综述：关于荨麻（Urtica dioica L.）生化成分的全面综述及其在提升健康益处方面的应用

《Food Materials Research》：A comprehensive review on biochemical composition of Urtica dioica L. and its applications to improve health benefits

　　荨麻（学名：Urtica dioica L.）是一种属于荨麻科的多年生开花植物，因其药用价值而广受认可。对荨麻的植物化学研究表明，其中含有酚类、黄酮类、生物碱、萜类化合物和皂苷，以及氨基酸、抗坏血酸、类胡萝卜素、脂肪酸和矿物质等必需营养素。这些生物活性成分参与了多种生物功能，包括脂肪细胞代谢、心血管支持、月经调节、骨骼形成（成骨作用）和预防缺血。此外，荨麻还具有抗氧化、抗炎、抗菌和免疫调节作用，进一步增强了其治疗潜力。由于其多样的药理活性，荨麻传统上被用作多种健康问题的天然疗法。荨麻中的植物化学成分在工业上也有应用潜力，因为它被广泛用于制药和食品行业，用于生产各种药物、食品色素和食品添加剂。

**引言**
荨麻（Urtica dioica）属于荨麻科，是一种多年生草本植物。这种植物生长在亚洲、欧洲、美洲和非洲的各种气候带，包括热带和温带地区[1]。它常见于道路旁、河流和森林中，因其快速而广泛的生长而被视为野生植物[2]。荨麻是雌雄同株的，茎和叶子上布满了毛状体，接触皮肤会引起灼烧感。夏季时，它会结出果实和花朵。荨麻原产于每个大陆，在温和的气候条件下生长[3]。它富含营养，被用作多种疾病的天然疗法。荨麻的叶子可作为草药使用，冬季还可以用来制作汤品。荨麻叶营养丰富且易于消化，富含维生素、矿物质和类胡萝卜素，是维生素A的前体物质，是饮食中重要的组成部分[4]。然而，叶绿素、脂肪酸组成和类胡萝卜素是荨麻中的关键植物化学成分（表1）。从荨麻的叶子、果实、种子和根中提取的成分含有丰富的抗氧化剂和生物活性化学物质，以及黄酮类化合物[5]。

**形态特征**
荨麻植物适合在富含氮的土壤中生长。茎直立，呈绿色，高度约为3英尺（约0.9米），表面覆盖着含有液体的毛状体（图1a）。当这些液体接触到皮肤时，会引发灼烧感。叶片呈相反方向排列（图1b）。花呈绿色至红色，呈总状花序。同一株植物上同时存在雄花和雌花，开花季节为5月至9月[8]。

**微观结构**
- **叶片**：叶片横截面可见上下两层表皮，表皮中含有气孔。表皮下方的气孔较多，上表面的气孔较大，并被角质层包围。气孔可以是单细胞的也可以是多细胞的。 beneath气孔是3至5层厚度的厚角组织。叶肉细胞也嵌入在西部分的维管束中[9]。
- **茎**：茎的横截面显示多条维管束（图2, 3）。维管束周围是厚实的、有凹陷的细胞。叶肉组织中还含有10–20微米的草酸钙晶体[10]。
- **根**：根的横截面包含软木层、周皮层和维管束。中心部分是初生木质部。维管束周围有次生韧皮部和木质部，根茎中的维管束中含有木质化和非木质化的薄壁细胞[12]。

**历史与用途**
荨麻在非洲被用于治疗伤口愈合和女性月经痛。古希腊人早就认识到荨麻的药用价值，将其用于治疗肺部疾病、哮喘、感冒、肾脏问题、消化问题等。在德国，荨麻茶被用于治疗糖尿病和肾脏疾病；德国人还用它来缓解关节疼痛。印度人用荨麻治疗子宫出血和婴儿发育不良。在美国，荨麻被用于缓解过敏症状，其叶提取物也用于哺乳期妇女；此外，荨麻还具有止血作用，在分娩时可缓解相关肌肉的紧张。在巴西，人们用荨麻治疗呼吸系统疾病（如哮喘、肺部感染、咳嗽和感冒）；墨西哥人用它治疗肾脏疾病、性传播疾病、腹泻等。在不同国家，荨麻还被用于治疗多种其他疾病[6]。

**荨麻的俗名与分类**
荨麻（Urtica dioica）属于荨麻科（表3）。

**本综述的目的**
本综述旨在全面分析荨麻（Urtica dioica）的生化组成和药理潜力。鉴于其广泛的分布和悠久的历史药用传统，这种植物在传统医学和现代医学中都受到了重视。本文将探讨黄酮类、抗氧化剂、维生素、矿物质和多酚等生物活性成分的化学组成及其对植物治疗作用的贡献，并分析荨麻的抗炎、抗菌、免疫调节作用，以及在代谢紊乱、心血管疾病和炎症性疾病管理中的作用。同时，本文还将介绍不同文化中荨麻的传统用途，并鼓励未来开展更详细的分子研究以深入了解其作用机制。尽管已有大量关于荨麻药理作用的研究，但其生物活性成分的分子机制仍不甚清楚。目前大部分证据基于体外实验或动物模型，缺乏设计良好的人体临床试验来验证其对各种疾病（尤其是癌症、糖尿病和自身免疫性疾病）的有效性和安全性。通过整理和分析现有科学文献，本综述旨在为研究人员、医疗保健专业人员和相关行业提供宝贵的资源，以挖掘荨麻在健康和医学领域的全部潜力。

**材料与方法**
本研究通过Elsevier、ResearchGate和PubMed等在线数据库进行了文献检索，搜索关键词包括“荨麻”、“荨麻科”、“Urtica dioica”、“化学组成”和“生物应用”，收集的文献均为英文期刊发表的。

**化学成分**
荨麻富含多种维生素，如对视力、免疫功能和细胞生长至关重要的维生素A（视黄醇）。维生素E（生育酚）是一种强效抗氧化剂，可保护细胞免受自由基损伤，有助于减轻炎症和促进心脏健康。维生素K（叶绿醌）对调节血液钙水平、支持能量产生、维持细胞健康及促进脂肪、蛋白质和碳水化合物代谢至关重要。荨麻中还含有铜（Cu）、锌（Zn）、锰（Mn）和钴（Co）等元素[6]。叶片是必需多不饱和脂肪酸的丰富来源，尤其是亚油酸和α-亚麻酸，这些成分对心脏健康和代谢调节有积极作用。荨麻叶中的主要脂肪酸包括C18:3（α-亚麻酸）和C16:0（棕榈酸）。种子中含有肉豆蔻酸（C14:0）、棕榈酸（C16:0）和硬脂酸（C18:0）。此外，单不饱和脂肪酸油酸（C18:1）在种子中的含量最高[14]。无论使用何种提取溶剂，荨麻叶中的多酚含量均高于根部。水提取物的多酚含量和抗氧化活性最高，煮沸温度的升高有助于提高多酚的提取率和抗氧化能力。荨麻中含有类胡萝卜素和矿物质等具有生物意义的化合物，但也含有少量有毒物质和重金属。这些化合物的组合赋予了荨麻药用价值。许多药物和补充剂都基于荨麻的传统药用成分开发。荨麻叶片中的脂肪酸和多酚使其成为治疗炎症和过敏的理想选择；其高矿物质含量使其成为补充人体必需营养素的宝贵天然来源。总体而言，荨麻叶片的多样化化学组成使其成为一种多功能且具有医疗价值的植物（图4）[15]。

**刺痛机制**
当荨麻的毛状体接触到皮肤时会引起灼烧感。这种感觉是由于荨麻刺中的甲酸、组胺以及荨麻液中存在的乙酰胆碱和血清素等物质共同作用的结果[5]。药理研究显示，荨麻可用于治疗拇指痛、关节痛和膝痛等病症[21]。下载：全尺寸图片 PowerPoint

**荨麻刺伤的处理：**
一些证据表明，将鼠尾草（Salvia officinalis）、牛蒡（Rumex obtusifolius）、薄荷（Menthe piperita）的叶子捣碎后敷在荨麻刺伤处可以缓解疼痛。去除刺伤部位的小刺也有助于恢复。清洗也有助于缓解这种不适感[21]。

**荨麻（Urtica dioica）的生物活性及疗效：**
荨麻（Urtica dioica L.）的各种生物活性如图6所示。
**下载：全尺寸图片 PowerPoint**

**抗糖尿病作用：**
将荨麻叶子磨成粉末作为药物用于治疗糖尿病，或者使用荨麻叶提取物制备氧化锌纳米颗粒也有助于糖尿病管理。这种植物因其治疗效果而被用作天然疗法，而从叶子提取物中获得的氧化锌具有对抗胰岛素和葡萄糖以及恶性细胞的作用[22]。荨麻可用于降低2型糖尿病患者的血压和氧化应激水平，同时也有助于调节血糖。荨麻通过脂肪组织提高血糖水平，但这反而有助于降低血糖浓度。一项使用大鼠模型的研究表明，荨麻水提取物可以降低胆固醇和空腹血糖（FBS）的水平[23]。

**抗氧化作用：**
荨麻的不同部位具有不同程度的抗氧化特性。半胱氨酸和抗坏血酸只是其中的两种抗氧化成分[24]。Otles和Yalcin的研究发现，根部的抗氧化能力最强，其次是茎和叶子。根部的主要化合物包括积雪草树脂醇、对香豆酸、奎宁酸和山柰酚。对香豆酸能增强肝脏中脂肪酸的氧化和粪便中脂质的排泄，并能调节炎症和胰岛素抵抗相关的脂肪细胞因子[25]。奎宁酸能提高胃肠道中的色氨酸和烟酰胺水平，从而提高脂蛋白浓度[26]。山柰酚能增强抗氧化酶超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽S转移酶的活性[27]。这些化合物增强了荨麻的抗氧化作用，有助于人体排毒，并保护身体免受有害分子的伤害。当天然的抗氧化机制功能不正常时，摄入额外的抗氧化剂有助于排毒和清除毒素。维生素E（生育酚）、维生素C（抗坏血酸）、叶绿素等抗氧化剂可以防止活性氧的积累。为抵御压力和光氧化损伤，荨麻进化出了一些保护机制，帮助叶片抵御干旱、压力和损害[28]。研究表明，山柰酚通过增强谷胱甘肽过氧化酶和超氧化物歧化酶的活性发挥抗氧化作用（图7）。

**月经失调：**
月经失调可能由多种原因引起，包括荷尔蒙失衡、体重问题、压力或营养缺乏（如蛋白质或某些维生素）。荨麻嫩茎含有抗坏血酸（维生素C）、核黄素（维生素B2）、泛酸（维生素B5）、叶酸（维生素B9）、维生素K（叶绿醌）和维生素A（视黄醇）。Guzeldere等人的研究发现，患有月经失调的女性蛋白质和维生素B复合物的水平较低[30]。另一项研究表明，叶酸通过降低低维生素B状态下的同型半胱氨酸水平，减少了月经不调的风险[31]。另一项研究中，给患有痛经的女性注射维生素K后，痛经症状得到缓解，这是由于维生素K缓解了由去甲肾上腺素或前列腺素F2α引起的子宫肌肉痉挛[32]。体内雄激素过多是女性不孕的常见原因之一，过量雄激素会导致月经不调、皮肤痤疮和斑片状脱发。荨麻有助于缓解多囊卵巢综合征（PCOS）和体内雄激素过多带来的问题[33]。由于荨麻具有收敛作用，可以帮助女性缓解经期疼痛、痉挛和腹胀。更年期女性也可以服用荨麻来帮助应对这一过渡期，并调节体内荷尔蒙波动。这种草药可以缓解潮热、情绪波动和其他更年期不适症状。几个世纪以来，荨麻一直被用作女性健康问题的天然疗法，无需使用强烈药物[34]。

**泌尿系统疾病：**
高剂量的荨麻有助于治疗尿路感染。自15世纪以来，荨麻提取物就被用于治疗泌尿系统疾病，且未观察到患者出现副作用。大多数研究中，荨麻与其他草药（如非洲榆树皮）一起使用。蒸馏荨麻草药有时也被用来缓解泌尿系统问题。有一项研究显示，用于治疗高血压的普拉佐辛与荨麻混合使用具有治疗效果[35]。

**骨骼生成：**
荨麻提取物对骨骼矿化（即骨生成）有积极影响，同时有助于减轻骨骼肿胀。据信它有助于增强骨骼密度和强度，可能对骨质疏松症或骨骼损伤患者有益。然而，关于新生骨骼的结构质量和强度的知识仍有限，需要进一步研究以充分了解其潜在益处和长期影响[36]。

**缺血：**
缺血后血液流动的重吸收在任何身体部位的血液供应不足后至关重要。在肌肉损伤部位，荨麻能提高抗氧化水平，减少活性氧，从而减轻氧化应激。这种保护作用有助于加速愈合，减少炎症，并有效恢复肌肉功能[37]。

**对脂肪细胞的影响：**
荨麻提取物对脂肪细胞（负责储存脂肪的细胞）有重要影响，同时还能改善代谢活动。一项研究表明，荨麻能减少导致代谢紊乱风险的自由脂肪酸，并增加ceramides的表达，从而诱导细胞周期停滞和细胞死亡[38]。在这项研究中，荨麻提取物通过增加ceramidase酶的表达，刺激了脂肪细胞中AkT的磷酸化。

**哮喘：**
荨麻提取物用于治疗哮喘和呼吸道水肿等呼吸系统疾病。荨麻在减少呼吸道水肿方面效果显著。哮喘是一种与肺部疾病相关的慢性疾病，而活性氧（ROS）是导致肺部损伤的原因之一。历史上，荨麻叶提取物曾用于治疗哮喘和关节不适[39]。研究表明，用荨麻提取物治疗大鼠对治愈肺部疾病非常有效[39]。

**心血管系统：**
来自内皮的硝酸盐以其扩张血管的作用而广为人知。荨麻根提取物与内皮层的结合机制表明了其在血管扩张中的作用。钾氯化物水平的升高会导致膜去极化，从而降低血管扩张效果。了解这种相互作用有助于探索荨麻根提取物在心血管健康方面的治疗潜力[40]。

**营养价值：**
荨麻富含维生素A（视黄醇）、维生素E（生育酚）和维生素C（抗坏血酸）等营养成分。此外，还含有脂肪和碳水化合物。煮沸荨麻叶后，维生素E（生育酚）含量会增加。荨麻叶中还含有钙（Ca）、铬（Cr）、铜（Cu）、铁（Fe）、镁（Mg）和锰（Mn）等元素（图8）。然而，煮熟后这些元素的含量会降低。食用煮熟的荨麻叶可以提高体内铁和锰的水平，尤其是对于铁缺乏的人群[41]。

**抗炎作用：**
荨麻长期以来被用于治疗水肿、过敏和其他炎症性疾病。研究表明，荨麻能抑制过敏反应中的炎症途径，如抑制COX-1和COX-2酶，从而缓解花粉症等症状。此外，荨麻还具有抗组胺作用[29]。

**抗癌作用：**
荨麻作为一种强大的天然草药，在抗癌方面受到重视。其根提取物能抑制HeLa细胞的生长。研究发现，荨麻根提取物对前列腺肥大和癌细胞有抑制作用，显示出良好的治疗效果[42]。研究评估了荨麻对MDA-MB-468人类乳腺恶性细胞的影响，通过TUNEL检测、DNA片段分析和RT-PCR技术评估了细胞的毒性和程序性细胞死亡。结果表明，荨麻对癌细胞的发展和大小有限制作用，且未对正常细胞造成损害。研究发现，线粒体途径（Caspase-9激活时导致细胞死亡）对癌细胞死亡至关重要[43]。山柰酚具有抗氧化和抗ROS作用，能防止线粒体膜损伤，从而具有抗癌特性[10]。

**荨麻的主要活性成分：**
**酚酸：**
酚类化合物具有多种对人体有益的生物活性（图11）。其中，香草酸是荨麻中天然存在的酚酸，具有抗氧化、抗癌和抗炎作用[44]。香草酸对多种癌细胞具有显著的抗增殖和细胞毒性作用，能抑制其生长和进展。研究表明，香草酸能诱导肺癌细胞的凋亡和DNA损伤，从而抑制其生长。此外，香草酸还能增强细胞的防御机制，对抗致癌物质[45]。山柰酚是一种高效的自由基清除剂，在水中环境中起关键作用[46]。其强大的抗氧化活性有助于减少氧化应激，而氧化应激是导致细胞损伤和多种退行性疾病的主要因素[47]。它的关键保护机制之一是能够防止线粒体膜的氧化损伤。通过保持线粒体功能和稳定性，原儿茶酸降低了线粒体功能障碍的风险，而线粒体功能障碍通常与凋亡（程序性细胞死亡）有关。通过防止凋亡，原儿茶酸有助于提高细胞的整体存活率和寿命，使其成为治疗与氧化应激相关疾病的潜在药物[48]。没食子酸（GA）是一种存在于多种植物中的酚类化合物，包括荨麻（Urtica dioica）。它通过抑制脂肪酸引发的炎症反应，在增强脂质代谢中发挥关键作用。通过减少炎症，没食子酸有助于降低异常脂质代谢的风险，从而促进整体代谢健康[49]。没食子酸还通过莽草酸途径促进单宁的降解，扩大了其大规模工业生产的潜力[50]。丁香酸（SA）是一种具有显著药用特性的酚类化合物，其主要功效归因于其强大的抗氧化能力。SA的天然衍生物在促进植物与土壤微生物之间的相互作用中起着关键作用。研究表明，口服丁香酸可以有效地调节口腔黏膜组织的生化参数，从而增强了其治疗效果[51]。丁香酸通过诱导凋亡、导致细胞周期停滞以及减少细胞增殖和迁移，展现出多种化疗效果。此外，它还能抑制核因子Kappa B（NF-κB）与DNA的结合，并抑制蛋白酶体的活性，进一步增强了其抗癌潜力[52]。香草酸（VA）是一种酚类化合物，在治疗神经系统疾病方面显示出潜力。一项针对小鼠的研究表明，香草酸显著有助于缓解苯并芘引起的肺癌。这表明香草酸还是一种强效的自由基清除剂，为其治疗效益提供了支持[53]。香草酸还通过抑制MAPK/NF-κB信号通路来减少炎症细胞因子和趋化因子的产生，从而表现出抗关节炎活性。因此，香草酸成为治疗类风湿性关节炎的 promising 治疗剂[54]。

伞形花苷是一种天然存在于荨麻中的黄酮类化合物，具有独特的药物递送系统。其成分混合物表现出协同效应，提高了化合物在多种生物途径中的渗透性，使其成为广泛治疗的候选物质[55]。伞形花苷通过减缓肿瘤生长、减少副作用和防止耐药性来增强化疗效果。尽管具有抗氧化特性，但它通过影响细胞信号传导机制来增强抗癌效果。作为一种放射增敏剂，它在不削弱治疗效果的同时加强了放射疗法的效果[56]。儿茶素在荨麻中含量丰富，由于其抗氧化特性，被广泛用于化妆品和多种疾病的治疗中。它们在紫外线防护方面发挥着重要作用[57]。儿茶素在美容领域的应用中表现出色，有助于减缓衰老过程。它们能抑制黑色素生成，促进细胞活动，强大的抗氧化特性使其在染发剂、医药和化妆品中具有很高的价值[58,59]。γ-氨基丁酸（GABA）是一种存在于植物中的非蛋白质氨基酸，在植物发育中充当信号分子，并作为生长调节因子[60]。GABA在提高植物对多种压力（如光照不足、盐度、温度波动和干旱）的耐受性方面起着关键作用。它通过调节抗氧化防御机制来促进植物生长调节因子的活性，从而增强植物的抗逆能力。此外，GABA还有助于提高作物质量和延长货架寿命[61]。从荨麻叶片中提取的生物活性化合物在不同行业中有多种应用；从荨麻叶中提取的叶绿素被用作天然着色剂（E140），叶片也被用于荨麻啤酒的制备[62]。作为一种多用途作物，由于其丰富的营养成分和生物活性成分，它正在扩展到功能食品、制药、可持续纤维以及研究领域。

**结论与未来展望**
本综述的主要目的是介绍荨麻的化学组成和生物活性。综述中的信息将为该植物在多种疾病治疗中的应用提供具体证据。荨麻有助于治疗哮喘、月经问题、糖尿病和癌症等健康问题，同时还具有抗癌和抗氧化特性。医学领域将从这种植物中受益匪浅。它可能为传统药物治疗提供一种安全有效的替代方案，显著改善许多患者的生活质量，并有可能彻底改变某些疾病的管理方式。未来的研究应聚焦于详细的分子和细胞层面的研究，以了解荨麻发挥抗炎、抗氧化和抗癌作用的具体机制，并研究其与癌症、糖尿病和自身免疫性疾病相关信号通路的相互作用。研究人员还应探索其在药物配方、剂量优化以及与传统药物之间的潜在相互作用方面的作用。

**作者贡献**
作者对论文的贡献如下：
- 研究构思与设计：Rathour M, Sharma P, Sharma N
- 数据收集：Singh S, Chamoli N
- 结果分析及解释：Rathour M, Sharma P, Sharma N
- 手稿起草：Rathour M, Sharma P, Sharma N, Singh S, Chamoli N
所有作者均审阅了结果并批准了最终版本的手稿。

**数据可用性**
本研究期间生成和/或分析的数据可向相应作者索取。

**致谢**
作者衷心感谢印度喜马偕尔邦Hamirpur的Career Point大学提供了完成此次综述所需的资源和支持。

**利益冲突**
作者声明没有任何利益冲突。