中草药的体外抗氧化活性研究进展

【摘 要】本文对中草药中的几种主要抗氧化成分进行了简单的论述，对其体外抗氧化活性研究方法及机理进行了探讨，最后对其研究前景进行了展望。

【关键词】中草药；自由基；抗氧化活性

众所周知，自由基是维持正常生命过程的必需物质，同时，它也是生物大分子、细胞和生物组织的破坏者。在正常的生理情况下，体内自由基不断产生，不断被清除，维持在一个正常的生理水平上。但随着时间的推移自由基反应会导致一些有害变化的积累，攻击生命大分子产生过氧化变性、交联或断裂，从而造成组织细胞损伤[1]，引起机体衰老和器官退行性变化，导致心脏病、衰老、肿瘤、动脉粥样硬化、原发性高血压及老年痴呆症等疾病的发生。因此目前国内外大力开发新的抗氧化成分以期能安全有效地清除人体内多余的自由基，尤其是对中草药进行了大力研究。本文从中草药的几种主要抗氧化成分及其研究方法与机理进行了评述，以期对中草药进行体外抗氧化活性研究提供参考。

1.中草药的几种主要抗氧化成分

1.1 酚酸类化合物

酚酸类化合物[2]是指同一苯环上有若干个酚性羟基的一类化合物。一些酚酸类化合物及其衍生物具有较好的清除自由基的作用，因此是一类良好的天然抗氧剂。多酚[3]是一类广泛存在于植物体内的次生物质，就好像抗氧化作用一样，是植物在长期生存过程中由于受到日光照射而产生的，其主要作用之一就是抗氧化。茶多酚已用于食用油脂及含油脂丰富的食品作为抗氧化剂，也用于人体作为营养剂以补充氧化应激等多种状态，但后者因其苦涩味仅用于制剂使用。另外没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）儿茶素是一种公认的高活性抗氧化剂，EGCG是绿茶中含量最为丰富、性质最为活泼的儿茶素类物质，茶多酚共含有5种活性单体，其中EGCG是茶多酚生物学活性的主要成分。茶黄素是从红茶中提取的多酚类化合物，其抗氧化活性主要在于能调剂体内的生物酶的活性，直接清除自由基，与金属离子络合物和防止低密度脂蛋白的氧化等[4]。

1.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物[5]泛指两个苯环通过中间的三碳链联结而成的一系列C6-C3-C6化合物，其作为酚类化合物中最重要的一类物质，是一大类具有酚羟基的抗氧化物质。在反应体系中，由于其自身被氧化而具有清除自由基和抗氧化的作用。黄酮类化合物抗氧化机理与酚类物质抗氧化机理一致，一般为清除超氧阴离子等自由基、与脂质过氧化物ROO・反应阻断脂质过氧化以及螯合引发自由基的金属离子等。目前研究的主要黄酮类化合物包括原花青素、花色素、黄酮醇、黄烷酮、新黄酮、双黄酮、异黄酮等。一些中草药如淫羊藿、黄芩、桔皮、雪莲等提取物中分离的黄酮类物质均具有较强的清除自由基能力[6]。

1.3 多糖类

中药中富含的活性多糖成分具有促进机体免疫功能、抗肿瘤、抗病毒以及抗辐射的作用，并且其来源广泛、效果良好、毒副作用小，在治疗肝炎、癌症、艾滋病等方面发挥着重大作用。如人参多糖、黄芪多糖的免疫增强作用，茶叶、银杏叶和竹叶提取的活性多糖的抗肿瘤作用，银耳多糖的保护肝细胞作用，芦荟多糖的抗肿瘤作用和抗艾滋病毒的作用等，都与其抗氧化作用密切相关[7]。南沙参多糖对化学药品引起的小鼠学习记忆障碍有明显改善作用，表明南沙参多糖改善小鼠学习记忆作用与影响脑中自由基有关。另外兰美华[8]等研究了当归多糖、党参多糖、枸杞多糖、何首乌多糖、黄精多糖、黄芪多糖、灵芝多糖、龙眼参多糖、芦荟多糖、魔芋多糖、南沙参多糖、女贞子多糖、山药多糖、白术多糖、天麻多糖等的抗氧化作用，结果表明多糖类成分具有体外抗氧化活性。

1.4 皂苷类化合物

皂苷由甾体或三萜里连接糖基组成，分子中含有较多的羟基，具有较大的极性。皂苷是中草药中一类重要的活性物质。近年研究表明，皂苷大多数具有明显的抗氧化作用。皂苷类物质对氧自由基本身影响较小，但大多能提高体内SOD、CAT（过氧化氢酶）等抗氧化酶额活性，从而增强机体抗氧化系统功能[2]。目前黄芪中已分离鉴定出数十种皂苷，如黄芪皂苷Ⅰ、Ⅱ，黄芪皂苷乙，乙酰黄芪皂苷Ⅰ及大豆皂苷Ⅰ等，总称为黄芪皂苷或黄芪总皂苷。其中，黄芪甲苷是中药黄芪皂苷的主要成分。研究表明，黄芪甲苷具有清除活性氧自由基和羟基自由基的作用，并且黄芪甲苷的清除能力比粗黄芪总苷提液强。又如黄芪总皂苷可抑制小鼠移植性肝癌和肉瘤的生长[9]。另外徐先祥[10]等研究了五茄科皂苷、豆科皂苷、绞股蓝总皂苷、黄山药总皂苷、酸枣仁总皂苷、七叶皂苷、柴胡皂苷、苦瓜皂苷等证明了皂苷类的抗氧化作用。

1.5 维生素类

维生素不仅是人类维持生命活动所必需的重要营养物质之一，还是对氧自由基具有较好清除能力的重要抗氧化物质。具有抗氧化性的维生素主要有维生素E、维生素C、维生素A的前体β-胡萝卜素等[5]。

除了以上几大类的中药主要成分在自由基清除中起着重要作用外，其它富含生物碱类、木质素类、蒽醌类、蛋白质和酶类以及微量元素的一些中药也有抗氧化作用。虽同是抗氧化剂，但其作用机理并不完全相同，有的抗氧化剂提供质子，捕获自由基，而本身形成稳定的共振结构而阻断氧化；有的抗氧化剂是与氧作用而消耗密闭系统中残留的氧；也有的是与金属离子形成整合物，减少金属离子对氧化作用的催化活性等。

2. 中草药的体外抗氧化活性研究方法及机理

随着科学技术的发展和设备的更新，中草药的体外抗氧化活性研究所用的方法中，那些反应不稳定，过程繁琐的评价方法已经逐渐被少用，以下介绍现阶段常用的中草药体外抗氧化研究方法。

2.1 DPPH法（2，2一二苯基一l一苦基苯肼）[11]

1958年，Blois第一次将DPPH法应用于抗氧化剂的筛选研究。此方法在近代的抗氧化剂研究中受到了重视，与传统方法相比较它具有快速、简便、灵敏、易检测和直接的优点，所以被广泛应用。DPPH在有机溶剂中是一种稳定的自由基，其结构中含有三个苯环，一个氮原子上有一个孤对电子，其溶液呈深紫色，在517 nm有强吸收。自由基清除剂存在时，DPPH・的单电子被配对而使其颜色变浅，在最大吸收波长处的吸光度变小，而且这种颜色变浅的程度与配对电子数成化学剂量关系，从而用于评价试验样品的抗氧化能力。该反应必须在避光条件下操作反应，而且反应体系的PH值应调至7.4左右，最好在缓冲液体系中进行。李超[12]等用DPPH法对鼠曲草总黄酮的抗氧化活性进行了研究，结果为总黄酮清除DPPH自由基的IC50为118.2 ?g/ml。勾明[13]等采用DPPH法对26种植物进行了抗氧化活性的测定，说明了用DPPH法来测定天然抗氧化剂的抗氧化活性是一种快速、简便和直接可行的方法。

2.2 清除羟基自由基的方法

参照fenton 方法产生・OH自由基的模型，双氧水与亚铁离子反应产生羟基自由基。自由基一般情况下存活时间较短，但具有较强活性。而水杨酸能有效地获取羟基自由基且产生有色产物。生成的有色物质在510 nm处有较强的吸收，所以，如果此反应中加入具有清除羟基自由基能力的被测物，则会与水杨酸竞争捕捉羟基自由基。从而使有色产物生成量有所减少，在相同时间相同体积的反省体系中加入一系列不同浓度的被测物，并以蒸馏水做参比，测定各个溶液的吸光度，从而计算其清除率即其抗氧化能力强弱。李娇娇[14] 等采用对羟基自由基的清除的方法对回心草总黄酮的抗氧化活随着总黄酮浓度性进行了研究，证明回心草总黄酮对羟基自由基有一定的清除作用，且在一定浓度范围内清除率随着浓度的增大而增大。清除率可达到最大值68.00%。黄锁义[15]等采用对羟基自由基的清除的方法对芥菜中总黄酮的抗氧化作用进行了研究，结果表明芥菜中总黄酮提取液对由Fenton体系产生的羟基自由基有一定的清除作用，随着芥菜总黄酮提取液浓度的增加，对羟基自由基的清除能力也增强，说明当黄酮类物质的浓度增加时，其清除率也增大。

2.3 硫代巴比妥酸（TBA）法

这种方法是用来测量脂质过氧化的最古老的的也是应用最多的方法。脂质过氧化会导致机体膜损伤、酶抑制、溶酶体释放等生化毒性反应。过氧化程度多以其最终产物中丙二醛（MDA）含量为评价指标[16]。一分子的丙二醛可同两分子的硫代巴比妥酸（TBA）作用生成有色化合物，该化合物在530 nm处有最大吸光度。因此可通过测定丙二醛的量来评价油脂的氧化程度。李兴泰[17]等采用TBA法测定了连翘叶水提物对小鼠脑、肝匀浆及脑肝线粒体中的丙二醛生成有抑制作用，而且随着浓度的增加而增强。

2.4 铁离子还原/抗氧化能力（FRAP）法

FRAP法是一种氧化还原反应的比色法，在酸性条件下铁离子-三吡啶三嗪被抗氧化剂还原为二价铁形式，呈现出蓝色，并于吸光度593 nm处有最大吸收，通过吸光度来计算抗氧化剂的抗氧化能力。袁琳[18]等采用此种方法对金铁锁的三种提取物（PTPE、PTEA、PTB?）进行了抗氧化活性研究，实验证明，PTEA还原铁离子的能力[TEAC=（696.9）?mol/g]较高，三种提取物和阳性对照PG、BHA、BHT对铁离子的还原能力顺序为PG > BHA > BHT > PTEA > PTB? > PTPE。

除上述的评价方法外，生物化学发光法也比较常用，该方法灵敏度高、快速测定重复性好，因此可用于抗自由基活性药物的筛选。除此之外，电化学检测法、高效液相色谱法、氧自由基吸收量（ORAC）法、电子自旋共振法（ESR）等方法在抗自由基的研究中均有所应用。

3. 结语

因为天然抗氧化剂安全、高效、有营养保健功能，所以近些年来中草药倍受关注，关于中药抗氧化的研究也取得了很多成果。其中大部分研究成果是与抗衰老研究有关的，许多学者一致认为：自由基脂质过氧化作用与自由基清除剂活性同机体衰老程度是密切相关的。且自由基作用不但与生理性衰老有关，而且与某些病理过程有着密不可分的联系。另外还有学者认为中药的抗辐射损伤是通过抗氧化作用而实现的，这是一个很有前景的课题。所以笔者认为，今后的研究工作中，需要加强对中药抗氧化作用的相关研究，以有效促进抗衰老、抗辐射损伤及有效治疗自由基反应的相关疾病。其研究内容可从以下几方面入手：抗氧化成分的提取分离纯化、抗氧化剂的抗氧化机理、抗氧化成分的化学结构、抗氧化活性及稳定性、抗氧化剂的协同作用和复合抗氧化剂的研究等方面。希望将来的这些一系列的抗氧化的动物实验和临床实验研究，在疾病医疗卫生、护肤美容及食品添加剂等方面得到很好的利用和开发。

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作者简介：

董秀丽（1979.07），女，山东烟台，毕业于浙江大学，现从事于化学教学。

基金项目：

本课题来源于山东省高校科技计划项目，基金项目编号J10LC80。