檳榔活性成分及藥理毒理作用研究進展

周明璽，郭亦晨，李 珂，田 星,2，李宗軍*

(1.湖南農業大學食品科學技術學院食品科學與生物技術重點實驗室，湖南 長沙 410128；2.湖南中醫藥大學藥學院，湖南 長沙 410208)

檳榔是一種廣泛分布于熱帶、亞熱帶地區的棕櫚科植物檳榔的成熟種子，主要種植在我國的海南、臺灣及云南三省，其味苦、辛，性溫，歸脾、胃、大腸經。我國一些少數民族人民為祛瘟疫而嚼食檳榔或檳榔子，因其具有一定成癮性，由此形成了區域性嚼食習俗，從而引申出巨大的檳榔消費市場和檳榔加工產業。檳榔在驅蟲、消化系統、神經系統、抗抑郁、心血管系統、消炎及抗病毒等方面均有一定的藥理作用[1]，但過量嚼食檳榔會影響身體健康，可能導致生殖毒性、細胞毒性、口腔黏膜下纖維化，甚至誘發癌變，導致口腔癌[2-5]。本文收集了近年來國內外關于檳榔活性成分及藥理毒理研究的相關報道進行綜述，以期為政府、相關產業及科研院所研究者們探究檳榔產業未來走向提供參考。

1 化學成分

檳榔含有大量的天然活性成分，尤其是以檳榔堿為代表的的生物堿含量較高，且檳榔堿也是體現檳榔生物活性的重要化合物。檳榔還含有檳榔次堿、去甲基檳榔次堿、去甲基檳榔堿、檳榔副堿、高檳榔堿等生物堿[6-7]。由于生物堿的存在，使其既具備諸多的明確療效，如驅蟲作用、抗血栓和抗動脈粥樣硬化等[8-9]，又表現出了一些毒性作用，如免疫毒性、細胞毒性和基因毒性等[10-12]。同時，由于檳榔含有多酚類物質，使其通過脂肪代謝、脂肪細胞演化、腸道微生物等多個生理層面影響機體的脂肪變化，從而起到一定的降脂作用[13]。此外，檳榔還含有脂肪酸、鞣質，以及檳榔紅色素等成分[14]，詳見表1。

表1 檳榔化學成分

2 藥理作用

2.1 驅蟲 檳榔生物堿是檳榔發揮驅蟲作用的有效成分。人絳蟲病是一類常見的人獸共患疾病，已被認為是全世界范圍內一個重要衛生問題[15]。研究表明，檳榔提取物和南瓜子可以用于治療人絳蟲病，兩者治愈率分別為63.6%、75%，且將兩者混合后能充分發揮協同作用，達到更好的治療效果，混合治療的平均排蟲時間僅為2 h，治愈率可達88.9%[16]，大量臨床試驗結果也表明了類似結果，即運用檳榔南瓜子合劑來治療豬帶絳蟲和牛帶絳蟲是安全可靠的，并通過在超微結構下觀察進一步發現，檳榔對驅豬帶絳蟲的作用機制主要是麻痹作用，且對神經無損傷[17]。

檳榔還可以驅除血吸蟲和釘螺。早在1966年，Barker等[18]對檳榔堿的研究就已經表明曼氏血吸蟲的體肌與吸盤分別在檳榔堿濃度為5×10-6、2×10-7mol/L時能完全被麻痹，這可能是由于檳榔堿是一類M受體激動劑，能興奮膽堿M受體(毒蕈堿受體)，具有麻痹血吸蟲并使之產生肝移的作用。檳榔堿也可以通過降低釘螺頭足中膽堿酯酶及丙氨酸氨基轉移酶或內臟中膽堿酯酶、丙氨酸氨基轉移酶、蘋果酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、堿性磷酸酶活性來發揮驅蟲作用，且檳榔乙醇提取物的滅螺和抑制釘螺上爬的作用最佳[19]。檳榔還可以驅除蛔蟲、鉤蟲、肝片吸蟲、離體小瓜蟲等不同種類的寄生蟲[20-21]。

2.2 消化系統 檳榔堿可以起到調節胃腸道系統的作用。Xie等[22]的兔離體實驗發現當不同濃度檳榔堿作用于離體肌條的3 min內，便可觀察到收縮反應，且該現象可被阿托品阻斷，故推斷檳榔堿通過作用于M3受體來促進腸道蠕動，這與很多研究結果相類似。檳榔還能改善胃腸道功能，有研究表明，生藥量為0.25、1 g/mL檳榔提取液可以增加大鼠的胃排空能力[23]。也有報道稱，檳榔能夠降低胃動力低下模型大鼠的胃殘留率，縮短胃半排空時間，這與小腸推進率的提高、胃平滑肌收縮幅度的提高和胃腸激素分泌的提高有關[24]。

2.3 神經系統 檳榔堿可以刺激副交感神經，其作用機制與乙酰膽堿類似，同時其也具有中樞抑制作用。通過腹腔注射檳榔堿可觀察到其可對抗樟柳堿及東莨菪堿引起的動物行為興奮并對腦電脫節現象有拮抗作用。孫艷萍等[25]通過小鼠翻正反射消失(LORR)模型，證實了檳榔堿和酒精一樣可以抑制小鼠的自主活動，且檳榔堿對酒精誘導后的小鼠低活動性無影響，但在0.25、0.5、1.0 mg/kg的劑量下，檳榔堿可以縮短小鼠翻正反射消失的持續時間，提示檳榔堿可能通過調節神經系統來起到一定的醒酒作用。促腎上腺皮質激素釋放激素(CRH)已被認為是下丘腦分泌的重要應激激素之一，參與機體的多項生理或病理調控。腸易激綜合征和結腸炎等消化道疾病，與CRH過量分泌密切相關，情緒的波動也可以顯著影響CRH的分泌，從而進一步誘導腸道蠕動、腸液分泌、排便和通透性增加，甚至增加腸道黏膜感染概率、腹瀉和腸道疾病[26]。檳榔堿則可以激活下丘腦分泌CRH，通過調節神經系統來引起腸道變化。

2.4 抗抑郁 近年來，抑郁癥已逐漸成為一種流行的神經精神疾病，對全球健康的負面影響極大，在全球疾病負擔中排名第三，預計到2030年將居首位[27]。有報道稱，美國女性患抑郁癥的概率是男性的兩倍，尤其是在育齡期達到極值，每年大約有50萬新生兒的母親患有重度抑郁癥(MDD)，且其中75%的母親未受到治療[28-29]。抑郁癥的發病機制較為復雜，與腦血管損傷、機體炎癥損傷、神經遞質改變和腦白質病變均有關。抑郁癥患者的白細胞介素1(IL-1)、腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素1β(IL-1β)、白細胞介素-6(IL-6)、干擾素-γ(IFN-γ)等炎癥因子顯著高于正常人，當該類炎癥因子由于外界因素影響而上升時，可以通過誘導核轉錄因子κB(NF-κB)活性上升，從而引起焦慮，也可以通過激活代謝酶吲哚胺2,3-雙加氧酶(IDO)從而導致IDO介導生成的神經毒性物質3-羥犬尿氨酸(3-OH-KYN)和喹啉酸上升引起精神紊亂；神經營養因子(NT)是一類活性蛋白，對中樞和外周神經系統均有營養作用，其活性與機體神經元萎縮或丟失程度呈負相關，而抑郁癥患者的海馬、前額葉與杏仁核等腦邊緣區的神經元病變會降低神經營養因子的表達，促進鈣離子內流，加重海馬神經細胞內鈣離子堆積和自由基的生成從而導致神經毒性作用，誘導神經元凋亡；中樞單胺類神經遞質系統功能紊亂也可導致抑郁癥，且抑郁癥的單胺假說認為，大腦中單胺(5-羥色胺、去甲腎上腺素和多巴胺)水平的降低是抑郁癥的潛在原因[30]。雖然國內外對于抑郁癥已有一定的研究基礎，但是由于抑郁癥的頑固性和復發性，開發更有效的抗抑郁資源依然是全球的一項重大課題。Abbas等[27]通過對大鼠的行為指標(急性和亞慢性強迫游泳試驗)和生化指標(單胺類及其代謝物水平高效液相色譜試驗)來研究檳榔乙醇提取物及其各組分的潛在抗抑郁活性，結果表明，檳榔果乙醇提取物在急性和亞慢性強迫游泳試驗中均表現出抗抑郁活性，且IC50分別為50、20 mg/kg。在大鼠海馬區，與對照組比較，檳榔乙醇提取物(50 mg/kg)和水提物(20 mg/kg)能提高5-羥色胺(上升約35%)和去甲腎上腺素(上升約30%)，且通過化學分析，表明了檳榔中的檳榔皂苷是其抗抑郁作用的主要活性成分，通過升高5-羥色胺和去甲腎上腺素來起到抗抑郁的作用，這也與Alfaifi等[31]的研究結果類似。

2.5 心血管系統 營養過剩可顯著提高營養相關疾病(尤其是心血管疾病)的發病率。通過飲食或藥物治療血漿甘油三酯已被證明可以降低冠狀動脈疾病的死亡率以及高脂血癥患者的總發病率[32]。已有報道稱，在大鼠日常飲食中添加檳榔提取物可以降低其血清中甘油三酯、總膽固醇水平及動脈粥樣硬化指數，提高高密度脂蛋白含量，說明檳榔可以通過調節血脂水平來降低高血脂癥和心血管疾病的負面影響[33]。檳榔提取物可以抑制機體對膽固醇的吸收，Byun等[34]研究發現喂食了10%甘油三酯和檳榔果提取物的大鼠血脂濃度、小腸胰腺膽固醇酯酶和腸道膽固醇酰基轉移酶活性低于無檳榔果提取物的對照組，且隨著檳榔果提取物的補充，甘油三酯的吸收也下降，表明抑制胰腺膽固醇酯酶可能使得胰脂肪酶活性也受到抑制，從而使得血漿甘油三酯水平降低。

2.6 抗病毒、抗炎 檳榔具有抗炎能力。與卡拉膠誘導的足部水腫大鼠模型比較，檳榔醇提物可降低足腫脹(24 h后抑制率為86.79%)。檳榔的抗炎作用與阿司匹林類似，可能說明檳榔提取物通過環氧合酶(COX)抑制途徑或更多的抗炎機制來起到抗炎作用[35]。

檳榔的抗病毒作用與其含有豐富的多酚類物質、生物堿和鞣質有關，可應用于清熱解毒復方配伍。且早在1960年，劉國聲等[36]就通過單味藥實驗篩選出了32味有效的可直接抑制甲型流感病毒的中藥，其中檳榔在體外和體內實驗中都表現出了良好的抗病毒作用。自2019年底以來，我國湖北省武漢市發現了多例新型冠狀病毒(2019-nCoV)感染的肺炎患者，該病毒屬于β屬新型冠狀病毒，是一類正股RNA病毒。由于該病毒的傳染性強，潛伏期可以高達半月或以上，引起了國內外各界人士的高度關注。槲皮素作為荊銀顆粒治療病毒性感冒的最重要成分(Dgree值為38，位居第一位)，可以通過多個靶蛋白(包括RELA、JUN、IL-6、MAPK1、MAPK3等)和NF-κB通路起到良好的抗病毒和消炎作用[37]，而檳榔中也含有大量的槲皮素，且在我國《新型冠狀病毒感染的肺炎診斷方案(試行第四版)》的臨床治療期的初期和中期推薦處方中也均應用了檳榔[38]，可為進一步研究其抗病毒作用和研制安全、有效的抗2019-nCoV藥物或疫苗提供新思路。

3 毒理作用

3.1 不良反應 很少有報道稱常量配伍使用檳榔飲片(3～10 g)會表現出不良反應或毒性作用，不良反應及毒性作用幾乎都發生在過量服用或者長時間大量嚼食檳榔的人群中，表現出腹痛、惡心嘔吐、昏睡等癥狀。大量嚼食檳榔易產生成癮性，這也符合美國精神疾病診斷標準(DSM-IV)中物質依賴的診斷標準。作為嗜好品的檳榔，其全球消費僅次于煙草、酒精和咖啡，和其他成癮物質類似，大量嚼食檳榔可出現渴求、耐受和戒斷等癥狀。針對檳榔的成癮性，Lee等[39]編制了檳榔依賴量表，已可對檳榔成癮者的依賴程度作出量化評定。

3.2 口腔黏膜下纖維化 口腔黏膜下纖維化是導致口腔癌病變的主因[40-41]，由口腔黏膜固有層和下層發生纖維彈性改變而引起，可延伸至咽部和食管上部，并伴有近上皮性炎癥及上皮萎縮和受影響黏膜的漸進性僵硬。該病的表征是出現可觸及的纖維帶和包括網紋在內的上皮細胞逐漸萎縮，早期表現為固有層炎癥反應，未見明顯纖維化，隨著疾病的進展，炎癥細胞減少，上皮下區出現明顯透明化和纖維化，在后期，這個纖維化區域從上皮下層向肌肉層發展，從而導致患者難以開口。口腔黏膜下纖維化的發病機制尚未完全清楚，但它被認為是一種多因素疾病，包括長期的物理咀嚼過程、攝入辣椒、遺傳因素、免疫過程、營養缺乏等[42-43]。在臨床上可以觀察到，長時間大量咀嚼檳榔果會對口腔黏膜造成不同程度的損傷，這是由于檳榔含有大量纖維，硬度較高，在咀嚼過程中，與口腔黏膜發生高強度的摩擦，若長時間大量咀嚼檳榔，在物理過程中就可損傷口腔黏膜，從而引起原發性炎癥反應(黏膜炎)，這可能是口腔黏膜下纖維化早期的觸發機制。高劑量檳榔果提取物可能增加活性氧(ROS)水平，并通過多種調控因子和信號通路促進細胞炎癥和腫瘤進展[44-45]，這是由于檳榔果可以增強NADPH氧化酶NOX-1、NOX-4以及細胞色素P450等線粒體代謝酶活性，降低超氧化物歧化酶活性來抑制抗氧化系統從而促使ROS生成。而ROS作為信號分子，又可以激活相關信號通路引起炎癥并誘發口腔黏膜下纖維化。在淋巴細胞中，檳榔果提取物可上調多種細胞因子(NF-kB、COX-2、PGE2、TGM2和IL-1等)引起氧化應激和炎癥反應。在成纖維細胞和角質形成細胞中，檳榔果提取物或檳榔堿又能通過促使ROS生成來調節IL-6、TGF-b、EGFR、ERK、Ras等因子，進一步激活腫瘤促進介質和致癌信號通路，且升高細胞ROS水平，也可直接導致細胞DNA、蛋白質或脂質的結構損傷。檳榔堿和檳榔果仁可以誘導轉谷氨酰胺酶2(TG2)在成纖維細胞中的表達，同時提高口腔黏膜下纖維化衍生的成纖維細胞中的賴氨酸氧化酶(LOX)活性，從而引起細胞膠原代謝紊亂[46]，是細胞纖維化的重要標志。缺鐵性貧血或缺乏維生素B12的人群更容易發生口腔黏膜下纖維化，且在該人群口腔樣本中觀察到鋅和鐵等人體必須微量元素大量流失，但唾液中的銅含量卻顯著增加，這是由于檳榔中含有較高可溶性銅，可使得唾液銅大幅上升，而唾液銅在頰粘膜的吸收也是引起口腔黏膜下纖維化的一大原因，銅還是LOX活性必需的輔助因子，據觀察，檳榔果含銅量高，咀嚼檳榔5～30 min后，唾液中可溶性銅和口腔黏膜下纖維化組織中的銅含量均升高，這可進一步通過增強LOX活性來促使口腔黏膜下纖維化的形成[47]。整合素αvβ6也能夠促進組織纖維化和癌變，Moutasim等[48]研究發現，在長期檳榔堿的干預下，αvβ6在口腔黏膜下纖維化中的表達顯著上升，且檳榔堿上調角質形成細胞αvβ6的表達是通過毒蕈堿乙酰膽堿受體實現的，這可進一步誘導口腔黏膜下纖維化的形成并大幅增加癌變的概率。

在基因層面上，原癌基因c-fos可以有效調控角化細胞增殖分化、炎癥介質釋放以及細胞凋亡等過程，該基因的表達紊亂極可能影響細胞分裂周期、細胞存活率和誘導細胞癌變[49]。Chang等[50]通過體外細胞實驗發現，經過檳榔提取物(100、800 g/mL)和檳榔堿(0.1、0.8 mmol/L)干預后，人口腔表皮癌細胞KB和牙齦角質細胞c-fos基因表達均上升，且該影響程度甚至與DNA損傷劑和細胞生長抑制劑的作用效果相當。長時間在高劑量檳榔果干預下還可以增加牙齦成纖維細胞中的促腫瘤細胞因子分泌，從而引發口腔角化細胞的DNA損傷[51]。結果表明，在高劑量下的檳榔堿和一些檳榔化學成分具有一定的DNA損傷性。

3.3 生殖毒性 在人體內，懷孕期間大量嚼食檳榔與新生兒較低的出生體重和早產有關，這是由于檳榔能夠通過抑制小鼠成肌細胞C2C12分化過程中的肌球蛋白的生成、肌細胞生長素的分泌、信號轉導與轉錄激活因子3(STAT3)的激活及聚集蛋白中乙酰膽堿在肌管中的聚集來影響新生兒的體重和身長[52-53]。將未咀嚼過檳榔的正常男性精液在體外與3組不同濃度(50、100、200 mg/L)檳榔堿溶液共同培育，發現檳榔堿能夠減少精子的運動能力，且檳榔堿還可以誘導精子細胞COX-2表達并呈劑量依賴性，從而引起炎癥反應，其主要作用部位在負責鞭毛運動的結構上，使得精子活力下降[54]。Liu等[55]給予小鼠6.11 mg/kg檳榔堿，結果表明該劑量下的檳榔堿可以減少早期妊娠小鼠的胚胎植入數量并抑制胚泡的滋養細胞生長擴張。

3.4 其他毒性 有研究報道稱，0.5 mmol/L檳榔堿可明顯抑制正常肝細胞Clone-9的生長，1 mmol/L檳榔堿可誘導細胞凋亡、壞死以及造成DNA損傷，且檳榔堿誘導的生長停滯依賴于降低轉化生長因子-β(TGF-β)水平和p53基因表達。相反，檳榔堿在0.1～0.5 mmol/L的范圍內可以提高Clone-9細胞中TGF-β1基因的轉錄、mRNA表達和生物活性[56]。在長期大劑量暴露于檳榔果或檳榔堿環境下還可能誘導細胞自噬和抑制抑癌因子。細胞自噬在致癌過程中扮演雙重角色，但在大多數情況下，它會促進癌變。檳榔果成分可能通過蛋白介導的內吞作用進入口腔黏膜下纖維化組織細胞或癌細胞，也可以通過自噬LC3-Ⅱ蛋白的轉運，自噬相關蛋白Beclin-、Atg5蛋白的積累和自噬小體的形成啟動或上調自噬程序以確保其在微環境應激下得以生存并更具侵襲性[57-58]。檳榔果提取物或檳榔堿可抑制抑癌因子p53、p21、p27、Ches1表達，促進細胞癌變[59]。

4 結論與展望

檳榔應用廣泛，是我國“四大南藥”之首，也是我國諸多傳統中藥復方中的重要組成藥材，具有悠久的藥用和食用歷史。在藥用方面，其具有明確的驅蟲、消食、改善消化道功能、醒酒、抗抑郁、降血脂、預防動脈粥樣硬化、消炎、抗氧化和抗病毒作用，還廣泛應用于臨床術后胃腸功能紊亂、功能性消化不良患者及糖尿病胃癱者。歷代本草均未出現檳榔毒性的相關記載，且按藥典記載的臨床劑量配伍使用檳榔飲片也未見有不良反應的相關報道，但現代研究表明檳榔確實也存在一些潛在的毒性作用，尤其是近年來，檳榔作為一種嗜好品廣為人們所消費，咀嚼檳榔的人數越來越多，覆蓋面也越來越廣。目前，在高劑量下或長期大量嚼食檳榔的條件下可能導致腹痛、惡心嘔吐、昏睡等不良反應，也可能引起口腔黏膜下纖維化、致癌、生殖毒性和基因毒性，故長期嚼食檳榔的習慣應當受到控制，但由于其毒性的詳細機制和在體內產生毒性反應過程中起主要作用的具體化學成分還不夠完全明確，加上國內外諸多研究主要還是集中于其藥理研究上，或者在毒理研究上大多數停留在檳榔堿純品的研究，缺乏對檳榔整體的全面毒理評價和劑量標準，且對于檳榔不同食用部位的量效關系及檳榔活性物質的構效關系還缺乏清晰的研究。因此在未來的基礎研究工作中，在全面系統研究檳榔化學組成的基礎上，要建立檳榔化學物數據庫，進一步研究檳榔的藥理和毒理作用機制，可以通過構建多樣化的動物模型實驗，或在確保安全的情況下嘗試著進行更多的人體試驗，同時結合多組學(基因組學、轉錄組學、蛋白組學和代謝組學)的聯合應用來深入探討其化學成分與藥理、毒理和臨床安全性之間的關聯，明確作用途徑和體內作用過程。在未來的應用研究中，也可嘗試通過生產加工的工藝優化研究來降低檳榔纖維素、半纖維素和木質素的含量，降低檳榔硬度，從物理咀嚼過程中降低口腔黏膜下纖維化的風險，從而運用現代食品加工技術和大健康理念，實現食用檳榔安全的可控與可防，通過科學引導消費，為人類健康及疾病防治提供科學依據，也為檳榔的新用途及檳榔產業的未來走向提供新思路，重塑檳榔價值鏈。