秃疮花化学成分、药理作用及毒性研究进展
2017-11-23龙凤来岳正刚余鸽刘慧胡普辉靳淼
龙凤来 岳正刚 余鸽 刘慧 胡普辉 靳淼
·综述与讲座·
秃疮花化学成分、药理作用及毒性研究进展
龙凤来 岳正刚 余鸽 刘慧 胡普辉 靳淼
秃疮花在民间应用广泛,历史悠久,其功效为清热解毒,消肿止痛,杀虫,主治咽喉肿痛、牙龈肿痛、扁桃体炎、秃疮、疖疮、疥癣等症,近年来其抗菌、抗病毒及抗肿瘤作用的报道不断增多。本文从化学成分、药理和毒理等3个方面综述了秃疮花的国内外研究进展,重点综述了其生物碱、挥发油类成分,以及在抗肿瘤、抗病毒等方面的研究概况,并分析目前研究存在的问题,对秃疮花的开发利用提出了展望。
秃疮花;化学成分;药理毒理;研究进展
秃疮花,又称滇川秃疮花、秃子花、红茂草,陕西又名勒马回[1],2 年或多年生草本植物,分布于青海、甘肃、四川、陕西、河南等省[2]。该种生于海拔400~2 900 m的草坡或路旁、田埂、墙头、屋顶及陕西关中渭河沿岸有大量分布[2]。秃疮花入药部位为全草入药,其功效有清热解毒,消肿止痛,杀虫。主治咽喉肿痛、牙龈肿痛、扁桃体炎、秃疮、疖疮、疥癣等症。近年来关于秃疮花的研究逐渐增多,主要集中在化学成分、药理和毒理学等方面。本文就秃疮花近三十年来在化学成分、药理和毒理学方面的研究成果作如下梳理,为秃疮花的深入研究提供参考,也为早日实现开发利用天然药物资源,建立秃疮花的药品质量标准,在临床中推广运用提供科学的依据。
1 化学成分研究
秃疮花化学成分主要是生物碱,其次是挥发油类成分。其中生物碱以多种异喹啉类生物碱为主,含有紫堇碱、异紫堇碱、原阿片碱、异紫堇啡碱和木兰碱等;挥发油主要为烷烃类化合物。
1.1 生物碱类成分[3-12]秃疮花全草中分离出12个异喹啉类生物碱,分别是木兰碱、原阿片碱、异紫堇碱、异紫堇啡碱、清风藤碱、异紫堇二酮、紫堇碱、血根碱、海罂粟碱、异紫堇靶明碱、紫堇块茎碱、蝙蝠葛仁碱。从秃疮花根中分离出别隐品碱、隐品碱、血根碱、白屈菜红碱、原阿片碱等。其中7种生物碱均为首次从该植物中分离得到。除清风藤碱、异紫堇靶明碱和紫堇块茎碱的化学结构尚不明确,其余生物碱化学成分和结构。见图1。
异紫堇碱紫堇碱木兰碱
IsocorydineCorydineMagnoflorine
海罂粟碱异紫堇啡碱蝙蝠葛仁碱
Glaucined-IsocorydineMenisperine
异紫堇二酮血根碱白屈菜红碱
IsocorydioneSangurinarineChelerythrine
原阿片碱别隐品碱隐品碱
ProtopineAllocryptopineCryptocapine
图1 秃疮花中部分生物碱的化学结构
1.2 挥发油类成分 姚默等[13,14]以传统的水蒸气蒸镏法提取秃疮花挥发油,分离并鉴定出48种化合物,运用峰面积归一法获得了相对含量较高的化合物11种。见表1。
2 药理学研究
2.1 抗肿瘤作用 秃疮花的主要活性物质生物碱[15]中的紫堇碱二酮和异紫堇碱具有抗肿瘤作用。赵剑喜[16]采用MTT比色法研究了紫堇碱二酮抗肿瘤活性及其机制,结果发现紫堇碱二酮对10种肿瘤细胞的生长均有抑制作用,其中对肾癌细胞抑制活性最显著,作用机制推测是其对A549细胞诱导凋亡或是抑制蛋白质和DNA的生物合成而阻断细胞从S期向G2期过渡。陈正山[17]以S180肉瘤为肿瘤模型,对秃疮花提取物进行了动物体内抗肿瘤实验研究,实验显示其具有很强的抗肿瘤活性,作用机制是(1)能干预肿瘤血管的形成,使肿瘤的营养供应系统缺失,达到抑制肿瘤生长的目的;(2)恢复肿瘤小鼠的免疫力,提高其脾指数、胸腺指数等。龚艳妮等[18]则从免疫学角度考察了秃疮花对荷瘤小鼠免疫功能的影响,同样以S180肉瘤移植小鼠体内为肿瘤模型,经腹腔注射给药,检测结果显示对荷瘤小鼠红细胞、脾脏和胸腺淋巴细胞等的免疫活性及体内IgG水平都有程度不等的影响,这为秃疮花调节小鼠机体免疫功能从而抑制肉瘤细胞的增殖提供了理论依据。王芳[19]从秃疮花全草中提取了一种新何帕烷类三砧化合物秃疮花酮,开展了对人乳头瘤病毒(HPV)16 E6蛋白活性抑制作用的分子对接虚拟筛选研究。其可能通过抑制蛋白的活性位点而达到抑制HPV感染,从而具有防治宫颈癌的药效作用,这为高危型HPV感染的宫颈癌提供了新药研发的宝贵思路。
表1 秃疮花挥发油化学成分
2.2 抗病毒、抑菌和抗炎作用 秃疮花水溶性外用制剂对山羊痘病毒和传染性脓疤皮炎病毒有抑制作用,研究结果显示其对山羊痘病毒C50=2~6.5倍个外用制剂试验单位(8.8 g/L外用制剂干物质);对传染性脓疤皮炎病毒的IC50=2~7.2倍个外用制剂试验单位(5.4 g/L外用制剂干物质)[20-24]。苟想珍等[25]报道秃疮花针剂在18~36倍稀释时对鸡新城疫病毒和鸡传染性支气管炎H52病毒有一定的抑制作用,为探索秃疮花针剂的抗病毒机制和秃疮花针剂的临床应用奠定了基础。马志宏等[26]对秃疮花乙醇制剂(Ⅰ组)、盐酸盐制剂(Ⅱ组)和水制剂(Ⅲ组)三种不同制剂治疗羊口疮进行了对比用药观察。结果是Ⅰ组溃疡愈合率显著高于Ⅱ组和Ⅲ组(Plt;0.01),Ⅱ组显著高于Ⅲ组(Plt;0.01)。一定疗程后Ⅰ组羊口疮平均愈合率为 91.2%,Ⅱ组为 80.4%,Ⅲ组为65.1%。这为秃疮花用于治疗动物常见疾病新药开发提供了实验数据支撑。
秃疮花挥发油在高浓度时清除超氧阴离子自由基能力最好,对金黄色葡萄球菌的最小抑制浓度(MIC)为1.25 g/L[12]。秃疮花水溶性制剂的抗菌筛选研究表明:外用制剂水提取液比水提取液的沉淀物杀菌效果显著,而水提取液一、二和三级两两比较,三级杀菌效果较好;秃疮花水溶性内用制剂中乙醇提取组抑菌效果较好[27]。秃疮花生物碱体外抑菌实验显示对大肠埃希菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、粪肠球菌和奇异变形杆菌五种菌的MIC、抑菌率、半数抑菌浓度(IC50)经重复实验取均值分别为:MIC=0.2 g/L(大肠埃希菌),0.16 g/L(金黄色葡萄球菌),0.24 g/L(枯草杆菌),0.18 g/L(粪肠球菌),0.30 g/L(奇异变形杆菌);IC50=0.1607、0.1206、0.1407、0.2605、0.2607 g/L。根据以上结果分析,在MIC和IC50 两方面,奇异变形杆菌的测试值均为最大,说明秃疮花生物碱对奇异变形杆菌以外的四种细菌抑制效果显著[28-30]。沈雅琴等[31-33]将秃疮花生物碱中的异紫堇定用于蓖麻油刺激小肠性致泻,番泻叶刺激大肠性致泻的小鼠,结果显示该成分对两种刺激型泄泻都具有止泻作用,其机制是异紫堇定的抗炎作用和抑制肠运动。
2.3 保护肝损伤作用 诸多肝病都有肝脏炎症的病理过程,而炎症进一步的病理损伤则是肝细胞损伤。修复受损的肝细胞以控制炎症,恢复肝脏的正常代谢功能则是肝脏疾病治疗过程中的重要环节。不同剂量的秃疮花提取物对免疫性肝损伤的小鼠给药后,小鼠血清丙氨酸氨基转移酶(ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)活性及肝组织匀浆MDA 含量均低于模型组,血清蛋白维持正常比例,且肝组织损伤不同程度地减轻,提示秃疮花提取物对 BCG 和 LPS诱导的小鼠免疫性肝损伤具有较好的保护作用[34]。毛爱红等[35-37]研究者大量的动物实验表明,秃疮花提取物中的生物碱组分原阿片碱和异紫堇啡碱对四氯化碳(CCl4)诱导的小鼠肝微粒体损伤均具有很好的保护作用。其作用机制与秃疮花提取物具有抗氧化酶活性和自由基活性清除有关。
2.4 抗氧化、消除自由基作用 H2O2[38](一种常用的细胞氧化应激诱导剂)和乙酰苯肼均能导致小鼠体内溶血性贫血,用这两种物质诱发小鼠形成体内的溶血性贫血模型动物,再分别以秃疮花提取物体外(取小鼠眼眶血)实验测定对H2O2诱导的鼠红细胞氧化性溶血的影响,体内(腹腔注射1.5 g·kg-1·d-1)实验测定对乙酰苯肼诱导的小鼠溶血性贫血的影响,研究显示秃疮花提取物对体外H2O2诱导的小鼠红细胞溶血的抑制率达78%;而小鼠体内注射秃疮花提取物后,与模型组比较,红细胞数目增加,血红蛋白含量提高,白细胞数目减少,血浆丙二醛含量降低,四项指标均接近正常组;同时过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性显著提高 ,葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PD)活性上升极显著(较损伤组提高44.7%);红细胞内抗氧化酶活性明显增加,表明其通过增强红细胞的自由基清除能力而使细胞膜免受氧化性损伤;还有可能是秃疮花提取物通过抑制乙酰苯肼对G-6-PD的干扰而缓解鼠红细胞的氧化性溶血[39]。
薛丹等[40]通过实验比较了罂粟科3种植物(80%乙醇浸提博落回、角茴香和秃疮花)叶片中生物碱的抗氧化活性,结果显示,3种总生物碱对两种(自由羟基自由基和超氧阴离子)自由基有较好的抗氧化活性,但角茴香对羟基自由基的清除作用较强,而秃疮花对超氧阴离子的清除作用较强。
2.5 抗心肌肥大、心律失常作用 低浓度异紫堇啡碱能延长窦房结和心室肌动作电位,并延长心室肌有效不应期。这不仅可以减少期前激动的发生机会,而且还能阻断兴奋折返;高浓度异紫董啡碱能显著降低窦房结动作电位振幅、减慢零相除极速率和舒张期自动除极速率[41,42]。这一实验证实了秃疮花具有应用于抗心律失常新药的开发前景。吴树荣等[43,44]分别采用在体和离体实验考察了异紫堇啡碱对体循环的影响作用。前者在体实验以伊文氏兰法给鼠尾静脉注射伊文氏兰后记录耳-尾循环时间,在药量为20 mg/kg时体循环速度加快;后者则以兔动脉血管组织贴块法,制成可传代的血管平滑肌细胞(SMC),用Ca2+荧光探针检测SMC内游离的钙离子浓度。实验显示,异紫堇啡碱对高K+(50 mmol/L)所致的Ca2+增高有明显的抑制作用。两位学者的研究均证实了秃疮花的血管扩张作用,从而改善体循环可应用于治疗心血管疾病。
此外,心肌肥大与细胞内钙增加(内流)有关,秃疮花中的异紫堇啡碱10~4 mol/L时可明显抑制细胞内钙增加,说明异紫堇啡碱能抑制心肌细胞肥大。这为开发秃疮花治疗心肌细胞型高血压、瓣膜病、急性心肌梗死以及先天性心脏病的作用提供了药理基础[45]。
2.6 改善免疫功能 单核巨噬细胞能够吞噬和清除进入机体的细菌、异物等抗原性外来物质,该细胞的吞噬能力是衡量机体非特异性免疫功能的标志。张兴旺等[46,47]研究发现秃疮花注射液能够提高小鼠的廓清指数K值、吞噬指数a值、器官指数、血清溶血素及溶菌酶活力,当浓度为100 g/L时效果显著,提示其对实验性免疫功能低下小鼠有明显的免疫增强作用。
3 毒理学研究
为了明确秃疮花制剂临床应用的安全剂量,党岩等[48]利用秃疮花水溶性制剂进行了体内、体表的毒性研究,进行了动物皮肤刺激试验和考察了对犊牛睾丸细胞毒性、鸡胚及小鼠的半数致死量(LD50),实验过程中皮肤刺激试验和犊牛睾丸细胞毒性试验用局部毒性法,实验结果分别用改良寇氏法和Reed-Muensch法计算鸡胚及小鼠的半数致死量(LD50),研究表明对动物皮肤无刺激性,为无毒;对犊牛睾丸细胞毒性、鸡胚及小鼠的半数致死量(LD50)分别为0.43、0.70个试验单位和LD50=1 776.2 mg/kg,说明在动物体内为低毒,接近半数致死量2 000 mg/kg的无毒剂量。马志宏[49]报道小鼠腹腔注射异紫堇碱的LD50=52 mg/kg,静脉注射的LD50=49 mg/kg,可见秃疮花的毒性是由生物碱引起的。另外,提取物对10日龄鸡胚及羊睾丸原代细胞呈现明显的毒性作用,水提取原液3倍稀释液0.2 ml可使10日龄鸡胚在24 h内全部死亡,水提取原液6倍稀释液0.2 ml可使单层羊睾丸细胞迅速脱壁并且死亡,可见该药在水溶性制剂时毒性较小(接近无毒),但提取的有效成分则表现为有毒,可能与两者之间有毒成分的纯度差异有关。
4问题与展望
中药秃疮花在我国较早的文献中均有记载:在药性方面,《全国中草药汇编》载有:“苦、涩、凉,有毒”;临床应用方面,《陕西中草药》载有:“治牙痛,咽喉痛:秃疮花四钱,水煎,加白糖适量服”;兽医应用方面,《民间兽医本草》载有:“味苦,性寒,有小毒”等。另外,有报道秃疮花治疗结核病189例患者,在常规化疗基础上肌内注射秃疮花注射液,伤口再用秃疮花浸膏引流条填塞治疗,治愈率达100%[50]。但这些应用还只处于民间草药的层次上,有待进一步开发应用。
秃疮花挥发油的药理作用报道较少,需要经一步研究。秃疮花在化学成分、生物碱的药理毒理学方面研究深入,但根据目前国内应用秃疮花的现状分析,兽医制剂开发应用较多,而医疗制剂开发未见报道。因此,应对秃疮花的临床药理、药效动力学等方面开展研究工作,以期更好地实现秃疮花的应用真正向临床医疗方面推广,实现更大的医疗价值。
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10.3969/j.issn.1002-7386.2017.22.037
项目来源:杨凌职业技术学院院内科学研究基金资助项目(编号:A2015048)
712100 陕西省杨凌市,杨凌职业技术学院(龙凤来、余鸽、刘慧、胡普辉、靳淼);陕西中医药大学(岳正刚)
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2017-05-18)