林 源
(浙江省溫嶺市中醫院中藥房,浙江 溫嶺 317500)
松蘿為松蘿科松蘿屬植物節松蘿(女蘿、接筋草)Usnea diffracta Vain.或長松蘿(蜈蚣松蘿、天蓬草)U.longissima Ach.,全株為藻類和菌類共生結合成的大型地衣絲狀體,懸垂附著于松杉或其他樹木的枝干上,分布遍及溫帶特別是歐洲雨林海岸邊及亞洲和美洲等北半球[1],以地衣體(葉狀體)入藥,又名云霧草、老君須、女蘿等,具有祛痰止咳、清熱解毒、除濕通絡、止血調經等功效,在民間應用廣泛。《神農本草經》《本草綱目》等文獻均有詳細記載。現將其研究現狀介紹如下。
《中國民族藥志》記載,松蘿主要含有巴爾巴地衣酸(bar-batic acid)、松蘿酸(usnic acid)、地弗地衣酸(diffractaic acid)、拉馬酸(ramalic acid)、地衣聚糖(lichenin)、長松蘿多糖、扁枝衣酸乙酯(ethyl everninate)等。松蘿化學成分的研究以松蘿酸類為最多,松蘿酸在232~234nm及280nm波長處有吸收峰。松蘿酸及其相關化合物的紫外光譜數據 為 220~232(logε 4.23),282~290(logε 4.41)及 325 ~340(logε 3.63)。松蘿酸為黃色針狀晶體,熔點202~205℃,分子式為C18H16O7,相對分子質量為344,25℃溶解度小于 0.01 g/mL,丙酮 0.77 g/mL,乙酸乙酯 0.88 g/mL,乙醇0.02 g/mL,有右旋體和左旋體兩種形式。由于松蘿酸水溶性差,一般用有機溶劑進行提取。高保栓等[2]報道,用95%的乙醇回流5 h(3+2),溶劑量7倍(4+3),提取兩次,可獲得最佳提取效果。而李榮欽等[3]則認為,松蘿酸的最佳提取工藝為用13倍量的95%乙醇,80℃回流提取2次,每次3 h。也有人用丙酮石油醚等有機溶劑回流提取[4],松蘿酸在丙酮中浸提效果最好,氯仿次之。當料液比為1∶10、提取時間為4 h、提取溫度為60℃、提取次數為2次時,分枝石蕊中松蘿酸粗提物的得率最高,即所測得的的吸光度最高[5]。隨著產地海拔的升高,松蘿酸的含量有所增加,但變化幅度不大[6]。
松蘿中除含有松蘿酸外,還含有其他多種藥理活性成分。地衣硬酸、地衣酚型的縮酚酸以及縮酚(羧)酸環醚化合物,如袋衣酸屬縮酚(羧)酸環醚類化合物,屬于縮酚羧酸類物質的longissiminone A和B等[7-8],也有文獻報道其含量。上世紀末,人們又從松蘿中分離出諸如蒽醌類、二酚基類、二苯并呋喃類等一系列化合物,如屬于二苯并呋喃類化合物的小紅石蕊酸和長匐莖樹發素,屬于哌嗪二酮類衍生物的ambewelamides A和B[8-10]。松蘿類還含有揮發油和碳水化合物,長松蘿還含有地衣甾醇、麥角甾醇等[11]。
地衣多糖類是松蘿中另一類重要的活性物質,主要有地衣多糖、異地衣多糖、石耳多糖,還含有少量的甘露聚糖、葡糖甘露聚糖等。地衣多糖是一類β-D-葡萄糖以1,3和1,4鍵合所構成的線性聚合物[12],相對分子質量為20000~40000,在淀粉和纖維素之間,較纖維素更能迅速地為地衣酶所消化并于水中形成膠凍狀。異地衣多糖是由D-葡萄糖殘留物以α-1,3和α-1,4葡萄糖苷鍵合所構成的線形聚合物,遇碘變藍色,為右旋體,溶于冷水。石耳多糖又稱泡衣多糖,是β-D-葡萄糖1→6連接的葡聚糖,每10~12個葡萄糖單位的3位有1個σ-乙酰基。從長松蘿提取的長松蘿多糖經氣相色譜和紙層析鑒定,主要由葡萄糖和少量阿拉伯糖、木糖、甘露糖聚合而成,克分子比為 18.10 ∶0.31 ∶0.05 ∶1.00[11]。地衣多糖類具有一定的抗癌活性。
松蘿酸是松蘿抗菌作用的主要活性物質,有很強的抗菌作用,對結核桿菌及革蘭陽性細菌的抑制作用最強,對金黃色葡萄球菌及革蘭陰性菌中的百日咳、枯草、肺炎、大腸桿菌和變形桿菌亦有效。松蘿的不同溶劑提取物對不同菌種的抑制強度不同,黃霉菌對花松蘿的水、乙醇、乙酸乙酯提取物均較敏感,最低抑菌濃度均為25 g/L,綠膿桿菌對花松蘿的酒精和乙酸乙酯的提取物均很敏感,最低抑菌濃度均為12.5 g/L;金黃色葡萄球菌對花松蘿的乙酸乙酯的提取物均較敏感,最低抑菌濃度為12.5 g/L;大腸桿菌和藤黃微球菌對花松蘿的乙醇提取物很敏感,最低抑菌濃度為25 g/L;糞鏈球菌對花松蘿的水、乙醇、乙酸乙酯的提取物均不敏感,最低抑菌濃度均大于50 g/L[13]。國外研究報道,松蘿酸對耐藥金黃色葡萄球菌[14-15]及腸球菌[16]有效;對金黃色葡萄球菌耐藥質粒有消除作用,作用24h的消除率5.2%,延長作用時間至48 h,消除率可達14.6%[17]。因松蘿酸對丙酸菌、短棒菌和馬拉色菌的抑制作用,可用于由此引起的普通痤瘡、頭皮屑、糠麩和脂溢性濕疹等皮膚病[18]的治療。趙小帆等[19]報道,松蘿酸對霉菌、細菌、酵母菌等奶油常見菌的抑菌效果在pH=5~6時較好,用松蘿酸作為奶油防腐劑的效力高、用量少,實際上安全性接近山梨酸而優于苯甲酸。對于松蘿酸的抑菌作用原理,曾進行過不少研究,有人認為它能抑制蛋白質的合成,也有人認為它與氧化磷酸化的斥聯有關,至今尚無明確的文獻證明其作用機制。
國內外均有松蘿酸對細胞毒素作用的報道[20-22]。0.2% -0.4%的松蘿酸與破傷風毒素或白喉毒素混合,或在毒素注射后10 min內注射,可使小鼠耐受2倍的毒素致死量。對豚鼠接種白喉桿菌后2 h皮下注射松蘿酸2 mg/kg,或事先將二者混合培養再接種于豚鼠,均有明顯的保護作用。對小鼠實驗性破傷風桿菌感染的治療,以松蘿酸與青霉素聯合應用效果最好。紙碟法證明,d-松蘿酸0.5~5 g/L有對抗噬菌體的作用。
松蘿提取物能阻止HaCaT角質化細胞中紫外線誘導的前列腺素E2(PGE2)的合成及環氧化酶-2(COX-2)的表達,因此可用于紫外線誘導的局部皮膚炎癥[23]。Choudhary等[24]報道,longissiminone A和longissiminone B等也有很強的抗炎作用。靳菊情等[25]認為,松蘿酸的抗炎作用與其抑制腫瘤壞死因子α(TNF-α)的表達和抑制誘導型一氧化氮合成酶(iNOS)的活性有關。韓濤等[26]研究指出,破莖松蘿高劑量和中劑量水煎液、水浸液都能明顯減少氨水致小鼠的咳嗽次數,延長咳嗽潛伏期,顯著增加小鼠呼吸道酚紅排泌量,明顯抑制二甲苯致小鼠耳腫脹和瓊脂致小鼠肉芽腫,表現出明顯的止咳、抗炎作用。另外有研究報道,松蘿具有一定的止痛、退熱作用[13],其中以松蘿酸和地弗地衣酸為主,可能也與其抗炎作用有關。
Behera 等[27]以 BHA(butylated hydroxyanisole)和 BHT(butylated hydroxytoluene)等為對照,對松蘿提取物清除超氧陰離子及DPPH(1,1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl)自由基的能力、抗氧化活性和清除力度進行了比較,發現在濃度相同和逐漸增加的情況下松蘿酸作用強于BHA和BHT等,因此松蘿及其提取物可作為天然抗氧劑的一種來源。楊東升等[28]觀察了松蘿95%乙醇提取物清除DPPH自由基的能力,結果發現幾種松蘿醇提取物清除自由基的能力均不強。但因松蘿醇提取物主要是多酚類化合物,只能說明松蘿中的多酚類化合物清除自由基作用不強,而松蘿中還含有較多的地衣多糖、異地衣多糖及其他物質,其清除自由基能力如何,尚有待進一步研究。Halici等[29]以吲哚美辛誘導的大鼠胃潰瘍模型為研究對象,通過對超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)及谷胱甘肽過氧化物酶(GSH)等抗氧化酶的活性研究,發現松蘿水提物具有一定的抗氧化活性。邊曉麗等[30]對長松蘿多糖清除氧自由基、抗脂質過氧化作用進行研究,結果表明,長松蘿多糖對超氧陰離子自由基及羥自由基均有清除作用,但對羥自由基誘發的小鼠肝勻漿脂質過氧化反應的抑制作用較弱,長松蘿多糖對氧自由基有明顯的清除作用,但在Fenton反應體系中抗脂質過氧化作用較弱。
靳菊情等[31]研究發現,松蘿酸粗品(50~120 mg/kg)對小鼠S180肉瘤的抑制率大于65%,表明松蘿酸具有較強的抗癌活性。孫燕等[32]研究發現,隨著地衣酸懸液濃度的增加,對前列腺癌PC-3M細胞的抑制作用也增強,最大抑制率可達80%以上,且生物學效應呈劑量依賴性抑制關系,結果表明地衣酸可能是通過干擾DNA合成抑制細胞增殖,具體機理可能是通過抑制腫瘤細胞的DNA復制與RNA轉錄能力,導致前列腺癌細胞增殖減慢或者加速腫瘤細胞的凋亡。而Campanella等[33]于2002年報道,地衣酸體外抗腫瘤的作用靶點主要在細胞的RNA轉錄,細胞在增殖過程中使RNA轉錄受到抑制,促使腫瘤細胞生長周期受阻,最終導致腫瘤細胞凋亡。近來有研究報道[34]稱,松蘿醇提物可能通過直接拮抗環磷酸腺苷(cAMP)信號通路的激活,從而降低B16的黑色素產生,由于該信號通路是MC1R受體控制黑色素生成的關鍵通路,研究者認為,雖然它不屬于MC1R(melanocortin 1 receptor)的拮抗劑,但也可能會影響黑素細胞中產生黑色素的能力,可作為抗黑色素生成的候選抑制劑,從而用于黑色素瘤的防治。另據報道,地衣多糖具有很高的抗癌活性,是通過提高健康細胞的免疫能力,抑制癌細胞的病態增殖來實現的,從而克服了一些抗癌藥物對健康細胞的副作用,即所謂“中間宿主免疫性”[8]。綜合有關報道發現,松蘿的抗癌活性可能與其免疫作用[30-35]有很大的關系。
吳杰等[36]研究發現,R-松蘿酸對陰道滴蟲有較強的殺滅作用。他們[37]還研究發現,松蘿酸在體外對弓形蟲速殖子有殺滅作用,可抑制速殖子的侵襲力和繁殖,其殺蟲力與藥物的濃度和作用時間呈正相關趨勢,殺蟲效果優于螺旋霉素。
靳菊情等[38-39]研究報道,一定濃度的松蘿酸在創傷愈合中可促進組織中成纖維細胞(FB)分泌轉化生長因子β1(TGF-β1)和表皮生長因子(EGF),修復損傷的細胞使炎性細胞產生趨化性作用,促進修復細胞遷移和細胞外基質的沉積,促進傷口愈合。但也報道稱此作用與促進成纖維細胞的增殖無關。王志旺等[40]研究發現,復方破莖松蘿對醋酸致小鼠扭體反應有一定的鎮痛作用,對催產素所致小鼠子宮劇烈收縮引起的疼痛有顯著緩解作用,對大鼠子宮平滑肌(離體和在體)的自發性活動(收縮幅度與收縮頻率)有明顯興奮作用。另有研究報道,松蘿還具有抗有絲分裂、抗增殖[22,33]、抗突變以及植物生長抑制劑的活性[41]。也有研究證明,松蘿酸具有刺激某些生物有機體細胞新陳代謝的能力[37],從松蘿類植物中提取的一種β-(1→6)葡聚糖,經硫酸化以后具有比較好的抗血栓、抗凝血作用[12];當該葡聚糖在機體內的濃度為每千克體重0.05,0.1,0.3 mg 時,其抗凝能力分別為 24.3% ,64.5% ,83.5%[42]。另有報道,松蘿可明顯降低血漿膽固醇的含量,并對血小板聚集具有一定的抑制作用,提示松蘿對預防動脈硬化有一定的作用。
程彥斌等[43]研究發現,右旋松蘿酸劑量越大,小鼠的中毒癥狀越明顯、生存時間越短,小鼠經口半數致死量(LD50)為388 mg/kg,中毒表現主要有精神萎靡、聳毛、畏寒、呼吸急促、行動遲緩、厭食等癥狀。體外細胞培養試驗顯示,右旋松蘿酸對細胞增殖的抑制呈劑量正相關,較大劑量對細胞有破壞作用,對心肌成纖維細胞的半數抑制量(IC50)為 322 μg/mL。另外,松蘿酸還有一定的肝毒性[44-45],在開發應用過程中需要特別注意。
中草藥幾千年來為中國人的健康作出了重大貢獻,在現代預防和控制細菌性感染疾病方面也發揮了積極作用。由于中藥的特殊性,細菌較少對中藥產生耐藥。因此,研究和開發抗菌中藥對于解決耐藥菌株的產生和抗生素短缺問題具有重要意義。松蘿很早就被我國人民用于醫藥領域,具有清熱解毒、止咳化痰之效,已用于肺結核(多用松蘿酸的鈉鹽)、慢性支氣管炎;外用治創傷感染和術后刀口感染、化膿性中耳炎、乳腺炎、燒傷、子宮頸糜爛、陰道滴蟲感染等疾病的治療。松蘿中含有的松蘿酸,20世紀60年代前蘇聯就將其制成各種劑型,廣泛用于治療創傷、燒傷、皸裂等病癥。對松蘿酸的抑菌原理雖做過不少研究,但尚存爭議;對其藥理作用有待更細致的研究;松蘿抗菌活性物質的利用已具有初步的基礎,但利用面還很窄。同時,松蘿的抗癌作用要達到臨床應用要求,還有很多問題需要解決。
松蘿難以培養且生長緩慢,其化學成分的研究與開發起步較晚,資料積累較少。但其良好的抗菌活性、抗癌能力及其他藥用價值,以及生活、環境等方面的應用,使其研究應用方興未艾。隨著科學技術特別是轉基因工程技術的發展,以及菌物和內生菌培養技術的應用,難以培養和生長緩慢的松蘿資源開發利用將會有美好的開發前景。
[1]Kjeldsen C.Mycology-Biology[M].Oklahoma City:Sonoma State University,Custom Academy Publishing Company(CAPCO),1997:23 -32.
[2]高保栓,秦 青,和 健.正交實驗優選長松蘿醇提工藝研究[J].時珍國醫國藥,2005,16(1):29 -30.
[3]李榮欽,王中奎.松蘿酸的醇提最佳工藝研究[J].西藏科技,2008(5):69-72.
[4]殷彩霞,李 聰,彭 莉,等.云南麗江長莖松蘿酚性成分研究[J].云南師范大學學報,1996,16(9):56 -61.
[5]古麗娜·巴克,宋曼殳,阿不都拉·阿巴斯.分枝石蕊中松蘿酸提取條件的優化[J].食品科學,2008,29(6):130 -132.
[6]李榮欽,蘇印泉,王中奎.薄層層析-分光光度法測定松蘿酸含量的研究[J].安徽農業科學,2008,36(6):2164 -2165,2167.
[7]Ingolfsdottir K.Usnic Acid[J].Phytochemistry,2002,61:729 -736.
[8]王 磊,俞森華.獨特的地衣產物[J].生物學通訊,2000,35(5):21-22.
[9]Sitaraghavr G,Umaiah T,Hab J,et al.Alectosarmentin,a new antimicrobial dibenzfuranoid lactol from the Lichen.Alectoria Sarment Oosa[J].J Nat Product,1994,57:934 -938.
[10]Davide W,Karunananda B,Emil L,et al.Ambewelamides A and B antineoplastic epidithiapiperazinediones isolated from the Lichen Usnea[J].Terahedron letter,1998,39:9579 -9582.
[11]李榮欽,蘇印泉,玉泉幸一郎,等.松蘿研究利用現狀及前景[J].西藏科技,2007(8):21-23.
[12]Bertt SP,Elin SO,Kriati NI.Chromatography and electrophoresis in separation and characterization of polysaccharides from lichens[J].J Chromatogr A,2002,967:163 -171.
[13]周 英,段 震,李 燕,等.花松蘿的體外抑菌活性實驗研究[J].中國民族民間醫藥雜志,2007(4):230-233.
[14]Lauterwein M,Oethinger M,Belsner K,et al.In vitro activities of the lichen secondary metabolites vulpinic acid,(+)-usnic acid and(-)-usnic acid against aerobic and anaerobic micro-organisms[J].Antimicrob Agents Chemother,1995,39:2541 -2543.
[15]Garcia Rowe J,Garcia Gimenez MD,Saenz Rodriguez MT.Some lichen products have antimicrobial activity[J].Z Naturforsch C,1999,54:605-609.
[16]Cocchietto M,Skert N,Nimis PL,et al.A review on usnic acid,an interesting natural compound[J].Naturwissenschaften,2002,89:137 -146.
[17]王小平,劉海江,甄 蕾,等.松蘿酸對金黃色葡萄球菌耐藥質粒的消除作用[J].中藥材,2006,29(1):36-39.
[18]Weckesser S,Engel K,Simon -Haarhaus B,et al.Screening of plant extracts for antimicrobial activityagainst bacteria and yeasts with dermatological relevance[J].Phytomedicine,2007,14:508 -516.
[19]趙小釩.松蘿酸的抑菌實驗研究[J].食品科學,2000,21(3):42-44.
[20]Huneck S.The significance of lichens and their metabolites[J].Naturwissenschaften,1999,86:559 -570.
[21]Kumar S,Müller K.Lichen metabolites.Antiproliferative and cytotoxic activity of gyrophoric,usnic and diffractaic acid in human keratinocyte growth[J].J Nat Prod,1999,62:821 -823.
[22]Cardarelli M,Serino G,Campanella L,et al.Antimitotic effects of usnic acid on different biological systems[J].Cell Mol Life Sci,1997,53:667-672.
[23]Engel K,Schmidt U,Reuter J,et al.Usnea barbata extract prevents ultraviolet-B induced prostaglandin E2 synthesis and COX-2 expression in HaCaT keratinocytes[J].Journal of Photochemistry and Photobiology B:Biology,2007,89:9 -14
[24]Choudhary MI,Azizuddin,Jalil S,et al.Bioactive phenolic compounds from a medicinal lichen,Usnea longissima[J].Phytochemistry,2005,66:2346-2350.
[25]Jin JQ,He LC,Li CQ.Effect of usnic acid on TNF-α and no production in lipopolysaccharide-stimulated macrophage[J].ACAD JXJTU,2006,18(2):153 -156.
[26]韓 濤,王佳蕾,李俊樂,等.破莖松蘿不同用法的止咳祛痰抗炎作用比較研究[J].甘肅中醫學院學報,2008,25(3):4-7.
[27]Behera BC,Verma NV,Sonone A.Determination of antioxidative potential of lichen Usnea ghattensis in vitro[J].LWT,2006,39:80 -85.
[28]楊東升,蘇印泉,彭 鋒,等.幾種松蘿中松蘿酸含量及提取物清除DPPH自由基能力測定[J].西北林學院學報,2007,22(4):135-138.
[29]Halici M,Odabasoglu F,Suleyman H,et al.Effects of water extract of Usnea longissima on antioxidant enzyme activity and mucosal damage caused by indomethacin in rats[J].Phytomedicine,2005,12:656 -662.
[30]邊曉麗,靳菊情,丁東寧,等.長松蘿多糖清除氧自由基和抗脂質過氧化反應的研究[J].中藥材,2002,25(3):188 -189.
[31]靳菊情,丁東寧,歐陽雪宇,等.松蘿酸的提取和抗癌活性研究[J].西北藥學雜志,1996,11(5):211 -212.
[32]孫 燕,王洪軍,張 薇,等.地衣酸抑制前列腺癌PC-3M細胞增值效應的初步探討[J].中國腫瘤生物治療雜志,2005,12(4):289-291.
[33]Campanella L,Delfini M,Ercole P,et al.Moleeular eharactetization and action of usnie acid:A drug that inhibits proliferation mouse polyomavirus in vitro and whose main target is RNA tran-seription[J].Biochem,2002,84(4):329 -334.
[34]俞佳玲,劉志學.MC1R天然拮抗劑的高通量初步篩選[J].上海大學學報(自然科學版),2008,14(2):215 -219.
[35]靳菊情,石 娟,葛 萍,等.長松蘿多糖對小鼠免疫功能的影響[J].中國藥學雜志,2003,38(6):431 -433.
[36]吳 杰,張敏如,丁東寧,等.雀石蕊體外殺陰道毛滴蟲作用[J].中國寄生蟲學與寄生蟲病雜志,1995,13:126.
[37]Wu J,Yang SY,Cheng YB.The ultrastructure of toxoplasma gondll tachyzoites and the effect of usnic acid on it[J].J Xi’an Med Univ,1996,8(1):91 -94.
[38]靳菊情,賀浪沖,董亞琳,等.松蘿酸鈉對體外培養成纖維細胞遷移及分泌生長因子的影響[J].中國藥學雜志,2006,41(20):1546-1548.
[39]靳菊情,董亞琳,賀浪沖.松蘿酸鈉促皮膚創傷愈合的實驗研究[J].中藥材,2005,28(2):109 -111.
[40]王志旺,任 遠,馬 駿,等.復方破莖松蘿對子宮平滑肌作用的實驗研究[J].中國實驗方劑學雜志,2009,15(11):70-72.
[41]王 麗,阿地里江·阿不都拉,孫 華,等.松蘿酸研究進展[J].生物技術通訊,2005,16(4):472 -473.
[42]Juliana CM,Elaine RC,Philipa JG,et al.Anticoagulant and Antithrombotic activity of a sulfate obtained froma glucan component of the Lichen parmotrema mantiqueirense hale[J] .Carbohydrate Polymers,2005,60:7 -13.
[43]程彥斌,魏琳琳,顧 寧,等.右旋松蘿酸對小鼠口服急性毒性及細胞毒性的實驗研究[J].南方醫科大學學報,2009,29(8):1749-1751.
[44]Pramyothin P.Janthasoot W,Pongnimitprasert N,et al.Hepatotoxic effect of(+)-usnic acid from Usnea siamensis Wainio in rats,isolated rat hepatocytes and isolated rat livermitochondira[J].J Ethnopharmacol,2004,90(23):381 -387.
[45]Han D,Matsumaru U,Rettori D,et al.Usnic acid -induced necrosis of cultured mouse hepatocytes:inhibition of mitochondrial function and oxidative stress[J].Biochem Pharmacol,2004,67(3):493 -451.