牛蒡化學成分及其對心血管疾病保護作用的研究進展①

王 禹，馬維紅

(桂林醫學院附屬醫院，廣西 桂林 541001)

牛蒡(Arctium lappa L.),又名東洋參,有“蔬菜大王”的稱號，分布廣泛。最早出現在我國, 隨后傳入日本培育出許多優良品種，是健康和營養的食品。隨著牛蒡成分研究和提取工藝的發展，牛蒡在我國已被大面積栽培, 總面積在2.33萬hm2以上，用于出口東南亞地區和滿足國內市場，其藥用價值也得到了越來越多的關注。牛蒡化學成分的提取和活性研究是目前的研究熱點，為其應用市場打下夯實基礎。研究發現牛蒡含有多種化合物，不僅具有豐富的氨基酸、果糖等營養成分，還含有牛蒡酸、醛類、含硫炔類、木脂素、多炔類、多酚類、揮發油等多種小分子活性成分[1]。這些成分決定了其具有多種藥理活性，已經證明了與主要健康問題相關的幾種活性有抗糖尿病、抗癌、抗氧化、肝保護、胃保護、抗菌、抗過敏和抗炎等[2-3]。

1 牛蒡化學成分

1.1 氨基酸

牛蒡根中氨基酸含量高且豐富，約占干重的28%左右。新疆地區牛蒡根中包含纈氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸等6種必需氨基酸和精氨酸、天門冬氨酸等非必需氨基酸成分。其中具有健腦作用的天門冬氨酸含量最高，占總氨基酸含量的25.18%以上。

1.2 菊糖

牛蒡根富含菊糖，菊糖含量為牛蒡根濕重的13.8%，是天然活性成分菊糖的良好來源。菊糖(又稱“菊粉”)具有低聚果糖的功能特性，是一種天然的脂肪和糖的替代物。它由果糖分子通過β(2-1)鍵連接，不被機體消化吸收而能被腸道微生物利用，是優質的膳食纖維源，也是雙歧桿菌生長的有效促進劑。在糖尿病、高脂血癥和直腸癌等腸道疾病領域有重要應用。Vaghef-Mehrabany[4]研究表明肥胖婦女每天予益生元(10 μg/天菊粉)，對照組予安慰劑(10 μg/天麥芽糖糊精)，8周后益生元組的脂肪量、總膽固醇低于安慰劑組。Watson[5]研究顯示每天10 μg的天然菊粉可以增加糞便頻率低的受試者的糞便頻率。

1.3 膳食纖維

牛蒡渣中含有大量可被人體利用的膳食纖維。膳食纖維不僅是人體的正常代謝必不可少的，還能治療預防許多疾病。

1.4 揮發油成分

牛蒡根中含有的揮發油形成了牛蒡特有的氣味,主要是小分子有機酸、酯、醛、烯以及倍半萜、醇、酮、酚等成分，具有良好的生物活性和較好的抗腫瘤作用[6]。

1.5 多酚類化合物

新鮮的牛蒡根中含有咖啡酸、綠原酸、槲皮素等多種多酚類化合物[1,6]。多酚類化合物是一類具有生物活性的植物次生代謝產物。酚類化合物的多羥基和苯環形成的共軛體系是良好的電子或氫供體，可與自由基結合，阻斷脂質自氧化鏈式反應，將自由基轉化為穩定的化合物。Horng[7]發現牛蒡根中含有高抗氧化劑多酚并找到了高效提取的最佳方法。

1.6 木脂素

牛蒡子苷元(ARG)是來自牛蒡子的生物活性木脂素，具有抗炎、抗癌、抗氧化和免疫調節特性。Lu等[8]發現ARG對肝細胞癌具有抗上皮-間質轉化和抗轉移活性，這可能使其成為預防癌癥轉移的候選藥物。Pu等[9]對右旋糖苷硫酸鈉(DSS)誘導急性結腸炎小鼠進行ARG腹腔注射，結果表明ARG能通過抑制SIRT1活性抑制NLRP3炎癥小體，減輕炎癥反應。

1.7 炔類

牛蒡根中的炔類成分主要是硫炔和多炔兩大類，研究證明這些成分具有抗植物毒素、抗真菌和抗細菌的作用。

2 牛蒡對心血管疾病保護作用

2.1 抗氧化作用

氧化應激與血管內皮功能損害、高血壓的發生及不良心血管事件發生密切相關。保護高血壓靶器官關鍵就是控制氧化應激反應[10]。多酚類化合物具有高抗氧化性。多酚的抗氧化、抗心血管疾病為心血管疾病的治療提供了新思路，在食品工業、醫藥等領域具有廣闊的發展前景。王家輝等[11]研究發現牛蒡的根、莖、葉提取多糖在抗氧化活性表現出差異性，而且具有相對比較好的抗氧化活性，其中牛蒡葉多糖效果較好。賴燈妮等[12]研究表明多酚類物質通過對Nrf 2/Keap 1信號通路雙向調控發揮抗氧化作用。馬利華等[13]研究表明, 牛蒡多酚對多種自由基都有一定的清除效果，尤其是羥基自由基，且隨其質量濃度的增加清除作用而不斷增強, 呈現較強的正相關關系。Romualdo等[14]研究發現，對高脂飲食的雄性Wistar大鼠，予牛蒡乙醇提取物(BRE 200 mg/kg)2周，結果發現BRE可以降低脂質氫過氧化物的水平，增加了肝臟中抗氧化劑超氧化物歧化酶和過氧化氫酶的活性，表明短期暴露于BRE可以減輕非酒精性脂肪性肝炎相關肝癌發生。

2.2 抗炎作用

炎癥因子過度表達是導致血管內皮細胞損傷的重要危險因素。植物多酚通過抑制NF-κB和JNK活化途徑來降低iNOS的表達，使細胞減少釋放NO，從而發揮抗炎作用。牛蒡提取物有明顯抗炎作用, 可能與抑制炎癥初期炎性介質 (組織胺、5-羥色胺) 的血管通透性增加有關。有學者[15]發現牛蒡提取物可以顯著減輕LPS誘導的小鼠急性肺損傷模型肺部出現的水腫出血等組織病理改變。Bavia等[16]通過牛蒡提取物對補體激活的凝集素途徑(LP)的影響，發現牛蒡根提取物對LP激活補體表現出濃度依賴性抑制作用。

2.3 降壓作用

高血壓是導致血管內皮功能障礙的重要因素。牛蒡根中豐富的膳食纖維能夠吸附體內的鈉，并隨糞便排出，使血鈉降低，從而達到降血壓的目的。研究發現讓年齡為50～70歲的膝骨關節炎患者飲用3杯/d的牛蒡根茶(2 g茶袋浸泡在150 ml沸水中10 min)，對照組予同等量沸水。6周后干預組患者的收縮壓和舒張壓顯著降低[17]。曹劍鋒等[18]測定大鼠離體血管環張力研究發現牛蒡根水提物對內皮完整血管環有明顯舒張作用,其作用機制可能與血管內皮NO釋放和血管平滑肌細胞Ca2+激活有關。Liu等[19]采用牛蒡子苷(50 mg/kg)鼻飼自發性高血壓大鼠(SHRs)大鼠8周，硝苯地平(3 mg/kg)陽性對照，治療后對血流動力學，主動脈中的血管反應性，血漿血栓烷B2濃度和NO，血管P-eNOS、p-Akt及超氧陰離子水平分析，發現牛蒡子苷可以顯著降低SHRs大鼠收縮壓，并且改善內皮功能障礙。結果表明牛蒡子苷的降壓機制可能與增強eNOS 磷酸化和減少NADPH氧化酶介導的超氧陰離子產生有關。

2.4 調節血脂作用

高血脂是動脈粥樣硬化、高血壓、冠心病等心血管疾病發生的高危因素。Li等[20]采用牛蒡多糖對糖尿病小鼠進行干預，發現小鼠總膽固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白和肝重/體重的比率呈下降趨勢，高密度脂蛋白含量增加。Wang等[21]評估不同提取方法的牛蒡提取物對動脈粥樣硬化的保護作用研究中發現，所有提取物均顯著減輕了類似與辛伐他汀的動脈粥樣硬化改變。牛蒡茶可以安全有效地降低血脂相關性心血管風險。

2.5 降血糖作用

高血糖環境會加重血管損傷。Shao等[22]將牛蒡根中提取出的多糖碳化后制備成一種新型納米材料，研究證明這種材料顯著降低糖尿病小鼠的空腹血糖水平。Annunziata等[23]認為牛蒡通過改善葡萄糖穩態和降低胰島素抵抗發揮抗糖尿病作用，但目前文獻大多由體外和動物研究提供。陳希瑞等[24]研究結果表明, 牛蒡根提取物BP1可減輕糖尿病大鼠的體重, 降低大鼠血脂, 調節空腹血糖,并促進胰島β細胞分泌胰島素。

綜上所述，牛蒡作為藥食同源植物，具有抗氧化、抗炎、抗動脈粥樣硬化、降血壓及降血糖等多種作用，能夠發揮保護血管內皮功能作用，其詳細的作用機制尚不清楚，如何安全有效、靶點明確的運用在心血管疾病的治療中還需要進一步探索。