枸杞(Lycium.)又名苟起子、甜菜子、枸杞果、地骨子、枸地芽子等,是茄目茄科枸杞属的植物,其名称始见于《诗经》:“南山有杞,北山有李……南山有枸,北山有喻”。
“枸杞”一名的来由,源自两个树种特征的合称,其树干为“杞树”的形态,树枝则状如“枸树”。其果实称为枸杞子,具有养肝、滋肾、润肺的功效;枸杞叶具有补虚益精、清热明目的功效;其根皮称为地骨皮,具有凉血除蒸、清肺降火的功效。
枸杞在《神农本草经》中就被列为上品,称其为“久服轻身不老、耐寒暑”;有延衰抗老的功效,又名“却老子”。《神农本草经》载:“枸杞主治五脏的邪气,中焦热盛而致的消渴及风湿痹证,长期服用,可使筋骨坚硬,身轻体健,延缓衰老。”《药性论》曰:“枸杞能补精气,治多种不足,能使颜面光泽,白发变黑,并能明目安神,使人长寿。”
衰老是机体各组织、器官功能随年龄增长而发生退行性变化的过程。衰老与阿尔茨海默病、帕金森病、癌症、高血压、动脉粥样硬化、慢性阻塞性肺疾病、2型糖尿病等密切相关,这些疾病的发生均与年龄增长有关,因此被统称为年龄相关疾病(age-related disease, ARD)。ARD又可以诱发许多临床常见的并发症,如栓塞、梗死、心室纤颤、肾脏衰竭等,最终导致老年人的死亡。
目前,关于衰老的机制主要有自由基氧化应激学说、DNA损伤学说、端粒学说、细胞凋亡学说、炎性衰老学说等。自由基氧化应激学说为最有说服力的衰老学说之一,许多由老龄化引起的疾病的发病机制都与机体参与氧化应激有关。DNA损伤学说认为DNA是老龄化引起的氧化应激最关键的目标分子,线粒体DNA(mito-chondrial DNA, mt DNA) 容易受到自由基的攻击而突变,DNA损伤是细胞衰老与凋亡的基础。
端粒的长度决定着细胞的寿命的理论被称为衰老的“端粒学说”。细胞凋亡是指细胞的程序性死亡,是一个主动的、有控的生理学过程,若凋亡与增殖之间的平衡被打破,就会出现一系列衰老的表现。衰老细胞通过分泌促炎因子和基质金属蛋白酶作用于周围细胞的现象称为衰老相关分泌 (senescence-associated secre-tory phenotype, SASP),SASP与核因子-kB(nuclear factor kb,NF-kB)过度激活、免疫系统功能紊乱、自噬功能降低等因素共同作用于机体造成炎性衰老。
现代化学研究发现,枸杞主要化学成分为枸杞多糖(Ly-cium barbarum polysaccharides, LBP)、甜菜碱、酚类、胡萝卜素、核黄素、硫胺素、烟酸、亚油酸、抗坏血酸等。现代药理学研究表明,枸杞具有抗衰老、抗氧化、神经保护、清除自由基、抗辐射、降血糖、抗炎等多种功效,已被广泛用于医疗及养生保健等领域。
目前暂时没有药政管理部门批准通过的抗衰老药物,枸杞延缓衰老的实验研究是近年来的研究热点之一,但对枸杞抗衰老作用的机制尚不清楚。本文汇总近10年来,枸杞不同药用部位及提取物抗衰老方面的文献,以期为枸杞的临床应用及研究提供参考。
1 枸杞子
枸杞子是枸杞的干燥成熟果实。《本草纲目》中谓其具有补肝益肾、益精明目之功效。枸杞子性平、味甘,归肝、肾经,临床常用于治疗肝肾阴亏、腰膝酸软、头晕健忘等病症。
程桂花选取100例肝肾阴虚型中老年人(平均年龄为58.5岁)为研究对象,结果显示服用枸杞子有滋补肝肾之功效,并对9项衰老症状有不同程度的改善作用,提示枸杞子在临床上有较好的抗衰老疗效。
以D-半乳糖诱导建立的衰老小鼠为模型,枸杞子干预后,结果显示衰老小鼠的学习记忆功能得到改善,其机制可能与枸杞的抗氧化自由基作用有关。
孙伟等使用不同浓度宁夏枸杞子喂养自然衰老小鼠8周后,发现枸杞子能显著提高衰老小鼠的学习记忆能力,增加血清超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活性,降低丙二醛(malondialdehyde, MDA)水平,上调脑组织中α7烟碱型乙酰胆碱受体(α7nicotinic acetylcholine receptor, α7nAChR)表达,说明枸杞子能够改善自然衰老小鼠的学习记忆能力,其机制可能与抗氧化和上调脑组织中α7nAChR表达有关。
此外研究发现,由枸杞子制成的枸杞胶囊能显著延长果蝇的平均、最高寿命,升高果蝇体内SOD活性,提示枸杞胶囊具有抗氧化、延缓果蝇衰老的作用。临床实验及动物实验表明,枸杞子在延缓衰老上确实有一定效果。
1.1 枸杞子活性成分
1.1.1 枸杞多糖 枸杞多糖是一种由6种单糖成分组成的水溶性多糖,经冷冻干燥提取后为略带棕色的淡黄色纤维状固体,是枸杞子调节免疫以及抗衰老功能的主要活性成分,在枸杞子的药理价值中发挥着重要作用。
以D-半乳糖诱导建立的衰老小鼠为模型,发现给药LBP后可明显改善小鼠机体退行性变化,增强机体的学习记忆能力、抗疲劳能力和免疫力,并能有效清除机体自由基、提高抗氧化酶活力,保护肝、肾等脏器,从生理生化学等方面对机体起到保护作用,具有明显的抗衰老作用。
另有研究发现,LBP可以显著增加D-半乳糖诱导小鼠血液中的SOD、过氧化氢酶(catalase, CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase, GSH-px)水平并降低MDA水平,同时提高皮肤SOD活性,减少皮肤MDA含量,并增加羟脯氨酸(hydroxyproline, Hyp)含量,表明LBP具有延缓D-半乳糖诱导小鼠衰老的潜力。
任丹通过联合给予D-半乳糖和亚硝酸钠腹腔注射建立阿尔兹海默病(Alzheimer sdisease, AD)模型,结果显示LBP能显著改善痴呆小鼠的学习记忆能力,提高痴呆小鼠脑中Br-dU阳性细胞数,说明LBP可能通过促进AD模型小鼠海马齿状回神经发生、抑制小胶质细胞,从而提高D-半乳糖联合亚硝酸钠所致衰老小鼠的学习记忆能力。
采用大脑皮层注射CoCl2诱导建立神经损伤大鼠模型,发现LBP能明显减少模型大鼠的脑组织细胞凋亡,改善水迷宫表现,并显著抑制Nrf2和HO-1表达,表明LBP可通过激活Nrf2/HO-1信号通路显示出神经保护作用。
以结扎大脑中动脉建立小鼠局灶性脑缺血再灌注损伤模型,发现在接受LBP预处理的动物中,半胱天冬酶-3(Cystein-dependent aspar-tate-specefic programed,Caspase-3)活性和Bcl-2相关X蛋白(bcl- associated x protein, Bax)表达显著降低,Bcl-2蛋白表达显著增加,神经元损伤呈剂量依赖性降低,提示LBP可以保护小鼠局灶性脑缺血再灌注损伤。
此外研究发现,通过对大鼠海马神经元氧糖剥夺再灌注建立氧化损伤模型,LBP可以显著抑制大鼠海马神经元细胞中的炎症因子如Toll样受体4(Toll -like receptor 4, TLR4)、NF -kB 和 白 介 素 6(inter-leukin-6, IL-6)的表达,并上调NF-kB的抑制蛋白IkB,从而修复损伤的海马神经元的组织形态,提高海马神经元的存活率。上述实验研究表明,LBP具有一定的延缓衰老的功效。
1.1.2 甜菜碱 甜菜碱是一种天然氨基酸,是枸杞子有效成分之一。《中国药典》规定枸杞子含甜菜碱不得少于0.3%。甜菜碱已被证明具有抗衰老作用。
紫外线B(ultraviolet-b ra-diation,UVB)是一种常见的可引起皮肤老化的自由基,实验发现甜菜碱可通过抑制丝裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen activator protein kinase,MEK)、细胞外信号调节激酶(extra-cellular signal-regulated kinase,ERK)和基质金属蛋白酶-9(matrix metalloproteinase,MMP-9)的表达来抑制UVB诱导的无毛小鼠的皮肤皱纹形成 。
溶血磷脂酰胆碱(lysophos-phati dylcholine,LPC)为内皮细胞黏附分子(adhesion molecules,AM)表达的介质,甜菜碱能通过上调IKK/MAPKs抑制老年大鼠主动脉中与NF-κB激活相关的LPC相关的AM表达,表明它可能作为预防炎症和衰老过程中NF-κB活化的预防剂。
此外研究发现,在衰老过程中甜菜碱还可通过激活NF-κB维持巯基状态来调节环氧合酶-2(cyclooxygenase-2,COX-2)和肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)来发挥其抗衰功效。
1.2 其他 枸杞子水溶性提取物的抗氧化活性高于脂溶性提取物,且无副作用。
研究表明,枸杞提取物能改善老年痴呆早期轻度的认知障碍。以不同浓度的枸杞子水提取物喂养自然衰老小鼠17周后,发现其能够显著提高自然衰老小鼠的学习记忆能力,并显著提高海马毒蕈碱型乙酰胆碱受体M1含量。
选取人胚胎肺二倍体成纤维细胞2BS国家标准株作为老化模型,实验发现枸杞子水提液能加速老年2BS融合细胞的DNA合成速率,延长2BS细胞的寿命。
采用不同浓度的枸杞水提取物培养受γ射线照射的人淋巴细胞,结果显示γ射线具有很强的诱发细胞微核产生的作用,培养液中加枸杞水提取物可显著降低微核率,说明枸杞子水提取物对辐射所致DNA损伤具有良好的修复作用,能明显维持遗传物质的稳定性,这对于延缓细胞衰老起到积极作用。
枸杞籽油是以枸杞子为原料,利用现代化萃取技术所提取的油类物质。吴璟等通过结扎颈总动脉建立了慢性脑低灌注损伤大鼠模型,结果发现枸杞籽油能够明显改善模型组大鼠的学习记忆障碍,提高模型组大鼠脑组织内总抗氧化能力(total antioxidantcapacity, T-AOC)活性,降低MDA含量,提示枸杞籽油可通过影响自由基代谢而减轻慢性脑缺血致认知功能障碍。
2 枸杞叶
枸杞叶的药用价值历代文献均有记载,《药性本草》中记载:“用枸杞叶作饮代茶,能止渴、清烦热、益阳事。”《食疗本草》中记载“坚筋耐劳、除风、补益筋骨、益人去疲劳。”近些年来国内外学者对枸杞叶的药理作用做了大量研究,证明枸杞叶具有抗缺氧、抗疲劳等作用,且枸杞叶提取物的抗氧化活性可能高于枸杞子提取物。
黄酮类化合物是枸杞叶中的主要活性物质,枸杞叶中的黄酮类成分与枸杞子类似,但含量高于枸杞子,黄酮类物质有显著的清除自由基、抗氧化、抗衰老作用。
实验发现枸杞叶总黄酮对于小鼠脑缺血再灌注模型的脑损伤具有保护作用,能够有效减轻脑缺血再灌注所引起的神经元损伤,高剂量的枸杞叶总黄酮预处理后能显著减轻大脑的脂质过氧化程度,显著提高小鼠脑组织的SOD活性,降低MDA的含量水平,抑制Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶活性,其脑缺血的保护作用机制可能与提高机体抗氧化应激水平、保护脑组织ATP酶活性和改善离子转运有关。
通过腹腔注射0.2%醋酸铅溶液建立学习记忆功能障碍的小鼠模型,发现枸杞叶总黄酮具有增加其SOD水平和降低MDA水平的功效,保护染铅小鼠海马齿状回神经细胞避免受铅诱导凋亡的功能。
此外,研究发现外用枸杞叶总黄酮可防止UVB辐照导致的皮肤损伤,其原因可能是通过提高皮肤组织内SOD、GSH-Px和CAT的活性,从而有效地清除皮肤组织自由基,使得皮肤自身抵抗紫外线的能力增强,延缓皮肤衰老。
生物体外纯化学反应体系实验表明,枸杞叶总黄酮在化学本质上具有一定的抗氧化能力,能显著抑制小鼠红细胞溶血,增强小鼠血清抗活性氧能力,抑制小鼠肝组织脂质过氧化产物MDA生成,并显示出一定的量效关系,说明枸杞叶总黄酮在一定浓度范围内具有抗氧化活性,其作用与清除自由基和抗脂质体过氧化有关。枸杞叶的不同溶剂提取物均具有一定的ABTS*+和DPPH·自由基清除能力,以及一定的抗DNA损伤活性。
陈海军使用不同浓度宁夏无果枸杞芽提取物(fruitless lycium sprout extracts,FLE)喂养自然衰老小鼠8周后,发现中、高浓度的FLE可以改善自然衰老小鼠的学习记忆能力,提高海马齿状回神经细胞增殖率、增强脑组织SOD、GSH-PX活性,降低MDA含量,上调脑组织中神经细胞黏附分子(Neural cell adhesion molecules,NCAMs)的表达,具有抗衰老作用,FLE抗衰老的分子学机制可能与其上调FOXO1、β-catenin表达,进而抑制机体组织细胞的氧化应激损伤有关。
此外研究发现FLE能够促进衰老小鼠海马区神经细胞的增殖,提高凋亡蛋白Bcl-2表达,降低Bax、Caspase-3蛋白的表达,减少神经细胞的凋亡,发挥抗衰老作用。以氯化甲基汞(methyl-mercuric chloride, MMC)诱导损伤的小胶质细胞模型,发现枸杞叶醇提物中的槲皮素和芦丁可以提高小胶质细胞的存活率,抑制炎症因子NO的释放,为寻找预防或治疗AD的药物提供了实验依据。
3 地骨皮
地骨皮为枸杞的干燥根皮,为《中国药典》2005年版和2010年版收载品种,其味甘、性寒,具有凉血止血、清热退蒸的功效。“春采叶,名天精草;夏采花,名长生草;秋采果,名枸杞子;冬采根,名地骨皮”。现代药理学研究发现,地骨皮具有具有抗自由基、免疫调节、降血压、调血脂、降血糖、抑菌等活性。
陈忻等通过实验发现地骨皮水提取物对超氧自由基均有显著的清除作用。此外,地骨皮总黄酮对DPPH·也有一定的清除能力。
段淑芳等通过H2O2构建人脐静脉血管内皮细胞(human umbilical vein endothelial cells,HUVEC)凋亡模型,发现地骨皮醇提取物可以显著减少HUVEC的凋亡,明显增加磷酸化蛋白激酶B(Phosphorylated protein kinase B,P-AKT)的表达,降低P-NF-KB活性,表明地骨皮醇提取物可以通过AKT、NF-κB信号通路起到抗凋亡的作用。
研究发现,地骨皮醇提取液能有效降低H2O2引起的细胞凋亡率,并显著增加凋亡相关基因Bcl-2的表达,表明地骨皮醇提取液对H2O2诱导的HUVEC细胞凋亡有不同程度的抑制作用,对血管内皮具有保护作用。
综合而言,枸杞不同部位的活性成分及提取物发挥延缓衰老功效的作用机制见表1。