鹿药属植物化学成分及药理作用研究进展
2022-01-12高天慧梁卓菲张东东黄文丽张化为李玉泽
高天慧,樊 浩,梁卓菲,张东东,黄文丽,张化为,李玉泽
(陕西中医药大学药学院,陕西咸阳712046)
鹿药属(SmilacinaDesf.)为百合科多年生植物,其药用历史悠久。世界上鹿药属植物种类大约有25 种,分布于亚洲东部、俄罗斯西伯利亚和美洲。现已从该属植物中分离得到的化学成分有甾体、黄酮、蛋白质、氨基酸、无机元素、多糖与核苷等成分[1],民间多用于治疗偏正头痛、痨伤、月经不调、阳痿、跌打损伤、风湿疼痛、乳痈等病症[2]。其中鹿药首载于《千金·食治》,书中记载“主风血,去诸冷,浸酒服之”。现代药理研究表明,该属植物成分具有抗真菌、抗肿瘤和抗氧化作用。近年来,国内外学者对鹿药属植物的化学成分、药理活性等方面都有深层次的研究,但对于该属植物研究进展的综述相对空白,因此针对该属植物的研究现状进行综述,可为该属植物的后续研究提供参考。
1 国产鹿药属植物概况
1.1 资源分布
鹿药属作为药食两用植物,应用广泛。如根茎常作药用部位,茎叶可鲜用或晒干食用,鹿药植物捣烂外用可治疗乳痈,药材可与其他药浸泡酒中作药酒。关于鹿药种类及分布的记载,《中国植物志》中认为有14 种和2 变种,产自我国西北、西南、东北和华北,除新疆、内蒙古和宁夏外,几乎在全国各地皆有分布。有文献显示,鹿药属植物的进化方式包括频繁的染色体畸变与不同水平上的多倍化,而中国西南部是该属植物的分化中心[3]。鹿药属植物具体来源和分布见表1。
表1 鹿药属植物来源分布表Table 1 Source and distribution of the Smilacina
1.2 形态学差异
通过查阅文献,对比其形态学特征并总结不同种间的形态学差异,为该属植物的鉴别提供参考,见表2。
表2 各植物的形态学特征Table 2 Morphological characteristics of each plant
2 化学成分
鹿药属植物主要以干燥根和根茎入药,现已从该属植物中分离得到 47 个甾体类化合物[14-15],8 个黄酮类化合物[16],还有多种氨基酸[17-19]、多糖[36]和铝、钙、钡、镁、磷、钛等无机元素[18,21]。
2.1 甾体类化合物
甾体类化合物是鹿药属植物中主要化学成分,文中所述甾体类化合物包含甾体皂苷及苷元和植物甾醇,其中甾体皂苷结构母核类型多为螺甾烷醇型和呋甾烷醇型。其结构中C-3位多连有羟基或被糖取代的羟基,除C-9和季碳外,其他的位置亦可能有羟基取代;双键多在5、6 位和9、11 位,少数在25、27 位;糖种类多为D-葡萄糖(Glc)、鼠李糖(Rha)、D-半乳糖(Gal)、D-木糖(Xyl)和D-果糖(Fru),糖基多在C3-OH 上成苷,少数在C-1 上成苷。化合物结构详见表3和图1。
表3 鹿药属甾体类化合物Table 3 Steroids of Smilacina
续表
图1 甾体类成分结构式Fig. 1 Structural formula of steroids
2.2 黄酮类化合物
鹿药属植物中的黄酮类成分主要分为黄酮类,如木犀草素;黄酮醇类,如山奈酚、槲皮素;以及二氢黄酮醇类,如二氢槲皮素。
2.3 其它成分
孙玉敏等[18]对鹿药的干品进行了氨基酸测定,发现干品中氨基酸含量为26.42%,其中含有人体所需的17 种氨基酸,分别为亮氨酸(Leu)、谷氨酸(Glu)、苏氨酸(Thr)、撷氨酸(Val)、组氨酸(His)、精氨酸(Arg)、蛋氨酸(Met)、异亮氨酸(lle)、苯丙氨酸(Phe)、丝氨酸(Ser)、丙氨酸(Ala)、酪氨酸(Tyr)、甘氨酸(Gly)、赖氨酸(Lys)、天门冬氨酸(Asp)、脯氨酸(Pro)和肤氨酸(Cys)[19]。
刘祥义等[21]和张加研等[37]研究发现,管花鹿药的茎叶中含有丰富的人体必需微量元素,其中K 含量高,而Na 含量低,Mg、Ca、Fe、Zn、Mn 含量也较高,因此可知其具有良好的保健作用。
图2 黄酮类成分结构式Fig. 2 Structural formula of flavonoids
表4 鹿药属黄酮类化合物Table 4 Flavonoids of Smilacina.
崔誉文等[29]从鹿药中分离出1个酰胺(56)、1个酚(57)、1 个脂肪醇(58)、1 个脂肪酸(59)。杨顺丽等人[38]从甲醇提取物中首次分离得到3个核苷类成分胸腺嘧啶脱氧核苷(61),腺嘌呤核苷(62),2′-脱氧核苷(63)。
表5 其它成分Table 5 Other ingredients
3 药理活性
3.1 抗菌作用
Zhang 等[22]从高大鹿药中分离得到的 Atropuroside B(2)、Atropuroside D(6)与 Atropuroside F(10)对白色念珠菌、光滑念珠菌、克鲁赛念珠菌、新型隐球菌和烟曲霉均有一定的抑菌活性,薯蓣皂苷(4)仅对白色念珠菌和光滑念珠菌具有抑菌活性。
Liu 等[39]发现鹿药水提液显示出较为广泛的抗真菌谱,包括念珠菌属和新型隐球菌(MICs 范围从208 µg/ml 到 1 665 µg/ml),对多种真菌均有杀灭活性,对真菌菌丝生长亦有明显的抑制作用,其抗真菌机制可能与其对细胞形态和超微结构的影响有关。透射电镜结果显示,其水提液明显破坏了真菌的超微结构,包括细胞膜和细胞器膜,如细胞核和线粒体。
3.2 抗肿瘤作用
Zhang 等[22]还发现化合物 2、10 和 33 在人肿瘤细胞系(SK-MEL、KB、BT-549、SK-OV-3 和HepG2)的体外细胞毒性进行了评估,其结果均显示具有中度细胞毒性,实验数据显示这些甾体类化合物的抗真菌活性与它们对哺乳动物细胞的细胞毒性有关。
杨顺丽等[24]实验结果表明,皂苷 12-17 对 K562人肿瘤细胞系表现出显著细胞毒性,其中12、14和15的IC50值分别为1.09、2.93和0.47 µg/ml,证明这些甾体皂苷对K562人肿瘤细胞系的毒性与其结构相关。
乔凡等[26]通过MTT 比色分析,对化合物21、22、23、24、27 和 28 关于人胶质母细胞瘤 U87MG 细胞和人肝细胞肿瘤HepG2 细胞的细胞毒性进行评估,结果表明化合物24和27对U87MG细胞显示中等抑制作用,IC50值分别为15.5 µg/ml 和27.2 µg/ml;化合物21、22、23、24、27 和 28 对HepG2 细胞显示不同的抑制作用,IC50值范围为9.8 µg/ml~56.3 µg/ml。
赵淑杰等[28-29]通过实验发现化合物36 对乳腺肿瘤细胞MCF-7和肺腺肿瘤细胞SPC-A1增殖具有抑制作用,且抑制率随质量浓度增大,IC50值分别为14.87 µg/ml 和 7.67 µg/ml;化合物 34 对 Caco-2 和MCF-7增殖均有较强的抑制作用。
崔誉文等[30]研究化合物 37-42 对 SMMC-7712、Bel-7402、A549、H460 和 K562 人肿瘤细胞系的细胞毒活性,结果显示化合物37-42 对SMMC-7712 的IC50值为 7.2 ~11.2 µM,化合物 37-42 对 Bel-7402 的IC50值范围为 4.4 ~31.9 µM,化合物 38 和 40 对 A549的IC50值分别为14.4µM和12.3µM,化合物18-23对H460的IC50值为21.8 ~34.4 µM,化合物37、38、39、41和42对K562的IC50值为25.5µM、29.3µM、24.2µM、15.8µM和12.3µM。说明化合物37-42对人SMMC-7712、Bel-7402、A549、H460 和 K562 人肿瘤细胞系均显示出一定细胞毒性。
刘氏等[31]分别对人肝肿瘤细胞(SMMC-7221)和人结直肠腺肿瘤细胞(DLD-1)进行了体外细胞毒实验,结果显示化合物 42 对 SMMC-7221 和 DLD-1 具有抑制作用,IC50分别为 31.41±1.32 µM 和 26.18±1.45µM;化合物41和43对SMMC-7221和DLD-1细胞有较强的细胞毒作用,41对SMMC-7221和DLD-1细胞IC50值为1.19 µM 和1.66 µM,43 对SMMC-7221和DLD-1细胞IC50值为1.21µM和5.40µM。
3.3 抗氧化作用
赵淑杰等人[40-41]对鹿药中三种多糖(44-46)和5个黄酮化合物(48-52)清除自由基的能力进行研究。结果表明,它们对HO·和DPPH·有较强的清除能力,且纯化多糖的清除能力普遍高于粗多糖,说明纯化多糖具有较强的抗氧化能力;三种多糖的结构、单糖组成和抗氧化活性均相似,其生物活性不同主要是由于分子结构层面上的差异。而黄酮对自由基的清除作用随浓度增大而增强,并且作用强度明显好于维生素C,表6 主要反映这几种化合物与维生素C 相比抗氧化水平的高低,由此可见鹿药具有较好的抗氧化活性,有很好的保健作用。
表6 与Vc相比化合物的抗氧化能力Table 6 Antioxidant capacity of the compound compared with Vitamin C
3.4 毒性
鹿药食用不当会导致中毒[42],大约30~60 min中毒症状开始显现。轻度中毒的症状表现为:恶心、呕吐、四肢无力;中度中毒症状表现为:除上述症状外,还有视力模糊、腹痛、腹泻、出汗、周身乏力;重度中毒症状表现为:除上述症状,患者还伴有意识丧失、尿失禁、心律缓慢且不齐、血压下降。如中毒,需及时催吐洗胃,静脉滴注阿托品以解毒,若患者重度中毒出现休克症状,需静脉滴注升压药物多巴胺而后为患者补液。
4 总结
鹿药属植物具有良好的补益作用,鹿药[43-46]、管花鹿药[47]、高大鹿药均为常见的药食两用的药材[48]。随着现代人们生活水平的逐步提高,养生保健已经成了关注的热点,其中所含甾体类成分具有抗肿瘤和抗氧化活性,黄酮类化合物与氨基酸也有很好的保健作用和护肤效果,因此更具有深度开发和利用价值。然而目前对鹿药属中的长柱鹿药[49]、金佛山鹿药、抱茎鹿药、三叶鹿药、窄瓣鹿药或是合瓣鹿药等研究还较少,无论是其化学成分和生物活性的研究还是在中成药方面的应用,都具有很大的研究空间。
目前对鹿药属植物活性成分的作用机制和构效关系的研究较少,需要在活性成分作用的基础上进一步研究其结构与活性强弱的关系,阐明治疗靶点及生物活性的作用机制。对于抗肿瘤活性,可以尝试在其原结构的基础上进行结构修饰或改变其给药途径,以增加对肿瘤细胞的抑制率,从而提高药效。对于其抗氧化活性可以考虑能否与氨基酸的保湿作用进行联用,制作出具有抗氧化和保湿效果的面霜之类以扩大其药用范围。