黃連素的生物學功能及其在動物生產(chǎn)中的應用

王福云 ， 鄔良賢 ， 于曉虹 ， 湯樹生

(1.中國農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院 ， 北京 海淀 100193 ； 2.福建省龍巖市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗檢測中心 ， 福建 龍巖 364000)

黃連素的生物學功能及其在動物生產(chǎn)中的應用

王福云1， 鄔良賢2， 于曉虹1， 湯樹生1

(1.中國農(nóng)業(yè)大學動物醫(yī)學院 ， 北京 海淀 100193 ； 2.福建省龍巖市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗檢測中心 ， 福建 龍巖 364000)

動物養(yǎng)殖過程中大量使用抗生素已導致細菌耐藥性廣泛傳播，天然活性物質(zhì)具有多種生物學功能，且無殘留、不易造成細菌耐藥性等優(yōu)點，備受藥物研發(fā)人員青睞。黃連素(berberine)又名鹽酸小檗堿，分子式為C20H18ClNO4，屬異喹啉類生物堿類物質(zhì)，具有多重生物學功能，如抗炎、抗氧化、抗微生物、抗衰老、抗癌等生物學功能，廣泛應用于人醫(yī)臨床及動物生產(chǎn)。本文著重介紹黃連素的抗細菌、抗氧化、抗炎、降糖調(diào)脂等生物學功能及其在動物生產(chǎn)中的應用，為其進一步研究和應用提供理論依據(jù)。

1 黃連素的生物學功能

1.1 抗菌作用 黃連素具有廣泛的抑菌、殺菌作用。Peng等[1]研究發(fā)現(xiàn)，黃連素通過破壞無乳鏈球菌細胞膜的結(jié)構(gòu)和抑制蛋白質(zhì)及DNA的合成而起到殺菌作用。黃連素還可以降低細菌的毒力因子的分泌，使得菌體的致病性降低[2]。此外黃連素還可以通過抑制苯酚可溶性調(diào)控蛋白(PSMs)聚集成淀粉樣纖維進而破壞耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)生物膜，因此能夠使得其他聯(lián)用抗生素進一步殺死MRSA[3]。

目前黃連素研究較多的是聯(lián)合用藥，由于目前獸醫(yī)臨床上細菌耐藥及多重耐藥性問題日益嚴峻，藥物的有效聯(lián)合能夠減少細菌耐藥性產(chǎn)生同時，也能提高抗菌藥物臨床治療有效性。黃連素對雞源性大腸桿菌的最低抑菌濃度(MIC)范圍在375 μg/mL～1 000 μg/mL之間，當黃連素和黃芪多糖聯(lián)用時可使黃連素的抗菌活性提高2～8倍[4]。此外也有研究表明，黃連素本身對MRSA抗菌活性不高，但和夫西地酸(FA)聯(lián)用時對臨床分離的MRSA具有協(xié)同抗菌作用，抑菌指數(shù)(FIC)在0.19～0.5之間[5]。

1.2 抗氧化作用 黃連素有很好的抗氧化活性，主要是通過清除自由基以及激活相應的抗氧化通路發(fā)揮功能。Siow等[6]研究發(fā)現(xiàn)，黃連素能夠通過破壞自由基團和一氧化氮(NO)，清除高活性的過氧硝酸鹽和羥基自由基發(fā)揮自由基清除能力。另有研究表明，黃連素能夠在內(nèi)毒素(LPS)誘導的細胞及動物模型中恢復超氧化物歧化酶(SOD)活性以及預防超氧陰離子的產(chǎn)生起到抗氧化作用[7-9]。

Li等[10]研究發(fā)現(xiàn)，黃連素可以通過上調(diào)磷酸化蛋白激酶(p-Akt)和B淋巴細胞瘤-2(Bcl-2)蛋白的表達以及下調(diào)B細胞淋巴瘤因子相關(guān)蛋白(Bax)和半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)蛋白的表達，抑制氧化應激誘導的細胞凋亡。另有研究證實，對于小鼠成肌細胞中由過氧化氫(H2O2)誘導的氧化應激損傷，黃連素能夠激活核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)/血紅素氧合酶(HO-1)通路，激活細胞內(nèi)源性抗氧化能力，抑制過氧化氫誘導的氧化應激損傷[11]。

1.3 抗炎作用 黃連素有明顯的抗炎作用，其作用機理被廣泛研究，其抗炎機制主要涉及調(diào)控炎癥相關(guān)因子的表達。Wang等[12]研究者發(fā)現(xiàn)，黃連素可以通過抑制TNF-α、IL-6、IL-17、血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)和高度糖基化的I型跨膜糖蛋白(CD34)的表達，進而改善膠原蛋白誘導的炎癥反應。最新研究發(fā)現(xiàn)，黃連素通過調(diào)節(jié)輔助性T(Th17)細胞和調(diào)節(jié)性T(Treg)細胞的平衡，影響炎性細胞因子的分泌起到良好抗炎效果[13]。

此外，黃連素還可以調(diào)控相應的通路起到抗炎效果。有研究表明，黃連素通過激活腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)和Nrf2通路的交叉對話，從而對內(nèi)毒素(LPS)誘導的巨噬細胞以及小鼠模型產(chǎn)生抗炎效果[14]。Zhang等[15]研究證實，黃連素可明顯抑制轉(zhuǎn)化生長因子(TGF)-β，同時抑制轉(zhuǎn)化生長因子激酶1(TAK1)/JNK和TAK1/NF-kB信號通路，改善大鼠腹腔術(shù)后炎癥反應。

1.4 降糖調(diào)脂 近年來許多研究表明，黃連素具有調(diào)控糖脂代謝的作用，而這種活性已經(jīng)被臨床、動物以及體外細胞試驗所證實。邱紅梅等[16]研究證實，在高脂兔模型中，黃連素通過抑制誘導型一氧化氮合成酶(iNOS)和B型1類清道夫受體(SR-B1)基因表達起到調(diào)血脂和抗血管硬化作用。黃連素可能通過改善腸道菌群結(jié)構(gòu)從而降低高糖高脂膳食聯(lián)合鏈脲佐菌素(STZ)誘導的糖尿病大鼠的血漿內(nèi)毒素水平，改善其胰島素抵抗程度，發(fā)揮降糖作用[17]。最新研究發(fā)現(xiàn)，黃連素能夠通過抑制脂肪組織中M1型巨噬細胞的活性進而改善胰島素耐受調(diào)控體內(nèi)的糖脂代謝[18]。

1.5 其他作用 除上述功能外，黃連素還具有保護神經(jīng)、抗癌作用、改善糖尿病病理性腎損傷的功能[19-21]。

2 黃連素在動物生產(chǎn)中的應用

2.1 提高動物的生長性能 黃連素具有抗菌、抗寄生蟲、抗氧化、抗炎等生物學功能，這些有助于預防以及治療畜禽腸道感染疾病，維持機體的氧化還原平衡，這對于提高動物的生產(chǎn)性能具有重要的意義。研究者發(fā)現(xiàn)，飼料中添加黃連素能顯著性提高肉雞內(nèi)源性胰島素、胰高血糖素水平，顯著性降低促腎上腺皮質(zhì)激素、血糖水平，提高肉雞日采食量和日增重，提高肉雞生產(chǎn)性能[22]。

2.2 調(diào)節(jié)脂肪代謝，改善肉品質(zhì) 畜禽養(yǎng)殖中設(shè)法減少動物體內(nèi)的脂肪大量沉積有助于改善肉質(zhì)食品的品質(zhì)以營養(yǎng)含量，對于控制當今社會肥胖高發(fā)的風險性也有重大意義。李蔥曉等[23]研究者發(fā)現(xiàn)，黃連素可以通過提高血清中胰島素含量和肝臟中肝脂酶的活性降低肉雞肝脂率和腿肌肌內(nèi)脂肪含量，降低胸肌甘油三酯和腿肌甘油三酯的含量，調(diào)節(jié)肉雞脂質(zhì)代謝。

2.3 提高抗病能力 黃連素可以通過抵抗寄生蟲感染預防及治療畜禽的腸道感染疾病。研究者發(fā)現(xiàn)，提純的黃連素可以明顯控制肉用仔雞球蟲感染，能夠減少球蟲卵囊排出，提高雞的體增重和飼料轉(zhuǎn)化率，其抗蟲效果和氨丙啉相當[24]。黃連素的抗蟲機理可能與其減輕感染過程中宿主炎癥反應、氧化應激、凋亡反應，同時激活天然免疫調(diào)控反應相關(guān)[25]。

3 小結(jié)

綜上所述，黃連素通過發(fā)揮抗菌、抗氧化、抗炎、調(diào)節(jié)糖代謝、控制脂肪合成等多種生物學功能，改善動物生長性能及其肉品質(zhì)，提高動物抗病能力，但其在動物生產(chǎn)中的具體應用有待進一步的研究。

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R969

A

0529-6005(2017)09-0068-03

2017-04-24

王福云(1992-)，男，碩士生，從事獸醫(yī)藥理與毒理學研究，E-mail：wangfuyun@cau.edu.cn

湯樹生，E-mail：tssfj@cau.edu.cn