壯藥山芝麻的化學成分和藥理研究進展

莫小林 陳 玲

廣西中醫藥大學第一附屬醫院，廣西 南寧 530023

山芝麻為梧桐科植物山芝麻(HelicteresangustifoliaL.)的干燥根或全株，《壯藥學》謂其能調氣道、谷道，清熱毒，除濕毒，祛風毒[1]。臨床上用于治療感冒、麻疹、腮腺炎、癰瘡、風濕骨痛、泄瀉、痢疾、毒蛇咬傷，為廣西民間常用的壯藥。同時山芝麻是多種壯藥制劑如三味板藍根顆粒、三效微型灌腸劑的主要原料，也是多種中成藥如蓮芝消炎膠囊、感冒清片的主要原料。山芝麻為小灌木，高達1 m，根長而橫走，黑褐色小枝有灰色短柔毛。葉互生，長圓形或橢圓形，先端鈍或急尖，基部圓形，邊全緣；上面近無毛或疏被星狀柔毛；背面被灰白色或淡黃色星狀短柔毛[2]，實物如圖1[3]所示。山芝麻喜溫暖濕潤的環境，以較肥沃而排水良好的砂質壤土生長為好。本文通過整理、歸納十年來國內外文獻對山芝麻的化學成分和藥理研究進展，為山芝麻的臨床應用提供理論依據。

圖1 山芝麻原植物實拍圖

1 化學成分

至今，山芝麻中已報道鑒定了三萜類、甾體、倍半萜內酯類、香豆素類、有機酸及揮發油等化學成分，山芝麻中的三萜類成分如山芝麻甲酯、山芝麻寧酸甲酯和山芝麻寧酸具有降低轉氨酶作用。山芝麻中咖啡酚奎尼酸類化合物具有廣泛的抗菌、抗炎、抗氧化等活性，是山芝麻水提取液的藥效物質基礎[4]。研究均來自于山芝麻根，暫時無地上部分的化學成分研究報道。

1.1 三萜類化合物 山芝麻的三萜類成分具有抗炎鎮痛、抗菌、抗病毒、抗腫瘤等活性[5]。蘇丹等[6-7]建立了高速逆流色譜(HSCCC)法分離制備山芝麻中三萜類成分的方法，并測定了6種三萜類成分和總三萜的含量。從山芝麻乙酸乙酯萃取部位分離制備得到6個化合物，各化合物經鑒定分別為山芝麻寧酸甲酯、山芝麻酸甲酯、山芝麻寧酸、山芝麻酸、白樺脂酸、齊墩果酸。采用RP-HPLC同時測定山芝麻藥材的6個主要三萜類成分，建立了紫外可見分光光度法測定山芝麻藥材中總三萜的含量，用甲醇做為提取溶劑，使用乙酸乙酯進行超聲萃取，既可以保證三萜類成分的提取效率，又可以達到較好的色譜分離，可以作為山芝麻藥材的指標成分，用于山芝麻藥材及其制劑的質量控制。

1.2 揮發油成分 蘇丹等[8]將山芝麻藥材粉碎至50目左右，用揮發油提取器水蒸氣蒸餾法提取山芝麻的揮發性成分，用氣相色譜-質譜(GC-MS)聯用法對化學成分進行鑒定，采用峰面積歸一法測定其含量。分離出109個化合物，鑒定了81個成分，占揮發油總成分的76.52%，主要為單萜烯類、倍半萜烯類及其含氧衍生物和脂肪族化合物等。萜類化合物是存在于植物界的一類化合物，其生物活性是多方面的，并且是某些中藥的主要有效成分。山芝麻揮發成分中的主要萜類化合物有茴香烯、桉葉油烯、蓽澄茄油、杜松萜烯、紅沒藥烯、佛術烯、愈創木烯、香橙烯、紫羅蘭烯等，分別具有鎮痙、平喘、祛痰、止咳、抗菌、抗病 毒、抗癌、驅蟲等作用。

1.3 有機酸類 宋偉峰等[9]采用水為溶劑加熱回流提取法提取山芝麻藥材，提取液采用高效液相色譜法串聯質譜法研究了其水溶性化學成分。山芝麻藥材水提取液的HPLC-MSn分析總離子流色譜圖上有10個明顯的色譜峰(如圖2所示)，表明山芝麻水提取液中含有10個主要的化學成分。對每個化學成分進行多級質譜分析,其中8個化學成分通過對照品得到了確證，分別為奎尼酸、檸檬酸、新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸、異綠原酸C、異綠原酸A和異綠原酸B，詳見表1。

圖2 山芝麻水提取液的總離子流圖

表1 山芝麻水提取液的化學成分分析表

1.4 其他成分 金孝勤和龐素秋[10]采用硅膠柱層析、制備薄層層析等色譜方法，對山芝麻乙醇提取物分離純化，用波譜和薄層方法進行化合物結構鑒定分離出的9種化合物，包括三萜類化合物、酚酸類化合物、木脂素、甾體類化合物等，分別是葫蘆素B、葫蘆素E、迷迭香酸、十二硫醇、β-谷甾醇、烏蘇酸、細辛脂素、麥角甾醇、2,6-二甲氧基對醌。山芝麻的乙醇提取物在高劑量組抑瘤率為54.73%，表現出較好的抗腫瘤活性。經過四甲基偶氮唑藍(MTT)分析，細辛脂素的IC50值顯示對人結腸癌細胞(HT-29)顯著抗增殖作用，對卵巢癌細胞(OVCA429)表現出微弱的抑制活性。

2 藥理作用

山芝麻具有清熱解毒之功效，臨床用于治療感冒高熱、扁桃體炎、咽喉炎、腮腺炎、痢疾腸炎等疾病。藥理學中上述功效與抗炎和鎮痛作用相關。此外，也有抗肝、肺纖維化、抗氧化及清除自由基、免疫調節和抗腫瘤等作用。

2.1 抗炎鎮痛作用 范文昌等[11]在對12種廣東地產清熱解毒藥的抗炎作用實驗研究中，灌胃給藥山芝麻水提物生藥16 g/kg對二甲苯所致小鼠耳廓腫脹有顯著的抑制作用，還對醋酸所致小鼠腹腔毛細血管通透性增高有顯著的抑制作用(P<0.05)。細胞因子失衡是潰瘍性結腸炎(UC)產生腸道非特異性炎性反應的關鍵環節。與UC關系密切的促炎細胞因子主要有IL-1、IL-6、IL-8、TNF-α等，抗炎細胞因子主要有 IL-4、IL-10 等，它們可同時或相繼、直接或間接作用于靶細胞，形成細胞因子網絡，在UC的組織破壞及炎性反應中起著重要作用。灌胃給藥山芝麻高劑量組(生藥21.6 g/kg)、中劑量組(生藥10.8 g/kg)、低劑量組(生藥5.4 g/kg)，采用三硝基本磺酸/乙醇法造模，雙抗體夾ABC-ELISA法測定血清中IL-6、IL-10、TNF-α水平。與模型組比較，山芝麻高、中、低劑量組能顯著降低大鼠促炎因子IL-6、TNF-α水平(P<0.05)，山芝麻高劑量組能顯著升高潰瘍性結腸炎大鼠血清中抑炎因子IL-10水平(P<0.05)，提示山芝麻水提物能平衡潰瘍性結腸炎大鼠血清中炎癥因子水平，并改善其病理組織損傷和癥狀[12]。范文昌等[13]在對12種廣東地產清熱解毒藥的鎮痛作用實驗研究中，山芝麻能明顯延長小鼠舔足時間，并能顯著降低醋酸所致小鼠扭體反應次數(P<0.01)，提示山芝麻不僅對外周性疼痛有鎮痛作用，而且對中樞性疼痛有鎮痛作用。

2.2 抗肝纖維化 天然產物具有結構多樣、毒性較低、來源廣泛等特點，在抗肝纖維化方面有著獨特的優勢和巨大的潛力，其作用機制包括抑制肝臟炎癥反應，抗脂質過氧化損傷，抑制肝星狀細胞(HSC)的活化和增殖，影響促纖維化因子的合成與分泌，以及調節細胞外基質合成與降解等[14-15]。α-平滑肌肌動蛋白(α-SMA)是HSC激活的標志，活化的HSC是導致肝纖維化的主要細胞，抑制活化的HSC增殖是抗肝纖維化的重要策略之一，阻斷HSC活化增殖、促進其凋亡可有效抑制肝纖維化的形成[16-17]。黃莎等[18]將山芝麻等23種臨床常用嶺南中藥分別先用95%乙醇提取，再用石油醚、乙酸乙酯、水飽和正丁醇和水依次萃取，制成115種中草藥干浸膏，采用活化的大鼠肝星狀細胞(HSC-T6)建立高通量篩選的肝纖維化體外模型，并應用模型初步篩選天然藥物，結果顯示用95%乙醇提取山芝麻，乙酸乙酯萃取提取物能使HSC-T6細胞的增殖率下降。林興等[19]將75只肝纖維化模型大鼠隨機分為5 組，每組各15只，山芝麻高、中、低劑量組分別予山芝麻水提物30 g/kg、15 g/kg、7.5 g/kg灌胃，秋水仙堿組予秋水仙堿1 mg/kg灌胃，模型組不用藥。灌胃6周末采用免疫組化法檢測各組肝組織中α-SMA、金屬蛋白酶組織抑制因子(TIMP-1)蛋白表達情況并與15只正常大鼠(對照組)比較。結果山芝麻中、高劑量組α-SMA及TIMP-1表達明顯低于秋水仙堿組和模型組(P<0.05、P<0.01)，亦明顯低于低劑量組(P<0.05)。山芝麻提取物高、中劑量還可顯著降低肝纖維化大鼠肝組織ColⅠmRNA和ColⅠ蛋白的表達(P<0.05，P<0.01)，且隨著藥物濃度的增加，其作用逐漸增強，呈現量效反應關系。顯示山芝麻提取物能顯著改善肝纖維化大鼠的肝臟組織結構，減輕肝纖維化[20]。

2.3 抗肺纖維化 周媛媛等[21]探討山芝麻水提取物對百草枯致大鼠肺纖維化干預研究，將60只雄性大鼠隨機分為3組，每組20只。百草枯(PQ)組予PQ農藥40 mg/kg一次性灌胃；生理鹽水對照組(NS 組)予注射用生理鹽水40 mL/kg一次性灌胃；PQ聯用山芝麻(RH)組予PQ農藥 40 mg/kg 一次性灌胃后給予RH水提取物15 g/kg灌胃，1次/d，連續3 d。21 d后處死大鼠，開胸取左肺組織，觀察3組大鼠肺組織外觀后，石蠟切片，HE染色，在光學顯微鏡(光鏡)下觀察肺組織病理學改變，部分肺組織行免疫組化檢測。研究發現，PQ灌胃后大鼠肺臟呈明顯肺纖維化的病理改變，而用RH水提取物對PQ中毒治療后比較：大鼠肺組織外觀損傷范圍較小，結節樣改變數量較少，硬化程度較輕，光鏡下PQ組及PQ聯用RH組均有不同程度范圍的慢性炎性灶,但PQ聯用RH組肺組織膠原纖維、成纖維細胞增生程度較輕。免疫組化法及 Westernblot 法檢測PQ大鼠肺組織均提示：PQ組Smo和Gli1蛋白表達明顯增強，PQ聯用RH 組 Smo及Gli1表達明顯減弱，組間比較具有顯著性差異(P<0.05)。結果表明RH水提取物顯著減低SHH信號途徑Smo和Gli1蛋白表達，減輕PQ誘發的大鼠肺纖維化，對肺纖維化有一定的干預作用。

2.4 抗氧化活性 活性氧(ROS)包括超氧陰離子自由基(O2-)、過氧化氫(H2O2)和羥基自由基(HO-)，在心血管疾病、炎癥、神經退行性疾病、動脈硬化和癌癥等嚴重疾病的退化或病理過程中起著重要作用，過量的自由基是引起機體衰老和疾病的主要因素[22]。因此從天然產物中尋找高效、低毒的清除體內自由基的抗氧化劑已成為現代醫藥、保健行業研究的熱點[23]。李克娟等[24]分別用水和乙醇提取山芝麻根，獲得山芝麻水提取物(ARE)和山芝麻乙醇提取物(ERE)。在體外抗氧化活性實驗中通過自由基清除試驗、亞鐵螯合試驗和還原力試驗來評估ARE和ERE的抗氧化活性。結果表明，兩種提取物對DPPH自由基、ABTS自由基、羥基自由基表現出相似的清除能力和亞鐵螯合能力，與ERE相比，ARE具有更強的自由基清除活性和還原能力，而螯合活性較低。

在山芝麻愈傷組織懸浮培養物(CE)的提取物的體外抗氧化實驗[25]中，CE對DPPH自由基、羥基自由基、ABTS自由基的清除能力在0.08～2.50 mg/mL之間呈劑量依賴性增長，CE的DPPH清除率在2.50 mg/ mL的劑量下達到最大值。亞鐵離子的螯合能力檢測是篩選天然抗氧化劑的一個必要方法。CE是一種有效的亞鐵離子螯合劑，顯示出了劑量依賴性的螯合活性，其IC50值達到(4.65±0.08)mg/ mL。

劉倩薇等[26]采用超聲波輔助水提取、乙醇沉淀，DEAE-52陰離子交換色譜法和Sephadex S-300凝膠色譜法，從山芝麻中分離和純化了HALP1-1和HALP2-1成分。根據物理化學性質、紫外光譜、紅外光譜分析，這些多糖被鑒定為酸性吡喃糖。特別是HALPs1-1被發現是分子量為151.7 kDa的葡聚糖，而HALPs2-1是由葡萄糖醛酸組成，分子量為114.81 kDa。體外抗氧化活性測定的結果顯示，HALPs1-1和HALP2-1對DPPH、ABTS和羥基自由基都表現出濃度依賴性的清除作用。HALPs2-1在各餾分中具有最高的DPPH自由基、ABTS自由基和羥基自由基清除活性。

2.5 免疫調節作用 巨噬細胞幾乎廣泛地分布在人體的所有組織中，參與吞噬和消化外來物質的免疫反應，因此它們在保護人體免受各種疾病侵害方面起著至關重要的作用。在山芝麻愈傷組織懸浮培養物免疫調節活性研究[25]中，山芝麻愈傷組織懸浮培養物(CE)在0.78～400.00 μg/mL的劑量范圍內對巨噬細胞的增殖表現出促進作用。劑量為6.25 μg/mL時，細胞存活率達到最高值(121.93±1.76)%。CE可以在0.78～400.00 μg/mL的劑量范圍內激活巨噬細胞的增殖，且細胞毒性很小。還研究了CE對巨噬細胞吞噬能力的影響。結果表明，CE在1.56～12.50 μg/mL的濃度下能明顯增強巨噬細胞的吞噬能力。CE在6.25 μg/mL濃度時，巨噬細胞的吞噬能力增加到最大值。DOX作為一種抗癌藥物，可以誘導腫瘤和正常細胞的凋亡，導致細胞死亡。巨噬細胞的存活率因DOX處理而明顯下降。用DOX(0.5 μm或1.0 μm)處理24 h后，細胞活力比分別下降到(41.53±1.72)%和(27.93±1.14)%。在CE(1.56～12.50 μg/mL)存在的情況下，細胞活力比的下降在一定程度上被抑制。對于用0.5 μm DOX處理的細胞，在CE的12.50 μg/mL下，存活率下降到(54.28±1.93)%。用1.0 μm DOX處理的細胞，接觸12.50 μg/mL的CE，存活率下降到(37.73±0.88)%。提示CE對DOX引起的巨噬細胞損傷有保護作用。

孫霜[27]用DEAE Sepharose Fast Flow陰離子交換色譜法和Sephacry S-400色譜法從山芝麻中純化了多糖部分(SPF3-1)。SPF3-1是一種酸性雜多糖，分子量約為13.36 kDa；體外免疫調節試驗表明，SPF3-1能明顯增強巨噬細胞的增殖，刺激巨噬細胞的吞噬能力，并能誘導NO和免疫調節細胞因子的產生。提示來自山芝麻的SPF3-1具有強大的免疫調節活性。

2.6 抗糖尿病 糖尿病的病情發展與血糖濃度的變化密切相關。在機體的血糖濃度調節機制中減緩小腸對淀粉等多糖的消化與葡萄糖的吸收是一個重要的機制。小腸二糖酶(蔗糖酶、麥芽糖酶、乳糖酶等)在腸道葡萄糖的生成中具有重要意義。在糖尿病病理狀態下腸道的二糖酶的活性升高導致葡萄糖的生成加快進而導致葡萄糖的吸收加快，血糖升高加劇[28]。因此，二糖酶的抑制劑可以延緩可吸收單糖的釋放過程，它們被廣泛用于治療餐后高血糖癥。在山芝麻愈傷組織懸浮培養物抗糖尿病研究[24]中，山芝麻的培養物可以用來生產麥芽糖酶和蔗糖酶抑制劑。CE對麥芽糖酶和蔗糖酶的抑制作用在0.50～32.00 mg/mL范圍內。以阿卡波糖為陽性對照，結果表明，阿卡波糖對麥芽糖酶和蔗糖酶有明顯的抑制作用，IC50值小于0.50 mg/mL。此外，CE對大鼠的麥芽糖酶和蔗糖酶表現出劑量依賴性的抑制作用。在32.00 mg/mL的高濃度下，CE的麥芽糖酶抑制率達到約(73.97±0.11)%，其蔗糖酶抑制率約為(67.88±5.28)%。CE對麥芽糖酶和蔗糖酶的抑制IC50值分別約為13.29 mg/mL和13.76 mg/mL。

2.7 抗腫瘤 作為抗癌治療的可能潛在來源，有學者將三種人類癌細胞系(肝癌HepG2、結腸癌DLD-1和肺癌A549)分別與不同濃度的山芝麻根提取物培養24 h和48 h[24]。使用WST-8試驗評估它們的細胞毒性效果。ARE和ERE對癌細胞都表現出明顯的細胞毒性作用，而且ARE對三種測試的癌細胞系都表現出時間和劑量依賴的抑制作用，并顯示出高于ERE的增殖抑制作用。對于正常細胞系，與對照組相比，當其濃度≤50 μg/mL時，TIG3的存活率沒有顯示出明顯的差異(P<0.001)，表明在低濃度下沒有細胞毒性作用。此外將ARE進行體內抗腫瘤實驗BALB/c裸鼠通過口服ARE(200 mg/kg/d)或載體(PBS)進行預處理，為期14 d。在第15天，皮下接種HT1080纖維肉瘤細胞，每組連續口服4周。在實驗過程中，對照組小鼠的腫瘤體積由于腫瘤的發展而逐漸增大，ARE處理的小鼠的平均腫瘤體積則被明顯抑制(P<0.05)。在第42天，對照組的平均腫瘤體積為(497.30±144.12) mm3，遠遠大于ARE治療組的(153.75±55.65)mm3(P<0.05)。將處死小鼠腫瘤組織進行稱重，結果顯示，200 mg/(kg·d)的ARE給藥明顯抑制了HT1080細胞腫瘤的生長(P<0.01)。對照組小鼠的平均腫瘤重量為(0.40±0.18)g，而200 mg/(kg·d)的ARE治療小鼠的腫瘤重量為(0.19±0.07)g，腫瘤抑制率為(49.83±14.38)%(P<0.05)。通過比較對照組和治療組動物在實驗期間的體重變化，沒有發現治療組動物有明顯的毒性。

蘇丹等[29]研究了山芝麻(HT)的三種三萜類化合物螺旋藻酸(HA)、油酸(OA)和白樺脂酸(BA)，對抑制結直腸癌(CRC)進展的作用。結果表明，HT提取物可以減少增殖并誘導HT-29結直腸癌細胞的凋亡。此外，HT提取物可以抑制LPS觸發的IKK、IκB和NF-κB的磷酸化，減弱IL-6誘導的JAK2和STAT3的磷酸化，并抑制NF-κB和STAT3的下游基因靶點c-Myc、cyclin-D1、BCL-xL的表達。因此，HT提取物通過抑制NF-κB和STAT3信號傳導，減少炎癥、抑制細胞增殖和促進HT-29細胞的凋亡對CRC顯示出有效的治療和抗腫瘤作用。

3 小結與展望

山芝麻為廣西民間常用壯藥，主要分布于廣西﹑廣東﹑福建、江西、云南、海南、臺灣等西南地區。味辛﹑微苦，性涼，有小毒[30]。山芝麻具有多種化學成分，部分具有較好的藥理活性。山芝麻除了具有抗炎鎮痛、抗肝、肺纖維化、抗氧化、免疫調節和抗腫瘤等藥理作用外，有報道[31]山芝麻具有腎損害、中毒性休克、急性腎功能衰竭毒等副作用，但其有毒成分研究和毒理作用尚未見文獻資料報道，值得進一步研究以保證山芝麻臨床用藥的安全。

山芝麻為廣西傳統特色優勢壯藥外感風痧顆粒的主要組成藥材[32]。同時也是玉葉解毒顆粒等多種中成藥的主要原料。雖為《廣西壯族自治區壯藥質量標準》(第三卷)收載品種，但缺少相應的質量評價研究。目前山芝麻的主要研究對象以根為主，針對全草的研究較少。隨著山芝麻臨床應用的增加及作為壯藥制劑等的生產原料，增加了藥材消耗量，應該加強山芝麻根及地上部分的質量標準研究，同時開展體內藥效和藥理評價，以闡明山芝麻的藥效物質，從山芝麻懸浮培養物的提取物研究中發現，與同等野生山芝麻根相比，培養物可以產生更多活性成分和呈現出各種功能，能為開發山芝麻的功能產品及其臨床治療中的應用提供更有價值的信息。