民族藥黑種草的化學組分 藥理作用及其應用現狀△

陳玲玲，廖成松

錫林郭勒職業學院，內蒙古 錫林浩特 026000

黑種草為毛茛科(Ranuncualceac)黑種草屬(Nigella)一年生草本植物[1]，通常所說的黑種草是指黑種草屬植物，包括家黑種草N.sativa、腺毛黑種草又名瘤果黑種草N.glandulifera和黑種草N.damascena。家黑種草和腺毛黑種草全草皆可入藥，黑種草因其含有毒物黑種草堿(damascenine)，少見其藥用的相關報道[2]，本文探討的黑種草主要指家黑種草和腺毛黑種草。家黑種草原產于南亞和西南亞，目前在印度、孟加拉國、土耳其、中東地區均有栽培種植，廣泛應用于藥物或香料[3]。腺毛黑種草在我國入藥居多，目前在內蒙古、云南、新疆等地都有分布和栽培種植[3]。本文對近年來黑種草的化學成分和藥理作用的相關研究以及黑種草的應用現狀進行歸納和總結，對其開發利用前景進行展望，以期為黑種草的深入研究和進一步開發利用提供借鑒和參考。

1 化學組分

黑種草常以草籽入藥，其草籽為三棱形且有橫皺紋，黑色或帶有微弱的灰色[2]，富含多種化合物，其生物活性物質為揮發油。水蒸氣蒸餾法提取結果表明，家黑種草草籽中揮發油質量分數為3.80%，腺毛黑種草草籽中揮發油質量分數為3.73%[4]。家黑種草和腺毛黑種草草籽中不僅揮發油含量相近，其化學成分也非常相似，主要成分包括百里醌(thymoquinone，TQ)、二聚百里醌、百里酚、β-欖香烯(見圖1)、吉瑪烯以及 2-甲基-5-異丙基對二苯酚[5-6]。其中，百里醌是揮發油中的主要成分，約占18.4%～24%[7]。另外，黑種草草籽中還含有以常春藤皂苷苷元為母核的皂苷(見圖1)，包括槲皮素、山柰酚、蘆丁等在內的黃酮醇及其苷類成分[8-9]，以及15種生物堿，包括3 個吲唑類生物堿，8個二萜類生物堿，4種新生物堿[10-11]。此外，黑種草草籽中還含有酚酸類化合物，β-谷甾醇(見圖1)、油菜甾醇(見圖1)、豆甾醇、羊毛甾醇、β-香樹脂醇等多種甾體和三萜化合物，以及寡糖及其酯類、磷脂類化合物[12-14]。

從營養角度來看，黑種草草籽富含油脂，質量分數高達35%～50%，主要為亞油酸(55.6%)、油酸(23.4%)、棕櫚酸(12.5%)、硬脂酸和十六烷酸，其中不飽和脂肪酸占84%，可作為人體必需脂肪酸的來源之一[15]。另外，黑種草草籽維生素、微量元素和氨基酸含量均較高，其中家黑種草草籽中維生素質量分數為1%～4%，水溶性維生素(VB)、VB1、VB6、VBPP、VB11質量分數分別為15.4、5.0、5.0、57、0.16 mg·kg-1[7，16]。而腺毛黑種草含人體必需氨基酸占總氨基酸量的31.1%，谷氨酸質量分數最高為4.98%，且含有一般植食性食物中缺乏的賴氨酸和甲硫氨酸，賴氨酸的質量分數最低為0.28%[7，16]。家黑種草籽中微量元素Mg、Fe、Mn、Cu、Zn、Al的質量分數分別為3011、984.2、62.63、22.3、71.18、10.68 mg·kg-1，有害微量元素 Hg、As、Cd、Pb的含量則低于國家規定的食品衛生標準[16]，因此，黑種草草籽可直接食用或作為食品添加劑使用，具有較高的營養價值。

2 藥理作用

2.1 抗炎作用

研究表明，家黑種草的水提物在相同濃度條件下與100 mg·kg-1阿司匹林具有相當的抗炎效果[17]。進一步研究發現，黑種草草籽中的精油通過顯著抑制與炎癥相關的花生四烯酸代謝途徑中環氧合酶(COX)和5-脂氧合酶(5-LO)的活性，從而抑制血栓素B2(TXB2)及白三烯B4(LTB4)的形成，產生抗炎作用，以此緩解角叉菜膠引起的小鼠足跖腫脹[18]。另外，黑種草的多酚類物質具有消炎鎮痛的作用，對類風濕性關節炎(RA)、實驗性過敏、腦脊髓炎(EAE)和乙酸誘導的潰瘍性結腸炎都有明顯的改善效果[19-21]。黑種草的多種其他成分如總皂苷、總黃酮、生物堿等可通過多組分、多靶點、多途徑一起發揮抗炎作用，對過敏性鼻炎、過敏性腹瀉、阻塞性呼吸道疾病、慢性阻塞性肺病、手部濕疹等病癥均有明顯的療效[22-23]。此外，腺毛黑種草中的β-欖香烯對體外脂多糖(LPS)刺激的人中性粒細胞的產生有明顯的抑制作用，具有顯著的抗炎效果[24]。

圖1 黑種草部分化學成分的結構式

2.2 抗菌和抗氧化作用

黑種草草籽提取物、固定油、精油、百里醌均有較高的清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)能力，具有一定的抗氧化效果，其精油的抗氧化效果比合成抗氧化劑強，黑種草的抗氧化能力可能與含有抗氧化物質有關，例如生育酚[24-25]。另外，家黑種草精油對枯草芽孢桿菌、金黃色葡萄球菌、銅綠假單胞菌等革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌具有完全的抑制作用，抗菌效果明顯[26]。

2.3 抗腫瘤作用

研究表明，家黑種草草籽提取物中皂苷A和α-常春藤皂苷(見圖1)具有顯著的抗腫瘤活性，其中α-常春藤皂苷對已形成的實體瘤抑制作用不強，但可以明顯抑制腫瘤誘發和腫瘤生長[27]，對人乳腺癌細胞MDA-MB-231、MCF和肝癌細胞HepG2、人腎腺癌細胞ACHN等有顯著的抑制增殖作用[28-29]。

2.4 免疫調節作用

黑種草草籽水提物、乙醇提取物、精油及其活性成分百里醌能顯著抑制免疫因子白介素-5(IL-5)和白介素-13(IL-13)的表達，對體液免疫有很強的抑制作用[30]。有研究表明，連續6個月口服家黑種草種子+40%蜂蜜治愈了1例46歲的獲得性免疫缺陷綜合征HIV患者[31]。另外，家黑種草的精油還可以通過直接刺激巨噬細胞吞噬活性或通過激活淋巴細胞來發揮調節免疫的功能[32]。

2.5 抗缺血作用

研究表明，家黑種草水提物、乙醇提取物和百里醌能抑制脂質氧化，具有抗腦缺血、心肌缺血和腎臟缺血的作用[33-35]。Soleimannejad等[35-36]研究證實在小鼠腦缺血后黑種草乙醇提取物可以提高腦血管再生能力，明顯降低腦梗死和水腫體積，且百里醌可以在一定程度上預防海馬體退化[36]。同時，基于家黑種草的免疫調節和抗氧化特性，通過減少自由基介導的脂質過氧化、DNA損傷、減少硫代巴比妥酸反應[37-38]，對腎缺血和腎衰竭均有顯著的保護和改善作用[39]。另外，黑種草草籽提取物中的百里醌可以降低肝臟活性氧(ROS)中的一系列不良反應，對肝臟慢性病、肝功能紊亂、肝損傷具有一定的預防和治療作用[40]。

2.6 平喘作用

Boskabady等[41]在對哮喘患者進行治療時發現，黑種草提取物中的百里醌具有很強的平喘功能，而二硫醌、百里醌、對二苯醌的抗痙攣作用能顯著提高呼吸道黏液纖毛清除率，增加呼吸清除率[42]。

2.7 抗糖尿病作用

黑種草的活性成分百里醌可以保護β細胞免受氧化應激，從而用于治療糖尿病[43]。進一步研究表明，家黑種草草籽提取物和精油，特別是乙醇提取物具有胰島素增敏劑的功效，均可以用來治療糖尿病[44]。

2.8 其他作用

相關研究[45-48]證實，黑種草草籽中的精油可以通過調節輔助型T細胞2(Th2)來治療過敏，百里醌可以改善腸黏膜潰瘍，對坐骨神經有保護作用，對心肌缺血損傷有保護作用，從而可以降低心梗病死率。此外，黑種草精油和百里醌還可以用來治療癲癇[49]。

3 應用現狀

3.1 醫藥當中的應用

黑種草有非常悠久的藥用歷史，用于治療眾多疾病。黑種草草籽及其提取物和精油用來治療牙痛、腸胃氣脹、鼻塞、高血壓、肥胖、背痛、閉經、感染、腸道蠕蟲、化膿性皮膚感染、呼吸系統疾病、創傷皮膚和軟組織感染、乳頭裂、肺結核等多種疾病[50-51]。腺毛黑種草草籽的維吾爾語名為“斯亞旦”，已收入《中華人民共和國藥典》和《中國民族藥志》，用于治療脫發、斑禿、頭皮瘙癢、白癜風等疾病[27，52]。黑種草的蒙語名為“哈日-賽拉”，功效為解熱、助消化、護牙，主要用于胃寒、肝功能減退、消化不良、肝痛、牙痛、牙營養缺陷等病癥，這些用法類似于中東地區民間用法[2，53]。在埃及，家黑種草被用作利尿劑和祛風劑，其精油用來治療哮喘、咳嗽及疥瘡等多種疾病，中東地區使用其固定油治療關節痛僵直、氣管炎和濕疹等[21-22]。

3.2 保健食品和化妝品中的應用

黑種草草籽油含有很多有益成分，其中氨基酸、脂肪酸、粗纖維和礦物質(鉀、鈉、鐵、鈣)等是很好的植物成分補充劑。以冷壓法萃取的黑種草籽油可以直接服食，治療哮喘和關節炎的同時增強系統免疫力。目前市場上黑種草的保健品包括黑種草制茶、黑種草草籽精油、黑種草草籽干粉、精油膠囊、精油干片等。另外，黑種草草籽油能迅速治療皮膚感染和促進傷口愈合，有助于緩解濕疹和牛皮癬，尤其適用于敏感性肌膚，能有效改善神經性皮炎。而將黑種草籽精油應用到護發產品中，可以有效促進頭皮健康并刺激頭發生長，目前黑種草提取物在抗菌劑、抗衰活膚劑、皮膚美白劑、生發劑等化妝品中應用廣泛。值得一提的是，由于家黑種草和腺毛黑種草種子的外觀形態、味感、化學成分均非常相似，在實際應用中往往交互使用。

4 前景與展望

隨著大眾對植物草藥認可度的增加，植物草藥及其補充劑的產品將會有巨大的市場空間。2017年，我國中醫藥市場規模達到17 500億元。2018年美國植物委員會的調查顯示，植物藥物成分市場持續穩定增長。黑種草因其多種藥用保健功能和營養價值一直都受到世界各地人民的喜愛，在植物藥持續向好的今天，有望成為市場新星，其種植和產品的開發利用前景廣闊，經濟效益潛力巨大。目前市場上常見的黑種草產品類型主要有中藥、干粉、精油、提取物、化妝品添加劑、保健品等，產品類型較為豐富，應用范圍較為廣泛，有了一定的市場空間。今后，應加強黑種草引種馴化、遺傳改良、栽培種植、精深加工技術等方面的科學研究，深入挖掘民族藥中黑種草草籽組分方劑，加大對黑種草草籽及其提取物治療眾多關鍵性疾病的藥理研究和分子機制研究，開發和培育更多更有效的藥品或保健品。同時，應加大對黑種草價值的宣傳，使人們能充分認識其潛在的價值，使黑種草更好地為人類健康服務。