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黄芩及其提取物的抗氧化作用

2024/7/1 21:19:24 0人评论 190次浏览 分类:中药科技

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黄芩(ScuteUaria baicalensis Georgi)又叫元芩、枯芩、山茶根、土金茶根等,是唇形科黄芩属多年生草本植物,主要分布在河北、河南、吉林等地。黄芩中所含化学物质丰富,已被发现的有40多种,主要包括黄酮类化合物(黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素)、挥发油(苯乙酮、棕榈酸和油酸)、萜类化合物和其它成分(苯甲酸、苯甲醇、β-谷固醇)。

黄芩苷抗氧化药理作用机制包括清除自由基、抑制过氧化脂质的生成及前氧化物酶、形成金属离子配合物、激活抗氧化剂及通路和解毒酶,消除活性氧和活性氮等[1]


一、清除自由基

黄芩苷通过释放酚羟基氢原子实现其抗氧化作用,同时生成了稳定的半醌式自由基,终止自由基链式反应的发生,从而实现抗氧化[2]。ZENG等[3]研究表明,黄芩苷腺嘌呤二核苷酸中心的初级氨基酸残基相互作用,抑制了黄嘌呤氧化酶(XO)催化尿酸的形成和超氧阴离子(O2−)的生成,且黄芩苷和黄芩素对O2−自由基均具有良好的清除活性,进而实现抗氧化。郭少英等[2]研究黄芩苷体外抗氧化作用, 结果证实黄芩苷是一种良好的抗氧化剂,可以直接清除超氧阴离子、自由基等氧自由基,抑制黄嘌呤氧化酶活性。阐明了黄芩苷抗氧化的机理之一,即通过清除自由基抗氧化。


二、激活抗氧化剂

植物中的SOD是抗氧化剂, 能发挥其独特的功能有效地清除多种活性氧[4] 。CAT是生物体内主要的抗氧化酶,其催化细胞内过氧化氢分解,防止氧化[5]。杨仕群等[6]以1日龄雌性蓝孔雀为研究对象,在饲料中添加0.5%竹叶黄酮和黄芩苷,黄芩苷组SOD指数、CAT活性和总抗氧化能力(T-AOC)指数显著高于竹叶黄酮组和对照组,显著提高了蓝孔雀幼雏的抗氧化能力。SHI等[7]研究发现,黄芩苷诱导核因子相关因子2(Nrf2)活化,增加其抗氧化基因的表达,并诱导Nrf2转录 ,激活黄芩苷减轻体内扑热息痛(Nacetyl-p-aminophenol,APAP)诱导的肝毒性,即黄芩苷对肝脏的保护作用。黄芩苷可通过雌激素受体明显激活Nrf2-ARE通路,发挥抗氧化作用[8]。孙琎等[9]研究表明黄芩苷元通过下调高糖诱导的HL7702细胞中激酶(PERK),同源蛋白(C/ EBP homologous protein,CHOP)和信使核糖核酸 (messenger RNA,mRNA)的表达水平,上调Nrf2、HO-1蛋白及mRNA的表达水平,抵御高糖诱导的氧化应激和凋亡。黄芩苷通过激活抗氧化剂及通路中转录因子,阻断其氧化,实现抗氧化。


三、形成金属离子配合物

黄芩苷金属离子配合物对氧自由基有明显的消除作用[10]。通过紫外-可见光谱法研究了黄芩苷及黄芩苷与6种金属离子(Mn2+、Zn2+、Ni2+、Cu2+、Fe3+和 Al3+)分别存在时其抗氧化性的变化情况,发现不同金属离子对黄芩苷抗氧化具有促进作用,且金属离子与黄芩苷形成螯合物,结果表明黄芩苷金属配合物的抗氧化性能较单纯黄芩苷强[11]。郭明等[12]通过电流变化发现黄芩苷-Cu和黄芩苷-Co金属配合离子对Kv1.4和Cav3.2离子通道有浓度依赖性地明显影响作用,获得了稳定表达各离子通道的CHO细胞或HEK293细胞模型。


四、消除活性氧和活性氮

黄芩苷抗氧化作用还可通过消除活性氧和活性氮而实现。活性氧包括超氧阴离子(O-)、羟自由基(OH-)、过氧化氢 (H2O2)等活性较氧气分子活泼的含氧物质及其衍生物[13]。活性氮主要是硝基类化合物及具有高度活性氮的衍生物,主要包括一氧化氮(nitric oxide,NO)、二氧化氮(nitrogen dioxide,NO2)、次硝酸(nitroxylic acid,HNO)等[14]。GUO等[15]研究表明,黄芩苷对孤雌激活(parthenogenetically activated,PA)和体外受精(in vitro fertilized,IVF)猪胚胎体外发育情况,表明黄芩苷在PA猪胚胎的体外发育能力中通过减少活性氧(ROS)水平和细胞凋亡 ,增加线粒体膜电位(ΔΨm)和ATP的水平,调节线粒体活性,激活SHH信号,提高了PA和IVF猪胚胎的体外发育能力。ZHONG等[16]将黄芩苷用于抑郁症模型小鼠时,能抑制N-甲基-D-天冬氨酸受体(n-methyl-d-asprtate receptor,NMDAR)和Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶II的增加,并能抑制受到慢性不可预测的轻度应激的小鼠的磷酸化ERK和活性氧的产生,黄芩苷为治疗抑郁症的潜在候选药物。黄芩苷减少及消除活性氧及活性氮,阻止其发生氧化反应,达到抗氧化目的。



参考文献


        本文为“生泰尔”原创稿件

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[3] ZENG N,ZHANG G W,HU X,et al.Inhibition mechanism of baicalein and baicalin on xanthine oxidase and their synergistic effect with allopurinol[J]. Journal of Functional Foods,2018,50:172-182.

[4]张宇婷,高建民,张琼琳,等.植物超氧化物歧化酶的研究 进展[J].畜牧与饲料科学,2016,37(9):28-31.

[5]李琛 .过氧化氢酶在疾病防治中的研究进展[J].内蒙古 医学杂志,2016,48(11):1321-1323.

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[7] SHI L,HAO Z X,ZHANG S B,et al. Baicalein and baicalin alleviate acetaminophen-induced liver injury by activating Nrf2 antioxidative pathway:The involvement of ERK1/2 and PKC[J]. Biochemical Pharmacology,2018,150:9-23.

[8]刘媛媛,刘陶,吴玉梅,等.基于雌激素受体调节Nrf2-ARE通路的黄芩中抗氧化成分的筛选[J].中国药理学通报,2019,35(6):822-827.

[9]孙琎 .黄芩苷元调控高糖诱导肝脏氧化应激的机制[D].大连:大连理工大学,2018.

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[12]郭明 ,樊君 ,陈渊 ,等 .新型黄芩苷金属离子配合物对Kv1.4 和Cav3.2 离子通道的影响[J].中国药理学与毒理 学杂志,2016,30(9):935-940.

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