山豆根的化学成分和药理活性研究进展

兰艳素,杨瑞云,李 远,管海波,楚利敏

(广西师范大学化学化工学院,广西桂林541004)

山豆根的化学成分和药理活性研究进展

兰艳素,杨瑞云,李 远,管海波,楚利敏

(广西师范大学化学化工学院,广西桂林541004)

综述了近几年来山豆根化学成分、提取工艺与含量测定、药理活性等方面的研究进展,为山豆根药物资源的进一步合理开发利用提供参考。

山豆根;化学成分;药理活性;研究进展

0 引 言

山豆根(SophoratonkinensisGapnep),为豆科槐属植物,主产于广西西南部至西北部,广东、云南和贵州也有少量分布。山豆根的药用功效始载于唐代《开宝本草》,近代临床常用于治疗咽喉炎、黄疸、以及心律失常等病症[1]。山豆根中含有丰富的生物碱、黄酮类成分。现代药理研究表明,山豆根总提取物具有抗病毒、抗炎和抗心率失常等多种活性[2],对其化学成分和药理活性的研究一直深受人们关注。为此,本文对山豆根的化学组成、主要成分的提取与含量测定及药理活性等方面的研究成果,尤其是近五年来的最新研究进展进行综述,以期为山豆根的全面研究和进一步开发利用提供参考。

1 化学成分

1.1 微量元素

孟君等[3]利用微波消解-氢化物发生-电感耦合等离子体发射光谱联用技术,测定山豆根中微量元素的含量,在最佳工作条件下,山豆根中所含的砷、锑、铋和锡的检出限分别为0.006、0.009、0.003和0.005μg·g-1。

1.2 活性成分

1.2.1 生物碱

生物碱是山豆根主要活性成分,也是其药效的物质基础。从山豆根中分离得到的生物碱有以下四种类型:苦参碱型、金雀花碱型、奥豆碱型(鹰爪豆碱型)和羽扇豆碱型,其中最常见的是羽扇豆(lupin)类生物碱,又称喹诺里西啶(quinolizidine)类生物碱。据不完全统计[4],该类生物碱分布较广,存在于豆科二十多个属的植物中。目前,已经发现的该类生物碱有160多种,约占己发现生物碱成分(近7000种)的2%。柴田承二[5]等从山豆根中分离得到苦参碱、氧化苦参碱、N-甲基金雀花碱、臭豆碱等。我国学者窦金辉等[6]从山豆根中分离得到槐胺碱、槐花醇、槐醇、氧化槐果碱、金雀花碱等。肖平等[7、8]先后从山豆根中分离得到5α-羟基槐果碱、9α-羟基苦参碱、(+)-14α-羟基苦参碱、(-)-14β-羟基苦参碱、(+)-5α,9α-二羟基苦参碱、(-)-槐果碱以及两个新生物碱类化合物(+)-14α-乙酰苦参碱和(-)-14β-乙酰苦参碱。随着分离工作的不断深入,陆续又从中分离得到13,14-去氢槐醇[5], (-)-14β-羟基氧化苦参碱[4]。

1.2.2 黄酮

山豆根中富含黄酮类化合物,主要为黄酮、二氢黄酮、异黄酮、查耳酮和紫檀素类化合物,以二氢黄酮类化合物最为丰富。取代基除了羟基、甲氧基以外,大部分化合物还具有异戊烯基(isop renyl)、熏衣草基(lavandulyl)、3-甲基-3-羟基-丁基以及5-羟基-2-异烯丙基-5-甲基-己基(5-hydroxy-2-isop ropenyl-5-methylhexyl group)等基团取代,有时这一类的取代基能和邻位的羟基环合形成六元吡喃环或五元呋喃环。日本学者[9-12]先后从山豆根中分离得到槐酮(sophoranone)、槐定(sopho radin)、槐多色烯(sophoradochromene)、4’,7-二羟基-6,8 -双(3-甲基-2-丁烯基)黄酮、6-[3-(2’,4’-二羟基苯)丙烯酰]-7-羟基-2,2-二甲基-8-(3-甲基-2 -丁烯基)二氢-苯吡喃、2-([2’-(1-羟基-1-甲乙基)-7’-(3-甲基-2-丁烯基)苯骈二氢吡喃-4-酮、2’,4’,7-三羟基-6,8-双(3-甲基-2-丁烯基)黄酮、2 -[(3’-羟基-2’,2’-二甲基-8’-(3-甲基-2-丁烯基)苯骈二氢吡喃-7-羟基-8-(3-甲基-2-丁烯基)苯骈二氢吡喃-4-酮、2-(2’,4’-二羟基-8,8-二甲基-10-(3-甲基-2-丁烯基)八氢吡喃[2,3d]苯骈二氢吡喃-4-酮、2-[6’-(7’-羟基-2’,2’-二甲基)二氢吡喃-4-酮以及两个新黄酮苷(sopho raflavoneA,sopho raflavoneB)和一个碳苷(bayin)。之后,染料木素、高丽槐素、芦丁以及红车轴草苷等化合物陆续有报道。近几年,山豆根中黄酮类成分的研究又有所突破,邓银华[13]等从山豆根中分离得到槲皮素、异鼠李素-3-芸香糖甙、牡荆苷以及一个新化合物越南槐醇。丁佩兰[4]等从山豆根中分离得到6个新的黄酮类化合物,分别为山豆根色满二氢黄酮A、山豆根色满二氢黄酮B、山豆根色满二氢黄酮C、山豆根色满二氢黄酮D、山豆根色满查耳酮B、山豆根色满查耳酮C。所分离得到的新化合物的结构特点是具有异戊烯基、2,2-二甲基-苯并二氢吡喃基团以及3,3-二甲基-丙基乙醚基等基团;同时还从山豆根中首次分离得到芒柄花素和8-甲雷杜辛。另外本课题组也从山豆根中分离得到lupiw ighteone和w ighteone。

1.2.3 三萜

山豆根所含三萜及三萜皂苷多为齐墩果烯型,个别为羽扇豆烷型,部分化合物在22位有羰基取代。已从山豆根中分离得到17种三萜及15种三萜皂苷类成分,分别是Takeshita T[14]等分离得到的abrisapogenol C-E、H、I、melilotigenin、w istariasapogenol A、cantoniensistriol、lupeol、大豆皂醇甲酯(kudzusapogenol A)、sophoradiol、subp rogenin A-D、大豆皂醇(soyasapogenol)A和B;丁杨[15、16]等分离得到的abrisapogeninⅠ、脱氢大豆皂苷(dehydrosoyasaponin)Ⅰ、subpm sideⅠ-Ⅶ;Sakamoto S[17]等分离得到的大豆皂苷(soyasaponin)Ⅰ、Ⅱ、A 3、3-O-[α -L-鼠李糖基(1→2)-D-吡喃半乳糖基(1→2)-β-D-葡萄糖基]大豆皂醇甲酯、槐花皂苷(kaikasaponin)Ⅱ、Ⅲ。

1.2.4 其它成分

山豆根中除了含生物碱、黄酮、三萜类成分之外,还含有香豆素、酚性化合物、蒽醌、甾醇、咖啡酸、脂肪酸、蛋白质、氨基酸和多糖等成分,如番石榴酸乙酯(piscidic acid monoethyl ester)、麦芽酚(maltol)、香草酸(venillic acid)、对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid)、大黄素甲醚(physcion)以及大黄素(emodin)[18]。

2 主要成分的提取工艺与含量测定

2.1 生物碱提取工艺与含量测定

李明华等[19]利用高效液相色谱,以甲醇-水-磷酸为流动相,测定不同产地山豆根中氧化苦参碱含量,实验结果表明随着产地不同,山豆根中氧化苦参碱含量出现差异,江西、广西、广东、贵州、云南产的山豆根中氧化苦参碱的含量分别为0.610%、0.583%、0.537%、0.342%、0.513%。

赵莉等[20]采用离子对色谱法,测定了四川和广西产的山豆根中苦参碱的含量,其中四川主产的植物原料中苦参碱的含量为0.305%,广西主产的植物原料中苦参碱的含量为0.210%。

通过正交试验设计,考察超声波功率、超声波提取时间、超声波提取温度、乙醇浓度、液料比、浸置时间和提取液p H值对山豆根氧化苦参碱提取的影响[21],优选得到最佳提取工艺条件为:提取时间150 min,提取温度90℃,超声波功率300W,浸置时间20min。在此最佳工艺条件下,山豆根中氧化苦参碱的得率为1.253%。与传统提取法相比,得率提高了73%,纯度提高了17%。

以干浸膏的收率及氧化苦参碱的含量作为评价指标[22],采用正交试验法研究山豆根中提取氧化苦参碱的最佳工艺,结果为在70℃下提取3次,分别加水量为8倍、6倍、6倍,溶液p H值为4,醇沉至60%,干浸膏的收率为7.28%,氧化苦参碱的含量为10.37%。

邢健军等[23]以苦参碱和干浸膏收率为考察指标,通过正交试验考察山豆根中苦参碱的提取工艺条件,优选出苦参碱的最佳提取工艺为:12倍量的50%乙醇,提取3次,每次60 min。通过比较渗漉法、温浸法和CO2超临界萃取法对苦参碱提取的影响[24],结果显示用超临界萃取方法萃取的苦参碱含量比渗漉法高0.072%,比温浸法高出0.105%。

2.2 黄酮提取工艺与含量测定

陆向红[25]以乙腈-0.1%磷酸水溶液为流动相,在308 nm检测波长下,测得山豆根中红车轴草苷的含量为0.063%,平均回收率为99.3%,RSD=1.6%。黄韵诗[26]在流动相为乙腈-0.1%醋酸水溶液条件下,进行梯度洗脱,检测到山豆根中高丽槐素的含量为0.108%,平均回收率为100.4%,RSD=1.6%。杨瑞云[27]等利用比色法,以芦丁为标准品,在紫外波长为506 nm处进行分析,通过正交实验优选出山豆根中总黄酮的最佳提取工艺为液料比10:1,65%乙醇浸提3次,每次2.5 h,总黄酮的得率为0.94%。

3 药理活性

3.1 体外抗菌作用

丁凤荣等[28]采用K-B纸片扩散法,证实山豆根浸出液对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色葡萄球菌、甲型链球菌、乙型链球菌具有明显的抑制作用。胡庭俊等[29]研究山豆根的总生物碱、醇提物和水提物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的体外抑菌效果,发现山豆根总生物碱的最小抑菌浓度为62.5 mg/m L,山豆根醇提物的最小抑菌浓度为31. 25 mg/m L,金黄色葡萄球菌对山豆根醇提物中度敏感。

3.2 抗氧化作用

研究表明[29]山豆根醇提物能够清除体外产生的羟自由基和超氧阴离子,并能对抗过氧化氢诱导的红细胞氧化溶血,其能力随着浓度的增加而增强。

3.3 抗乙肝病毒作用

通过对山豆根中生物碱成分进行抗乙肝病毒活性筛选[4],结果表明苦参碱、氧化苦参碱、槐花醇、槐果碱、氧化槐果碱、莱蔓碱、13,14-去氢槐定碱、9α-羟基苦参碱、12α-羟基槐果碱和金雀花碱在0.2μmol/mL时,臭豆碱在0.4μmol/m L时,对HBsAg的抑制率高于阳性对照拉米呋啶,其中13,14-去氢槐定碱、槐果碱和莱蔓碱抑制作用较明显。槐果碱、氧化槐果碱、莱蔓碱和13,14-去氢槐定碱对HBsAg和HBeAg的抑制率均较目前临床用于治疗乙肝疾病的药物苦参碱和氧化苦参碱的相应抑制率高。

3.4 抗肿瘤作用

学者研究发现山豆根水提液对体外培养人食管癌(Eca-109)细胞株生长有抑制和杀伤作用,杀伤能力随药物作用时间延长而增强,同时能使谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶和乳酸脱氢酶活性下降,直至阴性反应[30]。研究还发现山豆根水提物具有抑制体外培养人肝癌细胞增殖,降低线粒体活性的作用[31]。复方山豆根注射液对B16黑色素瘤、lew is肺癌荷瘤有较好的抑制效果[32]。此外,苦参碱能很好的抑制胃癌细胞SGC27901、口腔上皮癌KB细胞、大肠癌HT229细胞和结肠癌SW 1116细胞的增殖[33-36]。姚仲青等[37]人通过建立小鼠S180、H22、ESC肿瘤模型,从整体水平上观察,发现山豆根总生物碱有一定的抗肿瘤活性,但抑瘤率低,毒性大。槲皮素能明显能诱导TRAMPC2细胞的凋亡,具有直接抗肿瘤作用,其作用机制可能与上调TRAM P-C2细胞血小板反应素-1的表达有关,同时还能抑制胃癌BGC823细胞的恶性增殖[38、39]。王小龙[40]采用M TT法研究山豆根提取物对人食管癌(Eca-109)细胞生长的抑制率,结果发现山豆根提取物对Eca-109细胞有显著的抗增殖作用,其IC50值为17.27±2.21 μg/m L,且其抗增殖作用随着剂量的增加而增强。

3.5 对心血管系统的影响

刘芬等[41]研究发现氧化苦参碱具有剂量依赖性地降低血压的作用,氧化苦参碱能够增强多沙唑嗪的降压作用,但与普萘洛尔无协同降压作用。通过结扎和松扎大鼠两侧颈总动脉制造急性不完全性脑缺血再灌注损伤模型[42],研究山豆根碱对大脑海马组织结构Na+-K+-ATPase、Ca2+-A TPase、SOD、GSH-Px的活性及MDA含量的影响,表明山豆根碱能增强A TP酶、SOD、GSHPxd的活性,并能降低MDA含量,对脑缺血再灌注损伤有明显的保护作用。

3.6 对免疫系统的影响

帅学宏等[43]通过以地塞米松(Dex)为免疫抑制剂建立小鼠免疫抑制模型,分别以3种剂量的山豆根多糖(SSP) (50、100和200 mg·kg-1)腹腔注射,测定胸腺和脾脏的器官指数和组织匀浆中髓过氧化物酶(M PO)、黄嘌呤氧化酶(XO)、谷胱甘肽过氧化物酶(GP)的活性。实验结果表明SSP能够通过改变机体内自由基相关酶的活性来影响体内自由基的产生和清除能力,使机体免疫器官免受过氧化损伤,拮抗Dex所致的免疫抑制,从而增强机体的免疫功能。

3.7 抗炎作用

研究表明山豆根水提物对二甲苯致小鼠耳肿胀、小鼠腹腔毛细血管通透性以及组织胺所致的大鼠皮肤毛细血管通透性均具有显著的抑制作用[44],同时对急性炎症、免疫性炎症也有显著的抗炎作用,其强度弱于氢化可的松。此外,山豆根碱不但对急性炎症的毛细血管通透性增高、炎性渗出和组织水肿有抑制作用,而且对炎症后期肉芽组织的增生也有抑制作用;使用山豆根碱后,大鼠肾上腺内抗坏血酸含量显著降低,说明山豆根碱既具有直接抗炎作用,又具有通过兴奋垂体-肾上腺皮质系统间接发挥抗炎作用[45]。另外有报道[46]苦参碱和氧化苦参碱对杨褐斑病菌和龙竹材霉变菌的孢子萌发,松枯梢病菌和华山松腐烂病菌的菌丝生长均有抑制作用,其中苦参碱对杨褐斑病菌、龙竹材霉变菌、松枯梢病菌的抑制率EC50分别为123、272、428μg/mL;氧化苦参碱对杉木猝倒病菌、华山松腐烂病菌的EC50分别为26、323μg/m L。

4 结束语

山豆根化学成分含量丰富,药用价值高,具有抗肿瘤、抗心律失常、抗炎抑菌、保肝降酶等生理活性,是常用的传统中药。对其药效作用物质基础的研究已取得极大进展,但其中的许多药物作用机制还有待我们去进一步研究。同时,拓宽对山豆根中其它活性成分的研究,加深对山豆根药用价值的挖掘,建立相关指纹图谱,加强中药质量控制的方法建设,将是我们今后对山豆根的研究工作重点。本文对山豆根药物资源的进一步合理开发利用具有借鉴作用。

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The Progress of Research on Chem ical Composition and Pharmacological Activity in Sophora Tonkinensis

Lan Yansu,Yang Ruiyun,Li Yuan,Guan Haibo,Chu Limin
(College of Chem istry and Chemical Engineering,Guangxi Normal University,Guilin 541004,Guangxi,China)

In this article,recent advance of the research on the chemical composition and the pharmacological activity in sophora tonkinensis,and its extraction and determination aswell,is reviewed,w hich can offer a consultation fo r the further development and utilization of its pharmacological resources.

Sopho ra tonkinensis;chem ical composition;research p rogress

book=0,ebook=1

R93

A

1673-1794(2010)02-0048-04

兰艳素(1985-),女,硕士研究生,研究方向:天然有机化学。

药用资源化学与药物分子工程教育部重点实验室主任基金(0630006-5D08);广西科技厅应用基础研究(0731050)

2010-01-09