中文摘要桑叶及桑白皮的抗衰老作用研究桑科植物桑(MorusL.)作为药用植物已有悠久的历史,其资源广、易种植,是我国重要的经济树种。桑叶为桑的干燥叶,是常用的中药之一。现代药理学研究表明,桑叶具有抗菌、消炎、抗肿瘤、降J衄糖、降胆固醇、抗衰老等功效。在抗衰老方面,目前文献多对其抗氧化、清除自由基功能进行报道,但其他指标研究的报道较少。桑白皮为桑之根皮,具有消炎、利尿、解热、降糖、止咳、平喘等功效。近年来,国内外学者对蔡白皮的多种药理活性和药效进行了多方面的研究,但对其抗衰老、抗氧化作用的药效学研究未见报道。本论文选取桑叶及桑白皮的水、醇提取物为研究对象,采用了自然衰老小鼠模型,通过体外和体内试验,观察桑叶及桑白皮提取物在体内外抗氧化活性,以及对老龄小鼠脑组织单胺氧化酶活性、脾脏指数、血清性激素浓度及抗DNA分子损伤的影响,初步比较了桑叶及桑白皮抗衰老作用及其机理。体外实验结果表明,桑叶及桑自皮提取物在体外具有较强的清除自由基活u性,并且在0.mg/ml~lmg/ml浓度范围内具有较好的线性量效关系;lO‖ml~.t‖ml剂量范围内,桑叶及桑白皮提取物可显著抑制小鼠和蛋鸡心肌组织MDA的生成。醇提物六周,可显著提高老龄小鼠内脏组织SOD、CAT活性,抑制MDA生成提物六周,可显著抑制老龄小鼠内脏组织MDA生成,提高T—AOC水平,降低脑组织MAO-B活性以及降低细胞DNA损伤率。中文抽r要综上所述,桑叶水提物及75%醇提物的抗衰老作用可能是通过提高机体抗氧化能力、一定的延缓脑神经退化的功能、改善机体内分泌功能及提高细胞抗DNA损伤能力等途径实现的;桑白皮水提物具有一定的抗衰老作用,可能是通过改善老龄小鼠机体抗氧化能力、一定的延缓脑神经退化的功能以及提高细胞抗DNA损伤能力等途径实现的:桑叶水提物的抗衰老活性优于桑叶75%醇提物及桑白皮水提物。
前言:随着科技的进步,生活和医疗水平的发展,人类的寿命相应延长,人口老龄化也相伴而来,这就意味着在新的世纪我们将迈进老年社会,因此,对衰老机制的研究和抗衰老药物的开发成为目前医药领域的一个重要课题。衰老或老化(senescence)是机体代谢过程中的一个必然阶段,主要表现为机体对环境的适应能力减弱以至丧失。衰老的机制颇为复杂,涉及到机体的各个系统的结构与功能的改变。有关老化的假说有很多,如氧化自由基学说、遗传程序学说、免疫衰退学说、DNA损伤修复学说、线粒体DNA损伤学说及激素衰老学说等。氧化自由基学说是在年由Harrnan提出,是目前比较公认的学说之一。该理论指出,过量自由基可通过过氧化作用攻击细胞膜及核酸、蛋白质和酶类等生物大分子,引起细胞膜上的不饱和脂肪酸产生脂质过氧化反应,核酸及蛋白质分子交联,DNA基因突变或复制异常及生物酶活力下降,最终导致细胞功能严重受损以至衰老、死亡。这样,一方面直接造成机体神经、内分泌及免疫等各系统的功能损伤与退化,同时也使神经、内分泌、免疫网络的调节功能逐渐衰退,致使机体应激能力降低,内环境的稳定性被破坏,导致自身免疫性疾病、骨质疏松、肿瘤等疾患的产生。对于奶牛、蛋鸡、种畜禽以及伴侣动物来说,延缓其衰老进程,对提高生产效率、延长利用周期并改善其健康状况也具有重要意义。另外,由于饲养环境的恶化、各种抗生索及有害添加剂的滥用都对动物的健康及产品安全造成了严重的不利影响。随着围际上食品安全、生态安全、动物福利等问题目益突出,不论盔保障人类健康方面,还是在促进畜牧生产上,都迫切需要研究开发环境融合型的技术和产品。我国传统的中医药具有毒副作用小、药效持久等特点,在抗衰老抗氧化的研究中占有越来越大的比重,使植物药的抗衰老功能显现出广泛的应用前景。我国传统的许多中医药都有抗氧化作用并且具有毒副作用小、药效持久等特点。随着现代人对于利用天然产物预防和治疗疾病观念的更新,使植物药的抗衰老功能在前言国、内外都得到了更广泛的开发和利用。植物药以其特有的化学成分及独特的疗效,在抗衰老抗氰化的研究中占有越来越大的比重。同样在动物生产上,开发中草药添加剂,提高其抗病抗应激能力,延长其生产周期,无疑在提高动物利用率、动物产品质量及经济效益上都具有十分重要的意义。在天然植物抗氧化研究中,黄酮类化合物(flavonoids)是研究较多的一类。黄酮类化合物具有多种生物活性,如抗炎、抗氧化、抗病毒、抗癌、免疫调节及抗衰老等活性。其作用的生物、药理活性基础是抗氧化作用(清除自由基)和对多种生物酶活性的影响作用。桑(MorusalbaL),系荨麻目,桑科,桑属,多年木本植物,在中国和日本有广泛栽培。桑叶为桑的干燥叶,本品性寒,味甘苦,在《神农本草经》中被称为“神仙叶”,具有滋阴补血、疏散风热、清肺润燥、清肝明日、降压利尿之功效,是常用中药之一。桑叶中含有芸香苷、槲皮素、异槲皮素、二氢山萘等黄酮类化合物,含量占干叶重的1.O%一3.0%,是植物茎叶中黄酮类化合物含量较高的一种。其抗氧化之功效在国内、外已作较广泛的开发,作为各种保健品应用。桑叶不仅有很好的疗效,而且具有资源广、成本低、不易破坏资源和可持续发展等特点,其应用前景十分广阔。不仅对人具有保健作用,还可应用于动物。因此,将桑叶抗衰老抗氧化的药用价值进行开发和利用,对于人类与动物的抗病保健,降低药物成本等都具有更为现实的意义。目前的文献多对桑叶抗氧化、清除自由基功能进行报道,还有文献(唐法娣等,)报道桑叶能提高小鼠对高温刺激的耐受能力和防止由于应激刺激引起的大鼠肾上腺皮质分泌功能低下;延长小鼠游泳及转棒时间,具有增强肌体耐力作用:延长果蝇的寿命,具有延缓衰老作用,但对其在抗衰老方面的其他作用则少见报道。本文将从分子、细胞、器官及整体动物几个方面对桑叶延缓机体衰老的作用及机理进行较系统的研究。桑的另一常用的药用部位为桑白皮。桑白皮为桑之根皮,明代李时珍著《本摹纲目》示:桑自皮主治消渴尿多。桑自皮性寒味甘,归肺经,具有消炎、利尿、解热、降糖、镇咳、祛痰等功效,在方剂中亦广泛使用。桑白皮中含桑根皮素、桑皮醇、桑根酮、桑色素、桑素等黄酮成分以及伞形花内酯,东莨菪索,桑自皮多糖等。近年来,国外学者,尤其fj本学者,对桑白皮的多种药理活性和药效进行了多方面的研究,取得了一定成果。但对其抗衰老、抗氧化作用的研究末见报道。为了更科学地评价桑的抗衰老作用,以更好地利用资源,我们也对桑白皮是否具有抗衰老功效进了初步的研究。本文最终目的在于为人及动物抗衰老保健开发药效好、资源广、毒副作用小、产品价格低的药用植物资源提供科学依据。,抗衰老中药的研究进展随着人口老龄化问题的日益加剧,与衰老相关的疾病如心血管疾病、糖尿病、老年性痴呆症及肿瘤等成为影响人类健康和生活的重要因素。对衰老机制的研究和抗衰老药物的开发是目前医药领域的一个重要课题。我国传统的中医药以其特有的化学成分及独特的疗效,在抗衰老抗氧化的研究中占有越来越大的比重。特别是现代人对于利用天然产物预防和治疗疾病观念的更新,使中医药在抗衰老方面得到了更f“泛的开发和利用。
1衰老的机制研究衰老是生物体在生命周期中随着年龄增长而发生的全身各组织器官功能减退和稳态功能下降的过程,是机体各种生化反应的综合表现。人进入老年期后,人体结构与生理功能发生一系列变化:心功能降低,心肌逐渐萎缩,血液循环缓慢,如青年人每分钟脉搏为75次,而老年人脉搏减至每分钟50.60次,老年人心脏每分钟搏出血液量下降l/3;肺组织也逐渐萎缩,弹性减少,使肺活量减小,呼吸功能减弱:中枢神经系统的兴奋性与抑制性减弱,反应迟钝:肌肉力量减弱,肌肉由占人体重量的45%下降到25%;关节软骨交性,活动功能受到限制;免疫功能不断衰退,体力及工作能力上也反映出衰退。除了上述衰老现象的出现,还时常伴随许多疾病的发生,常见的有商血压、冠心病、肿瘤、慢性支气管炎等。伴随年龄增长而出现的各种疾病严重地影响了人类的健康,因此,现代医学中有关衰老及抗衰老机制研究日益受到重视。衰老是体内外许多因素,如环境污染、精神紧张、遗传等共同作用的结果,所以关于衰老的学说有很多种,如氧化自由基学说、遗传程序学说、免疫衰退学说、DNA损伤修复学说、线粒体DNA损伤学说及激素衰老学说等。
1.1氧化自由基学说氧化自由基学说又叫氧化损伤或氧化应激学说。该理论最早是在年由Harman,21提出并经后来的研究者不断充实而建立的,是目前比较公认的学说。该理论指出,机体内从一开始就时刻产生着自由基物质(现在归入活性氧的概念),如超氧阴离子自由基、羟自由基、单线态氧、H、NO及过氧化皿硝酸盐类等,但同时又具有有效的自由基清除系统.,如超氧化物歧化酶SOD、过氧化氯酶、谷胱甘肽过氧化物酶等酶系统,还有许多非酶的自由基清除剂如维生素C、E及13.胡萝h索、谷胱甘肽等,使体内自由基维持在正常水平。随着年龄的增长,这种平衡逐渐被破坏,抗氧化酶类活性降低,体内清除氧自由基的能力受到影响,造成自由基的过剩。过量自由基可通过过氧化作用攻击细胞膜及核酸、蛋白质和酶类等生物大分子造成严重氧化损伤,使细胞膜上的不饱和脂肪酸产生脂质过氧化反应,核酸及蛋白质分子交联,DNA基因突变或复制异常及生物酶活力下降,最终导致细胞功能严重受损以至衰老、死亡。由此,~方面真接造成机体神经、内分泌及免疫等各系统的功能损伤与退化,同时也使神经、内分泌、免疫网络的调节功能逐渐衰退,机体因而逐渐趋于衰老。衰老过程中会引发各种老年病,老年病又会加速衰老的进程。衰老的自由基学说也是现代自由基生物学与自由基医学的重要内容。它的发展与充实和分子生物学、分子病理学、老年疾病病理学以及各种技术科学的发展都有着非常密切的关系。
1.2遗传程序学说任何生物都按照“出生、发育、成熟、衰老、死亡”五个阶段走完生命过程面表达出一定寿限,这是由遗传基因决定的。60年代,Hayflickrt3J等提出了衰老的遗传程序学说,认为衰老是由基因调控的程序化过程。20世纪90年代以来,陆续有报导第l、4、7号染色体与x染龟体上各自存在着与衰老有关的基因。随着研究的深入,有关衰老相关基因的报道也越来越多。如SEN6A、Hie.5、SM22、22newESTSs、SGPO·2tAPOJ等。近年来,端粒与端粗酶的发现使衰老的遗传程序学说有了新进展。端粒(telomere)是真核细胞染色体末端的重复DNA序列,染色体末端起保护作用,并决定细胞的复制与衰老。DNA每复制一次,端粒即丢失50~bp,当它缩短到一定程度时,细胞则停止分裂,衰老、死亡。土井佳代以共轭二烯生成及硫代巴比妥酸反应物质(TBARS)为指标,观察桑叶对硫酸铜所致LDL氧化的影响,结果表明,桑叶的丁醇提取物具有LDL氧化变性抑制作用,于导出桑叶提取物对高脂血症血清脂质升高及动脉粥样硬化有抑制作用唧。
1.2.3抗肿瘤作用韩国Kim发现桑叶中分离纯化的两种类黄酮——槲皮素一3.氧一B.D吡喃葡萄糖苷和槲皮素,3,7-二氧.B,D。吡喃葡萄糖苷对人早幼粒自血病细胞系(HL一60)的生长表现出显著的抑制效应,其中后者还诱导了HL.60细胞系的分化。
1.2.4抗炎、抑菌作用陈福君等研究了桑叶的抗炎作用,发现桑叶具有显著抑制巴豆油致小鼠耳廓肿胀的作用,还能抑制醋酸所致小鼠腹腔毛细血管通透性增加的作用,以及抑制角叉菜胶所致的小鼠足跖浮肿嘲j。樊黎生的研究结果表明,桑叶汁对大多数革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌,以及部分酵母菌均有良好的抑制19第一
}文献嫁述生长作用,而且所需的抑菌浓度低,PH值作用范围广、热稳定性强,其抗菌效果略低于苯甲酸钠,对霉蔚则无明显的抑制作用。
1.2.5抗衰老作用唐法娣等采用抗应激、抗疲劳试验、老年大鼠SOD和脂褐质测定,以及果蝇寿命试验,研究表明桑叶能提高小鼠的耐高温能力和防止由于应激刺激引起的大鼠肾上腺VitC含量降低:能延长小鼠游泳及转棒时间,增强机体耐力作用;能延长果蝇的寿命,提高老年大鼠红细胞内SOD和降低大脑、脊髓组织脂褐质含量。提示桑叶能调节机体对应激刺激的反应能力、增强机体耐受能力和延缓衰老作用四。桑叶可提高清除自由基酶的活力.降低组织中的脂褐质来延缓衰老。Kim等报道,从桑叶分离出的类黄酮具有显著的自由基清除作用16鄂。桑叶中的超氧化物歧化酶能催化超氧阴离子自由基发生歧化而生成分子和过氧化氢,可以及时清除自由基,从而能保护机体不受自由基的伤害,在人体抗衰老中起着非常重要的作用。
1.2.6对心血管系统的作用芸香苷、槲皮素、槲皮苷亦能增加离体及在位蛙心的收缩力及输出量,并减少心率:芸香苷使蟾蜍下肢及兔耳血管收缩:槲皮素可扩张冠状血管,改善心肌循环;芸香苷、槲皮素有降血压作用。
1.2.7抗病毒活性桑叶生物碱中1-脱氧野尻霉素(DNJ)及其衍生物N.甲基.1.脱氧野尻霉素和N.丁基.1.脱氧野尻霉素对糖蛋白加工均有较强的抑制作用,通过改变gpl20的糖基化,N-丁基一1·脱氧野尻霉素可以阴断HIV-1诱导的合体细胞的形成。
1.2.8另外,桑叶还有解痉、抗溃疡、导泻通便、保护肠粘膜和减肥等作用。
2桑枝的化学成分及药理活性。
2.1桑枝的化学成分国内外对桑枝化学成分的研究较少,主要的成分有:桑辛素A、B、C、D、E、F、G、H(moracinA.,B,C,D,E,F,qH)、心材含桑木素(moiln)、二氢桑木素第一章文献综述。
2.2桑枝的药理活性研究
2.2.1抗炎药理活性据陈福君等的实验结果可知,桑叶、桑枝对巴豆油致小鼠耳肿胀、角叉菜胶致足浮肿均有较强的抑制作用,并可抑制醋酸引起的小鼠腹腔液渗出,表现出较强的抗炎活性J。王蓉等对桑技提取物的抗炎作用研究结果表明,桑枝石油醚提取物和正丁醇提取物O./kg剂量组对二甲苯致小鼠耳肿胀有明显的抑制作用(PO.05),石油醚提取物0.1Sgg剂量组有显著抑制毛细血管通透性的作用(Po.05)。
2.2.2对糖尿病的治疗作用叶菲等研究表明,连续口服桑枝水提物的四氧嘧啶高血糖大鼠,其食和水摄取量、空腹和非禁食血糖、血果糖氨及尿糖等高血糖综合症指标均明显降低,皿脂得到调节,糖尿病肾病得到改善。郭宝荣等采用纯中药制剂桑枝颗粒对40例II型糖尿病病人进行系统临床观察,并设西药拜糖平(40例)对照组,经治疗2个月后,结果显示桑枝颗粒组总有效率为95%,拜糖平组总有效率为80%,两组比较P0.05;桑枝颗粒组治疗前后自身对照P0.01,且在改善症状、降低斑脂等方面疗效优于拜糖平组。
2.2.3抗氧化活性贾之慎等采用氮蓝四唑∞BD光化还原法,对从桑叶、桑嫩芽、桑枝、桑皮、蚕沙中提取的黄酮类化合物清除超氧离子自由基02-.的效果进行了,测定,结果表明,各种黄酮提取物对超氧离子自由基02-.均有良好的清除作用,其中桑枝黄酮类化合物清除率最高。
2.2.4提高淋巴细胞转化率严庆惠等观察,桑枝水提液服用一月后,对各种疾病(慢性肝炎、门脉性肝硬化、慢性肾炎、慢性支气管炎等)所致’淋巴细胞转化率低下的10例患者均有明显改善作用,其淋转率由用药前的38.5±5.2%,提高到48.5±6%,用药两个月效果更佳,淋转率升至53.7±6.4%,选用嫩桑枝疗效较好。
2.2.5解痉作用桑色素能抑制胆碱酯酶而显示解痊作用。在豚鼠回肠上,抗血u管紧张素的ED50为mg/ml,抗Eledoisin的E1)50为g/mlt7钔。
2.2.6抗病原体茎中所含的桑色素对会黄色葡萄球菌、痢疾杆菌和伤寒杆菌有u较强的抗菌作用。50g/ml有抗疱疹病毒的作用,ppm浓度有抗马铃薯病2I第一章文献综述毒的作用。
2.2.7抗癌作用桑色素具有较强的抗癌活性,体内对腺癌一,淋巴白皿病L’P和SlSC有抑制活性。
2.2.8其它作用桑色素在大鼠体内用mol/L溶液,呵抑制眼醛糖还原酶。%。桑色素25mg/kg给于家兔有利尿作用。桑枝有显著的降压效果桑白皮的化学成分及药理活性。
3.1桑白皮的化学成分alba桑自皮为桑MorusL.的根内皮,含有黄酮类衍生物,香豆素类衍生物及三帖类化合物。尚含有n-和t3.香树精(d。和13,Amyrin),多糖,挥发油,符甾醇、软脂酸、鞣质5.6%和粘液素9%等四。acim;三萜类化合物:桦皮酸(betulinincG、M、P、Q及桑白皮多糖A(MoranA)、2,3’,4,5’.四羟基芪(2,3’,4,5’.etrahydroxystibine)等。另外,还从桑白皮中分离出1.脱氧野尻霉素(DNJ)[92l。
3.2桑自皮的药理活性研究。
3.2.1降血糖作用钟国连等在实验中对大鼠实验性糖尿病模型用桑白皮水醇提著的降血糖作用,但对血脂无明显影响,提示桑白皮对糖尿病的治疗有效,可作为治疗药或辅助药而长期应用。腾德义等研究发现,复方桑白皮浓缩液大(/kg)、中(/kg)剂量组对四氧嘧啶所致小鼠糖尿病有明显降糖作用,对葡萄糖性高血糖有一定降糖作用l洲。
3.2.2平喘、利尿作用孙静芸等从桑自皮平喘、利尿有效部位分离得到3个已第一章文献综述知化合物,东莨菪内酯、B.谷甾醇、5,7-羟基香豆素,并证明化合物I为桑自皮平喘、利尿有效成分旧。佐滕昭彦等研究了桑臼皮煎剂灌胃兔,黎白皮水提物或正丁醇提取物对大鼠灌胃或腹腔注射,均有利尿作用,尿量及钠、钾离子和氯化物排出量均有增加。
3.2.3抗炎、镇痛作用王鹏通过小鼠耳肿胀法和醋酸扭体法,证实桑自皮水提取物具有抗炎镇痛作用;在实验中,小鼠出现镇静和安定症状,动物自发性活动减少,说明桑白皮的水提物对中枢神经系统有抑制作用。
3.2.4降血压作用年,日本福富首先用桑白皮提取物对兔进行降血压实验。随后,Nomura等指出,桑白皮降压成分为kuwanonC、D,G、H,SaIlggenon桑呋哺C、F、O。这些成分的降压机理可能与抑制cAMP磷酸二酯酶活性有关。
3.2.5抗人艾滋病病毒(HIV)作用罗士德等从中药桑白皮中分离到6个成分,发现其中黄酮momsin,kuwanonH和momsin4’_glucosid具有一定的抗HIV活性。
3.2.6抗菌作用桑白皮%煎剂对金黄色葡萄球菌、伤寒杆菌、福氏痢疾杆菌有抑制作用。
3.2.7耐缺氧作用曾靖等的研究结果显示桑白皮水提取液对全身性缺氧时所致心肌缺氧有明显的改善作用,对断头脑缺氧小鼠有保护作用,并能非常显著延长皮下注射异丙肾上腺素小鼠在常压缺氧条件下的生存时间。可能是桑白皮水提取液可明显改善心肌及脑耗氧量,从而降低心肌耗氧量。
3.2.8其他作用桑自皮还具有导泻、轻度镇咳、抗癌、抑制花生四烯酸代谢等作用。
4桑在养禽业上的应用桑叶营养丰富,其养分含量高于其他树叶。干叶中粗蛋白约为15~30%,糨脂肪约为扯10%,可溶性碳水化合物约为30~55%,粗纤维约为8~15%,其他钙、磷等含量也很高f蚓。桑叶的营养价值,与苜蓿相仿,比禾本科牧草高80%一%,比热带豆科牧草高40%.50%,在以牧草为生产基础的热带地区,配合桑叶饲料可提高饲料的营养价值。1个绵羊单位l天的进食量以鲜草计,约为1.5以.5干克。每公顷产45吨桑叶的杂交桑园,如果全部用于养羊,可以饲养45个绵羊单第一章文献绿述位,比经人工改造的南方山原草地的单位载畜量提高5倍左右。桑叶作为饲料尤其是青绿饲料的最显著特性是具有很高的消化率。另外,桑叶对所有家畜都具有很好的适口性,当动物首次接触桑叶时,很容易接受它而无采食障碍;如果动物已经熟悉了桑叶,则它会优先采食桑叶,而不是其它饲草。山羊对桑叶的干物质采食量很高.每同可达到其体重的4.2%;桑叶作为泌乳母牛的补充料.能够提高奶产量并降低饲料成本;桑叶作为幼犊牛的补充料,可以节约乳或代乳料的消耗量,并促进犊牛瘤胃的发育和生长;在产蛋鸡日粮中添加桑叶粉,可以改善蛋黄颜色,提高蛋重和产蛋量;还能碌著降低禽类粪中氨的排放量。我国畜牧业每年约消耗饲料粮~万吨。实践证明,先生产粮食再用于饲养畜禽的转化效率,不如直接种植饲料作物。我国人口不断增长,土地资源短缺。解决饲料完全赖以粮食转化已不现实。因此,桑叶饲料资源的开发将是一个富有前途的新领域。桑树还可栽于地边、路边、房前屋后、滩地、荒坡荒地等,可充分利用土地资源,不与其它作物争地。
5小结近年来,国内外特别是日本的研究人员对桑的药理活性作了大量的研究,并依据其降低胆固醇、血脂和有效抑制致癌物质等特性,进~步研究其有效成份及作用机制,以便用桑叶制造防治老年病和癌症的新药,并开发桑叶茶、饮料和其它保健系列食品。在我国桑作为一种来源广、价格廉的药用植物资源,还尚未被很好地开发和利用。在珍贵药用植物资源越来越稀缺的情况下,应在这方面引起重视,进行更深入更广泛的研究开发,特别是面对当前人口老龄化问题,更应将其保健作用予以更好的开发和利用。而桑对于动物的应用也仅仅是把桑叶做为一种饲料来源,如果能进一步提取分离桑叶有效成分,将其应用于增加畜禽抗病力和提高畜产品质量上,那将是具有重要的现实意义的。
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