虎杖的活性成分及其在动物养殖中的应用研究

　　摘要：虎杖中含有二苯乙烯类、蒽醌类、黄酮类、鞣质和多糖等多种生物活性成分，在动物养殖中具有提高动物的生产性能和机体免疫力，改善动物的抗菌、抗病毒等生物学功能。文章对虎杖活性成分的生物学功能及其在动物养殖中的应用进行论述，旨在为虎杖的进一步开发利用提供参考。

　　关键词：虎杖;活性成分;生物学功能;动物养殖

　　中药虎杖来自蓼科植物虎杖(PolygonumcuspidatumSieb.etZucc.)的干燥根茎和根。虎杖及其提取物应用于动物养殖能够提高动物的生长性能和机体免疫力，发挥抗菌、抗病毒作用，降低动物的发病率。本文对虎杖活性成分的生物学功能及其在动物养殖中的应用进行综述，为开发虎杖资源提供参考。

　　1虎杖的活性成分

　　虎杖中含有二苯乙烯类、蒽醌类、黄酮类、鞣质和多糖等多种成分，其中二苯乙烯类的活性成分包括白藜芦醇(resveratrol)、虎杖苷(polydatin)等;蒽醌类的活性成分包括大黄素(emodin)、大黄酸(rheun)、大黄素-6-甲醚(physcion)、大黄素-8-单甲醚(questin)等;黄酮类的活性成分包括虎杖素(reynoutrin)、槲皮素(quercetin)、木犀草素-7-葡萄糖苷(luteolin-7-glucoside)等[1-4]。其中，白藜芦醇、虎杖苷、大黄素是虎杖的重要活性成分。

　　2虎杖活性成分的生物学功能

　　2.1白藜芦醇

　　白藜芦醇(resveratrol，简称Res)，又称芪三酚，是虎杖生物活性的重要物质基础，具有抗菌、抗氧化、抗炎、保护心血管系统、抗病毒等生物活性[5-11]。胡瑶莲等[12]研究发现，日粮中添加600mg/kg的Res可显著提高育肥猪血清中过氧化氢酶(CAT)活性以及总抗氧化能力(T-AOC);张浩等[13]研究发现，饲喂添加600mg/kgRes的日粮可显著提高低出生重仔猪血清和肝脏中CAT活性以及肝脏ATP含量，上调肝脏NRF1的mRNA表达量。两者均表明Res具有较强的抗氧化活性。

　　王永生等[14]有关Res对脂多糖(LPS)诱导牛乳腺上皮细胞(bMEC)的抗炎作用及机制的研究发现，Res不影响bMEC细胞活力，但可降低LPS刺激的bMEC中TNF-α、IL-6和IL-1β含量，抑制IKKβ活性，抑制IκBα和NF-κB的酸化，说明Res可通过调控NF-κB信号通路抑制bMEC炎性因子的分泌，达到抗炎作用。Li等[15]研究表明，Res对体内血管功能和血压的保护作用机制为上调内皮NO合酶(eNOS)的表达，刺激eNOS酶活性和防止eNOS解偶联，增加内皮细胞一氧化氮(NO)的产生。Res还具有抑制内皮素-1合成，缓解内皮细胞和平滑肌细胞的氧化应激，改善病理刺激诱导的平滑肌细胞增殖、血管重塑和动脉僵硬，调节免疫细胞功能，抑制免疫细胞向血管壁浸润，改善血管周围脂肪组织等功能。

　　2.2虎杖苷

　　虎杖苷(polydatin)是虎杖重要活性成分之一，具有抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、抗菌、抗动脉粥样硬化、保肝、抗糖尿病等生物活性[16-21]。闫恩法等[22]研究发现，日粮中添加虎杖苷能够显著提高大鼠肾脏GSH-Px酶活性，降低血清肌酐(Cr)及尿素氮(BUN)含量;荧光定量PCR结果显示，虎杖苷能够显著提高大鼠肾脏Nrf2基因及其下游调控基因GCLC、SOD1、GPx1和GCLM的表达量，表明虎杖苷可通过激活热应激模型中Keap1-Nrf2-ARE信号通路，调控其下游基因表达，进而改变抗氧化酶系统而发挥抗氧化的作用。

　　吉秋霞等[23]研究发现，虎杖苷能够显著改善高脂喂养的中年LDLr-/-小鼠代谢基础特征，抑制肝脏脂肪变性和肝纤维化，显著降低肝脏组织中TC、TG、TNF-α、IL-6、MDA和HYP水平，显著升高SOD、GSH和CAT活性。表明虎杖苷对高脂喂养的中年LDLr-/-小鼠非酒精性脂肪肝炎具有保护作用。Jiang等[24]研究结果表明，虎杖苷在金黄色葡萄球菌诱导的乳腺炎中发挥抗炎作用，其作用机制是通过抑制TLR2介导的p38MAPK/NF-κB信号通路的激活，下调促炎因子水平。

　　2.3大黄素

　　大黄素(emodin)是虎杖蒽醌类化合物的代表成分，具有较强的生物活性，包括抗癌、抗菌、抗炎、抗氧化、抗糖尿病、泻下、抗溃疡等[7,25-27]。张丽恒等[28]研究大黄素对大肠杆菌的体外抗菌活性及机制发现，大黄素具有明显的抗大肠杆菌作用，其最小抑菌浓度(MIC)为64μg/mL;MIC、0.5MIC大黄素与大肠杆菌菌液作用1～8h，可使大肠杆菌菌液电导率、大分子物质含量、钙离子浓度、总漏出率和碱性磷酸酶活力极显著升高，表明大黄素通过增加大肠杆菌细胞膜和细胞壁的通透性，使大肠杆菌菌体内的物质大量外泄，达到体外抗菌的作用。

　　曹丽萍等[29]在基础饵料中加入浓度为6μg/mL的大黄素，发现其对建鲤具有较强的清除1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基的能力，清除率达到81%;饵料中加入3、5g/kg大黄素能够显著提高建鲤的相对增重率和特定生长率，降低饵料系数，稳定肝细胞膜，显著抑制谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)及乳酸脱氢酶(LDH)溶出，显著恢复血清中血蛋白和总蛋白含量，抑制丙二醛(MDA)生成。大黄素的保肝作用，与其抗氧化、清除自由基的能力以及抑制CCL4对CYP450酶的诱导作用有关。

　　3虎杖在动物养殖中的应用

　　3.1虎杖在家禽养殖中的应用

　　虎杖可治疗鸡呼吸道疾病，提高鸡免疫力，降低发病率，对多种鸡源性病菌、病毒均具有抑制作用。邝哲师等[30]研究发现，在基础日粮中添加不同比例的虎杖渣粉饲喂山地鸡3w，山地鸡胸腺指数、脾脏指数、法氏囊指数均较空白组显著增加，但血液生化指标的变化不显著，说明饲喂虎杖渣粉可提高山地鸡的免疫力，降低发病率。陈圣威等[31]比较采用两种提取方法的虎杖等9种中草药对鸡源变形杆菌的抑菌效果，结果发现，虎杖的水提液及醇提液均对鸡源变形杆菌具有抑菌效果，其MIC值均为125mg/mL。代如意等[32]探讨虎杖等5种中药对鸡白痢沙门氏菌的抑菌效果，结果显示，虎杖提取物对鸡白痢沙门氏菌具有较强的抑菌效果，MIC、最低杀菌浓度(MBC)值均为15.60mg/mL。

　　王学理等[33]采用鸡胚培养法和血凝试验测定中药虎杖醇提取液对鸡新城疫病毒的作用，结果显示，接种病毒+虎杖醇提液组与接种病毒+生理盐水组的差异极显著，接种病毒+虎杖醇提取液组与接种病毒+盐酸金刚烷胺组的差异显著，表明虎杖醇提液与病毒同时接种鸡胚，可完全抑制鸡新城疫病毒在鸡胚中的增殖。赵增成等[34]采用鸡胚培养法和血凝试验也证明虎杖水提取液具有抗鸡新城疫病毒的作用。

　　3.2虎杖在猪养殖中的应用

　　虎杖及其提取物能够提高猪生长性能和免疫力，降低猪的腹泻率，维持猪肠道健康，对多种猪源性病菌、病毒均具有抑制作用，有关虎杖应用于猪营养、养殖的研究较多[35-39]。徐瑞等[40]研究发现，基础日粮中添加80g/t虎杖后，保育猪的平均日增重提高8.35%，平均日 采食量提高9.43%，料重比降低0.60%，腹泻率有所降低，血液中白细胞、红细胞数量较低，表明虎杖可提高保育猪的生长性能，降低腹泻率，提高免疫力。

　　易宗容等[41]在断奶猪基础日粮中添加1000mg/kg的虎杖活性成分Res，发现Res能够显著提高断奶仔猪空肠中CAT和SOD的活性、空肠Claudin-1和ZO-2mRNA的表达量、空肠绒毛的高度和绒隐比以及仔猪的ADFI和ADG，表明白藜芦醇能够显著提高断奶仔猪肠道的抗氧化酶活性，促进肠道屏障基因表达，同时能够改善仔猪的肠道形态，提高仔猪的生长性能。刘云等[42]在比较虎杖等6种中药水煎煮液体外抗猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)的作用中发现：在体外抗PRRSV作用试验中，虎杖水煎煮液组细胞形态未出现明显的细胞病变;虎杖水煎煮液组对PRRSV的阻断、抑制、直接灭活作用最高抑制率分别为110.4%、94.3%、130.8%，表明虎杖水提取物具有良好的抗PRRSV效果，可应用于PRRSV的临床治疗。

　　陈希文等[43]观察比较虎杖等22种中药多糖提取物对猪源金黄色葡萄糖球菌的体外抑菌活性，结果发现虎杖多糖提取物具有较强的抑菌效果，其MIC、MBC值均为7.8g/mL。Li等[44]研究虎杖的大黄素提取物对副猪嗜血杆菌(HPS)抑菌活性，体外抑菌试验表明虎杖大黄素对HPS表现出较强的抑制作用，MIC、MBC值分别为32、64μg/mL，且抑菌活性随药物浓度增加而增强。流式细胞仪检测表明虎杖大黄素可能是通过破坏HPS细胞膜完整性，增加细胞膜通透性发挥其抑菌效果;采用透射电子显微镜观察，发现64μg/mL的虎杖大黄素可导致HPS细胞形态不规则，质壁分离，细胞膜、细胞壁破裂，细胞质空泡化。

　　3.3虎杖在水产养殖中的应用

　　Zhou等[45]研究虎杖提取物大黄素抗多子小瓜虫的作用，体外试验结果显示，1mg/L的大黄素能在96min内完全杀灭该寄生虫;0.5mg/L甚至更低浓度大黄素预处理2h，可显著降低幼虫的侵染率;1、2mg/L浓度大黄素可分别终止未包囊和包囊阶段多子小瓜虫的繁殖;体内试验结果显示，0.5mg/L的虎杖大黄素对感染及未感染多子小瓜虫草鱼均具有一定的保护作用。

　　以上结果表明，虎杖大黄素具有较好的杀灭多子小瓜虫的作用，且毒性较小。范耘硕等[46]在血鹦鹉高脂饲料中添加虎杖，结果发现，2.0%虎杖作为血鹦鹉高脂饲料添加剂连续投喂7d后可显著增强血鹦鹉肝脏SOD、CAT及溶菌酶(LZM)活性，改善鹦鹉的非特异性免疫能力，缓解并减轻其肝细胞的损伤，降低肝脏的脂质过氧化程度，提高脂类代谢的能力，且在第14d时效果最稳定。马良骁等[47]研究虎杖提取物对尼罗罗非鱼脂肪肝的干预作用，结果发现,虎杖提取物组(5g/kg虎杖提取物+高脂饲料)能够明显抑制饲喂高脂饲料所引起的血清血脂水平、ALT活性升高，以及肝组织SOD活性、T-AOC和GSH含量降低，并能够显著降低其肝组织中MDA和肝脂肪的含量;基因表达测定结果表明，虎杖提取物组能够显著抑制饲喂高脂饲料引起白细胞介素-1β(IL-1β)上调及过氧化物酶体增殖物激活受体α(PPAR-α)下调。

　　由此可见，虎杖提取物对于高脂饲料引起的尼罗罗非鱼脂肪性肝损伤具有一定的治疗作用。程敏等[48]研究结果表明，2.0mg/mL虎杖醇提取物能够极显著提高白细胞氧呼吸爆发活性，呼吸爆发增加率为78.93%;0.5mg/mL虎杖醇提物能够提高尼罗罗非鱼的白细胞吞噬活性，吞噬率增加了64.93%;虎杖分别与白头翁、柯子、五倍子联用时均对白细胞吞噬活性呈协同作用，吞噬联用指数分别为11.45、6.20、3.03，表明虎杖醇提取物能提高尼罗罗非鱼血浆白细胞免疫活性。

　　李秋云等[49]研究认为，虎杖对5株致病菌均具有较好的抑菌效果，MIC值均为0.75mg/mL。吴梦晓等[50]认为，150mg/mL的虎杖水提液对无乳链球菌的抑菌直径为0~6.27mm，表明虎杖具有良好的抗罗非鱼链球菌的活性的作用。石瑶瑶等[51]通过过氧化氢诱导草鱼原代肝细胞，构建体外氧化损伤模型，并评价虎杖等8种中药抗氧化能力，结果显示，虎杖具有较强的清除DPPH自由基及氧化损伤修复能力。

　　4结论

　　虎杖及其提取物作为饲料添加剂应用于动物养殖，能够改善动物的生长性能，增强机体免疫力，发挥抗菌抗病毒作用，降低动物的发病率，且虎杖具有无公害、无副作用、用途广泛的优势，在动物养殖中具有广阔的应用前景。但如何充分利用虎杖资源，使其能够同时满足药用与兽用的需求等问题仍待解决。此外，虎杖在动物养殖中的具体应用研究仍然相对较少，在动物上的作用机理研究不够深入，在不同生长阶段、不同动物中的用法用量也有待进一步明确。

　　参考文献

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　　作者：徐兰程阮慧妮黄晨帆傅春青梁英莉蒙琴辛桂瑜*