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红花黄的药理作用及应用有哪些

发布日期:2018/3/9 11:18:07

红花黄

【背景及概述】[1][2][3]

红花为一年生或两年生草本植物,属双子叶植物纲菊科。性温且味辛,具有活血散瘀、通经止痛之功效。红花是我国重要的中草药,为菊科植物(Carthamus tinctorius L.)的干燥花,内含红花红色素和红花黄色素两种色素,其性温、味辛,具有活血通经、祛瘀止痛、降低胆固醇、降血压等功效,主要用于月经不调、痛经、经闭、跌打损伤,对冠心病、传染性肝炎等疾病亦有一定的疗效。

红花黄色素(safflor yellow,SY)是从红花的花瓣中提取出的天然黄色素,为查耳酮类化合物,其含有很多有效成分,包括红花总黄酮、羟基红花黄色素 A 等,属查尔酮类化合物。它已列入我国国标:GB2760-1996 中,是我国批准并且允许使用的天然色素,是国家级新药。近几年来国内外学者对红花黄色素药理作用进行了全面深入而广泛的研究,部分研究内容甚至已经达到了分子水平。研究发现红花黄色素不仅是一种很有价值的天然食用色素,具有色泽艳丽,耐高温、耐高压、耐低温、耐光、耐酸、耐还原和抗微生物等优点,还有扩张冠状动脉、抗氧化、保护心肌、降血压、免疫抑制和脑保护等多种药理功能。此外,红花黄色素作为食用色素或食品添加剂也有较广泛的应用。

【结构】[1]

【理化性质】[1]

红花黄色素为黄色或棕黄色粉末,熔点230℃,易溶于水、稀乙醇、稀丙二醇,几乎不溶于无水乙醇,不溶于乙醚、石油醚、油脂、氯仿等有机溶剂,遇醋酸铅产生沉淀,能被活性炭吸附,其颜色随pH的不同而改变。在pH值2~7范围的酸性溶液中不变色,呈黄色,碱性溶液中呈黄橙色,耐光性好,耐热性稍差。红花黄色素为水溶性色素,其水溶液呈鲜艳黄色,不产生沉淀;其毒性极低、着色力强、色调稳定;在红花中含量为20%~30%。

【药理作用及应用】[3]

1. 对心血管系统的作用

1)扩张冠状动脉,改善心肌供血:通过结扎犬的冠状动脉前降支而制备了心肌缺血模型,结果表明,红花黄色素能抑制由于冠脉结扎引起的乳酸脱氢酶和肌酸激酶的升高,并且能同时降低冠脉结扎犬 ST 段、减轻心肌缺血程度,减小心肌缺血范围,并呈剂量相关性变化:小剂量红花黄色素(10 mg / kg) 对心率抑制的同时对心肌缺血的ST 段也有较小强度的抑制作用,大剂量(40 mg /kg) 对心脏的抑制作用更为明显并且能 更为显著地改善心肌缺血。 红花黄色素通过降低犬心肌张力时间指数,同时增加主动脉及冠脉流量,并且保护心肌细胞而发挥其抗心肌缺血的作用。

2)降低血压,扩张血管, 善器官供血:利用生物信号采集系统观察灌流大鼠的胸主动脉环张力的变化情况,发现红花黄色素能显著地抑制 KCl 及苯肾上腺素(phenylephrine,PE),内皮和去内皮血管环的收缩作用,且呈浓度依赖性。

2. 抗凝血,抑制血栓形成作用

用复合红花黄色素给小鼠灌胃20d,测定复合红花黄色素不仅能显著地延长小鼠的凝血时间和出血时间,还能延长凝血酶原时间及活化部分凝血激酶时间。对 60 例髋关节置换术后患者静脉滴注红花黄色素,有效的减轻了患者肢体的肿胀和疼痛,预防了血栓的发生。

3. 降血脂作用

红花黄色素能提高高脂血症大鼠高密度脂蛋白水平、降低低密度脂蛋白的水平,同时能显著降低甘油三酯、总胆固醇含量,具有明显的调节血脂作用。

4. 对神经系统的作用

1)清除自由基:脑血管疾病作为神经系统的多发病,是导致人类死亡的最主要的疾病之一。缺血性脑血管病是多种危险因素共同作用的结果,其病理过程主要是因为脑血流动力学的改变。在缺血再灌注的过程中大量氧自由基产生是再灌注损伤的重要病理基础。红花黄色素可明显降低缺血再灌注损伤大鼠脑组织 MDA及NO水平、神经功能缺损的评分、 脑组织含水率和脑梗死率,并且能增加脑组织 SOD 活力,证实红花黄色素可清除缺血再灌注损伤大鼠脑中自由基,保护大脑功能。

2)抑制细胞凋亡:红花黄色素A 可以有效地抑制大鼠皮层细胞凋亡,减少细胞凋亡数量,从而保护大鼠脑缺血再灌注损伤的。而抑制细胞凋亡可能是由于红花黄色素A对PI3K/AKT /GSK3B 信号转导通路的激活。

3)降低血浆粘度,增加脑血流速度:红花黄色素可以明显加快大脑中动脉

(MCA)、大脑前动脉(ACA),大脑后动脉(PCA),椎动脉(VA),基底动脉(BA)的血流速度;而血流变学指标的变化,证实了红花黄色素能提升红细胞变形指数,降低全血及血浆粘度,而对红细胞的聚集能力也有一定的抑制作用。从而证实了红花黄色素能有效地治疗急性脑梗死。

4)改善记忆:红花黄色素能明显改善痴呆小鼠的学习记忆能力且可显著降低痴呆小鼠海马组织和皮层中 MDA含量,同时增加SOD含量。红花黄色素可能是通过降低小鼠脑组织中氧化应激的同时提高提胆碱能神经功能,从而改善痴呆小鼠学习记忆的。

5. 治疗糖尿病肾病

糖尿病肾病(diabeticnephropathy,DN)是一种代谢性疾病,采用红花黄色素对 DN 早期患者进行临床治疗,测得红花黄色素对早期 DN 患者的肾脏起到保护作用主要是通过降低早期 DN 患者血清白细胞介素-8(IL-8)以及高敏 C 反应蛋白(hs-CRP)的表达,从而抑制炎症反应,同时降低尿白蛋白。

6. 抗氧化作用

许多循环障碍疾病 可导致缺血再灌注以及一些炎症反应,在这反应过程中会产生大量自由基,不仅损伤内皮细胞,还会促进血栓形成,从而加剧了损伤的恶性循环,因而抑制自由基反应可作为治疗心、脑血管疾病的主要措施。研究证实 HSYA 和 SYB是红花黄色素中抗氧化的两个主要有效成分,它们通过清除 1,1-二苯基-2-苦肼基自由基以及抑制羟基自由基介导的2-脱氧核糖氧化降解而发挥抗氧化作用。

7. 耐受缺氧能力

红花黄色素具有显著的耐受缺氧能力。实验表明红花黄色素高、中、低剂量组均可显著延长正常小鼠在常压缺氧条件下的存活时间,且高剂量组存活时间最长。 表明红花黄色素可明显提高机体耐受缺氧能力。

8.抗炎作用

红花黄色素对慢性肾小球肾炎有良好的疗效,其作用机制主要是通过降低蛋白尿含量。红花黄色素还能对围手术期及术后不同阶段的股骨骨折患者血清中的炎症细胞因子白细胞介素6、肿瘤坏死因子-α 抑制与清除 ,有效降低围手术期患者并发症的发病几率。红花黄色素对脂多糖引起的急性肺损伤小鼠的炎症因子有显著地抑制作用。

9.其他作用

红花黄色素除了具有以上药理作用外,还有治疗椎动脉型颈椎病;联合高压氧防治突发性耳聋;干预阿尔茨海默病;治疗激素性股骨头缺血坏死以及对大脑神经损伤也有保护作用。

【药代动力学】[4]

1. 采用耳缘静脉注射的给药途径,结果测得红花黄色素在健康家兔体内为一室模型。主要药动学参数:曲线下面积(AUC)为40192.6μg/min/ml,半衰期(T1/2)为44.0 min,清除速度常数为0.016 min,肾清除率为1.22 ml/min,红花黄色素在38~168.29μg/ml的范围内线性关系良好,半衰期44 min,表明红花黄色素在其体内的代谢过程存在后滞现象。

2. 采用大鼠尾静脉给药途径,对红花黄色素在急性血瘀大鼠体内的药代

动力学进行了研究,结果红花黄色素在血瘀大鼠体内的处置及代谢为二室开放模型,曲线下面积为49 633μg/min/ml,分布半衰期为1.43 min,消除半衰期为95.65 min。而正常大鼠为一室模型,曲线下面积为42267μg/min/ml,半衰期为66.27 min,红花黄色素的含量在28.7~130.9μg/ml的范围内线性关系良好。与正常大鼠比,血瘀体内药时曲线下面积有很大增加,正常大鼠体内480 min时间测不到红花黄色素的含量,而血瘀大鼠则可以测到该点药物浓度。

3. 静脉给药后,红花黄色素在被测器官的分布量由大到小依次为肾、肝、肺、脾、心和脑,且各组织中的药量随iv后时间的延长而下降,表明该药在生物体内不易蓄积。

提取和纯化[1][5]

传统提取法

红花黄色素的传统制备工艺是用水提取、有机溶剂沉淀法精制,即红花→粉碎→蒸馏水浸提得浸提液→精制过滤→滤液减压浓缩→浓缩液沉淀→离心分离→真空干燥→粉碎→成品。传统方法所得产品纯度差,其中含有蛋白质、糖类、盐类等杂质,易吸潮,不易保存。有实验采用分光光度法研究了不同溶剂及提取方法对红花中红花黄素含量的影响,结果发现水和70%甲醇对红花黄色素的提取效果很好,80%丙酮对红花黄色素的含量影响较大,使其提取率较小,表明对红花黄色素的提取采用水提方法效果较好、快速、便捷。利用Box-Benhnken中心

组合实验和响应面分析法,确定了红花黄色素提取的最佳工艺条件,即pH8.9的水溶液为溶剂,液料比25 mL/g,提取温度73℃ ,提取3次,每次浸提时间98 min,在此条件下,红花黄色素提取率达98%。

大孔吸附树脂法

大孔吸附树脂是一类新型的非离子型有机高聚物吸附剂,具有吸附容量大、选择性好、吸附速度快、解析容易、可反复使用等优点,近年来已成为提取、精制红花黄色素的一种有效方法。选用AB-8树脂作吸附剂,洗脱剂用80%乙醇,品质量较传统法好,产品杂质少,色价高,成本较低,工艺简单,收率高达干花重的23.3%。同时试验表明,AB-8树脂稳定性好,使用17次后其吸附率仅降低2.32%,适合红花黄色素的分离纯化;采用HPD400A作为吸附树脂,50%乙醇作为洗脱液时,红花黄色素的转移率为88.8%,与乙醇沉淀法相当,固形物中红花黄色素的质量分数约为乙醇沉淀法的2.6倍,固形物的质量仅为乙醇沉淀法的38.5%。因此,大孔吸附树脂法对红花提取物的纯化效果优于乙醇沉淀法。

酶法

采用纤维素酶法对红花中黄色素进行提取研究,同时与传统水浸提取工艺相比较,结果发现酶法的提取率提高了9.40%~13.35%,其最佳提取工艺为:提取温度50 ℃,提取介质pH 4.4,纤维素酶与红花的配料比为1∶80。该方法具有提取率高、提取条件温和及有效成分理化性质稳定的特点。

其他方法

红花黄色素的其他提取方法还有很多,主要是采用不同溶剂等条件对传统的水浸提取进行优化。以提取率、红花黄色素在固形物中的质量分数、出膏率为指标,比较了超声法、渗漉法、温浸法对提取红花黄色素效果的影响,结果表明,超声法与渗漉法的提取率低,但出膏率与温浸法相同,相比较而言,温浸法的提取率高于其余两种方法,其最佳提取工艺为:以12倍量水浸泡30 min,70 ℃下动态提取2次,每次20 min,在此工艺条件下,红花黄色素的提取率为96.46%,固形物中质量分数为10.94%,出膏率为37.03%。

总之,从目前的研究来看,大孔吸附树脂法较其他方法优越,它具有吸附容量大、选择性好、吸附速度快等优点。因此,它适合于高效、高通量的制备红花黄色素。

检测方法[1]

红花黄色素的分析方法有吸收度法、分光光度法、薄层扫描法、毛细管电泳法和HPLC法等。分光光度法只能测定黄色素的总量;毛细管电泳法仅报道了分析Safflomin A、Safflomin C、Saffloweryellow B这3种黄色素;而HPLC法则是目前红花黄色素的主要分析方法。

1. 荧光检测法:实验发现红花的甲醇浸泡液浓度在16.7~330μg/mL范围内与荧光强度呈线性关系,相关系数r(n)= 0.9997,在pH12的环境中所发出的荧光强度达到最大,该方法简便、快速,可直接用于红花黄色素的含量测定,亦可作为药材红花的鉴别手段。

2. 高效液相色谱法:以十八烷基硅烷键合硅胶为固定相,甲醇-乙睛-0.7%磷酸水溶液(26∶2∶72)为流动相,流速为1.0 mL/min,紫外检测波长为403 nm。结果表明,红花黄色素在0.52~4.16μ范围内呈良好线性关系,回收率为100.72%,RSD为1.73%;以KR100-5C18(150×4.6 mm)为固定相,超纯水/三氟乙酸(99.8/0.2,v/v)和乙腈/三氟乙酸(99.8/0.2,v/v)为流动相,梯度洗脱,流速为0.8 mL/min,检测波长为408 nm,结果表明Safflomin A、Saffloweryel-low A、Safflower yellow B和Safflomin C的检出限分别4.0、8.1、2.8、5.0 mg/ L,四种红花黄色素测定的线性范围均为0.03~0.6g/ L,回收率在88.3%~96.9%之间,RSD在0.5%~6.8%的范围内,该方法的准确度高,重现性好。

【主要参考资料】

[1] 黄明发, 郭莉, 苏学素, 等. 红花黄色素的研究进展[J]. 中国调味品, 2008 (6): 24-28.

[2] 初阳, 宋洪涛, 陈大为, 等. 红花黄色素提取工艺的研究[J]. 中草藥, 2006, 37(8): 1161-1164. 2004.

[3] 杨晓媛, 任玉芳. 红花黄色素药理作用研究进展[D]. 2015.

[4] 聂琼嵘. 红花黄色素的药代动力学及药理作用研究近况[J]. 时珍国医国药, 2003, 14(8): 503-505.