抗辐射的天然药物研究进展

2012-12-08 23:26王庆宾韩婷孙连娜尚雯第二军医大学药学院生药学教研室上海00433中国人民解放军总后勤部司令部管理局卫生处北京0084
药学实践杂志 2012年3期
关键词:结果表明射线多糖

王庆宾,韩婷,孙连娜,尚雯(.第二军医大学药学院生药学教研室,上海00433;.中国人民解放军总后勤部司令部管理局卫生处,北京 0084)

抗辐射的天然药物研究进展

王庆宾1,韩婷1,孙连娜1,尚雯2(1.第二军医大学药学院生药学教研室,上海200433;2.中国人民解放军总后勤部司令部管理局卫生处,北京 100842)

近年来,国际核危机形势严峻以及日常生活中人们长期遭受周围环境中低剂量辐射,使辐射防护药物的研究显得至关重要。而天然药物以及民族药物由于其资源丰富、疗效确切、副作用小等优点,越来越受到研究者的重视。本文就常见的具有抗辐射作用的天然药物及其活性成分,以及疗效确切的抗辐射民族药物研究进展作一综述。

辐射损伤;天然药物;中草药;民族药;活性成分;抗辐射

辐射损伤是辐射产生自由基的原发反应与继发反应的综合结果,表现为自由基的大量生成,超氧化物歧化酶(SOD)活性下降,谷胱甘肽(GSH)含量明显降低,外周白细胞数目减少,脾脏指数降低等多种症状。最近发生的日本福岛核泄漏事故可能对中国人民造成的辐射损伤引起了人们的极大关注,“防辐射”一词也成为人们热议的焦点。近年来核辐射事故的发生率呈现增加趋势,不仅严重污染了环境,也造成了重大的人员伤亡和经济损失。因此高效辐射防护药物的研制,不仅有利于平时的电离辐射防护,保障职业工作者及患者的健康,对战时及突发核事故伤员的及时救治、减少伤亡有十分重要的意义。

目前,用于治疗辐射损伤的药物来源有化学药物、生物药物、天然药物。化学药物主要有含硫类如半胱氨、氨乙基异硫脲等,生物药物有激素类如雌二醇以及超氧化物歧化酶等。而中草药由于其资源丰富、疗效确切、副作用小等优点,越来越受到重视。本文综述了最近几年研究较多的有辐射防护作用的天然药物的最新研究进展,为抗辐射中草药的进一步研究开发提供参考。

1 抗辐射的中草药

1.1 秦皮秦皮(Fraxini Cortex)为木犀科植物苦枥白蜡树Fraxinus rhynchophylla、白蜡树F.chinensis Roxb或尖叶白蜡树F.szaboana Lingelsh.或宿柱白蜡树F.stylosa Lingelsh.的干燥枝皮或干皮。秦皮富含香豆素类成分,香豆素可以抑制磷酸二酯酶,使细胞内cAMP浓度增加,产生抗辐射作用[1]。王波[2]利用秦皮提取物灌服小鼠,每天低剂量间断照射60Co γ射线1次,持续7天。结果证实秦皮能够提高亚慢性辐射损伤引起的外周血白细胞数量。秦皮能明显增加受60Co γ射线间断照射小鼠胸腺系数和脾脏系数。小鼠肝脏组织中的SOD活性、GSH含量明显升高,丙二醛(MDA)含量明显降低,说明秦皮提取物抑制了辐射所致脂质过氧化反应,对辐射损伤小鼠具有保护作用,其机制可能与抗氧化活性有关。

1.2 当归当归(Angelica sinensis Radix)是伞形科植物华当归Angelica sinensis(Oliv.)Diels的干燥根,具有补血活血,调经止痛,润肠通便的功效。谢丛华等[3]对成年雌性c57BI/6小鼠腹腔注射当归注射液,12 Gy射线照射。结果表明:空白对照组和单纯当归组免疫组化阳性细胞数相对较低。单纯照射组阳性细胞数较上述两组明显增高。单纯照射组TNF-αmRNA相对含量与单纯当归组和空白对照组差异均有统计学意义。证明当归能明显降低该过程中TNF-α表达水平,其可能通过调控该细胞因子起辐射防护作用。

1.3 灵芝灵芝(Ganoderma Lucidum)为多孔菌科真菌赤芝Ganoderma Lucidum(Leyss.ex Fr.)Karst.和紫芝G.sinenseZhao Xu et Zhang的干燥子实体,具有增强人体免疫力,调节血糖,控制血压,保护肝脏,促进睡眠,抗自由基的功效。肖志勇等[4]以复方灵芝粉对小鼠灌胃给药,然后一次性60Coγ射线3 Gy全身照射。结果表明:复方灵芝粉能显著提升小鼠外周白细胞数目,高剂量药物可以显著提高小鼠骨髓DNA和血清溶血素的含量,表明复方灵芝粉具有显著的抗辐射作用。

1.4 人参人参(Ginseng Radix et Rhizoma)为五加科植物东北人参Panax ginsengC.A.Mey.的干燥根及根茎,具有大补元气,复脉固脱,补脾益肺,生津止渴,安神益智的功效。

1.4.1 人参皂苷Rh2人参对紫外线和γ射线以及X射线所致辐射损伤具有明显的防护作用。人参皂苷Rh2(GinsenosideRh2)是人参的主要有效成分。王振华等[5]将小鼠经4 Gy X射线全身照射后,灌胃给予不同剂量的人参皂苷Rh2,结果表明人参皂苷Rh2抑制了X射线所致小鼠外周血DNA损伤和骨髓微核形成,并具有剂量依赖性。对辐射所致脾淋巴细胞转化能力下降也有明显的防护作用。

1.4.2 人参蛋白对于人参皂苷及多糖类的研究比较多,蛋白类成分的抗辐射作用的研究却少见。李红艳等[6]对小鼠以不同剂量灌胃给药,然后一次性照射60Co γ射线2 Gy。结果表明,人参蛋白可以显著提高辐射损伤小鼠的白细胞数量,降低骨髓微核数,SOD活性明显升高,胸腺指数和高剂量脾脏指数明显升高。表明人参蛋白具有明显的抗辐射作用。

2 抗辐射的中草药有效成分

2.1 茶多酚茶多酚(Tea Polyphenols)是山茶科Camellia sinensis(L.)O.Kuntze.植物提取物,主要成分有儿茶素类,包括有表儿茶素、表没食子儿茶素、表儿茶素没食子酸酯和表没食子儿茶素没食子酸酯等4类。茶多酚具有明显的抗氧化、抗脂质过氧化、清除自由基、等生物活性[7],对酶的活性、免疫功能、造血功能有显著的保护作用。郭代红[8]课题组的研究表明儿茶素通过上调造血正调控因子IL-6 mRNA和GM-CSF mRNA的表达,从而明显缓解辐射引起的骨髓造血功能损伤。郭绍来等[9]的后续研究表明:60Co γ射线损伤的小鼠经茶多酚治疗后,可以明显改善小鼠的外周血象,增加脾脏系数从而提高机体的免疫功能,保护造血系统。

2.2 糖类低聚壳聚糖(Chitosan)来源于甲壳类动物Crustaceans、蘑菇及细菌细胞壁,具有抗辐射作用。郭剑平等[10]研究表明60Co γ射线全身照射的清洁级SX1近交系小鼠口服低聚壳聚糖,其30 d存活率、平均存活天数和保护指数均有所提高,骨髓有丝分裂指数较单纯照射组高,表明低聚壳聚糖具有明显的抗辐射作用。

枸杞多糖LBP是从茄科植物宁夏枸杞Lycium barbarumL.中提取的一种水溶性多糖。具有抗氧化作用,能清除细胞和组织中的自由基[11,12]。李德远等[13]研究表明,γ射线照射的小鼠经枸杞多糖灌胃,平均可以延长存活时间1.4~4.1 d。脾淋巴细胞转化率有明显促进作用(P<0.05),对骨髓微核和精子畸变也有一定的抑制作用。

郑晓珂等[14]将中国仓鼠肺成纤维细胞(V79)经木糖、果糖、阿拉伯糖处理24 h后,接受60Co γ射线照射,三种单糖均能促进照射后V79细胞增殖,提高照射后V79细胞克隆形成率,S期细胞比例增加,缓解G2/M期阻滞,修正紊乱的细胞周期。给予BALB/c小鼠木糖1周后接受60Co γ射线照射,30 d存活率显著提升。结果证明,卷柏单糖抗辐射的作用机理可能与调节细胞周期有关。

香菇多糖(lentinan)是从伞菌科香菇Lentinus edodes(Berk.)Sing.的子实体中提取、分离、纯化获得的一组多糖成分,但是对于其辐射防护的研究报道较少。宋秀玲等[15]用香菇多糖给小鼠灌胃,利用X射线照射小鼠,结果表明,香菇多糖高剂量组小鼠脾指数、胸腺指数、SOD活性明显升高,,香菇多糖中、高剂量组小鼠肝脏中MDA的含量明显升高,骨髓PCE微核数明显降低。香菇多糖各剂量组小鼠白细胞数明显升高。实验表明香菇多糖具有辐射防护作用。

徐长卿(Radix cynanchi paniculati)为萝藦科植物徐长卿Cynanchum paniculatum(Bge.)Kitag.的干燥根及根茎,具有镇痛、止咳、利水消肿、活血解毒的功效,其中含有多种活性多糖。朱世权等[16]分离得到一种多糖成分CPBB,对小鼠连续给药10 d,然后给予小鼠7.5 Gy60Co γ射线正背面照射,结果表明CPBB可以有效提高受辐射小鼠胸腺系数及脾系数,其对白细胞和骨髓DNA具有明显的保护作用,并且可以防止辐射引起的胸腺和脾脏缩小。

猪苓多糖(Polyporusus Bellatus)是从多孔菌科猪苓Polyporus umbellatus(Pers.)Fries中提取的多糖成份,具有抗癌的功效。胡明柏等[17]对大白鼠进行腹腔注射猪苓多糖,然后一次性照射5 Gy60Co γ射线,结果表明,注射猪苓多糖可以明显升高外周血白细胞,大白鼠骨髓有核细胞数明显升高,NK细胞活性和脾指数明显高于辐射对照组。实验证明猪苓多糖对大白鼠造血功能和免疫功能有一定的防护作用。

2.3 黄酮类黄芪总黄酮(TFA)是豆科植物蒙古黄芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.var.,mongholicus(Bge.)Hsiao和膜荚黄芪Astragalus membranaceus(Fisch.)Bge.的主要活性有效成分之一,具有抗氧化的生物学功能[18]。杨映雪等[19]研究表明TFA可以明显延长受致死剂量的60Co γ射线照射的小鼠的存活率,达40%,说明其抗辐射作用明显。进一步的研究表明TFA可以降低辐射对小鼠外周血WBC的损伤程度。Yang等[20]研究膜荚黄芪和黄芩对于小鼠的抗紫外线作用,结果表明,腹腔注射膜荚黄芪或者黄芩注射液的小鼠成活期比紫外辐射组长,减弱了寄生虫对机体的负担,提高了肝细胞指数,增强了细胞免疫能力。

鱼腥草(Herba houttuyniae)为三白草科植物蕺菜Houttuynia cordataThunb.的干燥地上部分,主要含有黄酮类化合物、挥发油、有机酸及脂肪酸等成分,具有清热解毒、排脓消痈、利尿通淋的功能。包俊等[21]利用鱼腥草醇提总黄酮对小鼠灌胃,利用60Co γ射线照射。结果表明,高、中、低3个剂量组的白细胞和淋巴细胞数目均高于辐射对照组,且在剂量范围内有比较明显的量效关系。鱼腥草总黄酮对辐照小鼠体重的恢复有一定的促进作用。

2.4 香兰素香兰素(Vanillin)为兰科植物香荚兰Vanilla fragrans提取物,能抑制X射线和紫外线诱导的染色体畸变[22]。报道称香兰素抗辐射作用的浓度相对较高,活性相对较低。黄锐等[23]利用不同剂量的香兰素衍生物VND3207加入人淋巴母细胞AHH-1的培养基中,然后利用不同剂量的60Co γ射线照射,结果表明VND3207对辐射细胞DNA双链断裂损伤有保护作用,且保护作用随着药物浓度增强。VND3207在5 mol/L浓度下就能减少受照细胞的微核率,且保护效果随着药物浓度的提高而增强。VND3207能显著降低60Co γ射线照射诱发的凋亡率及坏死率。

2.5 肉苁蓉总苷肉苁蓉为列当科植物肉苁蓉Cistanche deserticolaY.C.Ma的肉质茎,具有补肾阳、益精血、润肠通便的功效。李琳琳等[24]对NIH小鼠一次性进行60Co γ射线全身照射,用肉苁蓉灌胃。结果表明:肉苁蓉可以增加辐射损伤小鼠的SOD含量,肝脏中MDA含量降低,肉苁蓉抑制了辐射损伤小鼠的过氧化效应。肉苁蓉提高了辐射损伤小鼠脾脏细胞DNA、RNA的含量,具有明显的辐射损伤修复作用。

3 民族药

3.1 维药没食子没食子来源于没食子蜂科昆虫没食子蜂的幼虫,寄生于壳斗科植物没食子树Galla turcica幼枝上所产生的虫瘿,具有固涩收敛、益血生精、止血消炎等功效,临床主要用于治疗大肠虚滑、泻痢不止、习惯性肠炎、疔疮出血等症[25]。杨建华等[26]将小鼠以不同剂量没食子提取物灌胃,60Co γ射线4 Gy一次性全身均匀照射,检测结果表明,没食子提取物能有效提升辐射损伤小鼠的胸腺和脾脏指数,提高小鼠血清SOD活性,并降低血清MDA含量,减少体内因辐射而产生的自由基,降低骨髓嗜多染红细胞微核率,升高外周白细胞数。推测辐射防护机制可能与抗氧化作用有关。

3.2 维药恰玛古恰玛古即芜菁Brassica rapa也叫蔓菁,十字花科二年生草本植物。其代谢产物经水解得异硫氰酸盐,具有抗突变作用[27]。安熙强等[28]利用60Co γ射线照射小鼠,制备辐射模型,用恰玛古粉灌胃,结果表明,恰玛古粉低剂量组脾脏指数明显升高,恰玛古粉中、高剂量组血小板有升高趋势。

3.3 西藏红景天西藏红景天Rhodiola tibetica(Hook.f.et Thomas)F.u是青藏高原特有的天然药用植物。红景天具有益气活血,通脉平喘等功效;可以通过抑制辐射引起的心脏和肝脏过氧化脂质(LPO)的产生,对脂质和细胞膜起保护作用。郑志清等[29]对ICR小鼠全身照射8.5 GY的60Co γ射线。结果表明,红景天醇提物对受60Co γ照射后的存活时间和WBC有显著保护作用。吴万征等[30]的研究表明红景天还能明显提高受照小鼠脾T淋巴细胞转化率,对受照小鼠的免疫系统起到了保护作用。

3.4 天山雪莲花天山雪莲花Saussurea involucrateKar.EtKir.为菊科多年生草本植物,分布于西藏、新疆等地。具有显著的抗癌、抗炎、抗自由基和抗疲劳作用。高博等[31]给受226 Ra γ照射的小鼠注射天山雪莲花水提物,通过比色法测定其对羟自由基的清除率为60%。在健康人血培养基中加入适量的天山雪莲花水提物,受照射后能明显抑制染色体畸变。推测其抗辐射机制与羟自由基清除率和抑制染色体畸变有关。贾景明等[32]用雪莲组织培养物的乙醇提取物给60Co γ辐照小鼠灌胃30 d,结果表明实验组比空白给药组的SOD活性、外周白细胞数和平均存活时间显著增加,骨髓嗜多染红细胞微核率显著降低。以上研究表明,雪莲花的水提物以及组织培养物的乙醇提取物均具有显著的抗辐射作用,但对于其抗辐射机制还有待深入研究。

3.5 茜草茜草Rubia cordifoliaL.为茜草科茜草属植物,在维族中应用广泛,具有凉血止血、活血化瘀等功效。陈寅生等[33]给受60Co γ照射的小鼠腹腔注射茜草的多糖提取液,结果表明,与对照组相比,茜草多糖类提取物能够明显增加小鼠的脾重和外周白细胞数量,30 d存活率也明显提高。表明茜草对小鼠的造血系统和免疫系统具有明显的保护作用,从而起到一定的辐射防护作用。

4 总结

辐射可以导致机体氧自由基的急剧增多,免疫力下降,脏器功能的严重受损,加速了机体的衰竭,降低生命质量,而且容易引起机体基因突变,其危害久远。我国中药资源广阔,毒副作用较小,辐射防护药物的研究也取得了显著的成效,但是目前大多数的研究尚处于初级阶段,亟待进一步研究开发。

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Progress on anti-radiation natural medicines

WANG Qing-bin1,HAN Ting1,SUN Lian-na1,SHANG Wen2(1.Department of Pharmacognosy,School of Pharmacy,Second Military Medical University,Shanghai 200433,China;2.Health Department,Management Bureau,Command of General Logistics Department,Beijing 100842,China)

ObjectiveIn recent years,with the worsening situation of the international nuclear crisis as well as people prolonged exposure to low doses of radiation in the surrounding environment in daily lives,the research on radio-protective drugs was much more crucial.Natural medicines and ethnic drugs were attended by researchers'eyes for their outstanding advantages such as rich resources,exactly curative effects and lower side effects.The research progress on common natural medicines and their active components as well as ethnic drugs that are usually used as anti-radiation drugs were reviewed in this paper.

radiation injury;natural medicine;traditional Chinese medicine;ethnic drug;active component;anti-radiation

R286.96

A

1006-0111(2012)03-0171-05

10.3969/j.issn.1006-0111.2012.03.005

2011-07-10

[修回日期]2012-04-10

王庆宾(1990-),男,本科.E-mail:3032008023wangqb@ sina.cn.

尚雯.E-mail:gg1012@126.com.

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