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南药高良姜的研究进展

2016-03-10高振虎陈艳芬杨全蒋萌梧

广东药科大学学报 2016年6期
关键词:高良姜庚烷挥发油

高振虎,陈艳芬,杨全,2,蒋萌梧

(1.广东药科大学 中药学院,广东 广州 510006; 2.国家中医药管理局岭南药材生产与开发重点研究室,广东 广州 510006)



南药高良姜的研究进展

高振虎1,陈艳芬1,杨全1,2,蒋萌梧1

(1.广东药科大学 中药学院,广东 广州 510006; 2.国家中医药管理局岭南药材生产与开发重点研究室,广东 广州 510006)

高良姜味辛性温热,善于温中散寒,有治疗脘腹冷痛,胃寒呕吐的功效,是一味具有重要应用价值的温里药。近年来,国内外对高良姜各方面的研究较多,本文就高良姜的药用植物资源、化学成分、药理活性研究进展以及应用近况进行了综述,期望为高良姜的进一步开发利用提供参考依据和研究思路。

高良姜; 资源; 化学成分; 药理作用; 应用

高良姜为姜科山姜属多年生草本植物高良姜(RhizomaAlpiniaofficinarum)的干燥根茎,别名:高凉姜、良姜、小良姜、蛮姜、佛手根,主产于广东、广西、云南和海南等省区,最早记载于《名医别录》中,列为中品。其性辛、热,归脾、胃经,具有温胃止呕、散寒止痛之功,临床常用于治疗脘腹冷痛、嗳气吞酸、胃寒呕吐等[1]。高良姜作为重要的传统中药材,其主要化学成分有黄酮类、挥发油类和二芳基庚烷类等。现代药理学研究表明,高良姜具有抗氧化、抗肿瘤、抗菌、促渗透、抗炎镇痛、抗溃疡、止呕止泻、降血糖、降脂减肥、抗凝血等药理作用。同时,高良姜也被应用在果蔬保鲜,制造驱风油、香水、食用调料和保健饮品中。为了更好地开发和利用高良姜,本文就高良姜的药用植物资源、化学成分、药理活性、应用的研究进展进行了综述。

1 高良姜的资源概况

高良姜的药用历史悠久,《增订伪药条辨》谓:“广东海南出者,皮红有横节纹,肉红黄色,味辛辣,为道地。”在《广东通志》和《雷州府志》等史料也有记载:北宋时期,徐闻所出产的高良姜就是朝廷贡品,其气味芬芳馥郁,有温中散寒,止痛消食和避疫之功效。北宋皇室曾用作香料和驱蚊虫品,御医院也经常采其制作皇室成员食滞的消食汤品[2]。因此雷州高良姜被誉为广东十大道地药材之一。

1.1 高良姜的野生资源

高良姜生长在我国华南地区热带、亚热带区域,喜温暖湿润的气候环境。野生资源主要分布在海南、广东、广西和云南等省区,徐闻县龙塘镇华林和大塘一带是野生高良姜的分布中心[2]。杨全等[3]对高良姜的野生资源进行走访调查,结果显示,在80年代的广东省遂溪、廉江、雷州、徐闻分布着大量的野生高良姜资源,随着经济的发展,大部分土地被开发种植经济作物,高良姜的野生资源迅速减少,以前有文字资料或者标本信息记载有高良姜分布的区域,2011—2012年走访调查和现地调查基本上已看不到野生的高良姜。同样在20世纪80年代确实存在野生高良姜资源的云南省富宁县亦没有发现野生高良姜的踪迹。在海南省文昌市铜鼓岭国家自然保护区调查时,发现了零星分布的高良姜。

1.2 高良姜的人工栽培

在广东徐闻县,清代就有高良姜种植的记录。据统计,2007年间全国高良姜种植面积在433.3 hm2左右,而其中90%的种植面积集中在徐闻县,因此徐闻得名“高良姜之乡”[4]。由于社会经济的不断发展,农民对“土地产值需求量”的提高,部分药农不再选择种植生产周期长、价格低、销路窄、风险大的高良姜,而改种经济效益高且生产周期短、销路宽、风险较小的香蕉、甘蔗、菠萝等经济作物。而且产区没有深加工企业,高良姜的深加工滞后、产业链不能延伸,不能形成良好的经济循环和产业聚焦效应,制约了产业的发展。因此要完善高良姜栽培、加工技术,建设规范化种植基地,提高土地复种指数;提升田间管理水平,提高单位面积药材产量,增加药农生产效益,实现药材产业化。

2 高良姜的化学成分

高良姜的主要化学成分有黄酮类、挥发油类和二芳基庚烷类,还有糖苷类和苯丙素类等。翟红莉等[5]收集海南不同产地的高良姜药材样品,测定其槲皮素、异鼠李素、高良姜素、山柰素的含量,并与广东徐闻地区高良姜的含量进行对比,结果表明,海南产高良姜的各主要成分的含量均高于广东徐闻地区,尤其是高良姜素的含量普遍达到了国家药典标准。周漩[6]和赖展鹏等[7]分别采用气相色谱—质谱技术(GC-MS)对不同产地、不同种源的高良姜挥发油进行了研究,结果显示高良姜的产地不同、种源不同,挥发油的成分及含量也各异,说明了药材质量与生态环境的密切关系。

2.1 黄酮类

黄酮类化合物是一类含15个碳原子的多酚类化合物,是植物次生代谢产物。目前已从高良姜中分离得到了13个黄酮苷元类化合物和2种黄酮苷类化合物,其中包括10个黄酮(醇)类化合物、2个二氢黄酮(醇)类化合物和1个黄烷三醇类化合物[8]。黄酮类化合物表现出很强的抗氧化活性,主要通过减少自由基的产生和清除自由基两个方面来避免氧化损伤[9]。其中高良姜素在化学防护方面呈现出显著的作用,如高良姜素可抗苯并芘引致的小鼠核粒体的畸变能力,可抑制CCl4引起的大鼠肝细胞微粒体的脂质过氧化,还能调节代谢酶活性。目前高良姜入药的都是其地下部分,通过对高良姜地上部分进行分离提取得到5个黄酮类化学成分,其中包括高良姜素和高良姜素-3-甲醚是高良姜地下部分和地上部分共有的主要黄酮类化合物,有望成为高良姜生物活性黄酮类化合物可开发的新资源[10]。

2.2 挥发油类

高良姜中具有较高含量的挥发油,作为辛温类药材,挥发油是判断其质量优劣的一个指标。高良姜挥发油能够辅助药物的透皮吸收,王卿等[11]通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用仪进行鉴定分析,共分离得到128个化学成分,其34个化学成分匹配度都在80%以上,占挥发油总量的73.70%。其中含量最高的是桉叶油醇(45.71%),相对含量高于1%的成分有6个,分别是皮蝇磷 (4.42%)、樟脑萜(3.54%)、樟脑(3.51%)、α-萜品醇(3.10%)、β-伞花烃(1.13%) 和苄基丙酮(1.07%)。高良姜挥发油能够提高血清NO水平,改善胃黏膜微循环,并通过NO的作用清除氧自由基和加强黏液屏障,起到抗胃溃疡的作用。

2.3 二芳基庚烷类

二芳基庚烷类化合物是一类具有1,7-二取代芳基以庚烷骨架为母体结构的化合物总称,是高良姜中的特色化学成分之一。现已从高良姜中分离得到了48个天然二芳基庚烷类化合物,其中包括43个线型二芳基庚烷类化合物、4个环状二芳基庚烷类化合物和1个二芳基庚烷类化合物与黄酮类化合物的聚合物。二芳基庚烷类对前列腺素合成酶系有抑制作用,高良姜的镇痛抗吐作用可能与此相关。通过观察高良姜中各组分对离体兔正常肠肌和乙酰胆碱诱导肠痉挛的作用,结果显示总浸膏和二芳基庚烷类均能降低正常离体肠肌的张力,二芳基庚烷类对乙酰胆碱所致肠平滑肌痉挛性收缩也有一定抑制作用[12]。Honmore等[13]通过生物引导从高良姜根茎化合物的第一次分离并衍生了5个具有抑制结核分枝杆菌的化合物。表明二芳基庚烷类是潜在的抗分枝杆菌的线索。

2.4 糖苷类

安宁等[14]通过大孔树脂、聚酰胺和凝胶柱色谱分离鉴定了2个糖苷类化合物,其中一种化合物为新化合物,命名为高良姜苷A,另一种化合物为第一次从该属植物中分离得到。

2.5 苯丙素类

日本学者Ryo Yamauchi[15]从新鲜的高良姜根茎中分离出7种苯丙素类化合物,其中包括2种已知结构的化合物和5种全新结构的化合物。

3 高良姜的药理作用

3.1 抗氧化

高良姜提取物有很好的抗氧化作用。心肌急性缺氧时自由基清除体系活性降低,氧自由基大量产生,与细胞膜上的不饱和脂肪酸发生反应,形成过氧化脂质导致心肌结构损伤,高良姜水提物可以保护缺血缺氧心肌的SOD活性。夏道宗等[16]研究表明高良姜总黄酮可有效清除O2-、·OH 和DPPH·,其清除O2-的能力强于传统抗氧化剂VC。而且高良姜总黄酮可显著增强小鼠肝、脑匀浆中GSH-Px的活性,有效抑制MDA的生成,从而维持细胞膜的完整性,抑制H2O2诱导的红细胞的氧化溶血,减轻组织氧化损伤。高良姜总黄酮的抗氧化作用可能是通过2 个途径来实现的,一是以其酚羟基结构中大量的酚羟基作为供氢体,对多种自由基产生很强的捕捉能力,从而抑制活性氧自由基等物质;二是其具有的邻位二酚羟基可螯合金属离子,减少金属离子对氧化反应的催化作用。彭晓明等[17]研究发现高良姜素在5~10 μg/mL范围内,对以H2O2诱导人A375黑素瘤细胞建立的氧化损伤模型具有显著保护作用。此外,高良姜挥发油还可抑制花生油在贮藏过程中的氧化酸败反应[18]。

3.2 抗肿瘤

通过高良姜总黄酮对宫颈癌SiHa细胞的干预,观察其对细胞形态、增殖和细胞凋亡的影响,发现该药能够抑制肿瘤细胞增殖,促进细胞凋亡,呈剂量依赖效应[19]。研究表明高良姜素能够通过下调MMP-9和TGF-β1的水平、增加TIMP-1表达,抑制口腔癌CAL27 细胞的生长和转移[20]。许云霞等[21]通过MTT法检测高良姜素对人胃癌SGC-7901细胞的增殖抑制,通过流式细胞仪、罗丹明123染色和和Annexin V-FITC/PI双染色检测等方法,推断高良姜素可通过线粒体途径介导的细胞凋亡来抑制胃癌SGC-7901细胞的生长。高良姜挥发油成分也对多种肿瘤细胞的增殖均有一定抑制作用,其可呈剂量依赖性抑制HepG2、HT29、CNE-2Z、SW579、Hela细胞株增殖,对5种细胞株的IC50值分别为431、2352、717、329、458 μg/mL[22]。

3.3 抗菌

高良姜对多种细菌和真菌均有明显的抑制作用。随着合成及半合成抗菌药物的增多和广泛使用,细菌耐药性问题日趋严重,而高良姜是研究开发新的抗菌药物的理想资源。现今大约有90%~95%和70%~80%的金黄色葡萄球菌株耐青霉素和甲氧西林,而高良姜表现出明显的抑制青霉素酶和β-内酰胺酶活性,通过电镜观察清楚地表明,高良姜素结合头孢他啶可引起该耐药菌株的细胞的超微结构的损坏。推断高良姜素、槲皮素和黄芩素具有逆转细菌耐药性的潜力,但这些体外试验结果必须在动物试验或在人类身上进一步确认[23]。

3.4 促渗透

高春华等[24]以离体昆明种小鼠皮肤为渗透屏障,高良姜油作为渗透剂并与氮酮做参照,,考察了高良姜油对阿魏酸透皮吸收的影响。结果表明,与氮酮对照组相比,2%和3%高良姜油均可提高阿魏酸的渗透系数,证明2%和3%高良姜油对阿魏酸的透皮吸收均有一定的促进作用,且2%高良姜油对阿魏酸透皮吸收的促进作用强于3%高良姜油。

3.5 抗炎镇痛

通过高良姜水煎液对小鼠的扭体试验和热板试验结果说明,高良姜对物理性和化学性刺激所致疼痛有显著作用,提示该药用于临床上脘腹冷痛等病症的治疗,可明显缓解症状[25]。我们前期通过研究也表明[26],高良姜总黄酮对大鼠角叉菜胶足趾肿胀、二甲苯所致小鼠耳廓肿胀以及乙酸所致小鼠腹腔毛细血管通透性增高等急性炎症模型均有明显抑制作用,高良姜总黄酮对乙酸、热刺激所致小鼠疼痛有抑制作用,表明高良姜总黄酮具有一定的抗炎镇痛作用,这些作用加强了高良姜温中止痛的效果。

3.6 对消化系统作用

3.6.1 抗胃溃疡 胃溃疡的发生与黏膜的防御因子(胃黏液-黏膜屏障、内源性前列腺素、黏膜血流等)和攻击因子(胃酸、胃蛋白酶、幽门螺杆菌感染等)失衡有关。魏娜等[27]采用无水乙醇和阿司匹林诱导两种胃溃疡模型,研究高良姜不同提取物部位对胃溃疡模型小鼠的作用。结果显示高良姜水提物具有较好的抗胃溃疡作用,降低溃疡指数,并推断高良姜抗溃疡作用的机制可能是通过抑制炎症因子,降低GAS,升高COX-2、PGE2从而提高胃黏膜的保护作用,减少损伤产生抗胃溃疡作用。研究发现,高良姜油可以通过抑制胃酸分泌,降低胃蛋白酶活性来保护胃溃疡模型小鼠的胃黏膜。同时,高良姜油还可通过增加血清NO水平和SOD活性,降低MDA水平达到抗胃溃疡的目的[28]。

3.6.2 调节胃肠运动 高良姜具有明显的胃肠解痉作用且高良姜水煎剂能抑制胃肠推进运动。梁万年等[29]通过炭末法观察高良姜总黄酮对正常大鼠小肠推进运动表明高良姜总黄酮各剂量组不仅能明显抑制正常大鼠的小肠运动,还可以拮抗由新斯的明所致的小鼠小肠运动机能亢进,其机制可能是通过影响生长抑素和血管活性肠肽等胃肠激素的分泌、释放,从而舒张平滑肌,解除平滑肌的收缩及过度的推进运动,达到止痛、止泻的治疗目的。

3.6.3 止呕作用 陈佃等[30]研究发现高良姜水提物和醇提物对硫酸铜致家鸽呕吐,均能明显延长其呕吐潜伏期和减少呕吐次数,且醇提物活性强于水提物。

3.7 降血糖

王辉等[31]通过对α-葡萄糖苷酶抑制活性筛选对高良姜的不同提取部位及其主要化学成分进行降血糖活性测试,结果表明高良姜4个部位的乙醇提取物和主要黄酮类成分对α-葡萄糖苷酶的抑制作用强于阳性对照药阿卡波糖,其中,高良姜中含量很高的4个黄酮类化合物具有很好的抑制活性,这提示黄酮类成分可能为高良姜降血糖作用的主要活性成分。

3.8 降脂减肥

肥胖患者多伴有脂肪代谢异常,从而导致血液TC和(或)TG过高。研究表明中、高剂量的高良姜总黄酮对于控制营养性肥胖合并高脂血症大鼠的体质量、脂肪堆积,胆固醇代谢和降低血清瘦素和血浆神经肽Y含量有明显作用,从而起到减肥的作用[32-33]。

3.9 其他作用

据报道高良姜水提物具有显著的抗凝血作用,其抗凝机理可能与高良姜具有抑制血小板聚集,阻碍凝血活酶的形成等因素有关。高良姜水提取物还能显著缩短东莨菪碱致记忆获得障碍小鼠的跳台潜伏期,减少跳台错误次数,改善东莨菪碱致记忆获得障碍,高良姜水提取物及乙醇提取物均能显著延长东莨菪碱致记忆获得障碍小鼠Morris水迷宫实验的逃避潜伏期,改善小鼠记忆能力。近几年还有学者尝试研究其温热药性对瞬时受体电位离子通道的影响。

4 高良姜的应用

4.1 临床应用

高良姜作为温中散寒的代表性中药,据文献记载主要用于脘腹冷痛,胃寒呕吐,嗳气吞酸。现代中医临床用途广泛,在许多方剂中均有配伍[34],例如高良姜与干姜相须而用,二姜丸温脾养胃;与人参、白术同用,补虚温中止痛;与半夏、生姜等同用,温胃止呕止泻;与理气化痰药配伍起到温肺化痰作用;与行气药配伍治疗胸闷、心腹痛,如良附丸;与巴戟天、肉桂、吴茱萸等药同用亦可温肾散寒,如巴戟丸;与制川乌、制草乌、细辛配伍治虫牙、风火牙痛;与防己配伍用于风寒湿气、腰脚疼痛,等等。

4.2 食疗及保健

高良姜是卫生部认定的药食同源药材之一,常被用于药膳当中温胃消食,如可缓解肝气犯胃、寒邪犯胃、胃胀呕吐、溃疡病等病症的高良姜香附汤。作为常用天然调味香料也被大量用作食品调味料、咖喱粉等,在国内外具有较大市场,是我国出口创汇的大宗农副品种。此外,高良姜油可用于制造驱风油、万金油、食用调料等。

4.3 保鲜作用

高良姜多糖是一种天然提取物,不同浓度的高良姜多糖能显著降低马铃薯匀浆的褐变、降低酪氨酸酶-邻苯二酚反应体系的颜色,对保持酪氨酸酶反应体系的明亮度,防止色泽加深有较好的效果。因其具有良好的食品安全性被应用于保鲜剂,故在美白护肤、果汁护色、鲜切果蔬保鲜等领域,有进一步研究的价值[35]。

5 结语

高良姜用药历史悠久,应用广泛,因广东为其主产区,被列为当代“十大广药”之一。作为常用且药理活性强的中药,高良姜近年来得到了广泛的研究,为高良姜的应用提供了理论依据,同时发现了一些新的作用,显示了良好的发展前景。随着高良姜研究开发的不断深入,我们需要进一步重视高良姜栽培、加工技术,完善其规范化种植;加强高良姜化学成分的分离鉴定,深入开展相关药理作用机制研究,明确构效关系,利用细胞水平的药靶筛选活性单体;此外,除药用外,关注高良姜在食品、调味料等多个领域的应用,进一步促进高良姜药材的综合开发利用,实现药材产业化。

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(责任编辑:王昌栋)

Research progress of Rhizoma Alpinia officinarum

GAO Zhenhu1,CHEN Yanfen1,YANG Quan1,2,JIANG Mengwu1

(1.SchoolofTraditionalChineseMedicine,GuangdongPharmaceuticalUniversity,Guangzhou510006,China; 2.KeyLaboratoryofStateAdministrationofTraditionalChineseMedicineforProduction&DevelopmentofCantoneseMedicinalMaterials,Guangzhou510006,China)

RhizomaAlpiniaofficinarumis a kind of interior-warming herb,warm and pungent in nature,which is often used to warming Zhongjiao and dissipating cold,treating abdominal cold-pain and gastrofrigid vomiting. This review summarizes recent studies ofRhizomaAlpiniaofficinarumon its medicinal plant resources,chemical components,pharmacological effects and application aspects,which may provide a reference for further development and utilization ofRhizomaAlpiniaofficinarum.

RhizomaAlpiniaofficinarum; resource; chemical component; pharmacological action; application

2016-08-07

国家自然科学基金项目(81302894);广东省自然科学基金项目(S2012040006768)

高振虎(1991—),2014级硕士研究生,Email:gaozhenhu0526@163.com;通信作者:陈艳芬,教授,主要从事中药药性理论现代研究、中药新药药效学与毒理学评价,Email:xwnai@163.com。

时间:2016-11-25 14:45

http://www.cnki.net/kcms/detail/44.1413.R.20161125.1445.005.html

R282.71

A

1006-8783(2016)06-0817-05

10.16809/j.cnki.1006-8783.2016080701

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