在第二期的植物精油的多種生理活性及其應用中（往期回顧：《NAGO SHARE ▏植物精油的多種生理活性及其應用（2）》），我們向大家介紹了面部皮膚炎癥的成因以及植物精油的的抗炎活性，其中著重介紹了植物精油的抗炎成分及其作用機制。這本期文章中，我們將繼續(xù)深入探討植物精油所具有的其他突出生理活性。
植物精油的多種生理活性
病媒昆蟲與蟲媒傳染病
蟲媒傳染病大多屬于自然疫源性疾病，傳播媒介將病原體通過機械性傳播和生物性傳播的方式傳播給人類，常見的有流行性乙型腦炎、鼠疫、萊姆病、瘧疾、登革熱等危害性較強的傳染病。常見的病媒昆蟲有蚊子、蒼蠅、蟑螂、臭蟲、虱子、跳蚤、螞蟻等，此外還包括蠓、蚋、虻、白蛉等[1]。
蟲媒傳染病的危害
以最為常見的害蟲蚊蟲為例，蚊蟲屬于昆蟲綱（Insecta）、雙翅目（Diptera）、長角亞目（Nematocera）、蚊科（Culicidea）是一類重要的病媒傳播昆蟲，它嗜吸人畜血液，嚴重影響著人類生產、生活。其身上可以攜帶大量傳染性病原微生物，包括病毒、立克次體目的立克次體科和無形體科以及部分原蟲，其中蚊媒病毒占絕大多數(shù)。蚊媒病毒種類多樣，對人類健康威脅極大，例如蚊子身上攜帶的西尼羅病毒（West Nile virus, WNV），WNV感染是美國神經侵襲性蟲媒病毒疾病的最常見原因，大多數(shù)顯性感染者會出現(xiàn)發(fā)熱、頭痛、疲倦、肌肉痛、胃腸道癥狀、淋巴結腫大等癥狀，嚴重者會出現(xiàn)腦膜炎、腦炎和急性弛緩性癱瘓[2]。登革病毒（Dengue virus,DENV），主要通過埃及伊蚊和白紋伊蚊等媒介昆蟲傳播，可引起登革熱以及發(fā)病率和死亡率很高的登革出血熱和登革休克綜合征。除此以外，蚊子還可能攜帶并傳播寨卡病毒（Zika virus,ZIKV）、裂谷熱病毒（rift valley fever virus, RVFV）、黃熱病病毒（yellow fever virus, YFV）、基孔肯雅病毒（Chikungunya virus,CHIKV）等多種病毒，并可能誘發(fā)發(fā)熱、皮疹和流感樣癥候群、關節(jié)炎癥候群、腦炎腦膜炎癥候群、出血熱癥候群等嚴重疾病。這類傳染病在我國每年傳染病總發(fā)病病例中約占5%～10%，但它的病死人數(shù)則占傳染病總死亡人數(shù)的30%～40%，嚴重威脅人類健康[3]。
昆蟲驅避劑
在日常生活中，常用驅避劑防止蚊蟲叮咬。昆蟲及其他許多動物都對某些化學物質或天然植物釋放出的其他分子中所含有的特殊氣味有喜愛或厭惡，而產生被引誘或驅避動作。這種由化學物質發(fā)出的刺激氣味若為負向性，則昆蟲或動物被驅避，對昆蟲產生負向性的藥劑，稱之為驅避劑。昆蟲驅避劑本身無殺蟲作用，但可以在一定時間內，使在野外活動的人、畜免受昆蟲叮咬和侵襲，防止蟲媒病發(fā)生[4]。驅避劑分為化學合成驅避劑和植物源驅避劑。目前使用最廣泛的化學驅避劑是避蚊胺[DEET，N,N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺]、伊默寧[IR3535，3-(N-正丁基乙酰胺基)-丙酸乙酯]、羥哌酯[KBR3023，2-(2-羥乙基)-哌啶-1-碳酸-1-甲基異丙酯][5]。人工合成驅避劑具有高效、有效驅蚊時間長等優(yōu)點，備受人們的青睞。但是，近年來 DEET 不斷被報道對人體有負作用、對環(huán)境有害。
植物精油的害蟲驅避活性
隨著人們對健康和生態(tài)環(huán)境日益關注，尤其是人們使用蚊蟲驅避劑，更加要求其對人體安全，植物精油等天然成分，因其具有低毒、低殘留、與環(huán)境兼容性好等特點，近來越來越受到市場和消費者的青睞。人類用植物及提取物驅避有害昆蟲的歷史已有近千年，早在兩千多年前，古代中國、埃及、印度等國人民便開始使用精油等天然產物來殺蟲驅蚊，因其來源自然對人體安全，至今仍在使用。植物精油對多種害蟲具有不同程度的熏蒸、驅避、引誘、觸殺、拒食及抑制生長發(fā)育活性。
植物精油對蚊蟲的驅避活性
有研究學者通過對1991-2010年間在《SciFinder Scholar》中收錄的含精油驅蚊專利文獻總結，發(fā)現(xiàn)具有驅蚊活性的植物精油集中于菊科、禾本科、唇形科、桃金娘科、樟科、蕓香科、傘形科、姜科、柏科、馬鞭草科、木犀科、茄科中，且香茅油、桉葉油、薰衣草油、薄荷油、丁香油、肉桂油、樟樹油、檸檬草油等精油在專利文獻中出現(xiàn)次數(shù)最多[6]。
香茅油是香茅屬植物香茅 Cymbopogon winterianus 的揮發(fā)油，是當前最成功的商品化驅避劑，香茅油早在 1908 年就被推薦作為昆蟲驅避劑使用，香茅是美國昆蟲驅避制劑中常用的植物成分，市場銷售的具有驅蟲作用的蠟燭和熏香品都含有香茅油[7]。其主要驅蚊成分為香茅醛（無環(huán)單萜烯）和香葉醇。研究發(fā)現(xiàn)萜類化合物具有良好的驅避活性。
Pushpanathan 等人通過以致倦庫蚊為驅避研究對象，在皮膚上涂抹1.0、2.5和5.0 mg/cm2檸檬草精油后，可保證人們在3、4 和5小時內不被蚊蟲叮咬[8]。溫遠影等人通過研究發(fā)現(xiàn)細桿沙蒿揮發(fā)油對埃及伊蚊具有驅避活性，4、8小時的保護率分別為 90%、80.3%[9]。Trongtokit等人在室內下測定了 38 種植物精油對埃及伊蚊的驅避活性，結果表明在3.3 μl/cm2劑量下，未稀釋的香茅油、廣藿香油、丁香油有效保護時間達到 2 h，其中丁香油對致倦庫蚊、大劣按蚊也具有良好的驅避活性[10]。Giovanni等人提取了芫荽（Coriandrum sativum L.）的果實精油，結果表明，這種精油對白紋伊蚊具有較好的驅避活性，在最高劑量下（0.2μL/cm2），這種精油的保護時間超過60min[11]。
一般而言，由于植物精油的揮發(fā)性高，幾乎所有植物精油的滯留時間都很有限 （＜2～4h），而DEET（＞25%具有長達10h的驅蚊效果。不過由昆蟲學家Junwei（Jerry）Zhu和內布拉斯加州林肯的ARS農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)管理研究小組領導的一個科學家小組發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)椰子油中鏈脂肪酸對蚊子在內的多種吸血節(jié)肢動物具有比DEET更好的驅避活性，含有椰子油中鏈脂肪酸的一種配方產品可以在炎熱的夏天保護牧牛免受蚊蟲叮咬長達96h，這也是迄今為止報道里保護時間最長的天然驅蚊產品[12]。
植物精油對蚊蟲幼蟲的毒殺作用
蚊蟲的生命周期包括卵、幼蟲、蛹、成蚊4個階段。因此，除了滅殺成蚊外，關于殺蟲劑用于蚊幼蟲的滅殺也相當重要。
彭映輝等人采用了浸漬法評估了兩種扁柏屬植物精油對白紋伊蚊和致倦庫蚊IV齡幼蟲的滅殺活性。結果顯示，絨柏精油對白紋伊蚊和致倦庫蚊IV齡幼蟲的24h LC50分別為47.66μg/mL、31.74μg/mL，日本扁柏精油對這兩種蚊蟲幼蟲的 24 h LC50分別為 73.11μg/mL、63.94μg/mL。這兩種精油均有較強的蚊幼蟲滅殺活性[13]。
扶巧梅等人評估了兩種松科植物精油對白紋伊蚊和致倦庫蚊IV齡幼蟲的滅殺作用。結果顯示，雪松葉精油對上述兩種幼蟲的24h LC50值分別為 119.58μg/mL、146.47μg/mL，馬尾松葉精油對上述兩種幼蟲的24h LC50值分別為135.53μg/mL、162.54μg/mL[14]。
馬衛(wèi)賓等人測試了冬青油和肉桂油對淡色庫蚊幼蟲的滅殺活性，結果顯示，這兩種精油的24 h LC50分別為71.87mg/L和102.83mg/L，具有較強的毒殺能力[15]。該研究團隊還發(fā)現(xiàn)八角茴香油、八角葉油對淡色庫蚊IV齡幼蟲具有較強的毒性，在80mg/L質量濃度下，24 h幼蟲死亡率達95.0%和93.8%[16]。
植物精油對其他害蟲的驅避活性
江志利等人研究發(fā)現(xiàn)肉桂油、八角葉油、黃樟油、香茅油、薄荷素油、留蘭香油等 6 種精油對家蠅具有較強的熏蒸作用，其中黃樟油還表現(xiàn)出一定的觸殺活性[17]。黃玉清等人研究土荊芥精油對菜青蟲的觸殺、熏蒸、拒食和生長抑制作用。結果表明，土荊芥精油對菜青蟲1-5 齡幼蟲的觸殺毒力大小順序依次為 3 齡>2 齡>1齡>4 齡和 5 齡[18]。黃衍章等人在空倉和實倉模擬條件下測試了 8 種藥用植物精油對谷蠹成蟲的熏蒸活性[19]。其中，八角茴香精油的熏殺效果最好。王霞等得出肉桂油、青蒿油在 40 μL/L 的處理劑量下，對花斑皮蠹成蟲的熏蒸活性顯著，處理12 h 后死亡率即達100%，肉桂油和青蒿油可以作為熏蒸劑防治花斑皮蠹等倉庫害蟲[20]。
—小結—
隨著天然植物精油用于害蟲的控制受到越來越多的關注，大量的學者用植物精油對害蟲進行了觸殺、熏蒸、趨避等生物測定實驗，結果也表明植物精油對害蟲具有較高的藥效和可觀的開發(fā)前景。植物精油作為新型植物源殺蟲劑，相比同類型的殺蟲劑具有一定的優(yōu)越性，然而，天然精油的成分非常復雜，各種成分之間也存在著協(xié)同效應，因此確定精油中具體的活性成分具有一定的難度。總的來說，植物精油應用于害蟲趨避，特別是用于蚊蟲、家蠅、蟑螂的防治具有廣闊的應用空間和利用前景，但也需要整個行業(yè)投入更多的時間與精力進行基礎研究。
在本章節(jié)，我們簡單介紹了害蟲與蟲媒傳染病對人類的危害，以及論述了植物精油作為害蟲驅避劑的研究與應用優(yōu)勢。在下一部分，我們將圍繞植物精油的其他生理活性展開論述。
參考文獻
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