背景及概述[1][2]
小檗堿( berberine) 又稱黃連素,屬于季銨型異喹啉類生物堿。主要存在于小檗科、罌粟科、毛莨科、蕓香科和防己科等植物中。小檗堿是黃色針狀晶體,其分子式為C20H18NO4,表現(xiàn)為季銨型、醇型、醛型3 種互變異構(gòu)體,其中以季銨堿型最穩(wěn)定。小檗堿能溶解于冷水( 1∶ 20) ,略溶于冷乙醇( 1∶ 100) ,在熱水或熱乙醇中溶解度比較大,難溶于丙醇、氯仿或苯,鹽類的溶解度較小,硫酸鹽在水中的溶解度約為1 ∶ 30,鹽酸鹽微溶于冷水( 1∶ 500)。
作為一種具有廣闊應(yīng)用前景的化合物,小檗堿近年來提取工藝方面有了很大的進步,提取方法也越來越多,除了常用的酸水、堿水等提取方法以外,出現(xiàn)了超臨界流體提取法、酶法、雙水相萃取法等低污染、高提取效率的新型提取方法。小檗堿清熱解毒和抗菌等功能已應(yīng)用于臨床,并且具有很好的抗痢、抗傳染性原蟲抗腫瘤、降血糖、調(diào)節(jié)血脂、降血壓和抗心律失常等多種藥理活性。
其顯著的抗心力衰竭、抗心律失常、降低膽固醇、抗血管平滑肌增殖、改善胰島素抵抗、抗血小板等在心血管系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面的應(yīng)用日益受到重視。另外,小檗堿在農(nóng)業(yè)中抑菌殺蟲、在畜牧業(yè)中抗病增產(chǎn)的作用,也使在農(nóng)牧應(yīng)用中備受關(guān)注。
藥理作用[1][2]
1. 抑菌作用
小檗堿具有廣譜抗菌活性,對表皮葡萄球菌、腦膜炎奈瑟菌、大腸埃希菌有很強的抑菌活性,對霍亂、賈第蟲、志賀氏菌、沙門氏菌療效獨特。小檗堿能夠與細菌體內(nèi)的輔酶磷酸吡哆醛競爭酪氨酸脫羧酶、色氨酸酶上的酶蛋白,產(chǎn)生不可逆抑菌作用; 抑制細菌內(nèi)糖代謝過程中的丙酮酸氧化,使細菌對維生素AT 和煙酰胺等的利用受到限制達到抑菌效果;抑制細菌體內(nèi)的NDA、RNA、蛋白質(zhì)和類脂的合成,從而干擾細菌的繁殖。
2. 抗炎作用
小檗堿能抑制急慢性炎癥,對遲發(fā)型超敏反應(yīng)、試驗性潰瘍性結(jié)腸炎及試驗性自身免疫性腎小管間質(zhì)腎炎有明顯抑制作用。口服和注射均具有抗急性炎癥作用。
3. 抗病毒作用
小檗堿可抑制HIV 復(fù)制中的CEM-GFP 細胞,抑制翻譯后病毒的病毒蛋白質(zhì)運輸/成熟、抑制TNF-α 和PGE2 產(chǎn)生、抑制多種哺乳動物細胞類型的2 甲型H1N1流感的毒株生長。
4. 治療糖尿病及其并發(fā)癥
小檗堿可降低空腹血糖、改善糖耐量、提高胰島素敏感性和促進胰島素分泌,改善肌肉組織胰島素信號轉(zhuǎn)導(dǎo),提高骨骼肌組織中PI-3K 的p85 亞基、GLUT4 蛋白表達水平,治療2 型糖尿病,還能不同程度地改善視網(wǎng)膜、周圍神經(jīng)系統(tǒng)、心管及腎臟等病變,從而延緩并發(fā)癥病情的進展。
5. 抗腫瘤
小檗堿通過干預(yù)腫瘤相關(guān)巨噬細胞的形成、影響腫瘤細胞生長周期抑制腫瘤細胞增殖,抑制轉(zhuǎn)錄因子AP-1 活性、抑制腫瘤細胞的黏附作用,抑制腫瘤細胞侵襲與轉(zhuǎn)移,調(diào)節(jié)促凋亡基因和抗凋亡基因、調(diào)節(jié)線粒體跨膜電位誘導(dǎo)腫瘤細胞凋亡。并可降低HT29 細胞攝取葡萄糖能力,降低HT29 細胞葡萄糖轉(zhuǎn)運蛋白( GLUT1) 蛋白表達量抑制人結(jié)腸癌HT29細胞的增殖,減少皮下移植瘤組織中M2 型巨噬細胞標志物CD +68及CD +206巨噬細胞的數(shù)量,抑制腫瘤相關(guān)巨噬細胞的形成而發(fā)揮抗腫瘤作用。
6. 治療腸道疾病
小檗堿可降低結(jié)腸炎小鼠的結(jié)腸損傷,升高小鼠結(jié)腸上皮細胞( IEC) 中的下調(diào)ER 應(yīng)激標記物caspase-12,caspase-3 和GRP78 mRNA 水平,減輕小鼠結(jié)腸炎性反應(yīng),保護腸道,在腹腔感染早期,降低促炎因子的表達量,降低炎癥反應(yīng)的強度,減緩緊密連接蛋白的消失和腸上皮細胞的死亡保護腸屏障。
制備 [1-2]
小檗堿傳統(tǒng)的提取方法主要有酸水提取法、堿水提取法、乙醇提取法等,隨著業(yè)界對天然產(chǎn)物有效成分研究的不斷深入,各種經(jīng)過改進的、運用最新技術(shù)的方法如液膜法、雙相萃取法、超臨界流體提取法等為小檗堿的提取和工業(yè)化生產(chǎn)開辟了新的途徑和思路。酸水、堿水提取法工藝簡單、成本低,但存在提取率低、易腐蝕設(shè)備、不安全、不環(huán)保等問題。
醇法提取法包括微波提取法、( 索氏) 回流提取法、超聲提取法、閃式提取法等,溶劑限制性低并可反復(fù)使用、節(jié)能環(huán)保、安全性高、操作簡便、提取效率高,但超聲提取等方法對設(shè)備的投資較大。隨著方法的改進和條件的摸索,出現(xiàn)的新方法如雙水相萃取法、酶法提取法、超臨界CO2萃取法、液膜法提取法、超高壓水射流提取法,刷新了小檗堿的提取率記錄,縮短了提取時間,更適合工業(yè)化生產(chǎn)。
且每種方法都有獨特的優(yōu)點,如酶法提取法對提取原植物內(nèi)容物的成分幾乎無影響; 超臨界CO2萃取法全過程不用有機溶劑,萃取物無殘留溶媒; 液膜法富集作用強等??梢灶A(yù)見,將來一定會有更多更先進的提取工藝涌現(xiàn),為小檗堿的提取生產(chǎn)和臨床應(yīng)用提供參考。
主要參考資料
[1] 小檗堿藥理作用及其臨床應(yīng)用研究進展
[2] 小檗堿提取方法和藥理活性研究進展
[3] 實用藥物手冊