《CyTA - Journal of Food》：Evaluation of antioxidant, anti-inflammatory, analgesic, and antidepressant activities of different extracts from Ammodaucus leucotrichus
编辑推荐：
本研究对源自Oued Souf地区Ammodaucus leucotrichus的多种提取物（包括乙醚、乙酸乙酯、正丁醇及水相提取物）进行了系统评估，揭示了其在抗氧化（通过DPPH、FRAP、TAC、溶血实验评估）、抗炎（通过白蛋白变性抑制实验评估）、镇痛（通过热板与扭体实验评估）及抗抑郁（通过强迫游泳与悬尾实验评估）等方面的显著生物活性。结果显示，不同提取物在不同模型中各具优势，其中乙酸乙酯提取物在DPPH与FRAP实验中抗氧化活性最强，正丁醇提取物展现出最强的抗炎与镇痛效果，而乙醚与正丁醇提取物则在抗抑郁模型中表现突出。这些发现支持了A. leucotrichus提取物作为一种具有多重治疗潜能的天然来源，为开发用于治疗氧化应激、炎症、疼痛及情绪障碍相关疾病的天然产物提供了科学依据。
引言
在全球范围内，特别是发展中国家，药用植物及其衍生物用于治疗和营养目的是一种根深蒂固的做法，高达80%的人口依赖草药来满足初级医疗保健需求。与传统合成药物相比，草药治疗因其安全性和副作用小而受到重视。药用植物的选择关键因素包括生物活性化合物的丰富性、在自然界中的可获得性以及易于栽培。其中，黄酮类、生物碱、单宁和香豆素等活性化合物表现出多样的生理和治疗作用。黄酮类化合物尤其因其在人类饮食中的广泛存在及其影响生物利用度、代谢和生物功效的复杂结构而备受研究关注。
Ammodaucus leucotrichus是伞形科中一种在阿尔及利亚突出的物种，适应萨哈拉地区年降水量少于100毫米的干旱生物气候条件。这种一年生草本植物适应沙漠环境，通常在沙质或砾石土壤中生长，在三月至五月间开花，其果实具有独特的毛状结构。在阿尔及利亚，A. leucotrichus通常被称为“Moudrayga”或“El Massoufa”，是一种传统上用于治疗多种健康状况的药用植物。其叶子和种子在春季采集，用作茶或香料中的调味剂。该植物以煎剂或浸剂形式服用，用于治疗消化和肝脏疾病、高血压、胸痛、胃肠炎和糖尿病。其果实被广泛认为具有调节血糖的特性，并用于治疗胃和结肠疾病。种子用于治疗胃部不适、伤口感染、皮肤过敏、蝎子和蛇咬伤以及生殖问题。叶子有助于改善消化、恢复食欲并缓解胸部不适和咳嗽。此外，A. leucotrichus还以其抗过敏特性而闻名，并用于治疗腹泻、呕吐、肠道蠕虫、发烧、便秘、痉挛、绞痛和厌食症。该植物还被认为具有壮阳、通经和堕胎的特性。其丰富的黄酮类含量被认为是这些药用应用的基础。抗氧化、镇痛和抗抑郁活性之间存在着互补关系，共同增强了植物提取物的整体治疗潜力。抗氧化活性有助于减少与抑郁症等神经系统疾病发展密切相关的氧化应激。镇痛特性通过缓解常与抑郁状态相关的身体疼痛来改善整体健康状况。因此，这些生物活性的整合表明提取物具有多方面的治疗潜力，使其成为管理心理和炎症性疾病的有希望的候选者。
材料与方法
植物材料与提取方法
植物A. leucotrichus及其种子来源于阿尔及利亚东南部撒哈拉地区的Oued Souf地区。植物的鉴定由Chouikh Atef教授完成。研究中，将植物材料干燥并研磨成细粉以增加表面积并增强提取过程中溶剂的渗透。然后使用85%甲醇（甲醇与蒸馏水以1:10的重量体积比混合制备）在4°C下提取72小时以溶解极性化合物。混合物通过棉布过滤，得到液体提取物（滤液）和固体残留物（沉淀）。残留物用新鲜的85%甲醇再进行两次提取，每次提取后都进行过滤。如果仍有残留，则用50%甲醇进一步提取两次，每一步都涉及过滤。所有甲醇滤液合并，过滤去除颗粒，并通过在35°C下低压蒸发浓缩，得到水相。该水相用石油醚洗涤以去除非极性杂质（例如蜡、脂质、叶绿素），使目标化合物保留在水相中。然后使用极性递增的溶剂：乙醚、乙酸乙酯和正丁醇，对该纯化的水相进行顺序提取。每种溶剂使用三次，有机相中含有目标化合物。最后，每个有机相通过低压蒸发浓缩并冻干，得到四种不同的提取物。
抗氧化活性评估
通过多种体外实验评估了提取物的抗氧化活性。DPPH自由基清除实验：将不同浓度的植物提取物甲醇溶液与0.1 mM DPPH溶液混合，在室温下避光孵育15分钟后，在517 nm处测量吸光度，计算抑制率。抗坏血酸用作参考化合物。FRAP（铁还原抗氧化能力）实验：将植物提取物与磷酸盐缓冲液、1% K3[Fe(CN)6]溶液混合，在50°C水浴中孵育20分钟，然后加入三氯乙酸，离心后取上清液与蒸馏水和FeCl3混合，在700 nm处测量吸光度。吸光度增加表明还原能力更强。总抗氧化能力（TAC）测定：使用磷钼酸盐法，将提取物溶液与含有硫酸、磷酸钠和钼酸铵的试剂混合，在95°C水浴中孵育1小时后冷却，在695 nm处测量吸光度，抗氧化能力以每克提取物中抗坏血酸当量毫克数表示。溶血实验：将人红细胞与不同浓度的提取物混合，孵育后加入H2O2、FeCl3和抗坏血酸溶液，孵育1小时后离心，在540 nm处测量上清液吸光度，计算溶血百分比。
抗炎活性评估
通过白蛋白变性抑制实验评估提取物的抗炎特性。将新鲜鸡蛋的蛋清蛋白与磷酸盐缓冲盐水以及不同浓度的植物提取物混合。混合物先在37°C孵育15分钟，然后立即在70°C水浴中放置5分钟。冷却后，对植物提取物和阳性对照药ASPEGIC?进行离心，随后在660 nm处测量吸光度。ASPEGIC?用作阳性对照。使用公式计算蛋白质变性抑制的百分比。
镇痛与抗抑郁活性体内评估
使用雄性Wistar大鼠进行体内实验。急性毒性评估采用改良的Lorke方法，通过腹腔注射不同剂量的提取物，观察动物的行为变化和死亡率。镇痛活性通过热板实验和扭体实验评估。在热板实验中，动物被放置在加热至55°C的板上，记录从放置到其后爪舔舐或跳跃反应之间的潜伏期。在扭体实验中，动物腹腔注射乙酸，记录30分钟内扭体发生的总次数，计算扭体抑制百分比。抗抑郁活性通过强迫游泳实验和悬尾实验评估。在强迫游泳实验中，将大鼠单独放入装有水的圆柱形容器中，记录其在最后4分钟内的不动时间，不动时间减少表明抗抑郁样效应。在悬尾实验中，用胶带将大鼠尾部末端约1 cm处粘住，使其悬空，记录6分钟内不动持续时间，不动定义为动物被动悬挂且完全静止。
结果
提取物得率、颜色与外观
提取过程后，水相提取物得率最高，为6.9%，其次是乙酸乙酯提取物（3.7%）、正丁醇提取物（1.9%）和乙醚提取物（1.7%）。
抗氧化活性结果
在DPPH自由基清除实验中，IC50值显示抗氧化效果从高到低依次为：乙酸乙酯提取物、乙醚提取物、正丁醇提取物、水相提取物。乙酸乙酯提取物显示出最高的DPPH清除活性，接近标准抗坏血酸的效能。在FRAP实验中，乙酸乙酯提取物同样表现出最高的抗氧化活性，其EC50值最低。在总抗氧化能力（TAC）测定中，乙醚提取物显示出最高的抗氧化能力。在溶血实验中，乙酸乙酯提取物表现出显著的抗溶血活性，其IC50值最低。
抗炎活性结果
在白蛋白变性抑制实验中，正丁醇提取物表现出比其他提取物显著更高的抗炎功效，其IC50值最接近阳性对照药ASPEGIC?。
急性毒性评估结果
在整个试验期间，所有给药剂量在急性毒性测试中均未观察到死亡。此外，没有出现行为毒性迹象，如腹泻、流涎、流泪、排便、排尿、多动、攻击性、竖毛、抽搐或震颤。
镇痛活性结果
在热板实验中，注射各种提取物30分钟后，乙醚提取物在40 mg/mL浓度下表现出最强的镇痛效果，耐受时间约为27秒。所有提取物在20 mg/mL和40 mg/mL浓度之间均显示出高度显著差异。在扭体实验中，正丁醇、水相和乙醚提取物在20和40 mg/mL浓度下显示出高抑制率，表明其在减少疼痛反应方面的功效。正丁醇提取物在40 mg/mL浓度下的疼痛抑制效果估计为84.55%，镇痛效果超过阿司匹林。
抗抑郁活性结果
在强迫游泳实验中，40 mg/mL浓度在所有四种测试的提取物中 consistently 产生了更优的结果。乙醚提取物在此浓度下表现出最显著的效果，将不动时间减少到仅10秒。在悬尾实验中，40 mg/mL浓度证明了所有四种提取物的有效性。正丁醇提取物在此浓度下记录了最低的不动时间，为18.52 ± 3.24秒，表明其具有强烈的抗抑郁效应。
讨论
提取物得率受生物群落特性和所采用的提取方法影响。本研究采用的提取方法旨在分离不同的黄酮类组分。乙醚提取物富含黄酮苷元，乙酸乙酯提取物主要含有黄酮单糖苷，正丁醇提取物含有二糖苷化和三糖苷化黄酮，水相提取物则富含高极性黄酮。与粗提物相比，目标提取物的得率通常较低，这是因为目标提取方法专注于分离特定的生物活性化合物，在洗涤、纯化或溶剂使用过程中可能会导致其他成分的损失。然而，较高的粗提物得率并不一定意味着更优的功效，因为目标提取物旨在浓缩生物活性化合物，从而增强其治疗潜力。
在抗氧化活性方面，本研究结果与先前的一些研究一致，但也存在差异，这可能归因于所使用的植物部位或溶剂的差异。这些抗氧化活性很大程度上归因于酚类化合物的存在。黄酮类和相关多酚对药用植物的抗氧化特性有显著贡献。乙酸乙酯提取物在DPPH、FRAP和溶血实验中表现出更高的潜力，这可能是由于其中黄酮单糖苷的浓度较高，已知其能有效清除自由基并保护红细胞免受氧化损伤。乙醚提取物在TAC方法中表现更好，这可能归因于非糖基化黄酮（苷元）的存在。关于正丁醇提取物，我们假设其在白蛋白变性实验中的优异表现可能归因于其较高的黄酮二糖苷和三糖苷含量，已知这些化合物具有有效的抗炎特性。
先前的研究也支持A. leucotrichus的抗炎潜力。其果实的精油在角叉菜胶诱导的大鼠爪水肿模型中显示出显著的抗炎特性，与标准抗炎药双氯芬酸效果相当。同样，A. leucotrichus的正丁醇提取物也表现出与双氯芬酸相当的抗炎活性。此外，该植物的水乙醇提取物能够显著减少免疫细胞受刺激后产生的一氧化氮，表明其在调节炎症过程中的作用。一些植物提取物甚至能在低浓度下通过稳定热应激下的人血清白蛋白来减少炎症。
镇痛活性主要通过抑制COX-2酶来实现。热板实验被广泛用作评估神经性疼痛的模型，中枢性镇痛剂可通过在脊髓水平的作用延长反应时间。在扭体实验中，腹腔注射乙酸会增强某些炎症介质的释放，包括缓激肽、血清素、组胺和前列腺素，这些介质的释放负责进一步的腹部绞痛或疼痛。本研究发现，正丁醇提取物在40 mg/mL浓度下具有84.55%的疼痛抑制效果，其镇痛效果超过阿司匹林，这证明了该提取物的有效性。
抑郁症是一种普遍的情绪障碍，深刻影响个体。当前的治疗促使人们探索新的天然化合物以寻求更有效的治疗方法。强迫游泳实验中观察到的游泳行为显著受血清素能神经传递的影响，突出了血清素在调节情绪和行为中的关键作用。血清素水平充足会鼓励主动游泳行为，减少被动、不动状态的时间。从生化角度来看，大脑特定区域血清素的增加增强了应对压力或强制条件的能力，这与对抑郁状态的适应力提高相关。在悬尾实验中，攀爬行为是运动活动的指标，主要由去甲肾上腺素能神经传递控制。去甲肾上腺素在调节对压力的行为反应中起着至关重要的作用。大脑中去甲肾上腺素依赖性神经通路的激活可以增强运动活动，驱动主动行为，例如在悬尾实验中的攀爬尝试。这种行为反映了生物体通过刺激身体活动来应对环境挑战的能力。
乙醚提取物似乎主要表现出中枢性镇痛和抗抑郁样作用，这可能解释了其在热板实验和强迫游泳实验中的优异表现。相比之下，正丁醇提取物似乎发挥更外周的抗抑郁作用，这可以解释其在扭体实验和悬尾实验中的更大功效。这些发现表明，两种提取物可能对不同的目的具有治疗价值，其不同的作用机制与其植物化学成分有关。这种生物活性的变异性值得进一步研究，以更好地理解其潜在机制和潜在的临床应用。
本研究的一个关键局限性在于体内实验使用的样本量较小。这在行为检测的背景下尤其重要，例如评估镇痛和抗抑郁活性的实验，这些实验本身具有很高的个体间变异性。未来的研究应考虑更大的样本量以验证这些发现并确保更可靠的结论。黄酮类化合物已知对大脑有多种影响。多项临床前研究表明，某些黄酮类化合物具有抗抑郁潜力，可以逆转抑郁症状。在这些研究中，从天然植物来源提取的黄酮类化合物在细胞培养和动物模型中均报告具有抗抑郁样作用。
结论
总体而言，这些发现强调了Ammodaucus leucotrichus提取物，特别是乙醚、乙酸乙酯和正丁醇提取物，作为天然抗抑郁、镇痛、抗氧化和抗白蛋白变性剂的潜在候选者的治疗前景。乙酸乙酯提取物在DPPH和FRAP实验中显示出最强的抗氧化活性，正丁醇提取物表现出最强的抗炎和镇痛效果，而乙醚和正丁醇提取物则在抗抑郁模型中表现突出。需要进一步的研究来分离和表征活性化合物，并探索其在临床环境中的作用机制。
