综述:Anredera cordifolia(十)的生物活性综述。Steenis 作为牲畜天然饲料添加剂的潜力:连接植物化学特征与计算机、体外和体内研究

【字体: 时间:2025年10月28日 来源:Journal of Experimental Pharmacology 7.4

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  本综述系统探讨了落葵(Anredera cordifolia)作为替代抗生素生长促进剂(AGPs)的天然饲料添加剂的潜力。文章通过分析其植物化学特征(富含类黄酮、单宁等),并整合计算机模拟(分子对接)、体外(抗菌、抗氧化、伤口愈合)及体内(抗炎、抗肥胖、降血糖)研究证据,证实其在改善反刍动物甲烷排放、抗寄生虫、降低蛋黄胆固醇及提高牲畜生产力方面具有显著功效,且安全性良好,为开发更安全、高效的畜牧业饲料添加剂提供了科学依据。

  
摘要
抗生素生长促进剂(AGPs)虽能提高牲畜生产力,但其引发的抗菌素耐药性(AMR)问题促使人们寻找更安全的替代品。植物作为饲料添加剂显示出巨大潜力。本综述聚焦于落葵(Anredera cordifolia(Ten). Steenis),旨在通过梳理其植物化学特征、计算机模拟(in silico)、体外(in vitro)和体内(in vivo)研究,评估其作为畜禽天然饲料添加剂的潜力。数据库检索(Scopus、PubMed,2015-2025年)及筛选后纳入的文献表明,该植物叶片富含类黄酮、单宁、皂苷等次级代谢产物。其主要生物活性包括伤口愈合、抗炎、抗氧化和抗菌。在山羊、家禽、兔子和豚鼠中的应用研究证实了其抗寄生虫(抗原生动物和驱虫)、降低甲烷产量以及减少蛋黄胆固醇的效果。提取物对豚鼠无急性毒性作用。类黄酮的抗氧化和抗菌特性,以及单宁减少反刍动物甲烷和氨气产生的能力,是其作用的重要机制。因此,落葵叶片有潜力作为替代AGPs的饲料添加剂,以提高牲畜生产力,且具有更多益处和更少副作用。
引言
由于对AGPs副作用(如AMR)的担忧,欧盟和美国食品药品监督管理局(FDA)已禁止其使用。这推动了对药用植物的研究。落葵,又名藤三七、 binahong等,是巴斯莱科(Basellaceae)的一种多年生攀缘草本植物,原产南美,现广泛分布于热带和亚热带地区。其叶片被报道含有植醇(35.68 g/100 g提取物)、羧酸、类黄酮(如槲皮素0.6 mg/100 g,杜荆素7.5–191.94 mg/100 mL干提取物,总类黄酮1.37 g/100 g)、甾醇、酚类(54.4 mg 没食子酸当量 (GAE)/100 g)、萜类、单宁(叶片28.14 ± 0.22 mg/g)和皂苷等成分。这些次级代谢产物与其强大的自由基清除、抗菌等生物活性密切相关。
植物化学特征
对来自印度尼西亚东爪哇省巴图(Batu)的落葵叶片进行的液相色谱-质谱(LC-MS)分析显示,其主要含有杜荆素(类黄酮)、皂苷、甜菜素(色素)、贝桑尼定(生物碱)、萜类和熊果酸(羧酸)等六种主要植物化学物质。另一项研究采用超高效液相色谱-高分辨质谱联用(UHPLC-HRMS)在96%、70%和50%乙醇提取物中分别鉴定出187、153和105种植物化学物质。
计算机模拟(in silico)生物活性研究
有限的计算机模拟研究揭示了落葵成分的潜在作用机制。杜荆素、皂苷和熊果酸可与基质金属蛋白酶-2(MMP-2)的活性位点稳定相互作用,提示其伤口愈合潜力。原花青素和杜荆素与病毒酶强效相互作用,表明其抗病毒潜力。亚油酸、植醇和十六烷酸对肺炎链球菌(S. pneumoniae)青霉素结合蛋白2(PBP2)显示出抑制潜力,其中亚油酸作用最强,但弱于苄青霉素。
体外(in vitro)生物活性研究
体外研究证实了落葵提取物的多种生物活性。其96%乙醇提取物对α-葡萄糖苷酶有高抑制活性,并能上调脂肪细胞中的葡萄糖转运蛋白4(GLUT4),显示出抗糖尿病潜力。研究表明其具有强大的自由基清除(抗氧化)活性,且对正常BALB/3T3成纤维细胞无细胞毒性,但对HeLa细胞具有选择性细胞毒性,可通过阻滞G1/S期细胞周期和抑制Bcl-2表达实现。落葵叶提取物在凝胶和纳米颗粒制剂中也显示出对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和痤疮丙酸杆菌(Propionibacterium acnes)的抗菌活性。其三萜类成分能抑制表皮葡萄球菌(Staphylococcus epidermidis)。此外,其甲醇茎提取物具有抗氧化特性,叶提取物通过人红细胞膜稳定法显示出抗炎特性(抑制溶血)。
体内(in vivo)生物活性研究
大量体内研究在啮齿类动物模型中验证了落葵的功效。3%落葵叶乙醇提取物凝胶能促进Wistar大鼠拔牙后牙槽骨愈合。5%叶提取物软膏能有效治疗大鼠热金属引起的局部烧伤。提取物还能降低高脂饮食诱导的肥胖大鼠的细胞外调节激酶(ERK)水平和脂肪组织巨噬细胞数量,显示出抗肥胖和抗炎作用。其在糖尿病模型大鼠中表现出降血糖作用,效果与格列本脲相当。落葵叶乙醇提取物还能降低血管紧张素II或地塞米松诱导的高血压大鼠的血压,其机制可能与通过一氧化氮(NO)途径的血管舒张作用有关。此外,研究还证实了其抗氧化(如降低丙二醛(MDA)水平)、抗黑色素细菌活性,以及在衰老加速小鼠(SAMP8)模型中改善学习和记忆能力的作用。
落葵在动物营养与健康中的应用
在畜禽中的应用研究直接支持了其作为饲料添加剂的潜力。
  • 山羊:日粮中添加落葵叶可显著降低牛奶和胃肠道中的活菌数,降低粪便中卵细胞和球虫卵囊数量,增加产奶量,降低亚临床乳腺炎。还能显著减少奥斯特他线虫(Ostertagiasp.)卵数量(减少率97.5%),并减少瘤胃原虫数量(30.2%),有助于提高营养利用和饲料效率。
  • 家禽:落葵叶与槟榔(Areca catechu)组合使用,能显著降低感染鸡蛔虫(Ascaridia galli)的家鸡粪便中虫卵数量,并改善肠道组织病理学。在鹌鹑日粮中添加2-6%落葵叶粉可降低蛋黄胆固醇、甘油三酯和低密度脂蛋白(LDL)含量,提高高密度脂蛋白(HDL)水平,且不影响产蛋量。在ISA Brown蛋鸡中,落葵叶粉能减少鸡蛔虫数量,改善肠道健康和相关血清指标。
  • 兔子和豚鼠:日粮中添加落葵叶提取物可加速兔子的子宫复旧过程和豚鼠的产后发情周期,这可能与其蛋白质成分刺激一氧化氮(NO)产生有关。
    安全性方面,研究表明落葵提取物对豚鼠在高达90 mg/头的剂量下无急性毒性或死亡,但确切的半数致死剂量(LD50)和具体安全指南仍需进一步研究。
类黄酮和单宁的抗氧化与抗菌机制
  • 类黄酮:作为强大的抗氧化剂,类黄酮(如芹菜素、木犀草素、槲皮素、山奈酚、杨梅素等)可通过激活细胞外信号调节激酶2(ERK2)/核因子E2相关因子2(Nrf2)/抗氧化反应元件(ARE)信号通路等多种机制缓解氧化应激。其抗菌机制包括破坏病原菌活性、增加细胞膜通透性、抑制DNA旋转酶和拓扑异构酶IV等。类黄酮还能降低瘤胃微生物活性、甲烷产量和原生动物总数,并表现出抗寄生虫(如Haemonchus contortus)活性。
  • 单宁:特别是缩合单宁,可通过降低饲料消化率、改变原虫组成和瘤胃微生物群落来减少反刍动物的甲烷(CH4)排放。单宁还能与蛋白质结合,减轻瘤胃中的氮降解,减少氨气(NH3)形成,增加氮留存。水解单宁(如鞣花酸、没食子酸)也被证实能显著减少甲烷排放和氨形成。
结论
综上所述,落葵(Anredera cordifolia)的植物化学特征与其计算机模拟、体外和体内生物活性研究结果密切相关。其主要生物活性集中在抗氧化、抗菌(包括抗细菌、抗病毒、抗真菌、抗寄生虫)、伤口愈合和抗炎方面。在反刍动物(山羊)和家禽(鸡、鹌鹑)中的应用证实了其抗寄生虫、降低甲烷和氨气产生、改善蛋黄脂质谱(降低胆固醇)以及提高生产性能的潜力。这些作用主要归因于其叶片中的类黄酮和单宁等次级代谢产物。落葵易于通过气生块茎进行营养繁殖,生长旺盛,成本较低,且副作用小,显示出作为替代AGPs的天然饲料添加剂的巨大潜力。然而,关于其在畜禽日粮中的最佳添加剂量、施用方式以及长期安全性仍需进一步深入研究,以充分挖掘其益处并确保安全应用。
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