马鞭草化学成分和药理作用的研究进展
2010-04-08陈兴丽孟岩张兰桐
陈兴丽 孟岩 张兰桐
马鞭草为马鞭草科(Verbenaceae)植物马鞭草Verbena officinalis L.的地上部分,始载于《名医别录》,中国药典2005年版一部记载马鞭草具有活血散瘀,截疟,解毒,利水消肿的功效。用于癥瘕积聚,经闭痛经,疟疾,喉痹,痈肿,水肿,热淋[1]。现代医学研究表明马鞭草具有消炎止痛、止血、抗菌、小剂量兴奋、大剂量抑制交感神经末梢、促进乳汁分泌、拟副交感等作用。临床用于治疗外感发热,湿热黄疽,急性扁桃体炎、小儿急性肾炎、急性乳腺炎、流行性感冒、功能性子宫出血、牙周炎、霉菌性阴道炎、细菌性痢疾等病症。近年来,对马鞭草的研究日渐增多,笔者将有关马鞭草化学成分、药理作用及临床研究综述如下。
1 化学成分
1.1 环烯醚萜类糖苷类 马鞭草苷(verbenalin)、5-羟基马鞭草苷(戟叶马鞭草苷)(hastatoside)、3,4-二氢马鞭草苷(3,4-dihydroverbenalin)、龙胆苦苷(gentiopicroside)、桃叶珊瑚苷(aucubin)[2]。
1.2 苯丙酸类糖苷 毛蕊花糖苷(verbascoside)、eukovoside、acteoside、异毛蕊花苷(Isoverbascoside)、阿克替苷(Acteoside)、Parvifloroside B、Campneoside I[3]。
1.3 黄酮类成分 山奈素(kaempferol)[2]、槲皮苷(quercitrin)[2]、芹菜素(apigenin)[2]、4 '-羟基汉黄芩素 (4 '-hydroxywogonin)[4]、7-木犀草素糖苷(luteolin 7-glycoside)[5],6-羟基木犀草 素 糖 苷 (6-hydroxyluteolin7-glycoside)[5],7-芹 菜 素 糖 苷(apigenin 7-glycoside)[5]、6-羟基芹菜素糖苷(6-hydroxyapigeninglycoside)[5]、7-新橙皮糖木犀草素苷(luteolin 7-neohesperidoside)[6],7-新 橙 皮 糖 香 叶 木 素 苷 (diosmetin7-neohesperidoside)[6],7-半乳糖柯伊利素苷(chrysoeriol 7-galactoside)[6]、7-葡萄糖木犀草素苷(luteolin 7-glucoside)[6],7-半乳糖木犀草素苷(luteolin 7-galactoside)[6],7-半乳糖香叶木素苷(diosmetin 7-galactoside)[6],7-葡萄糖芹菜苷(apigenin 7-glucoside)[6]、Chrysoeriol-7-半乳糖苷[7]、木犀草素[8]、槲皮素(quercetin)[8]、4'-羟基汉黄芩素(4'-hydroxywogonin)[6]、2',4',3',2',4'-五羟基-4-O-4'-四氢二查耳酮(littorachalcone)[9]、8,3'-二甲氧基-5,7,4'-三羟基黄酮[9]。
1.4 有机酸类成分 熊果酸(ursolic acid)、C14,C16,C18,C20,C22和C24等长链饱和脂肪酸、相同碳链长度的10种不饱和脂肪酸(含双键数从1到5,其中无论从种类和含量上均以含 3 个双键的不饱和酸为主)[10]、草酸[11]、7α,22S-二羟基谷甾醇(7α,22S-dihydroxysitostero1)、乌索酸、十六酸、齐墩果酸(oleanolic acid)[12]、3-表齐墩果酸(3-epioleanolic acid)[12],3α,24-二羟基齐墩果酸。
1.5 糖类 水苏糖(stachyose)、二葡萄糖酸链苷luteolin 7-O-β-D-glucuronosy(1→2)β-D-glucuronide[13]。
1.6 甾醇类 胡萝卜苷、β-谷甾醇-β-D-葡萄糖苷(β-sitosterolβ-D-glucoside)[12]、β-谷甾醇(β-Sitosterol)、β-胡萝卜素、豆甾醇(stigmasterol)、羽扇豆醇(lupeol)、7α,22S-二羟基谷甾醇(7α,22S-dihydroxysitostero1)[14]。
1.7 挥发性化学成分 柠檬烯(limonene)[15],1,8-按油精(1,8-cineole)[15]、芳姜黄烯(ar-curcumene)[15],氧化石竹烯(caryophyllene oxide)[15]、斯巴醇 (spathulenol)[15]、柠檬油精(limonene)[15]、按 树 脑 (cineole)[15]、arcurcumene[15]、氧 化石 竹 烯(caryophyllene oxide)[15]、斯巴醇(spathulenol)[15]、3-己烯-1-醇(3-hexen-l-ol)[16]、1-辛烯-3-醇(1-octen-3-ol)[16],沉香醇(linalool)[16]、马鞭烯酮(verbenone)[16]、香叶醛(geranial)[16]、乙酸、芳樟醇、反-石竹烯、反-β-金合欢烯、律草烯、α-姜黄烯、十五烷、γ-芹子烯、β-没药烯、β-杜松烯。
1.8 其他 十六酸甲酯(Methylhexadecanoate)、十六酸乙酯(Ethylhexadecanoate)、苦杏仁酶、鞣质、腺苷(adenosine)、β-胡萝卜素、强心苷、水苏碱(stachyose)[17]。
2 药理作用
2.1 抗肿瘤作用 徐珊等[18]用溶剂蒸馏法制备了马鞭草醇提液(EVO),分别作用于体外培养的人绒毛膜癌JAR细胞、人肝癌SMMC-7721细胞及人肺胚二倍体成纤维细胞(2BS)。MTT法及荧光法检测结果表明,马鞭草醇提液对JAR细胞增殖有明显抑制作用且具有特异性,对JAR细胞质中表皮生长因子受体的表达也有明显抑制作用。而马鞭草醇提液对SMMC-7721细胞及2BS细胞则无明显影响。冯播等[19]探讨了马鞭草有效成分所提取的单体 4'-甲醚-黄芩素(4'-methylether-scutellarein,4-MS)对人绒毛膜癌JAR细胞的增殖抑制作用及其相关机制。不同质量浓度的4-MS对JAR细胞均有增殖抑制作用,并随药物浓度和作用时间的增加而不断增强。徐华娥等[20]研究马鞭草醇提液(EVO)联合紫杉醇(PTX)在体外和体内的抗肿瘤效果,体外和体内试验证实EVO在小剂量时能够显著增加PTX的抗肿瘤活性。通过研究马鞭草提取物对H荷瘤小鼠的抑瘤作用,表明马鞭草水提取物和醇提取物均可明显抑制荷瘤小鼠体内肿瘤的生长,但同时对荷瘤小鼠的体重增长和脾脏有降低作用。
2.2 对子宫平滑肌的作用 马鞭草对子宫平滑肌有着专一性的兴奋作用,并和前列腺素间存在相互增强子宫平滑肌兴奋的效应。张涛等[21]考察了从马鞭草中分离得到的六种化合物对大鼠离体子宫肌条的作用。在子宫肌条自发性收缩的基础上,分别向悬挂有大鼠子宫肌条的灌流肌槽中,加入六种化合物溶液,使其终浓度为 0.2mg/ml。结果显示,马鞭草苷、3,4-二氢马鞭草苷和5-羟基马鞭草苷给药后均能显著增强子宫肌条的收缩频率和振幅,收缩波频率变化百分数分别为250%,200%和100%,而运动指数变化百分数分别为960%,859%和585%。当终浓度增加到0.6mg/ml时,马鞭草苷在给药后1min起使子宫肌条收缩波振幅增至给药前的4倍,持续1min后,出现持续抑制作用,抑制时与给药前相比,收缩波频率减小至80%,而收缩波振幅减小至17%。其他化合物基本与终浓度为0.2mg/ml时一致。
2.3 消炎止痛作用 Deepak等[22]等发现马鞭草的石油醚、氯仿、甲醇提取物别用于角叉菜胶足肿胀模型(carrageenan paw oedema model),结果显示三种提取物均有抗炎活性,其中氯仿提取物的活性最强。马鞭草的水及醇提取物对滴入家兔结膜囊内的芥子油引起的炎症都有消炎作用。家兔齿髓电刺激法表明,马鞭草水提物在给药后1 h有镇痛作用,3 h后作用消失,醇提取物的镇痛作用6 h后仍未消失,水溶部性分作用更久,而水不溶部分则无镇痛作用。
2.4 抗早孕的作用 徐昌芬等[23]研究了马鞭草抗早孕的细胞学作用原理,以正常妊娠6~8周早孕绒毛组织体外培养为实验手段,观察了马鞭草乙醇提取液对绒毛滋养层细胞光镜、电镜、免疫组织化学等形态学变化及对绒毛膜促性腺激素(HCG)分泌功能的影响。结果表明25 g/L马鞭草提取液能明显抑制细胞生长及激素分泌;加药后48 h超微结构显示,微绒毛明显减少,内质网高度扩张,线粒体有髓样改变,染色质固缩、并聚集在核膜下HCG分泌量48 h后仅为对照组的1/4。免疫组织化学反应也显示,在滋养层细胞内HCG及SDH明显减弱。张曙萱等[24]选用早孕人工流产蜕膜组织进行体外培养,观察马鞭草提取液A、B、C、D及米非司酮对蜕膜细胞形态,增殖,细胞凋亡及细胞周期动力学的影响,表明马鞭草、米非司酮均有抗早孕作用。抑制蜕膜细胞生长,促进凋亡为其抗早孕机制之一。徐昌芬等[25]选用以人早孕滋养层细胞体外培养作为实验手段,筛选出对马鞭草有明显抑制作用的醇提液有效部位,并对其作用机制进行了研究,结果发现一定浓度的马鞭草C部位能致滋养细胞及蜕膜退行性改变,胎盘组织萎缩,血流量减少,从而影响胚胎正常的生长发育。
2.5 抗微生物活性 体外试验马鞭草水煎剂在31mg/ml时,能杀死钩端螺旋体。马鞭草全草煎剂对金黄色葡萄球菌、福氏痢疾杆菌、白喉杆菌有抑制作用。马鞭草苷对金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、溶血链球菌、卡他球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、普通变形杆菌、伤寒杆菌、福氏痢疾杆菌、志贺氏痢疾杆菌、流感杆菌、斯密兹氏痢疾杆菌、炭疽杆菌、白喉杆菌有抑制作用。此外,马鞭草对甲型流感病毒(68-1株)、副流感病毒仙台株有抑制作用。Hernbndez等[26]发现马鞭草中的总黄酮对革兰氏阳性和革兰氏阴性微生物都有抑制作用;而马鞭草非苷化部分中的亲脂性成分能刺激小鼠网状内皮组织的噬菌作用,当给小鼠腹腔注射(i.p.)50mg/kg体重(致死剂量)的埃希氏大肠杆菌(Escherichia coli)时,能起到保护小鼠的作用。还有文献报道,马鞭草全草煎剂对金黄色葡萄球菌、福氏痢疾杆菌均有抑制作用;在体外试验中,水煎剂在31mg/kg浓度时,能杀死钩端螺旋体(波蒙那群)。
2.6 免疫活性 王文佳等[27]研究了马鞭草醇提物对小鼠免疫功能的影响,并探讨马鞭草抗感染的免疫活性机制。结果表明马鞭草醇提物对小鼠T淋巴细胞增殖能力、抗体形成细胞分泌抗体的能力具有明显的增强效应(P <0.05或<0.01),对小鼠吞噬细胞功能则具有明显抑制效应(P<0.05)。提示马鞭草醇提物具有增强小鼠T、B细胞免疫功能和抑制小鼠吞噬细胞功能的作用,这可能与该药抗炎、抗感染、抗癌等作用有关。他们还观察马鞭草醇提物对小鼠白细胞介素-2(IL-2)生物活性的影响,表明一定剂量马鞭草醇提物对小鼠IL-2的生物活性具有增强作用。
2.7 促进神经生长因子介导的轴突生长 从马鞭草分离得到的化合物littoachalcone不影响PC12D细胞形态,但显著增加神经生长因子(NGF)介导的轴突细胞的比率,当化合物littorachalcone(3~30 μm)加2μg/ml NGF 时,轴突细胞的比例大约与30μg/ml NGF单独作用时相同或稍大[28]。而钩吻醇6’-反式-咖啡酞基-1-葡糖苷具有微弱的增强神经生长因子介导的轴突生长的作用[29]。
2.8 其他作用 马鞭草水煎剂有镇咳作用,其镇咳的有效成分为β-谷甾醇和马鞭草苷。马鞭草苷对哺乳动物有持久的促进乳汁分泌的作用;可促进家兔的血液凝固,对交感神经末梢小剂量兴奋,大剂量抑制;对疟原虫有抑制作用,可使疟原虫变形。此外,马鞭草和其他草药一起,作为日常保健可以降血糖、血压,可以抑制饮食中放射性铁元素的吸收。
综上所述,马鞭草苷具有多种药理活性,尤其是在神经保护方面,其作用机制更是多靶点、多环节、多途径的,因此对老年痴呆、帕金森氏病等神经退行性病变的防治中具有很好的应用价值。另外,在镇咳和抗动脉粥样硬化方面也具有广阔的应用前景。马鞭草苷在生首乌中的含量很高,应用一定的分离技术很容易得到单体,实现产业化具有很大的可行性。目前,关于马鞭草苷的体内过程研究还处于初级阶段,为更好的揭示其发挥药效的机理及物质基础,在药物代谢动力学方面应作更深一步的研究,对其吸收、分布、代谢及排泄等各个环节进行深入细致的研究,并寻找活性代谢物,进一步拓宽马鞭草苷的应用价值。随着全球性的人口老龄化,伴随而来的与衰老有关的疾病会越来越多,同时人们生活水平的提高导致的患高血脂、动脉粥样硬化的人的数量亦呈上升趋势,因此,马鞭草苷作为纯天然药物一定会受到世人瞩目,其应用前景非常广阔。
1 药典委员会.中华人民共和国药典2005年版一部.北京:化学工业出版社,2010.
2 田菁,赵毅民,栾新慧.马鞭草化学成份的研究(Ⅱ).天然产物研究与开发,2007,19:247-249.
3 辛菲,金艺淑,沙沂,等.马鞭草化学成分研究.中国现代中药,2008,10:21-25.
4 田菁,赵毅民,栾新慧.马鞭草化学成份的研究.中国中药杂志,2005,30:268-269.
5 Calvo MI,Julian AS,Fernandez M.Identification of the major compounds in extracts of Verbena officinalis by HPLC with post-column derivatization,Chromatographia,1997,46:241-244.
6 Kawashty SA,El-Garf IA.The flavonoid chemosystematics of Egyptian Verbena species.Biochem Syst Ecol,2000,28:919-921.
7 Kawashty AD,Garf LE.The Flavonoid chemosystematics of Egyptian species.Biochemical systematic and ecology,2000,28:919-921.
8 陈改敏,张建业,张向沛,等.马鞭草黄酮类化学成分的研究.中药材,2006,29:677-679.
9 汤树良译.马鞭草中促进神经生长因子介导的轴突生长的新成分littorachalcone(英).国外医学中医中药分册,2004,26:176.
10 Guil JL,Torija ME,Gimnez JJ,et al.Identification of tatty acids in edible wild plants by gas chromatography.J Chromatogr A,1996,719:229-235.
11 Gui1 JL,Torija ME,Gimenez JJ,et al.Antonio gimenez.oxalic acid and calcium determination in wild edible plants.J Agric Food Chem,1996,44:1821-1823.
12 Deepak M,Handa SS.Antiinflammatory activity and chemical composition of extracts of Verbena officinalis.Phytother Res,2010,14:463-465.
13 Darnat A,Carnat AP,Chavignon O,et al.Luteolin 7-diglucuronide,the major flavonoid compound from Aloysia triphylla and Verbena officinalis.Planta Med,1995,6:490.
14 刘宏民,鮑峰玉,阎学斌.马鞭草化学成分的研究.中草药,2002,33:492-494.
15 Chalchat JC,Garry RP.Chemical composition of the leaf oil of Verbena officinalis L.J Essent Oil Res,1996,8:419-420.
16 Ardakani MS,Mosaddeghb M,Shafaatic A.Volatile constituents from the aerial parts of verbena officinalis l.Iranian J Pharmaceutical Res,2003,39-42.
17 江苏新医学院主编.中药大辞典.上册.第1版.上海:上海人民出版社,1977.303-305.
18 徐珊,焦中秀,徐小晶,等.马鞭草醇提液对绒毛膜癌JAR细胞增殖及表皮生长因子受体表达的影响.中国药科大学学报,2000,31:281-284.
19 冯播,徐昌芬.马鞭草C部位单体4'-甲醚-黄芩素对人绒毛膜癌细胞增殖的抑制作用.中国肿瘤生物治疗杂志,2008,15:444-447.
20 徐华娥,袁红宇,欧宁.马鞭草醇提液小剂量时能显著增加紫杉醇的抗肿瘤活性.南京医科大学学报(自然科学版),2008,10:1275-1278.
21 张涛,李万,阮金兰.马鞭草化学成分对大鼠离体子宫平滑肌条作用的研究.中国中医药科技,2001,8:313.
22 Deepak M,Sukhdev S.Handa.Antiinflammatory activity and composition of extracts of verbena offcinalis.Phytotherapy Res,2000,14:463-465.
23 徐昌芬,卢小东,焦中秀,等.马鞭草抗早孕作用机理的初步研究.南京医科大学学报,1998,18:402-406.
24 张曙萱,王海琦,欧宁.马鞭草提取液对体外培养人早孕蜕膜细胞的影响.中国天然药物,2004,2:242-246.
25 徐昌芬,曾群,徐珊,等.马鞭草醇提液中有效部位的提取及筛选.交通医学,2003,17:604.
26 Hernbndez NE,Tereschukml,Abdala LR.Antimicrobial activity of the flavonoids in mediciral plants from Taft del Valle(Tucumbn,Argentina).J Ethnopharmacol,2000,73:317-322.
27 王文佳,王平,俞琦,等.马鞭草醇提物免疫活性的初步研究.贵阳中医学院学报,2008,30:17-18.
28 汤树良译.马鞭草中促进神经生长因子介导的轴突生长的新成分Littorachalcone.国外医学中医药分册,2004,26:177.
29 肖苏萍译.沿海马鞭草中1个新的具有促进神经生长因子活性的环烯醚萜糖苷.国外医学中医中药分册,2004,26:353.