤是细胞内染色体上基因的改变而形成的异 常增生细胞组织。产生肿瘤的诱因众多,包括化学、 生物、物理等方面。橙皮素具有抗氧化作用,从而 可避免这些因素引起的基因变化导致的癌变【11 J。 究 过去的研究对橙皮素及橙皮苷的药效作用含混 不清,认为两者的作用基本相同,即具有抗氧化、 抗炎症、抗变态性反应、降血脂保护心血管和抗肿 瘤等药效作用。从近年的研究结果可以看出,橙皮 素的药效作用大多与橙皮苷相同,但也有不同之处。 F.Orallo等[13]就橙皮素和橙皮苷在血管舒张活性、 过氧化物激进分子[O_。(.一)]的清除能力、环核 苷酸的磷酸二酯酶的抑制作用三方面的作用进行了 研究。 在大鼠离体胸静脉环实验中,橙皮素可以浓度 依赖性的舒张由去甲肾上腺素(NA,1 m M)或胞 外KCl浓度(60 mM)诱导的等长收缩,而不能作 用由0kadaic acid(岗田酸)诱导的收缩反应。橙皮 素(10 m M~O.1 mM)不会影响Ca2 的基本摄取, 但在除去内皮后裸露的大鼠动脉中可以降低NA和 Ka诱导的Ca2 的流人。橙皮素(10 m M~0.1 mM)不能清除吩嗪硫酸甲脂产生的O (.一),吩 嗪硫酸甲脂可以降低NADH系统。在大鼠的动脉肌 细胞中,橙皮素(0.1mM)可以消除NA(1mt ̄M) 和高浓度Ka(60mM)对环核苷酸(CAMP and cGMP)生成的抑制作用。橙皮素优先抑制从牛大动 脉中分离的钙调蛋白激活的PDE1和PDE4的半数抑 制浓度分别为74 muM and 7O muM。而橙皮苷在釉 上的实验中都不能表现出与橙皮素相同的活性,尽 管其可以抑制从血小板分离的PDE2及cGMP激活的 PDE2(半数抑制浓度分别为32+/一4 muM和137 +/一34 muM)。 综上所述,在血管舒张活性、过氧化物激进分 子[O (.一)]的清除能力、环核苷酸的磷酸二酯 酶的抑制作用三方面真正起作用的活性物质是橙皮 素。在其它的药效方面,橙皮素和橙皮苷的作用大 致相同,只是作用的效果有一定的差异。这主要由 于它们都具有相同的橙皮素结构,而芸香糖配体的 有无则可以在一定程度上影响其不同药效活性。 维普资讯 http://www.cqvip.com 2006年第4卷第6期 天然产物分离 ・ 3 ・ 3橙皮苷的药代动力学研究 动物药效实验证明了橙皮苷的一系列药效作用, 这可能是由于橙皮苷口服后通过胃肠道微生物的代 谢作用转化为橙皮素,其才能发挥其药效作用。现 是用于心血管保健药物,如安利的系列产品都添加 了橙皮素;橙皮素由于它的抗氧化作用,还可作为 一些化妆品的添加剂,如CLARINS娇韵诗的多元晚 霜中就含有橙皮素。美国热销保健品活力50是一种 备受关注的营养补充品,提供优质的抗氧化保护, 其主要活性成分就是橙皮素。在Et本还被应用在食 品方面,作为一种具有维生素P作用的添加剂使用。 国内橙皮素作为一种药物原料使用,相关的药物主 要疗效有健胃、祛痰、镇咳、驱风、利尿、止逆和 代药代动力学研究表明,小鼠服喂橙皮苷一段时间 后对其血液、尿液及粪便进行检测,都可以检测到 橙皮素存在,且几乎没有橙皮苷存在。U.Justesen 等l1 ]在体外利用肠道微生物对黄酮苷进行降解,发 现橙皮苷被降解为橙皮素后就几乎不变了。通过以 上一系列的实验证明,橙皮苷大多的药效作用是通 过生物机体内肠道微生态系统中的代谢将其水解为 橙皮素,橙皮素再被肠道吸收入血,通过血液循环 系统的运输到达各个组织器官发挥其药效作用。这 也是过去认为两者的药效作用基本相同的原因。 4橙皮素的生产工艺研究 通过以上研究可以看出,橙皮素才是机体内大 多相关药效作用的功能物质,而橙皮苷只是橙皮素 的前体物质;所以橙皮素的生产应该是相关产业开 发的热点。而现在国内橙皮素的生产工艺还不是很 成熟,这也是国内橙皮素研究较少的原因之一。而 在国外橙皮素的生产工艺已经比较成熟,主要是通 过化学方法水解橙皮苷得到橙皮素,再通过一系列 分离纯化技术得到纯品,该技术在美国已有专利[15]。 也有研究酸水解工艺文献的报道,如Karel Grohmann等【16]研究了温度对酸水解的影响,研究结 果表明高温下橙皮苷的溶解性增加,可以加速水解 反应,当温度高于12012时,反应时间显著缩短。这 从一个侧面可以看出,传统的酸水解工艺需在较高 的温度条件下进行,所需要的能耗较高、且对环境 的污染较大。现代生物技术可以通过酶对糖苷类物 质进行水解,其反应条件较温和,可以避免一些传 统工艺的缺陷。国内外都有人进行苷类成分的生物 转化研究,通过生物产生的酶对水解苷类的糖苷键 得到苷元,大多采用的是胃肠道厌氧菌进行转化, 效率较低;而本实验室进行了好氧真菌对苷类转化 研究,可对京尼平苷、甘草酸等苷类物质高效转化。 所以生物转化橙皮苷生产橙皮素是一个很值得期望 的工艺。 5橙皮素研发的市场前景 在国外橙皮素主要用在医药和食品方面。尤其 止胃痛等。由此可见橙皮素有着广泛的应用前景和 广阔的市场空间,是一种值得开发的植化中间体。 我国对橙皮素生产工艺的研究还相对滞后,但这也 意味着相关领域的研究有着广阔的前景,是一个很 有潜力的领域。 参考文献 rL r;r【rL r【1 2 3 4 5 6 1J 赵雪梅,朱大元,叶兴乾.柑桔属中类黄酮的研究进展 1 1J 1J 1J[J].天然产物研究与开发,2002,14,(1):89--92 Kim J Y,JungK J.Hesperetin:A potent antioxidant a— gainst pe ̄xynitrite.Free Radical Research,2004,38 (7):761--769. 武忠弼等,病理学第三版[M]1992.04 JeongH J,ShinYG,KimIH,et a1.Inhibitionof 8I"O— matase activity by flavonoids.Arch Pharm Res,1999, 22:309~312. 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