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麻黄的研究进展

2023-05-07 来源:客趣旅游网
世界中医药2016年9月第l1卷第9期 ・l9l7・ % 女嚣 ;薯 淄≤ 燕 豁 ・ 囊猫誊 麻黄的研究进展 张梦婷 张嘉丽。。 任阳阳 王 俊 樊佳佳 张晓存 刘 霞 (1武汉理工大学化工与生命科学学院,武汉,430070;2中国中医科学院中药研究所,北京,100700) 摘要关于麻黄化学成分、药理作用及麻黄药材的鉴定方法3个方面的研究进展进行了分类综述。总结了目前为止所发 现的麻黄化学成分,介绍了近年来发现的保护继发性脊髓损伤、刺激外周血淋巴细胞和降血脂等作用,为麻黄的进一步研 究提供了参考 总结了麻黄的鉴别方法,尤其应用ITS2条形码可以快速、准确鉴定麻黄,为其用药安全有效提供依据,同 时,显示出DNA条形码技术广阔的发展前景.. 关键词麻黄;化学成分;药理作用;鉴定方法;研究进展 Research Progress in Ephedrae Herba Zhang Mengting‘Zhang Jiali‘一,Ren Yangyang ,,Wang Jun 一,Fan Jiajia ,Zhang Xiaoehun。,Liu Xia‘・ (1 School ofChemical Engineering,Wuhan Universit)ofTechnology,Wuhan 430070,China;2 Institute of Chinese Materia Mediea,China Academy ofChinese Medical Sciences,Beijing 100700,China) Abstract The article reviewed the research progress on chemical compositionpharmacological action and identiifcation of the ,Ephedrae Herba.By summing up aU tl1e chemical composition and introducing the function that protects the secondary spinal cord injury,and stimulates the peripheral blood lymphocytes,falling hematic fat etc,references for the further study of Ephedrae Herba were provided.Methods for the identiifcation of Ephedrae Herba were summarized,especially ITS2 barcode which was fast and ac— curate,providing basis for safe and effective use.In addition,it shows that the DNA barcode technology has a broad development prospect. Key Words Ephedrae Herba;Chemical composition;Pharmacological actions;Identiifcation method;Research progress 中图分类号:R285.5 文献标识码:A doi:10.3969/j.issn.I673—7202.2016.09.071 在2015年版《中华人民共和国药典》中,收载的 中麻黄Ephedra intermedia Schrenk et C.A.Mey.或 “其色黄,其味麻,故名。”后逐步趋向统一,被称为 方法进行分类综述。 l 化学成分 1.1 生物碱麻黄的化学成分十分复杂,主含生物 麻黄药材是麻黄属植物草麻黄Ephedra sinica Stapf、 麻黄 。我们就麻黄的化学成分、药理作用及鉴别 木贼麻黄Ephedra equisetina Bge.的干燥草质茎 。 麻黄在中医临床上的应用已有超过两千年的历史, 始载于《神农本草经》并列为中品,具有宣肺平喘、 碱,有着三对互为立体异构的苯丙胺类生物碱,草麻 利水消肿的功效,用于风寒感冒、胸闷喘咳、支气管 黄、中麻黄和木贼麻黄中这6种生物碱含量有所不 哮喘等症,有着极高的药用价值。其在古代有多种 同 ,并且由Hong等 采用高效液相色谱法测定 别名:龙沙、狗骨、卑相等,直至《本草经考注》提到: 出总碱含量,如表l所示。 表l 3种麻黄植物中麻黄碱的含量(%) 麻黄嗯唑酮及其衍生物最先被分离出来之后, 2014ZX09304-307-00I-020) 科研工作者们 相继从麻黄中得到8个微量生物 基金项目:国家重大科技专项子课题“中药新药安全性检测技术与标准研究”——中药原料药混伪品分子基因鉴定技术与标准(编号 作者简介:张梦婷(1993.O3一),女,硕士研究生,研究方向:中药资源与分子鉴定、中药质量标准研究 通信作者:刘霞.女,博士,副教授,硕士研究生导师,研究方向:中药资源和中药分子鉴定、中药质量标准研究,E-mail:Irxl125@126.corn WORLD CHINESE MEDICINE September 2016,Vo1.1 l,No.9 碱:N.me【hylbenzlamine、2。3,5,6一四甲基吡嗪(tetra— methylpyrazine)、Cyclopropyl—d—amino acid、horde— nine、(+)一l一苯基-2一亚胺基一1・丙醇[(+)-1-phenyl一 2-imido.1.propano1]、O.苯甲酰一右旋伪麻黄碱[0一 benzoy1.d.(+).pseudoephedrine]、3,4一二甲基苯嗯 唑烷(3,4-dimethyl一5一phenyloxazolidine)和2,3,4一三 甲基苯嗯唑烷(2,3,4一trimethyl-5一phenyloxazoli— dine)。后来发现,麻黄草质茎中含有少量苄甲胺 (benzoglmethy1amine)和某种麻黄定碱,且这种麻黄 定碱的化学结构目前尚未确定。 近年来,5个喹啉类生物碱又相继从麻黄中被分 离出:4.羟基.7.甲氧基.2一喹啉羧酸(ephedralone) 、 4.羟基・6 j氧基一2一喹啉羧酸(6-methoxy—kynurenic acid)[8 3、4,6.二羟基.2.喹啉羧酸(6-hydroxykynurenic acid)、4-羟基-2一喹啉羧酸(kynurenic acid)和具有抑 菌活性的transtorine J。 1.2 挥发油 麻黄中挥发油类含量不高,约占 0.15%。其中,草麻黄挥发油成分中含量相对较高 的有1.仅一萜品烯醇(1. 一terpineo1) “ 、B.萜品烯 醇(B-terpineo1)、2,3,5,6一四甲基吡嗪(2,3,5,6一ter- tramethyl-pyrazine)、仪,仅,4・三甲基-3.-环己烯-甲醇 (0【,0【,2-trimethy1.3一cyclohexen.1一methano1)、对孟.2一 烯.7.醇(p-menth一2一en一7.o1)等成分。十六烷酸 (hexadecanoie acid)是中麻黄挥发油中主要成分,约 占总量12.8% “ 。从木贼麻黄挥发油中分离出了 1,4一桉叶素(1,4一cineole)、6,10,14一三甲基十五碳- 2一酮(6,10,14一trimethyl-2一pentadecanone)、3,7,1l, l5.四甲基.2一十六碳烯.1.醇(3,7,11,15-tetramethy1. 2一hexadeeen—l—o1)、十八碳酸甲酯(octadecanoic acid methylester)及有效成分2,3,5,6一四甲基吡嗪,另 外,与草麻黄、中麻黄不同的是:木贼麻黄挥发油中 不含萜品烯醇。 1.3黄酮 李姿娇等lI 通过采用红外分光光度法 测定出麻黄的总黄酮含量约0.29%。目前已报道 从草麻黄中分离出的黄酮类成分有草棉黄素(her. bacetin)、3-甲氧基草棉黄素(3一methoxyherbacetin)、 芹菜素(apigenin)、芹菜素一5・鼠李糖苷(apigenin-5. rhamnoside)、山柰酚(kaempfero1)、山柰酚鼠李糖苷 (kaempferol rhamnoside)、芦丁(rutin)、白天竺葵苷 (1eucopelargonidin)、白花色苷(1eucoantl1ocyanidin)、 白矢车菊素(1eucocyanidin)、槲皮素(quercetin)、小 麦黄素(tricin)、4 ,5,7-tnbydroxy一8一methoxy.lfavono1. 3-0一p-D—glucopyranoside等。而木贼麻黄则含有3. O・B—D一毗晡葡萄糖基.5,7,4・三羟基.8一甲氧基黄酮 (3一O-p—D—glucopyranosyl一5,7,4-trihydoxy一8一methoxy- lfavone)、白飞燕草苷元(1eucodelphinidin)… 。 除上之外,Nawwar等‘13-17]从麻黄中分离得到的 黄酮类成分还包含herbaeetin 7-0-(6”-quinyl-gluco- side)、芹菜素一7一葡萄糖苷(apigenin-7-glucoside)、二 氢槲皮素(dihydroquercetin)、槲皮素一3一葡萄糖苷 (quercetin一3一gheoside)、草棉黄索一8・甲醚一3一葡萄糖 苷(herbacetin 8-methylether一3-ghcoside)、儿茶素 [(+)一Catechin]、表儿茶素[(一)一epi—cateehin]、阿 夫儿茶精(afzeleehin)、表阿夫儿茶精[(-)一epi・afzeh— chin]、山柰素-3.葡萄糖-7.鼠李糖苷(kaempferol一3一 ghcoside-7.rhamnoside)、柚皮素(naringenin)、3一羟基 柚皮素(3一hydroxynaringenin)、牡荆素(vitexin)、木犀 草素(1uteolin)、芦丁(rutin)、橙皮苷(hesperidin)、 3 ,4 ,5,7.四羟基二氢黄酮(3 ,4 ,5,7・tetrahydroxy— lfavanone、di—C—glucosyhlavone、2”2” 一di—O—B—gluco— pyranosylvieenin II、草棉黄素.3一鼠李糖.8一葡萄糖苷 (herbacetin 3-rhamnoside一8一glucoside和草棉黄素一8一 甲醚一3一葡萄糖 一鼠李糖苷(herbacetin8一methylether- 3-glucoside-7一rbanmoside)。 1.4有机酸有机酸是指具有酸性的化合物,目前 报道¨ 。。从麻黄中得到l4种有机酸类成分,如下: 苯甲酸(benzoic acid)、对羟基苯甲酸(P—hydroxy— benzoic acid)、原儿茶酸(protocatechuic acid)、香草 酸(vanillic acid)、肉桂酸(cinnamic acid)、反式肉桂 酸(trans—cinnamic acid)、阿魏酸(ferulie acid)、异阿 魏酸(iso—ferulie acid)、2.羟基.5一甲氧基苯甲酸(2一 hydroxyl-5一methoxybenzoic acid)、对羟基苯乙酸(P— hydroxyphenyl—acefin acid)、咖啡酸(eaffeic acid)、喹 纳酸(quinaldic acid)、绿原酸(ehlorogenie acid)和5. (hydroxyl—isopropy1)一cyclohexene—carboxyHc acid等。 1.5氨基酸氨基酸在麻黄中含量低、种类不多, 目前已发现(2s,3S,4R)一(carboxycyclopr0py1)gly— cine、(2S,3S,4R)・2一(carboxycyclopropy1)glycine、 (2S,3S,4S)一(carboxycyclopropy1)glycine和cis一3,4- methanoproline等氨基酸。并且发现麻黄果实中氨 基酸种类相对较多,除必需氨基酸外,还含有较高含 量的半必需氨基酸和非必需氨基酸 。 1.6多糖和鞣质 Konno C等 从中国双穗麻黄 中分离出5种多糖成分,并测出相对分子质量,分别 是:麻黄聚糖A(1.2×10。)、B(1.5×10。)、C(9× l0 )、D(6.6×10 )和E(3.4×10 ),且均具有降低 血糖的活性。201 1年,kuang等 从Ephedra sinica 中分离得到一种超支化酸性多糖(ESP—B4)并确定 世界中医药2016年9月第ll卷第9期 ・l9l9・ 了组成单位,该多糖具有显著免疫抑制活性。 麻黄中的鞣质主要存在形式是缩合型鞣质。目 前已分离出儿茶酚鞣质等26种缩合型鞣质,还有麻 黄鞣质A和B以及可水解型鞣质。 1.7其他 目前Cottiglia F等¨ 从E.nebrodensis 中分离得到4种酚类成分:4一hydroxy一3.(3一methy1.2. buteny1)phenyl—B—D—glucopyranoside(nebrodenside A)、O—coumaric acid—p—D-allopyranoside(nebrodenside B)、O—coumaric acid glucoside和(.)一epicatechin。已 报道 从麻黄中还得到对氨基苯酚(p-aminophe. no1)。 除此此外,麻黄中含有d1.丁香树脂酚 和倍 半西班牙冷杉醇B等木脂素类成分,以及单萜糖苷 类成分:(±)一仪一松油醇.8.O—B.D.吡喃葡萄糖苷、香 叶基一 —D一吡喃葡萄糖苷,还有少量其他成分:二十 八烷醇、二十九烷醇、正三十烷醇、二十九烷、丁香树 脂醇 、豆甾醇一3.O—p—D.吡喃葡萄糖苷、 .谷甾醇、 胡萝I-苷、蜡质和辛酸乙酯等 ]。 2药理作用 2.1 发汗和平喘作用麻黄中挥发油有发汗作用, 有研究观察到:人在一般情况下使用麻黄碱不会诱 发出汗,但当人在温热环境中,使用50~60 mg麻黄 碱,半小时到两小时后出汗比未用麻黄碱者更快、更 多。目前已经发现,麻黄根的生物碱部分能抑制烟 碱和低热所引起的发汗症状。 麻黄碱是麻黄中平喘的有效成分,其通过以下 4个方面的作用达到平喘目的¨ :一是直接兴奋仅. 肾上腺素受体,使末梢血管收缩从而缓解支气管黏 膜肿胀;二是与支气管平滑肌上的8一肾上腺素受体 结合,使支气管平滑肌松弛;三是促进肾上腺素和去 甲肾上腺素释放,间接发挥拟肾上腺素的作用;四是 阻止过敏递质的释放。 2.2利尿作用D・伪麻黄碱被发现具有显著的利 尿作用 。有研究显示:麻醉犬静脉注射D一伪麻 黄碱后尿量有所增加,家兔静脉注射0.2—1.0 mg -kg D-伪麻黄碱,尿量也会增加,但当注射量高于 1.5 mg・kg 时,尿量反而减少。推测其利尿机制 是扩张肾血管从而增加了肾血流量,也可能是阻碍 了肾小管对钠离子的重吸收。 2.3抗过敏作用 高晔珩等 钊提到:麻黄水提取 物及乙醇提取物能抑制过敏递质释放,但无法抗组 胺等其他递质。溶血素实验中显示,麻黄1×10 g/mL水提取物及l×10~g/mL乙醇提取物能降低 溶血率至对照组的70%以下,这一结果表明麻黄有 抗补体作用。 2.4调节血压 2.4.1 升高血压 由于麻黄碱结构与肾上腺素的 化学结构类似,故具有拟肾上腺素的作用,能够兴奋 肾上腺素能神经而使心跳加快,研究表明,麻黄碱和 伪麻黄碱均有增加心输出量和升高血压的作用。 2.4.2 降低血压 研究者采用常规颈动脉插管术 记录动脉血压的方法,研究麻黄果多糖对家兔动脉 血压的影响机制,发现家兔血压明显降低,猜测其可 能是通过M受体来兴奋副交感神经从而起到降压 作用。 2.5兴奋中枢神经系统 目前研究证明麻黄碱能 够兴奋大脑皮质、皮质下中枢,中脑、延脑呼吸中枢 及血管运动中枢。实验显示麻黄碱本可以增加小鼠 的自发活动,而哌唑嗪可以拮抗其这种作用,从而推 断麻黄碱是通过激动中枢受体仅.来发挥中枢兴奋 作用。近年来研究表明 ¨,麻黄能够作用于与神经 疾病有关的基因,使该基因的表达发生变化,对治疗 帕金森症提供新思路。 2.6抗凝血邱丽颖等 推断麻黄果实中多糖通 过内外源凝血2个方面来影响血液的凝固,在进行 体外抗凝血的实验时,发现了麻黄果中多糖成分可 以使体外凝血的时间、凝血活酶的时间都比正常对 照组长(P<0.01)。 2.7抗氧化 张连茹等 采用热水提取法对麻黄 进行提取后,再经过一些处理得到了较纯的水溶性 多糖,然后采用邻苯二酚氧化法,发现其可以清除氧 自由基,具有抗氧化作用。后来,Okawa M等 提 取麻黄中黄酮类成分,证实其具有清除二苯代苦昧 酰肼自由基(DPPH)的作用,并且从构效关系来看, 活性成分中的羟基数目和羟基结构关系影响着该作 用。 2.8免疫抑制作用陈荣明等 ¨用70%乙醇提取 草麻黄,滤过后残渣再进行水提浓缩后,得到沉淀, 并且体外研究实验发现该沉淀能在一定程度上缓解 二硝基氯苯所致的小鼠耳廓肿胀、胸腺萎缩症状,调 整血液中T淋巴细胞亚群CD4/CD8的失调,证明麻 黄对小鼠细胞有免疫抑制作用。Saito等 发现麻 黄中非麻黄碱类物质可以抑制免疫球蛋白E的间 接组胺释放,也能够增加大鼠嗜碱细胞性白血病细 胞的cAMP的含量。2011年,Kuang等 最新实验 证明,麻黄多糖成分对细胞免疫有抑制作用,并证实 是通过抑制脾细胞的增殖达到这一作用,使得麻黄 在治疗自身免疫性疾病方面有据可依。 ・1920・ WORLD CHINESE MEDICINE September 2016,Vo1.1 1,No.9 2.9糖尿病相关活性 早前有报道称麻黄中多糖 类物质能够降低正常小鼠的血糖,也可以抑制由四 氧嘧啶引起的糖尿病小鼠血糖的升高。后来发现了 麻黄在脂肪细胞的脂质代谢方面体现出胰岛素样的 活性作用,且该活性在酸性条件下与胰岛素一样会 被抑制乃至消失,因此推测此活性可能与细胞膜上 的Na’一H 离子交换有关,并且确定了该胰岛素样 活性不是由麻黄碱引起的,同时推想可能是由一种 多糖引起的,这一猜想使麻黄在糖尿病的治疗方面 有一个新的起点。Xiu L M等 研究显示麻黄的提 取物和L-麻黄碱能够降低由链唑霉素诱导的高血 糖小鼠的血糖,并促进链唑霉素导致的萎缩胰岛的 再生,使其恢复分泌功能,推测起主要作用的是L一 麻黄碱。 2.10抗病毒和抗癌作用 Mantani N等 发现麻 黄属植物鞣酸成分中的(+)-儿茶素可以抑制MD— CK细胞中流感病毒A/PR/8/34的增长,它是通过 抑制该细胞细胞器如溶酶体、食物泡的酸化作用达 到这一效果的。 Takara K等 在验证天然药物是否能够增加 抗癌药物对人宫颈癌细胞作用的灵敏性时,发现麻 黄等9味药可以影响糖蛋白的运输,从而发挥增强 紫杉醇抗癌灵敏性的作用,而对于5一氟尿嘧啶无这 种作用。 2.11其他早期有研究显示,麻黄具有缓解由X 射线辐射引起的皮肤损伤症状、抑制慢性肾功能衰 竭、对抗急性血淤症形成的药理作用。Bae J T等研 究证明E.distachya提取物可以防皱、保持皮肤弹 性,因此有一定研究价值。Yamada等_3’ 对由GaIN 和LPS导致肝衰竭的老鼠进行药理实验时发现草 麻黄具有显著抑制肝衰竭的作用,其作用机制是抑 制TNF. 的产生和凋亡。 近年来,Attard等 引发现麻黄属植物中的羟吲 哚生物碱类成分能够刺激人体外周血淋巴细胞。周 云云等 以高脂血症模型小鼠为对象,观察麻黄非 生物碱类成分对脂质代谢的影响情况,发现其有一 定降血脂和保肝等作用。后来,李良满等 又发现 了草麻黄可以保护继发性脊髓损伤,作用机制是其 补体抑制成分能够阻止脊髓损伤组织中ICAM一1 mRNA的基因表达。 3鉴别方法 正因为麻黄有诸多功效,而其量有限,故市场上 假品掺杂现象严重;而且,不同品种产区麻黄药材的 药效也有差异;另外,近年来有报道麻黄碱药物导致 的不良反应,麻黄素的合成品多具有成瘾或毒性而 被禁用,海关检查严格。因此,对于麻黄药材的鉴别 尤为重要。 张文海等 总结了麻黄及其常见伪品的性状 鉴别。中国药典¨ 详细收载了麻黄药材的电子显 微鉴别和理化鉴别方法。张红星 利用薄层色谱 鉴别供试品中是否含有盐酸麻黄碱,从而确定麻黄 真伪。除了以上这些常规技术手段之外,主要介绍 近年来出现的2种新兴鉴别方法:FTIR快速分析鉴 别和ITS2条形码鉴别。 3.1 FTIR快速分析鉴别不同品种产地的麻黄化 学组成基本相似,但其化学成份含量会有差异,则药 性和药效也不尽相同,因此,药材品种产地的鉴别对 于药材市场的质量控制显得极为重要。 唐军等通过实验研究发现不同品种产地麻黄的 红外光谱存在一定差异,主要表现在特征区吸收峰 的强度和指纹区吸收峰的峰型。于是利用红外光谱 的指纹性,采用主成分聚类分析法对不同品种产地 麻黄的分化程度进行了分析,并用概率径向基人工 神经网络技术 对验证集12个麻黄样本的品种产 区进行了预测,预测识别率为83.33%,结果表明, 神经网络技术能较好地应用于麻黄药材的红外光谱 分类中,方便快捷,准确度高。同时,实验中得出的 麻黄品种产地的主成分变量为快速鉴别麻黄药材提 供了依据。 3.2 ITS2条形码鉴别 ITS2条形码适用于鉴别中 药材麻黄,应用ITS2条形码快速、准确地鉴定麻黄, 为其用药安全有效提供依据。 庞晓慧等提取麻黄及其同属密切相关种的 DNA,PCR扩增ITS2序列后进行测序,采用软件 Codoncode Aligner V3.0拼接剪切序列,进行质量控 制并BLAST比对分析。应用软件MEGA5.0计算种 内或种间kimura 2-parameter(K2P)遗传距离,同时 应用最近距离法、相似性搜索法进行鉴定分析,并构 建Neighbor-joining(NJ)系统聚类树直观反映鉴定结 果。结果表明,麻黄药材基原物种种内K2P遗传距 离分布于0—0.002,而基原物种与其他同属密切相 关种之间的K2P遗传距离分布于0.004—0.034之 间,ITS2序列能将麻黄药材与其他密切相关种鉴别 开来。 4结语 近年来,国内外关于麻黄化学成分的研究已经 很全面,麻黄中其他成分的药理作用也不断被报道, 尤其是多糖类成分被发现具有降m糖、抗氧化及影 世界中医药2016年9月第11卷第9期 ・192l・ 响脂质代谢等药理活性,因此加深麻黄中其他成分 ted from Ephedra pachyelada against intestinal bacteria[J】.Journal of the Korean Society for Applied Biological Chemistry,2009,52 药理作用的研究将解决麻黄资源的利用难题。另 外,有关麻黄的不良反应报道屡见不鲜,甚至导致心 脏病和中风的发作,因此快速、准确鉴定麻黄尤为重 要,DNA条形码技术在物种鉴定方面显示了广阔的 应用前景。 参考文献 [1]国家药典委员会.中华人民共和国药典(一部)[s].北京:中国 医药科技出版社,2015. 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