龚道锋,王甫成,纪东汉,张蕾 (亳州职业技术学院药学院,安徽 亳州 236800)
中药半夏化学成分及其药理、毒理活性研究进展
龚道锋,王甫成,纪东汉,张蕾(亳州职业技术学院药学院,安徽 亳州 236800)
[摘要]从半夏化学成分、药理与毒性活性及活性成分进行综述,为进一步对半夏的鉴别、炮制、临床安全用药提供线索及参考。
[关键词]半夏;化学成分;药理活性
半夏为天南星科植物半夏Pinellia ternata (Thunb.)Breit.的干燥块茎,具有燥湿化痰,降逆止呕,消痞散结等功效,用于湿痰寒痰,咳喘痰多,痰饮眩悸,风痰眩晕,痰厥头痛,呕吐反胃,胸脘痞闷,梅核气;外治痈肿痰核[1]。因其在中医临床配伍使用量大,正品半夏极为紧缺,故市场上伪品较多。半夏为《医疗用毒性药品管理办法》中规定的毒性中药品种之一,误服半夏生品或鲜品可导致唇舌、喉咙肿胀,严重者甚至引起死亡。现对其化学成分及其药理毒理活性的研究进展进行综述,为进一步对半夏有效成分及其伪品鉴别方面的研究提供参考,保证临床应用半夏的安全有效。
1化学成分研究进展
2005年以前对半夏的化学成分做了大量的研究,发现半夏含半夏淀粉75.74%、生物碱、β-谷甾醇、葡萄糖苷、脂肪酸、无机元素、半夏、胡萝卜苷、草酸钙、半夏蛋白、氨基酸、胰蛋白酶抑制物、胆碱等[2]。其中,氨基酸计16种,有天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、精氨酸、赖氨酸等[3];多种脂肪酸如棕榈酸、硬脂酸、油酸、α- 亚麻酸、β- 亚麻酸等[2]。无机元素现计18种,有A1、Fe、Ca、Mg、K、Na、Ti、Mn、 P、Zn等[3];生物碱类,如左旋盐酸麻黄碱等[2];及挥发油成分,运用毛细管气相色谱分离、质谱法鉴定出65个成分。其中,一些获得率较高的物质具有生理活性,如茴香脑等[4]。
近十年,随着分离与检测分析设备发展与更新,在半夏化学成分的研究上也取得了一定的进展。2005年何萍等[5]从半夏乙醇提取物的石油醚萃取部分分离鉴定了6 个化合物:豆甾-4-烯-3-酮(stigmast-4-en-3-one)(Ⅰ), 环阿尔廷醇(cycloartenol)(Ⅱ), 5α, 8α-桥二氧麦角甾-6, 22-双烯-3-醇(5α, 8α-epidioxyergosta-6 , 22-dien-3-ol)(Ⅲ),β-谷甾醇-3-O-β-D-葡萄糖苷-6′-O-二十烷酸酯(β-sitosterol-3-O-β-D-glucoside-6′-eicosanate)(Ⅳ),α-棕榈精(α-monpalmitin)(Ⅴ),β-谷甾醇(β-sitosterol)(Ⅵ)。经MTT 实验表明:化合物Ⅲ对人肿瘤细胞株HCT-8,Bel-7402,BGC-823,A549,A2780具有一定抑制作用。结论:化合物Ⅰ~Ⅳ均为首次从该植物中分离得到,其中化合物Ⅱ为首次从该属植物中分离得到的三萜类化合物。
2007年,杨虹等[6]采用硅胶柱及SephadaxLH-20凝胶柱色谱法, 运用波谱方法确定结构。结果首次从半夏中分离得到为大黄酚、正十六碳酸-1-甘油酯、octadeca-9、12-dienoicacidethylester、onogalactosyldiacyglycerol、3-O-(6′-O-棕榈酰基-β-D-吡喃葡萄糖基)豆甾-5-烯、1, 6:2, 3- dianhydro-β-D-allosep,邻二羟基苯酚等7种化合物。
2013年,张之昊等[7]用多种色谱技术进行分离纯化,通过理化性质和波谱数据鉴定其化学成分的结构,对半夏乙醇提取物的化学成分进行分离鉴定,从半夏乙醇提取物中分离鉴定了9个化合物,分别为:尿嘧啶(1)、5'-硫甲基-5'-硫代腺(2)、腺苷(3)、大黄酚(4)、5-羟甲基糠醛(5)、烟酰胺(6)、(2S)-1-O-(9Z,12Z-十八烷二烯基) -3-O-β-半乳糖基甘油(7)、胡萝卜苷(8)、β-谷甾醇(9)其中,化合物2、6、7为首次从该植物中分离得到。
半夏化学成分众多,对其进一步的药理及毒理研究带了很大的研究难度,因而从化学成分大类的活性特点,结合其中药功效特点进行活性成分的筛选是较为合理的途径,但以化学成分的含量多少作为鉴别半夏质量差异,不能准确表明其临床用药价值。
2药理活性研究进展
2.1抗肿瘤作用
半夏对治疗食道癌、胃癌、舌癌、上颌窦癌及皮肤癌、恶性淋巴癌具有较好的疗效,体外培养肿瘤细胞实验也表明。半夏提取物对腹水型肉瘤、肉瘤-180、实验性小鼠宫颈癌-14、肝癌实体型及Hela细胞、JTC-26体外实验均有一定的抑制作用,而对正常细胞完全没有抑制作用[8]。陆跃鸣等[9]发现半夏各炮制品总生物碱对慢性髓性白血病细胞(K562)有生长抑制作用,其中以矾半夏抗K5625肿瘤细胞生长作用最强,且炮制后半夏毒性下降而生物活性增强。2005年何萍等[5]对半夏的有效成分进行分析,发现5α, 8α-桥二氧麦角甾-6, 22-双烯-3-醇(5α, 8α-epidioxyergosta-6 , 22-dien-3-ol)可能为半夏抗肿瘤作用的有效成分之一。
近年来的研究表明半夏总蛋白具有抗肿瘤作用。朱铭伟等发现半夏的总蛋白能抑制卵巢癌细胞,且对人脐带血干细胞却没有明显的毒副作用[10]。付芸等发现半夏蛋白中30%硫酸铵沉淀部分对Bel-7402细胞生长具有明显抑制作用[11]。范卫东等在此基础上,从新鲜半夏块茎中分离纯化出一种具抗肿瘤作用的蛋白APPT,发现其通过抑制肿瘤细胞DNA合成的起始进而阻止肿瘤细胞增殖而不是诱导细胞凋亡,从而明显抑制载瘤小鼠中肿瘤的生长。
2.2止咳作用
半夏对电刺激猫喉上神经或胸腔注射碘液引起的咳嗽具有明显的一直作用,起作用发生在给药后30min,药效能维持5h以上,但其止咳作用比可待因作用稍弱[12]。生半夏和清半夏的混悬液给氨熏所致咳嗽的小白鼠灌胃,有明显的止咳效果,两种半夏的止咳率分别为60%、53.3%[13]。曾颂等对半夏及其炮制品中生物碱、多糖、有机酸等3种主要成分,运用小鼠镇咳、祛痰药理模型评价半夏镇咳祛痰的成分与效应之间的关系,结果发现其关联度大小排序依次为:生物碱>多糖>有机酸,初步认为半夏中总生物碱与镇咳祛痰作用有效成分[14]。另有研究表明,连续给予姜半夏可抑制矽肺的形成,使肺重量减低,减少肺的胶原含量,使病理变化减轻[15]。
2.3对胃肠道的作用
吴皓等[16]发现姜矾半夏和姜煮半夏均可减缓大白鼠肠胃运动,而生半夏能明显抑制大白鼠胃液中前列腺素PGE2的含量,从而导致胃粘膜较大程度(70%)损伤,明显促进肠胃运动则。这与生半夏致吐泻、胃腹灼痛等毒性作用及炮制后和胃降逆止呕的功效极为对应。王蕾等[17]发现半夏生物碱对顺铂、阿朴吗啡致水貂呕吐均有抑制作用,其止吐机制为通过抑制中枢止呕,但其化学结构及作用于何种受体发挥止吐作用有待进一步研究,其对硫酸铜及运动病所致呕吐无效。
2.4抗炎作用
半夏总生物碱对二甲苯致小鼠耳廓肿胀、醋酸致小鼠毛细血管通透性的增加以及大鼠棉球肉芽肿的形成等炎症模型均有明显的对抗作用,为半夏抗炎作用的主要有效部位之一,且此作用部位是与炎症因子PGE2的产生和释放受抑制有关[18]。
3毒理活性及机制研究进展
半夏的毒性主要表现为对粘膜的强烈刺激,半夏生品粉末腹腔注射可使小鼠腹腔毛细血管通透性增加,渗出液中炎症介质PGE2含量显著增加,显示半夏的刺激性毒性作用可能是一种接触性刺激后产生的强烈炎症反应。
钟凌云[19]对半夏刺激性毒性作用进行研究,通过对半夏生品的急性毒性试验研究发现半夏草酸钙和蛋白结合而成的草酸钙针晶能引起家兔眼部的强烈水肿和充血,是引起半夏刺激性毒性的主要物质,并进一步的研究发现半夏草酸钙针晶极细长具针尖末端、倒刺及凹槽的特殊结构为针晶刺破粘膜细胞提供基础条件,而经炮制过的姜半夏和法半夏中草酸钙针晶含量明显减少,其针晶细微结构被破坏,没有针晶状末端和凹槽、倒刺等特殊结构,其毒性刺激性明显降低。
赵腾斐[20]研究发现半夏毒性针晶、凝集素蛋白均可诱导巨噬细胞释放大量炎症因子,巨噬细胞可吞食半夏毒性针晶,凝集素蛋白可致巨噬细胞明显肿大,最终导致细胞膜破损,细胞死亡。在此研究的基础上进一步的研究表明,半夏凝集素蛋白刺激巨噬细胞导致炎症的机制是促使细胞浆内静息NF-kB的二聚体P65转位至细胞核中,激活NF-KB信号通路,从而导致炎症的发生;抑制Caspase8相关的细胞凋亡且同时激活RIP3相关的氧化应激反应,促使巨噬细胞释放大量ROS导致程序性坏死,加重炎症反应程度,而生姜总姜辣素可显著降低半夏毒性针晶导致的巨噬细胞TOF-α释放增加,具有拮抗半夏致炎效应的作用。
4结语
对半夏的化学成分及其活性研究已取得了较大的进展,特别是半夏止咳、止吐等中药功效及其刺激性毒性均已发现其物质基础及作用机制,但没有相应的定性与定量标准来进一步规范其中药材及饮片质量。其优良的抗癌活性也进行了大量的研究,但是缺乏进一步有毒及有效成分的结构及含量测定方面的研究,对其在制剂开发和临床应用等方面的研究需进一步的加强。
[参考文献]
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典一部[S].北京:中国医药科技出版社,2010:110~111.
[2]杜贵友,方文贤.有毒中药现代研究与合理应用[M]. 北京:中国中医药出版社,2000:13~413
[3]李先端,胡世林,杨连菊.半夏类药材氨基酸与无机元素分析[J].中国药学杂志,1990,15(10):37~38.
[4]王锐,倪京满,马蓉.中药半夏挥发油成分的研究[J].中国药学杂志,1995,30(8):457~459.
[5]何萍,李帅,王素娟,等.半夏化学成分的研究[J].中国中药杂志,2005,30(9):671~674.
[6]杨虹,俞桂新,王峥涛,等.半夏的化学成分研究[J].中国药学杂志,2007,42(2):99~101.
[7]张之昊,戴忠,胡晓茹,等.半夏化学成分的分离与鉴定[J].中药材,2013,36(10):1620~1622.
[8]杨今祥.抗癌中草药制剂[M].北京:人民卫生出版社,1981:88.
[9]陆跃鸣,吴皓,王耿.半夏各炮制品总生物硷对慢性髓性白血病细胞(K562)的生长抑制作用[J].南京中医药大学学报,1995,11(2):84~85.
[10]朱铭伟,周抗美,丁声颂.掌叶半夏总蛋白对卵巢癌细胞株及人脐血造血细胞的作用[J].上海医科大学学报,1999,26(6):455~458.
[11]付芸,黄必胜,李娟,等.半夏蛋白抗肿瘤活性组分的提取分离[J].中国中医药信息杂志,2007,14(1):45~46.
[12]黄庆彰.中药的镇咳作用半夏与贝母[J].中华医学杂志,1954(5):325.
[13]中医研究院中药研究所.半夏炮制前后药效的比较[J].中草药,1985,16(4):21.
[14]曾颂,李书渊,吴志坚,等.半夏镇咳祛痰的成分-效应关系研究[J].中国现代中药,2013(6):452~455.
[15]王光德,杨旭东.半夏的药理[J].国外医学:中医中药分册,1985(5):24.
[16]吴皓,蔡宝昌,荣根新,等.半夏姜制对动物胃肠道功能的影响[J].中国中药杂志,1994,19(9):535~537,574.
[17]王蕾,赵永娟,张媛媛,等.半夏生物碱含量测定及止呕研究[J].中国药理学通报,2005,21(7):864~867.
[18]周倩,吴皓.半夏总生物碱抗炎作用研究[J]. 中药药理与临床,2006,22(3/4):87~89.
[19]钟凌云.半夏刺激性毒性成分、炮制减毒机理及工艺研究[D].南京:南京中医药大学,2007.
[20]赵腾斐.半夏毒性作用机制及生姜解半夏毒的研究[D]. 南京:南京中医药大学,2013.
[编辑]一凡
[引著格式]龚道锋,王甫成,纪东汉,等. 中药半夏化学成分及其药理、毒理活性研究进展[J].长江大学学报(自科版),2015,12(18):77~79.
[文献标志码]A
[文章编号]1673-1409(2015)18-0077-03
[中图分类号]R931.4
[作者简介]龚道锋(1983-),男,硕士,讲师,主要从事中药炮制及制剂工艺研究,piao1029@126.com。
[收稿日期]2015-03-13 安徽省高等学校省级自然科学研究项目(KJ2013B156);安徽省高等学校教学质量与教学改革工程特色专业建设项目(20101458)。