赶黄草功能活性研究进展

赶黄草（PenthorumchinensePursh）又名水杨柳、水泽兰，为虎耳草科（Saxifragaceae）扯根菜属（Penthorum）植物，其主要天然产地分布于我国云贵川地带。据史料记载，赶黄草最早可追溯到明代的《救荒本草》。赶黄草性温味甘，归肝、肾经，常以整草入药，且有清热解毒、利水消肿、退黄化湿、活血散瘀等功效。在现代营养学研究中，因其具有多种生理活性而备受关注。近年来对赶黄草的研究主要以化学成分、功能活性、药理毒理和临床应用为主。赶黄草在民间中早已有多年的食用历史，但赶黄草在2020年才被国家卫生健康委员会批准为新资源食品。卢馨等[1]在一项关于赶黄草食用历史的调查报告表明，在四川泸县，食用赶黄草的人群占总人群的33.6%。居民日常食用赶黄草的方式主要为泡茶或泡酒喝和当新鲜蔬菜食用，其目的主要是为了清热解毒、保肝利胆；食用频数为3.5～4.0次/月；并且在使用后，居民无不良反应现象。张凤梅等[2]调查了四川古蔺县居民食用赶黄草情况。结果表明，当地居民食用赶黄草的比例为47.61%，且赶黄草种植区域的食用比例明显高于非产区的食用比例。目前，尚未有报道宣称食用赶黄草有安全风险，食品安全标准与监测评估司要求赶黄草食品安全指标按照我国现行食品安全国家标准中茶叶的规定执行。目前关于赶黄草的生理活性研究进展及其在健康食品中的应用很少得到归纳总结。因此，本文针对赶黄草的生理活性功能和相关分子作用机制进行整理分析，并总结赶黄草在健康食品领域的应用现状，旨在为赶黄草在健康食品领域的开发应用提供理论支持。1赶黄草植物化学活性成分植物活性物质是由植物体内糖类物质经糖代谢等次级代谢途径产生的重要产物，在植物体中具有抵抗恶劣环境的作用。赶黄草活性物质提取溶剂主要是以水或梯度乙醇为主。LU等[3]通过95%乙醇、70%乙醇和水提取赶黄草，再将70%乙醇提取物用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇和水分离得到不同馏分。结果表明，在抗氧化和抗肝癌活性上，乙醇提取物大于水提取物，且70%乙醇提取物中乙酸乙酯部分具有最高的活性；在乙酸乙酯馏分中分离出β-谷甾醇、槲皮素、PGHG和ThA4种单体。在单体活性物质方面，前人研究中，已从赶黄草中分离出类黄酮和糖苷28种、有机酸9种、香豆素和木脂22种、多酚18种、其他（β-谷甾醇、熊果酸等）11种，共计88种化学成分。其中，赶黄草的主要化学成分有以下几种[4]。①黄酮（苷）类，包括槲皮素、槲皮苷、异槲皮苷、槲皮素-3-O-阿拉伯糖苷、芦丁、山柰酚、阿福豆苷、乔松素、山姜素-7-O-葡萄糖苷和赶黄草苷等。②三萜（苷）类及甾体类，包括羽扇豆醇、桦木酸、乌苏酸和熊果酸等。③挥发油，包括癸酸乙酯、十二酸乙酯、十三酸乙酯、月桂酸甘油酯和邻苯二甲酸二丁酯等。④有机酸类，包括2,4,6-三羟基苯甲酸、没食子酸、原儿茶酸、香草酸、诃子次酸和肉豆蔻酸等。⑤苯丙素类，包括东莨菪素、东莨菪内酯、(+)-杜仲树脂酚、(+)-丁香脂素和赶黄草酮（A、B、C、D）等。⑥微量元素，包括铜、铁、锰、锌、钙、镁、铬和镍等。2赶黄草生理功能活性研究2.1护肝作用近20年来，由于生活方式的改变，我国肝病患者的数量急剧增加。截至2020年底，我国约有4.47亿人受肝病影响，主要疾病有病毒性肝炎、脂肪肝（酒精性和非酒精性）和肝损伤。然而，目前只有少数有效、经济和安全的药物可用于预防肝病。已有研究宣称赶黄草在肝病预防治疗方面具有一定作用，可作为潜在的治疗药物。病毒性肝炎指由一种或多种肝炎病毒引起机体肝脏病变的一种传染性疾病。孙其山等[5]采用随机对照方法进行了中药临床试验，研究赶黄草产品（肝苏颗粒）对肝炎的作用，发现其不仅对乙型肝炎有效，而且对甲型、丙型和戊型肝炎也有效。CAO等[6]发现赶黄草抑制CYP2E1介导的氧化应激和通过激活Nrf2/HO-1途径增强氧化剂防御系统来保护慢性乙醇诱导的肝损伤。因此，国内多项研究表明赶黄草治疗酒精性脂肪肝具有明显的效果。与酒精性脂肪肝（AlcoholicLiverDisease，ALD）不同的是，非酒精性脂肪肝（Non-AlcoholicFattyLiverDisease，NAFLD）非因酗酒导致的脂肪肝疾病。研究发现，NAFLD在形成过程中，会伴随着体内氧化应激作用增强、炎症介质上调和细胞凋亡失调等变化。GUO等[7]用游离脂肪酸诱导HepG2细胞的肝脏脂肪变性模型，采用赶黄草黄酮治疗后，发现肝脏细胞中的AST、ALT和MDA的含量显著降低，SOD和GSH-Px的含量显著提高。并且在受体蛋白表达中，发现AMPK、SIRT1和PPARα表达量增多，SREBP1c、FAS、ACC和SCD1表达量减少。推测赶黄草黄酮可能是通过调节SIRT1/AMPK通路改善肝脏脂肪变性。此外，一些研究表明黄酮类化合物是中药治疗NAFLD的重要活性成分，SIRT1/AMPK、PPARα和SREBP1c可能是潜在的靶点，对后续的研究具有参考价值。但目前尚未有准确的研究阐明赶黄草在体内改善NAFLD的分子机制和化学机制。HU等[8]采用t-BHP诱导建立肝细胞（L02）损伤，分析发现实验组在赶黄草提取物治疗后ROS含量显著降低，Bax、caspase-7、caspase-9和PARP受体蛋白表达下降，而Bcl-2受体蛋白表达量却上升。表明赶黄草可以通过抑制L02细胞中线粒体凋亡途径来减弱t-BHP诱发的凋亡。基于上述所有研究，赶黄草对由化学试剂引起的肝损伤具有良好的改善作用，在该方面的保肝作用已得到充分证明。但由于该类模型都是建立在化学试剂刺激诱导上，与人体实际肝损伤情况符合度较低。未来对于肝损伤的研究，应重点落在生物机能、生物因子引起的肝损伤模型方面。赶黄草其他护肝作用功能活性见表1。表1赶黄草其他护肝作用功能活性表2.2降血糖作用糖代谢紊乱通常是指人体疾病或不规律的生活作息引起机体内糖代谢紊乱，伴随相关调节激素异常，可导致血糖过高或过低，甚至引起组织、器官病变等症状。HUANG等[15]采用高脂饮食和链脲佐菌素（Streptozotocin，STZ）诱导大鼠建立2型糖尿病模型，分析发现赶黄草治疗后小鼠血清中的HbA1c、GLU、TC和LDL-C含量显著降低，而HDL-C含量和RI指数显著上升，推测赶黄草对STZ诱导的糖尿病大鼠和淀粉诱导的餐后高血糖大鼠具有改善高血糖作用。与此类似，胡吉蕾等[16]与HUANG采用同样的建模方式，在HUANG的基础上又发现赶黄草水提物改善了2型糖尿病大鼠的空腹血糖和糖化血红蛋白等血糖指数，同时血清中的抗氧化酶CAT、GSH-Px、SOD含量明显降低，指出赶黄草可能是通过改善2型糖尿病大鼠机体的抗氧化系统功能，进一步清除自由基、抑制体内氧化应激而发挥的降血糖作用。不仅如此，血糖浓度过高还会刺激血管内皮细胞产生大量活性氧（ReactiveOxygenSpecies，ROS），导致内皮细胞氧化损伤，而内皮细胞的损伤与动脉粥样硬化、糖尿病和心血管风险存在间接关系。SUN等[17]采用高浓度的葡萄糖刺激HUVEC细胞建立体外糖尿病模型，再对实验组给药梯度浓度的赶黄草提取物。发现HUVEC细胞的LDH活性和ROS含量对赶黄草提取物具有剂量依赖性下降作用，而细胞内MMP含量则具有相反结果。另外，细胞内促炎因子IL-1β和IL-6也出现表达量下降的情况，同时HO-1、NQO1、GCLC和GCLM蛋白表达量明显增多，下调与炎症相关的NF-κB通路和Nrf2表达。赶黄草多酚通过清除ROS和激活Nrf2抗氧化信号通路能有效保护因高糖引起的血管炎症，推测可能是赶黄草多酚和Keap1蛋白结合激活Nrf2抗氧化剂途径，进而有效改善糖尿病大鼠症状。由于目前赶黄草在降血糖的研究较少，无法得出具体的分子机制和靶向关系，是否能在健康食品的应用还有待考究。2.3抗炎作用炎症反应通常发生在细菌、病毒或真菌等感染性微生物入侵机体或存在于组织血液中，也可能是组织损伤或外来刺激引起的机体反应过程。一般而言，先天性免疫和适应性（后天性）免疫都参与了炎症发生到消亡的整个过程。先天性免疫主要是由巨噬细胞、肥大细胞等抵御入侵机体的微生物，而适应性免疫则是由B细胞和T细胞参与产生特定受体或抗体清除入侵物。范玲等[11]使用脂多糖刺激鼠源RAW264.7细胞建立体外炎症模型，用不同赶黄草提取物与DMEM培养基培养细胞。发现水提物比醇提物（70%、95%）对细胞毒性更小，能保留更高存活率的细胞。但在抗炎效果上（抑制细胞的IL-1β、TNF-α），水提物活性不及醇提物高，且无剂量依赖关系。经对比，选择70%的赶黄草乙醇提取物作为最佳的抗炎药物。在体内炎症模型中，钟欣等[18]通过佛波酯（Phorbol12-myristate13-acetate，PMA）诱导小鼠耳廓肿胀炎症模型，发现赶黄草提取物有效减缓PMA对小鼠耳廓肿胀程度，且呈剂量依赖关系。在免疫组化分析中，发现赶黄草提取物对小鼠体内IL-1β、IL-6和TNF-α出现剂量依赖性的缓解效果。然而，目前赶黄草抑制炎症反应的研究主要是与肝脏疾病相关，而与胃肠道疾病相关的炎症研究相对较少。胃肠道作为人体下消化道的主要部分，其生理生化复杂程度不亚于脑科学研究。因此未来赶黄草活性物质的抗炎研究，往胃肠道疾病的方向发展是大有可为的。2.4抑制黑色素生成作用皮肤在人体表面中有着保护机体不受外界环境影响的重要作用。然而当人体长时间暴露于紫外线下，皮肤表面细胞会发生氧化应激引起多种生物反应，例如产生活性氧、促进黑色素的生成等。JEONG等[19]通过UVB或H2O2诱导建立皮肤黑色素模型，发现在赶黄草治疗后，细胞中的TYR、LC3B和MITF蛋白表达量降低，p38和JNK磷酸化途径减弱，GFPLC3B蛋白表达量增多。而且还促进了1型前胶原基因Col1A1的启动子活性，降低了细胞中MMPs、COX-2、IL-6含量，同时也降低了细胞中黑色素的含量。推测赶黄草乙醇提取物（PcEE）通过抑制氧化应激促进皮肤健康，并通过诱导自噬和控制黑色素细胞中的MAPK通路，实现保护皮肤作用。该机制是目前赶黄草有效抑制黑色素形成的新作用机制。3赶黄草在健康食品的应用现状近10年来，消费者、食品和饮料行业以及整个社会对健康食品消费的热衷度、需求度有所增加。全球绿色联盟中心已将健康食品定义为能够调节人体机能，适用于有特定功能需求的特殊食品。针对一般消费者而言，食用健康食品可以降低生活方式疾病的风险，并促进消费者的健康。另外，随着消费者意识的提高，对健康食品品种的需求也在逐渐增加，而不仅仅局限于罗汉果、红枣、茯苓等药食同源材料。目前随着新资源食品种类的逐渐增加，可用于健康食品的选择也随之变多。市面上逐渐出现赶黄草代用茶等产品，王星月等[20]建立赶黄草代用茶工艺，结果表明赶黄草作为代用茶，可以溶出赶黄草活性物质，且具有青草味、橙油味、清香、花香等香味。但代用茶为简单的初加工食品，对赶黄草的附加值提升不大；且代用茶不稳定，容易受环境因素影响而变质。徐韶棠等[21]考虑到赶黄草活性物质主要为黄酮类和萜类化合物，且均具有抗菌和抗氧化作用。因此，将赶黄草提取物添加到中式香肠中以提高香肠的贮藏稳定性。结果表明，赶黄草提取物具有显著的抗脂质氧化能力，可作为新型的抗氧化剂。然而这一类对赶黄草的应用却丢失了赶黄草最主要的生理功能活性，不足以让赶黄草发挥出最大的利用价值。彭勤等[22]自制赶黄草口崩片，通过大鼠醉酒模型发现赶黄草口崩片具有解酒功效。张家伟等[23]制备赶黄草泡腾片，初步探究发现了其可缓解四氯化碳引起的急性肝损伤小鼠症状。然而以泡腾片或口崩片形式呈现的健康食品，在味道和口感上不及普通食品，与消费者追求的适口美味食品截然相反。目前市售的健康食品，尽管强调着健康属性（例如低热量、减脂降糖等），但却忘掉了食品最初的本质（美味可口）。在一项调查报告[24]中，BRADLEY表示增加健康食品的口感风味，可提高消费者对健康食品38%的购买力。因此，未来关于赶黄草健康食品的研究，需要更加着重于产品口味研究