薤白的化學成分和藥理作用研究進展

王 榮，白思慧，王露露，張 晶*

（1.吉林農業大學中藥材學院，吉林長春130118；2.長春科技學院醫藥學院，吉林長春130000）

薤白為百合科（Liliaceae）蔥屬（Allium）植物小根蒜（Allium macrostemonBge.）或薤（Allium chinenseG.Don）的干燥鱗莖，夏、秋二季采挖，洗凈，除去須根，蒸透或置沸水中燙透，曬干［1］。薤白在《神農本草經》中被列為中品，蔥實條：“薤，味辛，溫。主治金創，創敗，輕身，不饑，耐老，生平澤”［2］。2002年，國家衛生部將薤白列入藥食同源植物名錄［3］。作為食品，用薤白做成湯、菜、糕點等藥膳，既是一道清爽可口的美味佳肴，又是一種不可多得的保健珍品；作為藥品，薤白歸心、肺、胃、大腸經，可用于胸痹心痛，脘腹痞滿脹痛，瀉痢后重［1］。出自東漢張仲景《金匱要略》的瓜蔞薤白白酒湯、枳實薤白桂枝湯、瓜蔞薤白半夏湯等均是治療胸陽不振、痰濁痹阻所致胸痹證之佳方，在冠心病、心絞痛等心血管疾病的臨床治療中療效確切，其中薤白具有通陽散結，行氣導滯之功效，為治療胸痹之要藥。現代研究表明［4-5］，薤白中主要含有甾體皂苷、揮發油、含氮化合物、多糖、脂肪酸類化合物等多種生物活性成分，具有較好的降血脂、平喘、抗腫瘤、防止動脈粥狀硬化等藥理作用，臨床上被廣泛應用于心腦血管系統、呼吸系統和消化系統等疾病，具有研究開發價值。本文就國內外關于薤白的化學成分、藥理作用等方面的相關研究進展進行歸納和總結，旨在為這味資源豐富、易于獲取的常用中藥的深入研究和開發利用提供參考。

1 化學成分

1.1 甾類及甾體皂苷

薤白中的主要活性成分為甾體皂苷，母核主要為螺甾烷和呋甾烷兩種類型，糖部分主要有葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等單糖［6］。學者先后從薤白中提取出Macrostemonoside A-S、Chinenoside I-VII、FS-1、FS-2、FS-3、Allimacrosides A-E等50多種甾體皂苷類成分［6-21］，其中包括11個螺甾烷型、39個呋甾烷型、一個膽甾烷型和一個孕烷型，（詳見表1）。除甾體皂苷外，還獲得了β-谷甾醇、胡蘿卜苷、胡蘿卜苷十一烷酸酯［22］和豆甾醇［12］等甾類物質。

表1 薤白中甾體皂苷類化合物Table 1 Steroidal saponins in A.macrostemonis Bulbus

圖1 薤白中甾體皂苷類化合物母核結構式Fig.1 The nuclear parent structures of steroidal saponins in A.macrostemonis Bulbus

續表

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1.2 揮發油

薤白揮發油中主要成分為含硫化合物，其含量占50%以上，這是薤白具有特殊氣味的原因［4］。黃芳等［23］采用氣-質聯用法（Gas chromatography-Mass spectrometry，GC-MS）對揮發油的化學成分進行了分離鑒定，鑒定出14種化學成分，其中含硫化合物占93.46%。有學者鑒定出薤白揮發油中主要成分為甲基烯丙基三硫、二甲基三硫、甲基丙基二硫和二甲基二硫，其次為甲基烯丙基二硫和甲基丙基三硫，其中甲基烯丙基三硫對血小板聚集有強烈抑制作用［24-25］。同時，薤白炮制前后揮發油化學組成及其相對含量也存在著差異，韓成花等［26］從鮮品薤白的鱗莖和葉中分別鑒定出13種和20種化合物，分別占揮發油總量的62.5%和59.63%；從炮制后，即蒸透后于50℃烘箱中干燥的薤白鱗莖和葉中分別鑒定出9種和13種化合物，分別占總量的74.89%和87.66%。炮制前后共有成分為2，3-二甲基二硫醚、3，4-二甲基噻吩、甲基烯丙基二硫醚、二甲基三硫醚、丙硫醇、Z-甲硫基丙烯。

1.3 多糖

薤白多糖是薤白的主要有效成分之一。甘楊子等［27］對薤白多糖進行分離提純后，經鑒定其主要由阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、半乳糖等單糖組成。王宜海等［28］從薤白中提取出兩個糖類：β-D-吡喃果糖，β-D呋喃果糖甲苷。張占軍等［29］從60%醇沉組分中分離純化了一種中性多糖，由阿拉伯糖（Arabi?nose，Ara），葡萄糖（Glucose，Glc）和半乳糖（Galac?tose，Gal）構成，3種單糖的摩爾比為9.73：1.10：1.00，經過一系列分析初步確定其主要由Glc（1→2）和Ara（1→5）構成，以Gal（1→6）和Glc（1→6）為支鏈的分子結構組成，且各糖苷主要以β-吡喃糖形式存在。Zhang等［30］從薤白多糖40%醇沉組分中純化出中性和酸性多糖，分別命名為AMP40N和AMP40S，兩者在糖醛酸含量、分子量、單糖組成和糖苷鍵類型方面存在很大差異。

1.4 含氮化合物

1.4.1 氨基酸類化合物

薤白中富含游離氨基酸，如蘇氨酸、精氨酸、組氨酸、賴氨酸等17種常見的氨基酸［31］。He等［32］使用溶劑萃取法分離了薤白兩種基源植物小根蒜和薤中的游離氨基酸及其衍生物，結果表明兩者中的游離氨基酸組成相似，包括19種蛋白原氨基酸和4種非蛋白原氨基酸，兩種植物中主要氨基酸含量由高到低為精氨酸、谷氨酰胺、谷氨酸、天冬酰胺和絲氨酸。另外，從這兩種植物中鑒定出兩種氨基酸衍生物，即脯氨酸類似物N-甲基脯氨酸和二肽HGlu-Tyr-OH。

1.4.2 生物堿類化合物

王宜海等［28］從薤白60%的甲醇提取物中分離出2個生物堿：N-對香豆酰酪胺、N-順式-對香豆酰酪胺。從薤白鱗莖中還分離出腺苷、胸苷、2，3，4，9-四氫-1-甲基-1H-吡啶駢［3，4-b］吲哚-3-羧酸和2，3，4，9-四氫-1H-吡啶駢［3，4-b］吲哚-3-羧酸［33］。

1.5 苯丙素類化合物

從薤白鱗莖中分離出無梗五加苷D［28］和丁香苷［33］。Usui等［34］從薤白葉中發現3種阿魏酸葡萄糖酯，1-O-（E）-阿魏酰-β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）-［β-D-吡喃葡萄糖（1→6）］-β-D-吡喃葡萄糖、1-O-（E）-阿魏酰-｛β-D-吡喃葡萄糖基（1→4）-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）］｝-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→6）］-β-D-吡喃葡萄糖、1-O-（E）-阿魏酰-｛β-D-吡喃葡萄糖基（1→6）-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→2）］｝-［β-D-吡喃葡萄糖基（1→6）］-β-D-吡喃葡萄糖。

1.6 黃酮類化合物

Nakane等［35］從薤白莖葉中分離得到山奈酚苷和槲皮素苷，如山奈酚3，7-二葡萄糖苷、山奈酚3，4’-二葡萄糖苷、槲皮素-3-O-葡萄糖苷、山奈酚-3-O-葡萄糖苷和異鼠李素-3-O-葡萄糖苷等黃酮類化合物。

1.7 其他成分

康小東等［22］從薤白中分離出琥珀酸等物質。薤白中還含有豐富的長鏈脂肪酸，如亞油酸、棕櫚酸、油酸、花生酸、硬脂酸等［36］。據報道［31］，薤白中還含有鈣、鎂、磷、鐵、銅等二十多種無機元素，其中鈣、鎂、磷含量較高，且薤白炮制前后無機元素的含量明顯不同。薤白中VB2、VC等維生素含量豐富，此外孫啟良等［37］在薤白中還分離得到了前列腺素A1、B1。

2 藥理作用

2.1 抗血小板聚集作用

據報道，薤白中的腺苷、揮發油和皂苷類成分均具有較強的抑制血小板聚集作用，薤白皂苷可抑制腺苷二磷酸（Adenosine diphosphate，ADP）、花生四烯酸（Arachidonic acid，AA）、血小板活化因子（Platelet-activating factor，PAF）誘導的血小板聚集，并能抑制血小板-中性粒細胞間的相互作用［24，33，38］。Ou等［19］研究結果表明，薤白中的呋甾烷型皂苷FS-1對ADP誘導的血小板聚集以及P-選擇蛋白和整聯蛋白β-3的表達具有有效的抑制作用，其還能抑制Ca2+活化并顯著降低ADP活化血小板中磷酸化Akt的表達。Feng等［39］研究發現腹腔注射不同劑量的薤白皂苷后，大鼠血清LDH、CK-MB、cTnI水平均顯著低于模型對照組，纖維蛋白原的擴散面積較模型組顯著下降，同時ADP誘導的血小板PI3K表達和Akt磷酸化受到抑制，提示薤白皂苷減輕大鼠心肌細胞損傷的作用可能是通過抑制體內外血小板PI3K/Akt信號通路來抑制ADP誘導的血小板聚集實現的。

2.2 抗腫瘤作用

薤白具有良好的抗腫瘤作用，對肝癌（HepG2、Hep-3B）、胃 癌（BGC-823、MGC80-3）、乳 腺 癌（MDA-MB-231、MCF-7）、神經癌（SF-268）、宮頸癌（Hela）、肺癌（NCI-H460、A549、SPC-A-1）、鼻咽癌（CNE-1）等腫瘤細胞表現出細胞毒性。盧可等［40］運用網絡藥理學預測得到薤白中macrostemonoside E、N-香豆素酰酪胺、槲皮素等11個治療肺癌的有效成分和有效靶點30個，并推斷其作用機制可能與AGE-RAGE、PI3K-Akt等信號通路有關，且JUN、MAPK1、MAPK3等靶點基因可能起著關鍵性的作用。

薤白甾體皂苷對癌細胞系（HepG2、A549、SPCA-1、CNE-1、MGC80-3、MDA-MB-231、MCF-7、NCI-H460、SF-268、黑色素瘤B16、乳腺癌4T1）表現出潛在的抑制活性［18，41-43］，可抑制細胞遷移，誘導細胞凋亡。學者對薤白皂苷抗腫瘤的活性機制也進行了研究，發現薤白皂苷通過HepG2細胞中的線粒體介導途徑誘導G2/M細胞周期阻滯和凋亡［41］；對Hela細胞增殖抑制和誘導凋亡的作用機制可能與其降低Hela細胞線粒體膜電位，上調Bax mRNA表達，下調Bcl-2 mRNA表達和Bcl-2與Bax的比值以及增強Caspase-9和Caspase-3的活性有關［44］；macr?ostemonoside A則可通過誘導ROS的產生來抑制結直腸癌細胞的生長并誘導細胞凋亡［45］。

此外，薤白中多糖、揮發油等也有一定的抗腫瘤作用。薤白40%醇沉多糖組分AMP40-2對人肺癌細胞A549的生長具有一定的抑制作用，AMP40-1和AMP40-2（400μg·mL-1）對人胃癌細胞BGC-823作用72 h后，抑制率分別達到85.95%和52.63%［46］。薤白揮發油對小鼠肉瘤S180細胞和肝癌H22細胞有明顯的細胞毒效應，而且對腹水型肉瘤（S180）和腹水型肝癌（H22）小鼠的腫瘤生長有明顯的抑制作用，高劑量組抑瘤率分別為60.86%、52.99%［47］；薤白揮發油呈劑量依賴性誘導人胃癌細胞SGC-7901凋亡，提升p53蛋白表達可能是作用途徑之一［48］。另外，從薤白中分離出一種凝集素（糖蛋白）也具有抗癌作用，其通過上調caspase-3和Bax的表達從而誘導人肝癌Hep-3B細胞凋亡，約60μg·mL-1薤白凝集素對Hep-3B細胞的抑制率達50%，而在正常的人臍靜脈內皮細胞上，即使在100μg·mL-1濃度下也沒有抗增殖作用，該結果表明，薤白糖蛋白也是一種潛在的抗癌藥物［49］。

2.3 抗氧化作用

薤白不同極性部位均有不同程度的體外抗氧化活性，其中正丁醇相活性最強，乙酸乙酯相和乙醇相次之［50］。薤白總皂苷對DPPH·、O2-·和·OH的清除率分別達77.30%、95.95%和91.96%，其抗氧化能力隨著濃度的增加呈逐漸增強的趨勢，且薤白葉片的總皂苷在一定濃度下抗氧化能力強于鱗莖［51］。雷榮劍等［52］研究發現薤白總皂苷能夠提高體內抗氧化能力，高劑量組（200 mg·kg-1）大鼠血清中GSHPs、SOD水平分別升高25%、23%，且顯著降低MDA水平。薤白多糖也具有一定的體外抗氧化能力，其中對羥基自由基的清除能力相對較強，IC50值為1591.7μg·mL-1；對超氧陰離子自由基的清除能力及對Fe3+的還原能力較弱［53］。夏新奎等［54-55］對經柱層析純化的3種級分薤白多糖采用氯磺酸-吡啶法進行硫酸化修飾和α-淀粉酶法修飾，研究結果表明硫酸化修飾、酶法修飾均能提高薤白多糖的體外抗氧化活性。

2.4 對心血管相關疾病的作用

薤白辛散溫通，入肺經而走胸中，“最能通胸中之陽”（《本草思辨錄》），散陰寒之凝滯，為治心血管疾病之要藥［56］。研究發現薤白總皂苷以及揮發油提取物能夠顯著降低高脂飲食大鼠血清和肝臟總膽固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白水平，升高大鼠血清高密度脂蛋白水平從而發揮降血脂作用［52，57］。高脂飼料喂養的C57BL/6小鼠用薤白中提取的Mac?rostemonoside A（4 mg·kg-1·d-1）治療30天后，可降低或抑制空腹血糖、肝糖原、血清總膽固醇的升高及內臟脂肪堆積，對高血糖，高血脂和內臟肥胖具有潛在的治療作用［58］。由薤白的提取物制成的制劑（血脂通膠囊），通過膽固醇逆向轉運活化和高密度脂蛋白水平升高來平衡高脂血癥引起的膽固醇功能異常，從而預防小鼠的高脂血癥［59］。揮發油中二甲基二硫化物以劑量依賴性的方式擴張肺動脈，在3μmol·L-1時擴張率39.24%±9.66%，其作用機制為通過肺動脈內皮細胞中的Ca2+/PKA/eNOS信號通路發揮血管舒張作用，因此可有效地用于肺動脈高壓的治療［60］。吳波等［61］研究表明薤白提取物能夠抗異丙腎上腺素所致的小鼠常壓缺氧作用和對抗垂體后葉素所致的大鼠急性心肌缺血，并能明顯保護缺血再灌注引起的心肌損傷。瓜蔞薤白湯已被廣泛用于治療冠心病等心血管疾病，從施用該藥的動物體內檢測到Macrostemonoside B、G、P等薤白中成分［62］。趙陽等［63］研究發現薤白治療冠心病存在多成分、多靶點的特點。薤白中的有效化合物，可能通過抗凝血、穩斑塊、抗氧化、抗炎癥、降血脂、抑制RASS系統、增加NO保護、促進雌激素分泌8個方面發揮治療冠心病的作用。

2.5 抑菌抗炎作用

薤白對革蘭氏陰性和陽性菌均有明顯的抑制作用。薤白揮發油對釀酒酵母、青霉、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌4種常見的菌種都有明顯的抑制作用，最低抑菌濃度分別為0.625 mg·mL-1、0.315 mg·mL-1、0.315 mg·mL-1和0.155 mg·mL-1［64］。薤白皂苷對常見的細菌、霉菌和釀酒酵母具有明顯的抑制作用，其抑菌效果從大到小順序為：大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、釀酒酵母、黑曲霉和桔青霉［65］。薤白中的有效成分能夠抑制炎癥介質從而發揮抗炎活性。凌絲絲等［66］研究發現薤白皂苷抑制血小板源性微囊泡的VCAM-1、ICAM-1等炎癥介質的表達，下調p-JNK、p-NF-κB、p-P38、IκB-α的表達水平，并能通過抑制血小板源性微囊泡CD40L表達，進而影響其與內皮細胞形成的CD40L/NF-κB相關炎癥通路抑制內皮細胞的炎癥反應。Chen等［67］研究發現薤白類固醇糖苷以劑量依賴性方式抑制活化的血小板膜上CD40L的表達，并明顯抑制ADP誘導的血小板與中性粒細胞之間的黏附，提示薤白皂苷類化合物可能具有抗血小板相關炎癥的作用。

2.6 平喘作用

薤白單味藥對支氣管哮喘的即時止喘療效顯著，顯效率可達21.4%～45%［68］。張海濤等［69］用不同濃度薤白提取物作用于豚鼠哮喘模型，結果發現薤白使哮喘豚鼠血清中的IL-6、TXB2的水平降低，6-Keto-PGF1α水平上調，且TXB2/6-Keto-PGF1α的比值下降，且呈劑量依賴性。因此推斷薤白可能通過抑制炎癥反應，緩解支氣管平滑肌的痙攣從而達到平喘的作用。譚中英等［70］發現薤白皂苷具有顯著的平喘作用，有明顯舒張組胺致痙的離體豚鼠氣管平滑肌的作用，舒張率達（115.38±6.57）%，故初步認為皂苷類是薤白平喘的有效成分。

2.7 抗抑郁作用

Lee等［71］通過小鼠在強迫游泳試驗和尾部懸吊試驗中的行為絕望來評估薤白水提液的抗抑郁活性，結果表明薤白水提液可能是一種良好的抗抑郁藥，其作用機制可能與其對神經發生和腦源性神經營養因子釋放的積極作用有關。Chen等［72］利用液相色譜-質譜法測定抑郁癥大鼠模型薤白治療前后血漿脂質和酰基肉堿譜，抑郁大鼠血漿中幾種溶血磷脂酰膽堿［LPC（18：1→：2）、LPC（20：1）、LPC（O-16：2）、LPC（O-18：3）］增加，而磷脂酰膽堿［PC（32：1）、PC（36：4→：5）、PC（37：4）、PC（38：4→：6）、PC（40：6）、PC（O-36：4）、PC（O-38：5）］和甘油三脂［TG（58：12）、TG（60：12）、TG（62：13→：14）］降低，然而，薤白治療后，這些異常的代謝物水平即恢復到對照組大鼠的水平，該結果表明薤白具有明顯的抗抑郁作用。

2.8 其他藥理作用

據報道［73］，薤白生品及炮制品水煎液都具有較強的鎮痛作用，均能延長各種條件下小鼠的耐缺氧時間。薤白水提物能明顯降低小鼠肝微粒體內細胞色素P450的含量，對肝藥酶有明顯抑制作用［74］。薤白能增加小鼠免疫器官脾臟和胸腺的重量、碳粒廓清指數K及吞噬指數α，即可以促進單核巨噬細胞的吞噬功能，提高機體的特異性免疫功能［75］。

3 結語

薤白作為一種常用中藥，含有甾體皂苷、含氮化合物等多種生物活性成分，藥用價值較高，臨床上在治療冠心病、心絞痛等心血管疾病方面應用廣泛，且可藥食兩用。自古以來薤白就是人們生活中常見的野生蔬菜，其味道獨特，營養豐富，常用作調味品添加到各種菜肴中，因其具有降血脂、防止動脈粥狀硬化、抗癌、防衰等功效，可讓人們在享受美味的同時增進健康。此外，薤白在我國分布廣泛，資源豐富，采集成本低，其深入研究和綜合開發具有廣闊的發展前景。但目前，對于薤白有效成分及其作用機制的研究還不夠深入，因此，應結合藥理學、毒理學、量效關系、譜效關系等進一步研究其相應的有效部位、活性成分及其藥理作用機制以更好的利用和開發薤白這一藥材。