国产槲蕨属药用植物研究进展

杨 斌,陈功锡,蒋道松,刘作梅

(1.吉首大学 /植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室,湖南吉首 416000;2.湖南农业大学生物科学技术学院,湖南长沙 410128)

1 分类与分布

槲蕨属于槲蕨科 (Drynariaceae)槲蕨属[D rynaria(Bory)J.Sm.],该属植物有肉质、密被鳞片的根状茎;叶常二型,积聚叶短而基生,营养叶能育,羽状裂片深裂几达羽轴,叶脉明显隆起,有规则地多次连接成大小四方形的网眼;孢子囊群着生于叶脉交叉处,圆形,不具囊群盖;一般附生于树干或岩石上[1]。全属共 16种,我国 9种,即:槲蕨 [Drynaria fortunei(Kunze)J.Sm.]、团叶槲蕨 (Dynariabonii Christ)、石莲姜蕨 [Drynaria propinqua (Wall. ex Mett.)J.Sm.]、硬叶槲蕨 [Drynariarigidula(Sw.)Bedd.]、中华槲蕨 (Drynaria sinica Diels,又名秦岭槲蕨)、毛槲蕨 (Drynariamollis Bedd.)、栎叶槲蕨[Drynaria quercifolia(L.)J.Sm.]、川滇槲蕨 (Drynariadelavayi Christ)等。

槲蕨属属于亚洲热带至大洋洲热带分布[1]。根据已有资料[2],将其分布区绘制成图1(注:地图均引自国家测绘局网站 www.sbsm.gov.cn)。

图1 槲蕨属在中国的分布

从等种线 (图2)上可以看出,从云贵高原的西南部,一直到泰国、缅甸、老挝的掸邦高原是该属的分布多度中心。由于青藏高原的阻挡,其东侧的等种线密集,是该属植物进一步向高原扩散的障碍。

图2 槲蕨属在中国的等种线

2 化学成分

2.1 醇溶性成分

槲蕨属中研究最多的当数斛蕨,有研究表明其醇溶性成分主要为山柰酚 7-O-α-L-呋喃阿拉伯糖、紫云英苷、阿福豆苷、柚皮甙、北美圣草素、3-乙酰胺基 -4-羟基苯甲酸、5-乙氧基 -2-羟基苯甲酸乙酯、β-谷甾醇 (β-sitostero)(图3)以及石莲姜素 [(-)-epiafzelechin-3-O-β-D-allopyranoside]、(-)-表阿夫儿茶精 [(-)-epiafzelechin][3]等。

图3 槲蕨根茎某些醇溶性成分的分子结构

槲蕨的药用指标性成分为柚皮甙。通过对 13个不同产地的槲蕨的柚皮甙含量测定,结果表明由南向北有递减趋势,并且不同小生境中的槲蕨柚皮甙含量也有差别,依次为石壁 (0.71%)、树干(0.68%)、墙头 (0.31%)[4]。这表明槲蕨化学成分含量与地理分布具有一定关系。根据文中数据绘制成等柚皮甙含量线 (图4)。

图4 槲蕨的等柚皮甙含量线 (%)(虚线表示暂缺数据的地区)

在其他种中,石莲姜蕨含有与槲蕨相同的石莲姜素,此外还有 4-O-β-吡喃葡萄糖咖啡酸、β-谷甾醇 -3-β-D-吡喃葡萄糖苷 (beta-sitosterol-3-beta-D-glucopyranoside) 、胡萝卜素[5]。栎叶槲蕨除含有柚皮甙、β-谷甾醇、β-谷甾醇 -3-β-D-吡喃葡萄糖苷外,还含有无羁萜 (friedelin)、表无羁萜 (epifiedelinol)、β-香树脂醇 (β-amyrin)[6]。

通过对槲蕨、中华槲蕨、团叶槲蕨、栎叶槲蕨、光叶槲蕨、川滇槲蕨这 6种植物的总黄酮进行分析后发现,中华槲蕨的总黄酮含量为 4.78%,川滇槲蕨为 2.30%,槲蕨 1.44%,光叶槲蕨 1.00%,团叶槲蕨0.85%,栎叶槲蕨 0.38%。通过测定紫外光谱,它们的最大吸收都在 281 nm左右,为二氢黄酮类化合物的特征吸收。从 TLC分析结果来看,槲蕨含有大量柚皮甙,团叶槲蕨和栎叶槲蕨仅含少量,其余未检测出,而中华槲蕨的成分不同于槲蕨,还有待分离鉴定[7]。

2.2 脂溶性成分

槲蕨中已鉴定出的有里白烯 (diploptene)、何帕-21-烯 (hop-21-ene)、里白醇 (diplopterol)、羊齿 -9(11)-烯 (fern-9-(11)-ene)、环劳顿醇(cyclolaudenol)、环麻根醇 (cyclomargenol)、环劳顿酮 (cyclolaudenone)、三十二烷酸 (n-dotriaeontanic acid)、25-烯 -环阿尔廷醇 (25-en-cycloartenol)、25-烯 -环阿尔廷醇 (25-en-cycloartenone)、24-烯 -环阿尔廷醇 (24-en-cycloartenol)、24-烯 -环阿尔廷酮 (24-en-cycloartenone)、5-豆衡烯 -3-醇 (5-stigmasten-3-ol)、5-豆留烯 -3-酮 (5-stigmasten-3-one)[8]。石莲姜蕨中的脂溶性成分有 9(11)-羊齿烯 (Δ9(11)-fernene)、N-苯基 -2-萘胺 (N-phenyl-2-naphthylamine)、29-何伯烷醇乙酸酯 (hapan-29-ol-acetate)、21-去异丙基 -21-何伯烷酮 (21,29,30-trisnor-17αhapan-21-one)。

2.3 挥发油成分

槲蕨中该类成分最多,已鉴定出的成分有 29种(表1)。

3 药理作用及应用

槲蕨是中药“骨碎补”的主要来源。经考证,包括本属的中华槲蕨、团叶槲蕨、光叶槲蕨、川滇槲蕨、栎叶槲蕨,以及水龙骨科的崖姜蕨、光叶瘤蕨和骨碎补科的骨碎补、大叶骨碎补、圆盖阴石蕨、鳞轴小膜盖蕨等有时都作为骨碎补使用,本文仅讨论槲蕨属的骨碎补。

3.1 强筋骨

长期以来,斛蕨属植物作为“骨碎补”被广泛使用使用。动物试验发现,它确能改善软骨细胞功能、推迟细胞体退行性变、降低骨关节病变率;能明显促进鸡胚骨原基的钙磷沉降、提高培养组织中 ALP的活性和促进蛋白多糖的合成,而蛋白多糖的合成是促进钙化的重要因素[10];能对骨的发育生长有显著的促进作用,还能够显著抑制由醋酸可的松引起的骨丢失和由激素引起的骨质疏松[11-12];并对 TGF-β1mR-NA、BMP-2mRNA基因表达具有有益的调节作用,能促进间充质细胞向成骨细胞系及成软骨细胞系分化,并能增进其合成活性[13]。有试验证明促进骨损伤愈合的主要活性成分为柚皮甙,但是否是唯一有效成分,目前还不很清楚。

另有报道表明,在补肝肾的基础上,骨碎补能促进体外培养的人牙龈成纤维细胞在牙周病根面上附着和生长。

3.2 防止链霉素、卡那霉素的毒副作用

早在 20世纪 70年代就有骨碎补补肾活血性能防治链霉素耳毒性的报道。20世纪 80年代以后,一系列动物试验表明骨碎补有抑制链霉素耳毒性的作用[14],但不能控制停药后毒性耳聋的发展,并且对卡那霉素的耳毒性也有一定的预防作用。从肾脏的石蜡切片观察,卡那霉素对肾脏也有损害,而耳毒性与肾损害呈正相关,表明骨碎补的解毒机理可能是通过对肾脏的保护作用实现的[15]。

表1 槲蕨根茎的挥发油成分[9]

3.3 降血脂作用

通过家兔试验证明,骨碎补能够预防血脂升高、降低高血脂症、防止动脉粥样硬化斑块的形成。骨碎补也能够拮抗实验性高血脂症血管内皮损伤,促进肝、肾上腺内胆固醇代谢过程,从而使无粥样硬化区主动脉壁、肝脏、肾上腺中胆固醇含量明显下降。抗动脉硬化的活性成分之——骨碎补多糖酸盐,能保护肝及肾上腺的细胞器,抗细胞内高胆固醇的损伤,从而增强细胞功能,改变细胞内胆固醇代谢过程。另一种活性成分不饱和δ-甾体内脂可降低血清中甘油三酯含量,而对胆固醇含量无明显影响[16]。

3.4 强心、镇痛、镇静等

从骨碎补分离的双氢黄酮甙,能够使家兔心肌收缩力增强,心律规整。其强心作用直接作用于心肌而非交感神经系统,也能够增加小鼠耐缺氧能力,单独使用具有显著的镇痛、镇静作用。骨碎补还可用于治疗鸡眼、白癜风、秃斑、老年痴呆、美尼尔病、肾虚头痛、花斑癣、扁平疣、骨质增生等[17],但这一部分还没有系统的医学和药理学文献,一般以实际治愈病例说明,或以民间“偏方”、“妙用”的形式出现。另有一种已失传的疮科用药“占斯”,经考证就是唐代以后的骨碎补。该些功能的机理尚不清楚,对其进行深入研究有利于进一步认识骨碎补的药理作用。

4 其 他

用作骨碎补的原植物很多,其中槲蕨的干燥根茎是主要来源,入药应用的历史悠久,1995年版《中国药典》仅收载槲蕨一种。实际使用中存在混用、代用情况,来源共有 3科 6属 12种,但只有槲蕨、崖姜蕨、团叶槲蕨、栎叶槲蕨含有指标性成分柚皮甙[7]。已有文献对槲蕨及其混淆品的鉴别作出描述[18]。

骨碎补可生炙兼用,炮制对骨碎补中二氢黄酮甙的含量影响不大,但能明显提高溶出率[19]。对比砂烫法和清炒法炮制骨碎补,结果显示前者柚皮甙含量为 3.15%,后者为 1.66%,所以槲蕨的炮制以砂烫法为宜。

在槲蕨的发育方面,张晓燕等发现,在光照强度3 000 lx下槲蕨孢子叶发生明显的光抑制,叶绿素、类胡萝卜素的含量比 2 000 lx、1 000 lx下明显下降,同时 POD、MDA、SS升高,表明槲蕨是一种耐荫植物[20]。但从野外观察来看,槲蕨多生长在较光秃的树干或岩石上,小生境郁闭度较低,且附生的生态学意义就在于获得更多的光线,这些现象似乎说明槲蕨应是一种喜光植物。

关于槲蕨的人工繁殖,刘保东等发现:新鲜、成熟的孢子在 4℃下干燥保存,萌发力可保持 2a以上,可随时播种;先期水培催萌、后期土壤培养;最适环境条件是 25℃ ±2℃、每天日光 (2 000 lx±300 lx)光照 14 h、相对湿度大于 90%;发育节律为:5～7 d孢子萌发,14 d左右发育成原丝体,约 45 d原叶体始有成熟,2个月左右的受精率能达到 13%～15%,若人工辅助受精,受精率可提高至 75%,培养 3个月左右,可将幼抱苗分株复壮,复壮培养 3个月后方可定植[21]。吴艳芳等研究了影响槲蕨配子体发育的因素,结果表明:光照强度为 2 500～3 500 lx、温度为 25℃、pH值为 7.0～7.5时最适于槲蕨配子体的生长发育,激素 6-BA和 NAA浓度为 0.5 mg～1.0 mg/L时有利于槲蕨配子体的增殖和增长[22]。刘闻川等对外植体褐化的研究证实,1 000 lx是槲蕨组织培养较为适宜的光照条件,在此条件下,外植体的总酚的含量积累较少、PPO活性最小[23]。这些结果,不仅具有一定的理论价值,也可为生产实践提供参考。

5 结论与展望

槲蕨在我国主要分布在华中 -华东地区、华南地区、古热带区、部分喜马拉雅山脉、以及西北地区的东南部分,滇缅泰地区是分布的多度中心,向北逐渐减少。很多种的分布区延伸到日本、印度北部、中南半岛、马来西亚、甚至澳大利亚,属于亚洲热带至大洋洲热带分布。

长期以来,槲蕨作为“骨碎补”被广泛使用。在治疗秃斑、白癜风、鸡眼、老年痴呆症等方面,但还只停留在实际病例的治愈和民间偏方上。虽已有临床应用,但具体的作用机理和有效成分的研究相对缺乏。对这些分散于民间的偏方进行系统的研究,将有助于更深入地认识槲蕨的药用价值,也有利于将民间积累的知识从感性经验上升到学理层次,为中药的发展开拓更多的资源和线索。

槲蕨的成分复杂多样,已从中鉴定出了醇溶性、脂溶性、挥发油成分多达 60余种。这些成分的功能有的已有报道,但绝大多数并不清楚。弄清这些成分的功能,是进一步揭示其补肾、强筋骨、防止链霉素和卡那霉素的毒副作用、降血脂、强心、镇痛镇静等功效机制的重要任务。尤其是强筋骨、活血、续伤方面,已确认柚皮甙是有效成分,但还不能肯定是其唯一有效成分。

一直以来,植物地理学和植物化学是研究两个不同领域的学科,已经有学者试图将两者结合起来。尽管这方面的研究还处于萌芽状态,但也能从有限的数据中看出些许端倪,如槲蕨中柚皮甙的含量有由南向北逐渐递减的趋势,这就是一个信号。但现在关于植物化学地理的研究还是“线性的”,朝着“面”、甚至“立体化”拓展,即同时考察多种植物中的某种化学成分,或者考察某种植物中的多种成分,甚至考察多种植物中的多种成分,应是今后研究的重要方向。

作为一种应用历史悠久、疗效显著、药理研究比较透彻的药材,槲蕨的市场需求量是可观的。虽然已少量关于槲蕨人工栽培的文献,报道了种质保藏、栽培、分株、经济价值等各个方面,但对于野生资源评价以及保护方面还未见有系统的报道。在获取野生药材的同时保护野生资源,加强野生资源调查、种质资源收集,同时发展槲蕨的人工栽培和组织培养,是资源保护与持续利用的迫切之需。

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