肉苁蓉的化学成分及药理作用研究进展

2010-02-11宋媛媛张洪泉

中国野生植物资源 2010年1期

李媛,宋媛媛,张洪泉

(扬州大学医药研究所,江苏扬州 225001)

肉苁蓉 (HerbAcistanche)是列当科 (Orobanchaceae)肉苁蓉属 (Cistanche)植物肉苁蓉干燥带鳞叶的肉质茎,又名地精、金笋、苁蓉、大芸。始载于《神农本草经》,列为上品,其后古典《本草经疏》、《本草汇言》、《月华子本草》等多有记载。李时珍曰:“此物补而不峻,故有从容之兮”。肉苁蓉味甘、咸,性温,具有补肾壮阳,填精补髓,养血润燥,悦色延年等功效,主治男子阳痿、女子不孕、带下、血崩、腰膝冷痛、血枯便秘等。在我国已有两千多年的使用历史,在历代增力中药处方中出现率占第 1位,而在抗老防衰类方剂中仅次于人参占第 2位。由于肉苁蓉属植物野生资源日益枯竭,已被我国列为二级保护物种,并被收入《国际野生植物保护名录》[1]。本文结合最新国内外文献,着重对肉苁蓉的资源分布、化学成分、药理作用等方面的研究进展进行了综述,以资参考。

1 肉苁蓉概述

肉苁蓉原植物为列当科植物肉苁蓉属的寄生植物,全世界约有 20种,我国有 6种及 1变种:肉苁蓉Cistanche deserticolaMa.、盐生肉苁蓉 Cistanche salsa(C.A.Mey)G.Beck、管花肉苁蓉 Cistanche tubulosa(Schenk)R.W ight、沙苁蓉 Cistanche sinensisG.Beck、兰州肉苁蓉 Cistanche lanzhouensisZ. Y.Zhang、迷肉苁蓉 Cistanche ambigua(Bge.)G.Beck 6个种及 1变种白花盐苁蓉 Cistanche salsavar.albiflorP.F.Tu et Z.C.Lou[3]。肉苁蓉主要生于盐碱地、干河沟、沙地、戈壁、沙漠环境中,气候极端干旱,日照强烈,年降水量少于 250 mm,冷热变化剧烈,风大沙多,土壤发育不良,土层薄、质地粗而缺乏有机质。具有一定的抗寒和抗旱性。其寄生于红沙、盐爪爪、着叶盐爪、珍珠、西伯利亚等植物的根上,在我国主要分布于北纬 36°～37°,东西横跨内蒙古、陕西、甘肃、宁夏及新疆等 5个省区。此外,青海亦有少量分布。其中,内蒙为肉苁蓉的地道产区之首,20世纪 90年代以前产量为 10×104kg,新疆为 20世纪 90年代肉苁蓉最大产区,年产春大芸 (北疆大芸、梭梭大芸、柴大芸)20×104kg,秋大芸 (南疆大芸、红柳大芸、管花大芸)5×104kg。新疆 4种肉苁蓉 (肉苁蓉、迷肉苁蓉、管花肉苁蓉、盐生肉苁蓉)中,管花肉苁蓉是新疆的标志肉苁蓉。宁夏为肉苁蓉传统产区之一,主产于中卫、灵武、盐池各县。原植物有肉苁蓉,荒漠肉苁蓉、盐生肉苁蓉和沙苁蓉以及白花盐苁蓉[2]。

2 化学成分

从 20世纪 80年代开始,国内外对肉苁蓉的化学成分进行了大量研究,其中日本起步较早,随着分离提取和检测技术的飞速发展,已分离出多种类型的物质,主要可分为苯乙醇苷类、环烯醚萜类、木脂素类、多糖、生物碱等。

2.1 苯乙醇苷类 (phenylethanoid glycosides,PhGs)

PhGs的糖链部分仅由葡萄糖和鼠李糖组成;与苷元直接相连的中心糖为葡萄糖;除单糖苷外,中心葡萄糖的 3位均连有鼠李糖;在三糖苷中第 2个葡萄糖连在中心葡萄糖的 6位;在中心葡萄糖的 4或6位常常连有咖啡酰基、阿魏酰基或香豆酰基等苯丙烯酰基类基团。苯乙醇苷类是肉苁蓉中主要活性成分,具有壮阳、抗氧化、增强记忆力等多种功能。对这一成分的研究也比较深入。目前共分离得到22个苯乙醇苷类成分,包括 1个单糖苷,14个双糖苷和 7个三糖苷[3]:

2’-乙酰基麦角甾苷 (2’-acetylacteoside)、麦角甾苷 (2’-acteoside)、肉苁蓉苷 A、B、C、D、E、G、H(cistanosideA、B、C、D、E、G、H)、去咖啡酰基类叶升麻苷 (decaffeoylacteoside)、松果菊苷 (echinacoside)、异麦角甾苷 (isoacteoside)、isosyringalide 3’-α-L-rhamnopyranoside、os manthuside B、红景天苷(salidroside)、syringalide A 3’-α -L-rhamnopyranoside、管花苷 A、B、C、D、E(tubulosideA、B、C、D、E)、crenatoside。

松果菊苷和麦角甾苷是肉苁蓉中苯乙醇总苷的主要成分,其含量分别为 0.10%～0.53%、0.06%～0.46%。有文献报道以绿原酸为内标,采用高效液相色谱法测定肉苁蓉总苷中松果菊苷的含量,作为肉苁蓉质量控制的指标之一,结果可靠。

2.2 环烯醚萜类及其苷类

目前从肉苁蓉属植物中分离得到环烯醚萜 2个,环烯醚萜苷 10个。肉苁蓉属植物的环烯醚萜苷具有以下特征:1位连有葡萄糖;5,9位为β-H;4位有些存在羧基;6,7,8或 10位常常含有羟基,或失去羟基形成双键或环氧醚键。有学者对我国内蒙古产肉苁蓉 C.salsa进行系统研究,并分得 8-表马钱子酸 (8-epiloganic acid)、MussaenosideAcid、Leonuride(ajugol)、8-表去氧马钱子酸、Gluroside、京尼平酸 (geniposidic acid)、Bartsioside、6-Deoxycatalpol、苁蓉素、苁蓉氯素等化合物。有学者从 C.deserticola中分得 8-表马钱子酸葡萄糖苷。徐文豪等从 C.deserticola中分得 8-表马钱子苷酸。

2.3 木脂素类及其苷类

有学者从肉苁蓉属植物中已分离得到 1种木脂素和 5种木脂素苷,其中 2种为新木脂素苷。分别是:(+)-Syringaresinol O-β-D-glucopyranoside;Liriodendrin、松脂醇粉末、松香树脂酚 O-β-D-葡萄糖苷 ((+)-Pinoresinol O-β-D-glucopyranoside)和松脂酸。从 C.tubulosa中分得新木质素:Dehydrodiconiferyl alcoholγ’-O-β-D-glucopyranoside及 Dehydrodiconiferyl alcohol 4’-O-β -Dglucopyranoside。

2.4 挥发性成分

国内学者运用 GC-MS技术和超临界流体萃取技术 (SFE)对肉苁蓉的脂溶性及挥发油成分作了大量研究,大致分为 3类:C16-C28的直链烷烃;酯类化合物中有 3个主要成分是邻苯二甲酸二丁酯、葵二酸二丁酯和邻苯二甲酸二异辛酯;低相对分子质量的含氧、含氮化合物,以丁子香酚为主,其次为香草醛和异丁子香酚等。此外还发现有棕榈酸和亚油酸等成分[4]。

2.5 其他类

肉苁蓉中还含有酚苷、单萜苷、生物碱、糖类、糖醇、甾醇等成分。杨建华等从人工栽培盐生肉苁蓉中分离鉴定出 7个化合物:β-谷甾醇、胡萝卜苷、β-谷甾醇葡萄糖苷 -3’-O-十七酸酯、8-OH-香叶醇 -1-β-D-葡萄糖苷、2-羟甲基 -5-OH-吡啶、甜菜碱、半乳糖醇。这些化合物均为首次从人工栽培盐生肉苁蓉中分离得到,其中β-谷甾醇葡萄糖苷 -3’-O-十七酸酯、8-OH-香叶醇 -1-β-D-葡萄糖苷为首次从本种植物中分离得到,2-羟甲基 -5-OH-吡啶为首次从该属植物中获得[5]。陈晓东等还分析了其中所含的钙、镁和磷的含量比较高,铁、铜、锰、锌含量也较高,比一般中药要高,尤其铁的含量达到 63.1 mg/100 g。肉苁蓉具有益精壮阳、强筋健骨等功效,与其含丰富的铁及钙、镁、磷有直接关系[6]。

3 药理作用研究

3.1 免疫作用

肉苁蓉属于一种能兴奋垂体、肾上腺皮质或有类似肾上腺皮质激素样作用,调节机体免疫功能的名贵中药。多糖在其提取物中含量较高,多糖成分的免疫增强作用在肉苁蓉的强壮和补益效用中可能发挥着主要的影响。很多研究表明,肉苁蓉多糖能单独和协同 ConA、PHA促进小鼠胸腺淋巴细胞增殖,增强小鼠脾淋巴细胞分泌 IL-2的能力,提高小鼠脾指数、血清溶血素值及 E-玫瑰花结形成率,促进小鼠腹腔内吞噬细胞的吞噬能力。王成蓉等研究证实了肉苁蓉多糖能提高肉鸡免疫新城疫苗后外周血液中 T淋巴细胞的转化率及 IFN-γ含量,且其效果与肉苁蓉多糖用量存在着一定的量效关系[7]。张洪泉等对管花肉苁蓉麦角甾苷的研究也显示麦角甾苷可以促进淋巴细胞增殖,提高机体非特异性细胞免疫和免疫调节功能,通过提高 T淋巴细胞产生L-2,增强老年小鼠免疫功能而达到延缓免疫老化的作用[8]。另一方面,肾阳虚将导致免疫功能的低下和紊乱,因此补肾壮阳的作用与改善机体免疫功能有密切关系,具有补肾壮阳作用的苯乙醇苷类成分实际上也有助于提高机体免疫力,这也从侧面反应了中药中有效成分协同作用的治病机理。

3.2 抗衰老和抗氧化作用

近年的研究认为衰老与自由基引起的生物膜脂质过氧化有密切相关。玄国东等人研究发现,苯乙醇苷能显著抑制血清、脑 SOD活力的降低,对降低肝脏、血清MDA含量亦有一定作用,说明苯乙醇苷可通过增强机体抗氧化能力而抗衰老,其机理可能与苯乙醇苷的自由基清除作用有关。另外,对衰老模型小鼠体重及胸腺、脾脏脏器系数的研究结果表明,与模型组比较,苯乙醇苷高剂量组的脾脏系数显著升高,从另一侧面反映了苯乙醇苷可通过提高机体免疫功能延缓衰老[9]。

肉苁蓉总苷主要成分是苯乙醇苷类,罗兰等对其研究表明,肉苁蓉总苷可改善铝中毒致拟 AD模型小鼠学习记忆功能,提高拟 AD小鼠脑组织中SOD活性,降低MDA含量,同时提高脑重系数。作用机制可能与其增加自由基清除酶的活性,防止脂质过氧化作用,减轻脑萎缩,保护神经元功能有关[10]。

吴波等实验研究结果显示肉苁蓉多糖可显著提高亚急性衰老小鼠 SOD的活性;并明显降低亚急性衰老小鼠的血液和肝中的脂质过氧化物的含量。这说明肉苁蓉多糖具有调节衰老小鼠机体氧化/抗氧化平衡的功能,消除 D-半乳糖引起自由基产生的增多。提示肉苁蓉多糖具有抗氧化的作用及延缓衰老的作用[11]。

对于肉苁蓉多糖在线粒体水平上抗衰老作用的机制,国内外研究较少。徐辉等观察肉苁蓉多糖在线粒体水平的抗衰老作用,结果得出肉苁蓉多糖显著提高对D-半乳糖致衰大鼠肝脏 Ca2+-ATP酶活性、肝线粒体膜流动性及呼吸链复合体Ⅰ+Ⅲ、Ⅱ+Ⅲ活性,显著降低肝线粒体 MDA含量、PLA2活性。提示肉苁蓉多糖能提高衰老模型大鼠肝线粒体抗氧化能力,改善线粒体能量代谢,具有抗衰老作用[12]。总之,肉苁蓉可通过多种途径拮抗致老因素对机体的损伤而达到抗衰延年的作用。

3.3 保护肝脏

吴煜等研究松果菊苷对大鼠急性肝损伤的保护作用及机制,大鼠注射 CCl4后血清 ALT、AST水平和组织MDA含量明显升高,SOD活性则显著下降;同时伴有组织 caspase-3活性增强和 TNF-α水平升高,HE染色证实有严重肝损伤表现。而预先给予松果菊苷可有效降低染毒大鼠血清 ALT、AST水平和组织 MDA浓度,使 SOD活性升高,并抑制caspase-3活性和 TNF-α水平,与急性肝损伤组相比差异均十分显著;同时,大鼠肝组织损伤程度大为改善,表明松果菊苷对 CCl4诱导的急性肝损伤有很好的防治作用,其机制可能与松果菊苷能有效减少自由基生成和抗脂质过氧化作用有关[13]。

3.4 补肾壮阳

肉苁蓉是名贵的补药,具有补肾,壮阳强肝肾益精气等作用。研究发现肉苁蓉中起补肾壮阳的有效成分是苯乙醇苷类成分,如松果菊苷,洋丁香酚苷类等。它主要通过两种途径起作用:其一,增强下丘脑-垂体 -肾上腺功能,促进体内相关递质和激素的释放,提高性欲;其二,抗疲劳、提高身体机能作用。肉苁蓉的补肾作用与一般补肾药如淫羊藿、巴戟天等不同,肉苁蓉补肾而不伤阴,长期服用一般不会出现上火、口干等症状,故《本草纲目》谓其“补而不竣,故有从容之兮”,其意为从容补肾。肉苁蓉补肾男女皆宜,故其既可治疗男子阳痿,也可治疗女子不孕。由于肉苁蓉确切的补益作用,成为历代医家处方中最常用的补益药之一[14]。龚梦鹃等采用氢化可的松造模,模型小鼠出现精神不振、活动减少、竖毛、消瘦、尾冷肢凉等阳虚症状。肉苁蓉水煎液高剂量组可拮抗氢化可的松所致小鼠“阳虚证”症状,明显增加阳虚小鼠的体重、增加阳虚小鼠的活动次数;降低运动后小鼠的乳酸累积;能显著降低血清尿素氮含量。证实了肉苁蓉可提高阳虚小鼠的抗疲劳能力[15]。潘玉荣等试验结果表明,动物在较长时期使用皮质激素的同时,加用补肾壮阳的中药肉苁蓉醇提物,可防止单用激素所引起的肾上腺皮质萎缩。提示肉苁蓉醇提物对肾功能有一定的保护作用[16]。

3.5 肉苁蓉的神经保护作用

迄今为止,约有近 70种化合物从肉苁蓉属植物中分离出来,主要包括苯乙醇苷类、环烯醚萜及其苷类、木脂素及其苷类以及生物碱和糖类等其他成分。其中,文献报道明确具有神经保护作用的单体有 4个,即麦角甾苷 (acteoside)、松果菊苷 (echinacoside)、管花苷 (tubuloside)B和紫葳新苷 (campneosideⅡ)。可能含有上述单体成分的非单体成分如肉苁蓉总苷、苯乙醇苷类和多糖类等也显示出神经保护活性[17]。

凋亡是多种致病因素导致的细胞程序性死亡,在神经系统发育、神经退行性病变和兴奋性神经元损伤中均起重要作用。邓敏等采用 PC12细胞模拟神经细胞的反应,以 H2O2诱导细胞氧化损伤,观察管花苷B的神经保护作用。结果证实,管花苷 B可以有效地减轻 H2O2诱导细胞凋亡的发生,在 1～100 mg·L-1的剂量范围内,其神经细胞保护作用呈现一定的剂量依赖关系。管花苷 B可能是通过抑制细胞内活性氧自由基的生成和 caspase-3活性的升高,并维持线粒体膜电位的高能状态,这几个环节相互联系,共同抑制细胞凋亡,实现神经保护作用[18]。

衰老既是人体神经系统功能退行性改变的一个重要方面,也是许多神经系统疾病的初始阶段。衰老的机制十分复杂,除了与细胞凋亡、自由基损害等密切相关外,血管病变、神经胶质细胞结构和功能的异常等也是导致其发生发展的重要因素。因此以肉苁蓉提取物为主要成分的抗衰老制剂在人体实验中,也显示出明显改善人体神经系统衰老症状的作用。

脑缺血再灌注损伤与活性氧族 (ROS)大量形成、细胞内钙超载及一氧化氮 (NO)生成过多等有关,对缺血再灌注后患者脑功能的进一步康复具有重要影响。皋聪等在实验中大鼠 ig给药的第 16天,进行局灶性脑缺血 -再灌注致血管性痴呆 (VD)模型制备,继续给药的第 7天开始进行学习记忆的训练和测试。在测试的前 3d,模型组的平均正确反应率明显低于假手术组大鼠,说明脑缺血 -再灌注损伤造成模型大鼠学习记忆功能障碍;而苁蓉总苷各剂量组大鼠的平均正确反应率明显高于模型组,与假手术组大鼠的水平相当,说明肉苁蓉对 VD大鼠的学习记忆障碍确有预防和治疗作用,苁蓉总苷为其抗痴呆的有效成分[19]。

3.6 通便作用

中医认为,本品入肾和大肠经,补肾助阳以润燥通便。肉苁蓉类药物的水煎剂具有明显的通便作用,可改善肠蠕动,抑制大肠的水分吸收,缩短排便时间。对老年习惯性便秘,体虚便秘和产妇产后便秘疗效显著[20]。

3.7 其它

有报道称苯乙醇总苷作为肉苁蓉提取物的主要活性成分还具有镇痛、消炎作用。另外还有肉苁蓉苷类化合物镇静作用的报道。多糖除了具有增强免疫力,抗衰老作用外,在创伤愈合中亦有重要作用,能明显促进成纤维细胞的生长。毛新民等研究发现盐生肉苁蓉苯乙醇总苷能提高心肌组织中磷酸肌酸激酶活力,具有保护缺血心肌作用。沈敬华等称肉苁蓉有抗肿瘤和抗肝炎的作用[21]。

4 肉苁蓉的毒性

胡余明等对苁蓉总苷的毒性进行了研究,发现急性毒性试验为无毒;遗传毒性试验均为阴性;体重、食物利用率、血常规、血生化、脏器比值及组织病理学检查等各项指标与对照组比较差异均无显著性(P>0.05)。为开发利用苁蓉资源提供了实验依据[22]。

4 肉苁蓉的发展前景与展望

肉苁蓉为国家二级保护植物,具有极好的药用价值,是我国中西部地区著名的中药材之一。我们应对其药理作用的有效成分及其作用机理进行深入研究,在保证药效的前提下,改进中药传统制剂,提高质量控制水平,发展疗效确切,使用安全,质量可控的中药新产品。另外,为保护资源,开发利用及提高中药材的质量,一方面,应建立肉苁蓉及其寄主植物 (护沙植物)产业化栽培基地,既可解决肉苁蓉资源的紧缺问题,实现肉苁蓉产业的可持续发展,又可大面积治理盐碱地,最终实现经济、生态、社会效益的统一。另一方面,利用组织培养手段获得商品蓉的研究亦需同时进行。目前,这方面工作仍很薄弱,

如何进一步改善品种,提高产量,并使其优良品种迅速推广,以保护资源,开发利用及提高中药材的质量,是生物技术工作者急需解决的问题。随着科技的发展和人们对肉苁蓉认识的加深,这一宝贵资源一定会有可观的发展前景。

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