天南星(虎掌南星)的化学成分和药理作用研究

2010-04-03

长春中医药大学学报 2010年4期

(安徽中医药高等专科学校,安徽芜湖241000)

“虎掌”始出《神农本草经》下品:“味苦温。主心痛,寒热结气,积聚伏梁伤筋痿拘缓,利水道”[1]。自明、清以来与“天南星”混用,渐不再以“虎掌”入药。据市场调查,目前药材市场上也将其与天南星属多种植物的块茎同作“天南星”用,而且市场上流通的药材天南星多数都是“虎掌”,而药典收载的品种所占份额较少。经本草考证“虎掌”的原植物应为天南星科半夏属植物掌叶半夏Pinellia pedatisecta Schott[2],习惯称之为“虎掌南星”,具有祛风定惊、化痰散结的功能。其化学成分和药理作用是否与来源于天南星属的“天南星”相一致,对于规范合理用药有着重要的意义。现将近年来有关虎掌南星的化学成分和药理作用研究做一简要总结,并对虎掌南星与《中国药典》[3]收载的天南星Arisaema erubescens(Wall.)Schott.、异叶天南星A.heterophyllum Bl.、东北天南星A.amurense Maxim.等进行比较。

1 虎掌南星的化学成分

1.1 生物碱类虎掌南星中含有掌叶半夏碱甲(pedatisectine A)、掌叶半夏碱乙(pedatisectine B)、掌叶半夏碱丙(pedatisectine C)、掌叶半夏碱丁(pedatisectine D)、掌叶半夏碱戊(pedatisectine E)[4-6];掌叶半夏碱己(pedatisectine F)、掌叶半夏碱庚(pedatisectine G)、6-氧嘌呤(hypoxanthine)、尿苷(uridine)[7];腺苷(adenosine)、掌叶半夏甲(pedatisectine A)、腺嘌呤、L-脯氨酸-L-缬氨酸酐、L-缬氨酰-缬氨酸酐、L-缬氨酰-L-丙氨酸酐、L-脯氨酰-L-脯氨酸酐[8];L-苯丙氨酰-L-丙氨酸酐、L-缬氨酰-L-亮氨酸酐、L-甘氨酰-L-脯氨酸酐、L-酪氨酰-L-亮氨酸酐、L-丙氨酰-L-亮氨酸酐、L-酷氨酰-L-缬氨酸酐[9];L-脯氨酰-L-丙氨酸酐、L-丙氨酰-L-异亮氨酸酐、L-苯丙氨酰-L-丝氨酸酐、L-酪氨酰-L-丙氨酸酐[4]等成分。

1.2 甾醇类从虎掌南星中分离到β-谷甾醇[5]等。

1.3 苷类从虎掌南星中分离到胡萝卜苷[6]。2'间羟基苯甲酰獐牙菜苷、獐牙菜苦苷、8-O-β-D-葡萄糖-1,3,5-三羟基占酮、8-O-β-D-葡萄糖-1,5-二羟基-3-甲氧基占酮、4-β-D-葡萄糖-1,3,6,7-四羟基占酮、(+)-hydroxyinorisinol-1-O-β-D-glucoside[4]。

1.4 凝集素类从虎掌南星中还分离得到掌叶半夏凝集素A[10]。掌叶半夏凝集素A是一种碱性很强的蛋白质,主要集中在虎掌南星的块茎中,天然的掌叶半夏凝集素是一个40kDa的异四聚体蛋白质,由2个12kDa的多肽类A和2个12kDa的多肽类B组成,多肽类A和多肽类B在大小上略微不同,但等电点(pI)区别较大[11-12]。研究表明,掌叶半夏凝集素A具有多种生物活性[13]。通过人及动物细胞研究,发现其包括血液凝集素、淋巴凝集素和精液凝集素。

1.5 氨基酸类虎掌南星中含有丰富的精氨酸、色氨酸、赖氨酸、酪氨酸、γ-氨基丁酸、丝氨酸、缬氨酸、天门冬氨酸、瓜氨酸等30余种氨基酸[14]。

1.6 其他另外从虎掌南星中分离得到安息香酸、棕榈酸等。尚有 1-乙酰基-β-咔啉、β-咔啉、脲嘧啶、於酰胺、5-甲基脲嘧啶、2-甲基-3羟基吡啶、赤藓醇等[7]。

2 虎掌南星的药理作用

2.1 抗肿瘤虎掌南星凝集素A具有抗肿瘤活性[15-16]。虎掌南星总蛋白对小鼠S180癌细胞的生长具有显著抑制作用,其体外抑制小鼠S180癌细胞的生长却并非通过促进其细胞凋亡途径实现,而对S180荷瘤小鼠体内的肿瘤细胞杀伤作用弱且无明显的免疫激活作用[17]。另外,β-谷甾醇对子宫颈癌细胞SiHa的活性表现出明显的抑制作用,且具有时间、剂量依赖关系。与对照组比较,20 μ mol/L的β-谷甾醇使SiHa细胞出现S期聚集、凋亡和坏死细胞增加,细胞形态和超微结构发生显著变化[18]。以掌叶半夏为原料的宫颈癌栓临床用于子宫颈癌及子宫颈癌前期病变的治疗[19]。虎掌南星的有效提取物半夏蛋白对肝癌HepG2细胞有明显的抑制生长作用,同时对各种肝癌细胞作用的程度有一定差别[20]。SKOV3细胞经掌叶半夏蛋白作用后,细胞生长受到明显的抑制,细胞凋亡率随着作用浓度的增加及作用时间的延长而升高[21]。

2.2 镇静、镇痛作用虎掌南星对小鼠有镇静催眠作用,生、制品均能抑制小鼠自主活动。其可明显增加戊巴比妥钠阈下催眠剂量的入睡动物数;能明显延长戊巴比妥钠小鼠睡眠时间[22]。虎掌南星与戊巴比妥钠有协同作用,且生、制品作用无明显差异。

2.3 抗氧化虎掌南星具有清除自由基的作用,用氯仿自虎掌南星块茎中分得的2种生物碱均能不同程度地清除超氧阴离子自由基,抑制肝线粒体脂质过氧化反应和膜ATP酶反应,虎掌南星能显著增强小鼠血中谷胧甘肤过氧化物酶(CSH-Px)和过氧化氢酶(CAT)的活性,对亚油酸自动氧化的抑制率IR很高,IR与抗氧化性能成正比[23]。

2.4 祛痰虎掌南星有明显的祛痰作用,其水剂口服能显著增加家兔呼吸道黏膜分泌,祛痰作用明显。认为本品含有皂苷,对胃黏膜具有刺激性,因而口服时能反射性地增加气管或支气管的分泌液。虎掌南星的产地加工炮制品祛痰作用最强,生品次之,药典炮制品作用最弱。与药典炮制法长时间清水浸漂造成有效成分流失有关[24]。

2.5 抗心率失常虎掌南星的乙醇提取物,能明显拮抗乌头碱诱发的大鼠心率失常,其既能延缓心率失常出现的时间,又能缩短心律失常持续时间。虎掌南星中的生物碱L-缬氨酰-缬氨酸酐0.1～10 ug对离体犬的心房和乳头肌收缩力及窦房结频率均有抑制作用[25]。

2.6 抗惊厥小鼠腹腔注射虎掌南星水浸剂,可明显降低士的宁的惊厥率和死亡率[26]。

2.7 凝集活性凝集素是虎掌南星总蛋白的重要组分之一,能专一结合甘露糖而不结合葡萄糖,属于单子叶植物甘露糖凝集素家族。虎掌南星凝集素具有显著的凝血活性,其凝集素的凝集活力为三叶半夏凝集素的4倍,最低凝集浓度为25 μ g/mL[27]。

2.8 毒副作用急性毒性实验证明虎掌南星具有一定的毒性,其毒性明显小于天南星Arisaema erubescens(Wall.)Schott.和异叶天南星A.heterophyllum Bl.。此外,虎掌南星具有明显的刺激性,其刺激性强于天南星、异叶天南星、蘑芋、西南犁头尖,认为刺激性并不等于毒性[28]。又有人认为本品毒性表现为麻辣性,即对黏膜有刺激性,并对神经系统有抑制作用,但机制尚不完全清楚[29]。

3 虎掌南星与天南星的比较

3.1 名称与产地比较现代虎掌和天南星分别为两类不同的药材,虎掌为天南星科半夏属植物掌叶半夏的块茎,习惯称之为“虎掌南星”,商品也称“天南星”。天南星为天南星科天南星属植物天南星、异叶天南星、东北天南星的块根。宋代以前,天南星均称之为“虎掌”,宋代之后,天南星与虎掌两个名称混用,植物来源也逐渐复杂起来,明、清以后,虎掌之名渐自天南星中消失。《中国药典》收载有天南星Arisaema erubescens(Wall.)Schott.、异叶天南星A.hterophyllum Bl.、东北天南星A.amurense Maxim.等3种,而目前商品药材用量大,栽培面积广的却是虎掌南星。

天南星科植物约115属,2000余种,其中天南星属植物广布于全世界,92%以上产热带,天南星属植物中国南北各省区有90余种,59种系中国特有。虎掌南星为我国特有品种,产地有山东菏泽、陕西西南部和河北省,至今乃是虎掌南星的主要产区。

3.2 功效应用比较虎掌南星具有燥湿化痰、祛风止痉、消肿散结的功效,临床用于治疗顽痰咳嗽、胸隔胀闷、眩晕、中风、口眼歪斜、癫痫及破伤风等,外用治疗痈肿及蛇虫咬伤。天南星功善燥湿痰、祛风痰、通经络、消肿散结、解痉止痛,内服多治风寒头痛、痰湿胸痹脘痛、风湿痹痛、咽喉疼痛;外用可治疮疽肿痛、跌打伤痛、牙痛。与虎掌南星相比,天南星的镇静作用相似或略低。虎掌南星、天南星的20%200目混悬液及虎掌南星500%水煎剂对家兔眼结膜均有刺激性,实验结果表明,虎掌南星的刺激性高于天南星[29]。以天南星、异叶天南星、虎掌南星、东北天南星、螃蟹七的50%醇提物加水浸制的小鼠急性毒性实验,腹腔注射,结果表明虎掌毒性明显小于其它南星[30]。

4 结语

虎掌南星的临床应用很广泛,现代临床用虎掌南星组方治疗癫痫、冠心病、腮腺炎、神经性皮炎等各类疾病,特别是在抗肿瘤方面显示出巨大潜力。研究资料表示,虎掌南星的化学成分复杂,目前虎掌南星临床和药理研究的有效部位主要集中于其水溶性成分,而脂溶性成分的药理研究较少。对虎掌南星的化学成分研究虽然己经取得了一定的进展,但是对其有效成分和某些有毒成分尚未研究清楚,其化学成分及药理作用的研究还不充分,用药依据并不明确。虎掌南星毒性较大,在治疗过程中有耗伤患者正气之弊,且有效和毒性成分目前尚不明确,质量标准仍未建立,临床应用有一定风险,限制了其广泛使用。为此,还有待进一步研究虎掌南星的各种化学组分,弄清其治疗作用的有效部位。尤其需加强其有毒成分的结构鉴定、含量测定等方面的研究,建立合理的质量控制标准及炮制工艺等。充分挖掘和发挥虎掌南星的药用价值。

[1]徐树楠,朱兵占.神农本草经[M].石家庄:河北科学技术出版社,1994:119.

[2]张丽春.中药“虎掌”与“天南星”的本草学考证[J].兰州医学院学报,2002,28(3):37-40.

[3]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].北京:中国医药科技出版社,2010:53-54.

[4]秦文娟,王瑞,温月笙,等.掌叶半夏化学成分的研究(Ⅴ)[J].中草药,1995,26(1):3-6.

[5]秦文娟,王蜀鑫,范志同,等.掌叶半夏化学成分的研究(Ⅱ)[J].中草药,1983,14(10):11-13.

[6]秦文娟,孔庆芬,范志同,等.掌叶半夏化学成分的研究Ⅳ、掌叶半夏碱的结构鉴定[J].中草药,1986,17(5):5-7.

[7]王瑞,温月笙,杨岚,等.掌叶半夏化学成分的研究[J].中国中药杂志,1997,22(7):421-423.

[8]秦文娟,孔庆芬,范志同,等.掌叶半夏化学成分的研究(Ⅰ)[J].中草药,1981,12(3):5-9.

[9]秦文娟,孔庆芬,范志同,等.掌叶半夏化学成分的研究(Ⅲ)[J].中草药,1984,15(11):10-12,15.

[10]孙光星,丁声颂,钱瑶君.掌叶半夏凝集素A的分离纯化及分析[J].上海医科大学学报,1995,22(4):299-302.

[11]Sun G,Ding S and Qian Y.Purification and characterization of Pinellia pedatisecta lectin A;Acta Acad.Med.Shanghai 1995,22:299-302.

[12]Huang D,Pan Y,Zhang S,Cao J,Yang X,Zhang J and Yi W.The discovery of insecticidal protein against aphids from Pinellia pedatisecta and P.ternata;Sci.Agric.Sin.1997:30-94.

[13]Tao Z,Xu Q,Wu K,Lian S and Sun D.Isolation,crystallization,biologicalactivities and some chemicalcharacteristicsof pinellin;Acta Biochim.Biophys.Sin.1981:1377-82.

[14]季申,丁声颂,李颖.10种药用天南星的化学成分分析[J].上海医科大学学报,1989,16(3):193-195.

[15]Sun G,Ding S andQian Y.The extraction and chemical analysis of proteins from Pinellia pedatisecta and their inhibitory effects on the mouse sarcoma-180;Acta Acad.Med.Shanghai 1992:1917-20

[16]ZhuM,Zhou K and Ding S.Total proteins of Pinellia pedatisecta effects in ovarian cancer cell lines and human umbilical cord blood hematopoietic progenitors;J.Shanghai Med.Univ.1999:26455-458

[17]朱黎,范汉东,王雪,等.掌叶半夏凝集素的分离纯化及其在体内外对小鼠肉瘤S180细胞的影响[J].武汉大学学报:医学版,2009,30(1):10-15.

[18]王莉,杨永杰,归绥琪,等.掌叶半夏主要成分对子宫颈癌细胞生长的抑制作用[J].复旦大学学报:医学版,2009,36(6):675-680.

[19]姜英子,宛莹,朴娟玉,等.HPLC法测定宫颈癌栓中掌叶半夏碱乙的含量[J].中国药房,2008,19(27):2111-2114.

[20]王桂芳.掌叶半夏有效提取物单独对体外培养肝癌HepG2细胞的作用[J].中国现代药物应用,2009,3(12):113-114.

[21]谷杭芝,郑飞云,周莉,等.掌叶半夏总蛋白诱导人卵巢癌SKOV3细胞凋亡的实验研究[J].海峡药学,2009,21(9):160-162.

[22]詹爱萍,王平,陈科力.半夏、掌叶半夏和水半夏对小鼠镇静催眠作用的比较研究[J].中药材,2006,29(9):964-965.

[23]张企兰,郑英,张如松.虎掌南星、白附片抗氧化作用实验研究[J].中草药,1996,27(9):544-546.

[24]张振凌,王正益,李军,等.虎掌南星不同工艺炮制品药理作用的比较[J].中药材,1996,19(5):248.

[25]王义雄,苗小春.L-缬氨酰-缬氨酸酐对血液灌流犬离体窦房结和乳头状肌的作用[J].中国药理学报,1986,7(5):435-438.

[26]毛淑杰,吴连英,程丽萍.天南星(虎掌南星)生、制品镇静抗惊厥作用比较研究[J].中国中药杂志,1994,19(4):218-220.

[27]梁江丽,陈波,田晓平,等.三叶半夏和掌叶半夏凝集素原核表达及特性研究[J].中国生物工程杂志,2009,29(3):80-84.

[28]秦彩玲,胡世林,刘君英,等.有毒中药天南星的安全性和药理活性的研究[J].中草药,1994,25(10):527-530.