血根堿的安全性、功能和應用概述

歐淑琦，夏嗣廷，胡睿智，廖波，蔡懿鑫，賀建華

（湖南農業大學動物科學技術學院，長沙 410128）

19世紀初發現的生物堿，是一類天然飼用添加劑，生物堿具有無污染、低殘留、低毒等植物藥源性優點。存在于罌粟科、藍堇科及蕓香科等植物中的血根堿（C20H15O5N），是一種苯菲喹啉類生物堿，在2011年被國家批準為二類新獸藥，目前因其抗菌、殺蟲、抗腫瘤、消炎鎮痛等功能性作用被應用于人醫、獸醫臨床中[1]。本文就血根堿的安全性及生理功能和在雞生產中的應用作以綜述，為血根堿在畜牧生產中的應用提供理論依據。

1 血根堿的安全性

血根堿可以開發作為一種新型的獸藥應用于生產，研究血根堿的安全性能為血根堿在臨床上劑量的確定作出數據支持。給大鼠灌胃血根堿12、10.5、2.1 mg·kg-1·d-1，連續30 d，發現高劑量組的谷丙轉氨酶（ALT）和谷草轉氨酶（AST）水平升高并在停藥14 d后恢復正常，高劑量血根堿引起的骨骼、肝臟和心肌的損傷能夠在停藥后恢復[2]。

此外，李志等研究表明，給小鼠腹腔注射和灌服的血根堿最大耐受性分別為15和2 000 mg·kg-1，LD50分別為9.4和1 029.7 mg·kg-1，灌胃的LD50較大可能是由于胃腸道對血根堿的破壞或者肝臟對血根堿的消除[2]。林海研究表明，血根堿對豬腎上皮細胞和豬睪丸細胞體外增殖的顯著抑制濃度分別為 0.5、0.25 μmol·L-1，體外試驗表明，血根堿有細胞毒性作用，雄性生殖毒性試驗結果顯示小鼠重量、睪丸和附睪結構、精子數、睪丸和附睪指數、睪丸組織勻漿中谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）、超氧化物歧化酶（SOD）和丙二醛（MDA）均無顯著變化，體外胚胎毒性試驗結果表明血根堿降低胚囊質量并抑制Oct-4轉錄因子的表達，但無顯著差異，初步表明血根堿對小鼠沒有顯著生殖毒性作用[3]。還有研究表明，血根堿制備成血根堿納米粉劑后會增加急性和毒性，但血根堿及其納米粉劑的低毒級屬性在臨床推薦劑量范圍內使用安全；分別以血根堿粉劑24.71、49.42、247.1 mg·kg-1對小鼠做亞急性毒性試驗，研究發現低劑量和中劑量的血根堿粉劑對小鼠的生化指標影響不顯著，高劑量血根堿粉劑造成ALT和乳酸脫氫酶（LDH）顯著提高（P＜0.05），由此表明高劑量血根堿粉劑可能對小鼠肝臟有輕微損傷，但是各臟器沒有明顯病理變化[4]。伍勇等研究表明，灌服高劑量（21 mg·kg-1·d-1）血根堿的小鼠脾臟和腎臟出現組織病理學變化，灌服低劑量（2.1 mg·kg-1·d-1）血根堿的小鼠除了脾臟指數降低外，其他臟器指數沒有變化，另外各臟器沒有出現病理變化[5]。盡管血根堿臨床使用歷史悠久，但相互矛盾的試驗結果卻阻止了血根堿的致癌潛能的確定。血根堿具有與已知的多環芳烴致癌物類似的分子結構，并且是DNA嵌入劑。血根堿也產生氧化和內質網應激，導致未折疊的蛋白質應答和8-羥基鳥嘌呤基因損傷的形成。血根堿在體外和體內的基因毒性和小鼠癌變試驗中的結果相互矛盾，這些結果推遲了其致癌分類[6]。血根堿在臨床推薦范圍內使用是安全的，可以作為飼料添加劑用于畜牧業并部分替代抗生素。

2 血根堿的作用

2.1 殺菌與抑菌作用

大量的藥理學方面研究表明，血根堿具有很好的殺菌、抑菌效果，對真菌、革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌和一些原生動物等有很強的抵抗力[7]。血根堿可以作為新型的藥物解決畜牧養殖業抗生素濫用的問題。

李靜等研究表明，博落回提取物血根堿制成血根堿酊劑有抗皮癬真菌的效果，且優于博落回總生物堿，可用于治療腳癬[8]。另外發現血根堿及其衍生物對蘋果腐爛病菌、煙草赤星病菌、馬鈴薯干腐病菌、番茄早疫病原菌、玉米彎孢葉斑病菌、白菜黑斑病原菌、水稻稻瘟病原菌、南瓜枯萎病原菌、棉花枯萎病菌、蘋果炭疽病原菌和西瓜枯萎病原菌等植物病原菌及兔癢螨有抑制作用[9]。水霉病是水生魚類的真菌病之一，引起這種病的最常見的病原體是水霉和綿霉，水霉菌會在魚類受傷體表和局部壞死皮膚上生長大量棉絮狀菌絲，給魚蝦在水中的游動和食欲造成影響，研究表明，血根堿有潛力成為抗水霉菌藥物，對水霉孢子的最低抑菌濃度MIC80為 200 μg·mL-1，對菌絲的MIC為 256 μg·mL-1[10]。王靜慧等研究發現血根堿0.32 g·L-1的抑菌作用強于鹽酸金霉素，且效果明顯；血根堿0.16 g·L-1能夠對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌和沙門氏菌形成的生物被膜有很好的清除作用，大量抗生素的使用造成畜禽腸道內的細菌產生生物被膜，導致細菌產生耐藥性[11]。

2.2 殺蟲作用

血根堿是博落回生物堿中的主要生物活性成分，可以作為植物源農藥，對螨蟲，梨木虱，釘螺等具有毒殺作用，而且低毒低殘留無環境污染。

李春梅等研究表明，Pieris rapae L.3齡菜青蟲幼蟲經血根堿處理后的酸性磷酸酯酶（ACP）、堿性磷酸酯酶（AKP）、羧酸酯酶（CarE）和細胞色素P450被顯著激活，而乙酰膽堿酯酶可能由于血根堿的毒殺性被抑制[12]。還有研究表明，血根堿對谷胱甘肽S-轉移酶有先抑制后激活再抑制的趨勢，能明顯抑制菜青蟲3齡幼蟲的生長發育[13]。

釘螺是血吸蟲病的唯一中間宿主。血根堿能夠有效殺螺，對魚類毒性小，且有益魚類生長繁殖。楊雙等用濃度梯度法測定出血根堿浸殺釘螺的半數致死濃度為7.5 mg·L-1，血根堿導致釘螺肝臟基因表達發生改變[14]。孫文霞等用血根堿浸泡釘螺，分離肝臟后測定相關指標，研究表明，血根堿明顯降低釘螺肝臟糖原含量，對MDA含量影響不顯著，血根堿顯著升高ALT、ACP、AST、SOD、AKP的活性，而過氧化物酶（POD）活性無顯著變化，這些酶活性變化可能導致代謝紊亂，使肝臟功能嚴重損傷，引起釘螺死亡[15]。

2.3 血根堿對腫瘤細胞的影響

有廣泛藥理作用的血根堿存在于多種植物中，數個世紀以來使用在北美和我國傳統醫學中。作為天然植物源藥物的血根堿，對腫瘤細胞具有誘導凋亡的作用，經常應用于癌癥、腫瘤疾病的治療中。

研究表明，血根堿（2、3 μmol·L-1）可對口腔表皮樣細胞（KB細胞）發揮毒性作用和誘導KB癌細胞凋亡，同時，血根堿顯著抑制KB癌細胞的集落形成和細胞生長[16]。Ahsan等研究表明，血根堿對人胰腺癌細胞系（AsPC-1、BxPC-3）的集落形成和生長有明顯抑制作用，血根堿誘導胰腺癌細胞凋亡是通過上調促凋亡基因Bax、Bid和Bak的表達和下調抗凋亡蛋白Bcl-2和Bel-Xl的表達來作用的，且呈現劑量依賴性，血根堿可一定程度的治療胰腺癌[17]。Holy等發現血根堿可通過裂解細胞周期蛋白的核質運輸途徑來抑制乳腺癌的發生[18]。杜先華等研究表明，博落回提取物血根堿對結腸癌Caco-2細胞和肺A549癌細胞的增殖有抑制作用，對腫瘤細胞的凋亡有促進作用[19]。通過建立小鼠S180皮下移植瘤模型發現血根堿對腫瘤血管的生成有抑制作用，這是由于血根堿下調了S180移植瘤組織中微血管密度（MVD）、血管內皮生長因子（VEGF）的表達[20]。武文嬌構建并用小分子RNA 16模擬物驗證miR-16報告基因，用熒光比率反應miR-16的表達量，發現血根堿使熒光比率下降；實時定量聚合酶鏈式反應（Real time PCR）試驗中血根堿試驗組和對照組相比miR-16表達水平降低，表明血根堿下調了miR-16的表達，血根堿通過靶向miR-16促進細胞凋亡，同時進行了裸鼠腫瘤治療試驗，表明血根堿有抗癌作用[21]。

李貞彩等分別用MTT法、流式細胞儀和Western blot研究血根堿對宮頸癌細胞的增殖、凋亡和宮頸癌細胞中黏附蛋白β-catenin、MMP2、E-Cadherin、PTEN的表達水平的影響，檢測結果表明，血根堿減弱了β-catenin和MMP2的表達量，增加了E-Cadherin和PTEN的表達量，表明血根堿抑制宮頸癌細胞的增殖并促進其凋亡，機理可能與這些黏附蛋白相關[22]。王琰研究表明，血根堿作用于頭頸癌細胞可以提高雙色熒光比值，并做了western blot試驗以及血根堿對頭頸癌細胞的CCK-8細胞增殖試驗和流式細胞術試驗，發現血根堿對治療頭頸癌有潛在效果[23]。姜程今等分別用MTT法（噻唑藍）和流式細胞儀雙染發檢測血根堿對舌癌細胞增殖抑制和凋亡的影響，結果表明，血根堿對舌癌細胞Tca8113和Tscca的增殖有明顯的抑制作用，且促進其凋亡，作用機制可能與核因子-κB（NF-κB）的表達有關[24]。周菊華等利用B16F10黑素瘤小鼠模型研究表明，血根堿能增加B細胞和CD8T淋巴細胞的水平并促進免疫細胞運輸至肺部組織，血根堿在降低B16F10黑素瘤荷瘤小鼠百分率的同時大幅減少肺部黑素瘤的腫瘤[25]。

2.4 血根堿對動物平滑肌的影響

大量試驗表明，血根堿能抑制腸平滑肌細胞的收縮，降低腸平滑肌細胞活性且高濃度血根堿能誘導平滑肌細胞凋亡。

王慧采用Western blot技術、熒光標記和實時熒光定量PCR技術，研究了調控胃腸平滑肌興奮-收縮偶聯的17 kDa的I型磷酸酶抑制蛋白信號傳導通路，針對血根堿抑制大鼠腸平滑肌細胞的作用機制進行闡明；結果表明，血根堿可以通過調控平滑肌細胞內鈣離子濃度、M受體和PKC-CPI-17信號傳導通路抑制大鼠腸平滑肌細胞收縮[26]。在上述基礎上，王慧等利用酶消化法對大鼠平滑肌細胞進行原代培養，并對大鼠平滑肌細胞收縮情況進行倒置相差顯微鏡測定，結果表明，血根堿對腸平滑肌細胞收縮的抑制率為32.22%，血根堿可有效抑制KCl、乙酰膽堿和組胺誘導的腸平滑肌細胞的收縮，血根堿可影響細胞膜上離子通道、M受體、H1受體來抑制大鼠平滑肌細胞收縮[27]。

此外，王慧等通過BL-420E生物機能試驗系統進行研究，結果表明，兔離體腸平滑肌自發性收縮的振幅和頻率在血根堿作用下呈現濃度依賴性抑制[28]。血根堿可能通過直接抑制腸興奮性、與酚妥拉明競爭，興奮α受體和與乙酰膽堿競爭，阻斷M受體的方式來作用于小腸平滑肌舒張的結論。針對血根堿對大鼠離體子宮平滑肌活動的影響進行研究，結果表明，血根堿除通過抑制H1受體實現抑制大鼠平滑肌活力外，還可通過H2受體，但與M、β受體無關[29]。漆俊以成功分離培養大鼠平滑肌細胞進行體外研究，對血根堿誘導大鼠平滑肌細胞凋亡及其機制進行探討；結果表明，高濃度的血根堿可以對大鼠平滑肌細胞生長起到抑制作用，并使細胞活性降低；同時血根堿誘導大鼠平滑肌細胞產生氧化損傷產物（ROS、MDA等），進而引起大鼠平滑肌細胞氧化損傷；同時，高濃度血根堿可誘導大鼠平滑肌細胞凋亡率增加[30]。

3 血根堿在動物生產中的應用

血根堿用作飼料添加劑應用于畜禽生產中，能夠促進動物生長，提高動物肉品質和增強免疫。

3.1 促生長

血根堿能夠一定程度提高畜禽生長性能，增加飼料報酬。謝堃在黃羽雞日糧中分別添加博落回血根堿提取物0、15、50、150 mg·kg-1，發現血根堿提高黃羽肉雞平均日采食量及平均日增重，高劑量血根堿效果顯著，血根堿提高黃羽肉雞的生產性能[31]。還有研究表明，血根堿20和50 mg·kg-1能夠顯著提高肉雞日增重和飼料報酬[32]。另外，戴波在飼糧中分別添加血根堿0.25、0.5和1 mg·kg-1，發現低劑量血根堿對斷奶前7 d的仔豬有預防腹瀉作用且對斷奶仔豬飼料報酬的提高效果最好[33]。

3.2 抗氧化

血根堿一定范圍內能夠提高機體抗氧化能力。云龍研究表明，日糧中適宜的血根堿添加量為50 mg·kg-1，添加血根堿15、50 mg·kg-1能提高黃羽肉雞血清中CAT、SOD和GSH-Px的活性，降低MDA、8-OHdG和PHO的含量，添加水平達到150 mg·kg-1時MDA、8-OHdG和PHO反而有所升高，會對機體造成氧化損傷[34]。謝堃發現黃羽雞血清中CAT和SOD的含量在添加血根堿時顯著增多且隨著血根堿劑量的增大而降低，血根堿顯著提高肝臟T-AOC、GSH-PX活性及GSH水平，血根堿增強了黃羽肉雞的抗氧化功能[31]。也有研究表明，血根堿降低肉雞總膽固醇水平和腿肌丙二醛含量[32]。另外，研究表明，血根堿可清除DPPH自由基且清除率隨著濃度的提高而上升，血根堿能夠保護Cu2+/H2O2和AAPH體系誘導的BSA氧化損傷及羰基化損傷，也能顯著抑制FeSO4誘導的脂質過氧化及AAPH誘導的DNA氧化損傷[35-36]。

3.3 改善腸道和增強免疫

一定濃度的血根堿能夠增強機體免疫力。研究表明，黃羽肉雞日糧中添加血根堿15、50 mg·kg-1能夠提高回腸絨毛高度降低空腸腸壁厚度，改善腸道形態結構發育；添加血根堿15、50 mg·kg-1也能夠提高黃羽肉雞體內免疫蛋白IgA、IgM和IgG含量，提高免疫力[34]。另外血根堿15和50 mg·kg-1顯著提高了IgA、IgM、IgG含量，顯著提高了回腸絨毛高度，降低了空腸腸壁厚度以及提高絨線值，表明血根堿能夠增強黃羽肉雞的免疫，改善腸道功能[31]。還有研究表明，血根堿20 mg·kg-1能夠增加肉雞盲腸乳酸菌數，而生長促進劑卑霉素不能改變肉雞腸道菌群[32]。

另外，林謙等研究表明飼糧低蛋白條件下添加血根堿40 mg·kg-1有增加豬血清色氨酸含量的趨勢，且低蛋白條件下血根堿替代色氨酸在一定程度上能夠降低糞臭素含量和回腸內容物中色氨酸脫羧酶活性[37]。還有研究表明，用血根堿0.5、1和2 mg·kg-1的飼喂自然發病的腹瀉仔豬，發現血根堿1 mg·kg-1的治療效果相當于肌肉注射硫酸慶大霉素100 mg·kg-1[33]。

4 小 結

抗生素自被發現以來被大量應用在畜禽生產中，極大的促進了養殖業的發展，同時帶來了許多負面影響，血根堿作為一種天然植物提取的抗生素替代物之一，解決了畜禽耐藥性的產生，藥物殘留，環境污染等問題[38-42]。大量研究表明，血根堿有多種功能特性，在生產實踐中也被用作飼料添加劑來達到提高生產性能、增強免疫力和抗氧化能力的目的[43-44]。但是血根堿在動物飼糧中的適宜添加量、作用機制和在反芻動物中的應用及其機理等還有待深入研究。