藏柴胡药材化学成分及其药理作用研究综述

2023-06-08 09:42马黎娟冯玛莉仝立国
中国医药科学 2023年10期
关键词:柴胡皂苷柴胡药材

马黎娟 冯玛莉 仝立国 刘 霞

山西省中医药研究院,山西太原 030000

藏柴胡为伞形科植物窄竹叶柴胡[Bupleurum marginatum Wall.ex DC. var. stenophyllum(Wolff)Shan et Y. Li]的干燥根,《滇南本草》中首次提到的柴胡与窄竹叶柴胡完全一致[1]。藏柴胡主产于滇、川、黔、藏等地区[2],生长在海拔2700 ~4000 米的高山、林下、山坡、溪边或路旁,在贵州省药材标准中以“竹叶柴胡”的名称收载[3],当地用作柴胡,秋季开花前采挖,去除杂质并干燥,味苦、辛,微寒。解表和里,升阳解郁,用于寒热往来,胸满,胁痛,口苦,耳聋,头眩,疟疾,中气不足,脱肛,月经不调,阴挺等证。藏柴胡从西藏引进,因产量高、活性成分含量高,在康乐、临洮、渭源、万荣等地广泛种植[4]。本文将藏柴胡的药材鉴定、化学成分、药理毒性以及代谢等方面的文献并进行了整理和总结,为柴胡属药用资源的开发提供理论参考。

1 药材鉴定

已知我国柴胡属植物有36 种17 变种7 变型,药用柴胡二十余种,不同品种药材性状较为接近,但药物作用相差甚远,临床易混淆使用影响药物疗效甚至可能产生毒副作用。北柴胡是市场上流通最为广泛的柴胡属药材,近年来由于北柴胡产量低,有些商户或药商滥用藏柴胡,因此本文从性状、色谱-光谱以及分子技术方面对藏柴胡进行鉴定。

1.1 性状鉴别

藏柴胡[5]根头部有多数毛状叶残基,根多不分枝或少分枝,主根发达,木质化,外皮深红棕色,纺锤状,有细纵皱纹和稀疏的小横突起,长10 ~15 cm,直径5 ~8 mm。根部表面颜色较浅,茎基部有密集的节,质坚韧不易折断,断面略显纤维性。近根头部残留1 ~3 个茎基,皮部较厚呈黑棕色环,气味浓郁,久嚼辛辣味明显,有刺喉感。甘肃产藏柴胡外观性状与北柴胡有很大差异,根部长,柔软,皮部比例大,有非常密集的节,且节多隆起。

1.2 色谱-光谱技术

席啸虎等[6]应用近红外光谱技术(near infrared,NIRS)建立了藏柴胡和北柴胡定量校正模型,实现了柴胡皂苷(SS)a、SSc 和SSd 三种指标性成分的快速同步检测。周丽娟等[7]采用电喷雾检测器(CAD)代替蒸发光检测器(ELSD)检测紫外吸收较弱的皂苷类成分,利用高效液相色谱-电喷雾检测器(HPLC-CAD)建立较为简便高效的指纹图谱来评价柴胡质量。石丽霞等[8]采用HPLC-ELSD、UV建立柴胡总多糖、单糖特征图谱,通过不同单糖物质的量比来鉴定柴胡的种类。樊洪利等[9]建立了藏柴胡与多批次北柴胡顶空-气相色谱-离子迁移谱(HS-GC-IMS)的挥发性指纹图谱,快速鉴别藏柴胡与北柴胡。

1.3 分子鉴定技术

DNA 条形码分子鉴定技术[10]是利用基因组中一段公认、相对较短的DNA 序列来进行物种鉴定,可以弥补传统形态鉴别方法的不足。赖晶等[11]用细胞核基因内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)通用引物对收集到的藏柴胡与北柴胡进行测序,特异性优化得到一种稳定、可重复的特异性聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)方法和体系来准确鉴别藏柴胡。夏召弟等[12-13]利用核糖体DNA 第二内部转录间隔区(intemal transcribed spacer 2,ITS2)条形码分子鉴定技术对不同种属柴胡进行鉴定,分析种内种间遗传距离、核型似近系数聚类分析,两相结合将藏柴胡与其易混药材区分。蒋研风羊[14]也提供了一种基于序列特征扩增区域标记技术(sequence characterized amplified regions,SCAR)鉴定藏柴胡的方法。

2 化学成分及其药理活性

藏柴胡作为贵州民族用药,具有解表和里,升阳解郁的功效。现有研究表明藏柴胡有解热、抗炎、抗病毒以及保护肝脏的作用。关于藏柴胡的化学成分研究报道较少,文章对近年来藏柴胡化学成分进行整理,共鉴定得到柴胡皂苷类成分46 种,挥发油类成分89 种,黄酮类成分3’,4’-二甲氧基檞皮素、芦丁,生物碱类成分柳叶木兰碱,苯丙素类成分异绿原酸A 等。

2.1 柴胡皂苷类

柴胡皂苷类成分属藏柴胡中数量最多、含量最大,研究最为广泛的一类化合物,从藏柴胡中检测得到的皂苷类成分含量远高于北柴胡,方伟等[15]研究发现藏柴胡SSa 和SSd 的含量约为北柴胡含量的3 ~4 倍,这与课题组前期[16-17]发现藏柴胡总皂苷含量明显高于药典规定的北柴胡品种得出的结论一致,提示藏柴胡有作为药典柴胡使用的基础优势。同时方伟课题组首次[18-19]从藏柴胡提取物中分离并鉴定出SSb1、SSb2、SSi、SSf、SSI、SSs、hydroxysaikosaponin a,结构见图1。

图1 藏柴胡中已提取分离出的化合物结构

FANG 等[20]在293T-Gluc 细胞抗甲型流感病毒A/WSN/33(H1N1)试验发现竹叶柴胡中新SSk、SSn 和SSh 比阳性对照利巴韦林具有更强的抑制活性和选择性,从藏柴胡中分离到的SSa、SSb3、SSd、SSi、SSI、SSs 对流感病毒WSN33 也具有较为明显的抑制作用,验证了13,28-环氧基、糖链类型和烯烃键类型有抗病毒活性和选择性。

王惠等[21-22]以二甲苯致小鼠耳廓肿胀模型为研究对象,发现甘肃产地藏柴胡与北柴胡有相似的抗炎作用。抗炎作用机制可能为柴胡皂苷降低毛细血管通透性,抑制炎症因子渗出,阻止炎症介质组胺分泌及白细胞游走。

醋制藏柴胡可减轻及保护CCl4所致小鼠急性肝损伤的抗脂质过氧化有关。有研究报道SSd 可通过下调HMGB1 蛋白的过度表达及其下游炎症因子级联反应,抑制JAK/STAT 通路,缓解CCl4诱导的氧化应激性肝损伤[21-22]。

2.2 多糖类

近年来,植物多糖作为一种重要的生物活性物质和低毒性物质,受到了生物医学界的广泛关注。赵亚等[23]发现不同分子量醋柴胡多糖对迟发型超敏反应(delayed-type hypersensitivity,DTH)小鼠具有免疫抑制作用,作用机制可能与其降低小鼠肠道派氏结中淋巴细胞数量以及抑制淋巴细胞干扰素(interferon,INF)-γ 水平和升高白介素(interleukin,IL)-4 水平有关。有关藏柴胡多糖成分还未进行深入挖掘,其免疫作用有待进一步研究与验证。

2.3 黄酮类

柴胡根部作为药效部位长期使用,除含有大量的皂苷类成分以外,还检测到了黄酮类成分。实验发现其地上部分黄酮类化合物含量远高于根部。李慧敏等[24]发现柴胡不同部位总黄酮均有较强的抗氧化能力,作为食品天然抗氧化剂具有较大潜力,因此可加强柴胡地上部分开发,扩大药材药用范畴,节省柴胡植物资源。

2.4 挥发油类

柴胡挥发油是一种具有解热及抗炎作用的有效成分[25]。据报道,目前已从柴胡属植物中鉴定出数百种挥发油成分,其中大部分为萜类和脂肪族化合物[26]。课题组前期从藏柴胡中共鉴定得到89 种挥发油类成分,其中含量较高的有1-甲基-4-(1,2,2- 三甲基环戊基)苯、十五烷酸、罗汉柏烯、β-杜松烯等。藏柴胡、北柴胡水煎液[27]与阿司匹林对2,4-二硝基苯酚致热大鼠模型有极其相似的解热作用[28],作用机制可能是降低血中炎症介质IL-1β、IL-6、肿瘤坏死因子和前列腺素E2含量,调节下丘脑环磷酸腺苷及精氨酸升压素的合成分泌。孟美黛[29]实验发现柴胡石油醚部位可改善CUMS大鼠抑郁样状态,因此可对藏柴胡的低极性部位进行深入探索,观察其成分、含量以及药理作用与北柴胡之间的异同,从而更好地充分利用现有资源。

3 安全性

为了降低药物成本,医师或药商使用非药典或地方标准规定使用的药材,忽视了不同种属药材药效或毒性差异,造成无法挽回的事故屡屡发生。孙蓉[30]课题组发现柴胡醇提组分皂苷含量及毒性均高于水提组分,根据临床应用和现代研究,柴胡皂苷治疗后,肝功能异常和肝损伤的大鼠体重发生下降,并且随着剂量的增加,病变加重。即验证了柴胡皂苷的药效与毒性之间的关系。有文献报道柴胡粗皂苷对血小板的聚集有明显抑制,出现显著的抗凝血性导致溶血。张国松等[31]考察了抗氧化剂对柴胡总皂苷溶血的影响,结果表明溶血程度与浓度呈剂量依赖性,添加抗氧化剂后其溶血效果明显减弱。

关于柴胡属植物安全性评价的相关报道主要集中在柴胡皂苷并未对挥发油等其他药效成分进行评价。临床实践中,藏柴胡常作汤剂使用,目前尚不清楚其他成分是否协同或拮抗柴胡的毒性作用。此外,大多数研究都集中在体外细胞水平上,缺乏相关动物模型和临床数据的支持,以及对藏柴胡最大临床安全剂量的研究。

4 代谢组学

代谢组学是指基因组、微生物组和环境相互作用所产生的生物系统的代谢反应,而代谢物组学是指组织或生物体液中代谢物的组成和浓度,两术语在文献中可互换使用。代谢组学即深入了解植物自身代谢或由于药物作用而引起的人类和微生物代谢物与代谢途径的变化和改变[32]。

XIA 等[33]共指认藏柴胡44 个化合物,主成分分析(PCA 分析)共得出藏柴胡与北柴胡之间24 种差异代谢物,从整体化学组成上比较了两种柴胡化学成分的差异。叶耀辉等[34]利用超高效液相色谱串联四极杆飞行时间质谱(UHPLC-Q-TOF-MS)建立了多批不同产地北柴胡的指纹图谱,从共有峰中鉴定出13 个皂苷类化合物,PCA 分析发现影响不同产地样品的差异成分主要是柴胡皂苷类。中药的安全性作为首要问题,传统的安全评估方法不能够完全准确评估其安全性,因此课题组现进一步研究藏柴胡的药物代谢组学,寻找药效物质作用靶器官及代谢通路,药效-毒性之间的关系[35]。

5 展望

据有关资料统计,柴胡目前的年用量已达1 万余吨,并且伴随柴胡为主要原料的药品不断开发上市。但柴胡的供应缺口连年加大,野生柴胡资源却连年减少,南柴胡也未能扛起药用柴胡的大旗,不能满足市场要求。藏柴胡有着与药用柴胡相似的解热、抗炎、保肝等药理作用,其产量高,柴胡皂苷含量高,可作为柴胡药材的重要来源,具有成为药用柴胡补充品种的趋势。藏柴胡的化学成分报道相对较少,多组学研究尚有许多不足,且藏柴胡作为北柴胡的伪品存在,其临床应用以及基础研究尚不全面,不同给药剂量、给药时间所产生的药理或毒性作用之间的关系,作用靶点、作用机制与北柴胡是否完全一致尚不明了,为更合理利用藏柴胡这一宝贵资源,上述均是亟待解决的重要问题。

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