中藥紅芪化學成分及其藥理作用研究進展

鄧六勤 吳寶儀 陳 潔 杜婕瑩

中藥紅芪化學成分及其藥理作用研究進展

鄧六勤 吳寶儀 陳 潔 杜婕瑩

紅芪；藥理作用；化學成分

紅芪（Radix Xedysari）為豆科巖黃芪屬（Leguminosae Hedysarum polybotrys Hand.-Mazz.）植物，2010版《中國藥典》收載的中藥紅芪為多序巖黃芪的干燥根，春、秋二季采挖，除去須根和根頭，曬干即可[1]。紅芪其根皮為紅棕色，故因此而得名，最早記載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，按南北朝時期梁代陶弘景在《本草經(jīng)集注》描述：“有赤色者，可作膏貼，俗方多用，道家不須”[2]。在上世紀80年代，日本學者從紅芪中分離得到活性抗菌成分1-3-羥基-9-甲氧基紫檀烷，該化合物具有較強的殺菌活性，自此對紅芪的研究備受關(guān)注。目前，有較多的學者就紅芪化學成分及其藥理活性展開了大量研究，發(fā)現(xiàn)紅芪中含有較多的活性物質(zhì)（如黃酮、皂苷、生物堿、氨基酸、有機酸、甾醇、多糖、微量元素等），且藥理作用廣泛（主要包括提高免疫能力、強心利尿、抗自由基、抗病毒等），可見紅芪具有十分可觀的開發(fā)利用價值，現(xiàn)就紅芪化學成分及其藥理作用的研究近況展開綜述。

1 紅芪化學成分研究

紅芪的化學成分主要為黃酮、皂苷、甾醇類脂物、氨基酸、多糖等，此外尚有微量元素及木質(zhì)素，分述如下。

1.1 黃酮多序巖黃芪中黃酮類成分多樣，主要包括如下幾種類型的母核：黃酮、酮、紫檀烷、異黃酮、黃酮醇、查耳酮、香豆苯醚、二氫黃酮。上世紀80年代初，日本學者從紅芪中分離得到L-3-羥基-9甲氧基紫檀烷（L-3-hydroxy-9-methoxypterocarpane）[3]，該化合物殺菌活性強，至此紅芪的化學成分備受關(guān)注。之后日本學者 Miyase Toshio等[4]從黃芪根中分離出芒柄花黃素（Formononetrin）、7-羥基-4’,6-二甲氧基異黃酮（Afromosin）、3’，7-二羥基-4’-甲氧基異黃酮、L-3-羥基-9-甲氧基紫檀烷（L-3-hydroxy-9-methoxyp-terocarpane）、甘草素（Liquiritigenin）、異甘草素（Isoliquiritigenin）、（－）-Vestitol，芒柄花苷（Ononin）等黃酮類成分。同時期國內(nèi)學者開始研究黃芪，潘競先[5]等從紅芪根中分離得到L-3-羥基-9甲氧基紫檀烷；王銳等[6]從紅芪中分離得到1,7-二羥基-3,8-二甲氧基 酮、槲皮素；國內(nèi)學者從紅芪根中分離得到 3-羥基-9-甲氧基香豆苯醚、3,9-二羥基香豆苯醚、7-羥基-4’,-甲氧基異黃酮（即芒柄花素，Ofmrononetin）和毛蕊異黃酮[7]、3-羥基-9-甲氧基香豆苯醚、3,9-二羥基香豆苯醚等黃酮[8]；從紅花巖黃芪（H.multijugum Maxim）中分離得到芒柄花素、1,7-二羥基-3,9-二甲氧基紫檀烷烯、5,7-二羥基-4,-甲氧基-8-異戊烯基異黃酮、金雀花異黃素（5,7-二羥基-4,-甲氧基異黃酮）、5,7-二羥基-4,-甲氧基-6,8-異戊烯基異黃酮、5,7-二羥基-4-甲氧基-6-異戊烯基異黃酮和紫檀烷烯 hedysarimpterocarpene B、hedysarimpterocarpene C等[9-11]。近年對紅芪有了進一步研究，李云志等[12]通過各種現(xiàn)代分離手段從紅芪中分離得到11種化合物，其中3種是黃酮，分別是7-羥基-4’-甲氧基異黃酮、異甘草素、3-羥基-9-甲氧基紫檀烷；鄭善松等[13]從紅芪中分離得到10種化合物，其中黃酮有 7種，分別為芒柄花素、芒柄花素-7-O-葡萄糖苷、毛蕊異黃酮、毛蕊異黃酮-7-O-葡萄糖苷、異甘草素、7,4’-二羥基黃酮、7,4’-二羥基二氫黃酮等；劉毅等[14]從紅芪中分離得到芒柄花苷和柚皮苷；海力茜等[9]從紅芪中分離得到4’,-甲氧基-7-羥基黃酮。

1.2 皂苷紅芪皂苷研究相對較少，賈志強等[15]用CH3CH2OH作為溶劑，將紅芪根、莖、葉中的總皂苷進行回流提取，以黃芪甲苷計，用紫外可見分光光度計測得紅芪根、莖、葉中總皂苷含量分別為22.49、9.92、36.22mg/g。此外有學者從紅芪中分離得到大豆兩種皂苷成分，分別為皂苷Ⅱ甲酯和大豆皂苷I[14]。

1.3 氨基酸上世紀70年代，Hiroshi等[16]研究植物藥降壓成分時發(fā)現(xiàn)紅芪與黃芪均含有γ-氨基丁酸（GABA），均能降低小白鼠的血壓升高，紅芪中GABA含量高于黃芪，分別為0.094%、0.024%。90年代初期，趙長琦等[17]分析了紅芪中游離氨基酸的種類和含量，結(jié)果顯示含有17種氨基酸，其中5種為人體必需氨基酸。

1.4 多糖紅芪中含有豐富的多糖，生物活性多樣，具有可觀的開發(fā)價值，研究發(fā)現(xiàn)紅芪多糖含量高達23%～34%[18]。紅芪多糖構(gòu)成復雜，組成比與所采用的分離方法有關(guān)，馬丹等[19]對紅芪多糖研究中采用醇沉法分離得到3種不同分子量的多糖，用GC色譜法測定其構(gòu)成中發(fā)現(xiàn)3種不同分子量多糖，均由葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等單糖按不同比例構(gòu)成。黨子龍等[20]通過水提醇沉法、Sevage法脫蛋白、Sephadex G-200色譜法分離得到紅芪多糖HPS4-1A，并采用現(xiàn)代各種分析方法對HPS4-1A的構(gòu)象組成做了準確的研究，得到該多糖分子量為 7.386×104，并按照鼠李糖：阿拉伯糖：葡萄糖：半乳糖=1：2：1：2比例構(gòu)成，HPS4-1A主鏈骨架由1,5、1,3,5連接的α-L-呋喃阿拉伯糖和1,6、1,2,6連接的α-D-吡喃半乳糖組成，側(cè)鏈分支點位于阿拉伯糖的3位與半乳糖的2位。

1.5 微量元素對于紅芪具有補氣升陽的功效，學者對紅芪品種中的微量元素進行了測定。80年代，何康明等[21]用GS法對紅芪中微量Se元素進行了測定，發(fā)現(xiàn)甘肅產(chǎn)紅芪Se元素含量為0.08μ/g。王銳等[6]采用等離子光譜法測定了甘肅產(chǎn)紅芪中含有Pb、As、Se、Mg、Fe、Cr、Ca、Zn、Hg、Cu、Sn、P、Mn、Cd、Ti、Co、Mo、V、Ni等19種無機元素，其中Pb、As、Se含量與膜莢黃芪含量相當。

1.6 其它成分從上世紀80年代至今國內(nèi)學者對紅芪各個部位均進行了分離研究，王銳等[6]從紅芪中分離得到二十四碳酸、十八碳酸、β-谷甾醇、蔗糖；潘競先等[5]從紅芪石油醚部位分離得到硬脂酸、木蠟酸、烏蘇酸、β-谷甾醇、阿魏酸木脂醇酯、3,4,5-三甲氧基桂皮酸甲酯；劉揚等[22]從紅芪低極性部位中分離得到二十六碳酸、阿魏酸十六烷醇酯、羽扇豆醇、β-谷甾醇、胡蘿卜苷；海力茜等[8]從紅芪中分離得到白樺脂酸、二十六碳酸、紅芪木脂素A，其中紅芪木脂素A為新化合物；鄭善松[13]等紅芪中分離得到阿魏酸正十六醇酯、阿魏酸、尿嘧啶；李云志等[12]分離得到正二十四烷酸、正二十六烷酸、三油酸甘油酯、單棕櫚酸甘油酯、阿魏酸正十六醇酯、丁香脂素、β-谷甾醇、胡蘿卜苷。

2 藥理研究進展

2.1 免疫調(diào)節(jié)作用

2.1.1 對單核巨噬細胞功能的影響以10g/kg灌胃給予紅芪水煎液的濃縮液，觀察小鼠腹腔巨噬細胞指數(shù)，結(jié)果表明紅芪能明顯提高小鼠腹腔巨噬細胞指數(shù)（P＜0.01），對脾肝重量有促進作用（P＜0.01）[23]。針對紅芪高極性水提物進行分離，共分離出 4種單體化合物，其中單體A2F2-P-03和紅芪生藥浸膏均能增強小鼠巨噬細胞的吞噬功能（P＜0.05），單體A2F2-P-03灌胃0.1～100.0mg/kg的劑量范圍內(nèi)，作用強度無明顯差異（P＞0.05）。灌胃給予小鼠紅芪多糖粉劑，在劑量0.5g/kg～1.2g/kg范圍內(nèi)均能明顯增強小鼠的腹腔巨噬細胞吞噬能力（P＜0.01），且呈劑量依賴關(guān)系[24]。

2.1.2 對體液免疫作用以劑量0.5g/kg灌胃給予小鼠紅芪多糖（HPS），HPS具有促進淋巴細胞轉(zhuǎn)化率（P＜0.001），同時對環(huán)磷酰胺所致的免疫功能低下的小鼠有改善免疫功能作用。HPS可明顯增加小鼠的脾臟指數(shù)，具有對抗強的松龍所致免疫器官重量的減輕作用。服用強的松龍后，小鼠體內(nèi)凝集素、溶血素抗體明顯受到抑制，但HPS與強的松龍聯(lián)合用藥后，抗體水平明顯高于單用的強的松龍組（P＜0.01），與正常對照組小鼠相近，說明HPS可降低由強的松龍產(chǎn)生的免疫抑制作用。以黃芪多糖為對照的研究表明，免疫保護作用中HPS比黃芪多糖更強。對于小劑量環(huán)磷酞胺造成的小鼠免疫抑制作用，HPS可以完全對抗，小鼠體內(nèi)脾細胞總數(shù)和空斑形成細胞值達到正常小鼠水平。HPS可使小鼠脾臟較對照組顯著增重（P＜0.05），脾臟白髓增生切面可見，說明HPS能促使正常漿細胞增生。綜上所述HPS能促進機體體液免疫，并未HPS的臨床用藥提供了形態(tài)學依據(jù)[25-26]。

2.1.3 對細胞免疫作用紅芪多糖能夠提高脾虛大鼠血中CD3＋T細胞、CD4＋T細胞含量，在一定程度上有助于改善脾虛證大鼠的特異性免疫功能[27]。以1.2g/kg劑量灌胃小鼠給予HPS粉劑，結(jié)果表明HPS顯著提高小鼠E-花環(huán)形成率（P＜0.01），且呈劑量依賴關(guān)系；此外50mg/kg的HPS能通過提高免疫抑制艾氏癌和肝癌瘤株實體瘤，環(huán)磷酰胺抑瘤率可達65%，HPS抑瘤率雖只有35%，但環(huán)磷酰胺毒副作用大，而HPS可以減輕脾、胸腺指數(shù)，即提高機體自身免疫達到殺滅癌細胞作用[28-29]。

2.2 抗衰老的影響劑量為150mg/kg的HPS，可明顯增加小鼠脾、腎、肝及心臟中RNA含量（P＜0.05），而小劑量對心臟RNA含量無明顯影響（P＞0.05）。HPS通過增加細胞器中RNA含量，促進臟器中細胞蛋白質(zhì)合成，增強細胞各項功能，從而改善細胞功能低下，達到抗衰老的作用[28-29]。同時HPS可明顯提高衰老大鼠血液中睪酮和皮質(zhì)醇激素的含量（P＜0.05），而大鼠血清中總膽固醇、高密度脂蛋白及膽固醇的含量可明顯降低（P＜0.05）。對小鼠進行耐低溫、耐高溫、抗缺氧、抗疲勞等非特異性抵抗力實驗中，服用HPS小鼠耐受能力增強，可能與血清中皮質(zhì)醇水平提高有關(guān)[27]。灌胃2% HPS和紅芪水煎劑0.2ml，測定3H-TdR摻入小鼠肝細胞量[28]，結(jié)果兩組給藥組均能提高肝細胞3H-TdR摻入量，表明肝細胞中DNA合成增多，細胞再生能力增強，紅芪具有促進小鼠肝細胞再生。以1%HPS的培養(yǎng)基與正常培養(yǎng)基比較果蠅抗衰老各項指標，結(jié)果顯示[29]，HPS可明顯延長果蠅的生命周期（P＜0.05）；對小鼠游泳時間的影響實驗中，以劑量50～150mg/kg HPS灌胃給藥，與正常對照組比較，HPS劑量組對幼齡小鼠的游泳時間均無明顯差異，但HPS劑量組對老年小鼠的游泳時間均有明顯延長作用（P＜0.01）；觀察老年小鼠在高溫、極低溫下的死亡時間，結(jié)果表明灌胃給予50～150mg/kg的HPS組死亡時間明顯延長（P＜0.001），HPS具有抵抗高溫、低溫的作用[30]。

2.3 對心血管系統(tǒng)的影響觀察 HPS對家兔心臟的影響實驗中，口服灌胃給予HPS 0.75和1.25g/kg，結(jié)果表明，用藥組家兔左心室壓顯著降低；口服灌胃紅芪水提物（HQ）濃度0.75g/kg，觀察HQ對家兔竇性心律的作用，結(jié)果表明，HQ具有明顯降低家兔竇性心律的作用；觀察HQ對家兔動脈血壓的影響，結(jié)果表明，HQ可顯著降低動脈血壓，降壓率 34.6%（P＜0.01）。缺血再灌注實驗中，以紅芪的水飽和正丁醇提取物給藥，觀察紅芪對超氧陰離子自由基（O2-）的清除能力，結(jié)果表明，紅芪有一定的清除 O2-自由基作用，自由基對家兔心肌一定的保護作用[28,30-32]。

2.4 內(nèi)皮細胞保護作用陳徹等[33-35]研究發(fā)現(xiàn)紅芪總黃酮作用于高糖、過氧水及ox-LDL誘導的臍靜脈內(nèi)皮細胞損傷中可顯著減少細胞釋放乳酸脫氫酶和丙二醛，提高超氧化物歧化酶活性，提高細胞生產(chǎn)率，由此可說明紅芪總黃酮對多種外界物質(zhì)誘導的臍靜脈內(nèi)皮細胞損傷具有保護作用，其作用機制主要與紅芪總黃酮能清除其過表達的氧自由基、提高抗氧化能力有關(guān)。

2.5 其它作用

2.5.1 補益作用口服紅芪煎劑15ml/kg，觀察對大白鼠頜下腺、腮腺和胰腺的組織勻漿中淀粉酶總活力和對這些腺體的RNA和DNA含量的作用，結(jié)果表明，紅芪可明顯提高大白鼠的頜下腺、腮腺和胰腺淀粉酶總活力的作用（P＜0.01），明顯提高頜下腺、腮腺、胰腺的RNA含量（P＜0.01），并提高額下腺DNA含量（P＜0.01），說明各腺體蛋白表達活性增強，并通過提高消化腺中酶的活力而達到紅芪補益脾胃的作用[19]。

2.5.2 促生長作用選取出生21d體重為6～99g的小白鼠，飲用5%紅芪煎劑，結(jié)果表明，與正常組比較，紅芪煎劑組增重率達23%（P＜0.05），可明顯提高小鼠體重。促進生長的作用主要是因為紅芪中含有紅芪多糖、β-谷甾醇、多種必須氨基酸等營養(yǎng)成分，這些成分的作用促進了小鼠的生長發(fā)育[35]。

2.5.3 鎮(zhèn)痛、抗炎和降血糖作用1/10 LD50紅芪水提物能明顯提高小鼠痛閾（P＜0.05），同時能明顯抑制多種急性滲出性炎癥、炎癥后期的肉芽組織增生（P＜0.01）。紅芪能明顯抑制5-羥色胺、組織胺引起的Evans藍滲出量的增多（P＜0.05），并能抑制由5-羥色胺引起的足腫脹（P＜0.01）[14-15]。觀察灌胃給藥HPS的T2DM大鼠，實驗表明HPS能調(diào)節(jié)糖脂代謝紊亂，促進T2DM大鼠肝糖原的合成，修復受損的胰島β細胞，減輕T2DM大鼠胰島素抵抗，從而達到降低血糖的作用[36]。

2.5.4 抗腫瘤和抗病毒作用李志云等[12]將首次從紅芪中分離得到 3-羥基-9-甲氧基紫檀烷進行抗腫瘤研究，結(jié)果對HepG2腫瘤細胞的IC50為10.69μmol/L，說明具有一定的細胞毒活性。紅芪多糖對體外培養(yǎng)的腫瘤細胞具有一定程度的選擇性殺傷作用，可使癌細胞發(fā)生皺縮、變形，關(guān)于其對腫瘤細胞是否具有誘導其凋亡的作用，還需進一步通過實驗驗證[37]。姚寶泰等[38]研究表明中劑量的HPS對荷瘤小鼠S180抑瘤作用最強，這是由于表達在免疫細胞表面的此類受體是有限的。

3 展望

傳統(tǒng)中藥紅芪臨床應用已有上千年歷史，其性微溫、味甘，歸肺、脾經(jīng)，具有補氣升陽、固表止汗、斂瘡生肌、排膿脫毒、利尿消腫、補血等功效。部分生產(chǎn)地區(qū)紅芪常與黃芪替用，古代醫(yī)書籍中也見有將兩者通用，直到上世紀60年代我國學者首次確定紅芪原植物為多序巖黃芪，對其生藥方面進行了鑒定研究。隨后日本學者發(fā)現(xiàn)紅芪中含有殺菌成分，此研究促進了紅芪各方面的基礎(chǔ)研究，特別是化學成分和藥理方面的研究。紅芪化學成分的基礎(chǔ)研究發(fā)現(xiàn)其含有黃酮、皂苷、氨基酸、有機酸、生物堿、甾醇、多糖、微量元素等，多數(shù)物質(zhì)都具有較強的生物活性。有關(guān)紅芪藥理活性的研究主要集中于提高免疫、抗衰老、心血管作用、細胞保護作用、抗炎、降血糖、抗病毒、抗腫瘤等，藥理作用及其廣泛，然而大部分研究僅停留于體外和動物實驗研究，進入臨床實驗的研究甚少，特別涉及到機體內(nèi)作用機理方面仍然欠缺。近年來紅芪的復方制劑藥品已推出市場，但多數(shù)產(chǎn)品是作為中藥的補益藥品存在，其產(chǎn)品競爭力較弱，容易被其它廠家復制。為進一步利用悠久歷史的傳統(tǒng)中藥紅芪，研究者今后應著重于紅芪藥理作用的物質(zhì)基礎(chǔ)及其作用途徑進行研究，確定紅芪治療疾病的關(guān)鍵物質(zhì)，為其發(fā)揮獨特的藥用價值提供重要的理論依據(jù)。

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R285

A

1673-5846(2013)09-0036-04

廣州市婦女兒童醫(yī)療中心，廣東廣州 510623

鄧六勤（1972-），女，大學本科，副主任中藥師，專業(yè)方向：醫(yī)院藥學。Tel：13610217805，E-mail：dengliuqing@yeah.net。