中药牛膝化学成分和药理活性的研究进展

第11卷 第2期2001年4月 总40期

文章编号:100520108(2001) 0220120205

中国药物化学杂志Chinese Journal of Medicinal Chemistry

Vo l 111No 12p. 120Apr 12001

Sum 40

中药牛膝化学成分和药理活性的研究进展

孟大利, 李铣

*

(沈阳药科大学天然药物研究室, 辽宁沈阳110016)

摘 要:本文综述了近年来对传统中药牛膝的研究情况, 就其化学成分、药理作用、两者之间的联

系及临床应用作以概述。

关键词:牛膝; 化学成分; 药理活性; 研究进展中图分类号:R932 文献标识码:A

牛膝(Ac hyranthe s bidentata Bl. ) 又名百倍、怀牛膝、鸡胶骨, 为苋科植物牛膝的根。原植物为多年生草本, 广泛分布于我国的河南、山西、山东等地。其味甘、苦、酸, 性平, 入肝、肾经

112

1 化学成分

111 糖类

11111 寡糖类成分

惠永正等人122从牛膝中分离得到一水溶性寡糖(Abs)。蒸汽压渗透法测定平均分子量为1300~1400。通过高碘酸氧化、酸水解, 并应用核磁共振和红外技术, 确定了Abs 的结构(见图1)

。

。近年

来, 对牛膝的研究取得了一些进展, 本文就其化学成分、药理作用、成分与活性的联系及其临床应用

进行综述。

Fig 11 Oligosaccharide(Abs)

11112 多糖类成分

Yu, Biao 等从牛膝中得到一种具有增强机体免疫系统活性的多糖类成分, 经13C 2NMR, HPLC 技术以及甲基化分析, 该多糖具有果糖短链, 它大多数以2y 6, 少数以2y 1方式与B 2D 2呋

142

喃果糖基相连。阎家麒等将牛膝根经热水提取后, 所得的纯化的牛膝多糖分子量为1144kd, 纯度9816%, 比旋度为1A 220D +107b (c =110, H 2O) 。方积年等152从牛膝中得到有免疫活性的肽多糖ABAB, 分子量为213@104。它是由D 2葡

132

萄糖、D 2半乳糖、D 2半乳糖酸、L 2阿拉伯糖和L 2鼠李糖组成, 摩尔比为12B 2B 3B 1B 1。经分析其主

链组成为(1y 4) 2D 2葡萄糖酸和(1y 4) 2D 2半乳糖酸残基。ABAB 中肽的含量占2417%, 主要由甘氨酸、谷氨酸、门冬氨酸和丝氨酸组成。112 皂苷类

牛膝中含有多种皂苷类成分, 其中以齐墩果酸型三萜皂苷为主。王晓娟等人162采用乙醇提取, 硅胶低压柱分离法首次从牛膝中获得两个皂苷单体, 分别为牛膝皂苷Ñ和Ò(见图2) 。

Fig 12 Achybidensaponin Ñand Ò

收稿日期:2000207221

*

通讯联系人 T el:(024) 23843711-3588 E 2mail:[email protected]. ln. cn

Nikolov S 等172从牛膝中分离得到一种齐墩果酸型三萜皂苷, 为A 2L 2吡喃鼠李糖基2B 2D 2吡喃半乳糖齐墩果酸。郭胜民等人182从怀牛膝中提取分离得到怀牛膝皂苷A 。113 植物甾酮类

文献报道19, 102将牛膝经乙醇提取, 正丁醇溶解部分用氧化铝吸附柱色谱, 分离出蜕皮活性物质, 经U V 、IR 鉴定并对照文献经鉴定为蜕皮甾酮和牛膝甾酮(见图3) 。

首次在该植物中报道。他们还对牛膝根的水浸渍液的正丁醇萃取部分采用硅胶柱层色谱进行分离和纯化, 共鉴定了5个化合物, 即:B 2谷甾醇、琥珀酸、正丁基2B 2D 2吡喃果糖苷, 尿囊素和磷酸镁, 后3个化合物为首次从该属植物中分离得到1142。

Ratra Parminder 等人1152首次分别对怀牛膝和土牛膝的生物碱类成分进行了分析。在这之后, Bisht 等人1162从牛膝中进一步分离得到了生物碱类化合物以及香豆素类化合物。无机成分中H ikino H iroshi 等人1112在200g 干燥的牛膝中, 用热的甲醇溶液提取分离得到了115g 变态激素红苋甾酮(见图4)

。

Fig 13 Ecdyster one and I

nokosteron

Fig 14 Rubr osterone

114 黄酮类

N icolov Stefan 等人1122应用22D 纸色谱方法从牛膝中提取分离得到了5种酚性化合物, 其中利用柱层析和制备纸层析方法得到了4种纯净的化合物。通过与标准品比较, 在甲醇以及其他诊断试剂中进行UV 测定, 确定了四种苷类化合物为槲皮素232O 2芸香苷(芸香苷) 、槲皮素232O 2葡萄糖苷(异槲皮素) 、山柰酚232O 2葡萄糖苷。115 其它成分

巢志茂等人1132利用GC 2MS 联用法首次分析了牛膝干燥根的挥发油的化学成分。共鉴定了45个化合物, 其中除十六酸外, 44个化合物均系

铁、钙、镁、钾、钠和五氧化二磷的含量分别为01453%、01048%、01079%、11115%、01476%、01543%。其中钾的含量最高1172。韦松等人1182从牛膝乙醇提取物中分离出8个化合物, 分别鉴定为A 2菠甾醇、B 2谷甾醇、大黄酚、邻苯二甲酸二丁酯、软脂酸、A 2菠甾醇葡萄糖苷、胡萝卜苷和蜕皮甾酮。Bishit G 等1192从牛膝的干燥根中分离得到了异丁苯丙酸和大黄素甲醚成分。

2 药理作用

211 免疫调节作用

李宗锴1202

等人通过体内、外试验, 对老年鼠一些免疫功能进行了研究。其结果表明ABPS 在体外可以提高老年鼠T 淋巴细胞的增殖能力和IL 22的分泌。体内能显著提高老年大鼠T 淋巴细胞和血清中TNF 2B 或TNF 2A 及NO 的产生和

NOS 的活性, 降低其Sil 22的产生。提示ABPS 可以启动和活化M

的研究结果表明, ABP 50~800mg/L 在体

外增强天然杀伤(NK) 细胞活性和促进伴刀豆球蛋白A(Con A) 诱导的肿瘤坏死因子2B (T NF 2B ) 产生; 但不能提高Con A 诱导的T 淋巴细胞增殖反应和白细胞介素22(IL 22) 的产生。ABP 50、100mg/kgip 明显提高正常小鼠NK 细胞活性和TNF 2B 生成, 增强二硝基氟苯诱导的迟发型超敏反应和对抗环磷酰胺对NK 活性的抑制作用, 但对Con A 诱导的T 细胞增殖反应和IL 22的产生无明显影响。这说明ABP 对T 淋巴细胞功能的影响是有选择性的。ABP 对NK 细胞的杀伤活性的增强作用是明显的。向道斌等人1222

的ABP 的另一项研究结果显示, ABP ip 50mg/kg @5d 能明显提高总IgG 及特异性抗体溶血素的含量, 并增加脾脏PFC 数; 还能对抗环孢霉素A 引起的PFC 及IgG 的下降。ABP 012~018g/L 体外能刺激小鼠脾细胞增殖, 也能增强LPS 诱导的B 淋

巴细胞增殖。所以, ABP 能增强小鼠的体液免疫功能。另外1232, 向道斌等发现, ABP 诱导小鼠腹腔巨噬细胞合成IL 21及合成与分泌TNF 2A ; 对LPS 5L g/mL 诱生的IL 21合成与释放有促进作用; 但对LPS 10L g/mL 诱生的TNF 2A 无影响。ABP 200L g/mL 刺激产生的IL 21达峰时间在作用后24h; TNF 2A 则为其后2~6h 。ABP 25、50mg/kg ip 提高LPS 诱导的IL 21产生, 100mg/kg 马爱莲等人1302以怀牛膝水煎液给小鼠连续灌服7d, 可明显改善戊巴比妥所致的记忆障碍, 使跳台法首次跳下的潜伏期明显延长, 5min 内

错误次数明显减少, 使Y 型臂法第3d 正确反应率明显提高, 且可明显延长小鼠负荷游泳时间。马爱莲等人1312发现怀牛膝煎液可显著提高D 2半乳糖所致衰老模型小鼠血SOD 活力及小鼠血浆、肝匀浆LPO 水平, 升高衰老模型小鼠血过氧化氢ip 促进T NF 2A 生成, 促进强度与卡介苗相当。212 子宫兴奋作用与抗生育作用

郭胜民等1242研究了怀牛膝皂苷A 对动物子宫平滑肌及离体子宫的作用。结果发现:动物给药后子宫收缩幅度增高, 频率加快, 张力增加, 子宫收缩曲线下面积亦显著增加, 并呈一定的浓度依赖关系。但对幼龄子宫作用最弱, 对晚孕子宫作用最强; 对宫角平滑肌有明显兴奋作用, 对宫颈兴奋作用不明显。朱和等1252

在实验中观察到:小鼠妊娠的第1~10d, 灌胃给ABS 具有显著的抗生育作用, 并呈剂量依赖性关系。小鼠妊娠的第1~5d 。ABS 灌胃给药具有明显的抗着床作用。但对大鼠无抗生育和堕胎作用。213 肿瘤抑制作用

王一飞等人1262采用体内外实验对ABS 的抗肿瘤活性进行研究, 结果显示ABS 具有肿瘤细胞抑制作用。向道斌等人1272发现ABP 显著抑制小鼠移植性肉瘤180生长, 提高荷瘤小鼠低下的血清Ig 2G 含量和抗体形成细胞数量及脾淋巴细胞增殖反应, 还能提高荷瘤鼠NK 细胞活性及LPS 诱生的血清TNT 2A 产生, 体外对S180细胞无直接细胞毒作用, 但能增强M

214 抗炎、抗菌和镇痛作用

陆兔林等人1282采用小鼠扭体法、热板法对牛膝不同炮制品进行了镇痛作用比较。不同炮制品都有一定程度的镇痛作用, 其中以酒炙牛膝作用强而持久。史玉芬等人1292在对牛膝抗炎、抗菌作用的研究中发现牛膝的抗菌作用并不明显, 但具有较强的抗炎消肿作用。牛膝无促肾上腺皮质激素样作用, 因此其抗炎作用并非通过肾上腺皮质释放皮质激素所制, 而是提高机体免疫机能、激活小鼠巨噬细胞系统对细胞的吞噬作用, 以及扩张血管、改善循环促进炎性病变吸收等。215 对记忆力、耐力的影响和抗衰老作用

(CAT) 的活力。

216 对心血管系统、神经系统和消化系统的作用

崔瑛等1322以高脂诱发饲料造成的鹌鹑动脉粥样硬化模型, 经预防给药实验, 发现给予怀牛膝的鹌鹑, 其血清T C 、T G 水平显著低于模型组, 表明抑制血脂升高是怀牛膝发挥抗动脉粥样硬化作用途径之一; 其血清LPO 水平显著低于模型组, 表明降低血清LPO 水平是怀牛膝发挥抗动脉粥样硬化的又一途径。

江黎明等1332从牛膝中筛选出一种特异性抑制神经生长因子与其受体结合的活性物质N 422A, 其IC 50为6118? 3143L g/mL 1。ABPS 对老年大鼠大脑皮层NO 的产生及NOS 的活性无影响。

聂淑琴等人1342对牛膝醇提物的研究发现其具有抗实验性胃溃疡的作用。

217 抗骨质疏松作用

牛膝是一种补骨中药, 崔洪英1352的研究中, 牛膝等补骨中药可减轻大鼠子宫重量, 增大骨小梁密度、面积、总体积及密质骨面积, 减小骨髓腔面积。

218 细胞毒性和特殊毒性作用

巢志茂等人1362牛膝水提物的高分子物质部分有细胞毒性, IC 50为512L g/mL; 对P388白血病细胞有显著的体外细胞毒性。而低分子物质部分和水提物无此作用。聂淑琴等人1372对不同炮制的牛膝的特殊毒性做了研究, 结果表明:生牛膝、酒牛膝和盐牛膝对EB 病毒的激活的最低浓度分别为018、20、0116L g/mL 。5L L 醚提物对鼠耳皮肤有致炎作用; 生牛膝的醚提物在0104~125对CHL 细胞对染色体畸变率无明显影响; 小鼠灌胃15g/kg #3d, 孕鼠灌胃10g/kg #10d, 三者对小鼠骨髓微核率无明显影响。

3 临床应用

311 用于人工流产

牛膝在人工流产方面具有广泛的临床应用价

出版社, 1985, 417~420.

值。牛膝原药生药材消毒后插入宫颈管, 并与导尿管并行扩张宫颈管作对照观察, 牛膝扩张宫颈管的时间、出血量、扩张程度等方面效果有显著差异。

312 治疗膝关节炎

吴敏田等人1382自1990年以来, 采用单味牛膝, 50g 水煎内服, 50g 水煎冷却后用毛巾敷于患处, 这样内服外洗治疗膝关节炎疗效显著。同时指出, 牛膝剂量在40g 以上方可奏效。122 惠永正, 邹卫, 田庚元. 牛膝根中一活性寡糖(ABS)

的分离和结构研究. 化学学报1J 2, 1989, 47(6) :621~622.

132 Yu Biao, Tian Zheng 2yuan, Hui Yong 2zheng. Structr al

study on a bioactive fructan from the root of Achy 2ta nthes b identata Bl 1J 2. Chin J Chem, 1995, 13(6) :539~544.

142 阎家麒, 王九一. 牛膝多糖工艺研究1J 2. 中国医药

工业杂志, 1995, 26(11) :481~482.

313 预防肿瘤化疗所致的白细胞减少

将牛膝中提取的牛膝多糖精制而成牛膝精胶囊, 王为等1392在Ò期临床试验中, 对45例恶性肿瘤患者, 采取双盲随机对照分组, 观察牛膝精胶囊预防化疗所致白细胞减少的作用。结果治疗组有效率(6010%) 与对照组(2617%) 比较有显著差异, 表明牛膝精胶囊确能预防化疗所致白细胞减少。

4 展望

牛膝中含有多种化学成分, 其成分的类型也

较多。所以其药理作用必然与其成分相联系。牛膝多糖的药理活性较多, 主要为免疫调节作用和抗肿瘤作用。另外, 多糖也可能是细胞毒性的成分之一。皂苷类成分的药理活性、主要为子宫平滑肌兴奋作用和抗生育作用。在牛膝的同属植物A. aspera 的精油具有显著的抗真菌活性。由此提示牛膝的挥发油成分中, 也应当有一定的抗真菌活性。蜕皮甾酮具有促进学习记忆和改善脑功能障碍的药理活性。所以牛膝的抗衰老作用和增强记忆力、耐力的活性是与蜕皮甾酮类等甾酮类成分有关。此外, 对怀牛膝抗生育有效成分进一步筛选, 得到了蜕皮甾醇。

临床中, 只应用了牛膝生药材或牛膝多糖成分, 而对牛膝中的皂甙类, 甾酮类等活性成分的开发与应用还很少。而且, 目前对牛膝的化学研究中, 比较集中于对牛膝多糖的研究, 对其它类型的化合物研究报道较少, 其药理活性也没有进一步的研究。因此, 牛膝有较好的研究开发价值。对牛膝应该进一步研究其化学成分和药理作用, 这有利于发现新的药用用途, 阐明药理机制, 对发展祖国医药宝库有着重要的意义。参考文献:

112 江苏新医学院编. 中药大辞典(上) 1M 2. 上海科技

152 方积年, 张志花, 刘柏年. 牛膝多糖的化学研究1J 2.

药学学报, 1990, 25(7) :526~529.

162 王晓娟, 朱玲珍. 牛膝皂苷的化学成分研究1J 2. 第

四军医大学学报, 1996, 17(6) :427~430.

172 Nikolov S, Phan T hi Hoa, Asenov I. A triterpene

saponin from Achyra nthes bidentata Bl. 1J 2. Farmat 2siya, 1991, 41(2) :14~18.

182 郭胜民, 车锡平, 范晓雯. 怀牛膝皂苷A 的抗生育

作用和对动物子宫的作用1J 2. 西北药学杂志, 1996, 11(增刊) :46~48.

192 姚乾元, 胡福德. 怀牛膝多倍体和单体中蜕皮激素

的分离1J 2. 中国中药杂志, 1989, 14(4) :210~211.

1102 许宏亮, 陆善森. 长叶牛膝与怀牛膝中蜕皮激素的

分离和鉴定1J 2. 中成药研究, 1981, 1:35~37.

1112 Hikino Hiro shi, O gawa Shuntaro Ni shimoto, Nobuyoshi,

et al . Rubrosterone 1M 2, Japan, 7121:472.

1122 Nicolo v stefan, Thuan Ngugen, Zheljazlov Valcho. Flaro 2 onoids from Achyra nthes bidentata Bl. 1J 2. Acta Hoytic,

1996, 426.

1132 巢志茂, 何波, 尚尔金. 怀牛膝挥发油成分分析1J 2.

天然产物研究与开发, 1999, 11(4) :41~43.

1142 巢志茂, 尚尔金, 何波. 牛膝水提取物化学成分的

研究1J 2. 中国药学杂志, 1999, 34(9) :587~588.

1152 Rtra Parminder S. Alkaloids i n two species of Achyran 2

thes at different stages of their growth 1J 2. Curr Trends Life Sci, 1979, 4(Adv Ecol) :81~85.

1162 Bisht G, sandhu H. Chemical constituents and antimi 2

crobial activit y of Achyranthes bidentata 1J 2. J Indian Chem Sci, 1990, 67(12) :1002~1003.

1172 Kono K. Inor ganic constituents of diur etic drugs 1J 2. J

Pharm Soc Japan, 1928, 48:1098~102.

1182 韦松, 梁鸿, 赵玉英, 等. 怀牛膝中化合物的分离鉴

定1J 2. 中国中药杂志, 1997, 22(5) :293~295.

1192 Bi shit G, Sandhu H, Verma S. Constituents of Achyran 2

thes bidentata 1J 2. Fitotepia, 1993, 64(1) :85.

1202 李宗铠, 李电东. 牛膝多糖的免疫调节作用1J 2. 药

学学报, 1997, 32(12) :881~887.

1212 向道斌, 蒋超, 李晓玉. 牛膝多糖对T 淋巴细胞和

124中国药物化学杂志

天然杀伤细胞功能的影响1J 2. 中国药理学与毒理学杂志, 1994, 8(3) :209~212.

药通报, 1988, 13(7) :428~431.

11卷

1302 马爱莲, 郭焕. 怀牛膝对记忆力和耐力的影响1J 2.

中药材, 1998, 21(12) :624~625.

1312 马爱莲, 郭焕. 牛膝抗衰老作用研究1J 2. 中药材,

1998, 21(7) :360~362.

1322 崔瑛, 侯士良. 怀牛膝预防动脉粥样硬化的实验研

究1J 2. 基层中药杂志, 1998, 12(1) :30~31.

1332 江黎明, 李志明, 韩宝铬. 神经生长因子受体活性

中草药及其成分的筛选1J 2. 中草药, 1994, 25(2) :79~81, 105.

1342 聂淑琴, 梁爱华, 薛宝云, 等. 牛膝醇提物抗实验性

胃溃疡作用的研究1J 2. 中国中药杂志, 1997, 22(增刊) :236.

1352 崔洪英, 张柏丽, 安秀玲. 补肾中药对骨质疏松大

鼠骨形态的影响1J 2. 天津中医, 1997, 14(5) :226~227.

1362 巢志茂, 神藤平三郎, 松本潮, 等. 牛膝高分子物质

的细胞毒性及其组成的初步研究1J 2. 中国药学杂志, 1995, 34(5) :299~230.

1372 聂淑琴, 薛宝云, 梁爱华, 等. 炮制对牛膝特殊毒性

的影响1J 2. 中国中药杂志, 1995, 20(5) :275~278.

1382 吴敏田, 马素平, 张传启. 牛膝内服外洗治膝关节

炎1J 2. 河南中医药学刊, 1995, 10(4) :60.

1392 王为, 秦叔逵, 何择明, 等. 牛膝精胶囊预防肿瘤化

疗所致白细胞减少期临床观察1J 2. 肿瘤防治研究, 1998, 25(5) :402~403.

1222 向道斌, 葛家璧, 李晓玉. 牛膝多糖对小鼠体液免

疫反应的增强作用1J 2. 上海免疫学杂志, 1994, 14(3) :134~136.

1232 Xiang Dao 2bin, Li Xiao 2yu. Effect of Achyr anthes

bidentata polysaccharides on interleukin 21and tumor necrosis factor 2alpha pr oduction fr om mouse peri 2toneal macrophages 1J 2. Acta Pharmacologica Sinica, 1993, 14(4) :332~336.

1242 郭胜民, 车锡平, 范晓雯. 怀牛膝皂苷A 对动物子

宫平滑肌的作用1J 2. 西安医科大学学报, 1997, 18(2) :216~218, 225.

1252 朱和, 车锡平. 怀牛膝总皂苷(ABS) 对大小白鼠抗

生育作用的研究1J 2. 西安医科大学学报, 1987, 8(3) :246~248.

1262 王一飞, 王庆端, 刘晨江, 等. 怀牛膝总皂苷对肿瘤

细胞的抑制作用1J 2. 河南医科大学学报, 1997, 32(4) :4~6.

1272 Xiang Dao 2bin, Li Xiao 2yu. Antitumor act ivity and

immuno 2potentiating actions of Achyr anthes bidenta 2ta polysaccharides 1J 2. Acta Pharmacologica Sinica, 1993, 14(6) :556~561.

1282 陆兔林, 毛春芹, 张丽, 等. 牛膝不同炮制品镇痛抗

炎作用研究1J 2. 中药材, 1997, 20(10) :507~508.

1292 史玉芬, 郑延彬. 牛膝抗炎、抗菌作用的研究1J 2. 中

The Research Development of Achyranthes bidentata Bl.

MENG Da 2li, LI Xian

(Depar tment o f Tr aditional Chine se Me dicines, Shenya ng Pha rmaceutical

Univercity, Shengya ng 110016, China )

Abstr act:T his is a review of the chemical constituents, pharmacological activities and clinical uses of Achyra nthes bidenta ta Bl in recent years.

Key words:Achyra nthes bidentata Bl; chemical constituents; pharmacological activities; clinical uses; review