杨树花抗菌作用及机制的研究进展

    耿健++向志宇++韩建鑫++赵宝凯

    摘要：随着抗菌药物在临床预防与治疗中的广泛、长期使用，抗菌药物的预防和治疗效果下降问题日益严重。中药因其特殊的抗菌机制且不易产生耐药性等特点而受到广泛关注。杨树花作为传统中药，在我国分布广泛，具有解热、镇痛、抗炎、抗菌等作用。杨树花可通过影响细菌能量合成、改变细胞完整性和提高机体免疫力方面发挥抗菌作用，就杨树花的抗菌作用及机制的研究进展进行了综述。

    关键词：杨树花；细菌；抗菌；作用机制

    中图分类号：S853.72 文献标识码：B 文章编号：1007-273X（2017）01-0013-02

    近年来，随着对抗菌药物研究的不断深入，人们逐渐意识到化学药物的过度使用带来了诸多问题，抗生素长期使用及不合理使用将导致细菌的耐药性问题加剧，药物残留问题和食品安全问题也受到越来越多的关注。因此有必要开发和利用纯天然中药来解决这一问题[1]。杨树花为杨柳科植物毛白杨（Populus tomentosa Carr）、加拿大杨（Populus canadensis Moench）或同属数种植物的干燥雄花[2]，主要药用成分为黄酮类化合物和酚苷类化合物[3]。近年来国内外学者对杨樹花的解热、抗炎、分离纯化等研究相对集中，与此同时，兽医临床上利用杨树花治疗家畜的各种细菌性痢疾以及肠炎也取得了新的进展[4]。本文对杨树花抗菌作用及作用机理进行了介绍，以期对深入了解杨树花的抗菌作用及进一步的研究提供理论依据。

    1 杨树花抗菌作用

    杨树花中主要含有黄酮类化合物和酚苷类化合物，同时富含多种维生素、有机酸、生物碱等，具有抗肿瘤、解热镇痛、抗菌、增强免疫力等多种功效。

    研究表明杨树花具有广谱的抗菌作用，杨树花的抗菌作用分为直接抗菌、抑制细菌的增长以及协同抗生素抗菌三种。有报道称毛白杨叶对畜禽常见病原菌如大肠杆菌、绿脓杆菌、鸡白痢沙门氏菌、猪丹毒杆菌、金黄色葡萄球菌、巴氏杆菌、鼠沙门氏菌、变形杆菌等均有一定的抑制作用[5]，但不同的提取方式对细菌的抑制作用不同[6]。据李宏胜等[7]报道，杨树花对常引起奶牛乳房炎的链球菌和克雷伯氏菌高度敏感，且同氟哌酸的比较中发现，氟哌酸对两种菌为中度敏感，杨树花的抑菌效果优于氟哌酸。2014年有报道，杨树花与抗生素联用，对鸡源大肠杆菌具有较强的体外抑菌活性。杨树花与头孢噻呋、氟苯尼考联用表现出协同作用，MIC值可降低4倍[8]。在日粮中添加中药复方杨树花预混剂对鸡肠道菌群的影响较大，试验中发现复方杨树花素可使空肠中大肠杆菌和沙门氏菌的数量分别降低13.04%和10.22%，同时还使乳酸杆菌的数量增加8.4%，增加肠道内益生菌，增强机体消化功能[9]。这与李金良等[10]关于杨树花提取物对灵长类肠道大肠杆菌和沙门菌有明显的抑制作用的报道相一致。杨树花除与抗生素联合使用外，还可以与黄芩联合使用，在体内和体外均有良好的抗细菌感染的效果[11]。说明杨树花可作为单独抑菌药使用外，还可以同抗生素及其他中药联用。

    杨树花早期作为治疗畜禽痢疾性疾病的药物，具有见效快、副作用小等优点。可有效抑制引起痢疾的畜禽肠道大肠杆菌，早在1996年，于船等[12]研究表明，利用杨树花治疗仔猪白痢治愈率达到86.7%。说明杨树花可以非常有效地抑制猪体内大肠杆菌的生长。董发明等[13]在研究兔源大肠杆菌的体外抑菌试验中发现，杨树花及其复方制剂对体外兔源大肠杆菌具有很好的抑制效果，能够有效抑制大肠杆菌的生长繁殖。同时在动物试验中还发现杨树花对兔腹泻同样具有良好的效果。同样在杨树花治疗大肠杆菌引起的羔羊痢疾中发现，其能有效治疗6周龄内的羔羊痢疾，有效抑制羔羊体内大肠杆菌的生长[14]。

    2 杨树花的抗菌机制

    中药在抗菌作用方面的机理不同于西药，作用机理较为复杂，目前的研究重点已从中药提取转向中药有效成分研究。中药的有效成分是中药在临床应用的基础，从目前研究结果来看杨树花中主要活性成分为黄酮类化合物和酚苷类化合物[15]。在1976年被证实杨树花中黄酮类化合物为主要抑菌成分。

    2.1 影响细菌的能量合成

    三羧酸循环是生物体内普遍存在的糖代谢途径，而抑制糖代谢途径是杨树花的抗菌机制之一。研究表明黄酮类化合物对金黄色葡萄球菌的MDH活性有抑制作用，证明黄酮类化合物主要是抑制细菌糖代谢途径中的三羧酸循环途径而起作用。可能是因为黄酮类化合物有效组分与MDH相结合，导致酶分子结构变化从而使酶的活性降低，进一步导致三磷酸腺苷和烟酰胺辅酶合成受阻，抑制呼吸代谢系统，从而使细菌死亡[16]。从杨树花中分离的黄酮类化合物能显著抑制胸苷、尿苷、葡萄糖进入耐甲氧西林金黄色葡萄球菌，阻碍细菌对能量物质的摄取，抑制其生长[17]。

    2.2 破坏细胞的完整性

    黄酮类化合物可通过抑制D-丙氨-D-丙氨酸连接酶的活性来抑制细胞壁的合成。黄酮类化合物还可以通过抑制还原酶G来抑制细胞壁的合成，达到抑菌作用。王艳萍等[1]从杨树花中提取黄酮类化合物作用于链球菌，发现可以抑制其被膜的形成，且呈剂量依赖性。Wang等[18]采用高速逆流色谱结合常规柱色谱法研究了杨树花的化学成分，分离到以黄酮类化合物为主的9种单体成分，对单体进行结构鉴定，确定了8种黄酮类化合物的结构，包括乔松酮、木犀草素、芹菜素、γ-谷甾醇、芹菜素-7-O-D-葡萄糖、槲皮素、6，8-双异戊烯基圣草素和异补骨脂色烯素。其中Dzoyem等[19]在2013年研究6，8-双异戊烯基圣草素和异补骨脂色烯素两种黄酮类化合物抗菌机制，结果表明，黄酮类化合物对金黄色葡萄球菌表现出抗菌活性，其MIC范围为0.5～128.0 μg/mL。与两种化合物接触的金黄色葡萄球菌，其DNA、RNA和蛋白质的合成都受到了抑制。可能是化合物破坏细菌细胞膜从而干扰呼吸链的代谢，而各种代谢产物的主动吸收和大分子的生物合成都需要膜电位。由此推测，杨树花的抗菌作用可能是非特异性的。

    2.3 调节机体免疫机能

    杨树花通过调节机体免疫功能，促进细胞免疫和体液免疫进而达到抗病原微生物的作用，李丽等[20]研究表明杨树花提取物对小鼠免疫功能具有调节作用，每天给小鼠分别经口灌服0.1、0.2、0.4 mg/kg的杨树花提取物和灭菌水30 d后，测定其免疫器官指数、脾淋巴细胞增殖能力、抗体生成细胞水平、腹腔巨噬细胞吞噬功能、自然杀伤细胞（NK细胞）活性和IL-2均有显著提高，从而在体内达到抗菌作用。

    有研究表明杨树花可通过抗氧化、清除自由基作用使活性氧和自由基维持正常水平，免除动物机体的损坏，从而起到抗病原微生物作用[21]。李福伟[22]利用化学发光法、比色法研究了毛白杨雄花序提取物对·O2，·OH，H2O2，DPPH·活性氧自由基的清除作用，结果表明毛白杨雄花序提取物对·O2，·OH，H2O2，DPPH·自由基均有明显的清除作用，其50%抑制浓度（IC50）分别为0.217、0.606、0.061、0.068 mg/mL。具有非常好的效果。

    3 小结

    目前研究表明杨树花作为天然中药具有良好的抗菌作用，对抗生素耐药的细菌仍然表现较好的抗菌活性，且具有不易产生耐药性的优点。目前，国内外的研究集中在杨树花有效成分的提取上，对于杨樹花的抗菌机制研究还处于初步阶段，大量研究性试验主要集中于体外试验，对于深层次的体内试验研究甚少，许多机制还未能阐明。相信随着研究的深入，将逐步揭示杨树花作为抗菌药物的作用机理，也为研发新型抗菌中药提供重要的理论依据。

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