向日葵化学成分及药理活性研究进展△

白嘉璇，孙冉，丰明凤，付嵘，赵晋娜，柴敏璇，朴贤美，王金辉，王立波*

1.哈尔滨医科大学 药学院 药物化学与天然药物化学教研室，黑龙江 哈尔滨 150081；

2.哈尔滨医科大学 药学院 药理学教研室，黑龙江 哈尔滨 150081

向日葵Helianthus annuusL.又称太阳花，隶属于菊科向日葵属（HelianthusL.），为1 年生草本植物[1-2]，原产北美洲，世界各地均有栽培。我国向日葵主产区分布在东北、西北和华北[3]。其广泛种植，廉价易得[4]。向日葵化学成分的类型主要为活性较强的倍半萜和倍半萜内酯，此外还有黄酮类、二萜类、三萜类和芳香类等。向日葵不仅是一种经济食用植物，而且是一种值得开发利用的药用植物，在古今医药典籍中多有记载。《中华本草》记载：“向日葵叶降压，截疟解毒。”[5]《全国中草药汇编》记载向日葵“养肝补肾，降压，止痛。主治高血压，头痛目眩”。[6]《中药大辞典》记载：“向日葵葵盘具有降压作用，茎髓具有利下作用。”[2]《草药手册》记载：“向日葵叶一两（鲜的二两），土牛膝一两（鲜的加倍），水煎内服，治高血压。”[7]《福建民间草药》记载向日葵“利小便，清湿热，通窍”。[8]《安徽中草药》记载：“向日葵叶平肝降压，治高血压。向日葵茎髓治尿闭。”[9]向日葵叶收载于《山东省中药材标准》[10]，葵花盘、葵花梗心收载于《上海市中药材标准》[11]。现代药理研究表明，向日葵具有抗肿瘤[12]、抑菌[13]、镇痛[14]、降血压[12]等多种功效。本文对向日葵的化学成分及生物活性进行了综述，为进一步对向日葵的综合开发利用提供参考。

1 化学成分

目前已从向日葵中分离鉴定了155 个化学成分，其中包括6 个黄酮类（化合物1～6）；115 个萜类[倍半萜类（化合物7～62）、降倍半萜类（化合物63～78）、二萜类（化合物79～103）、三萜类（化合物104～121）]；7个甾体类（化合物122～128）；5个烷烃类（化合物129～133）；11个芳香类（化合物134～144）和11 个其他类型（化合物145～155）。化合物名称等相关信息见表1。

表1 向日葵中的化学成分

续表1

续表1

续表1

1.1 黄酮类

目前从向日葵中共分离了6个黄酮类成分（化合物1～6，图1）。Macías等[15]从向日葵鲜叶水提物中得到2个查耳酮（化合物1～2）、2个二氢黄酮（化合物3～4）和1个黄酮醇（化合物5）。Alfatafta等[16]从向日葵花盘中分离得到1个噢哢类成分（化合物6）。

图1 向日葵中的黄酮类成分结构

1.2 萜类

目前从向日葵中共鉴定出115 个萜类成分，其中56个倍半萜类，包括愈创木烷型（guaianolide）、吉马烷型（germacranolide）、向日葵烷型（heliangolide）、呋喃型向日葵内酯（furaheliangolide）、桉叶烷型（edudesmane）、向日葵醇型（heliannuol）、没药烷型、其他类型倍半萜；16 个降倍半萜类；25 个二萜类；18个三萜类，包括齐墩果苷型（oleanane-type）、重排三萜（rearranged3,4-seco-tirucallane-typetriterpenoids）。

1.2.1倍半萜类

1.2.1.1愈创木烷型 向日葵中愈创木烷型倍半萜大多具有1 个环外α-甲烯基-γ-内酯环。文献记载了10 个此类成分，均从向日葵的叶片中获得，且多具化感生物活性（化合物7～16，图2）[10-13]。

图2 向日葵中的愈创木烷型倍半萜成分结构

1.2.1.2吉马烷型 吉马烷型倍半萜具有一个共同的基本碳骨架，1,10 位和4,5 位双键均为反式结构。文献报道，从向日葵叶片中共分离鉴定出6 个该类成分（化合物17～22，图3）[12-14]。

1.2.1.3向日葵烷型 向日葵烷型倍半萜具有1 个4,5位顺式双键的十元环，均有1个环外α-甲烯基-γ-内酯环，8 位常有羟基且多被酯化，环上其他位点有不同程度的取代或氧化及脱水成双键。文献报道的该类型成分共3 个，均来自于向日葵的叶片（化合物23～25，图3）[12,15-16]。

图3 向日葵中的吉玛烷型和向日葵烷型倍半萜成分结构

1.2.1.4呋喃型向日葵内酯 呋喃型向日葵内酯类倍半萜除了4,5 位顺式双键的十元环和6,7 位环外-α-甲烯基-γ-内酯环外，结构有1 个呋喃氧环，这类成分在向日葵中比较多见（化合物26～39，图4）。Ohno等[24]从向日葵的叶和茎上部分离得到化合物26～28。Spring 等[25]从向日葵叶表面头状腺毛中分离得到化合物29、30。Melek 等[21]从向日葵叶片中分离得到化合物31。此外，Macías 等[17,19-20]从向日葵叶片中分离得到化合物32～39。

1.2.1.5桉叶烷型 桉叶烷型倍半萜在向日葵中较为少见，结构以桉叶烷为基本碳骨架，环上有不同的取代、氧化位点，还常含有1 个环外α-甲烯基-γ-内酯环。目前，已从向日葵叶片中得到1 个此类成分[16]（化合物40，图4）。

图4 向日葵中的呋喃型向日葵内酯和桉叶烷型倍半萜成分结构

1.2.1.6向日葵醇型 向日葵醇型倍半萜均含1 个苯环。从向日葵叶片中共分离得到14 个此类化学成分（化合物41～54，图5），均有很好的化感活性[26-28]。

1.2.1.7没药烷型 没药烷型倍半萜属于单环倍半萜，基本骨架中含有2 个手性碳原子，天然存在的没药烷型倍半萜常含有羟基、酯基、酮羰基或环氧等官能团，随着不同位置官能团的增加或改变，手性中心也随之增加或改变。Macías 等[29]从向日葵叶片中分离得到化合物55、56（图5）。

1.2.1.8其他类型 此外，Spring 等[30]从向日葵叶片的毛状腺体中分离到3 个有抑菌活性的倍半萜（化合物57～59）。Fuentes 等[31]从向日葵叶片中分离得到倍半萜类成分（化合物60）。Macías等[32]从向日葵叶片中分离得到二聚倍半萜内酯（化合物61）。高原[33]从向日葵叶片中分离得到化合物62（图5）。

图5 向日葵中的向日葵醇型和没药烷型倍半萜成分结构

1.2.2降倍半萜类 向日葵中的降倍半萜类成分主要是紫罗兰酮型。Macías等[34]从向日葵叶片中分离得到13个紫罗兰酮型降倍半萜（化合物63～75，图6）。此外，Fuentes-Gandara等[31]从向日葵叶片中分离出化合物76～78。这些化学成分大多具有良好的化感作用。

图6 向日葵中的降倍半萜类成分结构

1.2.3二萜类 二萜类是向日葵中含有的特征化学成分，其主要为贝壳杉烷型二萜（图7）。贝壳杉烷型二萜酸是向日葵中存在最多的一类成分，都具有1 个基本骨架异贝壳杉烷，大多以酸的形式存在。由于环上取代基、双键位置及氧化位点不同，使其类型多样化。

图7 向日葵中的二萜类成分结构

Melek 等[21]从向日葵叶片中分离得到化合物79、80。Alfatafta 等[16]从向日葵盘中分离得到化合物81。Onoja等[23]从向日葵叶、茎提取物中分离得到3个二萜羧酸（化合物82～84）。Pyrek 等[35]从向日葵放射状花中提取得到2 个带有thujanol 的酯（化合物85、86），也发现了二萜（化合物87～93）；从同一提取物的乙酰化部分分离得到化合物94。Macías等[36]从向日葵的叶片中分离得到1 种贝壳杉烷型葡萄糖苷（化合物95）和ent-kaurane型二萜类成分（化合物96）。Suo等[37]从成熟的向日葵花盘中分离鉴定了多个二萜类成分（化合物97～101）。此外，索茂荣等[38]从向日葵花盘中分离得到2个二萜类成分（化合物102、103）。

1.2.4三萜类 向日葵中的三萜类成分主要有齐墩果烷型三萜和重排三萜。

1.2.4.1齐墩果烷型 Bader 等[39]和Ukiya 等[40]从向日葵花瓣中分离得到了10 个齐墩果烷型三萜（化合物104～113，图8）。

图8 向日葵中的三萜类成分结构

1.2.4.2重排三萜 Ukiya 等[41]在向日葵花粉中得到6 个重排三萜（化合物114～119，图9）。此外，Fuentes-Gandara等[31]从向日葵叶片中分离得到2个三萜类成分（化合物120、121，图9）。

1.3 甾体类

从向日葵中还分离出少量的甾体类成分（化合物122～128，图9）。Pyrek 等[42]从向日葵种子油中分离得到化合物122～126。宋晚平[43]从向日葵的干燥根粉中分离得到化合物127。β-谷甾醇是向日葵根中抑菌活性成分之一。此外，Fuentes-Gandara 等[31]从向日葵叶片中分离得到化合物128。

图9 向日葵中的三萜类和甾体类成分结构

1.4 烷烃类

从向日葵中分离出少量烷烃（化合物129～133，图10）。Fuentes-Gandara 等[31]从向日葵叶片中分离出脂肪酸（化合物129）。高原等[33]从向日葵叶片中分离出化合物130～133。

图10 向日葵中的烷烃类成分结构

1.5 芳香类

到目前为止，已从向日葵中分离出11 个芳香类成分（化合物134～144，图11）。Weisz 等[44]从脱脂向日葵籽粒和壳中提取酚类成分，采用高效液相色谱-二极管阵列和电喷雾电离质谱在负离子模式下进行检测，分析了11个化学成分（化合物134～144）。

图11 向日葵中的芳香类成分结构

此外，Buchbauer 等[47]通过气相色谱-火焰离子化检测法（GC-FID）和气相色谱-傅里叶变换红外吸收光谱-质谱法（GC-FTIR-MS）对向日葵茎中的芳香性成分进行分析研究，共检测到32种化学成分，其中主要成分为α-蒎烯（86.2%）、β-蒎烯（4.1%）、乙酸丁酯（2.3%），其他成分有莰烯、乙酸、柠檬烯、癸醛、β-石竹烯等。

1.6 其他类型

除以上化学成分，还从向日葵中分离出少量的其他成分（化合物145～155，图12）。Macías 等[19]从向日葵叶片中分离得到1 种类胡萝卜素的降解成分（化合物145）。Fuentes-Gandara 等[31]从向日葵叶片中分离得到木酚素类化合物（化合物146）。王秀军[45]对向日葵根乙醇提取物的正己烷可溶部分进行分离纯化得到神经鞘苷类成分（化合物147、148）。Mikolajczak 等[46]从向日葵花盘的丙酮提取物中发现了4 个化学成分（化合物149～151）和1 个神经酰胺（化合物152）。索茂荣等[38]从向日葵花盘中分离得到2 个神经酸胺和l 个脑苷（化合物153～155）。此外，葵花籽富含烟酸和维生素A、B 和C，维生素E 和生育酚也是葵花籽油的重要成分[48]。

图12 向日葵中部分其他类型成分结构

2 药理活性

向日葵具有广泛的药理活性，在抗癌、降压、抑菌等方面均有显著疗效。临床上主要用于治疗胃癌、食道癌、眩晕、乳糜尿等疾病[49]。本文根据向日葵不同的部位对其药理活性进行阐述。

2.1 向日葵籽

向日葵籽性平，味甘，入大肠经，有驱虫止痢之功[43]。研究表明，向日葵籽对亚硝胺诱发的大鼠肝癌前的病变有抑制作用，亦有良好的抗肿瘤活性[12]。向日葵籽还具有驱虫的作用，能抑制向日葵蛾幼虫生长，偏方中有用向日葵籽驱蛲虫方[12,50]。另外向日葵籽中的总磷脂有预防大鼠高脂血症和高胆固醇血症的作用，特别是其亚油酸部分，能抑制大鼠血栓的形成[50]。此外，向日葵籽富含维生素E，长期食用少量向日葵籽可降低组织脂质过氧化速率从而起到抗衰老作用[51-52]。作为一种抗氧化剂，维生素E有多种功能，可降低心血管疾病和某些癌症的风险[53]。向日葵籽中还含有生育酚，生育酚是一种天然脂溶性抗氧化维生素，在体内和体外均可存活。生育酚有4 个衍生物，分别为α、β、γ、δ，其异构体在体内、外抗氧化效力不同，其中α-生育酚的抗氧化能力最强[54]。此外，研究发现，向日葵籽多酚（如咖啡因、绿原酸、咖啡因醌、芥子碱、阿魏酸、没食子、香豆酸、原儿茶酸、葡萄糖苷和胱氨酸）具有显著的抗氧化活性[54-56]。

2.2 向日葵花盘

向日葵花可治疗疮痈疖肿、乳腺炎，花盘有清热化痰、凉血止血之功效，对头痛、头晕等有效。花盘水煎服可治疗哮喘，水煎加红糖饮服可治疗痛经[50]。向日葵花盘甲醇提取物有很好的降压作用，目前临床使用的有由向日葵花盘开发的降压药物（君脉安片）[12]。此外，葵心煎剂有治疗胃癌和子宫颈癌的作用，研究表明，单用葵心煎剂可延长胃癌转移患者的生存时间，使其恢复正常生活[49]。另有研究发现，葵心煎剂可促进白细胞的吞噬作用[49]。葵花盘中提取的半纤维素对小鼠肉瘤S-180 和艾氏腹水癌实体型有抑制作用[49]。葵盘对解除心绞痛也有良好作用，动物实验表明，葵盘水浸膏透析液对垂体后叶素引起的兔心收缩力减弱有一定的对抗作用，并能增加猫冠状动脉流量及提高小鼠减压缺氧的耐受力[14]。此外，向日葵花盘的提取物有显著的抗真菌作用[57]。

2.3 向日葵叶

向日葵叶可疏风清热、清肝明目。叶与花作苦味健胃剂，具有抗菌消炎的作用，而且可作为抗疟药[50]；临床用向日葵叶组方治疗高血压。抑菌实验表明，向日葵叶提取物对金黄色葡萄球菌有抑制作用[50]。另外向日葵叶中的绿原酸粗提物能够降低四氧嘧啶型糖尿病小鼠体内血糖水平，无剂量依赖性并对正常小鼠的血糖无明显影响；对四氧嘧啶型糖尿病小鼠胰岛有修复作用并抑制肾肿大，能够缓解糖尿病的“三多一少”症状；能够调节四氧嘧啶型糖尿病小鼠体内脂质代谢、清除自由基[58]。此外，向日葵是一种很好的化感植物，其叶片中含化感活性物质[17-18,20,30]。

2.4 向日葵茎

向日葵的茎髓可健脾利尿消炎[50]，可治尿路结石、肾结石、乳糜尿，另外对于小便不通和百日咳也有一定疗效，对外伤出血也有一定的辅助治疗作用，此外向日葵的髓心还可以治疗老年性瘾闭，其效果极为显著[12]。实验表明，向日葵茎芯煎剂对小鼠移植瘤有显著抑制作用，从向日葵茎芯提取的向日葵茎芯多糖（H.annuuspolysaccharides，HAP）能增强小鼠非特异性免疫作用[59]。HAP 的免疫药理作用可能是其抗肿瘤作用的重要原因[59-60]。研究发现，向日葵花茎髓中提取的半纤维素对小鼠肉瘤S-180和艾氏腹水癌实体型有抑制作用[61]。

2.5 向日葵根

向日葵根可清热利湿、行气止痛，可治疗淋症尿频、尿急、尿痛；向日葵根30 g、白术10 g，水煎服，可治疗胃脘疼痛；向日葵鲜根和红糖水可治疗疝气[50]。另有研究发现，向日葵根的正己烷、乙酸乙酯、正丁醇萃取物对6 种植物病原菌（小麦赤霉病菌、辣椒疫霉病菌、水稻稻瘟病菌、水稻纹枯病菌、苹果干腐病菌、白菜黑斑病菌）均有不同程度的抑制作用[13]。

3 结语与展望

本文总结了向日葵的化学成分和生物活性，目前，已从向日葵中分离鉴定出155 个化学成分，其中有94 个都来源于向日葵的叶片，占比约60%，而从其他部位得到的化学成分数量较少。向日葵的化学成分类型多样，包括倍半萜内酯类、二萜类、倍半萜类、单萜类、黄酮类、香豆素类和甾醇类等，其中以倍半萜内酯类和二萜类居多。而倍半萜类、黄酮类和烷烃类成分多聚集在叶片，芳香类成分多聚集在种子。向日葵中化合物多变的结构类型和空间构型使其呈现广泛的生物活性。向日葵籽在驱虫、抗肿瘤、抗衰老等方面均有显著疗效；向日葵花盘具有抗肿瘤、抗心绞痛、抑菌、镇痛、降血压等多种功效；向日葵叶具有降压、抑菌、降血糖等功效；向日葵茎有抗肿瘤、利下等作用；向日葵根在抑菌方面有显著疗效。其各部位的药理活性与传统应用、典籍记载的功效相关。然而，国内对于向日葵的利用率较低，多数地区将向日葵作为废弃物焚烧。向日葵的开发利用有很大的探索空间，有必要对其化学成分与药理活性之间的关系进行广泛而深入的研究，使其药用价值得到更好的利用，同时也能为社会带来巨大的经济效益，还能保护自然和人居环境。