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《城市環境與城市生態雜志》2015年第四期

芳香植物在生長過程中不斷釋放出芳香揮發物，主要包括萜類化合物、芳香族化合物、脂肪酸類等［1］。研究發現，芳香植物釋放的揮發物具有調節情緒、減輕疼痛、提高免疫、降低血壓等保健功效［2-5］。如側柏揮發物使人的情緒趨于放松，感覺愉悅［6］，梅花揮發物可使人興奮，充滿活力［7］。目前城市綠化植物配置主要考慮植物種類、色彩等因素，而忽視植物揮發物的保健功效，且人們對于芳香植物揮發物起保健作用的有效成分及其作用機理的研究較少，嚴重阻礙了芳香植物保健功能的開發、應用和推廣。通過加強對植物揮發物的保健功效研究，對于開發芳香植物，建設保健園林、宜居環境，提高居民健康水平具有重要意義。薰衣草是一類具有代表性的芳香植物，為低矮亞灌木，株型緊湊，全株芳香，花穗花色優美典雅，品種豐富，景觀價值極高。由于其體內含有大量芳香物質，人們對薰衣草的開發利用主要集中在精油提取加工、干花曬制等方面。隨著對薰衣草精油研究的不斷深入，發現其具有抗菌、鎮靜催眠、抗氧化等效果，薰衣草衍生產品如化妝品、保健品、香料、花茶、香包、藥枕等也逐步出現［8］。此外，由于薰衣草具有較高的觀賞價值，近年來人們將其種植于公園、庭院、芳香園等，而大面積種植還可形成效果絕佳的花海景觀，不僅能帶來視覺上的享受，而且釋放的芳香揮發物還能起到一定的保健功效。但從目前來看，薰衣草自然狀態下釋放的芳香揮發物的保健功效還缺乏相關研究。本試驗中，以秋季齒葉薰衣草（Lavanduladentata）新鮮枝葉為試驗材料，測定揮發物成分對小鼠生理生化指標的影響，探討其保健功效及有效成分和機理，為薰衣草的進一步開發和應用提供依據，為城市綠化、宜居環境的建設等方面提供理論基礎。

1材料與方法

1.1材料齒葉薰衣草，由北京農學院園林學院植物試驗基地日光溫室提供；4~6周齡、體重18～22g的雄性健康昆明小鼠，購自軍事醫學科學院實驗動物中心。

1.2方法

1.2.1試驗處理被測小鼠15只（5只測自發活動，5只測血細胞和血清NO，5只測神經遞質和臟器系數），放入自制有機玻璃處理箱（50cm×50cm×40cm），齒葉薰衣草新鮮枝葉采下插入水瓶，放入箱內，重量為160g，連續處理9d。為了防止揮發物的擴散以及保證小鼠正常呼吸，處理箱鉆有2個直徑為1cm通氣孔。以無薰衣草處理箱中的小鼠為試驗對照組。

1.2.2揮發物分析與鑒定采用動態頂空法采集薰衣草釋放的揮發物，采集時控制大氣采樣儀流速0.5L/min，采樣時間為15min。采用ATD_GC/MS技術檢測和分析揮發物成分。用TurboMassver5.4.2軟件中的NIST08搜索庫初步鑒定揮發物的成分，并確定其峰面積，通過α-蒎烯做外部標準，確定各化學成分釋放量。

1.2.3自發活動測定處理第3天、第6天、第9天12:00將小鼠放入直徑為12cm的轉輪，記錄小鼠1h轉圈數量。實驗前，先進行小鼠篩選，標準是半小時轉圈不少余300［9］。

1.2.4臟器系數測定實驗結束后各組小鼠稱重，頸椎脫臼處死小鼠，打開腹腔取心臟、肝臟、腎臟及脾臟稱重，按照公式計算臟器系數：臟器系數（%）=臟器重/體重×100%。

1.2.5神經遞質測定實驗結束后取小鼠腦組織，采用高效液相色譜-四級桿離子阱串聯質譜法測定腦組織氨基酸類神經遞質。

1.2.6血細胞測定取各組小鼠尾靜脈采血，通過日本光電MEK-7222五分類血細胞分析儀對血液中的白細胞、紅細胞、血小板等血常規指標進行測定。

1.2.7血清NO含量測定實驗結束后眼球采血，4℃低溫放置1h，3000r/min離心10min，取上清則為血清，于96孔細胞培養板上每孔加入10μL血清，用ddH2O補至100μL，再每孔加入等體積的Griess試劑，3次重復，室溫反應10min后測定490nm處的吸光值，根據NaNO2標準曲線計算血清NO2-的濃度。

1.2.8統計分析結果均以平均值±標準差表示，數據采用SPASS17.0軟件分析，用Duncan法做多重比較分析。

2結果分析

2.1臟器系數和血細胞分析由圖1可知，小鼠嗅聞薰衣草揮發物9d后，處理組肝臟系數（5.78%）、脾臟系數（0.33%）、腎臟系數（1.65%）均低于對照組，心臟系數（0.53%）、腦系數（1.75%）略高于對照組，但均無顯著性差異。圖2顯示嗅聞齒葉薰衣草新鮮枝葉揮發物后，處理組小鼠白細胞、紅細胞計數和對照組無顯著差異；處理3天，血小板顯著高于對照組（P<0.05）。處理3天，處理組白細胞計數高于對照組，6天、9天均低于對照組，兩組均呈下降趨勢（如圖2-A所示）。由圖2-B可知，處理組和對照組紅細胞計數無顯著差異，兩組均保持較高紅細胞水平。處理組和對照組小鼠血小板計數均先增加后降低，第6天達到最大值，處理3天，處理組小鼠血小板計數顯著高于對照組。

2.2自發活動和神經遞質含量小鼠自發活動量如圖3所示，嗅聞齒葉薰衣草揮發物3、6、9天后，兩組小鼠的自發活動量差異不顯著，且隨著處理時間的增加，均沒有顯著變化，保持在2500~3300r/h。為了探索小鼠自發活動變化的原因，測定了小鼠腦內4種氨基酸類神經遞質。由表1可看出，齒葉薰衣草揮發物處理9d后，與對照相比，處理組小鼠腦內γ-氨基丁酸、甘氨酸、天冬氨酸含量均顯著降低（P<0.05），谷氨酸含量無顯著變化。總的來說，4種氨基酸含量均比較低，在1~8μmol/g范圍波動。

2.3血清NO含量薰衣草揮發物引起小鼠血清NO含量極顯著升高（圖4，P<0.01）。嗅聞薰衣草揮發物9d后，小鼠血清NO含量達到了499.995μmol/L，為對照組的2.3倍。

2.4揮發物成分分析為探索薰衣草揮發物影響小鼠生理生化的機理，試驗對齒葉薰衣草揮發物成分及釋放量進行了測定。圖5為齒葉薰衣草新鮮枝葉揮發物總離子流色譜圖，表2為其化學成分及峰面積百分比。由表2可知，薰衣草揮發物共鑒定出23種化合物，總量是4023.00±359.14μg，包括脂肪族、芳香族、萜類及其它化合物，主要是萜類化合物，相對含量高達97.62%，包括α-蒎烯、左旋-β-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、異松油烯、α-松油醇。萜類化合物中含量最高的是1,8-桉葉油素，釋放量為3124.88±643.86μg，占總釋放量78.52%，含量較高的還有α-蒎烯、左旋-β-蒎烯，相對含量分別為5.71%、12.02%。脂肪族釋放總量為128.04±10.11μg，占揮發物總釋放量3.10%。芳香族化合物總量為14.16±4.55μg，為揮發物總量0.38%。

3討論

目前薰衣草揮發物對小鼠是否有毒害尚不清楚，故須先查明揮發物的安全性。小鼠在齒葉薰衣草揮發物處理過程中沒有表現出中毒癥狀，如行動遲緩、萎靡不振、被毛疏松無光澤等，這些癥狀都可初步判斷動物機體的損傷部位及程度，若受試化合物使小鼠某個臟器受到損害，如增生、萎縮等，則臟器系數會發生改變，可以增大或減小［10］。因此，臟器系數是一個靈敏、有效和客觀的指標。小鼠經齒葉薰衣草揮發物處理后，肝、腎、脾、心、腦臟器系數均沒有顯著變化，表明齒葉薰衣草揮發物對小鼠器官沒有造成損傷，對小鼠無毒害作用。實驗動物的血液學指標對生物醫學研究非常有價值，它不僅對動物正常生理狀態的判定有指導意義，而且也是藥品等安全性評價以及人類健康研究中探討發病機理的重要指標和依據。小鼠嗅聞齒葉薰衣草揮發物后，處理組和對照組的白細胞、血小板計數呈下降趨勢，紅細胞維持較高水平，可能是封閉環境通風換氣不良造成小鼠輕微的缺氧及炎癥，而引起血細胞增加；隨著處理時間延長，處理組白細胞和血小板恢復較低值，表明揮發物可一定程度緩解小鼠白細胞和血小板增高；處理組和對照組紅細胞計數變化不明顯，提示薰衣草揮發物對紅細胞影響不顯著。

研究報道植物釋放的芳香揮發物具有調節情緒、減輕疼痛、提高免疫等，本試驗檢測了齒葉薰衣草揮發物對小鼠生理生化的影響。自發活動量反應的是動物精神狀態，若自發活動量增加，則呈現興奮；減少，則表現出鎮靜。齒葉薰衣草揮發物對小鼠自發活動并無顯著影響，且處理時間長短對其無累積效應，表明這一濃度的齒葉薰衣草揮發物對小鼠精神狀態無明顯影響，即沒有興奮或鎮靜的效果。為了探索引起小鼠生理活動變化的機制，測定了小鼠腦4種氨基酸類神經遞質，按其功能分為兩類，一類是抑制性氨基酸，包括甘氨酸、γ-氨基丁酸；另一類是興奮性氨基酸，包括天冬氨酸和谷氨酸，它們是調節機體生理活動的重要物質。小鼠γ-氨基丁酸、甘氨酸和天冬氨酸含量顯著降低，即處理組小鼠抑制性和興奮性氨基酸含量均顯著降低，可能是小鼠自發活動無明顯變化的原因。NO是一種重要的新型生物信息傳遞分子。炎癥及其免疫機制中，NO具有雙重作用：顯著抑制細胞內外微生物和腫瘤細胞的活性，含量過高則又介導細胞毒性；心血管系統調節中作為一種血管內皮細胞衍生舒張因子，改變血管的基礎張力，調節血壓和組織血流量，抑制血小板的黏附、聚集，維持血流暢通。處理組小鼠血清NO含量顯著高于對照組，說明齒葉薰衣草能顯著提高小鼠血清NO含量，且含量處于安全范圍，提示小鼠處于放松狀態，且抗炎及免疫作用可能增強，但作用機制還需更多試驗數據的補充。

為了探索影響小鼠生理生化的有效成分及機理，對齒葉薰衣草揮發物成分和釋放量進行了檢測，共發現23種主要化合物，總釋放量是4023.00±359.14μg，其中主要成分是1,8-桉葉油素和蒎烯。植物揮發物易受品種、環境因素的影響，且不同的采集和分析方法，檢測的結果亦不同。徐杰華等采用活性炭吸附采集，GC_MS法鑒定出狹葉薰衣草揮發物13種物質，主要成分是異丙基甲苯（23.17%）、檸檬烯（20.76%）。薰衣草揮發物和薰衣草精油成分相差亦很大［20］，醫療保健應用時，應區分二者區別，不能以精油成分當作活體揮發物保健養生的依據。芳香植物揮發物發揮保健功效作用機制之一是藥理學假說，揮發物進入肺部，被肺泡內的毛細血管吸收，通過血液循環，以血液為載體，經血管運送到全身各處，影響動物的自主神經系統／中樞神經系統或內分泌系統，進而影響其情緒、生理生化狀態等。影響揮發物發揮功效的2個主要因子是揮發物成分和濃度，不同的揮發物其功效不一，揮發物不同濃度其效果亦不同。揮發物對小鼠自發活動無顯著變化，而有研究發現含1,8-桉葉油素的植物精油及純品可顯著減少吸嗅小鼠自發活動量，本實驗中自發活動無明顯差異可能是1,8-桉葉油素和其它成分共同作用決定了其效果，亦可能是此濃度不足引起自發活動變化。1,8-桉葉油素還可抗菌、消炎，這和NO含量增多協同。蒎烯可抗菌和增強免疫，但Muchtaridi等發現齒葉薰衣草精油中含量較多的蒎烯（10.23%）卻在小鼠血液中檢測不到，其中原因尚不清楚［9］，蒎烯在本試驗是否被吸收并發揮作用很難定論。故1,8-桉葉油素和蒎烯是否是齒葉薰衣草揮發物引起小鼠生理生化變化的有效成分，有待于進一步研究。結果說明，齒葉薰衣草揮發物對小鼠無毒害，揮發物可能增強小鼠抗炎及免疫作用；揮發物含量較高的1,8-桉葉油素和蒎烯可能是揮發物發揮作用的有效成分。

作者：王春玲 胡增輝 沈紅 張緒得 冷平生 單位：北京農學院園林學院 北京農學院動物科學技術學院 北京質譜醫學研究有限公司