新兽药紫锥菊根主要活性成分和生理作用分析

李美娣 冯宝仪 武 力广州华农大实验兽药有限公司 广州五山 510642

新兽药紫锥菊根主要活性成分和生理作用分析

李美娣 冯宝仪 武 力*广州华农大实验兽药有限公司 广州五山 510642

紫锥菊根富含菊苣酸、单咖啡酰酒石酸、挥发油、多酚类等活性成分，具有抗炎、抗病毒、提高免疫增强的药理作用，在畜禽绿色养殖方面具有广阔的应用前景，本文从紫锥菊根主要活性成分和生理作用进行分析，为紫锥菊根新兽药的应用提供理论支撑。

紫锥菊根 活性成分 药理作用 生理作用

我国具有丰富的中兽药资源优势和扎实的研究基础，其中包括如黄芪、人参等具有提高免疫功能的中兽药的研究。在实际养殖过程中，中兽药的使用，以提高畜禽的免疫功能为目的，可防治免疫抑制性疾病的困扰，提高疫苗免疫效果，是保证我国养殖业健康、快速、稳定发展的首要选择。

1 紫锥菊的生物学特性

紫锥菊（Echinacea pupurea（L.）Moench.）属于菊科（Compositae）紫锥菊属（Echinacea）多年生草本植物，原产美国中东部和加拿大南部地区［1］。由于其具有较强的免疫强化及抗炎作用而被广泛重视［2-3］。欧洲许多国家以及大洋洲的新西兰和澳大利亚都引种栽培［4-5］。目前已成为国际市场需求量最大的植物药材之一。据美国Whole Food杂志报道，1995-1997年该植物在美国草药市场销售额排列榜上连续三年居第一。该属共有8种及数个变种［1，6-7］，现在已开发药用的有紫锥菊、狭叶紫锥菊（Echinacea angustifolia DC.）和白紫锥菊（Echinacea pallidaNutt.）三种。我国近年也有引种报道［8-9］。紫锥菊的研究文献较多，主要集中在药理学［10-11］、植物化学［12-13］、栽培学［14］等方面。紫锥菊在西方应用广泛，是闻名世界的“免疫”草药，具有突出的抗感染与免疫促进作用，可通过刺激机体的免疫系统而增强机体对细菌和病毒感染的抵抗力。

2 紫锥菊的主要活性成分

紫锥菊主要入药部位为地下部分（根、根茎）、茎或地上部分，主要含有多糖、咖啡酸衍生物、挥发油、多聚炔、烷基酰胺和类黄酮等多类成分［15］，是良好的免疫调节剂和刺激剂，可治疗伤风感冒、发炎、风湿病和咽喉肿痛，是迄今为止世界上发现的极少数具有免疫力增强和抗炎双重作用的植物药之一，具有广泛的治疗范围和稳定的疗效［15-17］。紫锥菊属提取物（紫锥菊地上部分、紫锥菊根、狭叶紫锥菊根等）、制剂销售额多年名列榜首，在欧美受到极大关注，目前国外约有300种紫锥菊或其复方制剂用于临床，紫锥菊制剂在全球范围内有日益普及的趋势。紫锥菊引入我国以来，该植物逐步被认为与传统抗病毒免疫增强中药黄芪具有相似的作用，在抗病毒中草药中广泛应用。

近年来，在我国北京、上海、南京、湖南、安徽等地相继引种成功，也进行了相关的研究。华南农业大学在华南地区成功引种紫锥菊后，对其农业性状和生物学进行了系统深入的研究，为开展南方种植的紫锥菊入药部位的深入研究和应用推广提供了科学的资料和较好的资源。

紫锥菊原产美洲，是印第安人的传统草药，被用作治疗外伤、蛇咬、头痛及感冒已有上百年历史［18］。Bauer（1989）［19］对紫锥菊内咖啡酸的分析研究表明，紫锥菊有效成分主要集中在根部，紫锥菊地上部分及其根的乙醇提取物中都含有咖啡酸类衍生物。紫锥菊根含有0.6%～2.1%的咖啡酸衍生物，主要包括菊苣酸（cichoric acid）、咖啡酰酒石酸（caftaric acid）、咖啡酸（caffeic acid）和绿原酸（chlorogenic acid），其中菊苣酸是集中在根部的主要的咖啡酸衍生物。经过研究表明，紫锥菊根部含有0.01%～0.04%氨基醇，主要为2，4-双烯、十二碳-2E，4E，8Z-10E/ Z四烯酸异丁酰胺同分异构体的混合物，采用HPLC法测得该混合物的含量为0.004%～0.0395%［10，19-21］。研究指出，异丁酰胺在紫锥菊根中的含量非常高，通常会引起麻刺感或舌麻等局部反应，可抑制花生四烯酸代谢成炎性前列腺素，从而发挥抗炎效果［22］；烷基酰胺含量随着紫锥菊生长周期发生变化，通常地上部分含量会随着植物的生长逐渐下降，而根部含量则随着植物生长逐渐增多［23］；根部含有的烷基酰胺类化合物具有不同的结构，而地上部分含有的烷基酰胺类化合物则为类似结构的化合物［24］；研究指出，紫锥菊根含有9种烷基类物质，Mohammd等［25］（2002）用GC-MS分析紫锥菊根的甲醇提取物，检测出11种脂溶性成分。另外，紫锥菊根部还含有多聚炔衍生物、多糖（果聚糖）、糖蛋白（其中64%～84%的优势糖为阿拉伯糖，1.9%～5.3%半乳糖，6%葡萄糖胺）、超过0.2%挥发油（如丁香烯、蛇麻烯、丁香烯环氧化物）［6，19，26-29］。

与狭叶紫锥菊和白紫锥菊相比较，紫锥菊根还含有毛蕊花苷（verbascoside，又名阿克苷）特征性成分，但不含有咖啡酸衍生物——松果菊苷（echinacoside），狭叶紫锥菊根和白紫锥菊根中则含有较高含量的松果菊苷（echinacoside）［30-31］，狭叶紫锥菊根主要含有咖啡酰奎尼酸（cynarin），淡紫锥菊根的特征性化合物为松果菊苷（echinacoside）。

3 紫锥菊根与紫锥菊地上部分的成分及生理差异

紫锥菊地上部分（aerial parts）主要成分包括咖啡酰酒石酸（caftaric acid）、绿原酸（chlorogenic acid）、咖啡酸、菊苣酸，以及咖啡酰奎尼酸（cynarin）、松果菊苷（echinacoside）和烯类等［32-33］，但烷基酰胺类化合物含量较低。

与紫锥菊地上部分相比较，紫锥菊根不含有松果菊苷，其主要成分为菊苣酸（1R，3R-双咖啡酰基酒石酸）、咖啡酸（单咖啡酰基酒石酸），这些活性成分在促进吞噬作用方面发挥着重要的作用，其中菊苣酸也是紫锥菊地上部分的主要活性成分［29］。菊苣酸在新鲜紫锥菊花和根中的含量丰富，分别为1.2%～3.1%和0.6%～2.1%，而在叶及茎中含量较低。

紫锥菊的药用部位主要为根和根状茎，其主要活性成分集中在此。李鹏等［34］（2007）通过对紫锥菊药用部位的结构及其与多酚类化合物积累关系的比较研究，结果显示，紫锥菊根和根状茎的结构类似一般多年生草本植物，薄壁细胞是紫锥菊药用部位多酚类化合物的分布储存场所，多酚类化合物在根中主要分布于皮层和韧皮部，其中有特殊的分泌道存在，是挥发油合成和存储的主要场所。

紫锥菊活性成分主要集中在根部，具有较好的免疫活性，是当前全球用得最多的免疫调节剂和免疫刺激剂。研究表明，紫锥菊根的乙醇提取物对粒细胞的吞噬功能具有一定的促进作用，在1.0×10-4mg/mL的质量浓度下，粒细胞的吞噬功能较对照组高33%，在体外表现出多种免疫调节作用。

菊苣酸是紫锥菊根中的主要活性成分，在紫锥菊不同部位中的含量为0.6%～3.1%，其中紫锥菊根菊苣酸含量为0.6%～2.1%。研究表明，菊苣酸具有刺激吞噬作用的活性，可抑制透明质酸酶，并能保护胶原蛋白不受可导致降解的自由基影响［35］。近来的研究还表明，菊苣酸具有抑制艾滋病病毒HIV-1和HIV-1整合酶的作用。

Wolfram等［36］（1999）使用紫锥菊喂马后结果显示，紫锥菊可提高嗜中性粒细胞的嗜菌能力及外周淋巴细胞的数量，有效刺激马的免疫活性；将紫锥菊作为饲料添加剂喂鸡，可明显增加鸡体重，并降低球虫感染。Sadigh等通过给小鼠口服紫锥菊后，其γ-球蛋白、WBC、嗜中性粒细胞和单核细胞计数及免疫活性显著增强。另外，紫锥菊对细胞色素P450 3A活性具有明显的诱导作用。

紫锥菊根含有的阿拉伯糖、半乳聚糖等糖蛋白可剂量依赖性地刺激巨噬细胞的吞噬功能，还可刺激活化的巨噬细胞分泌β2-干扰素［37］。Sun等发现紫锥菊根提取物能明显提高正常雄性大鼠的NK细胞与单核细胞数量。紫锥菊根含有的多糖成分可刺激小鼠B淋巴细胞的增殖，增强小鼠的体液免疫功能［38］。Wager［32］（1981）等通过研究指出，紫锥菊根中含有的高分子多糖成分具有免疫刺激作用，能够刺激单核淋巴细胞的增殖和巨噬细胞的活性，使巨噬细胞释放肿瘤坏死因子（TNF）、白细胞介素（IL-1、IL-6）和干扰素β-2（IFNβ-2）。紫锥菊的多糖部分能刺激巨噬细胞的吞噬功能；刺激T淋巴细胞增殖；溶血空斑试验表明能显著增加空斑数目，因而能显著增强体液免疫功能；VSV感染试验表明具有弱的干扰素样的作用，可抑制病毒生长。

研究表明，紫锥菊根多糖成分还具有抗真菌的效果，如指（趾）间表皮癣菌、念珠菌等，紫锥菊根提取物（1∶1 000）可完全抑制指（趾）间表皮癣菌的生长，紫锥菊根含有的多糖对念珠菌感染具有抑制作用。

紫锥菊在北美和欧洲曾作为传统抗炎药物使用，北美印地安人用于治疗外伤、牙痛、蛇咬伤和脓毒血症。西方国家用于防治上呼吸道疾病（感冒、流感等）、皮肤病（粉刺、疖、痔疮和创伤）、过敏性疾病（哮喘）以及喉部疼痛等症。紫锥菊的根含有较多量（0.004%～0.0395%）的多元不饱和异丁基酰胺，是一种局部麻醉剂，同时具有免疫调节功能，可阻止病原体引起的炎症，表现出较强的抗炎活性，可用于防治细菌感染。另外，在一项对照双盲试验中证明紫锥菊根的乙醇提取物对感冒病人有治疗效果，提高疾病恢复速度。

紫锥菊根中含有的高分子量多糖如阿拉伯糖、半乳聚糖等能够刺激巨噬细胞而发挥抗炎活性。据报道，紫锥菊提取物对金黄色葡萄球菌、B族链球菌、克雷伯杆菌和表皮葡萄球菌均有不同程度的抑制作用，其临床抗菌效果、作用机理可能与其免疫刺激活性有关。Canlas等［39］（2010）报道指出，紫锥菊提取物可抑制寄生虫在体内增殖，对寄生虫感染引起的炎症具有较好的控制效果。

紫锥菊根还含有挥发油，如蛇麻烯、龙脑、香草醛等，具有驱虫的效果。紫锥菊可通过刺激巨噬细胞产生肿瘤坏死因子、白介素、干扰素等杀灭肿瘤细胞。Abdul等报道指出，紫锥菊能明显降低苄丙酮香豆素的血浆浓度；Miller［40］（2005）报道指出，紫锥菊根含有的某些成分还具有抗衰老和抗癌的作用。

综上所述，紫锥菊根富含菊苣酸、单咖啡酰酒石酸、挥发油、多酚类等活性成分，具有抗炎、抗病毒、提高免疫增强的药理作用，在畜禽绿色养殖方面具有广阔的应用前景。

［1］ McGregor R L.The taxonomy of the genus Echinacea（Compostae）［J］.Univ Kansas Sci Bull，1968，48：1-13.

［2］ Wacker A，Hilbig W.Virus inhibition by Echinacea purpurea［J］.Planta Med，1978，33（1）：89-102.

［3］ Bauer R.Against snake bites and influenza use and components of Echinacea angustifolia and Echinacea purpurea［J］.Dtsch Aporhzty，1982，122（45）：2320-2323.

［4］ Galambosi B.Introduction of Echinacea purpurea and Leuzea Charthamoides into cultivation in Finland［J］. Acta Hort，1993，331：169-177.

［5］ Wills R B H，Stuart D L.Alkylamide and cichoric acid levels in Echinacea Purpurea grown in Australia［J］. Food chem，1999，67（4）：385-388.

［6］ Kindscher K.Ethnobotany of purple coneflower（Echinacea angustifolia，a steracea）and other Echinacea species［J］.Econ B OT，1989，43：498-507.

［7］ 刘一兵.美国草药排行榜［J］.国外医药，1998，13（4）：188.

［8］ 肖培根.国际流行的免疫调节剂紫锥菊及其制剂［J］.中草药，1996，27（1）：46-48.

［9］ 窦德明，崔树玉，曹永智，等.引种紫锥菊有效成分菊苣酸含量研究［J］.中草药，2001，32（10）：987-988.

［10］ Bauer R，Remiger P，Wagner H，et al.Alkamides from the roots of Echinacea purpurea［J］.Phytochemistry，1988，27：2339-2342.

［11］ Burger R A，Torres A R，Warren R P，et al.Echinacea～ induced cytokine production by human macrophages［J］. Int J Immunopharmacology，1997（19）：371-379.

［12］ Perry N B，Klink J W V，Burgess E J，et al.Alkamide Levels in Echinacea Purpurea：Effect of Processing，Drying and storage［J］.Planta Med，2001，66：54-56.

［13］ Molgaard P，Johnsen S，Christensen P，et al.HPLC method validated for the simultaneous analysis of cichoric acid and alkamides in Echinacea purpurea plants and products［J］.J Agric Food Chem，2003，51（24）：6922-6933.

［14］ Li T S C.Echinacea：Cultivation and medicinal value［J］. HortTechnology，1998，8：122-129.

［15］ Bauer R，Wagner H.In economic and medical plant research［M］.New york：academic press，1991.

［16］ Hobbs C.the Echinacea handbook［M］.Portland：eclectic medical publications，1989.

［17］ Hobbs C.Echinacea：the immune herb!［M］.California：botanica press，1995.

［18］ Choffe K L，Murch S J，Saxena P K.Regeneration of Echinacea purpurea：induction of root organogenesis from hypocotyl and cotyledon explants［J］.Plant cell tiss org cult，2000，62：227-234.

［19］ Bauer R，Remiger P.TLC and HPLC analysis of caffeic acid［J］.Planta Med，1989，55：660.

［20］ Bohlmann F，Hoffmann H.Further amides from Echinacea purpurea［J］.Phytochemistry，1983，22（5）：1173-1175.

［21］ He xian-guo，Lin long-ze，Matthew W，et al.analysis of alkamides in roots and achenes of Echinacea purpurea by liquid chromatography-electrospray mass spectrometry［J］.J chromatogr，1998，815（A）：205-211.

［22］ Wagner H，Breu W，Willer F，et al.In vitro inhibition of arachidonate metabolism by some alkamides and prenylated phenols［J］.Planta Media，1989，55：566-567.

［23］ El-Gengaihi S，Shalaby A，Agina E，et al.Alkylamides of Echinacea purpurea L as influenced by plant ontogeny and fertilization［J］.J Herbs，species，Medicinal plants，1998，5：35-41.

［24］ Bauer R，Remiger P.TLC and HPLC analysis of alkamides in Echinacea drugs［J］.Planta mediaca，1989，55：367-371.

［25］ Mohammad H，Jessica F.GC-MS analysis of the lipophilic principles of Echinacea purpurea and evaluation of cucumber mosaic cucumovirus（CMV）infection［J］.Journal of pharmaceutical and biomedical analysis，2002，29：1053-1060.

［26］ Bauer R，Liersch R.Echinacea［M］//H ansel H，Keller R K，Rimpler H，et al（eds.）.Hagers Handbuch der Pharmazeutischen Praxis，5th ed.Vol.5.Drogen E-O. New York：Springer Verlag.1993：1-34.

［27］ ESCOP.Echinacea—Proposal for the Summary of Product Characteristics Monographs on the Medicinal Uses of Plant Drugs［M］.Exeter，U K：European Scientific Cooperative on Phytotherapy，1999.

［28］ Pietta P，Mauri P，Bauer R.MEKC analysis of different Echinacea species［J］.Planta Med，1998，64：649-652.

［29］ Bayer R.Content of cehinacoside in Echinacea roots of different origin［J］.Beitr zuechtungstorsch，1996，2（1）：64-67.

［30］ Mahady G，Fong H，Farnsworth N.Botanical Dietary Supplements：Quality，Safety and Efficacy［M］.The Netherlands：Swets and Zeitlinger，2001.

［31］ Bartram T.Bartram’s Encycl opedia of Herbal Medicine［M］.New York：Marlowe，2002.

［32］ Wager H，Proksch A.an immunistimulating active principle from Echinacea purpurea［J］.Z Angew Phytother，1981（2）：166-171.

［33］ Vimalanathan Selvarani，Kang Linda，Amiguet Treyvaud，et al.Echinacea purpurea aerial parts contain multiple antiviral compounds［J］.Pharmaceutical Biology，2005，43（9）：740-745.

［34］ 李鹏，宁熙平，吴鸿.紫锥菊药用部位的结构及其与多酚类化合物积累的关系［J］.中草药，2007，38（4）：606-610.

［35］ Soicke H，Al-hassan G，Gorler K.weitere kaffeesaure derivate aus Echinacea purpurea ［J］.Plants Med，1988，54：175-176.

［36］ Wolfram G，Hans-Helge M.A randomized controlled trial of the effect of fluid extract of Echinacea purpurea on the incidence and severity of cold and respiratory infection［J］.Clinical Studies，1999，106（2）：138-143.

［37］ Letting B，Steinmuller C.Macrophage activation by the polysaccharide arabinogalactan isolated from plant cell cultures of Echinacea purpurea［J］.Nat cancer inst，1989，81：669-675.

［38］ Stimel M，Proksch A，Wagner H，et al.Macrophage activation and induction of macrophase cytotoxicity by purified polysaccharide fractions from the planr Echinacea pupurea［J］.Infect immune，1984，46（3）：845-854.

［39］ Canlas J，Hudson J B，Sharma M，et al.Echinacea and trypanasomatid parasite interactions：growth-inhibitory and anti-inflammatory effects of Echinacea［J］.Pharm Biol，2010，48（9）：1047-1052.

［40］ Miller S C.Echinacea：a miracle herb against aging and cancer?Evidence in vivo in mice［J］.Evid based complement alternat med，2005，2（3）：309-314.

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1003-4331（2014）01-0013-04

李美娣（1981-），女，兽医师，博士研究生，主要从事新兽药研发及推广。

*通讯作者：武力（1970-），男，高级兽医师，博士。Tel：02085284886。