承德道地药材黄芩的道地性形成机制研究

孔令娟 郭朋雨 梁 悦 陈洋洋 郭玲梦

（河北省承德医学院，河北 承德 067000）

中药材黄芩为唇形科多年生草本植物，以根入药，药性苦，寒。归肺、脾、大肠、小肠经。功效为清热燥湿，泻火解毒，止血安胎，可以用于治疗上呼吸道感染、感冒、肺热咳嗽等多种疾病，是多种中药配方里最常见的大宗药材之一。

根据中医理论，中药药性分为寒、热、温、凉四气，黄芩属寒性，《素问·至真要大论》提出：“寒者热之，热者寒之”，故黄芩在治疗实热证上具有很好的疗效。现代中医将古方经方制成中成药，更加便捷。黄芩配伍连翘、赤芍等制成岑连片，有清热解毒、止痛消肿作用。黄连为主，佐以黄柏、黄芩，制成黄连上清片，治疗牙龈肿痛、口舌生疮、大便秘结、小便短赤等症状。黄连、黄柏、黄芩、栀子一起制成清胃黄连丸，增加了清热泻火的功效并且着重清泄肺胃之火，可用于止咳化痰、消肿敛疮。黄芩与黄连、黄柏、黄芪、当归、生地、熟地一起制成当归六黄丸，治疗阴虚火旺的盗汗。中成药相比于西药毒副作用较小，对于某些疑难杂症或慢性病的治疗方面具有独特优势。

现代药理研究，从黄芩中提取出的黄芩苷和黄芩素具有较强的抑菌作用，影响花生四烯酸的代谢、对细胞因子的活性进行抑制，从而达到清热消炎的作用。黄芩素和黄芩苷可以抑制ATP合成酶、微生物被膜的形成及抑制某些蛋白的表达，从而达到对有害微生物的抑制，对病毒增殖的影响和对宿主细胞的防护可能是其达到抵御效果的原理。而不同地区的黄芩所具有的抑菌作用也有所不同。取不同地区黄芩研成粉末后在培养基中培育，数小时后观察培养基中的菌落发现，各地黄芩均对细菌产生抑制作用，而承德黄芩组白色念珠菌抑菌圈最为明显，抑菌效果更好。不同地域因素造就了黄芩，使其有了地域特色，成为有代表的道地标志。

1.承德自然因素对黄芩的影响

1.1 水土因素对黄芩的影响

黄芩成为承德的道地药材具有多种原因，而水土因素是极其重要的一点。在对承德市滦河流域与金沟屯和五道岭土壤进行研究时发现：滦河流域表层土壤Ge元素平均含量为1.336-1mg·kg，43.54%土壤样品Ge元素含量丰富；金沟屯和五道岭区表层土壤Ge元素平均含量分别为1.352-1mg·kg和1.268-1mg·kg。金沟屯和五道岭黄芩Ge元素BCF平均值分别为0.014和0.020。

Fe族元素与碱性沙质土是黄芩成为道地药材的一大重要因素。由于土壤含铁矿物对Ge元素具有吸附作用，土壤中Ge元素的含量一定程度上反映出土壤中的含铁矿物，在岩石风化过程中Ge元素含量逐渐增多，金沟屯区土壤风化程度较高，土壤相对成熟，因而Ge元素较多，随之土壤中含铁矿物也较为丰富。土壤中较为丰富的Ge元素为黄芩的生长提供了更多的Fe族元素。土壤中的矿物元素为黄芩的生长创造了良好的环境。同时在对不同土壤中无机元素与黄芩苷含量关系的测试中发现，黄芩苷量顺序依次为河北承德＞山西运城＞山东临沂＞甘肃定西。土壤中富含的无机元素亦是黄芩成为承德道地药材的优势所在。

1.2 气候因素对黄芩的影响

承德地处河北省东部，地势自东向南降低，造成气候具有较明显地域特点。春冬季节雨水较少，气温偏低，春季干旱少雨，夏季多阵雨，而秋季霜害十分严重。黄芩喜阳、喜温、耐严寒并且耐旱，适应承德地区的自然气候。同时承德山地较多，多为旱地，不具优势的山地也成为了培养黄芩的优势条件之一。利用GIS空间分析法对承德黄芩进行适应性评价，将承德市基础地理空间数据、承德市气候栅格图、承德区域数字化土壤图、承德市数字高程型等主要数据进行合并运算分析，筛选出适合黄芩种植的区域，自然环境条件对黄芩的种植没有限制，其生产品质也很优秀。作为承德野生黄芩的“热河黄芩”更是以其优异的品质备受人们喜爱。

2.人为因素对承德黄芩的影响

2.1 黄芩种子的培育

在对黄芩种子进行比较时，无论是发芽率、发芽势及其饱满程度，承德黄芩均具有绝对性的优势。在对承德不同地区的种子进行比较实验时，研究结果发现，在承德地区宽城县亮甲台乡北五沟村头道沟北山、隆化县韩麻营镇韩麻营村、丰宁县窟窿山乡高楼村、承德县上谷乡上谷村东小北沟、丰宁县南岗子乡大云雾沟村云雾山6个产地的黄芩种子均为优质种。在黄芩种植中应选取优质种子进行栽培，也是黄芩优质的保障。

2.2 黄芩的栽培种植

根据承德“八山一水一分田”的水土情况，种植黄芩时需要中性土壤，而承德的山地退耕还林地均可以作为种植土壤。在春季对土地进行平整，需深翻30cm以上，另外采用大垄高床技术，施加有机肥，增加土壤肥性。播种时选择饱满成熟的优质种子。若选择育苗栽培则需要提前种植，首选背风向阳的土地。育苗时，在播种后及时覆盖地膜进行保温，苗后需进行除草、追肥、间苗。培育的种苗达到5～7cm即可以移栽，移栽最好选在雨季。种植后的田间管理不可或缺，无论是间苗、补苗、除草、追肥、剪枝、杀虫，都是黄芩种植中非常重要的步骤。需要注意的是，黄芩耐旱怕涝，所以不可以采取大水漫灌，而是喷灌或滴灌，大雨过后也需要及时排水，避免烂根。

2.3 黄芩的炮制与贮藏

春秋季节是黄芩采挖的好时期，拣去杂质，洗净泥沙，捞出，放置蒸笼内隔水蒸至软化，不超过1小时，取出，趁热切半分厚横片，晒干或烘干。按照不同功效选择不同的炒法。如果主攻清热，那么就用黄酒进行炒制。一斤药材搭配2两酒，酒撒入药内，稍后放入锅中炒至黄色。如果主攻止血，选择炭炒，炒至微黑色。黄芩在贮存过程中要将黄芩封存保存，发现受潮或发霉，应及时通风、堆放或干燥。将黄芩放在密环境的清洁和整齐，因为在炎热的夏季容易受潮、变色和虫蛀。因此，在高温高湿季节封闭的仓库中，充满氮气或二氧化碳，可以防止霉变和害虫，对黄芩的颜色、气味和药用成分没有明显的影响。现如今市场上销售的黄芩药材及饮片中黄芩素转化量参差不齐，对黄芩饮片中黄芩素转化率进行测算发现，市场销售的黄芩饮片未依据药典中方法进行炮制，在实际生产过程中炮制技术仍需提高，建议使用沸水投料，降低酶的活性，减少水解，更大程度地保留黄芩苷，以此来提升黄芩饮片的品质。

2.4 承德黄芩的经营

承德市将集中力量发展中药材基地面积，努力创建中药材重点市场，将承德的中药材面向全国，力图使其成为承德的一项重要产业。2017-2018年连续两年黄芩种植面积居承德市第一，种植面积分别为26.20万亩和26.10万亩，种植面积比高达32.96%、29.43%。承德市为发展中药产业，积极建设种植基地和示范园区。2018年承德市新增中药材种子种苗繁育基地面积0.891万亩，总面积达到3.372万亩。其中围场、滦平、兴隆、隆化、丰宁5县良种繁育基地面积达到1000亩以上，涉及的中药材品种比较丰富。截止到2018年，承德市已创建42个中药材示范园区，其中滦平县已创建四个黄芩种植示范园区。宽县已创建四个，平泉市已创建2个，围场县、承德县、兴隆县各创建1个黄芩种植示范区。

3.遗传因素对承德黄芩的影响

不同种类的黄芩在形态上不尽相同，如茎有青有紫，花有紫色、白色、粉色，而且植株的高度等也存在差异。通过对黄芩的DNA进行比对，可将黄芩大致分为四类。不同种类的黄芩体内遗传物质不同，所反映出来的生理性状也不同，这也直接影响黄芩的产量。作为植物，光合作用的强弱是影响植物生长的关键因素。利用数学模型及光合作用测评仪器，对不同地区的黄芩种子进行光合作用测评，研究结果发现黄芩的光补偿点和光饱和点均有较大差异，河北省承德市丰宁县的光饱和点最高，光补偿点较低，对光的利用性较强，因而植株生长较为强盛。在利用色谱仪等仪器对黄芩的化学成分进行测定时，不同种之间有明显差异，其中河北承德丰宁种源汉黄芩素含量最高。而在进一步对不同种源中化学成分含量随年份变化的实验中发现，子二代黄芩中化学成分的含量在不同种类之间存在较大差异，证实遗传因素影响黄芩的生长与药性。

4.黄芩的历史渊源及文化价值

黄芩在作为中医药的使用中具有不可磨灭的历史作用，许多著名医书古籍中都有对黄芩的记录。黄芩最早出现于《神农本草经》中，被划分为上品，“主诸热黄疽，肠擗泄痢，逐水，下血闭，恶疮疽蚀火疡。”唐代《新修本草》记载:“叶细长，两叶相对，作丛生，亦有独茎者。”《本草乘雅半偈》中记载:“二月生苗，茎干粗如筋子，中空外方，叶色黄赤……花色紫，实色黑，根色黄。”也符合黄芩的形态。在《中华本草》中记载：“分布于东北、内蒙古、河北、山西、陕西、甘肃、山东、河南、四川、贵州、云南等地。”从中可以看出，黄芩不论南北，均有分布。《金世元中药材传统鉴别经验》中记载：“主产河北承德、北京、山西、内蒙古、河南、山东、甘肃。此外，东北三省、宁夏、陕西等省均有分布。其中山西产量最大，以河北质量佳，尤其承德产者质量优。”指出黄芩资源分布广，以山西栽培产量最大，河北承德所产质优，热河黄芩更是闻名。

5.黄芩的历史故事

明代李时珍在《本草纲目》中回忆说：他在26岁时突发感冒，咳嗽高热，仿佛有火把在炙烤皮肤，每日咳痰，导致夜晚不能安睡，饮食也成问题，身体每况愈下。李时珍的父亲李言闻是当时远近闻名的良医，在使用柴胡、荆芥、竹沥、麦冬之后病情并没有好转反而日渐严重。在家人都为李时珍命不久矣而悲痛欲绝时，李言闻在李东垣治肺病如火燎的论述中，发现烦躁引饮而盛者属气分之热，宜一味黄芩汤以泻肺气分之火。于是他用一两黄芩，二两水，煎成一钟，让李时珍服下。第二天，李时珍全身退热，咳嗽咳痰也痊愈。后人分析，李时珍当时可能是患大叶性肺炎，在中医中属于肺火实热，而黄芩属寒凉，可用于清热泻火，尤善于清肺火，这才将这位药学家挽救于危病之中。

6.对于黄芩的研究历程

我校老师对于黄芩进行了诸多研究。研究黄芩不同部位中的化学成分，对黄芩中的叶总黄酮进行了更加细致地研究。如叶总黄酮的抗炎机制、对记忆的影响及抗氧化作用机制、对缺氧的保护作用和多慢性肝损伤的保护机制等。黄芩中的叶总黄酮对于慢性肝损伤、抗氧化、缺氧保护等具有积极影响，并且在对抗肝癌方面也具有一定作用。但是黄芩苷、黄芩素等水溶性较差，而在就相关课题进行研究时发现，通过冷冻干燥法最大程度地获得黄芩苷酶酸盐，以黄芩苷镁盐的形式可以保留黄芩中对肝癌细胞的抑制作用，而且实验数据表明，黄芩苷镁盐在肠道中更容易吸收，极大地改善了黄芩素等物质不易溶于水的物理性质。在测定黄芩苷镁盐对肝癌细胞扩散的抑制作用的实验中，结果表明黄芩苷镁盐和黄芩苷都可以有效阻止肝癌细胞HepG2细胞的扩散，其中在12小时、24小时、36小时的测试结果中，黄芩苷镁盐与黄芩苷的效果存在明显不同，黄芩苷镁盐体现出了溶水性的优势，对肝癌HepG2细胞扩散的抑制作用更为明显。这一研究成果将会为黄芩苷镁盐的实际临床应用提供理论支撑。同时也对不同产地的黄芩进行分析，比较它们的肝损伤抗氧化、保护作用以及指纹图谱。指纹图谱具有特异性，可以利用其特异性来鉴别药材真伪并且可以根据指纹图谱中的特征来确保药材样品的质量较为稳定，因此研究黄芩的指纹图谱对其培育具有较强意义。

通过对承德黄芩道地性的各种因素的研究可以发现，多种因素造就了黄芩的道地性，黄芩的道地性也是其临床疗效突出的标志之一，并通过我们研究，为科学性的种植和发展黄芩提供一定的理论基础。