大蒜主要活性成分及药理作用研究进展

大蒜主要活性成分及药理作用研究进展
马丽娜;李峰杰;陈坚;李贻奎
【摘 要】大蒜为广义百合科植物大蒜( Allium sativum L.)的鳞茎,具有防治心血管疾病、抗肿瘤及抗病原微生物等多方面的作用。该文通过查阅国内外文献,对大蒜的主要活性成分及药理作用进行综述,并针对国内大蒜研究中存在的问题和研究进展进行了初步的分析,为大蒜的进一步研究及新药开发提供一定的参考。%Garlic is a bulb from generalized liliaceous plant Alli-um sativum, it plays an essential role in the prevention and treat-ment of cardiovascular diseases, tumors and pathogenic microor-ganisms. Through consulting domestic and foreign references, the main active ingredients of garlic and their pharmacological <br> effects are reviewed, the problems and achievement in Chinese research are also discussed. It can provide a certain reference for the further study of garlic and new drug development.
【期刊名称】《中国药理学通报》
【年(卷),期】2014(000)006
【总页数】4页(P760-763)
【关键词】大蒜;蒜氨酸;蒜酶;大蒜辣素;心血管疾病;抗肿瘤;抗病原微生物
【作 者】马丽娜;李峰杰;陈坚;李贻奎
【作者单位】北京中医药大学,北京 100029; 中国中医科学院西苑医院李连达院士研究室,北京 100091;中国中医科学院西苑医院李连达院士研究室,北京 100091;新疆埃乐欣药业有限公司,新疆 乌鲁木齐 830054;中国中医科学院西苑医院李连达院士研究室,北京 1000912011国际大学英辩论会
【正文语种】中 文
【中图分类】R-05;R282.71;R284.1;R972;R979.1
国际钢协
大蒜俗称蒜、大蒜头,别名胡蒜(《古今注》)、独蒜(《医普济方》)等,为广义百合科植物大蒜(Allium sativum L.)的鳞茎。大蒜是药食两用的植物,已有数千年的应用历史。《本草纲目》中记载:大蒜“通五脏,达诸窍,去寒湿,辟邪恶,消痈肿”,“止,
除邪祟,解瘟疫,去蛊毒、恶疮、蛇虫、溪毒”。近年来,国内外许多学者致力于大蒜的研究,证实大蒜具有多方面的生物活性,如防治心血管疾病、抗肿瘤及抗病原微生物等,长期食用可起到防病保健作用。鉴于此,本文就大蒜的主要活性成分及药理作用作如下综述。
1 大蒜中的主要活性成分
中国海洋大学王萍大蒜含有多种化学成分,主要包括含硫有机化合物和皂苷类,而含硫有机化合物是其重要的活性物质,主要包括蒜氨酸和大蒜辣素。蒜氨酸(alliin)化学名为S-烯丙基半胱氨酸亚砜(S-allylcysteine sulfoxide),是大蒜鳞茎中最重要的含硫化合物,也是大蒜中含量最高的含硫氨基酸,其含量因品种和环境而异。蒜酶(allinase),又称蒜氨酸裂解酶,是5’-磷酸吡哆醛依赖酶,亚单位有448个氨基酸,分子质量约51 500 u[1],蒜酶对温度敏感,有水存在且温度高于35℃时,酶活力即开始下降。大蒜辣素(Allicin),化学名为二丙烯基硫代亚磺酸酯(diallyl thiosulfinate),在完整的大蒜中不存在大蒜辣素,而是在被切开或碾碎后,细胞内含有的蒜氨酸与蒜酶相遇,发生催化裂解反应而产生(Fig 1)。
大蒜辣素性质不稳定,可进一步分解生成较稳定的二烯丙基二硫化物(DADS)、二烯丙
基硫化物(DAS)、阿霍烯(ajoene)及少量的三硫二丙烯(DATS,即大蒜素)等[2](Fig 2)。为保证大蒜活性成分的稳定性,近代常采用低温萃取、微波灭活、层析分离、超滤纯化、喷雾干燥的方法制备大蒜高效新制剂。
Fig 1 Allinase catalyze alliin to produce allicin[3]
2 大蒜主要活性成分的药理作用
Fig 2 Allicin decomposes into a series of sulfur-containing compounds[3]
2.1 对心血管疾病的防治作用
2.1.1 抗心肌缺血作用 目前,国内关于蒜氨酸、蒜酶、大蒜辣素抗心肌缺血、心肌梗死作用的研究较少,仅有少量国外学者对蒜氨酸抗心肌缺血作用进行了研究。Sangeetha等[4-8]就蒜氨酸(0.04、0.08 mg·g-1)对异丙肾上腺素诱导引起的大鼠心肌损伤药理作用及其机制进行了研究,通过对组织病理学、血清 CK、CK-MB、胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、游离脂肪酸水平,以及心肌组织中异柠檬酸脱氢酶(ICDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、α-酮戊二酸脱氢酶(α-KGDH)、NADH脱氢酶、细胞素C氧化酶、Na+,K+-
ATP酶、Ca2+,Mg2+-ATP酶活性等指标的检测,发现蒜氨酸可以通过改善心肌细胞线粒体功能及抗氧化作用,有效减轻异丙肾上腺素诱导引起的大鼠心肌损伤。
用褪笔写借条
2.1.2 降血脂作用 有研究证实,大蒜活性成分还具有降血脂的作用。赵立等[9]发现,蒜氨酸+蒜氨酸酶具有良好的降低高血脂小鼠丙二醛(MDA)、TC、LDL-C水平,提高超氧化物歧化酶(SOD)活性和HDL-C水平的作用,并与给药剂量呈正相关性,且高剂量组(0.2 mg·g-1)降低TC有效率及提高SOD活力接近于阳性对照药血脂康(0.04 mg·g-1)。其降血脂机制可能与阻断脂质过氧化、抑制胆固醇合成途径中的3-羟基-3-甲戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGCoA还原酶)活性具有密切的关系。有学者报道[10],大蒜辣素(0.08 mg·g-1)能明显降低原发性高血压大鼠血压水平和血浆中的甘油三酯水平。同时,在临床观察中,大蒜辣素的分解产物DADS能抑制高脂血症大鼠胆固醇的合成,降低血脂、胆固醇水平[11],有助于预防和高血压、高脂血症、高胆固醇血症,从而可进一步预防和由此类病症诱发的冠心病等。
2.1.3 抗氧化、清除自由基作用 心血管疾病发病机制复杂,具有多因素相互影响的发病特点,其中内皮细胞功能障碍与冠心病、高脂血症及早期动脉粥样硬化密切相关。Hui等[1
2]用蒜氨酸(10 mg·L-1)预处理人脐静脉内皮细胞30 min,观察其对TNF-α刺激内皮细胞的保护作用,发现蒜氨酸具有很强的抗氧化作用,能明显降低单核细胞和内皮细胞的黏附性,抑制TNF-α引起的血管细胞黏附分子VCAM-1中mRNA和蛋白表达量的增高;抑制细胞超氧阴离子产物的增加和NADH氧化酶亚基NOX4上调;同时抑制激活的JNK、EKR1/2、IKBα的活性及细胞线粒体膜电位的衰减,表明蒜氨酸对TNF-α介导的炎症损伤和心血管疾病有良好的控制作用。另有研究报道,蒜酶、蒜氨酸及其混合物在一定浓度下,能明显清除·O-2和·OH,并能抑制脂质过氧化,且两者混合物的清除能力更强,提示蒜酶和蒜氨酸混合产生的大蒜辣素具有较强的清除氧自由基的作用[13],是良好的体外抗氧化剂。
Nrf2是细胞核转录因子,主要参与调节细胞的氧化应激反应[14]。Li等[15]通过在体实验证实,大蒜辣素(0.18 mg·g-1)能通过增强Nrf2抗氧化应激信号通路,有效改善大鼠心血管功能障碍,诱导的心肌细胞肥厚和纤维化。Louis等[16]发现,大蒜提取物成分(检测大蒜辣素、蒜氨酸浓度)能抑制去甲肾上腺素诱导的大鼠心肌细胞肥厚和凋亡,具有抗氧化应激的作用,其机制可能与产生NO和H2 S有关。综上所述,大蒜活性成分具有较强的抗氧化、清除自由基作用,能有效延缓心血管疾病的发生、发展进程。
2.2 抗肿瘤作用 许多体外实验表明,大蒜提取物活性成分具有抗多种肿瘤的作用。秦永德等[17]报道以蒜氨酸+蒜氨酸酶2∶1配比经双蒸水充分混合,37℃水浴反应生成的大蒜辣素在13h内基本稳定,据此对呈浓度梯度(5、30、50、80、100和150 mg·L-1)大蒜辣素的体外抗肿瘤作用及机制进行研究。结果发现,蒜氨酸+蒜酶可通过不同机制诱导MGC-803和HeLa肿瘤细胞的凋亡,且对MGC-803细胞S期的阻滞更明显。大蒜辣素还能抑制胃癌细胞SGC-7901端粒酶活性,而DADS可抑制其迁移与侵袭能力,诱导胃癌细胞凋亡[18-19]。Chu等[20]报道,大蒜辣素能够通过自体吞噬或凋亡的形式诱导人肝癌细胞死亡。此外,大蒜辣素(10 mg·L-1)还能增强细胞内Nrf2信号通路诱导结肠癌细胞的凋亡[21]。上述研究结果表明,大蒜活性成分能通过不同作用机制抑制消化系统肿瘤的产生和生长。
人教出版社
2.3 抗病原微生物的作用 大蒜活性成分还具有明显的抗菌、抗病毒生物活性。目前,临床上有许多大蒜制剂,被广泛用作防腐和抗菌药,一些医院还采用水蒸气蒸馏法制备大蒜精油及注射液,用于真菌感染的。此外,大蒜还能对多种病毒具有抑制作用,如流感病毒B、牛痘病毒、口角炎泡状病毒和人类鼻病毒等。最新研究报道,大蒜辣素还能在体外抑制巴贝西虫的生长繁殖[22],为巴贝西虫病的临床提供了新的思路。
黄建始
3 目前国内大蒜研究中存在的问题
3.1 质量标准不同 中国药典1975年版(一部)收载大蒜作为中药材,2010版(一部)重新载入大蒜,将大蒜素(Alltride,C6H10 S3,三硫二丙烯)作为大蒜药材的指标成分。美国及欧盟药典也将大蒜及其制剂收载,但是美国药典收载的大蒜及相关产品质量标准均以蒜氨酸及大蒜辣素为质控指标,欧盟药典收载的大蒜冻干粉及制剂以大蒜辣素为检测指标[23-25]。
3.2 研究对象及范围不同 大蒜素被中国药典划为抗菌药范畴,目前国内学者主要以大蒜素为研究对象,侧重于对其抗病原微生物、抗炎及抗肿瘤作用的研究,而对其在心血管药理作用方面的研究较少;国外学者主要针对大蒜提取物的天然活性成分蒜氨酸、蒜酶及大蒜辣素进行研究,并从整体及细胞分子水平上证实了其在降血脂、保护血管内皮细胞及心肌细胞、抗氧化、抗肿瘤、抗病原微生物等多方面的药理作用。
3.3 大蒜与大蒜素的误区 从化学结构、理化性质、生物活性等方面来看,蒜氨酸、蒜酶、大蒜辣素和大蒜素是不同的化合物。蒜氨酸是大蒜中最原始的、最重要的含硫化合物;大蒜辣素是鲜蒜被碾碎后,蒜氨酸与蒜酶发生反应的产物,鲜蒜中不存在大蒜辣素,只存在
于新鲜的蒜汁中;大蒜素是大蒜辣素在介质中的进一步分解产物,含量很低,目前市面所售的大蒜素和大蒜素制剂都不是大蒜的天然成分,而是化学合成品,与大蒜没有关系。而国内已批准的药用大蒜素,也是采用化学合成法制备得到,其质量标准中规定大蒜素为三硫二丙烯,故其合成工艺以三硫二丙烯为目标化合物。

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标签:大蒜   辣素   活性   作用   研究   细胞
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