石菖蒲化学成分及其药理作用概述

梅婷婷，闫珺，陈晶

（1. 黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040；2. 黑龙江中医药大学附属第一医院，黑龙江 哈尔滨 150040）

石菖蒲为天南星科菖蒲属植物石菖蒲（Acorus tatarinowiiSchott）的干燥根茎。质硬，切面纤维性，类白色或微红色，有明显环纹及油点，主产于四川、湖北、湖南等地。《中华人民共和国药典》规定将树皮作为药用部位，性温，味辛、苦，归心、胃经，有开窍豁痰、醒神益智、化湿开胃等功效，可用于治疗神昏癫痫，健忘失眠，耳鸣耳聋，脘痞不饥，噤口下痢等［1］。石菖蒲又名昌本、菖蒲、昌阳、昌羊、尧时薤、尧韭、水蜈蚣等。《神农本草经》［2］将其列为上品，载其：“主风寒痹，咳逆上气，开心孔，补五脏，通九窍，明耳目，出音声。久服轻身，不忘，不迷惑，延年”。《名医别录》［3］载其：“主治痈疮，温肠胃，止小便利，四肢湿痹，不得屈伸，小儿温疟，身积热不解，可作浴汤。久服轻身，聪耳明目，益心智，高志不老”。《药性论》［4］载其：“治风湿瘕痹，耳鸣，头风，泪下，鬼气。杀诸虫，恶疮疥瘙”。《千金方》［5］载其：“胎动半产”“风癣有虫”，解“大戟毒”。《本草纲目》［6］载其：“心积伏梁（王好古）……治中恶猝死，客忤癫痫，下血崩中，安胎漏，散痈肿。捣汁服，解巴豆、大戟毒”。《本草再新》［7］载其：“止鼻血而散牙痈”。

孔圣枕中丹（《备急千金要方》）、涤痰汤（《济生方》）、菖蒲郁金汤（《温病全书》）、清心温胆汤（《古今医鉴》）、生铁落饮（《医学心悟》）、安神定志丸（《医学心悟》）、连朴饮（《霍乱论》）、开噤散（《医学心悟》）等都是含有石菖蒲的经典方剂。笔者对近年来石菖蒲化学成分及药理作用研究情况进行综述，为石菖蒲的进一步研究提供依据。

1 化学成分

石菖蒲化学成分主要可划分为苯丙素类、萜类等挥发油成分以及生物碱类、黄酮类、有机酸等非挥发性成分。

1.1 挥发油

《中华人民共和国药典》［1］规定，石菖蒲药材含挥发油含量不得少于1.0%（mL/g）；石菖蒲饮片含挥发油含量不得少于0.7%（mL/g）。经过分析发现，石菖蒲挥发油中主要含有苯丙素类、萜类化合物等。

1.1.1 苯丙素类

目前已报道的石菖蒲中苯丙素类主要有α-细辛醚、β-细辛醚、甲基丁香酚、榄香素等，β-细辛醚为其中含量最高的化合物［8］。

1.1.2 萜类

石菖蒲中的萜类化学物包括单萜类的芳樟醇、萜品醇、香桧烯、3-蒈烯、蒎烯等［9］；倍半萜类的乙酸橙花醇酯、红没药醇、榄香烯、吉马烯、菖蒲烯、石竹烯等以及二萜类的Tatarol、Tataroside［10］。

1.1.3 其他

石菖蒲挥发油中还有甲基异丁香酚、2，5-二叔丁基-1，4苯醌乙酸冰片酯等［11］。

1.2 生物碱类

目前报道过的石菖蒲中生物碱类化合物主要有N-反式香豆酰酪胺、菖蒲碱甲、9-吖啶胺、N-月桂基二乙醇胺、5-丁基尿苷、4-羟双氢鞘氨醇等［12］。

1.3 黄酮类

目前石菖蒲中可提取的黄酮类化合物有8-异戊二烯基山柰酚、异夏佛塔苷、野漆树苷、紫云英苷等［13］。

1.4 有机酸

石菖蒲中的有机酸类主要有羧酸、十六烷酸、原儿茶酸、琥珀酸等［10］。

1.5 其他

此外，石菖蒲中还含有氨基酸类、糖类、木质素等。董玉等对石菖蒲煎液进行氨基酸自动分析［14］，分析得到赖氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸等8种人体必需氨基酸，精氨酸、丝氨酸2 种非必需氨基酸，以及天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸等7种游离氨基酸。另有研究表明，石菖蒲中含有葡萄糖、果糖、半乳糖、鼠李糖等多糖成分［15］。

2 药理作用

2.1 对中枢神经系统的作用

2.1.1 改善认知障碍

认知障碍是各种类型痴呆早期阶段的常见症状之一，有效干预认知障碍，有助于降低痴呆的发病率。多项研究共同表明，石菖蒲能够改善学习记忆能力。朱梅菊等［16］发现，石菖蒲及其成分α-细辛醚能够明显降低海马脑组织中MDA 含量，抑制SOD、NOS 活性及nNOS 蛋白表达，从而改善疲劳运动大鼠学习记忆能力。孙晓雪等［17］发现，石菖蒲中的β-细辛醚可通过调控APP/PS1双转基因小鼠海马神经突触可塑性相关因子GAP-43 的表达发挥，改善小鼠学习记忆能力障碍。WANG 等［18］发现，β-细辛醚可与淫羊藿苷（ICA）联合使用，通过诱导APP/PS1 小鼠海马自噬/线粒体自噬来抑制细胞核线粒体的损伤，增强线粒体自噬活性，促进Aβ 和Tau 清除，逆转认知缺陷。YANG 等［19］发现，β-细辛醚可以通过血脑屏障，上调NR2B、Arc 和Wnt7a的蛋白表达，抑制Arc/Arg3.1和Wnt7a mRNA水平，发挥神经保护作用，从而改善Pb 诱导大鼠的记忆障碍。

2.1.2 抗抑郁

抑郁症是一种以显著而持久的心境低落为主要特征的情感障碍疾病。研究发现，石菖蒲可通过降低血清中促炎因子的含量，提高血清中抑炎因子的含量，减少雄性SD 大鼠矿场实验总分，缩短游泳不动时间，改善抑郁大鼠行为学能力，发挥抗抑郁作用［20］。其他研究也证实β-细辛醚可通过增加抑郁小鼠中脑及纹状体中5-HT、5-HIAA 和DA 的含量，发挥抗抑郁作用［21］。

2.1.3 抗焦虑

焦虑症是慢性疼痛的常见合并症，TIAN 等通过研究发现石菖蒲挥发油中的有效成分α-细辛醚可通过维持BLA 中兴奋性/抑制性神经元的兴奋性/抑制性传递和衰减神经元过度兴奋性之间的平衡发挥抗焦虑作用［22］。

2.1.4 抗癫痫

癫痫是一种由于大脑神经元突发性异常放电导致的短暂性的大脑功能障碍的慢性疾病，其特征是反复发作，发病常与大脑兴奋性递质水平异常有关。石菖蒲挥发油中的有效成分α-细辛醚能够提高脑组织的兴奋域，减弱病灶的兴奋扩散，从而防治癫痫发作。杨立彬等［23］推断α-细辛醚可能通过降低海马神经元内NMDA受体-1（NMDAR1）的表达水平，降低细胞表面NMDAR1密度，和（或）抑制其活性，进一步降低大脑皮层的兴奋性，提高癫痫发作的阈值，抑制NMDA引起的兴奋性神经毒性导致的癫痫发生和发展。袁斯远等［24］进一步研究证明，α-细辛醚可以干预癫痫大鼠脑组织中的P-gp和Mdr1a mRNA的表达，发挥抗癫痫作用。

2.1.5 抗帕金森

帕金森病（PD）是一种由颅内黑质纹状体多巴胺能神经元减少、缺失引起的运动障碍性疾病，其发病机制与α-突触核蛋白异常积聚、线粒体功能障碍、自噬等相关。研究表明，石菖蒲挥发油主要有效成分β-细辛醚可减轻6-羟基多巴胺（6-OHDA）诱导的帕金森病大鼠症状，抑制GRP78和CHOP mRNA 水平，促进p-IRE1 和XBP1 的表达，β-细辛醚可能通过IRE1/XBP1途径对6-OHDA 诱导的帕金森病大鼠具有保护作用［25］。也有研究表明，β-细辛醚可通过抑制PERK/CHOP/Bcl-2/Beclin-1 通路来调节内质网应激-自噬来发挥抗帕金森作用［26］。

2.2 对心血管系统作用

2.2.1 心血管保护作用

ZANG 等［27］通过研究发现，石菖蒲挥发油主要有效成分β-细辛醚可降低SOD含量，升高LDH含量，下调抑制细胞凋亡的COX-2 蛋白，上调调节能量代谢的PPAR-α 蛋白，激活VEGF 和cAMP 信号通路，减轻盐酸异丙肾上腺素诱导大鼠心肌缺血的病理表现，发挥抗急性心肌缺血的治疗作用。XIAO 等［28］通过动物实验揭示了石菖蒲挥发油可通过抑制急性心肌缺血损伤的大鼠模型炎症反应，减少粒细胞浸润，减轻心脏组织水肿，降低组织MPO 含量，抑制NLRP3 信号通路和心脏细胞的焦变，减少ASC和NLRP3的蛋白质表达，降低Caspase-1 和GSDMSD 的水平，降低血清IL-1β 浓度，并通过抑制炎症反应和抑制NLRP3 炎症小体介导的骨变性，对心肌缺血再灌注损伤发挥保护作用。

2.2.2 降压

吴长艳等［29］通过构建原发性高血压（SHR）大鼠模型，探讨石菖蒲提取物的降压作用及机制，发现石菖蒲提取物可通过激活血管内皮eNOS 途径使NO 合成增加，从而引起血管舒张，其机制可能与减少自由基对机体的损伤，从而对内皮细胞、心肌细胞和血管重构起到保护作用。

2.3 对呼吸系统作用

研究表明，石菖蒲具有显著抑制气管痉挛、延长哮喘潜伏期、抗过敏等作用。杨社华等［30］利用气管容积法观察石菖蒲及其有效成分对豚鼠平滑肌的作用，研究发现，β-细辛醚、α-细辛醚等能够显著抑制豚鼠气管痉挛性收缩。徐建民［31］对组胺-乙酰胆碱致喘豚鼠模型分别进行整体、离体平喘及抗过敏实验后发现，β-细辛醚可延长哮喘发作潜伏期和跌倒潜伏期，减轻哮喘程度，达到平喘效果；可松弛豚鼠离体平滑肌；并可减少豚鼠气管、支气管和肺组织中的肥大细胞脱颗粒数，起到抗过敏的作用。

2.4 对消化系统的作用

现代药理研究证明，石菖蒲具有抑制胃肠收缩的作用。秦晓民等［32］研究发现，石菖蒲水提取液可抑制胃、十二指肠锋电振幅和慢波的频率、振幅以及十二指肠锋电发生率，抑制胃肠收缩活动，缓解胃肠收缩，其对胃肠的抑制作用可能是通过阻断胆碱能M 受体实现的。

2.5 抗肿瘤

现代药理研究证明，石菖蒲主要成分β-细辛醚可作用于A549、PC3、PC9-R肿瘤细胞，抑制肿瘤细胞的生长，阻滞细胞周期，抑制DNA 的合成，促进细胞凋亡，抑制细胞迁移，发挥抗肿瘤的作用［33］。吴坚等［34］进一步从分子层面证明，β-细辛醚可通过抑制PI3K/AKT 通路，抑制胃癌上皮间质转化，抑制胃癌细胞，发挥抗肿瘤作用。

2.6 抗菌

现代药理学研究证明，石菖蒲挥发油可对表皮葡萄球菌、A 群链球菌、福氏志贺菌、苹果炭疽病菌、核桃枯梢病菌等有不同程度的抑制作用。

2.7 其他作用

石菖蒲还具有抗骨质疏松、安胎等作用。实验研究证明，石菖蒲中的多糖成分可以通过调节NFATc1抑制破骨细胞生成，减轻脂多糖（LPS）诱导的骨细胞丢失，从而治疗骨质疏松［35］。王晓丹等［36］研究发现，石菖蒲可抑制LPS 的流产作用，可通过调节CD4+/CD8+T细胞及巨噬细胞含量，减低LPS 诱导的小鼠流产率和胚胎吸收率，从而起到安胎的作用。

3 讨论

石菖蒲是开窍类中药的代表药物之一，主要功效是开窍豁痰、醒神益智、化湿开胃，多用于治疗中枢神经系统、心血管系统疾病，其发挥作用的主要成分是挥发油类，以β-细辛醚、α-细辛醚为主。尽管石菖蒲被证明在多种不同系统的疾病中，都发挥着一定的药理作用，但是笔者认为，石菖蒲在治疗中枢神经系统疾病方面可替代药物更少，研究价值更大。由于受到血脑屏障的影响，大多数中药无法直接通过血脑屏障进入颅内发挥药理作用，只有石菖蒲、麝香、冰片等少数药物能够调控血脑屏障通透性，发挥保护脑组织、治疗中枢神经系统疾病的作用［37］。石菖蒲能够通过改变脑组织的超微结构；开放微血管内皮细胞之间紧密连接，增加细胞吞饮小泡数量；升高5-羟色胺（5-HT）含量；下调P-g 使血脑屏障开放，提高血脑屏障通透性［38］。此外，吴 雪 等［39］发 现 羟基 红花 黄 色素A（HSYA）与石菖蒲合用后，AUC脑/AUC血均显著升高，说明石菖蒲不仅能透过血脑屏障，还能作为“使药”，促进药物入脑。

石菖蒲对中枢神经系统的作用，不仅体现在单味药、单成分的研究中，在复方制剂中仍然是客观有效的［40］。需要注意的问题是，中药需要作为整体或复方发挥作用，单味药成分及药理作用的研究，有助于明确方剂的药效物质基础及化学成分，但不能唯成分论［41］，无论中医药现代研究如何进步，都不能背离中医整体观念和辨证论治的总体原则。