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來,干了這碗湯藥

2018-10-22 09:17:26倪顯麗
科學大眾(中學) 2018年7期
關鍵詞:化學植物

倪顯麗

親有疾,藥先嘗。晝夜侍,不離床?!兜茏右幦摹?/p>

這12個字的大意是父母病了,吃的藥要自己先嘗,看看是不是太苦、太燙;父母病倒在床上,要日夜護理,不離開他們的身邊。這里提到的藥,就是我們常說的湯藥。

藥效從何來?

湯藥,一般特指用水煎煮的中藥。中藥素有“諸藥以草為本”的說法,小小的草木有什么“魔法”,竟然合有能治愈我們人類疾病的物質?對于這種“魔法”,一個詞就能解釋,就是達爾文歸納的“進化”。不要以為這其中有任何善意,難道植物也有舍己為人的利他主義?不,其實植物對我們并不友好,有些對我們人類來講甚至非常危險,植物藏著真正的毒藥。

毒藥?沒錯,雖然有些刺耳。因為毒性正是大部分植物合成物質的首要作用。植物不能移動,無法逃避植食動物和各種害蟲的攻擊,只能以化學方式進行反擊。更準確地說,在自然選擇中,那些能夠合成苦味、氣味難聞,或者更常見的、對攻擊者有害甚至致命物質的植物才能增加生存、繁殖機會。它們把化學武器傳給了后代,又被人類加以利用。這就是植物“魔法”的核心解釋:它們通過與我們人類在內的侵犯者互相作用,逐步形成了神秘而神奇的化學能力。

當然,在具有醫療意義的植物和有毒植物中,必須做出區分??梢韵胂?,這把最早的醫者們的生命置于險境,這個任務既枯燥又危險,就像傳說遍嘗百草的神農最后卻死在一棵非常毒的草上。和所有戰爭一樣,這是植物與侵犯者之間的一場名副其實的軍備競賽:每當侵害者找到對付化學武器的方法,植物就繼續進化,找到了更好的武器。僅以生物堿為例。這些雜環氮化合物是擊退植食動物的最有效工具之一,在無數種植物中都發現了它的蹤跡,從罌粟到顛茄,還有秋水仙、金雞納樹。這足以說明植物世界中分子的多樣性,它們似乎無窮無盡、變化無常。

進化賦“神力”

從19世紀開始,隨著現代藥理學和化學的建立,許多植物分子被萃取提純,用于制造藥物。但使用的通常都是最強勁、毒性最大的植物。雖然顛茄能致人死命,但它也使阿托品(在緊急情況下治療心動過緩)誕生。從危險的秋水仙、洋地黃、紫杉中分別提取了秋水仙堿(治療痛風的標準藥物)、洋地黃甙(強大的強心劑)和紫杉醇(一種抗癌藥)。然后,隨著合成化學的發展(在實驗室憑空發明分子),植物的發明對藥理學的影響逐漸減少:1981年以來投入市場的藥物中,只有/1/4是通過觀察、解碼植物成分得來的。有個有趣的事例,發現植物療法的過程與藥理學的歷史發展正相反:鎮痛藥曲馬多是1970年在實驗室發明的,而后取得了專利。201 3年,一個科學研究團隊竟然在自然界發現了它!撒哈拉沙漠以南一種叫“非洲桃”的植物含有大量的天然曲馬多。藥理學家為了提高這些強大植物的藥性或減少它們的副作用,做法離傳統植物療法越來越遠:首先確定它們的活性成分,然后提取之,有時合成之。不斷推進這種思路,制藥行業現在遵循的產品創新模式是:一種分子,一個標靶,一種生物活動。也就是說,理想是能夠發現一種分子(源自天然或純粹合成),專與一個標靶(細胞受體、各種蛋白質……)形成聯結,引發抑制效果或刺激效果,從而糾正與疾病相關的生物進程或生物化學進程。而這一思路很有效,有些特別有效的藥物就是這樣制成的。

那么,為什么還要向今天的植物療法尋求治療呢?它的邏輯與這種“標靶范式”完全不同,而且使用的植物理論上也沒那么有效。要知道,基于植物的藥物合有一種植物或一種植物器官(葉、花、根、莖……)所包含的幾乎全部物質。也就是說,除了活性成分,同時也包括所有其他物質,包括那些本來沒有任何醫療意義但有時卻大量存在的成分。

復雜的“湯劑”

提取草藥的藥物成分通常是熱泡、煎煮和冷浸。第一種指的是用開水澆在植物上,讓它浸泡一段時間;這種方法特別適用于脆弱的葉、花部分。煎煮則更適宜用來處理植物堅硬的根、殼部位,需要煮開水,加入植物,使之繼續沸騰一定時間。冷浸時間更長。要知道,“藥方”的質量、也就是功效取決于提取方法,也取決于時間。以茶為例,要熱泡10到15分鐘。時間不到,當然能萃取咖啡因,但萃取不了單寧。對于大部分植物來說,用水萃取很不錯。但并非所有植物都是如此。例如,金絲桃得用水和酒精混合物,否則就會得到無效的溶液。無論哪種情況,隨后蒸發溶劑就得到液態提取物或干燥提取物,一般來說這比未加工植物的潘陛成分含量更集中。

研究表明,提取出一種被視為植物活性成分的分子,其效用可能弱于整體使用的植物。說白了,它們的活性成分在單獨使用時活性降低,因為不再受益于植物提供的復雜化學環境??茖W家用來自非洲南部的抗炎植物爪鉤草做了實驗:引發老鼠腳爪炎癥后,用傳統消炎藥或爪鉤草提取物、或是只用爪鉤草的活性成分鉤果草甙進行治療。前兩者的消炎效果非常好,后者的療效極小。這是植物療法的一大意義:它與以往偏信活性成分的現代信條完全相反,指出了另一條補充性的道路。而它的成功,證明了現代藥理學無法理解的復雜機制的存在。有些分子只有經人體消化并經過一系列反應后才產生活性。這些分子在植物中的原始狀態并沒有治療效果,所以研究活體外細胞的藥理學家并不會把它們當作活性成分。這也難怪,它們在植物中還不是活性成分,只有磨成粉末或煮成煎劑被消化以后才具有活陛!

在一些情況下,整株植物的療效甚至高于所含的每種成分的效果總和。中國傳統上使用青蒿治療瘧疾,許多抗瘧疾藥含有從青蒿中提取的青蒿素。其實,自然界的青蒿中青蒿素含量非常低,以至于含量這么低的藥物根本無效。但完整使用整株青蒿則表現出不可忽略的療效,傳統中醫的地位正是來源于此。受益于植物提供的復雜化學環境,活性成分往往更加有效的植物具有的活性成分沒有那么強大,或者含量較低。它們之所以有效,是因為這些植物含有好幾種活性成分。單獨使用每種活性成分的療效較差,疊加起來卻得到明顯效果。植物的“魔法”關鍵,恰恰在于這種“化學湯劑”。雖然對“化學湯劑”的研究能夠解釋植物療法的功效,但制藥師的技法卻有高有低,只有調制更好的植物才具有所謂的“魔法”。顯然不能不分青紅皂白、毫無加工地“吃下”整株植物。首先要會正確地分辨它們,然后在恰當的時機,有些植物只有在某些季節,在某些極端情況下,比如只在一天的某些時刻才完全發揮潛力,有時甚至在恰當地點收割,因為它們的化學構成在不同地方也存有很大的差異。

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