维普资讯 http://www.cqvip.com ・211・ 第2O卷第2期 医学研究生学报 Journal of Medical Postgraduates ・Vo1.2O No.2 Feb.20o7 2007年2月 综 述・ 皂苷生物活性的研究进展 王楠综述, 宋小骏审校 (南京军区南京总医院药品科,江苏南京210002) 摘要:该文作者概述了皂苷的生物活性,详细介绍了皂苷在心血管系统、抗肿瘤、增强免疫、降血糖、抑制生育、杀 虫、抗真菌等方面的药理作用、临床应用及研究进展,为开发和利用皂苷药用植物资源奠定基础。 关键词:皂苷;生物活性;药用机制 中图分类号: R96 文献标识码: A 文章编号: 1008—8199(2007)02-0211讲 Research developments on the biological activities of saponins WANG Nan reviewing,SONG Xiao-jun checking Department of Pharmacy,Nanjing General Hospital of Nanjing Military Command,PLA,Nonjing 210002,Jiangsu,China) Abstract:This review summarized the biological activities of natural saponins,introduced its action mechanisms,clinical applications and research progresses in cardiovascular system,antitumor,immuno— logical enhancement,blood sugar suppression,contraception,antifugal and insecticide,etc,and pros— pectcd,its exploitations. Key words: Saponins; Biological activities; Action mechanism 0引 言 子生物学水平上逐渐被阐明,使皂苷成为一个令 人鼓舞的研究领域。但目前以皂苷作为药物在临 床上应用的还不多。为了更好地开发皂苷药用植 物资源,现就皂苷主要的生物活性及作用机制进 行系统的概述。 1 皂苷的存在形式和分布 皂苷(Saponins)是天然产物中一类重要的化 学成分。近年来,随着皂苷分离技术和结构研究 方法的飞速发展,大量的皂苷新结构得到分离鉴 定,而且越来越多的研究表明,皂苷具有多种多样 且相当重要的药理活性和生物活性,如抗肿瘤、抗 真菌、防治心血管疾病、降血糖和免疫调节等,从 而显示出广阔的应用前景¨ 。为此,1995年8月 美国化学学会(ACS)第一次召开了以皂苷为主题 的学术讨论会。与会专家认为,皂苷是有机化学 皂苷由皂苷元(Sapogenins)和糖、糖醛酸或其 他有机酸所组成。组成皂苷的糖常见的有:葡萄 糖、半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖和其他戊糖 类。根据苷元又可分为两大类:三萜类皂苷和类 固醇类皂苷。三萜又可分为四环三萜和五环三 家不应忽视的一个研究领域。虽然皂苷研究目前 仍处于新结构皂苷的发现和数据积累阶段,但有 关皂苷的不同生物作用方式和机制已经开始在分 萜,其中以五环三萜为常见。四环三萜型皂苷中 以达玛烷型(Dammaranetype)皂苷研究较多,且较 收稿日期:2006-05-18;修订日期:2006-10-26 作者简介:王楠(1970-),女,江苏南京人,主管药师,药学本科,从事药学专业。 维普资讯 http://www.cqvip.com ・212・ 医学研究生学报 2007年2月 第20卷 深入;五环三萜型皂苷中作药用的以齐墩果烷型 的作用。然而它们的作用形式很多,包括提高浆 (Oleanolanetype)皂苷研究最多。类固醇皂苷中又 膜的渗透性、正性肌力、抗心律失常、舒张血管、降 分为螺固醇型(Spirostanolstype)皂苷和呋喃固醇 低血压、止痛、抗高胆固醇和保护毛细血管等作 型(Furostanolstype)皂苷,以螺固醇型皂苷生理活 用。众所周知的含有心血管活性皂苷的植物包括 性为显著。 许多传统中药,最著名的是人参中的达玛烷皂苷、 类固醇类皂苷主要存在于单子叶植物百合科的 黄芪中的阿屯皂苷(9,19一羊毛脂固醇烷)和重楼 丝兰属和知母属,以及菝葜科、薯蓣科、龙食兰科等; 中的类固醇皂苷等。强心苷(洋地黄苷)是一类对 双子叶植物中也有发现,如豆科、玄参科、茄科等。三 心脏有独特作用的重要化合物,它们在许多医药 萜皂苷在豆科、五加科、伞形花科、报春花科、葫芦科 书籍中都有记载。目前还无单一成分的类固醇类 等植物中比较普遍。很多重要的中药如人参、三七、 皂苷直接应用于临床的药物,类固醇类总皂苷作 绞股蓝、柴胡、黄芪、远志、商陆、桔梗和知母等所含的 为治疗心脑血管系统疾病的药物在临床应用较 皂苷成分均已得到系统的研究。 多,且疗效显著。如由黄山药(Dioscorea panthai— 2皂苷的生物活性及作用机制 ca)中提取的含8种类固醇类皂苷的纯中药制 剂——地奥心血康胶囊,由蒺藜(Tribulusterrestris) 2.1 抗肿瘤作用 许多皂苷具有抗肿瘤作 果实总类固醇类皂苷研制的制剂心脑舒通,由盾 用,但这往往与这些分子的细胞毒作用相混淆。 叶薯蓣(Dioscorea zingiberensis)根茎水溶性皂苷研 最令人激动的是近年来报道的取自百合科的虎眼 制的制剂盾叶冠心宁及临床上应用的主要成分为 万年青(Ornithogalum saundersiae)胆固醇类皂苷 类固醇类皂苷的麦冬汤剂等。这些药物在治疗冠 OSW-l及其同系物,它们在体外对人体细胞无毒 心病、心绞痛、心肌缺血、脑动脉硬化症和脑血栓 性,而对恶性肿瘤细胞却具有极强的毒性,可达临 形成的后遗症、慢性肺原性心脏病等方面,临床效 床常用抗癌药物如丝裂霉素、表柔比星、顺铂、喜 果十分显著。大多数类固醇类总皂苷的心血管保 树碱和紫杉醇的100倍。有许多三萜皂苷具有抗 护机制主要是通过抑制钙依赖性磷酸二酯酶 肿瘤作用,如取自中药的土贝母(Bulbostermma (PDE)而增加cGMP和cAMP含量,从而舒张血 paniculatum),为葫芦科的Tubeimoside,是一种具 管,增加血流量,改善外周循环和组织的代谢;类 有新颖酯环结构的B一香树脂素皂苷。其他的如来 固醇类总皂苷还可以抑制细胞外Ca¨内流和细胞 自肥皂草、铁仔、长春藤、阖藤子(豆科)、白蜡槭 内Ca“释放来阻止细胞内钙过度负荷,具有非选 (械树科)、韭叶柴胡(伞形科)、镰扁豆(豆科)、腺 择性钙通道阻滞作用。人参皂苷可激活血管内皮 毛唐松草(毛茛科)、绞股蓝(葫芦科)、紫藤(豆 NO合成酶(NOS)释放NO,保护血管免受自由基 科)和大豆(豆科)等植物的三萜皂苷。还有许多 损伤,从而达到抗血小板聚集的目的。另外三七 具抗肿瘤和细胞毒作用的类固醇类皂苷,对一些 总皂苷可升高大鼠动脉壁前列腺素I (PG I )的 肿瘤细胞的半数有效量(median effective dose, 合成及降低血小板血栓素(TXA:),从而达到抑制 ED50)值在1.0 g/ml水平,如从七叶一枝花(百 血小板聚集的作用。 合科)中得到的螺旋固醇烷皂苷Pb。其他的如取 2.3抗微生物作用 很多三萜皂苷和类固 自埃及酸叶木(蒺藜科)、龙血树(龙舌兰科)、苦 醇类皂苷均具有植物抗病原体和人类抗病原体的 茄(茄科)、灰叶烟草(茄科)和挂兰(百合科)等植 作用。见于报道的大多为抗真菌作用,抗病毒作 物的类固醇类皂苷。很多类固醇类生物碱皂苷也 用较小,抗细菌作用更加少见。 具有细胞毒作用,如茄啶皂苷、茄啶、仅一番茄素的 2.3.1 抗真菌作用 关于皂苷抗真菌的机制,认 ED50值在1.0 S/ml水平。许多从海洋生物中分 为皂苷与真菌浆膜中的类固醇形成一种复合物而 离得到的皂苷也具有细胞毒和抗肿瘤作用,如海 破坏了真菌细胞膜的半透性。显示杀真菌活性的 参毒素。从海绵(Asteroupus sarasinosum)中得到 皂苷通常为具有4~5个单糖的单糖链皂苷,短的 的羊毛脂固醇烷皂苷(SarasinosideA)体外抗P.388 糖链导致低水溶性及弱的杀真菌活性。例如, 的ED50值为2.8 S/ml。一些皂苷具有抗诱变剂 仅一长春藤皂苷(一种B一香树脂素皂苷)在体外对白 作用亦见报道,如从金盏花(菊科)和长春藤(五加 念珠菌的最低抑菌浓度为0.5 ms/ml,对皮肤真 科)得到的皂苷。 菌、犬小孢子菌的最低抑菌浓度为0.05 ms/ml(低 2.2 心血管活性 是皂苷另一个重要而广泛 于两性霉素B的20倍)。日剂量100 mg/kg的 维普资讯 http://www.cqvip.com 第2期 王楠,等皂苷生物活性的研究进展 ・2l3・ 长春藤皂苷连用10d,长春藤皂苷C连用25 d可 治愈小鼠白念珠菌感染(两性霉素B日剂量 2.5 mg/ml,连用6 d可取得同等效果),而皂苷元 (长春藤苷元)无活性。取自Primula acaulis的皂 苷对几种真菌包括白念珠菌显示出抗真菌活性, 疗效与制霉菌素相当。取自龙须菜(百合科)的皂 苷As.1(一种螺旋固醇烷皂苷)对白念珠菌、浅白 隐球酵母菌、絮状表皮癣菌、石膏样小孢子菌和发 癣菌的最低抑菌浓度值为0.5~30 ml。 一番茄 素(一种螺旋固醇碱烷皂苷)对曲霉菌属、白念珠 菌和发癣菌属的最低抑菌浓度值为0.000 1~1.0 mol/L。取自海洋生物的皂苷如Bivittoside D、海参 毒素A和B(均为一种羊毛脂固醇烷皂苷),对许 多真菌株表现出显著的活性。 2.3.2 抗病毒作用 取自甘草的甘草酸单钾盐 (一种香树脂素皂苷)体外浓度在5 IxmolfL时可灭 活麻疹病毒和疱疹病毒。柴胡皂苷(一种6香树 脂皂苷)能抑制多种DNA和RNA病毒,能不可逆 地灭活单纯疱疹病毒,对人类免疫缺陷病毒(hu- mall immunode ciency virus,HIV)也有抑制作用。 取自鹅掌草(毛茛科)的弛缓素B和Giganteaside D 浓度为l0~~It) moVL时可抑制RNA肿瘤病毒 的逆转录。取白海绿(报春花科)、匙羹藤(萝摩 科)、钩藤(茜草科)、金盏草(菊科)的皂苷具有抗 各种病毒的活性。取自海星、刺冠海星和海燕的 类固醇类皂苷,可抑制流感病毒复制,取自Cros— sadter papposus的皂苷浓度为1 g/ml时可抑制假 狂犬病病毒斑的形成。 2.3.3抗细菌作用 取自积雪草的三萜皂苷具 有抗致腹泻细菌的作用。取自龙血树的螺旋固醇 烷皂苷和取自海星的紫菀皂苷具有抗革兰阳性菌 作用。 2.4抗炎、抗渗出和抗水肿作用¨ H 炎症的初 期阶段往往表现为血管通透性增加,组胺、血胺和 碱性多肽的释放,并伴充血和水肿。因此具有抗 渗出抗水肿作用的皂苷,也是一类抗炎物质。许多 三萜皂苷具有这些作用,例如从坡柳(无患子科) 得到的Dodonoside A能减少小鼠爪角菜胶致水肿 33%,而从茜草科(Crossopteryx febrifuga)得到的 Cmssoptine B在减少小鼠爪角菜胶致水肿方面的 作用强于阿斯匹林和七叶皂苷。其他属于这一类 的三萜皂苷包括取自下列植物:欧洲七叶树(七叶 科)、无患子(无患子科)、扁叶刺芹、变豆菜(伞形 科)、新疆一枝黄花(菊科)、花葱(花葱科)、积雪 草、天胡荽(伞形科)、茶(茶科)、北柴胡、新疆柴 胡(伞形科)、通脱木(五加科)、木通(木通科)、金 盏草,大金盏花、大青nH_u(龙胆科)、钩藤,栓皮槠 (山毛榉科)、长叶荆木(山榄科)、鱼藤酮(豆科)、 榄仁树(使君子科)、黄细辛(紫茉莉科)、匙羹藤、 长梗蝉翼藤(远志科)、四肋草(豆科)、十蕊商陆 (商陆科)、巴拉圭菜(冬青科)、牛藤(苋科)。有 此类作用的类固醇类和类固醇类生物碱皂苷包括 取自下列植物:斯氏丝兰、假叶树(百合科)、七叶 一枝花、香附(莎草科)、澳洲茄,水茄和南非醉茄 (茄科)等。 2.5 免疫调节作用¨ 此类皂苷对人体的免疫 系统具有调节作用,包括免疫促进和免疫抑制作 用。免疫促进作用的方式包括促进粒细胞和巨噬 细胞的吞噬作用,增强T细胞活性,促进淋巴细胞 转化。免疫抑制作用为抑制细胞的活化和对其他 细胞的细胞毒作用。从皂树(蔷薇科)中得到的皂 苷已在世界范围被研究多年,并将其作为免疫辅 助剂上市。其中的皂苷成分仍未被完全研究清 楚、Q521是从中分离出来具有很强活性而无细胞 毒作用的分子。从中药商陆中得到的Esculento. sides具有免疫抑制作用。这一类中的其他皂苷包 括从人参、刺五加(五加科)、坡柳、大叶合欢(豆 科)、辽东槐木(五加科)、洪都拉斯菝蕲(百合 科)、金盏花、银柴胡(石竹科)和扁豆(豆科)等植 物中分离的皂苷。 2.6其他作用¨ 皂苷除了具有以上重要的 作用,在皂苷新活性成分的发现和鉴定过程中,还 具有其他一些意想不到的作用。例如大多数皂苷 对黏膜有非特异性的的刺激作用,曾从美远志、报 春花根、甘草、丝石竹属和长春藤属等中分离出具 有祛痰作用的皂苷。近来又从丝瓜(葫芦科)中分 离出具有镇咳作用的皂苷,例如lucyosideA(一种B 香树脂素皂苷)。许多皂苷因对肾小球有局部刺 激作用因而能产生利尿作用。例如黄芪、木通、治 疝草、硬毛治疝草、毛果一枝黄花、加拿大一枝黄 花、堰麦草、垂枝桦、欧洲桦、问荆、刺芒柄、三色槿 和豇豆等。还有许多皂苷具有减少促肾上腺皮质 激素和皮质酮分泌的作用,例如人参皂苷和柴胡 皂苷等。实验表明,从以下植物中分离得到的三萜 皂苷大多数具有杀精子的作用:十蕊商陆如Lem— matoxin、埃及田箐(豆科)、长春藤(五加科)、无患 子、锥花石头花(石竹科)和刺毛榄仁树(使君子科) 等。而具有相同作用的类固醇类皂苷可从闭鞘 姜(姜科)、总序天麻、石刁柏(百合科)、麦冬(百合 科)、罗氏槲果(蒺藜科)、下舌假叶树(百合科)和 维普资讯 http://www.cqvip.com .214・ 医学研究生学报 马盖麻(龙舌兰科)等中分离得到。另外,从一些 镇静类中药中分离出具有镇静作用的皂苷。如 大枣(鼠李科)、蛇藤(鼠李科)和人参(五加科) 等。从毛冬青(冬青科)中分离获得的冬青皂苷在 口服剂量300 mg/kg时可降低小鼠的血胆固醇。 其他降低胆固醇的皂苷包括从辽东槐木、金盏花 和甜草(藜科)等得到的齐墩果酸皂苷以及从葫芦 巴(豆科)得到的皂苷。而从下列植物中分离出的 三萜皂苷具有促子宫收缩作用:朱砂根(紫金牛 科),如去葡萄糖仙客来苷、美类叶升麻(毛茛科)、 普洱茶(茶科)和麦蓝菜(石竹科)等,以及从七叶 一枝花中分离的类固醇类皂苷。从柴胡中提取的 三萜皂苷和从茄科植物中获得的类固醇类皂苷具 有护肝作用。更多的研究表明,从匙羹藤和大枣 等植物中分离出来的皂苷具有抑制甜味作用。如 森林匙羹藤酸(一种酰化的B.香树脂醇皂苷)在 0.5 mmol/L浓度可对0.4 mol/L蔗糖引起的甜味 觉产生完全性抑制。而从下列植物中分离出的 B一香树脂醇皂苷具有降低血糖和抗糖尿病的作 用,如木鳖子(葫芦科)、藤三七(落葵科)和刺五 加等,以及从埃及酸叶木中分离的类固醇类皂苷。 其降糖机制是促进胰岛B细胞分泌胰岛素的功能 增强,同时增进肝内葡萄糖的吸收能力,从而达到 降低血糖的效果。从Periandra dulcis(豆科)中分 离的一种酰化的B一香树脂醇皂苷比目前已知的磷 酸二酯酶(PDE)抑制剂如罂粟碱和长春西汀等活 性更强。从韭白(百合科)和绵枣儿(百合科)中提 取的皂苷也有PDE抑制作用。从以下植物中分离 的皂苷则有抑制葡萄糖吸收的作用:辽东槐木、欧 洲七叶树、著蘧菜(藜科)、远志(远志科)、匙羹藤 和地肤(藜科)等。从辽东槐木、欧洲七叶树、山茶 (山茶科)和远志等植物中分离的三萜皂苷则具有 抑制乙醇吸收作用。 3展 望 综上所述,皂苷的生物活性十分广泛,研究和开 发皂苷具有重要意义。尽管以皂苷形式作为药用的 还不多,但随着多年来关于皂苷结构和活性研究经 验的积累,在抗肿瘤及心血管药物的筛选中获得了 许多有活性的化合物,从而启发我们可以从含皂苷 的植物中筛选有着广阔前景的药物。 参考文献: [1]孙麒,巨勇,赵玉芬.具有生物活性的甾体皂苷[J].中草 2007年2月第20卷 药,2002,33(3):276-280. 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