铁皮石斛有效成分及药理作用的研究

周丽群

摘要：在民间，铁皮石斛一直被视为珍贵的中草药和保健食品，享有“药中黄金”之美誉。其主要的有效成分为多糖、菲类、联苄、精油、生物碱和其它化合物。现代多项研究表明， 铁皮石斛具有护肝、抗肿瘤、降血糖、胃溃疡保护和增强人体机体免疫力等功效。文章主要对铁皮石斛的有效成分及其药理作用的研究进展进行综述。

关键词：铁皮石斛;有效成分;多糖

中图分类号：R284.1                文献标识码：A

铁皮石斛是兰科石斛属多年附生草本植物，原产区主要分布于中国秦岭、淮河以南[1]。铁皮石斛作为一种公认的名贵中药，自古以来有“药中黄金”之称，现代医学研究表明铁皮石斛含有多糖、生物碱及酚类等多种化学成分[2-3]，具有护肝、抗肿瘤、降血糖、胃溃疡保护和增强人体机体免疫力等功效[4-5]。文章对近10来年铁皮石斛的主要有效化学成分及药理作用研究进展进行综述。

1 铁皮石斛的主要有效成分

迄今为止，在铁皮石斛中已有上百种化合物被分离出来，主要包括多糖、菲类化合物、联苄类化合物、糖和糖苷、精油、生物碱及其它化合物。

1.1多糖

多项研究表明铁皮石斛中含有的活性物质中最主要的是多糖。自1994年铁皮石斛多糖首次被提取和分析以来，多糖的提取、定量和定性分析以及药理学作用逐渐成为铁皮石斛的研究重点。

1.1.1 多糖的提取

通常有三种方法可分离提取铁皮石斛多糖（DOP）：溶剂法（通过酒精沉淀法提取），生物法（酶提取法）和物理法（微波提取和超声波提取）[6-7]，其中溶剂法最为流行。基于传统的水浸提方法提取铁皮石斛的多糖，该工艺耗时长，能耗高，还难以萃取其中的不溶性物质;微波辅助萃取是较新发展起来的萃取方法，该法具有提取效率高、耗时少、活性成分损失少等优点。铁皮石斛多糖粗提取物中存在一些脂质、蛋白质等其他杂质，多糖分离后还需要用离子交换色谱法，凝胶过滤色谱等方法进一步纯化[8]。

1.1.2 多糖的分析

干燥铁皮石斛中多糖含量最高[9]，且不同部位的多糖含量差别显著： 根<下茎<上茎<中茎[10]。不同加工方法多糖含量也不同：自然干燥<真空冷冻干燥<真空干燥<热风干燥[11]，此外多糖含量还与产地、生长年限、是否野生或者人工栽培等因素有关。因此，准确测定不同来源的铁皮石斛中的多糖含量很有必要。

当前用于 DOP 含量测定的方法有多种，但应用最广泛的是苯酚-硫酸法，其原理是先借助强硫酸将多糖水解成结构相对简单的单糖，然后生成糠醛化合物，使之与蒽酮或苯酚生成有色化合物，再让其在最大吸收波长（490 nm 左右，可见光区）下进行定量分析[12]。

研究其生物活性，除了定量分析，更重要的是进一步对 DOP 成分进行结构分析，由于铁皮石斛中的多糖是生物大分子，且结构相对复杂，目前对多糖进一步分析其结构存在较大的难度。目前傅里叶变换红外光谱仪（FT-IR）、气体色谱-质谱仪（GC-MS）核磁共振波谱（13CNMR）等已用于分析多糖中单糖残基类型，组成比例以及糖苷键位的关系[13]。王琳炜等[14]通过相对传统的溶剂法提取霍山铁皮石斛中的 DOP，分离纯化得到铁皮石斛多糖组分 DOPA-1，进一步对其定性分析，结果显示单糖组成为半乳糖、葡萄糖和甘露糖，同时发现其物质的量比为 0.27∶0.42∶1。此外，龚庆芳等[15]的研究发现，除了半乳糖、葡萄糖和甘露糖外，DOP 的单糖还包括阿拉伯糖。其摩尔比为1.51∶31.83∶3.28∶ 1.00。Luo 等[16]研究还发现 多糖由半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖、甘露糖组成，摩尔比为0.12.1∶2.3∶6.2。 迄今为止的研究发现铁皮石斛中的多糖主要包含甘露糖、葡萄糖和半乳糖等，但各研究报道的多糖具体组成及含量比存有一定差异，主要原因是原材料的产地、多糖提取及提纯方法不同。

1.2 菲類和联苄类化合物

目前已有多种菲类化合物从铁皮石斛中被分离出来，此外还分离出多种倍半萜类、联苄类、毛兰素等化学成分。这些化学成分明显抑制HepG2和Huh7（人类肝癌细胞）的体外繁殖[17]，在人黑色素瘤A375和肝癌Be17402体内肿瘤形成试验中，其还显示出抑制血管的形成的能力[18]。除此之外这些菲类化合物和联苄类化合物还具有抗炎、增强人体巨噬细胞的吞噬能力、促进淋巴细胞合成等药理作用。

1.3 生物碱

生物碱是人们最先从石斛中分离出来的化合物，早在1932年陈克恢等人首次分离并测定金钗石斛生物碱，并测定其含量0.52%[19]。该石斛碱后来被证明是金钗石斛所特有[20]。据报道，铁皮石斛中分离出来的生物碱属于萜类吲哚生物碱（TIA），总含量约为0.02%[21]。迄今为止有关铁皮石斛单一组分的生物碱的分离和鉴别研究鲜有报道。

1.4 精油

人们已经从铁皮石斛茎和叶中分离出数十种精油成分，主要为柠檬烯、反-2-己烯醛、己烯醇等。铁皮石斛茎中柠烯精油含量为9.15%，叶中柠檬烯相对含量最丰富，高达38.00%[22]。在多种肿瘤细胞系的体外研究中表明柠檬烯具有显著的抑癌特性[23];此外Hammond等研究表明反-2-己烯醛具备一定的细菌和真菌抑制作用，表明铁皮石斛可能还有抑制细菌和真菌的作用[24]，这有待于进一步研究证实。

1.5 其他

除上述成分外，铁皮石斛中还有人体必需的氨基酸，富含铜、铁、锌、钙、钾及镁等人体必需的微量元素，且上述微量成分的含量均高于其它中草药的含量。此外人们还在铁皮石斛中检测到苯酚、酸、酯、酰胺和其他化学成分[25-26]，这些成分具体的药理作用有待于将来进一步研究和发现。

2 铁皮石斛的药理作用

2.1 抗肿瘤作用

铁皮石斛的提取物抗肿瘤活性已被广泛研究和报道。在体外试验中，如可以在一定程度上抑制HepG2（人肝癌）、HelaS3（宫颈癌）、HCT-116（结肠癌）等多种肿瘤细胞株的增殖[27];林丽珍[28]等研究还发现，铁皮石斛中的DOP对小白鼠Lewis肺癌表现出较为明显的抑制肿瘤效果，其对肿瘤抑制率为8.5%～18.3%（P > 0.05）;同时，小鼠脾淋巴细胞转化率和血清溶血素含量明显提升（P <0.05）。葛颖华等[29]在研究中发现，两个多糖组分PDOP-1和DOP-2能显著促进脾细胞增殖，增强NK细胞介导的细胞毒性，并增加巨噬细胞的吞噬能力和一氧化氮的产生（P <0.05），研究结果提示铁皮石斛的抗癌作用可能与其改善免疫系统活性有关。

2.2 护肝作用

多个临床试验表明，铁皮石斛具有一定的保护肝脏的作用。含有的多种多糖能促进血清TG和TC的代谢[30]，同时增加肝脏乙醛脱氢酶（ALDH）和乙醇脱氢酶活动，加快酒精及其代谢物排泄，减少酒精对肝脏的损伤[31]。此外，铁皮石斛还能降低乙肝患者丙氨酸氨基转移酶（ALT）、天冬氨酸转氨酶（AST）的水平，提高乙肝患者HBV-DNA（病毒基因）的转阴率[32]，但铁皮石斛改善慢性乙肝患者肝功能的具体活性成分和机制有待于进一步的研究。

2.3 降血糖的作用

随着糖尿病患病率的日趋增高，铁皮石斛在降血糖方面的作用越来越引起人们的关注。研究表明铁皮石斛不会改变正常小鼠体内胰岛素和血糖的水平，但在四氧嘧啶诱导下可促进糖尿病小鼠中血清胰岛素水平的升高[33]。铁皮石斛能降低空腹血糖（FBG）和糖基化血清蛋白（GSP）。此外，DOP减弱了氧化应激在肾脏和肝脏中的发生，增强了抗氧化酶的活动，提示铁皮石斛极有可能会促进胰岛素分泌，通过调节血脂平衡和抗氧化活性来發挥降血糖作用[34]。

2.4 胃溃疡的保护作用

铁皮石斛对由60%的乙醇-盐酸溶液导致的胃损伤有一定的预防保护作用，用200 mg / kg的铁皮石斛对Sprague-Dawley大鼠胃内给药，用两周后与对照组相比，剂量组胃酸分泌物减少，IL-6和TNF-P 细胞因子水平较低。通过建立由冷水浸泡引起易怒性胃溃疡模型和40 mg / kg的吲哚美辛管饲诱导的化学性胃溃疡模型，计算溃疡指数（根据Guth标准评分法），研究发现鲜榨铁皮石斛汁能明显降低易怒性和溃疡指数（P <0.01）[35-36]。然而，胃溃疡被证实为慢性病，长期服用铁皮石斛治疗胃溃疡安全性有待于进一步研究。

2.5 其他

除了上述药理作用，铁皮石斛还具有降血脂和降血压作用。在ApoE-/-小鼠体内，铁皮石斛溶液可以降低血清中TG，TCHOL和LDL-C的水平。同时它还可以减少动脉粥样硬化斑块的面积[37]。研究显示铁皮石斛中的多糖（DOP）使中风倾向性自发性高血压（SHRsp）大鼠的生存天数延长和生存率提高[38]。此外，铁皮斛还被用来治疗泪腺和唾液腺损伤导致的干燥综合征。

3 结语

铁皮石斛作为最著名的物种之一，长期以来一直被视为珍贵的草药，是民间使用的保健食品。随着人们对民族药理学的探索兴趣增加，越来越多铁皮石斛生物活性成分及其药理作用机制被研究发现[39]。虽然野生铁皮石斛的资源较匮乏，但随着人工栽培和有效成分提取技术的进步和快速传播，产量不再是瓶颈，铁皮石斛的药用价值和保健功效也将更好地开发和利用。

（责任编辑：陈之曦）

参考文献：

[1]高正华，杨冰勋，陈立钻.铁皮石斛研究进展[J].中国现代应用药学杂志，2008，25（8）：692-695.

[2]罗镭，祝明，陈立钻，等.铁皮石斛化学成分的研究[J].2013，48（19）：1681-1683.

[3] 林平发. 铁皮石斛化学成分及其药理作用研究进展[J]. 海峡药学，2014（12）：40-42.

[4]吕圭源，颜美秋，陈素红.铁皮石斛功效相关药理作用研究进展[J].中国中药杂志，2013，38（4）：489-493.

[5]Luo Q L，Tang Z H，Zhang X F， et al.Chemical properties and antioxidant activity of a water-soluble polysaccharide from Dendrobium officinale[J].International Journal of Biological Macromolecules： Structure， Function and Interactions，2016，89：219-227.

[6]廖霞，王莹，黄大川， 等.微波辅助酶法提取铁皮石斛多糖的工艺[J].食品安全质量检测学报，2020，11（1）：43-48.

[7]宁娜，韩建军，石勇， 等.铁皮石斛多糖提取工艺研究进展[J].山东化工，2019，48（19）：56，59.

[8]王丽霞，刘孟宗，王芳， 等.铁皮石斛多糖提取及抗氧化活性研究[J].中国食品添加剂，2019，30（2）：85-90.

[9] Xing X， Cui S W， Nie S， et al. Study on Dendrobium officinale O-acetyl-glucomannan （Dendronan）： part I. Extraction， purification， and partial structural characterization. Bioactive Carbohydrates and Dietary Fibre. 2014;4（1）：74–83.