檳榔提取物的生物活性研究進展

易書瀚，李珂，2，3，楊靖，郭亦晨，王遠亮，2，3，*

（1.湖南農業大學食品科學技術學院，湖南長沙410128；2.食品科學與生物技術湖南省重點實驗室，湖南長沙410128；3.國家植物功能成分利用工程技術研究中心，湖南長沙410128）

檳榔（Areca catechu L）是一種重要的商業性種植作物，中國主要種植在海南、云南及臺灣等地區。同時檳榔也是中藥材中的一種，在南方將果實制作成一種咀嚼食品[1]。檳榔有驅散腹腔內積液和去除體內寄生蟲等作用[2]。但是大量食用不但使人產生依賴性，還可能導致口腔黏膜下纖維化、口腔扁平苔蘚、口腔白斑以及口腔癌等疾病[3]。并可能伴隨有惡心、嘔吐等癥狀。

大量嚼食檳榔之所以會引起不同的生理結果，主要是因為檳榔中含有多種活性成分和代謝產物。這些物質包括檳榔生物堿、鞣質、特異性亞硝胺、多酚類物質和活性氧等[4]。近年來國內、外眾多學者對檳榔的生理活性褒貶不一。因此本文就檳榔提取物的生理活性研究進展作一綜述。

1 檳榔生物活性成分

檳榔中含有多種不同的生理活性成分，如檳榔生物堿、多酚類、鞣質、氨基酸、脂肪酸、檳榔紅色素、多糖以及皂苷等[5]。通過超高效液相色譜-串聯四級桿質譜（Ultra-high-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry，UHPLC-MS/MS）檢測檳榔水提液中的成分，共鑒定出13個化合物，其中包括了檳榔堿、檳榔次堿、檳榔副堿、去甲檳榔堿、去甲檳榔次堿、異去甲檳榔次堿和3-哌啶甲酸甲酯7個生物堿類成分，3個酚類成分為兒茶素、表兒茶素和原花青素B2和3個氨基酸類成分纈氨酸、酪氨酸和色氨酸[6]。其中檳榔種子中含總生物堿0.3%～0.6%，含鞣質15%[7]，含脂肪約14%，主要為月桂酸、肉豆蔻酸、硬脂酸、棕桐酸、油酸、亞油酸、辛酸、癸酸等。同時檳榔中含有一定量的微量元素，包括鐵（Fe）、銅（Cu）、錳（Mn）、鋅（Zn）和常量礦質元素鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）[8]。

2 檳榔的生物活性功效

檳榔的藥理活性研究表明，檳榔具有抑制細菌真菌、抑制病毒蛋白活性、抗老化、清除自由基、抗抑郁、減少動脈粥樣硬化、降低膽固醇、抗血栓等作用[9-10]。表1總結了檳榔提取物的生物活性功效。

表1 檳榔主要生物活性功效Table 1 Main biological activity of areca nut

2.1 抗菌和抗病毒作用

黃玉林等采用索氏抽取法提取兩種檳榔仁，通過圓形濾紙片法初步評價檳榔提取物的抑菌活性，同時用2倍稀釋平板法確定20%為其最低抑菌濃度，且對大腸桿菌（E.coli）和金黃色葡萄球菌（S.aureus）有很好的抗菌作用[11]。張興等采用濾紙片瓊脂擴散法測定了檳榔中的5個酚類成分抗菌活性，結果表明化合物5對耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（Methicillin-resistant S.aureus）和金黃色葡萄球菌（S.aureus）均有明顯抑制作用，且抑菌圈直徑均為9 mm[12]。劉文杰則發現檳榔殼提取物對金黃色葡萄球菌（S.aureus）、枯草芽孢桿菌（B.subtilis）、蠟狀芽孢桿菌（B.cereus）、大腸桿菌（E.coli）這4種細菌的最小抑菌濃度（MIC）分別為8.75、4.375、35、35 mg/mL[13]。Arathi等開展了檳榔提取物對乳酸片球菌（P.acidilactici）的抑制，試驗結果表明，檳榔提取物可有效抑制乳酸片球菌（P.acidilactici）[14]。Aizad等通過檳榔提取物對芒果炭疽病菌（C.gloeosporioiles）的抑制作用研究，表明檳榔提取物可抑制芒果炭疽病菌（C.gloeosporioiles）[15]。Kusumoto等采用高效液相色譜法測定酶活性，在檳榔提取物濃度為0.2 mg/mL時對HIV-1蛋白酶活性的抑制作用超過70%[16]。

2.2 抗衰老、抗氧化作用

衰老是由多種因素造成的。其中自由基學說是最被認可的機理。活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）被細胞過多的產生后，其可以氧化生物分子（如蛋白、脂質、核酸等），也由此導致機體的衰老和死亡[17]。檳榔提取物對DPPH自由基、ABST+自由基的清除能力和Fe3+還原能力均具有一定的濃度依賴性[18-19]。張璐等對檳榔乙醇提取液的抗氧化能力的研究發現，檳榔籽乙醇提取物對DPPH自由基、羥基自由基、超氧根離子自由基都有較強的清除能力，且均高于食品中常用抗氧化劑BHT[20]。唐敏敏等研究了檳榔多糖提取物的抗氧能力和對人皮膚成纖維細胞內氧化損傷的抑制作用，結果表明檳榔多糖有良好的DPPH自由基清除能力、Fe3+還原力和Fe2+螯合能力，并且對細胞氧化損傷有一定的抑制作用[21]。劉月麗等通過使用檳榔提取物喂食衰老模型鼠發現，檳榔提取物增強小鼠海馬組織超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、琥珀酸脫氫酶（succinate dehydrogenase，SDH）活性、降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，低劑量還能增強谷胱甘肽過氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）的活性，改善衰老小鼠大腦皮質神經細胞的組織學變化。其得出結論檳榔提取物能改善衰老小鼠的學習能力、抗氧化能力和組織學改變，有抗衰老作用[22]。

2.3 抗抑郁作用

一定劑量的檳榔堿可以刺激M受體，從而促進機體興奮。何嘉泳等通過不同的方法提取出檳榔殼中的總酚類化合物以進行懸尾試驗和小鼠強迫游泳實驗。其結果顯示檳榔堿能顯著地縮短小鼠的不動時間，并且隨著實驗的進行發現，檳榔殼總酚類化合物在喂養第3天已表現出抗抑郁生理活性。在連續給藥的同時，發現檳榔總酚類化合物能更加顯著地縮短小鼠不動時間，說明檳榔酚類存在抗抑郁生理活性[23]。單胺氧化酶A型（monoamine oxidase-A，MAO-A）會抑制神經遞質的產生。李亞軍發現檳榔中的酚類化合物可以有效地與MAO-A受體結合，且發現酚類化合物比生物堿類化合物更容易結合[24]。而去甲腎上腺素（NE）和多巴胺五羥色胺（5-HT）是兩種受到MAO-A調節的神經遞質，何嘉泳通過高效液相色譜電化學法（high performance liquid chromatography-electrochemical detection，HPLC-ECD）測定小鼠腦組織中NE和5-HT的含量。發現在實驗組中NE含量均顯著增加，5-HT含量增加，進一步說明檳榔酚類物質有抗抑郁作用[25]。Ghayur等通過使用70%甲醇水溶液對檳榔進行粗提取。使用生物發光血小板凝集儀測定檳榔粗提取物的抗血小板聚集作用，使用分光光度計在試管內測定檳榔粗提取物對乙酰膽堿酯酶活性的抑制作用。發現檳榔中含有抗血小板聚集及抑制乙酰膽堿酯酶活性的有效成分[26]。因此檳榔中酚類物質可能是抗抑郁的有效成分，其可能是通過降低MAO-A含量和降低乙酰膽堿酯酶活性來提高腦內神經遞質含量，從而起到抗抑郁的作用。

2.4 降低膽固醇、減少動脈粥樣硬化、抗血栓作用

此外檳榔還有降低膽固醇的作用。在袁列江等的研究中，檳榔的粗提取物顯著性降低了血清總膽固醇（total cholesterol，TC）、血清甘油三酯（trilaurin，TG）和血清低密度脂蛋白膽固醇（low density lipoprotein cholesterol，LDL-C）濃度以及動脈硬化指數（atherosclerosis，AI）[27]。在歐陽新平等的實驗中，檳榔堿可以顯著性的降低細胞內 TC、游離膽固醇（free cholesterol，FC）和膽固醇酯（cholesteryl ester，CE）的水平，增加細胞膽固醇流出率[28]。

動脈粥樣硬化（AS）是很多心血管疾病的主要原因。同時它本身也是一種由多因素引發的疾病，涉及的發病機制復雜。山麗梅等通過大鼠動脈粥樣硬化模型來研究檳榔堿抗AS作用，其結果顯示一個在血管組織中有關表達因子被檳榔堿抑制表達，同時乙酰膽堿激靶標在血管內皮細胞中被活化，從而證實檳榔堿有抗AS作用和防止心腦血管疾病[29]。陳冬梅等指出檳榔堿在 0.1 mg/kg（ip）～4.0 mg/kg（ip）可劑量依賴性地對抗血栓形成，具有良好的阻止血栓形成的作用[30]。石翠格研究發現，檳榔堿對氧化修飾的低密度脂蛋白（oxidized low density lipoprotein，OX-LDL）損傷內皮細胞具有保護作用，并誘導內皮依賴性舒張反應，可對抗高血脂誘發動脈粥樣硬化的血栓形成[31]。

3 檳榔的毒理學研究

檳榔的藥理研究很多，但是檳榔對人體也存在危害和不利的影響。表2總結了檳榔提取物的主要毒理性效應。

表2 檳榔主要毒理性效應Table 2 Main toxic effects of areca nut

3.1 致癌、致炎癥作用

口腔黏膜下纖維化（oral submucous fibrosis，OSF）的病因目前大部分研究認為是由多種因素共同造成的[32]，而食用檳榔已經是被作為OSF疾病表現的重要病原因素，因為在OSF中轉化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β）信號的激活是增加膠原產生的主要原因，而檳榔堿就是誘導口腔上皮細胞中的TGF-β[33]。同時，檳榔堿在口腔角質形成細胞中是通過aVb6整聯蛋白來激活TGF-β，表明檳榔堿誘導產生TGF-β在OSF的發病機制中有重要作用[34]。

環氧合酶 2（cyclooxygenase-2，COX-2）、前列腺素E2（Prostaglandin E2，PGE2）和白介素 1α（interleukin-1α，IL-1α）是炎癥介質且常見于各種腫瘤的發生，包括口腔癌（oral squamous cell carcinoma，OSCC）[35]。核轉錄因子-κB（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells，NF-κB）是一種轉錄因子蛋白，其在多種疾病的發病機制中扮演重要角色[36]。而COX-2是一種受NF-kB調節的酶，同時PGE2是環氧合酶代謝產物。Chang LY等的實驗表明經常嚼檳榔會使免疫細胞促進促炎癥介質的表達，并且為癌癥的發生提供了一個具有促炎功能的口腔微環境[37]。同時檳榔堿已被證明在不同的細胞中都可以誘導出ROS[38]，而NF-κB的激活可能是ROS產生的基礎[39]。因此經常嚼檳榔可能會引起氧化應激反應、誘導炎癥因子表達并且導致炎癥的延長。

血紅蛋白氧合酶-1（heme oxygenase，HO-1）是一種應激誘導蛋白，并作為抗氧化酶存在。Tsai等研究發現，HO-1在OSF標本中的表達顯著增高（P＜0.05），同時發現檳榔堿以劑量依賴性地提高HO-1 mRNA和蛋白質表達（P＜0.05）[40]。Thangjam 等發現，檳榔堿可誘導人角質形成細胞G1/G0期活性氧的產生和細胞周期停滯，并且亞致死濃度檳榔堿上調HO-1、谷胱甘肽還原酶等應激反應因子從而引起細胞壞死[41]。

口腔白斑（oralleukoplakia，OLK）和口腔扁平苔蘚（Oral lichen planus，OLP）都是常見的口腔粘膜疾病。COX-2和血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在正常的口腔黏膜細胞中沒有表達或低表達，在OLP中則有表達或過表達，在OLK中也是有表達或過表達[42]。腫瘤蛋白p53和p16基因是一種抑癌基因。Sillarine等的研究表明在非靶向細胞中，通過檳榔誘導產生的癌癥，可以使用p53蛋白作為指示性參數[43]。在盧子正等的研究中發現p53在正常黏膜細胞中不表達，而在OLK中表達率達到了35%[44]。劉宏偉等發現在正常口腔黏膜、白斑單純增生、白斑異常增生和口腔鱗狀細胞癌的p16陽性率分別為100%、90%、60%和35%[45]。陳胡杰發現不同濃度的檳榔堿處理人永生化角質形成細胞（Human immortalized keratinocytes，HaCaT）后，p16 的表達降低[46]。

P38是一類絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-acti vated protein kinase，MAPKs），參與細胞分化，凋亡和自噬。在口腔癌細胞和口腔角質細胞中，檳榔提取物可以調節MAPK信號通路[47]。P38的激活和MKP-1磷酸酶的上調都可以由檳榔提取物處理后產生[48]。

3.2 致突變作用

p21和p27屬于激酶抑制因子蛋白家族，并通過響應各種反應調節細胞周期，如DNA損傷，缺氧等[49]。p21和p27的合成和活性是受mTORC1調節[50]。WT Ji等的研究表明在OSCC細胞中的檳榔堿誘導的p21和p27的下調是通過一種新的ROS/mTORC1通路[51]。

檳榔堿阻礙DNA修復和有絲分裂紡錘體組裝[52]，檳榔堿是通過抑制p53活性來抑制DNA修復。Huang等使用亞細胞毒素劑量的檳榔堿和苯并a芘（Benzoapyrene，BaP）處理人上皮HEp-2細胞，并檢查了其對DNA損傷和修復的影響[53]。他們發現經常暴露于檳榔堿和BaP中的60%細胞都引起了中度到重度的DNA損傷。季宇彬等研究發現，小鼠骨髓細胞被不同劑量檳榔堿刺激后，其細胞內RNA/DNA和細胞生長周期均有顯著性的影響[54]。

3.3 生殖遺傳毒性

劉書偉等研究分析使用不同食用方式的檳榔水提液對小鼠毒副作用大小。結果顯示不同食用方式的檳榔水提液均對小鼠產生了影響，并使小鼠精子畸形率提高[55]。因為Bcl-2和Bax基因均與細胞凋亡有關，Bcl-2基因具有抑制細胞凋亡的作用，而Bax是細胞凋亡促進基因，且Bcl-2/Bax值是細胞凋亡的重要指標。王燕等實驗發現，檳榔對小鼠的生精細胞影響很大且差異顯著，進一步說明檳榔存在遺傳毒性[56]。同時Kafles等研究發現嚼檳榔可以導致男性睪丸間質細胞減少，曲精管直徑增粗，影響精子的生長與成熟[57]。同時還有研究發現懷孕期間嚼食檳榔的孕婦生下的嬰兒體質不如正常孕婦生下的嬰兒[58]。

4 結束語

檳榔是我國重要的食品之一，其具有抑制細菌真菌、抑制病毒蛋白活性、抗老化、清除自由基、抗抑郁、減少動脈粥樣硬化、降低膽固醇、抗血栓等作用，在我國一直有著較高的藥用價值和經濟價值。但近年來，隨著咀嚼檳榔的人群擴增，且其日咀嚼檳榔數量的增加，檳榔的藥用特征逐漸在這些嚼食人群中出現，導致的病理問題開始引起民眾的關注；國內、外眾多學者的研究結果，也發現了檳榔含有的一些物質確實對人體存在不利的影響。目前國內外對其研究更多地聚焦于其毒理作用上，如致癌、致炎癥、遺傳生殖毒性和致突變等毒理作用上。但是檳榔的藥理效應還是存在的，國內外不但要關注其危害，亦需要正視檳榔的有益作用，取其利去其害，在加大對檳榔及其生物活性成分分析與研究的同時，拓展檳榔的有效用途，以此來進一步發展檳榔的潛在價值。本文的作用就是通過對檳榔提取物生理活性作用的總結，為食用檳榔的開發與利用，以及病理研究提供部分理論支撐。