摘 要
芍药在我国历史悠久,属于比较老的中药,长久以来对其引起的重视度很高。当然,此类中药类型很多,并不单一,而且不同的类型其所含的成分也是各不相同,从而对每个人的疾病药理效果也是不尽相同。芍药的药理作用主要包含抗菌作用、抗氧化作用、抗炎作用、免疫调节、抗病毒作用、对妇科疾病的作用、对心血管系统的作用。本文通过参考相关的文献对于芍药的种类,根据其有着组成化学的结构不同,所以选取芍药挥发油类,以及芍药鞣质类,单萜和萜苷类,还有酚和苷类等不同类型的芍药为实验对象,并进行研究,为利用资源和保护资源提供有利依据。
关 键 词:芍药;化学成分;单萜与萜苷类;三萜类;生物活性
1 绪论
对于中药中比较普遍的使用的药材芍药而言(其英文名称Paeonia lactlflora),其属于毛茛科(英文名称Ranunculaceae)类植物。芍药种植涉及全国,不过云南的东北部地区和南部地区(陕西省和甘肃省)为主要种植之地,由于各地气候温差不同,所以每个地方都有其适合生长的芍药类型,比如浙江省等地区主产杭白药;四川省主产川白药(又叫江芍),此种类可以获得高产量,在安徽省地区主产毫白芍,也可以获得高产量。芍药是以根入药,可以治疗女性月经不调,还有腹部疼痛可以服用芍药,出现多汗或者头脑不清醒都可以以芍药服用之。因为其可以阻止疼痛以及活血化瘀等作用,调理经血的作用等[1]。芍药在临床里使用,芍药苷可以用于治疗冠状动脉硬化,而且效果明显。同时,对于芍药而言,种类都是不同的(种类8个和变种5个)。根据文献中记载,变种5个(包括光果赤芍种类和毛赤芍种类,和毛果芍药种类,以及单花赤芍种类和毛叶芍药的多裂叶亚组)[2],目前对其展开的实验的大部分是针对白芍以及赤芍,而新疆芍药就相对来说少一些。通过对其成分的实验得出,芍药苷类和没食子的酸类占比较大,在芍药的所有组成组织中[3]。
1.1 芍药的研究背景
1.1.1芍药的生物属性
由于芍药的药用价值在其根部,所以展开的实验也是对根部进行观察的,芍药可以分成三个部位(块根,和须根,还有根茎)。在植物最顶端的部位,而且有很深的颜色处可以把它叫做根颈;而把肉质比较多,且周长比较大的部位,并且在根颈以下的地方,可以把它叫做块根,其直径大约0.7-3.4厘米,块根的颜色表现为外表灰紫色,还有些为浅黄褐色,剖开里面出现白色,这个部位富含丰富的营养组织,当然这个部位折断口可由新芽长出,但不会生根发芽。所以,对于种植方面,可以选择断根(>5cm)来培养在秋天;再者,长在块根上像胡子一样的根茎可以叫做须根,须根主要是可以收取土地中的营养物质及水分供给块根以及根颈的生长需要,当然须根会慢慢的生长,最终变成块根。同时,芍药可以根据其外形不同又分成几种类型:整颗植物粗细不同,且分布不均匀称为坡跟型,还有合适的间隙根条间,粗细适合称为云根型;而根系粗大还有数量相对少称为粗跟型。
目前,在日本,蒙古和中国以及西伯利亚都有芍药的生长,而我国芍药的生长是在470-700m海拔的东北部,在东北部的山坡上,还有林间草地中都可以发现芍药,除此之外,在华北部(山西省和甘肃省)的半坡草地里同样存在,其有1000-2300m的海拔。当然,现在已经对芍药进行种植,在贵州省以及四川省,还有安徽省等公园里都比较多见,且因为种植种类不同,所以开出的花的颜色也不相同[4]。在中国传统医学中都有所记载对于芍药(英文名称Paeonia Lactiflora Pall.),由于其形状好看,花朵争艳,故得芍药之名。还有一种叫法最传统的白术或者解仓(梨食)。同时“花中皇后”是对芍药罪大的称赞来源于海外。
1.1.2芍药的中药属性
众所周知,芍药的名气也是非常大的,同时,其根可以被人当做药物使用,达到治疗疾病的目的。当然,服用芍药根时,其味道极佳,对于药物的使用价值很大,当然白芍以及赤芍属于不同的种类,所以对其有不同的制作方法。根据相关文献知道,安息香酸和芍药苷成分是组成芍药根的具有活性的物质,二者由于种类不同,所以使用的目的也就不一样。在芍药中可以入药的还是根系,可以起到疏通经络,停止疼痛,以及痉挛得到缓解等作用。对于治疗腹部疼痛,头部眩晕,以及胃部出现痉挛等症状时,效果比较明显。再者,人工种植的芍药质量极佳,具有可控性,它的根系粗大,肉质饱满。而相对于野生的芍药,它用药受限,药理不多,它的根系也小。当然,可以止痛且去火,激活血液,是瘀血散开的作用是赤芍根系的治疗效果,针对疾病而言主治关节部位疼痛,女性月经不调,腹部疼痛等病症,想过明显。
过去,西医还没被引进时,中国主要都是依靠中医治疗,然而作为常见的白芍,其相关的处方更是多不胜数,相关的汤药(桂枝汤和炙甘草汤,还有黄芩汤等),再者有气血方面调理作用的是黄芩汤,可以使其肌肤改善,平滑透亮的作用是桂枝汤,而气血得以补之的作用是炙甘草汤。目前芍药在妇科治疗中运用很广泛。
对于芍药的根而言,其可以使疼痛关节,活血化瘀的作用,所以其药用的价值极高,对于腹部疼痛,女性的月经紊乱等疾病治疗效果明显[1]。当然对于冠心病的治疗来说,是其成分中药苷发挥其药效。当然,经过多年的临床经验,芍药在中医药学中的地为可想而知,是国内外医学专业的重点研究对象。
1.1.3芍药的研究现状
在芍药的实验中,国际上的学者提出芍药中的成分种类不同,所以决定了其的化学组成,所以对其种类(单萜及萜苷类型和三萜类型以及黄酮类型等其他类的化合物)做了一个分析总结,芍药中三萜类和单萜萜苷类是组成化合物种类成分。植物属性的芍药可以消除痉挛,停止疼痛的疗效,同时对人体的心血管还有肝脏进行了保护,芍药有着良好的药用价值与其构成的化学物质分不开,并其含有很多的成分组成。
2 芍药的化学成分
2.1单萜与萜苷类
上学者S Shibata等(60年代)提出从药根内能提出药苷,并有药用价值(1)[11]以及提取到萜类的化合物,从而让越来越多的人对于其成分加以重视观察研究。学者西泽信(1979)等提取到苯甲酰羟基的芍药苷(2)成分和羟基芍的药苷(3)成分,并进行记载。紧跟着学者Shimizu等人提取出芍药苷的元酮(paeoniflorigenone)(4),是一个单萜[13]。学者郎蕙英(1983)等人又发现了芍药新苷(6)的存在以及β-10-蒎烯基-β-巢菜苷(5)的存在[14],到了上世纪的90年初,芍药新发现的药苷组成得到了改善,它的结构为(6-1[15]与6-2[16])。1984年,Lang Huiying等人得到了Paeonifloringenone和牡丹酚的原苷(paeonolide),还有芍药苷元(Paeoniflorgenone)、芍药花苷(Paeonin)(7)[17]。1985年,Hayashi等人得到了芍药内酯paeonilactone(A~C)(8)(9)(10)[18]。1993年,Kadota等人发现了pailactone-β和palbinone(11)[19],并确定了后者具有强抗炎活性,可以抑制3α-羟甾类脱氢酶的活性[20-21]。
2000年王文祥等人首次在赤芍中发现其成分苯甲酰的芍药苷(benzoylpaeoniflorin)(17),还有氧化的芍药苷(oxypaeoniflorin)[3],对于芍药苷还有没食子酸的提取使用大孔树脂效果显著,55%还有11%其提出来的含量。也在这一年Tanaka等分离出7个结构与paeoniflorin有关的单萜苷酯并确定了其结构,分别为6’-O-galloyl-desbenzoylalbiflorin,6’-O-galloyl-desbenzoylpaeoniflorin,8-O-galloyl-debenzoylpaeoniflorin,3’,6’-di-O-galloylpaeoniflorin,8-O-isovaleryl-desbenzoylpaeoniflorin,6’-O-vanillylpaeoniflorin,isomaltopaeoniflorin。宋兆辉(2004)等[6]人做了记录,对于芍药的新苷1D,还有芍药的新苷2D-NMR,然后使其以前的结构得到了明确。王瑞(2005)等学者首次分离出芍药的内酯苷albiflorin)成分。王彦志(2006)等学者首次从赤芍里分离出4-乙基-芍药苷(4-ethyl-paeoniflorin),除此之外,王素娟等学者做了相关实验,在芍药苷和没有水的乙醇二者在浓硫酸中引起反应产生4-乙基芍药苷,随后,利用甲醇对芍药中的组成进行提取,明确4-乙基芍药苷是芍药中的主要成分,并不是通过人工合成的。再者,可以根据相关的文献,使用NaHSO3对白芍加工后可以得到芍药苷的亚硫酸钠成分。吴少华(2008)等[35]首次在芍药中分离出paeonisothujone。
(1) 芍药苷元酮(2) (Z)-(1S,5R)-β蒎烯-10-羟基-β-巢菜糖苷
(3) 芍药新苷(4)芍药新苷(5)芍药新苷
(6) 芍药花苷
(7) paeonilactone C(8) Palbinone
(9) 6-O-β-D-glucopyranosyl-lactinolide(10) lactinolide
(11) Paeonilactinone(12) 1-Oβ-D-glucopyranosyl-paeonisuffrone
(13)白芍苷R1
(14)4-乙基芍药苷(15)10-羟基-芍药苷
2.2 三萜类
IkutaA等(1995)学者第一次从芍药里提取出了8个三萜类的化合物:23-羟基白桦酯酸(21)化合物,还有11α和12α-环氧-3β化合物,以及23-二羟基齐墩果-28化合物,再者是13β-交酯(1)化合物,还有3β-羟基-11α化合物,12α-环氧-齐墩果-28化合物, 13β-交酯(2)化合物,白桦酯酸(3)化合物,常春藤皂苷元(4)化合物,齐墩果酸化合物,30-去甲常春藤皂苷元(5)化合物,还有3β-羟基-11-氧代-齐墩果-12-烯-28-酸化合物。
1997年,kamiya等得到了3β-羟基齐墩果-12-e烯-28-al(3β-hydroxyolean-12-en-28-al)(29)以及(22)(26)(24)(25)(27),还有新发现的三萜的化合物11α[37]。
(16) R1=βOH,R2=CH3(17)
(19) R1=βOH,R2=CH2OH
(20) R1=CH3,R2=COOH(21) R=CH3
(22) R1=CH2OH,R2=COOH(23) R=CH2OH
(24) R1=CH3,R2=CHO
(25) (26)
张继振等(1998)学者培育出3个三萜系化合物,分别是化合物3β-羟基-11α,还有12α-环氧-齐墩果-28化合物[38]。
李鲜等(2007)学者有新发现三萜衍生物24在赤芍中,降常春藤的皂苷paeonenolide H(1),还有Oplopanxogenin C(2),3β,4β化合物在这类植物中得到分离,23-trihydroxy-24,30-dinor-olean-12,20(29)-dien-28-oie,acid(3)。除此之外,还获取了3β化合物,3β,23-acetonide-4β-hydroxy-24,30-dino-rolean-12,20(7)-dien-28-oic acid[39].2018年张洪财[40]等人首次从柴胡-白芍药对的正丁醇萃取组份中得到一个环烯醚萜苷—马钱苷(8)和一个三萜化合物—旱莲苷Ⅰ(9)。
(27)
(28) (29)
(30) (31)
(32)(33)
(34)(35)
2.3 黄酮类
高玉敏等发现4个化合物包括木犀草素-7-O-β-D-半乳糖苷化合物,金丝桃苷化合物。K .Kamiya[42]等(1997)学者提取了黄酮类化合物kaempferol-3还有化合物kaempferol-3-O-β-D-glucoside ,以及化合物7-di-O-β-D-glucoside在芍药中。。王彦志等(2008)学者首次发现8-桉叶素在赤芍中。何春年(2010)在观察到了芹菜素,还有木犀草素成分,槲皮素成分和山萘酚成分在牡丹的种子中。卜璟(2013)观察到二氢芹菜素自己第一次观察到二氢槲皮素以及二氢山萘酚在芍药中。杨素珍(2014)等学者提取到了6-羟基香豆素以及palbinone在新疆芍药的干燥根茎里。李瑞等(2018)学者获得了二氢去氢二愈创木基醇在赤芍的水提物里,在里同时还得到了5-羟基-3S-羟甲基-6-甲基-2化合物,还有二氢去氢二愈创木基醇以及3-二氢苯并呋喃化合物,两种新型天然化合物(+)-(2R)-1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-2-丙醇以及(3S)-5-甲基-2,3-二氢-1-苯并呋喃-3-基甲醇;两个第一次从芍药属植物中发现的(+)-南烛木树脂酚,还有开环异落叶松脂素化合物,还有(+)-新橄榄脂素。
2.4挥发油
王瑞[43]等(2005)首次从川芍中提取出木栓酮,其中有表木栓醇成分,还有水杨醇成分,以及异水杨苷成分,水杨苷,熊果苷。2008年吴少华和陈有为[31]等研究者第一次注意到paeo nisothujo ne,邻羟基苄醇(2-hydr oxybenzy l alcohol)和一个首次从天然产物中获得的化合物—双(2-羟苄基)醚[bis(2-hydro xybenzyl)ether]。李彦程[49]等(2016)学者采取乙醇提取赤芍的化学成分,提出两种新型化合物,其中包括:(-)-(7R,8S)-1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1成分,还有2-异丙叉基丙二醇和(+)-(7R,8R)-1-(4-羟基-3-甲氧基苯基)-1成分。
2.5甾醇及其苷类
1986年许鸿源从根中分离出微量的β-谷甾醇-D-葡萄糖苷 即胡萝卜苷(daucosterol)。陈海生和廖时宣]等(1993)学者提出了β-谷甾醇(β-sitosterol)以成分在川赤芍根中,同时注意到了β-谷甾醇-α-葡萄糖苷成分。王瑞[25](2005)提取出β-谷甾醇亚油酸酯成分,还有胡萝卜苷亚油酸酯成分,以及豆甾醇成分。段文娟等(2009)获得了(1S,2S,4R)-trans-2-hydroxy-1,8-cineole-β-D-glucopyranoside在赤芍里。2010年何春年[45]从牡丹种子中发现了1-O-α-D-乙基甘露糖苷和还有1-O-β-D-对羟基笨甲酰葡萄糖苷成分。吴静义(2014)从牡丹籽里面提取到了β-胡萝卜素。2018年张洪财[40]等人从柴胡-白芍药对的正丁醇萃取组份得到香叶醇-β-D-葡萄糖苷以及首次从柴胡-白芍药中得到的3β,1β,29-三羟基齐墩果烷-12-烯-3-O-β-D-葡萄糖苷,5-methyl-2-(1-methylethyl)phenyl β-D-glucopyranoside。
2.6酚及其苷类
于津]等(1986)注意到了丹皮酚新苷(英文名称Apiopaeonoside)在牡丹根里。杨素珍[48]等(2014)人获得了9-O-butylpaeonidanin在新疆芍药里,以及干燥根茎里面。同年石钰等人首次在芍药属植物(美丽芍药)中发现了大黄酚。2008年段文娟从赤芍的60%提取物中发现了性化合物paeonidanin(A→F)。同年李小方[35]从凤丹牡丹籽饼粕中发现了2,3 – dihydro-mudanpioside G化合物,还有6-羟基-ziziphoroside C化合物,还包含化合物吡啶苷,4′-羟基-paeonidanin,Mudanpioside F,(8R)-Pigeritone-4-en-9-O-b-D- glucopyranoside。
2.7酸及其酯类
1992年王栋等人从山芍药的根的甲醇提取物中发现了苯甲酸。1993年陈海生等人从川赤芍的脂溶性部位发现了顺⊿9.12十八碳二烯酸,棕榈酸乙酯,棕榈酸。张继振[38]等(1998)观察到了没食子酸第一次在杭白芍(英文名称Paeonia Lactifloria Pall)根里。张晓燕(2001)注意到没食子酸乙酯在白芍以及赤芍根里。王瑞等(2005)注意到了亚油酸第一次在川赤芍里面。吴少华和陈有为[31]等(2008)观察到牡丹皮酸 A(英文名称mudanpinoic acid A)第一次在川赤芍里。段文娟(2009)获得了香草酸在赤芍里,同年任默莲从白芍的60%乙醇提取物中乙酸乙酯萃取部位发现了没食子酸甲酯,卜璟(2013)观察到没食子酸丁酯及邻苯二甲酸二丁酯第一次在赤芍里。杨素珍[48]等(2014)获得了(Z)-(1S,5R)-β-pinen-10-yl β-vicianoside第一次在新疆芍药其干燥根茎里,异香草酸,3,4,23-trihydroxy-24,30-dinorolean-12,20(29)-dien-28-oic acid,及首次从毛茛科植物中得到的cadina-4,11-dien-14-oic acid。吴静义(2014)得到了对羟基苯甲酸以及咖啡酸第一次从牡丹籽里。马英等(2015)获得了丁香酸第一次在窄叶芍药里。李瑞等(2018)获得了( + ) -( 4S) -( 2E) -4-羟基-2-壬烯酸第一次在赤芍的水提物里。
2.8其他类
1993年陈海生等人从川赤芍根中发现了蔗糖,十九碳烷成分,还有二十四碳烷成分,包含二十五碳烷以及二十六碳烷成分在脂溶性的液体里出现。 王瑞等(2005)观察到了2-o-[α-l-arabinopyranosyl-(1→6)-β-d-glucopyranoside]-benzaldehyde在川赤芍中里以及首次从川赤芍中得到的Stigmast-7-en-3β-ol。2009年段文娟等人首次从中药赤芍中得到了evofolinB与(2R,3R)-4-methoxyl-distylin。何春(2010)观察到了芪类化合物在牡丹种子里、Suffruticosol A、Suffruticosol B、Sui}ruticosol C、Gnetin H,以及三种新的芪类化合物cis-Gnetin H、trans-Suffruticosol D和cis-Suffruticosol D。卜璟(2013)观察到了腺苷类成分第一次在赤芍里;2014年吴静义在牡丹籽中发现了反式葡根素。田潇(2017)获得了ampelopsin E在凤丹籽里。李小方(2017)观察到了 Ampelopsin B在牡丹籽壳里。卜璟[47](2013)注意到了甘油和核糖第一次在赤芍里。笪婧雯(2017)获得了正十六烷酸在白芍的水提醇里沉物的石油醚和乙酸乙酯萃里。张洪财[40]等(2018)人获得了柴胡皂苷d在柴胡-白芍药对的正丁醇萃里,还有柴胡皂苷b₂成分,柴胡皂苷a。
3 芍药属植物的化学成分生物活性
现在对于芍药的开发,抗炎作用方面的引起极大的关注,以及其多免疫产生的功效,调节脂质和免疫。
3.1抗菌作用
学者Ngan(2012)等人是否有抗菌作用芍药进行了实验,得出芍药中可以发挥其杀菌的能力是PH是7对于其成分PGG和MG。同年Ngan等人探讨得到在芍药根的蒸馏成分中肠道的细菌是不能比较好的生长,它的成分对真菌表现出比较强的抗菌作用。没食子的酸甲酷可以抑制耐药幽门的螺杆菌进行生长,同时是MG的成分之一,通常里面分有1,2,3,6-O一四种没食子的酞基葡萄糖(1,2,3,6-tetra-O-galloyl-(3-D-glucose,PGG),还有芍药醇(paeonol,PA)。
3.2抗氧化作用
生命中,氧化的过程无处不在,如果没有氧化,我们就根本存活不下去。但是,超量的氧化会导致我们的身体中生理功能紊乱,对自身可以出现多多少少的伤害以及疾病。“抗氧化”是一种能够与极度进行抵抗的氧化作用。就目前来说,抗氧化剂的使用能够降低多种疾病的副作用或并发症的发生率,比如:癌症、炎症以及糖尿病等。Long等学者曾在2012年予氧化作用进行了相关性的研究,发现白芍总苷TGP能够心肌缺血对脏器有保护作用由于异丙的肾上腺素引起的对于大鼠。同时还能激发谷草的转氨酶的活性,还有乳酸脱的氢酶活性,甚至还有超氧化物的歧化酶活性,从而使丙二醛含量减少。所以,白芍总苷是因为其可以减少氧化的应激情况来实施保护。马英等(2014)人选取来自不同地方的芍药实验,得出新疆芍药和窄叶芍药里有多糖,而多糖有抗氧化的作用,且程度和多糖浓度有过,所以以上两种芍药抗氧化的活性效果与多糖的浓度相关,并成正比。
3.3 抗炎作用
大鼠关节炎(多发性)可以使用白芍总普(TGP)进行治疗,并且效果明显。确定成功后,开始对人体进行实验,选取29个有关节炎的病人,对其进行TGP治疗,可以缓解其症状,同时还没降低类风湿的因子量。芍药总谱可以使白三烯B发生反应。对此可以看出,对于免疫系统的作用以及抗炎的作用,芍药的总谱和非凿体作用相同,使用同等剂量,但是疗效缓慢。学者管谷爱子得出对水浸膏或者芍药昔口服,可以治疗能够控制足踱浮肿对于小鼠,也能使醋酸扭体得到控制。小鼠由于巴豆油引起的耳廓肿胀和腹腔炎症由醋酸引起的症状,可以使用甘草和白芍水煎进行治疗,有明显的效果。
3.4 免疫调节
松井庆字(二十世纪末期)把paeonanSA成分,还有paeonanSB提取出来从芍药里,通过热水溶液下,可以调节免疫功能的化合物中性多糖。
3.5 抗病毒作用
肖尚喜通过对芍药总苷促感染苏诱生和其抗病毒的效果进行分析。结果发现当芍药总苷的给药浓度不超过10 mg/L时,其在试管中不会出现诱生干扰素(LFN)的效果,然而能够促使鸡新城疫Ⅰ系病毒冻干疫苗诱生a-IFN。同时当芍药总苷的浓度达到mg/L时,可以将水泡性口炎病毒效价降低。
3.6 对妇科疾病的作用
芍药不仅可以加快雌激素的合成素进行分泌,还能使黄体的分泌更加顺畅,效果更好。当然以此,分泌紊乱的病人可以使用芍药治疗不孕不育症还有排卵功能异常等疾病,且效果明显。
3.7 对心血管系统的作用
对于常用的芍药来说,经过实验得知其能帮助豚鼠降低血压,当然其有较好的效果,与药物的使用剂量完全分不开。芍药的提取物会对麻醉狗心脏血液流动学有明显的变化,再者可以降低血压,以及使其改善心率,同时心脏负荷得到较低,此实验的结果是,芍药对于心脏功能的康复有显著的效果,利用示踪法86Rb对小鼠的心肌营养的血流量进行测定,可以看到小鼠其血流量增加明显,同时对小鼠出现的失血性的休克得到改善。
结论
就近年来,众多学者在芍药的该科植物里有太多的成分组成,通过不同的方式,有的使用色谱法,有的使用质谱,有的使用红外的光谱,还有的使用MRI的方法去不断地发现新药苷,然后统计出苷类相对多的成分,这样做不仅对芍药的基础药理得到了认识,同时还可以为药理的作用原因的分析提供相对应的数据。然后进行实验利用动物的模型和细胞的模型来明确其药效,总结出芍药不仅可以抗癌消炎,还能抗氧化延长衰老,另一方面还能对其他病症有治疗的作用。学者研究其活性以及作用总结,为以后芍药的广泛使用提供相对应的理论基础,以此来提升芍药的使用价值,这几年经过国内外有关芍药的研究资料中发现,目前对芍药根的实验得到其相应的治疗作用,有关研究很多,但是对其根以外的部分没有得到关注,这就会产生资源的不合理分配。此次研究也为芍药更全面的使用提供了相对应的研究方向。
致 谢
论文从选题,构思到最后定稿的各个环节中,我的导师都给予细心指导和教学,使我得以最终完成毕业论文设计。在这里,我要感谢所有在我求学生涯中给予我帮助的老师、同学、朋友及家人。在论文设计的过程中,指导老师渊博的知识,严谨的工作态度和那诲人不倦的师者风范,对我影响颇深。
最后,我要向百忙之中抽时间对本文进行审阅,评论和参加我的论文答辩的各位老师表示感谢!
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