天然牛黄化学成分及药理活性研究进展

贾 静,孙佳明,臧 浩,张 辉

(长春中医药大学,吉林长春130117)

牛黄(CalculusBovis)为牛科动物牛Bos taurus domesticusGmehn的干燥胆结石。宰牛时,如发现有牛黄,即滤去胆汁,将牛黄取出,除去外部薄膜,阴干,即得“天然牛黄”[1]。天然牛黄主产于东北、华北、西北等地区,湖北、河南、云南 、四川 、江苏、贵州、浙江等地亦产。据《神农本草经》《本草纲目》等中药典籍记载,牛黄味苦、甘,性凉,归心、肝经。具有清心解毒、凉肝息风、豁痰开窍等功效,主治热病神昏,脑卒中痰迷,惊痛抽搐,癫痈发狂,咽喉肿痛,口舌生疮,痈肿疗疮等症[2-3],疗效显著。现将本品所含化学成分、药理活性的研究进展概述如下。

1 化学成分

天然牛黄的化学成分研究有较多报道,研究主要是胆汁酸及其盐,其次是胆红素。其化学成分主要含有胆红素、胆汁酸、胆固醇、蛋白质、脂肪酸及无机元素等。

1.1 胆汁酸类 天然牛黄中,胆汁酸类分为游离胆汁酸和结合胆汁酸,其中游离胆汁酸主要为胆酸CA(cholic acid)和去氧胆酸DCA(deoxvcholic acid)及少量的鹅去氧胆酸CDCA(chenodeoxycholic acid)和熊去氧胆酸UDCA(ursodeoxycholic acid);结合胆汁酸主要为牛磺胆酸TCA(taurocholic acid)、甘氨胆酸GCA(glycocholic acid)及少量的牛磺去氧胆酸TDCA(tauroursodeoxvcholic acid)、甘氨去氧胆酸GDCA(glydeoxycholic acid)等。张启明[4]用薄层扫描法分别对牛黄中游离型和结合型胆汁酸的含量作了测定。在游离胆汁酸中,各样品均以CA含量最高,DCA次之,CDCA最低。结合胆汁酸中以TDCA和GDCA为主,而其它成分的含量较微。根据国内外的研究报告,天然牛黄中主要含结合型胆汁酸,游离胆酸的含量均未超过1%。

1.2 胆色素 天然牛黄中含胆红素(bilirubin),包括游离胆红素、胆红素钙、胆红素酯,以及部分胆绿素[5]。张启明[4]采用重氮化试剂显色法测定胆红素的含量,测得总胆红素含量在 50%以上,并应用HPLC法观察胆红素是否以游离形式存在,结果证明没有以单或双葡萄糖醛酸结合形式存在。目前一般认为天然牛黄中的胆红素是以钙盐的形式存在。张恒洲[6]采用纸层析法试验,表明天然牛黄中存在胆红素钠和胆红素钙,不存在胆红素单体。

1.3 胆固醇 天然牛黄中的胆固醇有游离和酯结合两种形式存在,中国药品生物制品检定所的张启明[4]采用气相色谱法对其含量进行测定,测定结果表明,在天然牛黄中,总胆固醇含量并不高,只有0.11%～0.38%,且酯结合型高于游离型的含量。目前关于天然牛黄中胆固醇其他方面的研究较少,需要进一步的探索研究。

1.4 无机元素 天然牛黄中含有多种无机元素,含有钾 、钙 、钠、镁、铁、铜、锰、锌、磷、氮等 ,含量总计3.85%～4.64%,其中钙2.3%～2.6%,锌1.9%～2.4%,钙和锌含量较高,其他元素含量甚微,是天然牛黄化学成分的一个显著特征。

1.5 蛋白及氨基酸类物质 天然牛黄中游离氨基酸含量很低,最高只有0.12%,张启明等采用氨基酸分析仪,测定了游离氨基酸的含量,表明牛黄中的氨基酸并不主要以游离形式存在,而是以结合的蛋白形式存在,一般认为主要是以糖蛋白形式存在。其中,甘氨酸占34.61%,谷氨酸占7.98%,而苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸及甲硫氨酸占总量的20.25%。此外,还有天冬氨酸、精氨酸、组氨酸、酪氨酸、丙氨酸、脯氨酸及丝氨酸等。日本学者本村正康等认为天然牛黄中含有酸性肽类成分(即平滑肌收缩物质SMC-S2和SMC-F)。

此外,有文献报道天然牛黄中还含有3种类胡萝卜素物质、粒状无色结晶(C24H41NO3)、性状不明的荧光物质、油状强心成分、维生素D、麦角固醇、齐墩果酸(oleanic acid)、熊果酸(ursolic acid)、胆酸甲酯、去氧胆酸甲酯和鹅去氧胆酸甲酯等,这些成分中都只是定性研究结论。即使确实普遍存在,含量一般也很低。总之,天然牛黄中大多数成分已被人们所了解,而微量成分的研究,特别是定量研究仍将应继续深入。

2 药理作用

近年来,天然牛黄药理活性研究取得了重要进展,为其临床应用和制剂开发提供了坚实的理论、实践依据。前人己对牛黄的药理作用进行了大量的研究,如对中枢神经系统、心血管系统的作用等。

2.1 对中枢神经系统的作用 天然牛黄对中枢神经系统具有镇静作用,对抗由吗啡、樟脑和印防己毒素等引起的小鼠中枢兴奋症状,并可增强水合氯醛、乌拉坦、吗啡的镇静作用;对小鼠自发活动有显著的抑制作用而降低小鼠协调运动功能[7-9]。抗惊厥作用表现为可对抗咖啡因、可卡因等所致的小鼠惊厥或延长惊厥潜伏期,降低惊厥或癫痈强度,减少发作次数,其中对戊四氮所致惊厥的效果最强。此外,天然牛黄对毒毛花昔G、印防己毒素、一氧化氮、低钙和光诱发等多种因素所致的惊厥或癫痈也有较强的抑制作用[10]。其解热镇痛作用可使伤寒-副伤寒甲、乙三联菌苗所致家兔体温升高或对酵母所致大鼠发热有明显的解热作用,约2 h体温下降至正常。对由热刺激、电刺激、醋酸所致小鼠疼痛也均有显著的抑制作用,可显著降低醋酸所致小鼠扭体反应次数。

2.2 抗氧化作用 天然牛黄可通过抑制脂质过氧化、清除自由基和还原型谷肮甘肤对抗间二硝基苯或正己烷所致氧化作用,在防御氧化毒性方面发挥重要作用,对生物大分子和细胞膜结构、功能起保护作用,是机体抵抗脂质过氧化、清除自由基的一种天然抗氧化剂[11-12]。另有文献报道,游离胆红素具有抗氧化、灭活胃肠道消化酶作用[13],是牛黄发挥许多重要药理作用不可缺少的成分。胃肠道细菌的易位及其代谢产物的渗透在许多危重病症如创伤、休克、烧伤、败血症、阻塞性黄疽、胰腺炎和多器官功能衰竭中起关键性作用,而消化酶通过破坏胃肠道屏障加速这一过程。游离胆红素能够灭活胰蛋白酶、糜蛋白酶等胰酶,因此,能够对胃肠道起保护作用。游离胆红素含量的高低已经成为评价牛黄质量的重要参数。

2.3 抗炎及对免疫系统的影响 天然牛黄在各个阶段均具有明显的抗炎作用,对小白鼠棉球肉芽肿的增生,灌胃给药对巴豆油致小鼠耳肿胀,角叉菜胶致大鼠足肿胀,胸膜炎模型的炎症有极显著的抑制作用[14]。另一方面,牛黄及胆酸钙对豚鼠组织胺休克及小鼠肾上腺素休克有保护作用。熊去氧胆酸可抑制胆管上皮的人类白细胞抗原表达,促使原发性胆汁性肝硬化患者的淋巴细胞恢复自然杀伤能力,促使淋巴细胞功能恢复正常[15]。牛磺鹅去氧胆酸能提高小鼠外周血中吞噬细胞的吞噬功能、血清溶菌酶含量、溶血素形成以及抑制迟发型变态反应,在增强机体非特异性免疫和特异性免疫功能方面发挥着重要作用[16]。并且天然牛黄水溶液经灌胃给药或腹腔注射或肌肉注射均可提高小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能,在增强机体非特异性免疫和特异性免疫功能方面发挥着重要的作用。

2.4 对心血管及血液系统的影响 天然牛黄在心血管方而的作用有:降压,抗心律失常,抑制内皮损伤所致血管平滑肌细胞的增生,降血脂,抑制血小板凝集和血栓形成[14]。家兔灌胃牛黄可引起红细胞显著增加。牛黄对血液系统作用的物质基础可能是牛磺酸,牛磺酸体外实验能明显抑制ADP,花生四烯酸(AA)及胶原诱导的血小板聚集作用。牛磺酸对AA诱导血小板生成TXA2无明显的影响,但能抑制胶原诱导TXA2的生成,抑制内源性AA释放进而抑制TXA2生成可能是其抗血小板聚集的机理之一。此外牛磺酸(10～50 mmol/L)对大鼠红细胞膜有明显稳定作用,且呈量效关系。静脉注射牛黄可降低麻醉大鼠和猫的血压,增强普蔡洛尔、低钙所致心衰模型心脏的心肌收缩力,减慢离体蟾蛛心脏的心率。此外,离体兔耳灌流实验证明,牛黄有扩张血管作用,对豚鼠冠状血管有收缩作用[7]。shcaeff等[17]的实验证实,牛磺酸可拮抗缺氧导致的心肌细胞Ca+超载及细胞内外Na+紊乱,对缺氧心肌具有明显的保护作用。

2.5 对消化系统的影响 天然牛黄的解痉作用,是去氧胆酸和胆酸等各种成分的综合作用,但主要成分为去氧胆酸作用,牛黄水浸液分离出的平滑肌收缩性成分SMC有乙酰胆碱样作用,能够收缩消化系平滑肌,而且对乙酞胆碱、氯化钡引起的大鼠肠平滑肌的兴奋有一定的抑制作用。牛黄有很好的利胆保肝作用,熊去氧胆酸能显著促进正常大鼠胆汁流量、胆汁胆红素、胆汁总胆汁酸的分泌,降低胆汁胆固醇的含量;能显著降低血清胆红素、血清总胆汁酸、血清胆固醇水平;对胆汁及血清磷脂水平影响不明显[18]。可对抗乙炔雌二醇诱导的肝内胆汁淤积对肝细胞的损伤,有稳定肝细胞膜的作用,维护了肝脏正常的结构和功能,从而使AST、ALT、ALP恢复到正常[19]。

2.6 对呼吸系统的影响 动物实验证明,天然牛黄有兴奋呼吸作用。小鼠氨雾引咳法证明,胆酸和脱氧胆酸均有明显镇咳效应。豚鼠药物喷雾致痉实验,结果表明胆酸、胆酸钠、鹅脱氧胆酸钠皆有一定的平喘效果。在离体豚鼠肺灌流实验中,胆酸钠能直接扩张支气管,作用缓慢而持久,又能对抗组织胺和毛果芸香碱引起的支气管痉挛。给兔静脉注射胆酸钠能延长肺牵张反射时间,提示对呼吸中枢有抑制作用。

2.7 抗肿瘤作用 大量的实验研究证实,天然牛黄抗肿瘤的机理大致从诱导肿瘤细胞凋亡和抗氧化清除活性氧及自由基等方面起作用。牛黄的主要药用成分之一是胆红素,具有抗氧化、清除活性氧及自由基的重要生理功能。魏雪涛等[20]在苯乙烯对人肝癌细胞株(HepG2)细胞所致的遗传物质损伤的基础上,观察胆红素和天然牛黄的保护作用。结果提示苯乙烯入体后经肝脏代射氧化为氧化苯乙烯,此氧化物具有亲核性,可同体内细胞生物大分子形成共价结合,有引起染色体畸变的毒性机制,可以引起肝细胞DNA损伤,而10 mmoL/L的浓度(为生理浓度)时无论是胆红素还是牛黄均具有拮抗作用,反映了胆红素和牛黄具有自由基清除作用。

2.8 抗病原微生物作用 研究表明,小鼠皮下感染乙脑病毒素从不同时间滴定脑内毒素,天然牛黄具有抑制作用。天然牛黄中的鹅脱氧胆酸钠、胆酸钠、脱氧胆酸钠对金黄色葡萄球菌、链球菌、四叠球菌等亦有抑制作用。牛胆汁、脱氧胆酸钠、甘氨胆酸钠能抑制百日咳杆菌生长;胆酸钠、牛黄胆酸钠及鹅脱氧胆酸钠对百日咳杆菌均有不同程度的抗菌作用,结合胆汁酸对结核杆菌有抑制作用。对四联球菌、金黄色葡萄球菌、奈氏双球菌、链球菌等,鹅脱氧胆酸、猪脱氧胆酸及脱氧胆酸均有相似的抑制作用。

3 结语

天然牛黄在我国中医药文化历史中占有重要地位,多种中药方剂,如牛黄解毒片、安宫牛黄丸、清开灵注射液等都以天然牛黄为主药,在其中对疗效起着关键作用。随着现代科学技术突飞猛进的发展,实验仪器、分析方法、手段的改进及医药学多学科共同发展,对牛黄药效学、药动学之研究会更加深入细致,亦必将会加深牛黄有效成分的研究,拓宽应用范围并阐明其现代药理作用机制。

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