吉祥草化学成分和药理活性研究
2012-01-25刘海杨建琼熊亮汪冶
刘海,杨建琼,2*,熊亮,汪冶
(1.赣南医学院,江西赣州341000;2.赣南医学院第一附属医院,江西赣州341000;3.贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室,贵州贵阳550002)
吉祥草又名观音草、松寿兰、小叶万年青,为百合科植物吉祥草Reineckia carnea(Andr.)kunth[Sanseviera Andr]的全草。主要分布在华东、中南、西南各省区,它是我国西南苗族地区常用的传统草药之一[1-2]。味甘,性凉,具有凉血止血、清肺止咳、解毒利咽等功效[3-4],在苗族人口主要聚居区,对吉祥草的使用都较广泛[5]。从上世纪五十年代起,国内外对该属植物的化学成分及其药理作用进行了研究,本文就国内外对吉祥草的化学成分及其药理活性研究进展进行综述,为开发利用有药用价值的天然产物提供科学依据。
1 吉祥草的化学成分
从该属植物中发现的化合物类型包括甾体皂苷类、黄酮类、木脂素类、萜类等,其中对甾体皂苷类成分研究较多。
1.1 甾体皂苷及其苷元自上世纪60年代Kenichi T等[6]首先从吉祥草中分离得到五羟螺皂苷元(pentologenin)、奇梯皂苷元(kitigenin)等,迄今为止,国内外学者从吉祥草中共分离得到49个甾体皂苷元[7-26],其中螺甾烷型皂苷(元)23个,其化合物结构见图1和表1;其它甾体皂苷中的化合物24~39的结构见图2;一些比较常见的甾体皂苷还有:原蜘蛛抱蛋苷、新蜘蛛抱蛋苷、薯蓣皂甙元、蜘蛛抱蛋苷、异卡里亚皂苷元、β-谷甾醇、β-谷甾醇-β-D-葡萄糖苷、豆甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、β-香树脂醇、α-菠甾醇-3-O-葡萄糖苷。
图1 化合物1~23的结构母核
表1 化合物1~23的取代基及构型
1.2 黄酮类国内外学者从吉祥草中共分离得到9个黄酮类化合物[21-22,24-29],分别为7-甲氧基-8-甲基-4'-羟基-黄酮、1,6-二羟基-8-甲基-苍耳烷、槲皮素-3-O-α-L-吡喃鼠李糖-(1-6)-β-D-吡喃葡萄糖苷、广豆根黄酮苷B、6,8-二甲基-5,7,4'-三羟基黄酮、(R)-8-甲基柚皮素、柚皮素、大豆素、3'-羟基大豆苷元。
1.3 萜类文献显示[22,30],已从吉祥草分离出来的萜类化合物有2个,分别为熊果酸鲨烯、化合物40(Trianthenol),其结构见图3。
1.4 木脂素类[21,25,32]迄今为止,从吉祥草中分离得到的木脂素类化合物有两个,分别为丁香脂素-1-β-D-葡萄糖苷、丁香脂素。
1.5 其它类除甾体皂苷、黄酮类、萜类及木脂素类外,吉祥草中分离出来的其它化合物还有14个[22,24-25,29-31],分别为l-O-十六烷酸甘油酯、棕榈酸、十四烷酸、肌糖、N-p-香豆酰酪胺、亚油酸甲酯、正三十烷、大豆脑苷、N-苯甲酰-L-苯丙氨醇、邻苯二甲酸-2-乙基己酯、邻苯二乙酸二丁基酯、刺五加酮及化合物41、42,二者的结构见图4。
综合上述国内外学者对吉祥草化学成分的研究状况,迄今为止,从吉祥草非挥发性成分中发现各种类型的化合物共计76个。此外,刘海等[33]对贵州产吉祥草的挥发性化学成分进行分析,采取同时蒸馏萃取法提取吉祥草挥发油,用GC-MS分析吉祥草挥发油的化学成分,通过计算机检索,共鉴定出58种化合物,主要为单萜烯类、倍半萜烯类及其含氧衍生物、脂肪族化合物等,为吉祥草的进一步开发利用提供科学依据。
2 吉祥草的药理作用及作用机制
在吉祥草中分离出来的76个非挥发性化合物中,有49种为甾体皂苷及皂苷元,由此可知其为吉祥草所含的主要成分,已成为吉祥草药理作用研究的主要物质基础。吉祥草现已报道的药理作用如下:
图2 化合物24~39的结构
图3 化合物40的结构
2.1 药理作用
图4 化合物41、42的结构
2.1.1 杀灭钉螺作用冯玉文等[34-35]对吉祥草杀灭钉螺的活性做了深入的研究,研究表明吉祥草正丁醇粗提物经硅胶柱层析、HPLC纯化后分离得到的目标化合物甾体皂苷具有较强毒杀钉螺活性,能有效控制血吸虫疾病的流行。另外,李文新等[36]从吉祥草的水相提取物中分离出杀螺有效成分环己六醇,当环己六醇的质量浓度为2.50 mg/L,72 h浸杀钉螺死亡率达93.3%;当杀螺成分质量浓度为5.00 mg/L时,72 h浸杀,其死亡率达100%,环己六醇为新发现的灭螺化合物,为开展研制新型灭螺剂提供了科学依据。
2.1.2 溶血、止咳、化痰及镇痛抗炎作用周欣等[37]在专利发明中提供了吉祥草提取物及其制备方法、药物组合物和用途,研究表明吉祥草提取物具有明显的溶血、止咳、化痰及抗炎作用,特别是对上呼吸道、气管及支气管疾病,如急性上呼吸道感染、上气道阻塞、支气管扩张、弥漫性泛细支气管炎、支气管哮喘有治疗作用;同时对肺炎疾病如链球菌肺炎、葡萄球菌肺炎、常见革兰性杆菌肺炎具有治疗作用。张元等[38]对吉祥草所含总皂苷的溶血、化痰、止咳及抗炎作用进行了研究,发现吉祥草总皂苷剂量达到10 mg/mL时,开始表现出一定的溶血性;灌胃给药能抑制氨水引起的小鼠咳嗽;吉祥草总皂苷采用皮下注射给药抗炎作用明显。另外,Han等[39]对吉祥草提取物的体内止咳、祛痰活性研究发现吉祥草的60%和90%乙醇提取部分分别在高剂量(0.570 g/kg)、中剂量(0.372 g/kg)时具有较好的止咳、祛痰活性,为进一步研究吉祥草两个有效活性部位的化学成分提供依据。
张元等[40]进行的吉祥草总皂苷对实验性Freund's完全佐剂大鼠镇痛作用的影响试验表明,吉祥草总皂苷能明显改善佐剂性关节炎大鼠足肿胀、降低关节炎指数,提示吉祥草总皂苷具有良好的抗类风湿性关节炎作用。同时吉祥草总皂苷能明显对抗机械刺激,提高炎性疼痛痛阈,具有显著的镇痛作用。提示吉祥草总皂苷具有明显的镇痛、抗炎作用。
2.1.3 降血糖作用张元等[41]研究了吉祥草总皂苷对非胰岛素依赖性糖尿病模型大鼠肌糖原、肝糖原及糖代谢的影响,结果表明吉祥草总皂苷皮下注射治疗可以增加非胰岛素依赖性糖尿病模型大鼠肝糖原、肌糖原储存量,从而提高外周组织对葡萄糖的利用,改善其胰岛素抵抗,说明吉祥草总皂苷能够有效降低糖尿病大鼠的血糖水平,降糖作用明显,而其降血糖的具体机制还有待于进一步研究。
2.2 作用机制研究Kanmoto等[9]将从吉祥草的地下部分分离得到12种皂苷(元)进行了对CAMP磷酸二酯酶(PDE)的抑制性试验,发现在5β-螺甾烷的A环及B环上有一些羟基的皂苷表现出一定的PDE抑制活性;C-5位羟基与葡萄糖结合,或C-4位接上磺酰基的皂苷对PDE的抑制活性将会降低;而C-1位上与木糖结合形成的皂苷对PDE具有非常强的抑制活性,其对PDE的抑制活性相当于罂粟碱。具体的结构与抑制活性之间的关系还有待于进一步的研究。
3 毒理学研究
王张杰等[42]进行了吉祥原粉经口给药的慢性毒性实验,结果表明:吉祥草原粉剂量大于100 mg/(kg·d)时,其对大鼠的肝功能产生明显影响;当剂量再增长10倍时,其对大鼠的肾功能也产生明显影响。但吉祥草小剂量用药时,几乎无毒性作用,无作用的最大剂量为10 mg/(kg·d)。
4 吉祥草的开发应用状况
吉祥草在苗药产业化中得到广泛的应用[43-48],以吉祥草为主药的苗药品种有咳速停糖浆和咳速停胶囊(贵州百灵制药)、复方吉祥草含片(遵义万才药业有限公司)和咳清胶囊(贵州和仁堂制药有限公司)。咳速停糖浆和咳速停胶囊有补气养阴,润肺止咳,益胃生津之功效,主要用于感冒及急慢性支气管炎引起的咳嗽,咽干,咳痰,气喘等症;复方吉祥草含片能够宣肺平喘,清热润燥,止咳化痰,用于支气管炎,肺炎所引起的咳嗽、胸闷、痰多等症状;咳清胶囊能润肺平喘,止咳化痰,主要用于用于感冒引起的咳嗽、支气管炎。这些产品在市场上反应良好,在医药市场占有一定的份额,尤其是前两种药物已成为贵州百灵制药的拳头产品,年产值超亿元,已成为苗药的代表性产品[5]。以上中成药中君药均为吉祥草,因此这些产品的成功开发上市,并赢得市场,从侧面反映了吉祥草在止咳化痰方面疗效确切,为其进一步对其进行开发应用打下了良好的基础。
5 展望
综上所述,吉祥草的化学成分和药理活性在不断地探索和研究中,吉祥草作为止咳化痰药疗效确切,是贵州苗药有代表性的龙头产品,但对其作用的物质基础及其药用机理研究较少,因此,找出吉祥草不同治疗效果的有效成分,阐明其药效物质基础和作用机制,将为吉祥草更好的开发利用及质量控制提供理论依据。
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