天然黄酮类化合物的药理活性及分离提取

黄酮类化合物是自然界广泛存在的一类化合物，在高等植物体内分布较多。本文对黄酮类化合物的结构与药理活性、提取分离方法等研究进展进行了综述，并对该领域的研究热点进行了展望。

１黄酮类化合物结构特点及分布

黄酮类化合物是一类自然界中广泛分布的多酚类物质。现泛指具有１５个碳原子的多元酚类化合物，其中2个芳环（Ａ环、Ｂ环）之间以一个三碳链（Ｃ３）相连，其骨架可用Ｃ６鄄Ｃ３鄄Ｃ６表示。

由于分子中有一个酮式羰基，故第一位上的氧原子具碱性，能与强酸成盐，天然黄酮类化合物母核上常含有羟基、甲氧基、异戊烯氧基等取代基。这些助色团的存在，使该类化合物多显黄色，故称黄酮或黄碱素［１］。

根据三碳链结构的氧化程度以及Ｂ环的连接位置等特点，黄酮类化合物可分为：黄酮和黄酮醇；异黄酮；异黄烷酮（又称二氢异黄酮）；黄烷酮（又称二氢黄酮）和黄烷醇（又称二氢黄酮醇）；橙酮（又称澳咔）；查耳酮；二氢查耳酮；黄烷和黄烷醇；黄烷二醇（３，４）（又称白花色苷元）［２］。黄酮类在植物体内大部分与糖结合成苷类，小部分以游离态（苷元）的形式存在。绝大多数植物体内都含有黄酮类化合物，它在植物的生长、发育、开花、结果以及抗菌防病等方面起着重要的作用［３］。主要存在于桦木科、芸香科、樟科、唇形科、石楠科、玄参科、豆科、苦苣苔科、杜鹃科和菊科等高等植物中［４］。

２黄酮类化合物的药理活性

现已发现数百种不同类型的黄酮类化合物具有广泛的生物活性和药理活性。大量研究表明，黄酮类化合物具有清除自由基、抗氧化、抗突变、抗肿瘤、抗菌、抗病毒和调节免疫、防治血管硬化、降血糖等功能。黄酮类化合物以纯天然、高活性、见效快、作用广泛等特点日益受到人们的关注［５］。２．１抗氧化及抗自由基作用：自由基性质活泼，有极强的氧化反应能力，对人体有很大的危害。体内脂质和自由基过氧化作用导致细胞结构改变及功能破坏而引起癌症、衰老及心血管等退变性疾病［６］。有些黄酮类化合物能够直接保护细胞抗氧化，有的则通过诱导保护细胞抗氧化损伤的酶，还有的既可直接保护细胞不被氧化又可以诱导产生抗氧化酶。羟基黄酮被证明有直接抗氧化活性，但是不能有效诱导保护细胞的酶；能够有效地诱导细胞保护酶的甲氧基黄酮类化合物能够以最小毒性保护正常细胞。Ａ环５位被甲氧基化的黄酮类化合物能够最有效地诱导细胞保护酶，其余同等效果的黄酮类化合物细胞毒性都很大［７］。王毅红等［８］通过对石松黄酮类化合物抗氧化的研究表明：石松黄酮类化合物能显著清除羟基自由基和超氧阴离子自由基，其黄酮类化合物抗氧化性能呈量鄄效相关。

２．２抗肿瘤作用：黄酮类化合物的抗癌机制主要与其抑制癌细胞增殖并诱导凋亡、抑制新生血管形成、抑制癌细胞迁移、抗氧化、抗炎症和提高机体免疫力这几个方面有关［９］。肿瘤细胞的一个显著特点：细胞不受控制的快速增殖。如何能够有效抑制肿瘤细胞的增殖是抗肿瘤的根本。许多黄酮类化合物已被证明能够干扰三磷酸腺苷（ＡＴＰ）依赖性的药物流出转运蛋白，这些转运蛋白通过不同的细胞抑制药物在对抗癌细胞中起到很大的作用，这使在肿瘤治疗中克服多药耐药性成为可能［１０］。黄酮化合物对人体的正常细胞低毒甚至无毒，而对肿瘤细胞有细胞毒性和治疗作用，因此黄酮化合物被认为是颇具有应用前景的新抗癌药或抗癌辅助药。

２．３抗人类免疫缺陷病毒：很多黄酮类化合物能够抑制ＨＩＶ病毒与宿主细胞的融合，并且能够抑制逆转录酶和蛋白酶的活性。染料木黄酮被发现能够干扰基质细胞衍生因子（ＳＤＦ）鄄１和艾滋病介导的ＣＤ４+Ｔ细胞的肌动蛋白动力学，肌动蛋白活性的降低与染料木黄铜介导的病毒ＤＮＡ在静止的ＣＤ４+Ｔ细胞中积累抑制有关，分别给3只恒河猴单剂量口服１０、１１、１２ｍｇ/ｋｇ，没有发现明显不良反应［11］。黄芩苷是一种黄酮类化合物，其能够与艾滋病毒竞争靶细胞结合位点，并且ＨＩＶ鄄１入侵细胞初期，黄芩苷能够抑制其自我复制过程。

２．４抗炎及抗免疫作用：对金樱子果实提取物对缺血再灌注损伤的研究表明，口服金樱子果实提取黄酮类物质能够明显改善存活率，并且能够预防Ｉ/Ｒ诱导的组织损伤。进一步研究表明这些天然产物具有很好的抗氧化活性，能够显著降低ＤＮＡ断裂。由于其抗氧化活性、抗细胞凋亡、抗炎等功能，对缺血性脑卒中具有潜在的治疗活性［１2］。黄敬群等［１3］研究发现槲皮素呈剂量依赖性抑制急性痛风性关节炎模型大鼠的距小腿关节肿胀程度并且能够明显改善模型大鼠距小腿关节炎的病理改变。说明槲皮素可通过减轻炎症反应治疗急性痛风性关节炎。

DOI：10.11655/zgywylc2014.05.023

基金项目：山西医科大学科技创新基金（C01201005）

作者单位：０３０００１太原，山西医科大学药学院（刘星雨、周敏），基础医学院（孙体健）

通信作者：孙体健·讲座·

天然黄酮类化合物的药理活性及分离提取

刘星雨周敏孙体健

２．５抗心血管疾病：黄酮类有调血脂以及抑制血栓和扩张冠状动脉等作用，银杏叶提取物能显著降低高脂饲料喂养大鼠的血清胆固醇（ＴＣ）、甘油三酯（ＴＧ）水平，对高密度脂蛋白胆固醇（ＨＤＬ鄄Ｃ）水平无明显影响［14］。流行病学研究表明：高黄酮类饮食能够降低心血管病死亡和危险因子。以前很少被发现蔬菜和水果中含有黄酮类能够保护心血管的物质。虽然苹果、草莓、洋葱等含黄酮类物质的水果和蔬菜对血压、心血管、血清脂质水平等有积极的影响，还需要进一步确定最佳的用量来达到临床治疗的目的。对含黄酮类化合物的水果和蔬菜的进一步认知能够帮助人们选择对心血管健康最有效的食物［15］。

２．６雌激素样与抗雌激素样作用：更年期妇女雌激素缺乏会导致许多不适症状，如面赤红，骨密度降低，心血管疾病增多等，黄酮类化合物作为弱植物雌激素，可与雌激素受体结合，它具有双向调节功能，可以根据个体激素状态，发挥雌激素样或抗雌激素样作用。一般认为绝经前黄酮类化合物可能具有抗雌激素作用，但绝经后可能为雌激素受体激发剂。尹霞等［16］研究发现刺老苞根皮黄酮类化合物可以改善骨质量，抑制大鼠去卵巢骨质疏松的发生，具有类雌激素的效应。２．７抗阿尔兹海默病（AD）：ＡＤ患者大脑内神经递质乙酰胆碱（ａｃｅｔｙｌｃｈｏｌｉｎｅ，Ａｃｈ）的缺失是导致ＡＤ的关键原因。乙酰胆碱酯酶（ＡｃｈＥ）过多，会催化Ａｃｈ的裂解反应，导致Ａｃｈ缺失，神经信号传递失效。异黄酮衍生物较其他黄酮类化合物具有较强的ＡｃｈＥ抑制活性；Ｂ环对位氨甲基取代的化合物较间位取代的活性高；Ｂ环氨甲基种类影响ＡｃｈＥ抑制活性，含有吡咯烷和哌啶基的化合物具有较高的抑制活性。２．８免疫调节作用：黄酮类化合物对Ｂ细胞核Ｔ细胞免疫功能都有调节作用，陈圆圆等［17］研究发现野菊花活性部位具有双向免疫调节作用，小剂量具有免疫增强作用，而大剂量具有免疫抑制的作用。在小鸡免疫抑制实验中，蜂胶黄酮微乳在中高剂量时能够克服环磷酰胺（ＣＴＸ）诱导的免疫抑制，显著增强免疫器官指数，增加淋巴细胞再生能力并且增强抗体滴度和ＩｇＧ、ＩｇＭ浓度［18］。

２．９保护肝脏的作用：王志旺等［19］通过对甘肃产藏药五脉绿绒蒿总黄酮对小鼠实验性肝损伤的研究表明甘肃产藏药五脉绿绒蒿总黄酮能降低过硫酸铵（ＡＰ）或四氯化碳（ＣＣｌ

４

）诱发肝损伤小鼠肝组织丙二醛（ＭＤＡ）的含量；胡成穆等［20］通过研究豹皮樟总黄酮对大鼠酒精性脂肪肝细胞脂肪变性的影响表明：豹皮樟总黄酮对正常大鼠肝细胞存活无明显影响，１００ｍｇ/Ｌ时能够明显增加酒精性肝损伤大鼠肝细胞存活时间。

３提取分离方法

３．１提取方法

传统的提取方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流提取法、连续回流提取法等。传统的提取方法有浸提时间长、原料预处理能耗大、热敏性组分易破坏等缺点。一些现代高新工程技术正在不断地被借鉴到中药提取分离工艺中来，如超临界流体萃取技术、微波提取、超声波提取、酶法、高速逆流色谱法、超微粉碎技术、半仿生提取技术等。

３．１．１超临界流体萃取技术（ｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｕｉｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ＳＦＥ）：超临界流体是指高于临界温度和临界压力，物理性质介于气体与液体之间的流体，表面张力为零，这使它很容易渗透到样品的里面，带走测定组分；其既有与气体相当的高渗透能力和低黏度，又有与液体相近的密度和对许多物质优良的溶解能力。

３．１．２微波提取技术：其原理是利用磁控管所产生的每秒２４．５亿次超高频率的快速震动形成的微波场的生物效应、热效应使药材内分子间相互碰撞、挤压，有利于有效成分的浸出。微波辐射诱导萃取技术具有选择性高、效率高、溶剂消耗少、有效成分吸收率高的特点，已有用于甘草、白芍、银杏及柚皮等黄酮类化合物的提取中。

３．１．３超声波提取技术：超声是频率高于２００００Ｈｚ的高频声波，其原理主要是利用超声的空化效应、机械效应、热效应增大物质分子运动频率和速度，增加溶剂穿透力，提高药物溶出速度和溶出次数，具有提出率高（增大２～３倍），低温提取有利于保护有效成分等优点。现已摸索出超声提取银杏叶黄酮类化合物的最佳工艺。

３．１．４酶法：酶的作用可使细胞壁疏松、破裂，减小传质阻力，加速有效成分的释放。酶法提取可在常温和非有机溶剂下进行，所以得到的产物纯度、稳定性及活性较高，无污染，提取无需投入昂贵新设备，成本低廉、性价比高。刘志伟等［２1］用酶解预处理后，再用乙醇提取，仙人草黄酮类化合物的得率比直接醇提提高了９．７９％。

３．１．５高速逆流色谱提取技术：高速逆流色谱提取技术（ＨＳＣＣＣ）是一种不用任何固态载体或支撑体，根据不同溶质在两相中的分配系数不同，溶质在两相溶剂中进行分配平衡，从而使不同成分得以分离的液鄄液分配色谱技术。红树林植物海南红豆是有名的植物杀虫剂，黄酮类物质是其生物活性成分，运用新型的高速逆流色谱技术通过调整流动相和固定相的体积比能够有效地提取分离出其3种有效成分单体。３．１．６超微粉碎技术：超微粉碎技术基于微米技术原理，利用特殊的粉碎设备，通过一定的加工工艺流程，对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径３ｍｍ以上的物料粉碎至粒径为１０~２５μｍ以下的微细颗粒，药材细胞破壁率大大增加，有效成分的溶出度增加，可低温粉碎使热敏药物不被破坏。黄其春等［22］通过比较银杏叶超微粉和细粉中总黄酮的浸出量，结果发现银杏叶超微粉浸出量比细粉高７．４％~２１．７％。３．１．７半仿生提取技术：从生物药剂学的角度，先将药料以一定pＨ的酸水提取，继而以一定pＨ的碱水提取，提取水的最佳pＨ和其他工艺参数的选择，可用一种或几种有效成分结合主要药理作用指标，采用比例分割法来优选。模拟口服给药后药物经胃肠道转运的环境，即在中药药效物质提取中坚持“有成分论，不唯成分论，重在机体药效学反应，为经消化道给药的中药制剂提供了新的提取工艺的思路。张慧等［23］