什么是灵芝三萜?灵芝三萜的功效与作用有哪些?

所在分类:科研文献 核心内容:灵芝三萜概述
 
有机化合物的一类,多为有香味的液体,松节油、薄荷油等都是含萜的化合物。
 
1萜的概述  
 
  [英terpenes]
——商务印书馆《现代汉语词典》
 
萜类化合物是一大类碳氢化合物,主要是由植物产生的,尤其是裸子植物;但有些昆虫也可以产生萜类,如燕尾蝶。萜类物质往往具有挥发性,可用水蒸气蒸馏或用乙醚提取。
萜类物质很多都有芳香气味,是树脂、松节油、很多植物精油的主要成分。精油被大量用于食品工业、化妆品以及芳香疗法之中。
萜类化合物种类繁多,有链形的,环状的,又有饱和程度不同的烯键。萜类经过化学修饰,如氧化,碳链重排,可以形成大量的类萜。很多人把类萜也叫做萜。
萜类化合物中常见并重要的主要有胡萝卜素类化合物,樟脑,松香酸,薄荷醇类,冰片,维生素A等
 
2结构合成
 
萜类在生物体内是从异戊二烯衍生而来的。萜类的通式是(C5H8)n,n是异戊二烯的单元数。这叫做异戊二烯规则或叫做C5规则。异戊二烯可以首尾连接,也可以成环。异戊二烯就像是这些化合物的建筑砖块。
但是,异戊二烯本身并不直接参与合成,而是转化成为活化的形式,也就是异戊烯基二磷酸(IPP,isopentenyl pyrophosphate)和二甲丙烯二磷酸(DMAPP, dimethylallyl pyrophosphate)。IPP的生物合成有两种途径,一种是甲羟戊酸途径,三个乙酰CoA分子经过中间体甲羟戊酸,焦磷酸化,脱羧化和脱水合成;另一种是甲基赤藓醇途径,由糖酵解或C4途径的中间产物丙酮酸和3-磷酸甘油醛,经过一些步骤,形成甲基赤藓醇,继而形成DMAPP,再经过异构,形成IPP.此外,还有一条与植物合成萜类化合物完全不相干的途径,这是在细菌中发现的,称为MEP途径,以戊糖作为启始底物。这两种途径中,IPP通过异戊烯基焦磷酸异构酶,转化成为DMAPP。
在萜化学发展的早期,瓦拉赫(Wallach O)认识到萜类化合物在结构上具有一个共同点,就是这些分子可以看作是两个或两个以上的异戊二烯分子,以头尾相连结合起来的。例如在对孟(艹+孟)烷分子中(图1),是由一分子中的碳1和另一分子的碳4’结合起来的。后来经研究更多的这类化合物,总结并发展成为异戊二烯规则。绝大多数的萜类分子中的碳原子数目是异戊二烯五个碳原子的倍数,按照碳原子的数目,萜类可以分成单萜(10C),倍半萜(15C),
 
二萜(20C),三萜(30C)……
异戊二烯规则不仅在测定萜类化合物的结构上起着很重要的作用,并且从结构分析上讲,提出了一个重要问题,即自然界的有机分子是如何从简单的有机分子结合而成的。这一问题进一步发展为近代生源理论,并借助同位素的标记方法阐明有机分子的结合方式,现已成为一门重要的学科,叫作生物合成。
3种类
半萜 由一个异戊二烯单元构成。异戊二烯本身被认为是半萜,但是它的一些含氧衍生物也被称为半萜,比如异戊烯醇和异戊酸
单萜 由两个异戊二烯单元构成,通式C10H16,例如香叶醇,柠檬烯,松油醇。.
倍半萜 由三个异戊二烯单元构成,通式C15H24。例如法呢醇。
 
双萜 由四个异戊二烯单元构成,通式C20H32,从牻牛儿牻牛儿焦磷酸衍生而来。例如咖啡醇,咖啡豆醇,紫杉二烯(紫杉醇的前体)。.双萜也是很多对生物体重要的化合物的基础,例如视黄醇,视黄醛,植醇(也叫叶绿醇)。
三萜 由六个异戊二烯单元构成,通式C30H48。例如角鲨烯。角鲨烯进一步反应生成固醇类物质的前体。
四萜 由八个异戊二烯单元构成,通式C40H56。例如番茄红素 ,α-,β-,γ-胡萝卜素。
多萜 由多个异戊二烯单元构成,天然橡胶就是多萜,其中的双键是顺式结构。也有反式结构的,如杜仲胶。
 
三萜triterpenoids
 
萜类化合物之一种,有30个碳原子构成的基本碳架,大多数可看作是由6个异戊二烯单体联结而成。
其烃及醇、醛、酮、酸等衍生物广泛存在于植物中,少数三萜类化合物也存在于动物中,如角鲨烯(squalene)和羊毛甾醇(lanosterol)。
按分子中基本碳骨架分类,三萜类可分为无环三萜、三环三萜、四环三萜和五环三萜。
灵芝三萜是在灵芝中发现的一类三萜类化合物,也就是说三萜类化合物是灵芝的主要化学和药效成分之一。灵芝中所含三萜类化合物具有特别显著的生理活性。在高度竞争的社会中,过度紧张的工作,生活方式的改变或因环境污染,导致对人体健康的严重损害,三萜类化合物有巨大的应用价值
 
灵芝三萜
 
1982年Kubora.T等人首次从赤芝子实体中分离得到三萜类化合物。 灵芝三萜是一个大的统称,又称为灵芝三萜类或总三萜。对三萜类化合物研究最多的是日本,其次是中国。到目前为止,综合各种报道,从赤芝子实体和孢子粉中分离到的三萜类化合物有106种。
不同种类的灵芝具有不同的三萜类含量及图谱,也就是说不同种别的灵芝其所含三萜类物质及含量均不同,因而对缓解各种疾病的效果也不同。在区分灵芝种类研究中,有人把灵芝酸含量高低作为区分灵芝质量优劣的依据,这是很有道理的。
2生理生化研究
 
对灵芝生理生化过程的研究表明,三萜类化合物(灵芝酸)属于灵芝的二级代谢物。
 
灵芝三萜
 
在灵芝生理生态和生活史研究中发现,菌丝体由一次菌丝、二次菌丝到三次菌丝后,才能纽结产生子实体。菌丝体期间只能累积足够的三萜类化合物(灵芝酸)的前结构物质,而后才能出菇(即由无性繁殖转为有性繁殖),而产生子实体。在子实体的成熟过程中,三萜类物质才得以生物化合完善,成为具有生理活性的三萜类成分。可以说:灵芝三萜类是灵芝菌丝体一、二级代谢严物,所以,凡是灵芝菌丝体发酵制成的产品,由于没有经过子实体后期——成熟过程,三萜类化合物含量几乎有或非常非常微小。同时,未成熟子实体内三萜类化合物含量也不多,只有成熟适龄的子实体,即生长l~2个月的子实体,三萜类化合物含量才较多。这就是为什么不同灵芝的产品或制剂,其价格成本、质量、功效截然不同的实质原因。
由于灵芝三萜类化合物的特殊性及其广泛的生理功能,日本健康和营养食品协会认定三萜类才是判断灵芝产品品质的重要指标。
 
3药理研究
 
随着现代科学对灵芝研究的深入,至目前为止,总共分离到350余种化学成分,其中不少化学成分在抗肿瘤、保肝、降血糖、降血脂、增强单核吞噬细胞系与NK细胞功能、增强体液免疫功能、抗放射、镇痛、镇静、抗衰老等方面显示出了较强的活性。其中三萜类化合物就达170余种,其中灵芝三萜的在抗肿瘤药理的研究成为此项研究的重中之重。 南京数位科学家与法国科学院Amu Therwath院士所领导的法国医学科学院分子实验室的战略结盟,潜心于灵芝三萜探秘。 经过几年研究并通过大量的实验证明:并非所有的灵芝三萜都具有抗癌效果,而赤灵芝孢子内的四环三萜、五环三萜则可以直接或间接毒杀肿瘤细胞。Amu Therwath院士以羊毛甾烷型(lanostane type)四环三萜为例,说明其结构特点是:A/B、B/C、C/D环均为反式;C10位、C13位有β-CH3;C17位为β-侧链;C14位有α-CH3;C20位为R构型。羊毛甾烷型四环三萜的灵芝提取物在研究中显示出对肝恶性肿瘤细胞的抑制作用,然而对正常肝细胞并无抑制效果,其机理为快速降低细胞生长调控蛋白PKC和p38MAP激酶的活力以及延缓JNK的激活。它们多属于羊毛甾烷高度氧化的衍生物,共有C30、C27、C24三种骨架,如lucidenic acid A就属于C27骨架的羊毛甾烷型。 Amu Therwath院士将这一类对恶性肿瘤有极强抑制作用与毒杀功能的赤灵芝孢子四环三萜、五环三萜称为“聚能萜”。他表示,“聚能萜”正是灵芝抗肿瘤的奥秘所在。而开发灵芝类抗肿瘤产品最终落脚点和效果衡量标准就是该产品中“聚能萜”
 
4作用
 
灵芝三萜是灵芝孢子粉当中发挥抗炎、镇痛、镇静、抗衰老、毒杀肿瘤细胞、抗缺氧等作用的主要功效成分,实验证明灵芝三萜类具有迅速提高免疫力的作用,同时能够激活化疗药物难以杀死的G 0期肿瘤细胞,进行单独和联合毒杀。
人体肿瘤细胞60%为增殖细胞,是肿瘤发展、长大、转移的基础,对人体危害极大,但对放化疗敏感,易杀灭;40%为G0期细胞,又叫休眠期细胞,不分裂,不生长,但对放化疗不敏感,难以被化疗等药物杀死。当某些因素使增殖期细胞大量死亡时(如化疗时),G0期肿瘤细胞即可进入增殖周期,成为肿瘤复发的根源。灵芝三萜最大的特点表现为可激活化疗药物难以杀死的G0期肿瘤细胞,驱使其进入细胞生长期,然后联合化疗或单独毒杀它,防止其结束休眠期后大量繁殖和转移。灵芝三萜对G 0期细胞的独特作用
 
5相关资料
 
北京大学医学部教授、中国食用菌协会副会长、灵芝研究著名专家林志彬教授就曾在《医学学报》(37[7]:574-578)上发表《灵芝三萜类化合物药理作用研究进展》一文中,详细的阐述了灵芝三萜抗肿瘤的机理,并旗帜鲜明地指出,灵芝三萜具有直接抑制肿瘤细胞和良好的阵痛作用。新加坡皇家医药研究中心则证实自然界中除灵芝外其它植物很少含有三萜类,灵芝三萜广泛的生理活性是灵芝(孢子)产品品质控制和功效的重要参数。世界科学及文献也对灵芝三萜进行了深入的研究,共同印证了灵芝三萜(尤其是四环、五环三萜)抑制肿瘤这一真理。
 
“在迄今所发现的103种三萜类化合物中,大部分具有生理活性,可直接毒杀肿瘤细胞和间接抑制肿瘤生长,另外,ganodericacid A、B、C、D抑制组织胺的释放,ganodericacid抑制血管紧张索酶的活性,赤芝孢子酸A降低转氨酶的升高,赤芝孢子内脂A降低胆固醇,等等广泛的生理活性使三萜类逐渐成为灵芝(孢子)品质控制的重要参数。自然界中除灵芝外其它植物很少含有三萜类。三萜类可用甲醇、乙醇、乙醚等作提取原料,然后用乙烷、乙酸乙酯等进行萃取分离出来。”——新加坡皇家医药研究中心
 
“灵芝提取物,在预防癌症发生模式、癌症初期治疗模式、癌症后期治疗模式中,均有抑瘤效果。”——台湾蔡宗统 摘自《灵芝研究专题讨论会论文摘要集》。
 
“目前所知三萜类的种类在灵芝种中,已发现将近二百多种。其他植物中亦有三萜类,但是灵芝含有特殊三萜类( 特称为“灵芝酸” ) ,为其他植物所没有,灵芝中含有三萜类的主要功能为:抑制癌细胞生长、抑制组织胺释放,防止过敏、促进肝功能、促进血小板凝集、以及降血脂,防中老年人发生心血管发面的疾病。”——《灵芝三萜》韩国植物药研究中心。
 
“三萜类(Trierponoides),以四环三萜化合物为主,具有抗癌、促进肝功能、抗过敏、抗炎止痛之功效。灵芝中三萜含量很高,而其它药用植物含量则很少。”
 
6灵芝三萜
 
各国对灵芝的研究中,关于灵芝子实体、菌丝体的化学成分,以及灵芝三萜(即灵芝酸)研究最为详细,结构明确可被现代科学与医学广为利用,灵芝三萜是灵芝抑肿瘤研究的风向标。世界灵芝三萜研究专家发表了越来越多的论文,证明三萜类化合物是灵芝的主要药理成分,是灵芝发挥抗炎、镇痛、镇静、抗衰老、毒杀肿瘤细胞、抗缺氧等作用的主要功效成分实验证明灵芝三萜类具有迅速提高免疫力的作用,表现在促进淋巴细胞增殖,提高巨噬细胞、NK细胞、T细胞的吞噬能力和杀伤力,并直接和间接毒杀肿瘤细胞,同时能够激活化疗药物难以杀死的G0期肿瘤细胞,进行单独和联合毒杀。
灵芝三萜对G0期细胞的独特作用,以及对恶性肿瘤复发转移的有效遏止,弥补了传统肿瘤治疗(手术、放疗、化疗)的不足,成为肿瘤免疫治疗中的主力军。

7研究成果

抗肿瘤作用
《中国药学杂志》2012年发表《灵芝抗肿瘤作用机制的研究概述》(中国药学杂志, 2012第22期)文章认为:灵芝可以通过抑制肿瘤细胞的分裂与增殖、促进肿瘤细胞死亡、抑制肿瘤细胞的侵袭和转移、调节免疫系统,以及辅助常规治疗等方法发挥抗肿瘤作用。 LiuR.M. 等2011年于《国际植物治疗和植物药理学杂志》(Phytomedicine International Journal of Phytotherapy & Phytopharmacology)发表《Ganoderic acid Mf and S induce mitochondria mediated apoptosis in human cervical carcinoma HeLa cells》:从灵芝发酵菌丝中分离得到一对位置异构体:灵芝酸 Mf和灵芝酸S ,随后的 MTT实验表明,二者均能够抑制人体的多种癌细胞株的增殖 。 刘峰等探究灵芝三萜在小鼠体内的肿瘤抑制能力,发现灵芝三萜组分 GLE对S180 肉瘤小鼠及前期研究的 H22肝癌小鼠体内具有一定的抗肿瘤作用(《中国新药杂志》2012年第23期)。 NguyenV.T. 等人从越南灵芝中分离出了两类新的三萜类化合物,其中一种对 PC-3细胞有明显的抑制作用,而已发现的16种三萜类化合物中有一种表现出了强有力的阻碍血管生成的能力(《植物药学快报》Phytochemistry Letters 2015年第12期。)

抗炎作用
DudhgaonkarS.等研究发现,灵芝三萜能够抑制由脂多糖( LSP)引起的各种炎症反应(见《国际免疫药理学》2009年9期)。
KoH.H.等从赤芝和松杉灵芝中共分离获得 12种三萜类和甾醇类化合物,其中化合物 10通过FMLP/ 细胞松弛素 B(CB )的刺激,对大鼠中性粒细胞甲酰基β -葡萄糖醛酸酶的释放有明显的抑制作用;化合物 9还可以防止紫外线对人类角质形成细胞B(UV-B )造成的光损伤,从而可以保护细胞免受光损伤(见《植物化学》2008年69期)。
HasnatM.A. 等研究发芽的糙米上长出的灵芝的生理活性情况,通过免疫荧光法发现,其可抑制结肠炎小鼠的 NF-kB通路;而通过免疫组织化学着色法发现了 COX-2和IL-1 β的表达,最后的动物学实验表明,这类灵芝三萜可以显著缓解结肠炎小鼠的病情 (见《植物化学》2015年114期)。
ChoiS. 等发现,从灵芝 RAW264.7细胞中提取的三萜成分可以通过 AKT-Nrf2通路对血红素氧合酶-1施加影响,为灵芝三萜的抗炎能力的机制提出了一个新的研究方向(《毒理学与应用药理学》Toxicology and applied pharmacology, 2014年第280期)。

护肝作用
黄宗锈等采用经典的 CCl4模型,同时给予动物低、中、高剂量的灵芝三萜,通过血清生化指标的检测,发现灵芝三萜能够明显抑制 CCl4引起小鼠血清谷丙转氨酶( ALT)和谷草转氨酶(AST)的升高,此外灵芝三萜还能使肝脏组织形态学上的肝细胞变性、坏死程度得到明显的改善和恢复,表明灵芝三萜对 CCl4引起的肝脏损伤有较好的保护作用 (预防医学情报杂志, 2010年11期)。 鲍琛等发现,灵芝三萜对高脂饲料所致非酒精性脂肪肝小鼠具有保肝调脂作用,其高、中剂量的灵芝三萜都明显表现出了对肝脏的保护作用,可以降低非酒精性脂肪肝小鼠肝脏中 TG、TC、丙二醛( MDA)含量,提升超氧化物歧化酶( SOD)的活力,且通过组织病理学检查后发现,小鼠脂肪肝程度和肝细胞坏死程度有明显减轻(中国现代应用药学, 2014年2期)。 Liu L.Y. 等从茶病灵芝中提取了10类三萜成分,其中有5种是新发现的三萜,且有6类在细胞学试验中表现出了护肝作用,保护了 HL-7702细胞不被DL- 半乳糖胺诱导产生细胞损伤。

抗病毒作用
Min B.S.等从赤芝孢子粉中分离得到了灵芝酸,体外试验表明其对 HIV-1蛋白酶活性有明显抑制作用,其 IC50为20 μmol/L。 (Chem Pharm Bull (Tokyo), 1998, 46(10): 1607-1612.) Sato N.等研究表明,从赤芝与紫芝中提取分离得到的三萜,对HIV-1病毒、HIV-1 蛋白酶均有一定的抑制作用。赤芝中的灵芝酮三醇和灵芝醇 F可抑制由HIV-1 诱导的MT24细胞的细胞毒性效应。
在抗 HIV-1蛋白酶实验中,赤芝中的灵芝酸 B和灵芝醇B 对HIV-1蛋白酶的活性有较强的抑制作用,从紫芝中分离到的灵芝酸 GS-2、20- 羟基赤芝酸 N、20(21)- 二羟基赤芝酸 N和灵芝醇F 对HIV-1蛋白酶的活性也有一定的抑制作用, IC50在20 ~40μ mol/L。(Chemical &Pharmaceutical Bulletin, 2009, 57(10): 1076-1080.) Zhang W. 等发现, Lanosta-7,9(11),24-trien-3-one,15;26-dihydroxy(GLTA) 和GanodericacidY( GLTB)两类灵芝酸可以抑制肠病毒 71对人体的感染,通过与肠病毒 71反应来阻止肠病毒71吸附正常细胞,进而保护人体免受肠病毒 71的侵害。(Biochemical and biophysical research communications, 2014, 449(3): 307-312.)

抑菌作用
灵芝三萜对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌都有一定的抑制作用。刘高强等人对灵芝三萜的抑菌能力进行研究后发现,赤芝发酵菌体中的三萜对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草芽孢杆菌及青霉、黑霉均有明显的抑制作用,其最小抑菌浓度分别为25mg/mL、 25mg/mL、50mg/mL 、50mg/mL和 100mg/mL(《时珍国医国药》, 2008年11期)。 LiW.J. 等通过液-质联用方法,从黑芝中分离获得 8种灵芝酸,经体外抑菌试验发现, 8种灵芝酸对金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、变形杆菌和大肠杆菌均有明显的抑制作用,在抗菌制剂应用方面有潜在的药用价值 。(Biochemical and biophysical research communications, 2014, 449(3): 307-312.)

抗氧化能力
刘丙进等研究发现,灵芝三萜类可能通过增强机体清除氧自由基的能力和抗氧化功能,减轻自由基的损伤效应,减少脂质过氧化反应的发生和脂质过氧化产物的生成,维持细胞内环境的稳定,从而起到保护细胞,延缓衰老的作用 (见《海峡药学》, 2011年第3期)。 周晓等人通过DPPH法和羟自由基清除法研究灵芝三萜的抗氧化能力,发现灵芝三萜具有较强的抗氧化能力,且随着浓度的增加而变强,而经超声辅助提取法获得产物的抗氧化能力要高于传统浸提法(《食品工业》, 2015年第6期)。

其他
(1)减少哮喘。LiuC.等发现,灵芝酸C1可以减少哮喘病人的外周血单核细胞产生的 LPS诱导的TNF- α,或能为哮喘治疗提供一个新的研究方向。(InternationalImmunopharmacology, 2015, 27(2): 224-231.)
(2)治疗皮肤冻伤。 ShenC.Y.等制造了基于纳米脂质载体的外用灵芝三萜胶体,其可用于治愈皮肤冻伤,且效果明显高于无载体灵芝三萜胶体。(Chinese Journal of Natural Medicines, 2015, 13(6): 454-460.)
(3)抗辐射。 SminaT.P.等评估了灵芝三萜阻止γ辐射诱发的小鼠肝细胞线粒体和微粒体膜损伤的能力,以及用于体内间接疗法治疗 pBR322质粒DNA 受γ辐射引起的 DNA断裂的可能性,结果表明灵芝三萜可以有效防止由辐射引起的膜损伤和 DNA的断裂。(Chemico-biological interactions, 2015, 233: 1-7.)
(4)抗疟原虫。 MaK.等从灵芝中提取了9类三萜成分,其中的 1、2 、6成分具有较好的抗疟原虫能力,而 5、7 、8、 9成分会与LXR β产生竞争效果,其 EC50值分别为203.00nM 、8.32nM、 257.00nM、86.70nM。(Tetrahedron, 2015, 71(12): 1808-1814.)
(5)降血糖。 MaH.T.等通过动物实验发现,灵芝三萜可以通过抑制糖醛还原酶与α -葡糖苷酶的活性,进而抑制餐后的血糖上升,可以作为糖尿病症的辅助药剂(见《植物化学》2015年114期)。

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