禹白附的化学成分及药理作用研究进展Δ

舒朋华，柏湘豫，娄月月，徐海畅，杨 雪，孙梦圆，牛浩莹，张凌翔

（许昌学院化学化工学院，河南许昌461000）

禹白附（Typhonii rhizoma）为天南星科植物独角莲（Typhonium giganteumEngL.）的干燥块茎，主产于河南、甘肃、湖北等地，以河南禹州所产的禹白附品质最佳、疗效最好，被认定为道地药材[1］。据药典记载，禹白附具有祛风痰、定惊搐、解毒散结、止痛等多种功效，可用于中风痰壅、口眼㖞斜、语言謇涩、惊风癫痫、破伤风、痰厥头痛、偏正头痛、瘰疬痰核及毒蛇咬伤等病症的治疗[2］。近年来，禹白附在抗炎、抑菌、免疫调节、镇静、止痛、抗惊厥、美容和祛风痰等方面得到了广泛应用[3］。为了更好地开发利用禹白附资源，笔者以“禹白附”“白附子”“独角莲”“化学成分”“药理作用”“生物活性”“Typhonii rhizoma”“Typhonium giganteum”“Chemical constituents”“Pharmacological activity”“Biological activities”等为关键词，在中国知网、万方、维普、PubMed、SciFinder、Web of Science等数据库中组合查询1979年1月－2018年10月发表的相关文献。结果，共检索到相关文献265篇，其中有效文献61篇，据此对禹白附化学成分及药理作用进行归纳、总结，为进一步深入开发利用禹白附药用资源提供参考。

1 化学成分

禹白附所含物质组分极为复杂，其化学成分类型及含量随采收季节、炮制工艺等不同而有所差异。文献所采取的分离鉴定手段主要包括气质联用法、硅胶柱色谱法、高效液相色谱法、原子吸收光谱法、氨基酸分析仪检测法和核磁共振波谱法等，所检出禹白附的化学成分主要有挥发油类、有机酸类、氨基酸类、微量元素、含氮杂环类、脑苷类等。

1.1 挥发油类

禹白附挥发油既有芳香族化合物，又有脂肪族化合物。李静等[4］采用乙醚回流提取和水蒸气蒸馏法从禹白附中提取挥发油，并采用气质联用法从挥发油中分离鉴定出化学成分31种，其中脂肪族化合物占12.52%，芳香族化合物占13.83%，倍半萜类化合物占0.65%；以N-苯基-苯胺含量最高，占挥发油总量的47.35%。张婷婷等[5］采用水蒸气蒸馏法分别提取禹白附生品和药典法制品中的挥发油，并立即采用气质联用技术分离鉴定其化学成分；同时，将提取所得的挥发油在不同条件下放置一定时间后，再鉴定其化学成分，最后采用主成分分析法统计所得数据。结果，该研究从禹白附生品中分离鉴定出化合物43种，从制品中分离鉴定出化合物34种，二者共有成分15种；其中，含量最高的化学成分为棕榈酸，该化合物在生品和制品中的相对含量分别为26.06%和54.21%。在4℃中放置50 d后，生品中棕榈酸的含量增加到35.25%，制品中棕榈酸的含量反而降至36.15%，且在生品和制品中分别检出42.38%和34.93%的亚油酸。室温下放置50 d后，制品中棕榈酸的含量明显增加，为82.73%，而生品中棕榈酸的含量增加幅度不大；生品中检出38.65%的亚油酸，而制品中并未检出；且其他相对含量较少的成分在放置前后也有较大差别。

彭广等[6］采用水蒸气蒸馏法及气质联用技术从禹白附普通粉末（80目）中分离鉴定出化学成分23种，从禹白附超微粉（200目）中分离鉴定出化学成分31种，二者共有成分21种，含量最高的为己醛。值得注意的是，超微粉中新增的8种成分均有较好的应用价值。例如，亚油酸乙酯具有改善或保护血管壁的功能[7］，α-细辛醚具有平喘及祛痰作用等[8］。因此，在应用禹白附挥发油之前，可通过提高药材的粉碎度来增强其药理活性。Jiang T等[9］采用水蒸气蒸馏法及气质联用技术从禹白附挥发油中分离鉴定出化合物15个，其中己醛的含量最高，为20.23%。

综上可知，禹白附挥发油化学成分极为复杂，相对含量较高的为N-苯基-苯胺、棕榈酸、亚油酸和己醛。挥发油中化学成分的种类及含量受炮制工艺、提取工艺和储存条件的影响较大。在制备和应用禹白附挥发油的过程中，应充分考虑上述条件的综合影响。

1.2 有机酸类

禹白附中含有大量有机酸。李娟等[10］采用气质联用技术从禹白附生品中分离鉴定出有机酸7种，分别为7-十六碳烯酸、辛烷酸、十六烷二酸、十六烷酸、9，12-十八碳二烯酸、十八烷酸和10，13-二十碳二烯酸。其中，含量最高的为9，12-十八碳二烯酸，占有机酸总量的57.95%。陈雪松[11］采用柱层析等色谱技术，运用红外光谱、核磁共振波谱及质谱等波谱学手段，从禹白附乙醇提取物中分离鉴定出天师酸、桂皮酸和琥珀酸等有机酸类成分。

1.3 氨基酸类

孙启良等[12］将禹白附干燥、粉碎、水解，然后采用氨基酸自动分析仪从水解液中分析检测出氨基酸17种，其中包括除色氨酸外的7种必需氨基酸。氨基酸总量占药材质量的9.05%，必需氨基酸占2.82%；其中，含量最高的为谷氨酸，高达2.15%。为了考察不同炮制工艺对禹白附氨基酸含量的影响，张振凌等[13］采用柱前衍生化反相高效液相色谱法开展了研究，结果发现生品与不同炮制品中的氨基酸含量有所差异，但含量趋势基本相同，即谷氨酸、精氨酸、天冬氨酸和缬氨酸的含量较高，而蛋氨酸、胱氨酸的含量较低；总氨基酸含量由高到低依次为生禹白附、加压法、《河南省中药饮片炮制规范》法[14］、药典法。禹白附所含氨基酸的种类较为齐全，且所含必需氨基酸的含量较高，可将其作为禹白附质量控制的考察指标之一。炮制后氨基酸的含量有所减少，减少幅度因炮制工艺不同而有所差异。因此，在降低毒性、保证用药安全的前提下，有必要改进禹白附的炮制工艺，避免氨基酸成分的流失，以保证药材质量。

1.4 微量元素

毛淑杰[15］对禹白附生品、药典法制品中的微量元素进行了测定，发现生品、制品中均含微量元素15种。其中，钾、钠、钙、镁、磷5种为人体宏量元素，铁、锰、铜、钼、锡、锶6种为人体必需微量元素；炮制后镁、锰含量比生品略低，铁含量却有明显增加；此外，禹白附生品及制品只含1种有毒元素铅，且含量较低。孙淑芳等[16］采用原子吸收法对禹白附生品中锌、铜、铁、锰、钙、镁这6种微量元素的含量进行了测定，并与抗癌中药黄芩、鳖甲进行比较，结果发现禹白附中铁的含量低于黄芩而高于鳖甲，锌、锰含量均远高于黄芩和鳖甲。禹白附所含的微量元素多为第三、四周期的元素，且多为人体必需微量元素。微量元素对人体的营养与健康至关重要[17］，这也是禹白附发挥多种药理活性的基础之一。

1.5 含氮杂环类

有学者采用柱色谱联合核磁共振波谱从禹白附中分离鉴定出腺苷和尿苷[18-19］。Liu KW等[20］从禹白附醇提物中分离得到了尿苷、5-苄基乙内酰脲、5-4′-羟基苄基乙内酰脲、5-2′-甲基丙基乙内酰脲、核黄素和烟酸等含氮杂环类化合物。顾晓玲等[21］采用硅胶柱色谱法及高效液相色谱法从禹白附醇提物的正丁醇部位分离鉴定出化合物11个，分别为鸟嘌呤核苷、尿嘧啶核苷、腺嘌呤核苷、2′-脱氧尿苷、胞嘧啶核苷、2′-脱氧胸苷、尿嘧啶、胸嘧啶核苷、腺嘌呤、次黄嘌呤和2-氨基嘌呤，其中2′-脱氧尿苷为犁头尖属中首次发现，2′-脱氧胸苷、2-氨基嘌呤和鸟嘌呤核苷为首次从禹白附中分离得到。禹白附所含氮杂环类化合物通常具有多个氮杂原子，且多以氮苷的形式存在。

1.6 脑苷类化合物

陈雪松[11］采用柱层析和高效液相等分离技术，辅以红外光谱技术及核磁共振波谱技术从禹白附醇提取物中分离鉴定了脑苷类化合物10个，包括白附子脑苷A、白附子脑苷B、白附子脑苷C、白附子脑苷D、大豆脑苷Ⅰ和大豆脑苷Ⅱ等。Jin Y等[3］采用柱色谱等分离技术，从禹白附生品中分离鉴定出脑苷类化合物13个，如龙眼脑苷Ⅰ、龙眼脑苷Ⅱ、白附子脑苷A、白附子脑苷C、大豆脑苷Ⅰ和大豆脑苷Ⅱ等。从结构特点来看，禹白附中分离所得的脑苷类化合物均为葡萄糖苷类化合物，尚未见半乳糖苷类脑苷脂。现代医学研究表明，脑苷类化合物在细胞骨架迁移、细胞增殖、血管发生、胚胎发育和信号转导等方面具有重要的调节功能，且大多具有较强的肿瘤抑制活性、免疫促进活性、神经保护活性、肝脏保护活性、抗老化及抗过敏作用[22-23］。该类化合物的发现为禹白附抗肿瘤、抗老化、护肤等药理活性研究提供了物质依据。

1.7 其他

禹白附化学成分复杂多样，还包括松柏苷、乙基松柏苷、松脂素、松脂素-4-O-β-D-葡萄糖苷、落叶松脂醇、新橄榄脂素、β-谷甾醇、β-胡萝卜苷、5-羟甲基糠醛、甘露醇、核糖醇、胆碱、三亚油酸甘油酯、二棕榈酸甘油酯、α-棕榈精、β-谷甾醇-3-O-棕榈酸酯、胡萝卜苷-6′-O-棕榈酸酯、芸苔甾醇苷、（22E，4R）-麦角甾-5α，8α-环二氧-6，22-二烯-3β-醇和蔗糖等[24-26］。

2 药理作用

禹白附在民间有着广泛的应用，药用历史悠久。现代药理研究表明，禹白附主要具有抗肿瘤、美白、抗粉刺、抗破伤风和镇静等作用[2］。随着科学技术的进步和研究的深入，禹白附新的药理作用也逐渐被挖掘出来。

2.1 抗肿瘤

禹白附可用于治疗多种恶性肿瘤，且相关体内研究均证实其对多种肿瘤细胞具有抑制作用[27］。目前，有关禹白附抗肿瘤药理作用研究的文献较多，而有关其抗肿瘤药效物质基础的研究文献较少。已经明确的药效基础物质为甾体类化合物、木脂素类化合物及多糖类化合物[28］。主要作用机制为诱导肿瘤细胞凋亡、抑制肿瘤血管生成、调节免疫、抑制侵袭和转移、破坏细胞骨架等[29］。

为了探讨禹白附醇提物与水提物抗肿瘤活性的差异，Gao SY等[30］以人乳腺癌MCF-7细胞株、人胃癌SGC-7901细胞株和人肝癌SMMC-7721细胞株等为药理模型，采用四唑盐比色法对细胞增殖率进行了考察。结果表明，禹白附醇提物对肿瘤细胞增殖的抑制率显著高于水提物（P＜0.05），这也解释了在应用禹白附治疗癌症时为何选取醇提物的原因。Zhao YL等[31］以小鼠Lewis肺癌细胞作为药理模型，采用四唑盐比色法、流式细胞术及蛋白质印迹法考察禹白附醇提物对上述肿瘤细胞增殖、凋亡的影响，同时对禹白附醇提物联合电离辐射法抗肿瘤的效果进行了研究。结果发现，禹白附醇提物对小鼠Lewis肺癌细胞的增殖有明显的抑制作用，且这种抑制作用具有时间依赖性和剂量依赖性；禹白附醇提物与电离辐射法联用能诱导肿瘤细胞凋亡，并增强后者促凋亡的效果，其作用机制可能为禹白附促进了p53编码基因的表达。Jiang T等[9］研究发现，采用水蒸气蒸馏法从禹白附中提取出来的挥发油对人乳腺癌T47D细胞增殖具有明显的抑制作用，且能诱导肿瘤细胞凋亡，其（100 g/L）作用24、48、72 h后，T47D细胞的凋亡率分别为7.15%、13.45%、13.79%，揭示禹白附的抗肿瘤机制与诱导细胞凋亡有关。

2.2 美白、抗粉刺

据《本草蒙鉴》记载，禹白附“治面上百病，可作面脂，捣碎成细粉，以酒拌和，用来敷面，能治粉刺和雀斑”。禹白附也是古代美容良方“玉容散”的主要成分之一。现代医学研究表明，禹白附可能通过抑制酪氨酸酶的活性来减少色素沉着和色斑形成，从而发挥美白的功效[32-34］。张艳秋等[35］发现，禹白附醇提液对兔耳粉刺具有缩小毛囊面积和皮脂腺直径、减轻表皮增厚和真皮炎症细胞浸润等作用，具有抗粉刺作用。

2.3 抗破伤风

禹白附可治疗瘰疬和破伤风等。治疗破伤风的方剂“玉真散”中即含有禹白附。赵即民等[36］采用禹白附水提液和醇提液治疗感染破伤风毒素的小鼠，其疗效接近于氯丙嗪；同时，两种提取物不仅能延长小鼠的存活时间，还能使部分小鼠痊愈。

2.4 抗中风

中风是一种发病率、致残率和病死率均很高的疾病，目前尚未找到十分理想的防治药物[37］。大电导钙激活钾通道（BKCa）广泛分布于人体组织内，参与多种生理过程，如血压调节、神经递质释放和脑血管循环等；一旦BKCa通道发生故障，将会导致高血压、癫痫和中风等疾病的发生[38-39］。据2015年版《中国药典》（一部）记载，禹白附可用于中风的治疗[2］。Chi S等[40］利用膜片钳技术发现禹白附醇提物可激活脑缺血模型小鼠和大鼠脑细胞中的BKCa通道，从而增加单通道开放率，对脑缺血引起的小鼠及大鼠脑损伤具有神经保护作用。进一步的研究表明，禹白附中的脑苷脂类化合物是其粗提物激活BKCa通道的主要贡献者，很可能为治疗脑部疾病的有效成分[3，41-42］。Zhou L等[43］利用膜片钳技术对5种禹白附脑苷脂类化合物激活BKCa通道的活性进行了比较，发现酰基链的增长可有助于提高化合物的活性，且长链中C8、C9处双键的构型为顺式时，活性更强。上述研究对神经保护类药物的设计与研发具有一定的指导意义。

2.5 祛痰

禹白附被中医列为止咳化痰药，在止咳化痰方面有着广泛的临床应用[2，44-45］。值得注意的是，中医在使用禹白附时多与其他药材配伍使用，很少单用。给小鼠灌胃禹白附生品的50%醇提物时，并未观测到明显的止咳或祛痰效果[46］。因此，禹白附止咳化痰作用的有效成分尚不明确，有待进一步研究。

2.6 抗炎、抗菌

中医用于治疗流行性乙型脑炎的偏方“安脑丸”，其主要成分之一就是禹白附[47］。禹白附在治疗关节炎、额窦炎、肩周炎等方面也有着良好的效果[48-49］。禹白附注射液对感染人型结核杆菌的豚鼠有一定治疗作用，且从病变百分率、各脏器病变及脏器中结核杆菌定量培养等观察结果来看，其疗效仅次于链霉素[50］。

2.7 镇静、止痛

禹白附水浸液具有明显的协同戊巴妥钠催眠的作用，能不同程度地延迟因中枢兴奋剂戊四唑及硝酸士的宁所致小鼠惊厥的出现时间和死亡时间，减少小鼠扭体反应次数[51］。禹白附与其他中药配伍用来治疗偏头痛，“能收‘一剂知，二剂已'之奇效”[52-53］。此外，禹白附还被广泛用于治疗三叉神经痛、足跟痛、眉棱骨疼痛、癌痛、顽固神经痛等病症[54-58］。

2.8 其他

据文献报道，禹白附还具有很强的体外抗氧化活性，可以作为一种新型天然抗氧剂[59］。禹白附提取物还具有抗艾滋病病毒[60］、免疫调节[61］等功效。随着医学、药学学科的不断发展，禹白附的临床应用也将被不断拓展。

3 结语

禹白附是我国传统中药，在民间有着悠久的用药历史。现代药理研究表明，禹白附的主要化学成分为挥发油类、有机酸类、含氮杂环类和脑苷类等，具有抗肿瘤、抗破伤风、抗中风、祛痰、抗炎和止痛等多种药理作用。值得一提的是，目前有关禹白附化学成分的研究工作主要由国内学者完成，鲜见国外的相关报道，这可能与禹白附的地理分布有关。此外，与其他常用的中药材相比，有关禹白附化学成分的研究还不够深入和全面，目前尚有较大的研究空间。

尽管在过去的几十年里，已有学者对禹白附进行了大量研究，但是仍有许多关键问题亟待解决:一是化学成分研究不够系统和深入；二是化学成分研究与药理作用研究之间的联系不够紧密，禹白附的关键药效物质尚不明确；三是禹白附发挥某种具体药效是由单个化学成分完成还是由多种成分协同完成尚不清楚；四是禹白附多与其他中药作为复方来使用，其临床效果虽然显著，但却难以证明禹白附在治疗过程中是否起到关键作用；五是对禹白附药理作用机制研究还不够深入，多数情况下仅关注其药效。因此，为了更好地开发利用禹白附资源，有必要继续对其化学成分、药理作用、作用机制进行深入研究，并注重将其化学成分研究和药理活性研究相结合，以阐明药效物质基础。