一、芹菜素的概述
芹菜素,又称芹黄素或洋芹素,是一种天然的黄酮类小分子化合物。其来源广泛,于 1900 年首次被发现,以植物黄色素的形式存在于多种植物中。
化学性质方面,芹菜素的分子式为 C15H10O6,纯品为黄色晶体状粉末,是一种天然抗氧化剂。其熔点较高,在 347~348℃,几乎不溶于水,部分溶于热酒精,溶于稀 KOH 溶液。
在蔬菜水果中分布广泛,如芹菜、大蒜、西兰花、洋葱、苹果、橙子等,其中以芹菜中含量最高。此外,在瑞香科、马鞭草科、卷柏科植物中也有分布,在一些药用植物如车前子、络石藤等中也有很高的含量,植物源性饮料如茶、酒以及一些调味品中也有分布。
芹菜素作为天然黄酮类化合物具有独特性。与其他黄酮类物质相比,它具有低毒、无诱变性等特点。同时,它具有多种生物活性,如抗肿瘤、心脑血管保护、抗病毒、抗菌等。其独特的化学结构赋予了这些生物活性,黄酮的 5 和 7 位均被羟基取代,这种结构决定了其在生物体内的吸收、分布、代谢和排泄等过程,进而影响了其药理作用的发挥。
二、芹菜素的药理作用
(一)对糖尿病肾病的作用
芹菜素对糖尿病肾病具有多方面的作用。研究表明,芹菜素是一种可溶于水的黄酮类化合物,具有降低血糖的作用。它可以抑制肝脏糖原的分解,促进肝细胞对葡萄糖的摄取,同时增加胰岛素受体的数量,提高胰岛素的敏感性,减少胰岛素的抵抗性。此外,芹菜素还可以保护肾脏功能,减轻肾脏负担。研究显示,芹菜素可以降低血压,减少肾小球滤过率的损伤,防止肾功能恶化,特别是对于糖尿病患者来说,具有显著的保护作用。芹菜素具有强烈的抗氧化能力,可以抑制自由基的产生和氧化应激,减轻细胞损伤和炎症反应,从而延缓糖尿病肾病的发展。同时,芹菜素可以抑制葡萄糖的非酶糖化反应,减少糖化终产物的生成和堆积,改善糖尿病患者的血糖代谢和肾小管的结构。
(二)多种保健作用
芹菜素具有抗氧化、降血压、降血脂、抗菌、抗肿瘤等多种作用。在抗氧化方面,芹菜素可以清除自由基,减少氧化损伤,降低机体内氧化应激水平。对于高血压患者,芹菜素可以降低血压,有一定的缓解作用。在降血脂方面,芹菜素可以降低血脂水平,对于预防和治疗高脂血症、动脉粥样硬化等疾病有一定的保健作用。芹菜素对多种细菌、真菌、病毒等具有抑制和杀灭作用,对于预防和治疗感染性疾病有一定的作用。此外,芹菜素可以抑制肿瘤细胞的生长和增殖,具有一定的抗肿瘤作用。
(三)减轻糖尿病大鼠肾小管细胞内线粒体氧化应激
研究发现,芹菜素抑制 CD38 可通过恢复糖尿病大鼠肾小管细胞内 NAD+/NADH 比和 Sirt3 活性而减轻线粒体氧化应激。芹菜素可显着减少糖尿病大鼠的肾脏损伤,包括肾小管间质纤维化,肾小管细胞损伤和促炎基因表达。此外,芹菜素下调了糖尿病大鼠肾脏中 CD38 的表达,并增加了细胞内 NAD+/NADH 的比例和 Sirt3 介导的线粒体抗氧化酶的活性。在体外,芹菜素或 CD38 抑制 CD38 活性会增加在高葡萄糖条件下培养的肾近端肾小管 HK2 细胞的 NAD+/NADH 比和 Sirt3 活性。
(四)对扑热息痛致急性肝损伤的保护
芹菜素对扑热息痛致急性肝损伤具有较好的保护作用。体内实验中,经芹菜素预防给药 7 天后,小鼠血清 ALT 和 AST 水平呈剂量依赖性降低,肝组织的损伤程度得到改善。芹菜素组肝中的还原型谷胱甘肽(GSH)含量有不同程度的升高,肝组织中 GR 和 SOD 活力都明显增加。体外实验中,肝细胞经芹菜素处理后,培养上清液中 ALT、AST 活力和 MDA 含量呈剂量依赖性降低,而细胞内 GR 活力则逐渐增加。结论表明,芹菜素对扑热息痛引起的急性肝损伤的保护作用机制可能主要与通过增加肝组织中的 GR 活力而提高 GSH 含量有关,其次与通过提高 SOD 活力增加清除扑热息痛产生的活性氧有关。
(五)对神经细胞的保护
芹菜素对神经细胞具有保护作用。作为一种抗氧化剂,芹菜素能通过直接清除或降低神经细胞内活性氧水平或降低脂质氧化终产物丙二醛含量,提高 SOD、CAT 活力和 GSH 等抗氧化因子水平,抑制氧化应激对神经细胞的毒害作用,并且能通过螯合金属铁离子、降低游离铁离子的水平从而保护神经元细胞。芹菜素能够阻止炎症级联反应,抑制细胞因子的释放,从而减轻神经炎症对神经细胞的毒害作用。大量动物实验表明芹菜素能够通过多靶点、多通路潜在改善神经退行性疾病、脑缺血、抑郁症等多种神经系统疾病,在治疗神经系统疾病方面具有潜在前景。