《Phytochemistry Reviews》:Essential oils and plant-derived bioactive compounds: a comprehensive review of their therapeutic potential, mechanisms of action, and advances in extraction technologies
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本綜述聚焦植物源生物活性化合物與精油(EOs),剖析其化學構成、作用機制,梳理超臨界流體萃取、微波輔助萃取等創新提取技術,探討其在抗微生物感染、抗炎、抗癌、神經保護等領域的應用,同時分析生物利用度、標準化等挑戰,為整合醫學研究提供參考。
植物源生物活性化合物與精油(essential oils,EOs)因具備廣譜治療活性,在醫藥、化妝品及營養保健行業備受關注。這類天然化合物展現出抗微生物、抗炎、抗氧化、抗癌、神經保護及免疫調節等特性,有望在現代醫學與功能健康領域發揮重要作用。
化學組成與作用機制
植物源生物活性化合物涵蓋多酚、萜類、生物堿等多種類型。精油則是從植物中提取的揮發性成分混合物,主要包含萜烯類、芳香族化合物及脂肪族化合物等。其作用機制多樣:通過破壞微生物細胞膜發揮抗微生物作用;抑制核因子 -κB(NF-κB)等炎癥相關信號通路實現抗炎效果;借助清除自由基(如超氧陰離子自由基 O??、羥基自由基?OH)展現抗氧化活性;誘導腫瘤細胞凋亡、抑制腫瘤血管生成等途徑發揮抗癌功效;通過調節氧化應激、抑制 β- 淀粉樣蛋白(Aβ)沉積等機制起到神經保護作用;還可通過調控免疫細胞功能實現免疫調節。
在疾病治療中的應用
微生物感染
多種植物源化合物及精油對細菌、真菌、病毒等具有抑制作用。例如,茶樹精油對金黃色葡萄球菌等革蘭氏陽性菌有顯著抑菌效果,其機制可能與破壞細菌細胞膜通透性相關。
炎癥性疾病
在關節炎、腸炎等炎癥性疾病模型中,姜黃素等多酚類化合物可通過抑制炎癥細胞因子(如腫瘤壞死因子 -α(TNF-α)、白細胞介素 - 6(IL-6))的表達發揮治療作用。
癌癥
紫檀芪等化合物可誘導乳腺癌、肺癌等腫瘤細胞凋亡,其作用與激活半胱天冬酶(caspase)通路密切相關。部分精油成分還可逆轉腫瘤細胞的多藥耐藥性。
神經退行性疾病
迷迭香精油中的迷迭香酸可通過抗氧化、抗炎及抑制 Aβ 聚集,在阿爾茨海默病模型中改善認知功能。
提取技術的研究進展
傳統提取方法如溶劑萃取存在效率低、溶劑殘留等問題。近年來,創新提取技術不斷涌現:
超臨界流體萃。⊿FE)
以超臨界二氧化碳(CO?)為溶劑,具有低溫、高效、無溶劑殘留的特點,適用于熱敏性成分提取,如從玫瑰中提取芳香成分。
微波輔助萃。∕AE)
利用微波能加速溶質從基體向溶劑的轉移,可縮短提取時間,提高多酚類化合物的得率。
納米制劑
通過制備納米乳、脂質體等劑型,可提高難溶性化合物的生物利用度。例如,姜黃素納米脂質體可顯著增強其在體內的抗腫瘤效果。
挑戰與展望
盡管植物源生物活性化合物與精油具有廣闊的應用前景,但仍面臨諸多挑戰:
- 生物利用度低:許多化合物存在水溶性差、體內代謝快等問題,需通過劑型優化(如納米制劑)等手段改善。
- 標準化難題:植物原料的產地、采收季節等因素易導致成分差異,建立完善的質量控制標準至關重要。
- ** regulatory considerations(法規考量)**:不同國家和地區對天然藥物的監管要求存在差異,需加強國際間的標準協調。
未來研究需進一步結合傳統經驗與現代科學技術,深入闡明作用機制,開發高效提取與遞送系統,推動植物基藥物在整合醫學中的應用,為 healthcare innovation(醫療創新)提供新方向。