黄花蒿提取物的生物活性作用研究进展
动物营养学报2019,31(11):4973⁃4977ChineseJournalofAnimalNutrition
doi:10.3969/j.issn.1006⁃267x.2019.11.010
黄花蒿提取物的生物活性作用研究进展
马佳欣㊀邢媛媛㊀郭世伟㊀史彬林∗
(内蒙古农业大学动物科学学院,呼和浩特010018)
摘㊀要:黄花蒿是传统中草药之一,具有清热㊁解暑和疟疾等功效㊂近些年,黄花蒿及其提取物因其显著的抑菌㊁促生长㊁调节免疫和抗氧化功能等作用受到了广泛关注㊂本文主要对黄花蒿提取物的生物活性作用进行综述,旨在为更好地将黄花蒿提取物应用在畜牧业中提供理论依据㊂
关键词:黄花蒿;提取物;生物活性;研究进展
中图分类号:S816.7㊀㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀㊀文章编号:1006⁃267X(2019)11⁃4973⁃05收稿日期:2019-04-27
作者简介:马佳欣(1995 ),女,山西省大同人,硕士研究生,研究方向为动物环境与营养㊂E⁃mail:majiaxin211@163.com∗通信作者:史彬林,教授,博士生导师,E⁃mail:shibinlin@yeah.net
㊀㊀黄花蒿(ArtemisiaannuaL.)为一年生草本菊科植物,主产于中国大陆,是有挥发性气味的中国传统中草药之一㊂在中医中习惯称黄花蒿为 青蒿 ,作内用药可清热㊁解暑㊁截疟和健胃等㊂此外,黄花蒿还可作外用药[1]㊂黄花蒿及其提取物的药用价值主要归功于其具有清热㊁解暑㊁截疟和健胃等功效的倍半萜类㊁黄酮类㊁挥发油类和香豆素类等物质[2]㊂黄花蒿及其提取物具有抗氧化㊁
提高免疫力㊁杀菌和抗病毒等功效㊂提取黄花蒿活性物质的方法包括水提法㊁水蒸气蒸馏法㊁传统有机溶剂提取㊁超声波提取法㊁微波萃取法和超临界二氧化碳(CO2)萃取技术在内的多种提取方法,主要有提取液㊁浸膏㊁粉末和颗粒等几种形式㊂
具体使用情况视其应用方向和成本等多种因素而定㊂常见的黄花蒿提取物有效成分包括青蒿素及其衍生物㊁青蒿多糖和黄花蒿精油等㊂目前关于黄花蒿及其提取物生物活性作用的研究主要体现在抗氧化能力和免疫抗炎能力等㊂
㊀㊀在饲粮中添加中草药等植物提取物对预防和动物疾病有一定作用,且可提高动物生产性能㊂
此外,因植物提取物无耐药性㊁无残留物㊁低成本和易获得等特性,可作为饲料添加剂实现普遍推广㊂关于黄花蒿提取物在畜牧业中的应用研
究日渐深入,本文就黄花蒿及其提取物已有的研究进展和可能发挥作用的方面进行综述,旨在为黄花蒿提取物在畜牧业生产实践中的开发和应用提供参考依据㊂
1 黄花蒿提取物的抗氧化活性
㊀㊀通常机体的氧化还原处于相对平衡稳定的状态,这种平衡一旦遭到破坏,机体会发生氧化应激反应,导致一系列疾病的产生㊂换言之,抗氧化性能的强弱影响着机体的健康程度,抗氧化能力愈强则机体愈健康[3]㊂因此动物抗氧化性能的提高
对动物健康生长有着重要意义㊂植物提取物清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基㊁2,2ᶄ-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸(ABTS)自由基㊁羟自由基(㊃OH)和二价铁离子(Fe2+)还原能力及对抗氧化酶活性的调控能力等都是评价其抗氧化能力的重要指标㊂研究表明,植物提取物既可以从自由基产生源头对其进行清除和抑制,又可以提高体内抗氧化酶的活性[4]㊂陈玫等[5]通过研究利用不同极性有机溶剂提取的青蒿提取物对连苯三酚自氧化程度的影响,发现只有青蒿乙醇提取物在抑制邻苯三酚自氧化㊁清除超氧阴离子(O-2)上有较为明显的作用㊂江晓波
动㊀物㊀营㊀养㊀学㊀报31卷
等[6]采用黄花蒿残膏挥发油进行抗氧化活性测定,发现DPPH自由基清除活性和还原力的变化与挥发油存在剂量依赖关系㊂程建平等[7]通过使用酶提法㊁超声辅助法和水提法对黄花蒿黄酮进行提取,研究提取方法的不同是否会影响黄花蒿黄酮抗氧化性能,结果表明,酶提法较水提法和超声辅助法得到的黄酮抗氧化能力更强,黄花蒿水提法黄酮抗氧化能力次之;此外,他们还研究了黄花蒿黄酮与抗坏血酸㊁柠檬酸对DPPH自由基㊁
㊃OH和O-2的清除能力的差别,结果表明,抗坏血酸清除DPPH自由基的能力最强,黄花蒿黄酮次之㊂清除㊃OH的能力因浓度而异:低浓度状态下,黄花蒿黄酮清除力最强;较高浓度条件下,黄花蒿黄酮清除力居中㊂目前,关于黄花蒿提取物对机体抗氧化酶系统影响的研究报道十分有限,但对其他蒿属植物提取物的研究发现,蒿属植物所含生物活性成分具有抗氧化活性,添加到动物饲粮中,有利于提升肉仔鸡机体的抗氧化能力[8-13]㊂因此,可将黄花蒿提取物作为一种提升动物机体抗氧化能力的促进剂进行深入研究㊂2㊀黄花蒿提取物的免疫调节及抗炎活性㊀㊀动物免疫系统对抵御病原体㊁消除机体内不正常细胞和保持机体健康状态有着非常重要的作用,即机体免疫能力在各种感染性疾病的预防和中发挥着至关重要的作用㊂免疫器官指数㊁巨噬细胞吞噬指数㊁淋巴细
胞增殖率㊁淋巴细胞亚和血清溶血素水平等都是评价机体免疫功能的重要指标[14-16]㊂帅学宏等[17]给健康小鼠分别注射生理盐水㊁免疫抑制剂环磷酰胺和不同剂量的青蒿多糖,观察其免疫器官指数的变化,结果得出,注射免疫抑制剂组免疫器官指数降低,而注射青蒿多糖组有利于缓解因免疫抑制剂所造成的免疫力下降㊂有研究表明,青蒿素对先天免疫细胞如巨噬细胞发挥作用有着积极影响,青蒿素家族药物能够促进巨噬细胞调节自身免疫[18]㊂此外,免疫细胞中T淋巴细胞和B淋巴细胞在获得性免疫反应中起着关键作用㊂双氢青蒿素和青蒿琥酯可有效调节不同T细胞之间的平衡,从而达到理想中的免疫效果[19]㊂帅学宏等[20]使用经蛋白酶法提取的青蒿多糖处理小鼠,发现其体内某些细胞因子水平随着青蒿多糖的使用剂量不同而发生改变㊂细胞因子水平的改变表明青蒿多糖可能对动物机体的免疫反应起调节作用㊂综上所述,黄
花蒿提取物还可以考虑作为免疫增强剂应用到动
物生产实践中去㊂
㊀㊀炎症是机体活体组织应对刺激造成局部损伤
的复杂防御反应,因此动物免疫机能和抗炎能力
的提升对动物健康生长也有着积极的意义㊂大量
的炎症诱导酶类会在炎症发生过程中产生,包括
诱导型一氧化氮合酶(iNOS)和诱导型环氧合
酶-2(COX⁃2)等㊂哺乳动物细胞在正常生理情况
下几乎不存在炎症诱导酶类,脂多糖(LPS)㊁肿瘤
坏死因子(TNF)等刺激因子刺激后炎症诱导酶表
达,产生的一氧化氮(NO)和前列腺素E2(PGE2)
对介导炎症反应产生作用㊂喻婉莹等[21]通过LPS刺激RAW264.7细胞诱导体外炎症,经Westernblot检测发现,青蒿素对iNOS和COX⁃2等诱导酶
的蛋白表达作用效果不明显,二氢青蒿素对抑制iNOS蛋白表达发挥作用,而对COX⁃2蛋白表达则
没有产生抑制效果㊂目前相关研究发现,包括萜
类㊁黄酮类㊁苷类㊁多糖类㊁生物碱类和挥发油类等
化合物在内的不少天然成分具有不同程度的抗炎
作用[22]㊂帅学宏等[23]研究表明,添加不同剂量的青蒿多糖对耳肿胀抑制率不同,与对照组相比,青
蒿多糖在抗炎方面有明显的优势㊂张正兵等[24]研究发现,艾叶水提物具有良好的抗炎性能,但具体作用机制尚不明确㊂黄花蒿有效成分和艾叶有效成分在一定程度上具有相似性,因此可以考虑进一步研究黄花蒿提取物有效成分的抗炎作用㊂3㊀黄花蒿提取物的杀虫作用
㊀㊀在畜牧生产过程中动物会发生疾病,其中包
括寄生虫病㊂动物寄生虫病的可以通过有效
成分直接作用于寄生虫,或间接作用于宿主机体
调节机体生理状态达到排出寄生虫的目的[25]㊂有研究发现黄花蒿提取物青蒿素具有抗疟的功效㊂由于青蒿素的使用可以避免使用化学药物产生的负面影响,是目前动物疟原虫病的最佳选择㊂目前已有研究表明,青蒿琥酯(青蒿素的衍生物)不仅在抗疟原虫方面具有明显效果,对其他寄生虫病中也有一定的效果㊂青蒿琥酯杀灭红细胞内疟原虫裂殖体的主要机制是:通过产生自由基对疟原虫的膜系统产生直接影响或间接,使虫体摄取蛋白质不足,从而达到致死的目的㊂青蒿琥酯卡
氏肺孢子虫引起的寄生虫病的主要机
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制是:其上的胸苷酸合成酶(TS)基因被破坏,使TS生成受阻,造成虫体的繁殖和存活条件中所需
的脱氧胸苷酸(dTMP)合成障碍,DNA复制及RNA转录不能正常进行,从而使卡氏肺孢子虫死
亡[26-28]㊂此外,张杰等[29]表明,青蒿琥酯在泰勒焦虫病上发挥明显作用㊂还有学者认为,青
蒿琥酯作用机制可能是通过诱导破坏细粒棘球蚴DNA的物质产生,从而达到包虫病的目的㊂而且不同浓度的青蒿琥酯对包虫囊的破坏作用不同[30-33]㊂此外,香豆素类化合物在抗疟疾方面也具有一定作用[34]㊂因此,还可对黄花蒿提取物有效成分作为动物寄生虫病的有效药物进行更多研究㊂
4㊀黄花蒿提取物的抑菌和杀菌作用
㊀㊀动物传染病的有效预防手段之一就是控制病
原菌进入体内生长繁殖㊂临床上常见的动物细菌
性传染病包括大肠杆菌病㊁沙门氏菌病㊁巴氏杆菌
病㊁葡萄球菌病和链球菌病等㊂据报道,青蒿素对
病菌的杀灭和抑制具有不同的选择性,且随浓度
变化其对不同菌种的杀菌或抑菌程度会发生变
化[35-37]㊂有学者在体外研究小鼠原代巨噬细胞试验时发现,青蒿琥酯对促进原代巨噬细胞内大肠埃希菌的降解有明显作用,并存在时间依赖和剂量依赖的关系[38]㊂王书平等[39]研究发现,黄花蒿精油对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌及杀菌的最小浓度不同,黄花蒿精油浓度在0.20% 0.40%时会抑制大肠杆菌,至少在其抑菌浓度的2倍以上时才会杀灭大肠杆菌;而黄花蒿精油对金黄葡糖球菌的最小抑制浓度和最小杀菌浓度分别是大肠杆菌基础浓度的2倍㊂据报道,香豆素类化合物在抑制鼠伤寒沙门氏菌㊁大肠杆菌㊁金黄葡萄糖球菌方面有较好的生物活性[40]㊂因此,关于黄花蒿提取物最佳杀菌和抑菌浓度以及作用效果最佳的成分仍有很大的研究空间㊂
5㊀黄花蒿提取物的抗病毒作用
㊀㊀动物传染病的另一种类型是病毒性疾病㊂据
报道,许多中药黄酮成分对抗病毒有着较为明显
的作用,发挥抗病毒作用的有效成分包括挥发油㊁
萜类化合物㊁酮类等在内的多种物质㊂研究表明,
活性成分可通过杀死病毒或抑制病毒核酸物质的
合成直接抑制病毒,也可通过抑制病毒干扰素从而达到间接抑制病毒的作用[41]㊂钱瑞生等[42]报道了青蒿素对病毒有抑制作用㊂张玉清等[43]用不同浓度的黄酮成分处理感染新城疫病毒的鸡纤维细胞,发现在安全浓度下不同成分的稀释黄酮对病毒均有一定的抵抗作用㊂此外,青蒿琥酯的抗病毒作用也相继被报道,但具体机制尚不明确㊂青蒿琥酯对疱疹病毒的抑制活性较强,且因病毒种类不同表现出一定的差异性[44]㊂有研究表明,青蒿水提物中对抗单纯疱疹病毒-2型的抗病毒活性成分为缩合鞣质[45]㊂此外,香豆素类化合物可通过调节机体本身的抗病毒反应或直接作用于病毒的结构蛋白来减少病毒增殖数和因感染病毒导致的动物死亡数[46]㊂目前关于黄花蒿提取物其他有效成分对病毒抑制和杀灭的研究报道尚不多见,以后还需要对黄花蒿提取物的抗病毒功效
进行深入研究㊂
6㊀小㊀结
㊀㊀综上所述,目前已对黄花蒿提取物的生物活性作用进行了一些研究,表明黄花蒿提取物具有明显的抗氧化㊁免疫调节㊁抗炎㊁杀虫㊁抑菌或灭菌等生物活性作用,其作为一种天然㊁绿的植物源饲料添加剂,在动物生产中具有潜在的应用前景㊂但是,为了更好地开发利用黄花蒿提取物,还有大量问题需要解决:1)黄花蒿植株中有效活性成分含量随产地㊁季节㊁生长阶段㊁植株部位的不同而发生变化,使其提取物的有效活性成分含量受到影响,因此需要进一步研究确定黄花蒿的最佳产地㊁最适季节㊁最佳生长阶段及最佳植株部位,以利于黄花蒿提取物的有效开发利用㊂2)目前关于黄花蒿提取物的研究并不多见,其提取工艺也不完善㊂由于提取工艺对提取物的得率及其有效活性成分的种类和含量也有不同程度的影响,所以,尚需对黄花蒿提取工艺做进一步的研究㊂3)由于黄花蒿具有独特的挥发性气味㊁较强的抗逆性㊁丰富的资源以及明显的生物活性作用等,对黄花蒿提取物进行更深层次的研究和综合应用十分有必要㊂
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∗Correspondingauthor,professor,E⁃mail:shibinlin@yeah.net
(责任编辑㊀武海龙)
ResearchProgressonBioactivityofArtemisiaAnnuaL.Extracts
MAJiaxin㊀XINGYuanyuan㊀GUOShiwei㊀SHIBinlin∗
(CollegeofAnimalScience,InnerMongoliaAgriculturalUniversity,Hohhot010018,China)
Abstract:ArtemisiaannuaL.isoneoftraditionalChineseherbalmedicines,whichcanclearheat,relievesummerheatandcuremalaria.Inrecentyears,ArtemisiaannuaL.anditsextractshaveattractedwideattentionduetotheirremarkableeffectsofbacteriostasis,growthpromotion,immuneregulationandantioxidation.Inthispaper,thebioactivityofArtemisiaannuaL.extractswasreviewedinordertoprovidetheoreticalbasisforbetterapplicationofArtemisiaannuaL.extractsinanimalhusbandry.[ChineseJournalofAnimalNutrition,
2019,31(11):4973⁃4977]
Keywords:ArtemisiaannuaL.;extracts;bioactivity;researchprogress
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