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甘草酸藥理作用及機制的研究進展
甘草為多年生草本植物甘草Glycyrrhiza urlensis的根及 根莖,性味甘平,歸心、肺、脾、胃經,為我國的大宗常用 中藥材和工業原料,國內、市場需求量都很大,為臨床上 zui為常用的中草藥之一。甘草具有補脾益氣、潤肺止咳、通 經脈,利血氣,清熱解毒,止血祛痰潤肺的功效,廣泛地被用 丁保肝、降血脂、抗癌、抗干擾素誘生劑及增強細胞免疫調節 等方面。現代科學研究表明,甘草中含有100多種有效化學 成分,其中以甘草甜素、甘草次酸、甘草苷元和甘草多糖為 主。甘草酸(Glycyrrhizic Acid,GA)是一個zui重要的甘草甜 素類化合物,有顯著的腎上腺皮質激素樣作用,可用于人體 抗衰老、抗炎、降壓、增強機體免疫力、提高生理機能、抑制癌 細胞生長等,甘草酸在臨床上的應用表明了其確實的療效, 本文就近年來對甘草酸豐富的藥理作用及機制研究進行了 綜述。
1 抗腫瘤作用
體內外抗腫瘤藥理模型的研究中,甘草酸對不同腫瘤細胞 株均顯示了較強的細胞毒作用,通過致細胞變異及誘導細胞 凋亡等多種機制,抑制腫瘤細胞增殖,發揮細胞毒作用。利 用細胞胞質溶膠混懸培養液以及完整的結腸細胞培養物兩 種模型體系研究后發現,甘草酸通過抑制人體結腸腫瘤細胞中 N一乙酰基轉移酶活性和DNA一2氨基芴的內斂可產生抗該 腫瘤株增值的藥理作用,顯著降低乙酰轉移酶類在人體結腸 腫瘤細胞清除系統的Km和Vmax的有效值? ,在亞細胞毒 性濃度時,顯著性抑制芳香胺N一乙基酰轉移酶在人體結腸腫瘤細胞瘤株(colo205)的活性,且這一抑制作用呈現出劑 量依賴性。同時,DNA一2一氨基芴內斂結構也受到了有效 的抑制。該研究闡明GA通過抑制乙酰轉移酶活性和 DNA加合物生成來抑制腫瘤的惡化,為臨床上甘草酸的應用提 供廠新的思路。另外,GA可通過刺激黑色素瘤細胞B16所 含的黑色素生成,加速腫瘤細胞的“老化”。GA可劑量依賴 性增加*酶的表達信使RNA(mRNA)在細胞間質中的 水平,進而提高蛋白質、酶活性、黑色素含量。研究過程中還 發現,GA能增加絡氨酸酶依賴性蛋白質一2(tyrosinasc— rclatcd protcin一2,TRP一2)的mRNA的表達,對TRP一1卻 無顯著影響,說明甘草酸在有效濃度范圍內無細胞毒性,因此 在無毒性濃度內等量使用GA對正常黑色素生成無影響,以 上結論表明GA通過轉錄激活機制進而誘導刺激黑素產生, 發揮抗黑色素瘤的作用 。
甘草酸的抗腫瘤藥理作用是多樣的,CHUNG等進行系統的 研究后,得出的構效關系結論為進一步以GA前體結構開發 新藥物提供了思路:(1)GA能減滅細胞癌變刺激物(如乙 醇、丙酮等)活化:酶學測定,通過抑制肝微粒體細胞色素 P450活性減少前致癌物的活化,甘草酸具有化學性防癌的作 用,可對抗四氯化碳、半乳糖胺及丙烯基甲酸鹽等化學物質 所致肝細胞癌變性損傷。 構型既抑制“增毒”的細胞素 P450同工酶活性,減少致癌物的代謝活化,又顯著誘導口相 酶活性,加快毒物和致癌物的排泄。僅和B構型GA的抗癌 變和急毒實驗比較研究顯示, 體抗D一氨基半乳糖肝損害作用優于B體。 體分子結構與*相似,易與類固醇激 素的靶細胞受休結合,抗癌變作用也大于8體。研究還表 明,兩者均可通過調節免疫功能達到抑制、阻礙桿細胞癌變 的作用,并且 體比B體作用更強 J。(2)甘草酸在體內可被 葡萄糖醛酸酶水解成為甘草次酸和葡萄糖醛酸,前者有較強 的抗氧化抗細胞毒活性,后者可與毒物結合而增強解毒功 能,使其迅速從尿中排出而降低致癌性有關。(3)GA有抑 制腫瘤細胞生成的作用,很可能是變異細胞的增殖受到抑 制,進而限制腫瘤細胞的增長。(4)GA可直接作用于肝細 胞,拮抗肝糖原的蓄積作用,加快毒物和致癌物的排泄。另 外甘草酸的三萜糖苷在小鼠肝線粒體中能誘導滲透性的躍遷 使薄膜電位消失、吡啶核甘酸氧化、細胞色素釋放和吞噬誘 導作用產生因子,從而達到抗腫瘤的作用 J。
2 抗******作用
病毒影響著人們的健康和日常生活,嚴重地甚至能奪取 生命。經過藥理學研究,甘草酸作為甘草中的主要抗病毒有效 化學成分,抗病毒作用顯著 12]。GA可明顯減輕肝細胞脂 肪變及壞死,減輕肝細胞間質炎癥反應,抑制肝細胞纖維增 生以及促進肝細胞再生等,且副作用少,是一種治療乙型肝 炎值得重視與推廣的藥物。在對乙肝表面抗原表達的人肝 細胞癌細胞系PLC/RRF/S韻研究中,發現甘草酸可以抑制 異免疫體抗原(I—IBsAg)向細胞外分泌,并且具有劑量相關 性。通過阻礙唾液酸的補充,甘草酸抑制T—msAg的表達,從 而抑制肝細胞被以乙型肝炎病毒破壞,改善了慢性乙肝患者 肝功能障礙,增強和改善對IBsAg的抑制及I—IBV的免疫 狀況。深入研究GA抗病毒的作用機制,主要可以被劃分為 2種類型:(1)通過抑制病毒DNA復制產生抗病毒作用。據 文獻報道,GA能劑量依賴性地有效地對抗二重感染拉古細 胞(Raii cells)中EB病毒(Epstcin—Barr virus)的復制。****** 抑制和細胞生長抑制的IC50分別是0.04和4.8mmol/L,選 擇性指數高達到了120,顯著地抗病毒同時都正常細胞毒性 很低。甘草酸不影響EBV病毒對于細胞表面的吸附,也不使其 微粒物鈍化,只是干擾EBV向細胞內的穿透,阻斷進一步的 復制循環。所以,GA代表一種新的抗EBV化合物的作用方 式,不同于核苷類似物抑制病毒DNA多聚酶的方法 ]。 (2)GA可抑制黃曲霉毒素一B(AflatoxinB1,AFB1)在細胞內 成活力從而減少其在肝細胞瘤細胞中的毒性 。AFB1有 強烈的腐蝕氧化應激性,能強烈地誘導受到細胞發生癌變。 研究表叫,在人體的肝癌細胞系(HepG2)中,甘草酸能降低 AFB1的細胞毒性,增加在細胞后處理過程中*S一 轉移酶活性,表現出對抗性的保護作用,且這種保護效應能 抑制肝毒素代謝活化,對于化學誘導細胞癌變性具有顯著的 保護作用。
80年代,日本學者報道了GA抗艾滋病病毒HIV 的作用,曾引起轟動。艾滋病病毒HIV感染者的治療原則 是阻止病毒增殖和增強機體免疫力。實驗證明甘草酸可明顯 抑制HIV增殖,并具有免疫激活作用。1.23mg/m:濃度下即 可對HIV增殖抑制率達到50% ,但抑制HIV感染的有效濃 度高,范圍狹窄,若要維持其在血液中的有效濃度,須持續人量給藥。Watanbe等給小鼠感染HIV病毒制成艾滋病模型 后,觀察了GA治療效果,發現治療后的小鼠存活期明顯延 長,并且這些小鼠脾、淋巴結腫大被明顯抑制;對肛細胞、脾 細胞和淋巴細胞進行培養后,發現它們的增殖能力增強。 甘草酸臨床用于治療艾滋病患者已收到一定效果,雖還有待于 進一步觀察,但甘草已被稱為戰勝AUDS病的“仙草”L】 。 甘草酸以其顯著的抗病毒效果以及豐富、*的抗病毒機制,將 在抗病毒的臨床應用領域發揮越來越重要的作用。
3 抗血清作用
近年專家們又發現Ga是可以治療血液疾病的物質,為 人類疾病的治療提供了又一新的途徑。GA可顯著性減少婦 女血液中睪酮的含量,口服甘草酸后,血清中的濃度睪酮濃度 減少,其機制是干擾促成睪酮向雄烯二酮轉變的1713一羥基 類固醇脫氫酶(hydroxysteroid dehydrogenase,HSD)活性,且 這種增強呈顯著的遞進式 。在治療哈斯氏疾病時,GA可 導致腎上腺皮質激素~*的增加,但其抗血清的作 用仍不容小視:研究表明:甘草酸在22~26歲的健康婦女的黃 體期周期中對雄性激素的新陳代謝有影響。口服給予 GA300mg/d,且不使用其他藥物方法時,血清腎素活性、血清 腎上腺素、性激素,醛固酮和*含量均發生了較大 的變化:總的血清睪丸酮*個月從(27.8±8.2)n dL增 加到(19.0±9.4)ng/dL,第二個月的治療開始顯現顯著性的 差異(P<0.05),為(17.5±6.4)ng/dL,停藥后,雄烯二酮, 黃體素和LH水平都不同程度的恢復;血漿腎素活性和醛固 酮在治療期間被抑制,血壓和*沒有變化。由此可 以得出結論,甘草酸可通過阻斷17一HSD和17—2O分解酶的 活性減少血清睪丸酮 。此抗血清機理具有以下特點:極 性更低,吸收更好;體內分布更合理,肝臟靶向性更強;抗炎 作用更強;對腎11一母一羥基類固醇脫氫酶抑制更弱,不良 反應更小;毒性更低,因而在臨床上甘草酸的抗血清應用越來 越廣泛。
4 免疫調節作用
甘草酸具有非特異性免疫調節作用,其主要是增強細胞免 疫作用,可增強MNn 吞噬功能,消除抑制性no的抑制活 性,還可選擇性地增強輔助性T淋巴細胞的增殖能力和活 性。近年來有研究發現,在小鼠免疫系統腹膜內使用甘草酸后 白細胞總數(WBC)計量增加了5倍。當使用熊果酸、齊墩 果酸等藥物對動物治療時zui大白細胞總數只能持續6d,而 使用GA尉動物治療時zui大白細胞數可持續9a以上。熊果 酸、*對動物使用后WBC總數的白分增加量分別為 (91.48±4.6)% ,(135.75±6.4)% ,而使用GA后WBC總 數增加量為114.9±18% 。骨髓細胞和 一酯酶陽性細胞在 用GA后也有增加,甘草酸與抗原作用可增加脾內特異性抗體 滴度和空斑形成細胞,顯著抑制遲發型超敏反應(DTH)。以 上結果表明GA等對機體的免疫調節活性有影響¨ 。
5 心血管方面作用
甘草酸具有降血脂與抗動脈粥樣硬化作用,阻止動脈粥樣 硬化的形成,通過動物模型證實,灌胃給于GA,對實驗性小 鼠、大鼠血脂增高均有明顯抑制作用,對高脂飲食誘發的家鴿血清*升高也有明顯抑制作用。離體及在體研究表 明:甘草酸可延長烏頭堿誘發的心律失常潛伏期,減少室顫率, 增加哇巴因誘發的室性心律失常的闡值口,推測GA可能具 有影響心肌細胞離子通道的作用,應用膜片鉗技術觀察其對 L型鈣通道電流(I—L)的影響,對探討甘草酸對心肌細胞電生 理作用機制提供廠很有意義的指導“ 。
6 抗氧化作用
甘草酸的抗氧化作用也是其新穎的作用領域之一,類胡蘿 卜素中的B—GA為超分子復合體,具有罕見的抗氧化還原 的特性。EPR的白旋捕獲技術證明,絡合結構的GA可增加 對斑蝥黃和胡蘿卜素的體內清除速率,比過氧化氫清除速率 快10mmn 。
本文將甘草酸豐富的藥理活性和作用進行了詳細的介紹, 以及相對深入的構效關系的研究,為以GA為先導物,合理 地進行分子設計合成新化合物的研究確定了重要方向。隨 著研究的不斷深入,甘草酸也將被更為廣泛地應用于各種相關 疾病的臨床治療中,為人類造福。
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