蕨類植物黃酮類化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展

沈偉，宋磊，李赫宇

（1.山東中醫(yī)藥高等專科學(xué)校，山東煙臺(tái)264199；2.天津市益倍建生物技術(shù)有限公司，天津300457）

蕨類植物黃酮類化學(xué)成分及生物活性研究進(jìn)展

沈偉1，宋磊1，李赫宇2

（1.山東中醫(yī)藥高等專科學(xué)校，山東煙臺(tái)264199；2.天津市益倍建生物技術(shù)有限公司，天津300457）

我國(guó)的蕨類植物資源豐富，近400種可供藥用或保健，應(yīng)用歷史悠久。通過(guò)查閱10年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)蕨類植物的化學(xué)成分與藥理作用的文獻(xiàn)報(bào)道，對(duì)相關(guān)研究?jī)?nèi)容進(jìn)行歸納總結(jié)與整理分析。結(jié)果表明，蕨類植物中黃酮類成分含量較高、種類眾多且分布廣泛，主要有黃酮類、二氫黃酮類、黃酮醇、查爾酮、黃烷醇、雙黃酮及二氫黃酮醇類等化合物；這些化合物具有清除自由基抗氧化、抗炎鎮(zhèn)痛、抗病原蟲、抗菌、抗病毒活性、心腦血管方面的活性與保健價(jià)值。從化學(xué)成分與生物活性兩個(gè)方面對(duì)國(guó)內(nèi)外蕨類植物研究概況進(jìn)行綜述，以期為蕨類植物的進(jìn)一步開發(fā)與利用提供參考。

蕨類植物；黃酮；化學(xué)成分；生物活性；研究進(jìn)展

蕨類植物在自然界為一個(gè)自然地類群，屬維管束植物中較古老原始的類群，以孢子繁殖。我國(guó)的蕨類植物資源豐富，應(yīng)用歷史悠久。對(duì)其藥用保健認(rèn)識(shí)和實(shí)踐最早見于《神農(nóng)本草經(jīng)》，到目前為止，近400種蕨類植物可供藥用或保健。時(shí)至今日，2010版中國(guó)藥典收載有木賊、石韋、伸筋草、狗脊、卷柏、紫萁貫眾、綿馬貫眾（綿馬貫眾炭）、骨碎補(bǔ)、海金砂，共9種蕨類中藥［1］；其中木賊、骨碎補(bǔ)也是可用于保健食品的重要原料，應(yīng)用非常廣泛。

酚性成分是蕨類植物中具有代表意義的植物次生代謝產(chǎn)物，其中的黃酮類成分分布廣泛，且含量高，在化學(xué)分類學(xué)上被認(rèn)為是有藥理活性和保健價(jià)值的特征性成分。長(zhǎng)期的應(yīng)用實(shí)踐表明，黃酮類成分具良好的抗氧化、降壓降脂、護(hù)肝等保健作用，同時(shí)其抗炎、抗病毒，抗癌等活性的研究也方興未艾，該類成分已成為食品藥品研究中越來(lái)越受重視的一類有效成分。在提取分離方面，黃酮類有酚性成分的色譜特性，較強(qiáng)吸附于聚酰胺，大孔樹脂等分離材料，而易與其他類型成分分離，相對(duì)較容易獲得總黃酮，此類成分的食品藥品研究與開發(fā)有良好的先天條件。

1化合物類型及其在蕨類植物中的分布

1.1黃酮類化合物在蕨類植物中的分布

本類型化合物的分布如下：木賊科（楔葉蕨亞門，木賊目）；松葉蕨科（松葉蕨亞門，松葉蕨目）；七指蕨科（真蕨亞門，厚囊蕨綱，瓶?jī)盒〔菽浚挥^音坐蓮科（真蕨亞門，厚囊蕨綱，觀音座蓮目）；海金砂科、膜蕨科、梭羅科、鳳尾蕨科、中國(guó)蕨科、金星蕨科、鐵角蕨科、鱗毛蕨科（真蕨亞門，薄囊蕨綱，水龍骨目）。其中黃酮碳苷主要存在于木賊科、松葉蕨科、觀音坐蓮科、鐵角蕨科、鱗毛蕨科、鳳尾蕨科。

1.2二氫黃酮類化合物在蕨類植物中的分布

本類型化合物的分布在碗蕨科、骨碎補(bǔ)科、三叉蕨科、鱗毛蕨科、球子蕨科、水龍骨科、鳳尾蕨科、中國(guó)蕨科、金星蕨科（真蕨亞門，薄囊蕨綱，水龍骨目）。

1.3黃酮醇類化合物在蕨類植物中的分布

本類型化合物最為常見，分布在卷柏科（石松亞門，卷柏目）、木賊科（楔葉蕨亞門，木賊目）、海金砂科、蚌殼蕨科、中國(guó)蕨科、蹄蓋蕨科、鐵角蕨科、骨碎補(bǔ)科、鱗毛蕨科、水龍骨科、鳳尾蕨科、劍蕨科、腎蕨科（真蕨亞門，薄囊蕨綱，水龍骨目）、七指蕨科（真蕨亞門，厚囊蕨綱，瓶?jī)盒〔菽浚⒆陷睫Э疲ㄕ孓嗛T，原始薄囊蕨綱，紫萁蕨目）、萍科。

1.4查爾酮類化合物在蕨類植物中的分布

本類型化合物的分布在烏毛蕨科、鳳尾蕨科、中國(guó)蕨科、金星蕨科（真蕨亞門，薄囊蕨綱，水龍骨目）。

1.5黃烷醇類化合物在蕨類植物中的分布

本類型化合物的分布在烏毛蕨科、骨碎補(bǔ)科、里白科、水龍骨科、金星蕨科（真蕨亞門，薄囊蕨綱，水龍骨目）。

1.6雙黃酮類化合物在蕨類植物中的分布

本類型化合物的分布在松葉蕨科（松葉蕨亞門，松葉蕨目）、卷柏科（石松亞門，卷柏目）、桫欏科、金星蕨科（真蕨亞門，薄囊蕨綱，水龍骨目）。

1.7二氫黃酮醇類化合物在蕨類植物中的分布

該類型化合物主要分布在中國(guó)蕨科（真蕨亞門，薄囊蕨綱，水龍骨目）。

黃酮類化合物在蕨類植物中廣泛分布，但類型比較復(fù)雜多樣，而且一種科屬中可能存在多種類型的黃酮類成分。例如，目前研究人員發(fā)現(xiàn)木賊的全草中有多種黃酮類化合物，包括山奈酚-7-O-β-D-葡萄糖苷、槲皮素-3-O-β-D-葡萄糖苷、山奈酚-3-蕓香糖-7-葡萄糖苷、山奈酚-3，7-雙葡萄糖苷、蜀葵苷元、山奈素、山奈酚苷、山奈酚-3-葡萄糖-7-雙葡萄糖苷、山奈酚-3-雙葡萄糖苷、草棉苷、芹菜素、木犀草素、槲皮素［2-3］等。烏蕨中分離得到的黃酮成分有牡荊素、山奈酚、芹菜素、牡荊素鼠李糖苷、牡荊素吡喃葡萄糖苷、葒草苷等。吳曉寧采用可見分光光度法對(duì)烏蕨不同部位總黃酮含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明烏蕨中黃酮含量高，全草、莖、葉、根等部位總黃酮含量分別是11.89%、3.46%、11.75%和4.47%［4］。

2黃酮類成分的生物活性

黃酮體最初在工業(yè)上用作染料和抗氧化劑，后來(lái)，從藥用植物、蔬菜、茶、紅酒、豆谷等中發(fā)現(xiàn)的黃酮體既有保健功能又可做藥用，有的在單體化合物的水平上也有較大的藥用價(jià)值，如蕓香苷（rutin）、橙皮苷（hesperidin）可以調(diào)節(jié)血管滲透性，兒茶素（chatechin）、水飛薊素（silybin）保肝治療肝炎，黃芩苷（baicalin）漢黃芩素（wogonin）、石吊蘭素（nevadensin）用以抗菌，大豆素（daidzein）、葛根苷（puerarin）用來(lái)治療冠心病等。如今，黃酮體的活性更受重視，研究更為深入。黃酮類成分主要有以下幾方面活性：抗氧化、抗炎、鎮(zhèn)痛、抗病原蟲、抗菌、抗病毒、護(hù)肝、防治心腦血管疾病、調(diào)節(jié)內(nèi)分泌等。總之，隨著黃酮類化合物活性研究的不斷廣泛深入，已為藥學(xué)家提供了更為豐富的素材，同時(shí)也把人們對(duì)中藥及藥用植物的認(rèn)識(shí)帶向更為寬廣的天地。

2.1清除自由基抗氧化

清除自由基是黃酮類化合物的通性，是其發(fā)揮藥理活性的有效途徑。黃酮類化合物主要通過(guò)減少自由基的產(chǎn)生和清除自由基兩方面來(lái)達(dá)到抗氧化活性目的。結(jié)構(gòu)上，黃酮類化合物屬于多酚羥基化合物，性質(zhì)活潑的酚羥基能與自由基反應(yīng)生成較穩(wěn)定的半醌式自由基，從而將自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)終止。其抗氧化能力的強(qiáng)弱與形成的基團(tuán)穩(wěn)定性正相關(guān)，特別是芳香環(huán)上核失電子有關(guān)；同時(shí)，黃酮類化合物的鄰位羥基或羰基上的氧原子能與金屬離子絡(luò)合形成五元或六元的螯合物，抑制過(guò)渡金屬離子參與催化自由基產(chǎn)生的反應(yīng)。

2.2抗炎鎮(zhèn)痛活性

目前抗炎藥物主要是糖皮質(zhì)激素和非甾體抗炎藥如芳基烷酸類。黃酮類化合物與以往的抗炎藥物的結(jié)構(gòu)類型不同，其抗炎作用也是通過(guò)多種途徑完成。有的黃酮是通過(guò)抑制核因子（NF-κB）的活化［5］，有的是增強(qiáng)抗炎細(xì)胞因子IL-10的表達(dá)，有的黃酮是抑制前列腺素的合成，有的是抑制炎癥酶如誘導(dǎo)的一氧化氮合酶。有的是前炎癥細(xì)胞因子抑制劑，有的在抑制COX-2的同時(shí)并不抑制COX-1［6］，與以往常用的非甾體抗炎藥不同，黃酮在抗炎鎮(zhèn)痛的同時(shí)并未產(chǎn)生胃腸道的不良反應(yīng)。從能緩解關(guān)節(jié)炎和痛風(fēng)的櫻桃中分離得到黃酮類成分，在抗炎實(shí)驗(yàn)中，其中有的黃酮活性較陽(yáng)性對(duì)照阿司匹林高且對(duì)PGHS-1、PGHS-2中的PGHS-2的選擇性也比阿司匹林高，而對(duì)PGHS-1的抑制產(chǎn)生消化道潰瘍等副作用。從Quercus ilex（Fagaceae）的葉子中得到的黃酮在抗炎活性實(shí)驗(yàn)中結(jié)果令人振奮，個(gè)別黃酮單體的活性與吲哚美鋅和氫化可的松的活性相差無(wú)幾。黃酮類的廣泛分布、植物含量高為抗炎活性的篩選提供了充足的化合物來(lái)源，可從中尋找到新的無(wú)此副作用的非甾體抗炎藥物。

2.3抗病原蟲、抗菌、抗病毒活性

Takeara R等在活性導(dǎo)向的分離中得到一些抗錐蟲的黃酮類化合物［7］，而Michelle F.Muzitano則活性追蹤得到一些抗利什曼原蟲的黃酮類化合物［8］；Osman Ustun等從民間用以治療胃病的Cistus laurifolius中分離得到抑制幽門桿菌的黃酮類成分［9］，F(xiàn)eng Wei等從傳統(tǒng)中藥婆娑子中分離到的黃酮類化合物在對(duì)HSV、PIV、Flu A（H1N1）的活性篩選中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)黃酮對(duì)單純皰疹病毒（HSV）都有一定的抑制活性，其中個(gè)別化合物與陽(yáng)性對(duì)照病毒唑的活性在同一數(shù)量級(jí)上［10］；N.Lall等在Helichrysum melanacme中以活性指導(dǎo)分離得到的黃酮對(duì)具有抗耐藥性結(jié)合桿菌Mycobacterium tuberculosis的抑制活性比陽(yáng)性對(duì)照抗結(jié)核藥利福平僅低一個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)Human Influenza virus type A的活性實(shí)驗(yàn)中，有意思的是，甲醇粗提物的抗病毒活性比導(dǎo)向分離的單體活性都高，而其中的兩個(gè)活性黃酮聯(lián)合使用，則活性比單獨(dú)一個(gè)化合物提高10倍，比抗病毒藥金剛烷胺的活性只低一個(gè)數(shù)量級(jí)［11］。這個(gè)現(xiàn)象也許有助于理解Jiang Du等從Orus alba.L導(dǎo)向分離所得黃酮的抗HSV-1活性比粗提物的活性要低的多［12］，David L.Evers等以食物中常見的一些黃酮進(jìn)行抗人類細(xì)胞巨化病毒的實(shí)驗(yàn)中，Baicalein的活性最高，IC50為0.4 μM～1.2 μM［13］。

2.4心腦血管方面的活性

鄭曉珂等在研究卷柏總黃酮及穗花杉雙黃酮對(duì)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖及VEGF蛋白表達(dá)的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，卷柏總黃酮是卷柏降血脂作用的藥理活性部位［14］。同樣是對(duì)黃酮類化合物的心腦血管活性研究，Machha Ajay等的做法很有意思，在許多研究組證明一些抗氧化黃酮通過(guò)增加內(nèi)皮一氧化氮系統(tǒng)釋放一氧化氮來(lái)降壓時(shí)，而他們選取的黃酮沒有羥基，也就沒有或者很弱的抗氧化活性，卻同樣能發(fā)揮降壓作用［15］，提示黃酮降壓構(gòu)效中羥基并非核心藥效團(tuán)甚至并非藥效團(tuán)的一部分，也同時(shí)提示酚性黃酮能抗氧化固然對(duì)心腦血管有益，但與降壓活性之間并無(wú)必然關(guān)系。姜秀娟等發(fā)現(xiàn)對(duì)氧化低密度脂蛋白致人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞損傷具有明顯的保護(hù)作用，證明了木賊總黃酮是木賊抗動(dòng)脈粥樣的藥理活性部位［16］。

2.5其它活性

孫曙光等在研究中發(fā)現(xiàn)，高劑量卷柏黃酮對(duì)小鼠有一定的鎮(zhèn)靜作用［17］。Manish Dixit報(bào)道，有部分黃酮類化合物能很好的抑制與糖尿病相關(guān)酪氨酸蛋白磷酸酶PTP-1B［18］。Inka Hamann對(duì)黃酮類化合物在丘腦-垂體-甲狀腺軸方面的活性進(jìn)行綜述，認(rèn)為一些黃酮類可以作為激素替代治療劑［19］。Jun-Shik Choi在研究中發(fā)現(xiàn)，在黃酮和紫杉醇的同時(shí)使用可以提高紫杉醇的生物利用度［20］。而由于日常攝取食物中黃酮普遍存在，Walter Brand對(duì)黃酮類通過(guò)小腸ABC轉(zhuǎn)運(yùn)的作用從而影響藥物、食物中的有毒成分及生物活性物質(zhì)的生物利用度方面進(jìn)行了探索［21］。Mei-Hsien Lee等在尋找能護(hù)膚活性的化合物時(shí)，對(duì)分離得到的黃酮類進(jìn)行了酪氨酸酶抑制活性試驗(yàn)，有的比陽(yáng)性對(duì)照Arbutin的活性高兩倍以上［22］。

3小結(jié)

綜上，我國(guó)蕨類植物種類眾多、資源豐富，黃酮類成分為蕨類植物的代表成分，具有非常廣泛的生物活性與極高的保健價(jià)值。因此充分保護(hù)、開發(fā)、利用好我國(guó)蕨類植物的豐富資源，尤其是加強(qiáng)保健食用蕨類植物的物質(zhì)基礎(chǔ)研究，是從事保健食品研究工作者的重要任務(wù)，可為開發(fā)新型保健食品提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)依據(jù)。

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Advance on Chemical Constituents and Biological Activities of Pteridophyte's（fern）Flavonoids

SHEN Wei1，SONG Lei1，LI He-yu2
（1.Shandong College of Traditional Chinese Medicine，Yantai 264199，Shandong，China；2.Tianjin Ubasichealth Nutrition Co.Ltd.，Tianjin 300457，China）

There are rich resources of Pteridophyte's in China，and about 400 kinds of them have been used as medicine or health products for a long history.The latest research progress of Pteridophyt's were summarized and analyzed by reviewing the reports about chemical constituents and biological activities studies in the latest 10 years.The results of our study indicated that Pteridophyte's was widely distributed with high flavonoid content and numerous species，mainly including flavonoid，dihydroflavone，flavonol，chalcone，flavanol，biflavone，dihydroflavonol，etc..The biological activities of these constituents were also summarized，such as antioxidant，anti-inflammatory，anti-protozoon，anti-microbial，antiviral，cardiovascular and cerebrovascular diseases therapeutic，etc.Summarized the latest research situation of Pteridophyte's in terms of its chemical constituents and biological activities with a view to providing some

for the exploitation and utilization of Pteridophyte's.

Pteridophyte's；flavonoids；chemical constituents；biological activities；research progress

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.046

2015-07-01

沈偉（1982—），男（漢），講師，碩士研究生，研究方向：中藥化學(xué)與中藥炮制學(xué)。