阔叶十大功劳的化学成分、药理作用及质量控制研究进展
2019-03-19李冰冰胡正平马奋刚曹国琼
洪 林, 蒲 兰, 李冰冰, 胡正平, 马奋刚, 曹国琼
(贵州中医药大学,贵州 贵阳 550025)
十大功劳属Mahonia植物,隶属于被子植物门小檗科(Berberidaceae),为常绿灌木或小乔木,约60种,分布于东亚、东南亚、北美、中美和南美西部,中国约有35种,主要分布于四川、云南、贵州和西藏东南部[1]。十大功劳是我国传统药用植物,亦是苗族习用药材之一,在《中国苗族药物彩色图集》《苗族医药学》等苗药著作中均有收载。2015年版《中国药典》收载药材功劳木来源于阔叶十大功劳[Mahoniabealei(Fort.)Carr.]和细叶十大功劳[Mahoniafortunei( Lindl. ) Fedde.]的干燥茎[2]。在中国十大功劳属药用植物中,阔叶十大功劳分布最广,达 12个省市自治区[3]。阔叶十大功劳别名土黄柏、土黄连、八角刺等,味苦,性寒,入肝、胃、大肠经,具有清热燥湿、泻火解毒的功效,用于湿热泻痢、黄疸尿赤、目赤肿痛、胃火牙痛和疮疖痈肿[2]。现代研究表明,阔叶十大功劳中所含化学成分主要为生物碱类、黄酮类及挥发油类等,药理活性主要为抗氧化、抗炎和抑菌等。近年来,阔叶十大功劳属植物的药用价值受到广泛关注,笔者对阔叶十大功劳的化学成分及药理活性等方面的研究进展进行综述,以期为阔叶十大功劳在医学领域的深入研究及其资源的合理利用提供依据。
1阔叶十大功劳化学成分的提取工艺及其含量
查阅文献发现,阔叶十大功劳主要与同属其他植物相似,该属植物主要含生物碱类、黄酮类、挥发油等。目前针对阔叶十大功能化学成分的研究并无系统开展,已有的研究主要集中在对其主要化学成分的提取及提取工艺优化方面。
1.1生物碱类
与同属植物比较研究发现,阔叶十大功劳主要含小檗碱、巴马汀、氧化小檗碱、尖刺碱、阿莫灵等生物碱类化化合物[4-5]。王乐[6]从阔叶十大功劳乙醇提取物中分离、纯化得到6个Mahonia bealei化合物,分别是berberine、massenspektrum、chilenine、8-oxy-berberine、palmatine、noroxyhydrastinine,其中massenspektrum、chilenine、noroxyhydrastinine是首次从该属植物中发现。邢俊波等[7]采用正交试验优化乙醇回流法提取功劳木中盐酸小檗碱的提取工艺,其最佳提取工艺为8倍量70%乙醇热回流提取3次,每次2 h。白婧文等[8]采用单因子试验和正交试验设计优化了超声波辅助提取功劳木中盐酸小檗碱的提取工艺,其最佳提取工艺为乙醇浓度80%,超声提取时间30 min,超声功率选择500 W,液料比为9,该条件下盐酸小檗碱得率为1.322%。宁娜等[9]采用响应面法,优选了酶法辅助超声提取功劳木中盐酸小檗碱的提取工艺,在酶解pH 3.5、酶用量10.6 mg/g、酶解温度51℃及酶解时间97 min条件下,小檗碱得率最高,为22.46 mg/g。蒲忠慧等[10]采用星点-响应面法,优选阔叶十大功劳叶中小檗碱的提取工艺,其最佳提取工艺为液料比13∶1,乙醇浓度54%,超声时间35 min,提取2次,该条件下,小檗碱的得率为0.683%。
1.2挥发油类
董雷等[11-12]用水蒸气蒸馏法从阔叶十大功劳茎、叶中提取挥发油,用气相色谱-质谱法对阔叶十大功劳茎、叶中挥发油成分进行分析,其中,茎中共检测出96个组分,鉴定了其中18个组分,占色谱总馏出面积的80%以上,分别为罗丁醇、[1-甲基-1-(5-甲基-5-乙烯基)四氢呋喃-2-基]乙醇、 [(2,2,3-三甲基)-3-环己烯-1-基]乙醛、沉香醇、樟脑、异龙脑、5-甲基-2-(1-甲基)乙基环己醇、 [1-甲基-1-(4-甲基-3-环己烯-1-基)]乙醇、丁二酸二(2-甲基)丙酯等;鉴定了叶中28个组分,分别为2-庚烯醛、(6-甲基)-6-己烯-2-酮、罗丁醇、桉油醇、2-甲烯基环庚醇、(E,E)-2,4-十二碳二烯醛、l,l-二乙氧基乙烷、沉香醇、樟脑、顺式-13-十八烯酮、异龙脑、(R)-4-甲基-1-(1-甲基)乙基-3环乙烯-1-醇、孟烯醇、异环柠檬醛、l-(2-吠喃基)己酮等。此外,李妍[13]在单因素试验的基础上,采用响应面法设计试验优化阔叶十大功劳叶挥发油的最佳提取工艺条件为超声温度50℃,超声时间40 min,料液比1∶20,该条件下,叶挥发油的提取率为2.45%。
1.3其他类成分
蒋琼凤等[14-15]采用索氏提取法、超声波法及微波法提取阔叶十大功劳中绿原酸并用紫外分光光度法测定了其中绿原酸的含量。刘立萍等[16]采用微波提取法提取阔叶十大功劳叶和花中的总黄酮,并对总黄酮含量进行测定,结果表明,叶与花中总黄酮含量分别为2.182%和8.155%。王绪英等[17]用不同提取方法提取阔叶十大功劳不同部位的总黄酮,结果表明超声波提取法优于索氏提取法,超声波提取根、茎、叶的黄酮含量分别为2.596%、2.881%、4.506%。
2阔叶十大功劳提取物的药理作用
2.1抗菌与抗炎
蔡嘉慧等[18]以阔叶十大功劳叶为原料,对其抗菌作用进行研究发现,其叶中绿原酸对产紫青霉和米曲霉抑菌效果显著,对枯草芽孢杆菌和酵母菌的抑菌效果不显著,对大肠杆菌无抑菌效果。曾祥英等[19]利用鸡胚试验技术研究了阔叶十大功劳根中生物碱成分在体外对流感病毒的抑制作用,0.25 mg/mL阔叶十大功劳根提取物对甲Ⅰ型流感病毒有较强的抑制作用。李燕婧等[20-21]采用小鼠耳廓肿胀法、醋酸扭体法、番泻叶致小鼠腹泻法和异硫氰酸萘酯所致肝损伤模型对阔叶十大功劳水提物、醇提物进行药效学评价,并比较了长柱十大功劳与阔叶十大功劳水提物、醇提物的药理作用差异,阔叶十大功劳水提物、醇提物都具有抗炎、镇痛、止泻及保肝退黄的作用,且长柱十大功劳与阔叶十大功劳水提物的药理作用相近。
2.2抗氧化
余庆皋等[22]证明了十大功劳能抑制邻苯三酚的自氧化速度,并能清除Fenton反应产生的羟自由基,且该能力在药物浓度为0.5~4 mg/mL内随浓度的升高而增强。张华峰等[23]研究了阔叶十大功劳多糖清除 ABTS·+和DPPH自由基的 EC50值分别为0. 168 9 g/L和0. 222 4 g/L。涂招秀等[24]对阔叶十大功劳叶提取物正己烷相、二氯甲烷相、乙酸乙酯相、正丁醇相和水相5个不同极性相态抗氧化作用进行研究表明,乙酸乙酯相提取物和正丁醇相提取物的抗氧化能力较强于其他萃取相。朱姮等[25]的研究表明,功劳木总生物碱、小檗碱、药根碱、巴马汀、非洲防己碱及千金藤宁碱对DPPH自由基清除的半抑制浓度(IC50)依次为0.07 mg/mL、0.32 mg/mL、0.24 mg/mL、0.20 mg/mL、0.18 mg/mL和0.59 mg/mL。
2.3其他作用
董雷等[26]的研究表明,阔叶十大功劳提取物是生物碱类具有逆转白血病细胞株K562/ADM对阿霉素(ADM)的耐药活性。王乐[6]的研究表明,阔叶十大功劳总提取物、生物碱具有良好的HMG-Co A还原酶抑制活性。
3阔叶十大功劳中药材的质量控制
传统中药材质量检测主要通过性状鉴别和显微鉴别进行,随着理化鉴别、分子鉴别等新方法的引入,中药质量检测取得了很大进步,从外观鉴定到一个成分作为指标再到多种成分作为指标进行中药质量的全面控制。
3.1性状鉴别
王硕雄[27]分别对阔叶十大功劳横切显微鉴别和安徽产阔叶十大功劳粉末显微特征作了详细介绍。何开家等[28]比较了长柱十大功劳与阔叶十大功劳茎和叶的性状和显微特征,结果表明,阔叶十大功劳茎外皮硬度、叶质地、叶缘刺状锯齿数、海绵细胞的形状、草酸钙方晶存在数量及部位、茎韧皮纤维细胞的形状、石细胞数量等存在区别。
3.2成分检测
周先强等[29]建立了阔叶十大功劳中小檗碱含量测定的高效液相色谱法,结果表明,所建立的测定方法简便、快速,结果准确可靠。赵丹等[30]建立了阔叶十大功劳叶药材中盐酸小檗碱、盐酸巴马汀、盐酸药根碱含量测定的高效液相色谱法,并对不同产地阔叶十大功劳叶药材进行测定与比较,结果表明,产地为安徽和云南的生物碱含量较高。刘静等[31]建立阔叶十大功劳和细叶十大功劳的生物碱成分和非生物碱成分指纹图谱,确定了17个共有峰,指认出其中6个峰,测定了药根碱、巴马亭和小檗碱的含量。杨昌贵等[32-33]采用TLC对功劳木、叶样品进行定性鉴别,测定药材样品水分、灰分、醇浸出物;采用HPLC测定药材样品中盐酸小檗碱的含量以应用于十大功劳的质量检测。
3.3分子鉴别
DNA条形码(DNA barcoding)是利用标准的DNA片段对物种进行鉴定的技术,它与传统的鉴定方法相比,更具特异性,非常适合区分药材、近缘种及其混伪品。近年来,该技术成为药材鉴定的新途径,其中ITS2序列已成功地应用于白芷[34]、当归[35]、川贝母[36]等与其混淆品的鉴定。夏叶等[37]基于GenBank核酸数据库ITS2序列对两种功劳叶药材及其近缘混伪品进行分子鉴定,结果表明,冬青属枸骨以及十大功劳属阔叶十大功劳和细叶十大功劳均能与其混伪品很好地区分开,阔叶十大功劳与混伪品种间最小K2P距离为0.005,平均 K2P 距离为0.238。罗小珍等[38]基于nrDNA ITS序列对广西6种十大功劳属植物亲缘关系分析,其亲缘关系都较近,阔叶十大功劳与小果十大功劳和十大功劳的亲缘关系最为密切。徐婧等[39]建立了阔叶十大功劳ISSR-PCR反应体系,可用于阔叶十大功劳的种质鉴定及遗传多样性分析。
4阔叶十大功劳中药材的临床应用
阔叶十大功劳根、茎、叶不同部位均可入药,以根、茎入药称为功劳木。临床上功劳木可单独使用,也可作为复方中药中的一味药。梁琰等[40]将功劳木外洗液联合喷氧防治乳腺癌放射性皮炎,可以更好地保护胸壁皮肤。作为复方中药,已广泛应用于临床,且临床制剂较多,2015版《中国药典》收载的含功劳木的制剂有5种,分别是功劳去火片、妇科千金片、妇科千金胶囊、肠胃适胶囊和痔疮片,此外还有许多制剂使用功劳木,如金鸡系列制剂[41]。十大功劳也是苗族常用药材之一,《雷山苗族医药》与《苗族医药学》中记载的十大功劳均为小檗科阔叶十大功劳,苗医认为其性冷、味苦,入热经,具有除热、排毒和退黄的功效,用于肺痨咳血和小便疼痛;在苗族验方中用于治疗小便疼痛和胸膜结核[42-43]。
5其他研究
5.1UV-B照射处理
章燕珍[44]采用UV-B照射处理阔叶十大功劳叶,与对照组相比,药根碱、非洲防己碱、巴马汀和小檗碱分别增加了919.6%、391.4%、192.4%和33.1%,并发现了UV-B诱导后异喹啉生物碱合成的6个关键酶基因也显著提高。宁伟等[45]比较UV-B诱导前后离体阔叶十大功劳叶中药根碱增幅达410.84%,巴马汀增幅达118.76%,小檗碱诱导后含量则显著降低。
5.2园艺应用
阔叶十大功劳除了用做药材,其植物还用于园林种植或被制作成盆景。抱峰[46]对阔叶十大功劳盆景的制作进行详细介绍。
5.3苗木繁殖
黄光霁等[47]采用组织培养法研究阔叶十大功劳叶柄愈伤组织快速繁技术,试管苗生根继代培养形成的试管苗生长旺盛,生根率为94.6%,生根数为7.2条,每代的繁殖系数为2.8。陆茂华[48]以半木质化的阔叶十大功劳枝条为插穗,研究不同生根剂吲哚丁酸、萘乙酸对插穗生根的促进作用,结果表明,在吲哚丁酸为200 mg/L时,对插穗生根的促进作用最为显著。谭海文[49]研究了湿度、温度、光照、pH、营养对阔叶十大功劳炭疽病菌生长、产孢和孢子萌发的影响,结果表明,病原菌菌丝在10~40℃均可生长,产生分生孢子的温度为10~32℃,分生孢子萌发的最适温度为28℃,在pH 3~10时该菌均能生长,最适pH值为6。
6结语
阔叶十大功劳作为传统中药和苗族民间常用药材,历史悠久,且毒副作用小,安全性高,具有抗病毒、抗菌及抗氧化等作用。目前针对阔叶十大功劳化学成分研究主要集中在生物碱的提取和药理作用等方面,对其药效物质基础、药理作用机制及复方制剂的质量标准等研究内容相对较少,因此深入系统地开展阔叶十大功劳的体内外药效物质基础、药理作用机制、复方制剂质量标准、指纹图谱及现代制剂工艺等应用基础研究,为该药的开发应用奠定基础具有重要的科学意义和应用前景。另一方面阔叶十大功劳资源虽然丰富,但随着资源的开发利用,野生资源日益减少,在充分利用野生资源的同时,也应对阔叶十大功劳植株的生长繁殖进行深入研究,为该类植物的可持续利用提供理论基础。