牛膝炮制品及其化学成分研究进展

张雪,郭东晓,焦阳,栾永福,薛菲,崔伟亮,杨纯国,林永强*,刘青芝

(1.山东省食品药品检验研究院,国家药品监督管理局胶类产品质量评价重点实验室,山东省中药标准创新与质量评价工程实验室,中药配方颗粒共性技术山东省工程研究中心,山东 济南 250101;2.山东中医药大学,山东 济南 250355;3.山东一方制药有限公司,山东 临沂 276000)

牛膝,又称怀牛膝,为苋科植物牛膝(AchyranthesbidentataBl.)的干燥根。主要分布于我国除东北以外的广大地区,如山东、河南、内蒙古等地。其中以河南产的怀牛膝质量最好,为道地药材,有些地区有大量栽培品种。牛膝是临床上常用的一味中药[1],其味苦、甘、酸,性平。《中国药典》2020年版(一部)收载牛膝、酒牛膝两种炮制规格,可以逐瘀通经,补肝肾,强筋骨,利尿通淋,引血下行[2]。用于经闭,痛经,腰膝酸痛,筋骨无力,淋证,水肿,头痛,眩晕,牙痛,口疮,吐血,衄血。本文对牛膝炮制历史沿革、炮制方法以及炮制前后化学成分变化进行总结归纳,以期为牛膝的开发和应用提供参考。

1 炮制历史沿革

牛膝始载于《神农本草经》中,历代对牛膝炮制极为重视。牛膝记载最早的炮制方法是在汉代《华氏中藏经》中“酒浸焙”式。到南北朝时《雷公炮炙论》中记有用黄精自然汁浸一宿,滤出细锉,烘干备用的方法。唐代时《备急千金要方》中新增取“汁”“拍碎用之”“切作细段”等。宋代时炮制方法较多,《太平圣惠方》中新增“烧为灰”,“去苗、微炙”,“去苗、烧灰”;《博济方》中有将牛膝熬膏使用的方法:将牛膝切作细段,酒浸三日后熬膏使用;《太平惠民和剂局方》中“用酒浸蒸过使”的制法等;《扁鹊心书》中有“酒洗”“盐水炒”的制法。元代《汤液本草》中“酒浸,另捣”。明代《普济方》中增加“拣去芦头并细梢,只取中间粗者,折作半寸入药和茶水浸”的方法。清代《类证治裁》中有“酒炒炭”的制法。以上见于历代文献记载的牛膝炮制品种[3-4]。

2 主要炮制方法

对中药材进行炮制主要是加强药物效用,减除毒性或副作用,便于贮藏和服用等。牛膝的传统炮制方法主要有酒炙、炒炙、盐炙等,现代牛膝的炮制方法基本沿袭了传统炮制方法。《中国药典》2020年版(一部)牛膝品种项下收载了牛膝、酒牛膝,我国不同省份对牛膝的炮制加工方法有所不同,主要涵盖了酒炙、炒炙、盐炙等炮制规格(见表1)。各地不同炮制规格的牛膝功效大同小异:牛膝、酒牛膝多用于血瘀腹痛,风寒湿痹;炒后增强活血通经和治疗腰膝酸痛的作用;盐制引药入肾,增强补肝肾,强筋骨的作用,并能引药下行;牛膝炭祛瘀止血,治龋齿。

表1 当前牛膝炮制品、炮制方法汇总

表1 (续)

3 牛膝化学成分

目前发现牛膝中的活性成分主要包括甾酮类、三萜皂苷类、多糖类以及其他类化合物[5],这些成分也是其主要药效物质基础。

3.1 甾酮类成分 甾酮类是牛膝根部的主要活性成分之一,其结构变化主要集中在C-17位上。牛膝中的甾酮类成分具有抗肿瘤、镇痛抗炎[6]等作用。已从牛膝中提取的甾酮类有旌结花甾酮A、旌结花甾酮C、旌结花甾酮D、podecdysone C、β-蜕皮甾酮、25R-牛膝甾酮、25S-牛膝甾酮[7-8]等。在此基础上,杨柳等[9]将牛膝进行水煎3次提取后,采用硅胶柱色谱、ODS反相柱色谱和制备型HPLC色谱等方法首次分离得到25,26-二去氢坡那甾酮A。赵会丽等[10]将乙醇提取的牛膝根采用Sephadex LH-20、ODS硅胶柱层析等多种方法,结果发现了13种化合物,其中首次发现了化合物palythoalone B。

3.2 皂苷类成分 皂苷类也是牛膝的另一活性成分,目前发现最多的是三萜皂苷类,发现其具有调节血压、扩张下肢血管、强心等作用[11]。王晓娟等[12]将来自陕西勉县的牛膝用乙醇提取后,采用硅胶低压柱分离,经化学、光谱、质谱鉴定后,发现两种新物质:牛膝皂苷Ⅰ和Ⅱ。后经不断探索,魏焕莉等[13]对牛膝根部进行提取、鉴别,首次获得牛膝皂苷C成分,并且首次从苋科植物中得到竹节参皂苷化合物。傅俊等[14]将牛膝饮片粉碎乙醇提取后,分离、鉴定出40种三萜皂苷类成分,大部分成分为齐墩果酸型三萜皂苷。

3.3 多糖类成分 多糖是牛膝的第三类活性成分。近几年研究表明,牛膝多糖具有抗HIV-1的作用[15]。陈晓明等[16]从中药牛膝中分离得到果聚糖,验证其结构由果糖、葡萄糖(8∶1)组成,并且发现糖链中同时含有1,2和2,6连接的果糖残基,为禾本科型果聚糖。用沸水提取进行柱层析后,得到了具有免疫活性的肽多糖ABAB,肽的含量约占24.7%,主要含有甘氨酸、谷氨酸、门冬氨酸和丝氨酸等氨基酸[17]。

3.4 其他成分 胡慧玲等[18]对牛膝干燥根进行提取、分离和鉴定,首次分离出5,5′-dibuthoxy-2,2′-bifuran、aridanin、9,12,13-三羟基-10,15-十八碳二烯酸等成分。此外,牛膝中还含有有机酸、生物碱、黄酮、环二肽等成分[19]。

目前对牛膝的研究主要集中在根部,而对其他部位的研究较根部少。冬海洋等[20]从牛膝叶提取物中共检测出亚油酸、牛膝甾酮A、人参皂苷Ro、紫苋甾酮A等38种化学成分。张磊等[21]从牛膝地上部分首次分离得到大豆皂苷Ⅰ、天师酸、zebirioside D、5,5′-二甲氧基-7-氧代落叶松脂醇等成分。董琴琴等[22]首次从牛膝种子中分离分出齐墩果酸-3-O-β-D-葡萄糖苷、N-反式-阿魏酰酪胺、麦角甾-7,22-二烯-3β,5α,6β-三醇、亚油酸甘油酯等。这些研究成果为以后对其他部位的研究奠定了基础。

4 炮制后化学成分

中药材经过炮制之后,有效成分的含量会发生变化,亦有可能产生新成分。姜海等[23]将牛膝生品进行盐炙后,选取了蜕皮甾酮、25R-牛膝甾酮、25S-牛膝甾酮和serfurosetrone A 4种成分做对照,发现与生品相比,甾酮类含量显著升高,serfurosetrone A含量显著降低,此外,还有新生成的化学成分,并且补肝肾、强筋骨的疗效增强,但是对于其他成分,需要进一步研究。

屠万倩等[24]对牛膝炮制品牛膝段和酒牛膝中的化学成分进行测定,发现炮制后,牛膝段中25R-牛膝甾酮、β-蜕皮甾酮、25S-牛膝甾酮、人参皂苷Ro和竹节参皂苷IVa的含量有所下降;酒牛膝中25R-牛膝甾酮、β-蜕皮甾酮、25S-牛膝甾酮、竹节参皂苷IVa和人参皂苷Ro的含量则增加。Yang等[25]在此研究基础上进一步发现盐制品五种成分的浓度较生品和酒制品高。

孟佳敏等[26]把牛膝盐制品、酒制品与生品中的挥发性成分进行提取、鉴定后,发现与生品相比,盐制品中挥发性成分有己醛、萜品烯、乙酸等,减少了17种化合物、新增了10种;酒制品中挥发性成分有乙酸、2,3-丁二醇、2,6-二甲基吡嗪等,减少了17种、新增了9种。

陶益等[27]对生牛膝、酒牛膝、盐牛膝的主要化学成分进行比较,发现牛膝经酒炙和盐炙后其皂苷类、甾酮类成分没有发生变化,均含有苄基葡萄糖苷、苄基葡萄糖苷异构体、牛膝甾酮A、水龙骨素B、β-蜕皮甾酮、人参皂苷Ro、牛膝甾酮、姜状三七苷R1、牛膝皂苷Ⅰ和竹节参皂苷Ⅳ等,但是它们的含量有所改变:酒制品中苄基葡萄糖苷、苄基葡萄糖苷异构体、水龙骨素B等含量明显升高,牛膝皂苷Ⅰ、竹节参皂苷Ⅳ含量降低;盐制品中苄基葡萄糖苷、苄基葡萄糖苷异构体、牛膝甾酮A等含量升高,人参皂苷Ro、姜状三七苷R1等含量显著下降。炮制后,三萜皂苷成分的含量降低,酚苷类、甾体皂苷类成分的含量上升。

牛膝生品经酒制、盐制后,多糖、齐墩果酸等三萜类成分的含量较生品高[28-30]。此外,不仅牛膝酒制后对其化学成分有影响,不同种类不同浓度酒制品对牛膝饮片的化学成分也有影响。张振凌等[31]发现,用不同种类、不同浓度乙醇酒炮制的牛膝饮片,都含有蜕皮甾酮、齐墩果酸、甜菜碱,甜菜碱含量均降低,但高浓度乙醇的白酒炮炙的牛膝,蜕皮甾酮含量最高,白酒炙品齐墩果酸的含量最高。

5 讨论

牛膝中主要含有甾酮、皂苷、多糖、有机酸、生物碱、黄酮、环二肽等成分,具有抗肿瘤、抗骨质疏松、抗炎、抗生育、增强免疫、降低血糖含量、增强心肌收缩力等作用[32-35]。牛膝生品与酒制品和盐制品对比,发现酒制后药效与特殊毒性降低,盐制后药效有所增加。目前对牛膝的炮制大多停留在酒制与盐制上,其他炮制方法,如炭制对其化学成分、药效的影响研究较少,此外该植物是否还有更适合的炮制方法,均值得进一步深入探讨研究。