-
白樺脂醇
鎖定
白樺脂醇，是由6個異戊二烯構成的羽扇豆烷型五環三萜類化合物。分子式為C30H50O2，相對分子質量442.72，白色結晶粉末，熔點252-253℃，溶於乙醇、乙醚、氯仿和苯，微溶於冷水、石油醚等有機溶劑。1788年Lowit首次報道白樺樹皮中含有該物質，並將其分離出來
[28]
。
白樺脂醇（Betulin），又稱白樺酯醇、樺木醇、樺木腦。溶於乙醇、乙醚、氯仿和苯，微溶於冷水、石油醚等有機溶劑。植物來源為白樺樹皮提取。白樺脂醇具有消炎、抗病毒、抑制頭髮纖維中蛋白質溶解、改善受損頭髮光澤、促進頭髮生長等活性，可應用於食品、化妝品及醫藥等行業。
- 中文名
- 白樺脂醇
- 外文名
- Betulin
- 別 名
-
樺木醇
樺木腦
白樺酯醇 - 化學式
- C30H50O2
- 分子量
- 442.72
- CAS登錄號
- 473-98-3
白樺脂醇物理化學性質
性狀：本品為白色結晶粉末
白樺脂醇
白樺脂醇植物來源
白樺樹皮提取。
白樺脂醇用途與功效
白樺脂醇用途
白樺脂醇具有消炎、抗病毒、抑制頭髮纖維中蛋白質溶解、改善受損頭髮光澤、促進頭髮生長等活性，可應用於食品、化妝品及醫藥等行業。
摘自化妝品天然成分原料介紹(Ⅱ)
白樺脂醇功效
白樺脂醇具有廣泛的生物學活性，經過多種動物模型及細胞模型驗證，可知白樺脂醇具有祛痰止咳、抑制黑色素、降血脂、保肝抗癌、抗炎、抗病毒、抗腫瘤、抗HIV、改善阿爾茨海默症（AD）等功能特性。
1、抑制黑色素形成
白樺脂醇可作為一種天然安全無副作用的中藥植物雌激素，通過p38-MAPK信號通路抑制A375細胞黑素合成，減少皮膚色素沉着過度，改善黃褐斑對患者外貌的影響，同時還不會受到副作用的影響，降低子宮癌和乳腺癌的發病率
[3]
。
2、降血脂
白樺脂醇在抗高血脂方面具有良好藥理效應，能同時降低血液膽固醇和三酰甘油。此外，還可以抑制膽固醇調節元件結合蛋白（SREBP）的功能，進而影響膽固醇的代謝，可明顯降低血液中甘油三脂、脂肪酸和膽固醇水平，改善肥胖患者的高脂血症和胰島素抵抗，對Ⅱ型糖尿病的治療效果明顯
[23]
。
3、保肝作用
4、抗癌抗腫瘤作用
白樺脂醇已經被證明對幾種類型的癌症細胞有抑制作用，包括RCC4、DLD-1、PC-3、HeLa、SK-HEP-1、HepG2、A549 和 MCF-7細胞，也可以抑制宮頸癌細胞系。通過誘導凋亡相關的線粒體通路促進腫瘤細胞凋亡，發揮抗腫瘤活性[12][13][14]。最近，有學者發現白樺脂醇可以抑制胃癌MGC-803細胞增殖,誘導細胞凋亡,其作用機制可能與抑制PI3K/AKT通路激活相關
[18]
。
5、抗炎抗氧化活性
白樺脂醇和白樺脂酸都是在較高濃度下具有温和的抗炎性，而且它們的抗炎性可能取決於對蛋白激酶 C 的抑制作用，而不涉及任何神經源性炎症機制
[4]
。炎症與多種疾病密切相關，例如細菌性肺炎、酒精性肺損傷、乳腺發炎、心肌保護、小鼠足損傷等。白樺脂醇可以通過抑制LPS和大腸桿菌誘導的促炎因子，減輕髓過氧化物酶活性和肺組織細菌負荷，進而減輕LPS誘導的急性肺損傷
[5]
。
6、抗HIV
白樺樹皮的主要成分白樺脂醇可衍生強力的抗HIV藥，可作為藥用資源使用。白樺中三菇類物質主要包括白樺脂醇、樺木酸、羽扇醇等。這三種化合物及其衍生物大多具有抗腫瘤、抗炎的生物活性，對蛋白酶和逆轉錄酶具有抑制作用,其作用範圍幾乎影響了病毒生命週期的每一個環節,但大部分化合物重點作用於病毒吸附階段
[20]
。美國MarcPharmaceuticals公司通過研究人員完成的細胞實驗數據表明,白樺脂醇的一種新衍生物可以抑制HIV-1複製,並且並未觀察到對細胞活性有任何毒副作用
[19]
。
7、保護海馬神經元
白樺脂醇能夠改善慢性應激抑鬱模型大鼠的抑鬱行為，且對其海馬神經元具有一定保護作用
[21]
。白樺脂醇通過增加海馬PSD-95和Synapsin -I 的表達而發揮保護突觸的作用，降低氧化應激對海馬神經元的損害，起到對 APP / PS1 雙轉基因痴呆模型小鼠的學習記憶能力的改善作用，增強海馬長時程，保護實驗動物的認知功能
[22]
。
白樺脂醇實驗數據或結論
1、抗疲勞、耐缺氧
白樺脂醇能顯著延長小鼠負重遊泳時間,降低運動前後血乳酸曲線下面積及增加肝糖原含量,但在降低尿素氮含量方面未表現出明顯的作用，同時可以顯著延長急性腦缺血性缺氧時間,延長亞硝酸鈉中毒存活時間,但在延長常壓耐缺氧時間方面未表現出明顯作用。但總體結果顯示白樺脂醇具有緩解機體體力疲勞功能和提高缺氧耐受力功能的作用
[24]
。
2、抑制黑色素
有研究者選用A375細胞作為研究對象，發現與空白對照組相比，白樺脂醇在濃度為1 μmol /L時對 A375細胞黑素的合成及TYR活性具有顯著的抑制作用; 與白樺脂醇組相比，加入 SB203580（p38 信號通路阻斷劑）後，能顯著的逆轉白樺脂醇對黑色素的合成及TYR活性的抑制；Western blot 結果表明，白樺脂醇組的 p-p38、p38、MITF、TYR、TRP-1、TRP-2蛋白表達也顯著被抑制，與白樺脂醇組相比，加入 SB203580後，p-p38蛋白表達也顯著上調，同時轉了白樺脂醇對 p38、MITF、TYP、TRP-1、TRP-2 的蛋白表達的抑制作用;RT-PCR法表明白樺脂醇組 p38、MITF、TＲP-1 mＲNA 表達被顯著抑制，從p38 阻斷劑對植物雌激素組的逆轉作用，可進一步推斷 p38 /MAPK 信號通路是白樺脂醇抑制黑素合成的重要機制之一
[3]
。
3、 降血脂
白樺脂醇能改善ApoE高脂血症模型小鼠動脈管壁病理學改變,有效保護動脈,其作用機制可能與改善脂質代謝紊亂、調節血管內皮功能失衡及抑制IKKβ/NF-κB信號通路進而減少炎症反應的級聯放大有關
[23]
。
4、抗腫瘤作用
白樺脂醇具有抗腫瘤的特性，能抑制 c4-1 移植瘤體積，增加移植瘤裸鼠存活率，可能通過抑制 PI3K/AKT 信號通路抑制宮頸癌細胞系。對照組( DMSO) 相比較，白樺脂醇低劑量組( Betulin 50) 、白樺脂醇高劑量組( Betulin 200) 腫瘤體積明顯減小，裸鼠存活率明顯增加，Ki67 和 VEGF 表達水平明顯下降，且 PI3K/AKT 磷酸化水平明顯被抑制
[25]
。也有學者認為白樺脂醇是通過刺激激活免疫器官，提高T淋巴細胞轉化功能、提高NK細胞殺傷活性來抑制腫瘤細胞增殖的
[16]
。
5、抗炎作用
炎症與多種疾病密切相關，在肺部炎症方面，白樺脂醇可以抑制LPS（脂多糖）誘導的TNF-α和IL-6水平，上調IL-10水平，並抑制LPS刺激的RAW 264.7細胞核因子kB（NF-kB）p65蛋白的磷酸化
[8]
。在肝損傷方面，研究者在研究白樺脂醇抑制脂多糖誘導的小鼠急性肝損傷時發現，白樺脂醇可以顯著降低血清和肝組織中IL-1β（白細胞介素）和TNF-α（腫瘤壞死因子）的水平，從而起到抗炎作用
[9]
。白樺脂醇在體外的抗炎作用也經過多種細胞模型的驗證，例如對Aβ25-35誘導的BV2細胞的炎症反應有抑制作用，白樺脂醇預處理組IκBα、NF-κB P65的蛋白表達水平升高，p-NF-κB P65和p-IκBα的蛋白表達水平顯著降低，COX-2、iNOS的水平顯著降低，促炎因子IL-1β、TNF-α的表達降低，而抑炎因子IL-10的表達升高。這説明白樺脂醇可通過NF-κB信號通路，抑制iNOS及COX-2蛋白表達
[10]
。白樺脂醇還可以通過激活STAT3信號通路,抑制AC16心肌細胞炎症通路NF-κB和炎症相關基因的表達，進而起到保護心肌的作用
[11]
。通過預防給予有效劑量的白樺脂醇能夠抑制Aβ25-35誘導產生的細胞凋亡,其機制可能與減少ROS生成從而降低氧化應激水平,繼而抑制細胞凋亡途徑有關
[12]
。而相比白樺脂醇，白樺脂醇的衍生物的抗炎活性更強。Laavola等人研究了樺木酸、白樺脂醇及其衍生物的抗炎特性，發現一種白樺脂醇衍生物能夠抑制IL-6細胞因子和MCP-1單核細胞趨化蛋白的表達，具有廣譜的抗炎活性
[13]
。Gonçalves等研究發現新型白樺脂醇衍生物可以抑制IFN-γ並調節COX-2蛋白（炎症過程中的關鍵蛋白）的表達，影響花生四烯酸代謝過程，進而產生抗炎效應
[14]
。
6、保肝功能
白樺脂醇的保肝機制可能與白樺脂醇抑制酒精性脂肪性肝病大鼠血漿內毒素水平、kuffer細胞活性及炎性細胞因子的合成釋放等因素有關
[17]
；也有研究表明白樺脂醇可能是通過提高清除自由基酶的活性,清除體內的自由基,抑制自由基介導的脂質過氧化對肝臟的損傷,從而保護肝細胞的結構和功能,提高體內依賴性抗氧化酶系統的功能。狄英波等人研究發現高劑量（40mg/kg）白樺脂醇對酒精性肝損傷有明顯的保護作用，可以顯著抑制髓過氧化物酶、血清丙氨酸氨基轉移酶和天冬氨酸氨基轉移酶活性，從而顯著減輕肝臟病變，其作用機制可能為抗氧化、清除自由基代謝產物，抑制脂質過氧化反應；調節血脂、減少脂肪在肝臟的沉積
[26]
。此外，白樺脂醇能顯著降低肝臟病理改變、髓過氧化物酶（MPO）活性、血清丙氨酸轉氨酶（ALT）和天冬氨酸轉氨酶（AST）水平，以劑量依賴的方式抑制NF-κB通路的激活，增加PPAR-γ的表達，對LPS/D-Gal誘導的急性肝損傷也具有潛在的治療作用
[9]
。
7、改善認知功能
採用白樺脂醇干預APP/PS1雙轉基因痴呆模型小鼠,將小鼠隨機分為模型組、藥物高劑量組和低劑量組,C57BL/6J健康小鼠為對照組。結果發現白樺脂醇能改善模型小鼠認知功能障礙;電生理檢測AD模型組長時程增強（LTP）幅值低於對照組,經過白樺脂醇干預治療後,白樺脂醇各組LTP幅值較AD模型組升高; AD模型組神經元凋亡率顯著高於對照組,經過白樺脂醇干預治療後凋亡率下降; AD小鼠模型海馬區PSD-95和Synapsin-I表達下降,但經白樺脂醇干預後其表達上升
[22]
。白樺脂醇還可以顯著改善老年痴呆模型大鼠的行為學，提高學習記憶能力和空間認知能力，顯著降低老年痴呆模型大鼠PEN-2相關基因及蛋白的作用，但對APH-1相關基因及蛋白則無明顯影響。由於其對海馬體神經元的保護作用，白樺脂醇也具有一定的抗抑鬱的作用
[27]
。
8、抗皺紋
白樺脂醇獲取方法
白樺脂醇可以從豐富的植物資源中獲得,其廣泛存在於酸棗仁、大棗、天門冬、石榴樹皮和葉、白樺樹皮和葉、柿蒂、羅勒等天然植物中
[17]
。含白樺脂醇的植物雖然很多，但以白樺樹皮中的含量最高，可達30％左右；從白樺樹皮中提取白樺脂醇，得率可超過20%，純度在95%以上
[29]
。且白樺樹皮外皮中白樺脂醇一部分以遊離態存在，另有一部分和軟木脂的單體醋化以生物聚酯的形式存在
[30]
。白樺樹皮中白樺脂醇的含量與取樣的位置高度有關：0.5～4.0m高度範圍內，距地面1.5 m處的白樺樹皮中白樺脂醇的含量最高，為 17.56％，距地面4.0m處的白樺樹皮中白樺脂醇的含量最低，為14.51％。整體上，不同高度位置的白樺樹皮中白樺脂醇含量差異不顯著
[31]
。
白樺脂醇常用的提取方法是溶劑提取法。大多數有機溶劑都可用於白樺脂醇的提取，用非極性溶劑提取，提取物中白樺脂醇含量應比乙醇等極性溶劑提取的高。較為適用的非極性溶劑包括氯仿、苯、甲苯、一二氯甲烷、乙醚等。另外，還應注意到，非極性溶劑在對植物組織進行提取時，對植物細胞壁穿透能力較弱，往往需要一些輔助手段來加速提取，比如常用的方法有加熱、攪拌、連續提取等，特別是連續提取，相對普通迴流來講效率提高較快。曾經有報道, 採用索氏提取器，利用少量乙醚溶劑連續提取製備白樺脂醇，收率達到23%，純度可達到95%（收率與試驗用樺樹皮種類特別是所取樺樹皮部位密切相關）
[32]
。但用乙醚萃取也有其不足之處，乙醚沸點低易揮發，安全性較低，成本也較高。目前還有很多研究者選擇採用超聲波輔助有機溶劑進行提取，提高提取效率
[20]
。
白樺脂醇安全性
(1) 白樺脂醇在給藥濃度0.1~2.5mg/mL時,斑馬魚胚胎及幼魚未見致畸和致死作用。
(2) 白樺脂醇濃度在0~20 µmol/L時低毒性、小膠質細胞活力無變化。
白樺脂醇應用濃度或用量
（1） 採用小鼠肝癌細胞( H22) 建立荷瘤小鼠動物模型，選擇低中高三種濃度（10、20、40mg/kg）的白樺脂醇進行試驗，當灌胃濃度為20mg/kg時，抑瘤率最高效果最好。
（2） 當白樺脂醇的小鼠灌胃濃度為50mg/kg時，白樺脂醇對 APP /PS1 雙轉基因痴呆模型小鼠認知及海馬突觸功能相關蛋白表達的影響較大，有利於降低氧化應激對海馬神經元的損害，改善小鼠的學習記憶能力，保護動物的認知能力。
（3） 白樺醇對炎症損傷有明顯的抑制作用。選擇高中低劑量濃度對乳腺組織的炎症進行改善，白樺醇的作用呈劑量依賴性增加，最高濃度為100mg/kg。
白樺脂醇鑑別方法
HPLC
白樺脂醇含量監測
白樺皮中白樺脂醇的含量檢測含量監測
條件
色譜柱：Diamonsil C18(2) 5 μ 150 mm×4.6 mm
流動相：乙腈∶水=80:20
進樣量：10μl
柱 温：25℃
流 速：1.0ml/min
樺木醇與樺木酸的液相色譜圖
雜質限量
1、乾燥失重：≤6.0%（中國藥典檢測方法）
2、灰 分：≤9%（中國藥典檢測方法）
3、重 金 屬：≤10ppm（中國藥典檢測方法）
4、農 殘：≤2ppm
5、溶劑殘留：≤0.5%
白樺脂醇衞生檢查
氣味： Characteristic特殊氣味
Ash灰份： ＜5% Loss onDrying
乾燥失重： ≤5% Heavy metal
重金屬： ≤10ppm Pestucides
農藥殘留： ＜2ppm Mesh
細菌總數： ＜1000CFU/g Yeast Monella
黴菌及酵 母菌： ＜100CFU/g Salmonella
沙門氏菌： Negative無 Ecoli
大腸桿菌： Negative無
粒度：100%通過80目篩
白樺脂醇包裝及儲存
應密封遮光，貯存在乾燥、陰涼、通風良好的地方。
- 參考資料
-
- 1. 王建新.化妝品天然成分原料介紹(Ⅱ)[J].日用化學品科學,2018,41(02):46-50. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 2. 袁秋萍,陳劼,倪婷婷.白樺脂醇在肉製品中的應用研究[J].食品工業,2013,34(11):78-80. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 3. 董蕊,陳景華,薛慧,雷雙媛,李偉,耿放,張寧.白樺脂醇對A375細胞黑素合成及p38-MAPK信號通路調控機制的研究[J].中藥材,2018,41(09):2175-2179. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 4. Huguet A, del Carmen Recio M, Máñez S, Giner R, Ríos J. Effect of triterpenoids on the inflammation induced by protein kinase C activators, neuronally acting irritants and other agents. Eur J Pharmacol. 2000;410(1):69-81. doi:10.1016/s0014-2999(00)00860-8 ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 5. Wu Q, Li H, Qiu J, Feng H. Betulin protects mice from bacterial pneumonia and acute lung injury. Microb Pathog. 2014;75:21-28. doi:10.1016/j.micpath.2014.08.005 ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 6. 於金環. 白樺脂醇對X射線損傷小鼠的治療作用[D].吉林大學,2011. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 7. 劉璐,任豔紅,張潔,李猛.白樺脂醇對阿黴素所致大鼠心臟損害保護作用的研究[J].毒理學雜誌,2017,31(06):456-459+463. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 8. 王倩. 白樺樹皮三萜類物質的分佈規律[D].東北林業大學,2008. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 9. XU Guangmen, ZAN Tao, LI Hongyan, et al. Betulin inhibits lipopolysaccharide/D-galactosamine-induced acute liver injury in mice through activating PPAR-γ[J]. Biomedicine and Pharmacotherapy, 2018, 106: 941-945. DOI:10.1016/j.biopha.2018.07.011. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 10. 傅增輝,姜巖,劉晶,林再紅,杜姝,張廣萍,金豔,陳團團.白樺脂醇對Aβ_(25-35)誘導的小膠質細胞炎症反應的保護作用[J].免疫學雜誌,2020,36(09):784-789. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 11. 張思彥. 白樺脂醇對受損心肌細胞的保護作用[D].山東大學,2014. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 12. 傅增輝,姜巖,劉晶,林再紅,杜姝,張廣萍,陳團團.白樺脂醇對Aβ_(25-35)誘導的PC12細胞氧化應激和凋亡的影響[J].中國比較醫學雜誌,2020,30(06):54-61. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 13. LAAVOLA M, HAAVIKKO R, HÄMÄLÄINEN M, et al. Betulin derivatives effectively suppress inflammation in vitro and in vivo[J]. Journal of Natural Products, 2016, 79(2): 274-280. DOI:10.1021/acs.jnatprod.5b00709. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 14. GONÇALVES S M C, SILVA G N, PITTA I R, et al. Novel betulin derivatives inhibit IFN-γ and modulates COX-2 expression[J]. Natural Product Research, 2018: 1-10. DOI:10.1080/14786419.2018.1528581. ．百度學術[引用日期2021-08-12]
- 15. 張麗宏,熊輝,胡中花,劉國良,徐紅丹,張寧,李建民.白樺脂醇對人皮膚成纖維細胞膠原蛋白及相關蛋白酶基因的調控機制研究[J].國際中醫中藥雜誌,2016,38(05):420-423. ．中國知網[引用日期2021-08-12]
- 16. 宋添添,牟瑛,張桂英.白樺脂醇的體內抗腫瘤作用及機制[J].世界中醫藥,2014,9(07):916-918+922. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 17. 李愛華. 白樺脂醇對酒精性脂肪性肝病大鼠的治療作用及機制研究[D].吉林大學,2011. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 18. 張玉,李延玲,李書印,李進.白樺脂醇對人胃癌MGC-803細胞增殖的抑制作用和凋亡誘導作用[J].中國免疫學雜誌,2020,36(17):2115-2119. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 19. 賀玉琢.白樺樹皮中的強力抗HIV活性化合物[J].國際中醫中藥雜誌,2006(02):110. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 20. 王國樑. 樺木醇的提取及樺木酸合成工藝研究[D].黑龍江大學,2006. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 21. 傅增輝，金豔，林再紅，等．白樺脂醇對慢性應激抑鬱模型大鼠行為及神經營養因子表達的影響［J］．解剖學雜誌，2020，43(3):200-205． ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 22. 傅增輝,姜巖,杜姝,張廣萍,劉晶,陳團團,林再紅,金豔.白樺脂醇對APP/PS1雙轉基因痴呆模型小鼠認知及海馬突觸功能相關蛋白表達的影響[J].國際神經病學神經外科學雜誌,2020,47(04):372-376. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 23. 盧素宏,吳先林,姚麗梅,劉瑤,林華景,楊雅琴.基於IKKβ/NF-κB信號通路探討白樺脂醇對ApoE~(-/-)小鼠的血管保護作用及機制[J].中藥材,2019,42(09):2173-2176. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 24. 李志興. 白樺脂醇對小鼠的抗疲勞及耐缺氧作用研究[D].吉林大學,2011. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 25. 剛小青,吳衡慧,周文磊.白樺脂醇通過抑制PI3K/AKT途徑抑制宮頸癌小鼠移植瘤增殖[J].中國免疫學雜誌,2019,35(10):1227-1231. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 26. 狄英波,張桂英,吳光健,王寶貴,龔守良,趙剛.白樺脂醇對大鼠酒精性肝損傷的保護作用[J].吉林大學學報(醫學版),2009,35(2):210-213+F0002. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 27. 金豔,傅增輝,林再紅,姜巖,劉晶,杜姝,張廣萍,陳團團.白樺脂醇對老年痴呆模型大鼠海馬神經元APH-1及PEN-2表達的影響[J].天津中醫藥大學學報,2021,40(03):384-388. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 28. 肖涵. 白樺樹皮中白樺脂醇的提取純化及對斑馬魚致畸作用研究[D].吉林農業大學,2019. ．中國知網[引用日期2021-08-13]
- 29. 韓世巖,方桂珍,李珊珊,馬豔麗.四氫呋喃-苯混合溶劑法分離純化白樺脂醇[J].林產化學與工業,2005(S1):129-132. ．中國知網[引用日期2021-08-14]
- 30. 程勇. 芝麻、獨活、綠咖啡豆及白樺樹皮中生物活性成分的研究[D].浙江大學,2012. ．中國知網[引用日期2021-08-14]
- 31. 李正華,王倩,白卉.白樺樹皮白樺脂醇含量高效液相檢測方法優化[J].安徽農業科學,2015,43(07):162-163+169. ．中國知網[引用日期2021-08-14]
- 32. 郝文輝,孫志忠等從樺樹皮中提取樺木腦.黑龍江大學自然科學學報,1997(14):115-116 ．中國知網[引用日期2021-08-14]
- 33. 丁為民. 白樺樹皮中生物活性物質的提取與利用技術研究[D].東北林業大學,2010 ．中國知網[引用日期2021-08-14]
- 收起
