蝉花的本草考证与生物学研究

2013-04-16 07:42万永红蔡开明
江苏林业科技 2013年3期
关键词:虫草青霉人工

万永红,蔡开明,韦 曙

(常州博物馆自然部,江苏 常州 213022)

蝉花(Cordycep sciecadae)又名蝉茸、蝉虫草、金蝉花、蝉茸菌、虫花等,是一种真菌寄生于蝉科昆虫的若虫上形成的虫菌复合体,和著名的冬虫夏草同属虫草家族。蝉花是我国传统名贵中药材,具散风热、镇惊、明目之功效,主治惊痫、心悸、小儿夜啼等症。现代医学研究表明:蝉花含多种活性成分,具有滋补强壮、提高免疫力、抗疲劳、抗辐射、抗肿瘤、保肾、催眠等多重作用,功效和冬虫夏草相当。本文就蝉的本草学记载进行考证,并对其形态、分类进行简要探讨,同时对其有效成分、药理功能、人工培育等方面的研究成果作一综述。

1 本草学考证

我国对蝉花的认识和利用历史远源流长。早在南北朝雷斅的《雷公炮炙论》中就有关于蝉花炮制方法的记载:“蝉花,凡使,要白花全者。凡收得后,于屋下东角悬干,去甲土后,用浆水煮一日,至夜,焙干,碾细用之”。宋朝苏颂的《图经本草》中对蝉花有这样的描述:“山蜀中,其蝉头上有一角,如花冠状,谓之蝉花……入药最奇”。宋姚宽《西溪丛语》中云:“成都有草名蝉花。今有乾者,视之,乃蝉额裂面抽茎,上有花。善治目,未知如何用也”。北宋唐慎微所著《经史证类备急本草》(简称《证类本草》)中对蝉花这样描写:“蝉花所在有之,生苦竹林者良。花出头上,七月采”,并阐述了蝉花的性味、功用:“蝉花味甘寒,无毒,主治小儿天吊,惊痫瘛疭,夜啼心悸”。明代李时珍的《本草纲目》中引宋祁《方物赞》道:“蝉之不蜕者,至秋则花。其头长1~2寸,黄碧色”。对蝉花的功用李时珍基本认同于《证类本草》,还认为其有止疟作用,功同蝉蜕。

新中国成立后,我国所编纂的众多本草或药典中,对蝉花的药用多有提及,但基本停留在疏散风热、安神解痉的阶段,并无多大发展。直到20世纪80年代,随着冬虫夏草的热炒,导致其价格飙升及资源枯竭后,人们才把目光转向其同属的蝉花,而随着对蝉花研究的深入,人们终于有了更多惊喜的发现。

2 种类辨析

蝉花为菌虫复合体药材,由于古人对其寄主真菌缺乏科学的认识,对寄主昆虫也没有详细的形态描述,因此,仅根据古代本草资料很难判断蝉花具体种类。幸兴球搜集了产自浙江、四川、广东、福建、宁波等地的蝉花及近同物共5批样品,根据其对寄主真菌研究区分为2个不同的种,一种为小蝉花,或称“小蝉草”、“土蝉花”(Cordycep soboliera),其分生孢子阶段是待定名的棒束孢菌(Isariasp.);另一种为大蝉草(Cordyceps cicadaesp.nov),它为蝉棒束孢霉(lsaria cicada)的子囊壳阶段[1]。但自然界中蝉棒束孢霉的有性型极为少见,常见的便是蝉棒束孢霉的无性型,即蝉花。《重庆中药》中还记载了一种蜂蝉花,其子座从虫体腰部长出,但此种蝉花不作药用[2]。

蝉棒束孢霉(Isaria cicadae)又称蝉拟青霉(Paecilomyces cicadae),属真菌门、子囊菌亚门、核菌纲、麦角菌科、虫草菌属[3]。显微镜下其分生孢子较大,常弯曲。

蝉花的寄主在我国已报道有5种,分别是蚱蝉(Cryptotympana pastulata)、竹蝉(Platylomia pieli)、山 蝉 (Cicadaflammata)、 蟪 蛄 (Platyleura kaempferi)、鸣蝉(Oncotympana maculaticollis)。除蟪蛄外,其余4种均可作为蝉花的寄主昆虫入药[4]。在江苏茅山地区蝉花的寄主多为竹蝉。此蝉多分布于毛竹林中,6 a 1代,若虫常年生活在土壤中,吸食竹鞭、竹根的汁液[5]。以老龄若虫最易感菌。

3 蝉花的外形特征

蝉花是蝉拟青霉的分生孢子阶段,其生物体由虫和孢梗束2部分组成。虫体为蝉的若虫尸体,长约3.5~5.4 cm,直径约1~1.4 cm,腊肠状,前端稍窄,尾部钝圆,略带弯曲,僵硬坚实,棕黄色,表面披覆着灰白或灰黄色茸毛状菌被。将之折断,其内部充满浅黄色的密致物质,局部体节裸露,附肢尚可辨别。蝉花的孢梗束从蝉的前端长出,单生或丛生,长1.6~6 cm,上部反复分枝,分枝顶端膨大。孢梗束新鲜时呈蛋黄色,干燥后变成了深褐色。

4 有效成分

近年的研究表明:蝉花含有多种对人体有益的成分,包括活性成分。据葛飞等人测定,蝉花中粗蛋白的含量达19.65%,其中18种氨基酸齐全,而人体必需的8种氨基酸占总量的38.8%;粗脂肪含量为8.41%,其中不饱和脂肪酸占总量的65.1%,且以油酸、亚油酸为主,分别为45.48%和10.82%;微量元素钙、铁、锌、硒等的含量分别为 403.3,197.37,40.56,0.42 μg/g。活性成分虫草多糖为28.5 mg/g、甘露醇(虫草酸)53.6 mg/g、麦角甾醇0.574 mg/g、腺苷 0.740 mg/g[6]。鲁温等人将蝉花的活性成分与冬虫夏草进行比较,发现蝉花中的虫草酸和腺苷含量高于冬虫夏草,而虫草多糖及虫草素含量与冬虫夏草接近[7]。有人对2种虫草中的重金属含量进行了比较,发现蝉花中As、Hg、Pb的含量均比冬虫夏草低,其中Hg未检出。这些研究充分说明蝉花是一种不亚于冬虫夏草的优质虫草,而传统的医药运用,显然未能充分发挥其应有的价值。

5 药理作用

综合国内外对蝉花研究进展,得出蝉花主要有以下几方面的药理作用。

5.1 中枢神经系统调节作用

蝉花有较好的镇静催眠作用。陈祝安通过小鼠腹腔注射天然蝉花或人工培养品稀醇提取物,发现能明显减少其自主活动,延长戊巴比妥钠和水合氯醛所致的睡眠时间,提高阈下催眠量戊巴比妥钠的小鼠入眠率[8]。刘广玉等用小鼠扭体法和热板法验证蝉花有解热镇痛功效。发现蝉花对正常及人工致热大鼠均有明显的降温作用。对小鼠化学刺激及热灼性疼痛也有非常显著的抑制作用[9]。

5.2 抗疲劳、抗应激、抗衰老作用

王砚等人研究发现,蝉花水煎剂能明显延长实验小鼠的游泳时间,显著提高其在常压缺氧状态下及在高温下的存活时间,证明蝉花具有抗疲劳抗应激作用。蝉花水煎剂高剂量组对雄性果蝇能显著地延长寿命,表明其有一定的抗衰老作用[10]。

5.3 免疫调节作用

巨噬细胞是一种具有多种功能的免疫细胞,不仅参与机体的特异性和非特异性免疫反应,而且还参与机体的抗肿瘤免疫监视作用。但在正常情况下,它处于休止状态。陈秀芳等人以蝉拟青霉进行实验,结果表明它有激活大鼠腹腔和肺泡巨噬细胞的作用,并使其巨噬细胞内乳酸脱氢酶和酸性磷酸酶的活性显著升高,从而增强免疫功能[11]。

蝉拟青霉多糖是一种良好的自由基清除剂或自由基反应抑制剂。用蝉拟青霉总多糖在大鼠臀部皮下注射,发现大鼠的白细胞数增高,在大鼠脾脏、胸腺组织中的还原型谷胱甘肽的水平高于生理盐水对照组,而胸腺中脂质过氧化物的水平低于对照组,表明其可能是通过脾脏、胸腺这2个主要免疫器官自由基的代谢来增强机体的免疫功能[12]。

5.4 改善肾功能

上海名医陈以平教授在长期的临床实践中发现,蝉花具有降低血清肌酐、尿素氮水平,提高肌酐清除率,促进蛋白质的合成,减少尿蛋白的排出等作用,对慢性肾功能衰竭病情有明显延缓进展的效果[13]。经研究进一步证实蝉花菌丝有延缓肾小球硬化及肾纤维化的进程[14]。能保护肾小管细胞Na+-K+-ATP酶,减轻细胞溶酶体和细胞脂质过氧化损伤,改善肾血流动力学,减轻内皮细胞损伤和血液凝固性,对肾间质小管病变有较好疗效[15]。

5.5 抗肿瘤作用

肿瘤权威专家认为,癌症发生的根本原因在于患者免疫力下降。如前所述蝉花能提高人体免疫功能,所含的虫草多糖具有抗肿瘤作用[16]。实验中以蝉花粗提物作用于肺癌细胞,结果表明它对癌细胞的生长有明显的抑制作用,且存在剂量关系,随着作用时间的不断增加,分裂期细胞几乎为零,说明提取物的抑瘤作用与细胞周期有相关性[17]。

陈柏坤等人体外实验研究发现蝉拟青霉多糖可能具有直接抑制白血病细胞株U937、K562的增殖作用;能提高人外周血单个核细胞的增殖能力,从而可能有促进外周血单个核细胞的杀肿瘤活性的作用[18]。

5.6 促进造血、提升营养状况

宋捷民等人发现,蝉花对小鼠失血性贫血和抗盐酸苯肼贫血有明显的改善和治疗作用,能使正常大鼠血清总蛋白、球蛋白含量、血白细胞数显著增加,并能拮抗环磷酰胺所致的血红蛋白、血清总蛋白、球蛋白含量、白细胞数的降低,使正常大鼠肝细胞粗面内质网、线粒体增多,同时具有明显的抗失血性贫血和抗盐酸苯肼贫血作用[19]。

此外,据金丽琴等人报道:蝉花有调节脂类代谢作用;及滋补强壮[6]、抑菌[20]、调节人体内分泌、抗缺氧等[21]多种作用。

6 蝉花的自然分布

据《中国蕈菌》记载:蝉花在我国分布于江苏、浙江、福建、四川、云南、甘肃、陕西、西藏等地[22]。近年来,专家们对全国蝉花自然分布及其生态环境进行了考察。其中浙江省,在海拔80~500 m丘陵地带,地势平缓,郁闭度较高,土质疏松,地面覆盖有厚的落叶层、且常有竹蝉活动的林地,能采到蝉花标本。对云南三江源头的考察显示:海拔低于2 500 m的阔叶林或以青冈、锥栗为主的针-阔叶树混交林,在某些郁闭度大,土质松的林地中也能采集到蝉花标本。

江苏茅山地区一直是蝉花的历史产区。笔者通过近2 a的调查发现,在金坛、句容方圆数十公里的山区,凡是竹林茂密又透气、透水、保温的向阳坡地蝉花生长较为密集。蝉花盛产期和采挖期在每年6~8月,此时正值茅山地区的梅雨季节,湿热多雨的气候促进了蝉花的生长。

7 蝉花的人工培育

蝉花药理作用广泛,补益作用明显,是一种不亚于冬虫夏草的优质虫草,市场需求量日益增大。然蝉花生长需要特定的生态环境和寄主昆虫,自然出产率非常低,再加上人们长期的大量采挖,资源日趋减少。为了满足市场和临床的需要,近年来,科研人员已开展对蝉花人工培育的研究,并取得了一定的进展。

蝉花人工培育的基本步骤和其他药用菌相似:首先通过孢子分离法、组织分离法等获得纯菌种。然后将纯化菌接种到固体或液体培养基上进行培养,形成繁茂的菌丝体,再生成和寄主体上生长相似的孢梗束。

陈祝安等人早在1993年就从竹蝉若虫寄生物中分离到蝉拟青霉菌株,将此菌株在液体培养基上,室温静培14 d,产生大量产孢结构和分生孢子。在一些自然基物上,菌丝体生长繁茂,并形成和寄主体上生长相似的孢梗束[8]。

冯立才等[23]通过孢子分离法、组织分离法获得纯菌种,并在米饭培养基上培养得到长棒状体。

贵州大学于2008年2月公开了一种蝉花的人工培养方法,并且申请了国家专利。即选择蝉拟青霉异核体菌株,将此经培养蝉拟青霉7 a后,将蝉拟青霉孢子洗下分生孢子并稀释成蝉拟青霉孢子液,将感染体(家蚕老熟幼虫)置于蝉拟青霉孢子液中感染后,常温培养14~21 d获得蝉花。

据浙江媒体介绍:2008年12月,浙江省亚热带作物研究所柴一秋博士主持的“名贵中药蝉花的人工培养及深加工研究”项目,顺利通过省级鉴定。从蝉花中分离筛选出无性型蝉拟青霉新菌株,运用发酵工艺技术,规模性生产蝉花无性型子实体。在进行该项目研究的同时,还研制出改善睡眠的功能食品——蝉花无性子实体、蝉花枸杞酒2个产品。

不过总体来说,目前对蝉花的人工培养品的研究还处于探索阶段。蝉花的毒理实验还停留在动物实验的阶段,对人工培养品药理作用、生物活性成分的探究还待深入,人工品是否能替代野生品还需要更多的实验加以论证,临床实验方面涉足尚浅,目前也尚无人工培养品的高科技产品面市。不过可以相信,随着对蝉花人工培养技术进一步完善,人们一定能探索出更加适合工业化生产的发酵工艺,并针对分离纯化功能组分,开发出多种现代剂型的蝉花新中药制剂,同时综合利用菌丝体及次级代谢产物生产出更多的功能食品。发展和深化蝉花的人工培养具有非常广阔的市场前景。

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