苗药头花蓼研究进展*
2021-01-03张庆捷李月婷巩仔鹏王爱民
刘 慧 ,张庆捷 ,袁 丽 ,郑 林 ,李月婷 ,巩仔鹏 ,王爱民 ,黄 勇 △
(1. 贵州医科大学贵州省药物制剂重点实验室·药用植物功效与利用国家重点实验室,贵州 贵阳 550004;2. 贵州医科大学药学院,贵州 贵阳 550004; 3. 贵州拜特制药有限公司,贵州 贵阳 550008; 4. 贵州医科大学民族药与中药开发应用教育部工程研究中心,贵州 贵阳 550004)
头花蓼又名四季红、石莽草、水绣球,是蓼科植物头花蓼 Polygonum capitatum Buch. -Ham.ex D.Don 干燥全草或地上部分。其不仅是我国民间常用药材,也是贵州省特色的苗药资源之一,具有清热利湿、解毒止痛、利尿通淋等功效,对泌尿系统疾病有独特疗效,收载于2003 年版《贵州省中药材、民族药材质量标准》[1-2]。目前,我省以头花蓼为原料药开发并上市了热淋清颗粒、泌淋颗粒、四季草颗粒等单、复方制剂,并建立了上万亩的头花蓼《中药材生产质量管理规范》种植基地[3]。头花蓼为贵州省重点发展的“六大苗药”和重点培育的“七大中药产业链”品种之一[4]。但头花蓼基础研究较薄弱,特别是其药效物质基础尚未明确,导致产品工艺和质量控制水平均较低,难以保证头花蓼及其相关产品的质量和疗效[1],成为头花蓼产品升级换代和产业链做大做强的“瓶颈”。基于此,本研究中检索中国知网、维普等数据库,对头花蓼全草及地上部分的化学成分、药理学研究、质量评价和开发应用进行归纳总结,为深入开发和综合利用该资源提供理论依据。现报道如下。
1 化学成分
1.1 全草的主要化学成分
黄酮类[5-11]:包括山柰酚、槲皮素、槲皮苷、槲皮素-3- O- β- D-葡萄糖苷、槲皮素 -3- O-(4″- O-乙酰基)- α- L-鼠李糖苷、杨梅苷、槲皮素-3- O-(2″-没食子酰基)-鼠李糖苷、7- O-(6′-没食子酰基)- β- D-葡萄糖基-5-羟基色原酮,还包括木犀草素、芦丁、山柰酚、1- O- β- D-(6′- O-没食子酰基)-吡喃葡萄糖基-3-甲氧基-5-羟基苯、陆地棉苷、槲皮素-3- O-(2″- O-没食子酰基)- β-D-吡喃葡萄糖苷、槲皮素-3- O-(3″- O-没食子酰基)- β- D-吡喃葡萄糖苷、山柰酚-3- O- α-L-吡喃鼠李糖苷、槲皮素-3- O-(2″- O-没食子酰基)- α- L-吡喃鼠李糖苷、槲皮素-3- O-(3″-O-没食子酰基)- α- L-吡喃鼠李糖苷、5,7-二羟基色原酮、3-甲氧基槲皮素、山柰酚-3- O- β- D-吡喃葡萄糖苷、2″- O-没食子酰基槲皮苷、2″- O-没食子酰基陆地棉苷、槲皮素-3- O-(6″- O-反式阿魏酰基)- β- D-吡喃半乳糖苷等。
酚酸类[4,9-10]:包括没食子酸、原儿茶酸、没食子酸乙酯、原儿茶酸乙酯、对羟基苯甲酸、没食子酸甲酯、儿茶素、鞣花酸、短叶苏木酚、短叶苏木酚酸乙酯、红景天苷等。
木脂素类[6,8,11-13]:包括 schizandriside、(- )-isolariciresinol-2a- O- β - D-xylopyranoside、(- )-5′ -methoxyisolariciresinol-2a- O- β - D-xylopyranoside、nudiposide、五味子苷、异落叶松脂素、异飞蓟宾、2,3-dehydrosilychristin、(+)-isolariciresinol-3a- O- β-Dxylopyranoside,以及(+)异落叶松脂醇、(-)-南烛木树脂酚 -2a- O- [6- O-(4-羟基 -3,5-二甲氧基)-苯甲酰基]- β- D-葡萄糖苷、(-)-异落叶松脂素 -2a- O- β- D-木吡喃糖苷、(+)-5′-甲氧基异落叶松脂素-9- O- β- D-木吡喃糖苷、(-)-异落叶松脂素-3a- O- β- D-葡萄糖苷、lyoniside 等。
烷基糖苷类:杨阳等[14]在头花蓼全草正丁醇部位共分离鉴别了7 个烷基糖苷类化学成分,分别为1-O-丁基 - β- D-吡喃葡萄糖苷、1- O-丁基- α-D-呋喃葡萄糖苷、1- O-丁基- β- D-呋喃葡萄糖苷、2- O-丁基- β- D-吡喃果糖苷、3- O-丁基- β-D-吡喃果糖苷、2- O-丁基- α- D-呋喃果糖苷、2- O-丁基- β- D-呋喃果糖苷。
挥发性成分:高玉琼等[15]采用气相色谱质谱联用技术分离测定了头花蓼全草部分挥发性成分,共分离出88 个成分,确定了51 个,占总挥发油的73.1%,其中挥发油成分大于2%的为1-辛烯-3-醇、2-己烯醛、γ-古芸烯、2-庚烯醛、壬醛、长叶冰片、蓝桉醇。
有机酸、醇、酯类[9-10,16-17]:包括二十二烷酸 -2、亚油酸、龙胆酸、十六烷酸、二十二烷酸、香草酸、二十四烷酸、琥珀酸、二十三烷醇、植醇、24-亚甲基环阿尔廷醇、二十四烷基-1,3-二醇、二十五烷醇,十六烷酸-2,3-二羟基丙酯、阿魏酸二十二酯、阿魏酸二十四烷酯、(24 R)-cycloart-25-ene-3 β,24-diol、1- [(12 E,16 E)-12,16-二十碳二烯酰基]-2- [(E,E)-7,11-十八碳二烯酰基]-3-硬脂酰基甘油等。
三萜类[13]:包括齐墩果酸、熊果酸、乌苏酸。
鞣质类:马靖怡[18]在头花蓼乙醇提取物中分离出了鞣质成分FR429,其含量高于没食子酸和槲皮苷。杨蓓蓓等[19]在头花蓼乙醇提取物中分离出鞣质成分davidiin。
其他成分[10,16]:涉及酒渣碱、β -胡萝卜苷、大黄素、β-谷甾醇、1,5,7-三羟基- 3-甲基蒽醌等。
1.2 地上部分的化学成分
头花蓼地上部分富含黄酮类和酚酸类,还含有少部分有机酸、醇类化合物。王洪平等[20]发现,头花蓼地上部分富含黄酮类成分,包括山柰酚、5,7-二羟基色原酮、3-甲氧基槲皮素、槲皮苷、山柰酚 -3- O- α-L-吡喃鼠李糖苷、山柰酚-3- O- β- D-吡喃葡萄糖苷、2″- O-没食子酰基槲皮苷、槲皮素、2″- O-没食子酰基陆地棉苷、槲皮素-3- O-(6″- O-反式阿魏酰基)- β- D-吡喃半乳糖苷、杨梅苷;还含有大量酚酸类成分,主要为鞣花酸、原儿茶酸乙酯、短叶苏木酚、对羟基苯甲酸、没食子酸乙酯、没食子酸、短叶苏木酚酸乙酯;还有少量有机酸、醇化合物,如(12 E,16 E)-12,16- 二十碳二烯酰基]-2- [(E,E)-7,11- 十八碳二烯酰基]-3-硬脂酰基甘油、24-亚甲基环阿尔廷醇、植醇,以及 β-谷甾醇、β-胡萝卜苷、酒渣碱。张丽娟等[21]从头花蓼地上部分中分离得到的13 个化合物属黄酮类和酚酸类化合物,其中黄酮类成分包括5,7-二羟基色原酮、槲皮素、槲皮苷、陆地棉苷、槲皮素-3- O-(2″-没食子酰基)-鼠李糖苷、芦丁,酚酸类成分包括原儿茶酸乙酯、没食子酸乙酯、没食子酸、原儿茶酸、丁香酸、儿茶酚、3,5-二羟基- 4-甲氧基苯甲酸。于明[22]从头花蓼干燥带花地上部分的乙醇提取物中分离得到 5,7-二羟基色原酮 -7- O- β- D(6′- O-没食子酞基)-吡喃葡萄糖苷,槲皮素、山柰酚、槲皮苷、原儿茶酸、没食子酸、原儿茶酸乙酯、没食子酸乙酯、香草酸、1,5,7-三羟基-3-甲基蒽醌、β-谷甾醇、胡萝卜苷、5-羟甲基糠醛。
2 药理学研究
2.1 药物效应动力学
抗氧化:头花蓼提取物具有较好的抗氧化活性[8,11],且黄酮类、酚酸类是头花蓼的主要抗氧化活性成分[8]。刘志军等[10]研究发现,头花蓼水提物醇沉后分离得到的黄酮类及酚酸类有良好的清除·O2-,·OH,H2O2活性氧自由基的能力,且槲皮素清除O2-的作用最强,而槲皮苷和山柰酚清除H2O2的能力较强。龚金炎等[23]考察了醇沉法对头花蓼水提物抗氧化活性的影响,发现与头花蓼水提物、乙醇溶解物、乙醇沉淀物相比,乙醇溶解物对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基的清除能力较强,且醇沉后清除DPPH 自由基的能力明显增强,提示醇沉法能大幅提高头花蓼水提物的抗氧化能力。
抗炎:ZHANG 等[24]研究发现,头花蓼黄酮苷对胃炎模型小鼠损伤的胃黏膜有修复作用。LIAO 等[25]进行了头花蓼水提取物及醇提物对二甲苯致小鼠耳肿胀模型的影响试验,结果显示,药材中蛋白质和多糖组分对模型小鼠耳水肿抑制作用较弱,而水提物、70%醇提物和没食子酸及其类似物、黄酮、鞣质及三萜和类固醇组分都表现出不同程度的抑制作用,且黄酮、三萜和类固醇成分的抑制作用最强;给药量为0.6 g/kg 时,黄酮类成分对模型小鼠耳水肿的抑制率为86.15%,明显高于阳性对照(地塞米松 4.5 mg /kg)的 76.93%(P < 0.05)。
抗菌:头花蓼的黄酮类成分是头花蓼抗菌的有效成分,且没食子酸为抗菌的主要成分。刘瑜新等[26]发现,头花蓼不同提取物对各多重耐药金黄色葡萄球菌有不同程度的抑制作用,且60%醇提物的抑菌圈大于水提物,也大于阳性对照药没食子酸;上述2 种提取物对耐药菌株的最低抑菌浓度(MIC)为 0.78 ~3.12 mg /mL,半数抑菌浓度(IC50)为 0.46 ~1.81 mg/mL,均低于没食子酸;60%醇提物最低杀菌浓度(MBC)为 1.56 ~6.25 mg/mL,低于水提物和没食子酸,提示头花蓼醇提取物中还存在其他抗菌活性成分。张丽艳等[27]的研究发现,头花蓼提取物的35%甲醇洗脱物具有较强的抗淋菌作用,主要成分为水解鞣质(三没食子酰基葡萄糖),推测其可能为头花蓼抗淋球菌的物质基础。LIAO 等[25]在头花蓼提取物及其组分的抗菌试验中发现,头花蓼中鞣质和黄酮类成分对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、淋球菌、肺炎克雷伯菌和奇异变形杆菌有抑制和杀灭作用,提示鞣质和黄酮类成分可能是影响头花蓼抑菌和杀菌性能的主要组分。
降糖:叶全知等[13]研究发现,(+)异落叶松脂醇、(-)-南烛木树脂酚 -2a- O- [6- O-(4-羟基 -3,5-二甲氧基)-苯甲酰基]- β- D-葡萄糖苷、(+)-5′-甲氧基异落叶松脂素-9- O- β- D-木吡喃糖苷有较好的体外 α-淀粉酶抑制活性,且(-)-南烛木树脂酚 -2a- O- [6- O-(4-羟基 -3,5-二甲氧基)-苯甲酰基]- β- D-葡萄糖苷对 α-淀粉酶有显著抑制作用。童南森等[28]的研究结果显示,头花蓼提取物能显著促进人源肝癌HepG2 细胞对上清液中葡萄糖的吸收,且可显著上调过氧化物酶体增殖物激活受体-α(PPAR- α)、葡萄糖转运蛋白 4(GLUT4)表达,并推测高剂量下头花蓼提取物与 α-葡萄糖苷酶形成的竞争抑制效应可能是其发挥降血糖作用的途径之一。刘伯宇等[29]研究发现,头花蓼可显著改善2 型糖尿病肥胖模型小鼠的体质量、血糖水平和耐糖量,并可减少模型小鼠血清中的胰岛素含量,提示头花蓼可改善胰岛素抵抗状态。
解热镇痛:任光友等[30]的研究结果显示,头花蓼水提物(0.45 g/kg)不能降低正常家兔的体温,但能明显降低静脉注射伤寒、副伤寒杆菌所致发热模型家兔的体温。刘明等[31]研究发现,头花蓼水提物和醇提物均有一定镇痛作用。
调血脂:王智谦[32]发现,头花蓼提取物中黄酮类化合物可改善高脂模型和动脉粥样硬化(AS)模型大鼠的血脂水平,并对模型大鼠的肝脏有一定保护作用;且能降低AS 模型大鼠的血脂及炎性因子水平,降低血液黏度、红细胞比容及血管活性因子水平;改善模型大鼠主动脉舒张功能;降低主动脉内中膜厚度,改善模型大鼠动脉粥样硬化病变程度;能降低模型大鼠主动脉中PI3K-p110,PI3K-p85,Akt,NF- κB-p65 水平,提示对 PI3K /Akt/NF-κB 信号通道有调节作用。
2.2 药物代谢动力学
LU 等[33]研究发现,头花蓼单方制剂热淋清颗粒和抗生素(磺胺甲唑、环丙沙星、甲氧苄啶)联用后,前者能显著影响磺胺甲唑和环丙沙星在模型大鼠体内的药物代谢动力学参数,显著降低后者的药时曲线下面积( AUC)、峰浓度( Cmax)及生物利用度,但不影响甲氧苄啶在SD 大鼠体内的生物利用度。提示头花蓼会影响环丙沙星和磺胺甲唑的疗效,临床联用时应注意调整用药剂量。
孙慧园等[34]探讨了头花蓼的没食子酸、原儿茶酸暴露于斑马鱼24 h 后对药液成分及斑马鱼体内的代谢产物的影响,发现没食子酸、原儿茶酸主要以甲基化、硫酸化反应为主;在斑马鱼体内外药液检测到没食子酸原形成分和2 个甲基硫酸化产物,以及原儿茶酸原形成分、2 个甲基硫酸化产物、2 个硫酸化产物,提示头花蓼有效组分中没食子酸、原儿茶酸经斑马鱼代谢后存在二相代谢产物。
唐丽等[35]采用大鼠离体外翻肠囊法结合超高效液相色谱(UPLC)联合串联质谱,研究了头花蓼提取物中没食子酸、原儿茶酸、槲皮苷、陆地棉苷、杨梅苷的肠吸收特征,结果显示,上述成分在肠道的吸收趋势为空肠/回肠>十二指肠>结肠,5 个成分在相同肠段的吸收差异较大,且相同成分在不同肠段和相同部位不同浓度的吸收液存在差异,说明小肠对上述成分呈选择性吸收,而不是简单的半透膜被动吸收。
HUANG 等[36]研究了头花蓼中没食子酸、原儿茶酸和槲皮素在正常大鼠和肾盂肾炎模型大鼠体内的药物代谢动力学差异,结果显示,与正常大鼠比较,肾盂肾炎模型大鼠体内的没食子酸、原儿茶酸和槲皮苷的 AUC和平均驻留时间(MRT0→t)均增大,清除率(CL)均减小,提示在肾盂肾炎模型大鼠体内药物代谢的速率和程度发生了改变。
郑林等[37]探讨了头花蓼中原儿茶酸、没食子酸和槲皮苷在肾盂肾炎模型大鼠与正常大鼠体内组织分布的差异,结果显示,正常大鼠和模型大鼠灌胃头花蓼提取物(10 g /kg)15 min 后,没食子酸在模型大鼠的肾、肝、肠、肺,原儿茶酸在模型大鼠的肾、肝、肺及槲皮苷在模型大鼠的肝、胃和肠的质量浓度均高于正常大鼠;灌胃360 min 后模型大鼠肠道中上述3 种成分的质量浓度均高于灌胃120 min 后。推测头花蓼提取物在体内有较高的暴露量,可维持一定的药物质量浓度;同时,该试验证实了在肾盂肾炎模型大鼠灌胃头花蓼提取物后,与正常大鼠相比,其组织分布存在显著差异。
ZHENG 等[ 38]采 用 Cocktail 法 ,通 过 对 大 鼠 注 射5 种探针药物(咖啡因、甲苯磺丁脲、奥美拉唑、氯唑沙宗和咪达唑仑),研究头花蓼提取物对细胞色素P450 酶亚型(CYP2C9,CYP3A4,CYP1A2,CYP2C19,CYP2E1)的影响,结果显示,头花蓼水提物可诱导CYP2C9 和CYP3A4,而对 CYP1A2,CYP2C19,CYP2E1 无影响。提示临床由CYP2C9 或CYP3A4 代谢的药物在与含头花蓼的制剂联用时可能需调整临床剂量。
3 质量评价
谢宇[39]建立了测定头花蓼生产质量管理规范(GAP)基地产药材及其单方制剂热淋清颗粒中没食子酸、槲皮素、槲皮苷含量的高效液相色谱(HPLC)法,并建立了HPLC 指纹图谱,结果显示,两者指纹图谱的全貌基本一致。刘跃等[40]建立了头花蓼药材中没食子酸、原儿茶酸、陆地棉苷、槲皮苷、儿茶素、槲皮素-3- O-(2″-没食子酰基)-鼠李糖苷及槲皮素的超高效液相色谱多反应监测串联质谱(UPLC-MRM-MS)检测方法。杨立勇等[41]建立了测定10 批不同产地头花蓼中槲皮苷含量的HPLC 法,结果显示,槲皮苷的含量为 0.119 1% ~0.347 5%。曹芳等[42]建立了测定头花蓼冻干粉中槲皮素和槲皮苷含量的HPLC 法。王祥培等[43]采用紫外分光光度法和HPLC 法分别鉴定了5 批不同种源头花蓼中总黄酮和没食子酸的含量,结果的差异较大,可能与生态环境及不同的采收时间等因素有关,提示应注意不同种源头花蓼对药材质量的影响。
4 开发应用
近年来,各制药企业能充分利用和开发头花蓼药用资源,以头花蓼为主要成分的多个制剂已相继问世[44],主要有热淋清颗粒(国药准字Z52020383),属头花蓼的单方制剂,主治湿热蕴结、小便黄赤、淋漓涩痛、尿路感染、肾盂肾炎;热淋清胶囊(国药准字Z52020319)有清热泻火、利水通淋功效,主利淋;热淋清片(国药准字Z20060225),为头花蓼的单方制剂,主治湿热蕴结、小便黄赤、淋漓涩痛、尿路感染、肾盂肾炎等症;泌淋颗粒(国药准字Z20025600),主治湿热蕴结所致淋症、小便不利、淋漓涩痛、尿路感染等症;四季草颗粒(国药准字Z20025594),有清热解毒、利尿通淋功效,主治温热蕴结所致排尿不畅、小便短赤及慢性前列腺炎、前列腺增生等症。
5 展望
头花蓼以全株或地上部分入药,是传统的苗族常用药之一,民间广泛用于治疗尿路感染、肾盂肾炎等症。目前,针对头花蓼的化学成分、药理作用研究和头花蓼及其制剂的质量控制研究相对较多,药物效应动力学方面的研究也在逐渐深入,临床研究显示其治疗泌尿系统感染有良好疗效。但其不良反应及毒性试验的研究较少,且多以粗提物进行,对具体的药效成分研究较少。因此,今后对头花蓼的研究应将化学成分与药理作用机制及临床应用紧密结合,寻找有效成分,明确药效物质基础,并加强基础研究,促进质量标准的建立和完善。此外,还应采用GAP 控制药材生产方式,从根本上保证用药的安全性。