藏菖蒲化學成分及生理活性研究進展

母茂君 趙輝 伍七林

摘要藏菖蒲在我國分布較為廣泛，有著悠久的藥用歷史，是祖國寶貴的科學遺產，其復雜的化學成分及廣泛的生理活性一直作為研究人員的熱點。通過查閱國內外藏菖蒲化學成分和生理活性的相關文獻資料，并對其進行整理、分析和歸納，為今后藏菖蒲的進一步研究以及開發提供科學依據。

關鍵詞藏菖蒲;化學成分;生理活性

中圖分類號R284文獻標識碼A文章編號0517-6611（2020）15-0009-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.15.003

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Research Progress on Chemical Constituents and Physiological Activities of Acorus calamus?L.

MU Maojun1，2，3， ZHAO Hui1，2，3， WU Qilin1，2，3

（1.Tibet Yuewang Pharmacopoeia Ecological Tibetan Medicine Technology Co.，Ltd.， Lhasa，Tibet 850000; 2.Tibet Yuewang Tibetan Medicine Technology Co.，Ltd.， Lhasa，Tibet 850000;3.National United Engineering Research Center for Tibetan Plateau Microbes， Lhasa，Tibet 850000）

AbstractAcorus calamus?L. is widely distributed in China and has a long history of medicinal use. It is a precious scientific heritage of the motherland. Its complex chemical composition and extensive physiological activity have always been a hot spot for researchers.In this article， relevant literature on chemical composition and physiological activity of A. calamus?at home and abroad were reviewed， and they were collated， analyzed and summarized to provide a scientific basis for further research and development of A. calamus.

Key wordsAcorus calamus?L.;Chemical composition;Physiological activity

基金項目西藏自治區科學技術協會項目“西藏野生藏藥材人工種植科技服務站建設”;西藏（成都）科技孵化器孵化項目“藏藥材野生藏菖蒲的應用開發研究”。

作者簡介母茂君（1993—），女，四川閬中人，碩士，從事中藥材質量控制研究。*通信作者，工程師，碩士，從事中藏藥及保健品研究。

收稿日期2020-01-15;修回日期2020-03-10

藏菖蒲（Acorus calamus?L.）為天南星科菖蒲屬多年生水生草本植物，又名水菖蒲、白菖蒲、大菖蒲、泥菖蒲、臭菖蒲[1]，系藏醫習用藥材，有著悠久的用藥歷史。菖蒲始載于《神農本草經》，列為上品[2]，用于治療痰厥、中風、癲癇、風濕以及各種精神疾病[3]。因其香氣，古人認為有寬胸益智、明目聰耳以及除濕去毒的功效，因而視其為治邪之物。《晶珠本草》記載：“菖蒲治消化不良，提升胃溫，治炭疽、喉癥”。《綱目》《本草匯言》《本草新編》《本經逢原》《重慶堂隨筆》等諸多名家醫藥典籍均對藏菖蒲用藥及性能進行了論述。藏菖蒲在2000年正式被《中國藥典》2000版（第一部）收載，截至目前相繼出現在2005、2010、2015版《中國藥典》《衛生部藥品標準藏藥》（第一冊）。其中，有關于菖蒲的成藥菖蒲四味丸、菖蒲四位膠囊則收載于衛生部藥品標準《蒙藥分冊》，復方石菖蒲堿式碳酸鉍片收載于《化學藥品地標升國標第四冊》。藏菖蒲含有單萜、倍半萜、苯丙素、黃酮等活性化學成分[4-6]，具有殺蟲[7]、抗癌[8]、抗糖尿病[9]等藥理作用。隨著中藏醫藥的發展以及藏菖蒲應用途徑的增加，逐年成為高校、院所等科研單位的研究熱點，筆者就藏菖蒲化學成分與藥理作用的研究進展進行論述，以期為藏菖蒲的研究及其合理應用提供依據及支撐。

1化學成分

1.1萜類

1.1.1單萜類。

單萜類（monoterpenoids）化合物指由2個異戊二烯分子（C?5H?8）聚合而成的化合物及其衍生物[10]，按分子的碳骨架可分為無環單萜、單環單萜、雙環單萜和三環單萜4類，且多以液體或晶體的形式存在。從藏菖蒲的根狀莖及根分離的揮發油，鑒定為單萜化合物的有22種，具體如表1所示。

1.1.2倍半萜類。

倍半萜類（sesquiterpenes）是指分子中含有3個異戊二烯單元（C?5H?8）的聚合物及其衍生物，具有鏈狀、環狀等多種骨架結構，是藏菖蒲揮發油的重要組成成分[10]。根據其C原子的骨架結構，可分為菖蒲烷型、杜松烷型、欖香烯型、桉烷型、愈創木烷型、沒藥烷型及其他類型。藏菖蒲倍半萜化合物見表2。

1.1.3三萜類。

三萜類（triterpenoids）是基本母核由30個碳原子所組成的萜類化合物，以游離形式或與糖結合成苷或酯的形式存在于植物體內。Rai等[27]從水菖蒲根莖提取物中分離得到的三萜類化合物有1β，2α，3β，19α-tetrahydroxyurs-12-en-28-oic acid 2-28-O-{ -β-D-glucopyranosyl（1→2）}-β-D-galactopyranoside和3β，22α，24，29-tetrahydroxyolean-12-en-3-O-{-β-D-arabinosyl（1→3）}-β-D-arabinopyranoside;Dong等[28]報道水菖蒲中含有4-O-docosanoyl-3-O-β-D-glucosyl-sitosterol等新的甾體皂苷衍生物。

1.2苯丙素類

苯丙素類作為揮發油的主要成分，主要呈現苯丙烯型、苯烯丙型及其氧化產物幾種類型。堿催化重排可使烯丙基衍生物轉化為丙烯基衍生物，雙鍵的順反異構體也可相互轉化。董玉等[29]使用硅膠柱層析法、反相硅膠柱層析法、Toyopeal柱層析法及Phamardex LH-20柱層析法對菖蒲根莖的提取物化學成分進行系統研究，經分離鑒定得到苯丙酸類化合物有咖啡酸、阿魏酸。郝志友[3]從藏菖蒲根莖的95%乙醇提取物中分離并鑒定多個苯丙素類化合物，分別為α-細辛醚、β-細辛醚、細辛酮、細辛醛、2，4，5-三甲氧基-7-O-（1-α-阿洛呋喃糖基）-8-羥基苯丙烷、2，4，5-三甲氧基-7-O-（1-β-呋喃果糖基）-8-羥基苯丙烷、3，4-二甲氧基-7-O-（1-α-阿洛呋喃糖基）-8-羥基苯丙烷、2，4，5-三甲氧基-7-O-（1-β-呋喃塔格糖基）-8-羥基苯丙烷等。有研究發現，藏菖蒲中其他苯丙素化合物還包括2，4，5-三甲氧基-苯基丙酮、2，4，5-三甲氧基苯丙酮、1-（2，4，5-三甲氧基苯基）-1，2-二酮等[5，30]。

1.3黃酮類

黃酮類是指結構式中具有2-苯基色原酮骨架的化合物。陶宏等[31]對菖蒲的根莖用水進行提取，在乙酸乙酯和石油醚部位分離得到9個化合物，其中黃酮類化合物有8-異戊二烯基山柰酚。肖昌錢等[32]對藏菖蒲根莖采用95%乙醇浸提，從乙酸乙酯部位中分離鑒定的黃酮類化合物有5，4′-二羥基-7，8-二甲氧基黃酮、5-羥基-7，8，3′，4′-四甲氧基黃酮等。除此之外，從藏菖蒲提取物中分離鑒定出的黃酮類化合物還有芹菜素、芹菜素-7-氧葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、香葉木素-7-氧苷、木犀草素-8-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、galangin-3-O-β-D-glucopyranosyl-7-O-α-L-rhamnopyrano-side等[33-34]。

48卷15期母茂君等藏菖蒲化學成分及生理活性研究進展

1.4微量元素

不同微量元素種類、含量、化學形態以及不同的靶位環境，使得其微量原料表現出不同的親脂性和生物活性，從而達到不同的藥效[35]。藏菖蒲含有Ca、Fe、Zn、Cu、Mg、Mn等多種微量元素。王新平等[36]采用微波消解-火焰原子吸收光譜法測定水菖蒲中微量元素，結果顯示，Cu、Zn、Mn、Ni的含量分別為（6.18±0.30）、（3.44±0.36）、（293.2±29）、（402±1.06） μg/g，且方法的檢出限均小于0.046 μg/mL，加標回收率為99.13%～107.00%，RSD≤290%（n=8）。葉艷青等[37]以傳統煎煮法對水菖蒲中Ca、Cd、Cr、Cu、Zn、Fe、Mn和Mg 8種元素進行提取，采用微孔濾膜、大孔吸附樹脂柱分別對提取液的可溶態與懸浮態、有機態與無機態進行分離，并結合火焰原子吸收光譜法對8種元素在4種形態下的含量進行了測定，結果發現，8種微量元素的可溶態總提取率為16.89%～89.60%，浸留比為20.64%～84.85%，懸浮態顆粒吸附率為1.36%～33.31%，Cr的有機態與無機態比例為129.4%，Ca、Cd、Cu、Zn、Fe、Mn和Mg 7種微量元素的有機態與無機態比例為3.42%～72.82%，加標回收率為92.4%～113.2%，RSD<2.51%。

1.5他類化合物

董玉等[29]對菖蒲根莖采用稀乙醇回流提取，對其非揮發性部位的化學成分進行研究，從其根莖的去油水液中分離得到2，4，5-三甲氧基苯甲醛、甘露醇、香草酸、原兒茶酸、丁二酸等化合物;除此之外，水菖蒲中還含有有機酸成分（肉豆蔻酸、棕櫚酸、棕櫚油酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、花生酸等）、氨基酸成分（天冬氨酸、天冬酰胺、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甘氨酸、丙氨酸、組氨酸、脯氨酸、γ-氨基丁酸等）、糖類成分（麥芽糖、葡萄糖、果糖、甘露糖、甘露糖醇等）以及鈣、鐵、鉀等無機離子;另外還含有2，5-二甲氧基對苯醌、2，4，5-三甲氧基苯甲醛、β-胡蘿卜苷、β-谷甾醇、蘋果酸、花生酸、琥珀酸、杜鵑花酸、單棕櫚酸甘油酯、二十五烷、1-二十七烷醇等成分[19，30，32]。

2生理活性

藏菖蒲具有廣泛的生理活性，研究表明其具有驅蟲、降血脂、抗癌、抗糖尿病等作用，在臨床主要用于慢性支氣管炎、瘧疾、精神錯亂等呼吸系統、消化系統和神經系統等病癥。

2.1驅蟲作用

Mathur等[38]和Koul等[39]研究發現，菖蒲油的蒸汽可以誘導雄性家蠅和紅棉蝽成蟲雄性的不育，從而達到驅蟲的作用。為明確藏菖蒲驅蟲活性成分，徐廣文等[40]采取冷浸法與加熱回流法對藏菖蒲進行粗提，再用不同溶劑萃取得到4種不同極性部位（乙酸乙酯、石油醚、正丁醇、水），分別對玉米象進行試驗，結果表明，活性最強的為石油醚部位，其他部位基本無殺蟲作用。Yao等[41]對藏菖蒲提取物進行研究，發現其提取物具有很好的觸殺和驅避儲糧害蟲作用，并從中分離得到其主要活性成分β-細辛醚。隨后，通過利用藏菖蒲根莖提取物對4種試蟲（玉米象、谷蠹、赤擬谷盜和四紋豆象）進行熏蒸擊倒和致死研究，結果表明，藏菖蒲根莖提取物中所含有的活性成分β-細辛醚具有良好的驅蟲效果[42-43]。Senthilkumar等[44]采用水蒸氣蒸餾法和化學法提取菖蒲揮發油，研究發現其對4齡致倦庫蚊幼蟲有較好的驅蟲效果。王芝榕等[45]采用乙醇冷浸法對藏菖蒲根莖物質進行提取，并將其提取物用濾紙試驗法對臺灣乳白蟻及櫻桃紅蟑螂進行觸殺，結果表明，提取物對2種蟲都有較好的觸殺效果，試蟲觸殺效果隨著藏菖蒲提取物濃度的降低而下降。

2.2抗炎作用

Kim等[46]研究發現，水菖蒲葉的水提取部位可通過多重機制抑制人皮膚永生化角質細胞（HaCaT）產生的促炎細胞因子白介素-8（IL-8）和白介素-6（IL-8）的形成從而發揮其抗炎作用，使其有望成為一種新的、有效的皮膚抗炎藥。Muthuraman等[47]研究表明菖蒲具有減緩小鼠因長春新堿誘導的神經痛，因此有理由相信菖蒲亦具有抗炎、抗氧化的作用。王常麗等[48]研究發現，水菖蒲的水提取部位能有效抑制脂多糖（LPS）誘導的鼠巨噬細胞系RAW 2647炎癥，能使炎癥因子TNF-α、IL-1β、IL-6的mRNA表達下調。

2.3調節免疫作用

Belska等[49]對從菖蒲根中提取出的多糖進行了免疫系統作用研究，發現多糖能刺激M1極化巨噬細胞和促進小鼠體內的Th1免疫反應。

2.4抗糖尿病作用

Wu等[50-51]研究發現，菖蒲的乙酸乙酯提取部位對3T3-L1前脂肪細胞具有一定的促進分化作用，具有潛在的胰島素增敏活性，后又進一步使用L6細胞與db/db模型糖尿病小鼠驗證了其乙酸乙酯部位對胰島素的增敏活性。Si等[52]研究發現，菖蒲乙酸乙酯提取部位的降糖機制與胰島素釋放和α-糖苷酶的抑制有關。Liu等[53]用鏈脲佐菌素（STZ）誘導的高血糖小鼠、db/db糖尿病小鼠和飲食誘導的肥胖小鼠證實水菖蒲乙酸乙酯部位的降糖作用，其可能通過激活Wnt信號來增加gcg和pc3的基因表達，通過直接或間接地增加GLP-1的分泌來降低血糖水平。

2.5 其他生理活性

胡伯淵等[8]對水菖蒲的抗癌活性研究中發現，揮發油中的α-細辛醚對SGC-7901、Detroit-6、Hela等人癌細胞株均有一定的活性。Hazra等[54]在小鼠感覺運動皮層內注射三氯化鐵（FeCl?3），通過自由基的產生，引起類似于人類創傷后癲癇的反復發作和癲癇放電，從而導致大腦皮層脂質過氧化水平升高;與FeCl?3致癇組相比，菖蒲提取物與處理組小鼠大腦皮層超氧化物歧化酶活性和脂質過氧化水平明顯降低;表明菖蒲能通過調節抗氧化劑阻礙FeCl?3導致的癲癇的發生，有望成為一種有效的抗癲癇藥。Naderi等[55]通過對雄性大鼠的Y型迷宮和穿梭箱試驗發現，口服和注射高劑量的菖蒲提取液的大鼠空間識別和記憶能力明顯高于對照組，由此可見菖蒲提取液對老年期學習記憶障礙具有防治作用。

3小結

藏菖蒲作為常用中藥，在我國分布廣泛、資源豐富，具有驅蟲、降血脂、抑菌、抗癌等藥理作用，近年來一直深受國內外植物化學和中藥藥理學學者的重視，但多數化學成分和藥理活性研究集中在揮發油部位，有研究發現水部位具有一定的活性，值得進一步研究與開發，具有較好的開發利用前景。

目前對藏菖蒲的驅蟲藥理活性研究較多，對其他有效成分及其藥理作用的研究還需要加強和深入研究，全方位闡釋藏菖蒲的藥理學作用機制，在現有的藥理活性基礎上，進一步研究其藥理作用和臨床使用療效，為傳承和創新中醫藥事業奠定良好的基礎。

參考文獻

[1] 肖培根.新編中藥志：第1卷[M].北京：化學工業出版社，2002：1023-1025.

[2] 陳模，鄧穎姣，馮芬，等.水菖蒲藥學研究概況[J].安徽農業科學，2013，41（19）：8131-8133，8152.

[3] 郝志友.水菖蒲化學成分與生物活性研究[D].北京：北京協和醫學院，2012.

[4] MAZZA G.Gas chromatographic and mass spectrometric studies of the constituents of the rhizome of calamus.I.The volatile constituents of the essential oil[J].Journal of chromatography A，1985，328（1）：179-194.

[5] NAWAMAKI K，KUROYANAGI M.Sesquiterpenoids from Acorus calamus as germination inhibitors[J].Phytochemistry，1996，43（6）：1175-1182.

[6] 喬迪.藏菖蒲化學成分的研究[D].杭州：浙江大學，2012.

[7] 姚英娟，蔡萬倫，楊長舉，等.水菖蒲活性成分β-細辛醚對四紋豆象不同蟲態的熏蒸毒殺作用[J].中國糧油學報，2009，24（11）：102-106，136.

[8] 胡伯淵，紀耀沅.水菖蒲抗癌活性研究——α-細辛醚對人癌細胞株的抗癌活性[J].中西醫結合雜志，1986，6（8）：480-483，454.

[9] MINATO H，FUJIOKA R，TAKEDA K Components of the root of Acorus calamus L.[J].Chem Pharm Bull，1971，19（3）：638-640.

[10] 陳峰.菖蒲屬植物的化學成分及藥理作用[J].世界科學技術（中醫藥現代化），2011，13（6）：1013-1017.

[11] 王和宇，孫長波，張晶.水菖蒲化學成分研究進展[J].中國實驗方劑學雜志，2015，21（8）：219-221.

[12] 歐小群，羅曉紅，江吉村，等.藏藥藏菖蒲揮發油成分GC-MS分析[J].成都中醫藥大學學報，2014，37（3）：13-15.

[13] 龔先玲，典靈輝，張立堅，等.水菖蒲根狀莖與根揮發油化學成分研究[J].中國藥房，2007，18（3）：176-178.