天麻破壁粉和冻干粉抗癫痫及神经保护作用研究*

刘春艳 牛建均 曾凡勇 晏朝操 耿 瑞 王焕珍 张丽艳 柴艺汇※

（1.德江县民族中医院土家族民族医药研究所，贵州 铜仁 565200；2.贵州中医药大学基础医学院，贵州 贵阳 550025）

天麻（Gastrodia elata Bl.）是兰科天麻属多年生草本植物，以干燥块茎入药，具有息风止痉、平抑肝阳、祛风通络的功效[1]，其用于治疗惊厥、癫痫、肢体麻木、风湿病疼痛等病证[2]。贵州素有“天麻之乡”的美誉，但天麻规模开发利用的资源仅限于小型种植基地或野生资源开采，并且长期以粗加工或者直接以原药材的形式销售，出现了“质优价不优”等严重问题，造成天麻优势资源的利用不足和相关产业结构失衡[3，4]。中药的功效不仅取决于药物的独特化学组成，还与药物的物理状态密切相关。为解决天麻饮片传统加工方式一系列问题[5]，近几年来，破壁粉碎和真空冷冻干燥的中药现代化关键高新技术被应用于天麻的原料和制剂的基础研究中，不仅突破了生物制药的各种局限性，同时实现了药物的品质均一，并增加了药物的保存时间和治疗效果。因此，加快发展天麻新型饮片的开发，可充分发挥贵州天麻资源优势和潜力，增加医药产业的产值，提高经济效益。

1 历史沿革及道地性

2000 年前天麻就被列为治病的神药。天麻始载于《神农本草经》将天麻列为上品，并认为有“主杀鬼精物、蛊毒恶气之功效”。唐代《新修本草》和宋代苏颂《图经本草》中亦有天麻神奇功效的记述。宋代《小儿药证直诀》中记载：天麻不论虚实寒热，皆可配伍平肝息风药治疗肝风内动、惊痫抽搐。李时珍在《本草纲目》云：“天麻入厥阴之经而治诸病”，按罗天益云：“眼黑头眩，风虚内作，非天麻不能治，天麻乃定风之草，故为‘治风之神药’”。《本草新编》曰：“天麻，能止昏眩，疗风祛湿治筋骨拘挛，瘫痪，通血脉，开窍，余皆不是尽信”。因此，关于天麻的现代药理研究主要集中在镇静，抗惊厥，神经系统调节，血液循环改善，智力，延缓衰老等方面。而对于天麻的道地性，据历史可查阅的资料记载：《中华本草》列天麻产地时，贵州为首选。胡世林主编的《中国地道药材》一书，也将“贵药列为天麻之首”。日本著名药学博士难波恒雄在《汉方入门》中称“天麻佳品出贵州”，再次展示了贵州天麻的珍贵性，使贵州天麻被许多外国专业人士认可，并在日本和东南亚国家享有良好声誉。贵州境内西北部的大方、毕节地区所产野生天麻更是久享佳誉。贵州大方天麻、德江天麻和雷山乌杆天麻均已被列入中国地理标志保护产品目录，产量大且质量优。贵州天麻享誉中外，素有“北参黔麻”的美誉；作为地道药材，名气堪与人参媲美。

2 天麻抗癫痫的主要化学成分

关于天麻的化学成分有许多报道，天麻具有丰富的化学成分。从天麻中分离鉴定的化学成分主要是有机酸类、酚类、多糖类及甾体类等，临床上除天麻素及其苷元外，有确切疗效的活性单体成分较少[6]。研究显示[6，7]，天麻浸膏和水剂、天麻素、天麻苷元、香荚兰醇和香荚兰醛等有效成分均能明显地对抗戊四氮（PTZ）诱导的惊厥和癫痫；结果表明，天麻及有效成分能延长戊四氮诱导的惊厥潜伏期，也能减少由电刺激大鼠杏仁核点燃癫痫模型的发作程度，且香荚兰醛能显著缩短脑电图中的癫痫后发放的时长，探讨天麻素对PTZ 癫痫大鼠脑血管的保护作用机制研究中，发现天麻素能减轻PTZ 癫痫大鼠海马区神经元、血管内皮细胞和星形胶质细胞的受损程度，减轻癫痫对脑组织的损害，从多方面起到保护脑组织的作用。另有研究[8]表明，天麻苷元可抗PTZ 诱导的癫痫，还对红藻氨酸诱导的神经兴奋性毒性有保护作用。

3 天麻抗癫痫作用机制

癫痫是由神经元反复异常放电引起的一组短暂性中枢神经系统功能障碍的慢性疾病[9]。其影响全世界约1%的人口，是仅次于脑中风的第二常见的神经系统疾病[10]。研究[11]发现，癫痫发病机制非常复杂，主要从神经元离子的调控与分布、神经递质的合成与代谢，神经元凋亡、氧化应激等多途径进行研究。Kim H J等[12]为观察天麻的甲醇提取物对抗惊厥和海马区的保护作用，结果显示，天麻的甲醇提取物延长了惊厥发作时间，减轻海马CA1 和CA3 区的神经细胞损害。Ha J H 等[13]研究发现，大脑中的GABA 水平在抗癫痫发作中起着至关重要的作用。天麻苷元可以抑制γ-氨基丁酸转氨酶（GABA-T），并且通过抑制该酶，增加脑内GABA 的含量，从而发挥抗惊厥作用。癫痫发作通常在癫痫发作终止后的一段时间内导致神经元凋亡，这既是癫痫发作的结果，也是复发和难治的原因。癫痫发作后促进基因Bax 和抑制基因Bcl-2 将被诱导表达，其基因编码的蛋白质产物使调控的细胞凋亡[14]。因此，研究癫痫发作后神经元细胞凋亡的发生具有重要意义[15]。研究[16]表明，天麻素可以增加癫痫大鼠大脑皮质神经元中抗凋亡蛋白Bcl-2 的表达并降低促凋亡蛋白Caspase-3 的表达，抑制癫痫细胞凋亡的发生，从而发挥脑保护作用。研究[17]观察天麻等中药提取物，对体外模拟脑出血再灌注损伤原代培养神经元调控基因Bax 和Bcl-2 表达的影响，表现其可通过上调神经元Bcl-2 表达、下调Bax 的表达对脑缺血再灌注损伤的神经细胞起到一定的保护作用。

随着现代医学的飞速发展，天麻抗癫痫作用的研究也取得了很大的进展，其研究领域涵盖了从宏观行为到微分子生物学，包括神经递质、细胞因子、神经免疫等[18]。因此，加强对天麻抗癫痫分子机制的研究，对提高临床治疗癫痫的有效性和安全性具有重要意义。

4 天麻破壁粉抗癫痫及神经保护作用研究

中药破壁粉是使用超微粉碎技术对传统饮片进行细胞级粉碎制粒而成的，即为目前继中药传统饮片、中药颗粒、中药浸膏之后的第4 个阶段为中药破壁饮片[19]。由于中药在传统煎煮条件下不能充分释放中药有效成分，因此通过细胞水平微粉碎的方法大大提高了中药的释放速度和释放量，提高了药材的生物利用度。中药有效成分是其治疗疾病的物质基础，通过常规粉碎使药材中有效成分的溶出率较低，许多活性成分滞留于药材的细胞中不能被充分地利用[19]。天麻破壁粉的工艺流程主要是将天麻药材通过现代超微粉碎技术，在压力0.7 mPa 条件下进行气流粉碎，得到800～1000 目天麻（破壁）粉末。中药破壁粉的主要优点是质量均匀，使用方便，无需添加任何成分即可保留主要成分，从而提高了活性成分在药材中的溶出率和溶出度[20，21]。其缺点是药物比表面积增大易氧化吸潮，制备工艺要求严格，价格较高。天麻破壁粉粒度大小对天麻素溶出率及抗惊厥作用的影响研究[22]显示，破壁粉中天麻素的溶出率和抗惊厥与普通粉比较，作用显著提高。另外，在对比研究天麻超细粉和普通粉的药效学差异中，发现天麻超细粉和普通粉均可减少小鼠扭体次数和延长小鼠的睡眠持续时间，且天麻超微粉所用剂量较低，其明显提高小鼠痛阈值，天麻普通粉作用不明显[23]。可见天麻破壁粉采用气流粉碎技术破碎药材细胞壁，可提高药物成分的溶出速度和溶出量，提高药效从而减少用量，对保护野生天麻资源和促进天麻资源的可持续发展具有重要意义。

5 天麻冻干粉抗癫痫及神经保护作用研究

真空冷冻干燥技术是一种将物料冻结在低于共晶点温度并通过升华从物料中去除水分的干燥方法[24]。在冷冻干燥的过程中，物料大部分时间处于低温和真空环境中，冷冻干燥后，物料可以保持敏感物质的活性并保持原始形状，且呈多孔海绵状结构，易复水溶解，轻巧方便运输，能够长期稳定的保存。但也具有仪器设备昂贵、无菌操作、生产成本高的缺点[25，26]。因此，提高真空冷冻干燥效率、缩短干燥时间，从而使真空干燥更好地应用于中药现代化加工技术是目前研究重点。据报道[27]天麻等中药材的真空冷冻干燥工艺研究尚未在国内广泛开展。研究[28]显示，经真空冷冻干燥处理后，天麻中天麻素和多糖的提取率明显提高，比蒸煮烘干、自然晒干等处理高出4～10 倍。另外，有研究[29]表明天麻在受热干燥过程中天麻素含量会降低。因此，可看出冷冻干燥可以更好地保持天麻的活性成分而不被破坏或减少，这对天麻生物酶、蛋白质、维生素、热敏有效成分可以最大限度地保留，使天麻其营养价值及药效作用显著提高。因此，天麻通过冻干方式处理，一定程度上减少了天麻有效成分的含量损失，能最大程度保持成分的活性，大量提高其有效成分的溶出。但关于鲜天麻冻干粉的研究报道较少，天麻真空冷冻干燥与传统干燥相比，天麻的安全应用是否有影响，药效是否有差异，待进一步的深入研究。

6 天麻破壁粉、冻干粉抗癫痫及神经保护作用对比研究

目前，天麻破壁粉和冻干粉现有药效学研究基础还较薄弱，经破壁粉碎及冷冻干燥后，天麻有效剂量改变的安全性及有效性还需进一步研究。本课题组实验研究[30，31]证明，天麻普通粉、破壁粉、冻干粉HPLC指纹图谱共有模式对比分析可知，三者的化学成分有明显差异，冻干粉与破壁粉较普通粉均有色谱峰的增减，可见天麻不同的干燥方式和不同的粉碎方式对其化学成分具有一定的影响，但三者之间的药效差异性待进一步的研究。故课题组从抗癫痫及神经保护作用方面研究天麻破壁粉、冻干粉的药效差异，结果显示，天麻破壁粉、冻干粉均能改善癫痫大鼠海马神经元细胞的病理形态，并减少神经元损伤和抑制细胞凋亡。其药效的提高可能与不同的干燥方式和不同的粉碎方式造成有效物质的溶出率不同有关，而天麻冻干粉效果显著可能与真空冷冻干燥技术有效地抑制了热敏性物质发生生物、化学或物理变化，保存了天麻的活性物质，使天麻成分稳定性增高有关[32，33]，为天麻冻干粉、破壁粉的临床应用提供理论和实验基础，但不同干燥和粉碎技术对天麻抗癫痫有效成分的差异性，有待进一步研究证实明确。

7 天麻破壁粉和冻干粉技术展望

目前天麻药用资源紧缺，破壁粉碎和真空冷冻干燥技术是融合多学科现代技术，对天麻饮片传统炮制方式进行了创新[34]。破壁粉碎和真空冷冻干燥技术不仅提高了中药饮片均匀性和利用率，保证了临床疗效和质量控制以及应用创新，满足现代人群的用药需求。但天麻药材经破壁粉碎和冷冻干燥后，其有效成分是否发生改变，其有害物质是否溶出增加，其临床剂量是否发生变化，都需要进行中药临床研究工作。综上所述，破壁粉碎技术及真空冷冻干燥技术发挥其资源节约型和环境友好型的特有优势，实现中药饮片的现代化和标准化。后续将对中药破壁粉碎技术及真空冷冻干燥技术的相关问题进行全面深入的研究，并为中药制剂的发展和应用提供科学依据，为实现中药饮片现代化提供新的途径。