全 文 ：　第 29卷 第 6期
2008 年 11月
武汉大学学报(医学版)
Medical Journal o f Wuhan Unive rsity
Vol.29 No.6
Nov , 2008
课题来源:广西自然科学基金资助项目[ 桂科计字(2004)47号]
作者简介:杨月 ,男 , 1951- ,副教授 ,主要从事天然药物化学的研究
广西刺楸茎皮中降血糖活性成分的研究
杨　月1 　唐祖年2 　韦玉先2 　陈　旭1 　蒋小军1
桂林医学院1天然药物教研室 , 2药理学教研室　广西　桂林　541004
摘要　目的:从广西产的刺楸茎皮中提取分离具有降血糖活性的有效部位或有效成分。方法:经醇提 、系统分
离 、硅胶和大孔树脂分离获得 3 个部分的提取物(A 、B 、C), 分别进行降血糖药效试验 , 确定有效部位 ,并对有效部
位再进行分离和单体成分的鉴定。结果:在有效部分提取物(A)中获得 3 个单体成分 , 分别为丁香脂苷[ lirioden-
drin(Ⅰ)] ,刺楸皂苷 B(Ⅱ)和刺楸皂苷 H(Ⅲ);经相应分离和药效试验证实 ,具有降血糖作用的部位存在于提取物
(A)中 , 而在提取物(B)和提取物(C)未见明显的降血糖作用。结论:首次在刺楸中发现丁香脂苷成分 , 并且提取物
(A)经药效实验证实是具有降血糖作用的有效部位。
关键词　刺楸;刺楸皂苷;化学成分;丁香脂苷;降血糖
中图分类号　R284.2　文献标识码　A　文章编号　1671-8852(2008)06-0759-04
Hypoglycemic Effects of Active Constituents Extracted from the
Stem Bark of Kalopanax Septemlobus(Thunb.)Koidz.in Guangxi
YANG Yue1 , TANG Zunian2 ,WEI Yuxian2 , CHEN Xu1 , JIANG Xiaojun1
1
Dept.of N atural Medicine , 2Dept.o f Pharmacology , Guilin Medical College ,Guil in 541004 , China
Abstract
Objective:To study the hypog lycemic act ive fractions o r consti tuents that w ere ex t racted and
isolated f rom the stem bark o f Kalopanax septem lobus (Thunb.)K oidz.in Guangxi.Methods:
Three f ractions w ere obtained by ex tracting wi th alcohol , separat ing systemat ically and isolat ing
by the silica and macroporous re sin chromatog raphy methods.T he hypogly cemic activi ty of the
constituents f rom the three f ractions respectively w as evaluated using diabet ic models induced by
alloxanin in mice.Then the effective f ract ion w as separa ted by pharmacodynamic test and the
monomer components w ere ident ified f rom the ef fective f raction.Results:Three monomer compo-
nents , liriodendrin(Ⅰ), Kalopanax saponine B(Ⅱ)and Kalopanax saponine H(Ⅲ), were ob-
tained from the only ef fective f raction of all the three f ractions.Conclusion:Liriodendrin(Ⅰ)i s
thought to be found fir st ly in this plant , and the f raction ex t racted f rom K alopanax septem lobus
(Thunb.)Koidz.in Guangxi show es an excellent hypogly cemic act ivity .
Key Words　K alopana x septemlobus(Thunb.)Koidz.;Kalopanax Saponine;Chemical Com-
posi tion;Liriodendrin;Hypog lycemic
　　刺楸系五加科刺楸属植物[ Kalopana x septem-
lobus(Thunb.)Koidz.] ,分布于全国各地 ,均有种植
和野生。该植物喜阳光充足和湿润的土壤 ,在山谷 、
溪旁 、林缘中常见 。根皮供药用 ,可用于治疗风湿腰
膝酸痛 、肾炎水肿 、跌打损伤 、内痔便血等[ 1] 。据文
献报道 ,刺楸中主要含有皂苷成分刺楸皂苷 A-H ,如
DOI :10.14188/j.1671-8852.2008.06.001
武汉大学学报(医学版) 第 29 卷
刺楸皂苷 A(Kalopanax saponin A)具有降血糖作
用 ,其水解后产生长春藤皂苷元 、阿拉伯糖及鼠李
糖;刺楸皂苷 B(Kalopanax saponin B)水解后产生
一分子阿拉伯糖 、二分子鼠李糖;刺楸皂苷 C ,刺楸
皂苷 D ,刺楸皂苷 F ,刺楸皂苷 La ,刺楸皂苷 Lb ,刺
楸皂苷 Lc ,刺楸皂苷 Jla ,刺楸皂苷 JLb 以及从长白
山产的刺楸根中分离出来的 2种微量新皂苷 ———刺
楸皂苷G 和刺楸皂苷 H 等[ 2-4] 。刺楸叶和树皮含鞣
质[ 4] ,鞣质成分一般具有收敛 、止血作用 。作者采用
四氧嘧啶小鼠高血糖模型 ,对供试样品进行了降血
糖实验 ,药效试验证实提取物(A)(含刺楸皂苷和非
皂苷)具有较明显的降血糖作用 ,并对(A)中的其中
3个单体成分进行鉴定 。前人曾用根茎部分提取单
体成分采用腹腔注射给药途径 ,本实验用茎皮提取
物采用口服的方法给药 ,旨在结合实际应用情况 ,从
刺楸茎皮中寻找降血糖有效化学群及分析鉴定有效
化学群中的单体成分 。
1　材料与方法
1.1　材料　刺楸采自广西桂林全州县 ,经桂林医学
院王育生副教授鉴定本品为五加科刺楸属植物
[ K alopanax septem lobus(Thunb.)K oidz.] 刺楸 。
1.2　仪器　傅里叶变换红外分析仪(美国尼高力仪
器总公司)-AVATAR360;X4 型-显微熔点测定仪
(北京第三光学仪器厂),温度计未校正;722型紫外
分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);DLB-1
定量注射泵(国营青云仪器厂);DZF-150 型数显自
控可调真空干燥箱(郑州长城科工贸有限公司);
HH-SI-4恒温水浴箱(上海跃进医疗厂);玻璃层析
柱(直径 4 cm 或 5 cm ,长度 6 cm)。
1.3　药品与试剂　四氧嘧啶(SIGMA 公司 , New
Jersey USA),盐酸二甲双胍片(上海海谊药业有限
公司),过氧化酶(广东羊城科技实业有限公司),葡
萄糖氧化酶(TOYOBOCO LTD , Japan),阿拉伯糖 ,
鼠李糖 ,葡萄糖 ,常春藤皂苷元(自制 、经鉴定),提取
物 A 、B 、C 。三氯甲烷(CHCl3 ,AR ,武汉宏大化学试
剂厂), 醋酸乙酯(EtOAc , AR ,武汉宏大化学试剂
厂),甲醇(MeOH , 上海振兴化工厂), 正丁醇(n-
BuOH , AR ,广东西陇化工厂),乙醇(EtOH , AR ,东
莞东江化学试剂厂),浓硫酸(H 2SO 4 , AR ,汕头市光
华化学厂),大孔吸附树脂 D101(天津橡胶厂),薄层
层析用硅胶G60型(中国青岛海洋化工集团公司出
品),柱层析用硅胶(青岛海洋化工分厂)。
1.4　实验动物　昆明种小鼠 ,体重 20-25 g ,购于桂
林第二制药厂 。
1.5　提取分离[ 5] 　取刺楸茎皮 1.11 kg 切碎后加 5
倍量 85%EtOH 回流 4 次 ,醇提取液合并 ,用 10%
氢氧化钠(NaOH)水溶液调至 pH 8-9 ,放置过夜 ,使
鞣质形成絮状沉淀 , 过滤后将滤液用 10%盐酸
(HCl)水溶液调至中性 ,水浴上加热将滤液浓缩获
提取物(A),浸膏(A)用蒸馏水溶解(可适当加热),
用 CHCl3和 EtOA c 分别萃取 ,回收溶剂分别获得
CHCl3提取物(B),EtOAc提取物(C)。将 3种提取
物分别做降血糖的药效试验 ,跟踪有效部位 ,将提取
物(A)通过大孔吸附树脂上柱 ,用水和乙醇进行梯
度洗脱 ,将 70%乙醇洗脱液进行回收浓缩 ,浓缩物
上硅胶色谱柱 ,用 CHCl3-EtOH(65∶35)混合液洗
脱 ,洗脱液进行回收浓缩 , 浓缩物再上硅胶柱 ,用
CHCl3-MeOH-H 2O(65∶35∶10 ,下层)混合液进行
洗脱 ,洗脱液适当回收浓缩 ,放置 ,析出结晶 ,用水重
结晶获得白色针状结晶(Ⅰ),再改用 CHCl3-EtOH
(1∶1)混合液洗脱 ,洗脱液适当进行回收浓缩 ,析出
粉末状固体 ,析出的固体再上硅胶柱反复层析 ,继用
CHCl3-EtOH(1∶1)混合液洗脱 ,通过薄层色谱检
识 ,合并相同部分 ,洗脱液适当回收浓缩 ,放置 ,分别
析出白色粉末状结晶(Ⅱ)、(Ⅲ)。
1.6　晶体鉴定方法
1.6.1　Liebe rmann 反应　取样品用醋酐溶解 ,加
浓硫酸 2-3滴 ,观察颜色变化。
1.6.2　酸水解反应　取少量样品 ,用水溶解 ,加 2%
浓硫酸置于密闭容器内 ,加热 40 min ,放冷 ,加入乙
酸乙酯 ,振荡 ,待分层后 ,取上层液 ,滴加 5%三氯化
铁醇溶液 ,观察颜色变化。
1.6.3　Molish 反应　取水解液 1 ml于试管中 ,加
α-萘酚试剂后 ,小心滴加浓硫酸 ,观察溶液界面颜色
变化 。
1.6.4　糖的薄层色谱法检识　水解液经处理浓缩
后 ,以展开剂正丁醇-冰醋酸-水(4∶1∶1)在硅胶G -
CMC-Na板上展开 ,用分析纯葡萄糖作为对照 ,用α-
萘酚-浓硫酸试剂显色[ 6] 。
1.7　急性毒性试验　提取物 A 、B 和 C经急性毒性
预试验 ,采用最高浓度和最大允许容量给小鼠灌胃 ,
未见动物死亡 。按文献[ 7]做最大耐受量测定 ,A 、B
和 C 组分提取分离物分别取小鼠 20只 ,雌雄各半 ,
禁食 12 h后一次灌胃给药 ,连续观察 7 d 动物的毒
性表现及死亡情况 。
1.8　降血糖药效试验　选择昆明种小鼠(体重 20-
25 g),在禁食 24 h后 ,尾静脉注射四氧嘧啶(60 mg/
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　第 6 期 杨　月 , 等.广西刺楸茎皮中降血糖活性成分的研究
kg),注射 72 h后剪尾取血测血糖。择血糖>14.00
mmo l/L 者实验 ,随机分 4 组 ,每组 10只 ,分别为空
白组 、模型组 、阳性对照组(盐酸二甲双胍片 0.25 g/
kg)、给药组[ 提取分离物(A)分别设大剂量10.0 g/
kg 与小剂量组 5.0 g/kg(提取分离物剂量换算成生
药材量)] ,采用灌胃给药 ,每日 2次 ,连续给药 7 d。
测定血糖前禁食 12 h(不禁水),末次给药后 1 h 从
眼眶取血 。用葡萄糖氧化酶测血糖[ 7] 。提取分离物
B 、C 按提取物 A 进行降血糖平行药效试验 。实验
数据用 SPSS做统计学处理。
2　结果
2.1　晶体鉴定结果　从提取物 A 有效的化学群中
获得 3个单体成分:结晶 Ⅰ 、结晶 Ⅱ和结晶 Ⅲ 。3个
单体经薄层层析用不同的展开剂展开均为一个斑
点。
结晶 Ⅰ:无色针状结晶 ,测定的熔点为 192-194
℃(H 2O);溶于甲醇 、乙醇 、热水 ,难溶于苯 、氯仿和
乙醚 。IR υKBrmax(红外光谱最大吸收 ,用溴化钾压片测
定 ,单位为 cm-1):3 423(υ-OH ,确定为结构中羟基
的红外吸收), 3 000 ,2 937 ,2 904(υC-H ,结构中芳氢
和脂肪烃的红外吸收), 1 594 , 1 507 , 1 466(-Ar ,苯
环骨架振动和双键的红外特征吸收), 2 864 , 1 422
(υC-H ,氧与芳环相连 ,确定为结构中甲氧基的特征
吸收 , -OCH 3), 1 377 , 1 073(υC-O ,δ-OH ,伯醇基
的碳-氧键的红外吸收),1 260-1 180(υAr-O 键)无吸
收。995 , 1 022 , 1 235 (υAr-O-C ,结构中碳-氧键的
红外吸收),895 ,1 058 (υC-O-C ,确定为结构中脂肪
五元环醚的红外特征吸收和糖的苷键吸收), 810 ,
680(芳环四取代的特征红外吸收),1 333(δ-C-H),
841。结晶 Ⅰ Liebermann反应呈阴性;酸水解后 ,苷
元样品滴加 5%三氯化铁醇溶液 ,显橙红色 ,逐渐变
为绿色 ,墨绿 ,最后变成棕色 ,说明结构中有酚羟基
即确定为糖的连接的位置。酸水解液做 Molish 反
应 ,界面有紫红色的环生成 ,说明该物质含糖成分。
同时将水解液经处理后做糖的薄层色谱检识 ,检出
结果显示样品的比移值(Rf)=0.45 ,与对照品葡萄
糖所显的颜色和 Rf值相同。根椐理化鉴定和红外光
谱测定结果及相关文献报道确定为丁香脂苷 ,为该
植物中新发现成分。
结晶 Ⅱ:白色粉末状结晶 ,熔点为 208-210 ℃;
IR υKBrmax :3 418(brod ,OH),1 729(COOH), 1 055
(gly co side);Liebermann反应阳性 ,说明为三萜类成
分 ,通过酸水解和碱水解所获产物 ,根据相关文献报
道及采用样品与对照品通过 IR ,薄层鉴定分析结果
确定为刺楸皂苷 B ,为已知成分。
结晶 Ⅲ:白色粉末状结晶 ,熔点 214-220 ℃;IR
υKBrmax :3 416(brod ,OH),1 730(COOH), 1 052(g ly co-
side);Liebermann反应(阳性),说明为三萜类成分 ,
通过酸水解和碱水解所获产物 ,根据相关文献报道
及采用样品与对照品通过 IR ,薄层鉴定分析结果确
定为刺楸皂苷 H ,为已知成分。
2.2　急性毒性实验结果　给药后观察 7 d ,提取分
离物 A 、B和 C的 3组分动物无死亡。动物饮食 ,活
动 ,体重 ,未发现异常表现。经计算A 、B和C 3组分
最大耐受量分别大于 100 , 110 , 125 g/kg(提取物折
算成生药材的量)。
2.3　降血糖药效实验结果　提取物 A 、B 、C 连续给
药 7 d对四氧嘧啶致小鼠高血糖模型的影响见表 1 ,
2和 3。从表 1 ,2 ,3结果可知 ,提取物 A对四氧嘧啶
所致小鼠高血糖模型有显著的降血糖作用(P <
0.01),且有一定的量效关系 。而提取物B 和C 无明
显降血糖作用(P >0.05)。
3　讨论
本课题从刺楸茎皮中寻找和追踪确定具有降血
糖作用的有效化学群或有效成分 ,实验证明提取分
离物A为有效化学群的部位 。同时我们根据在有
表 1　提取物 A对四氧嘧啶致小鼠糖尿
病模型的影响( x±s , n=10)
Tab.1　Effects of the extract A on diabetic models
caused by alloxan in mice
组别 剂量(g/ k g)药前血糖(mmol/ L) 药后血糖(mmol/ L)
空白组 - 5.78±0.08 5.45±0.12
模型组 - 33.60±4.34 30.04±7.12
二甲双胍 0.25 32.90±3.61 15.30±2.37＊
提取物 A(小) 5.00 28.80±7.78 14.50±5.05＊
提取物 A(大) 10.00 28.60±6.76 13.00±5.99＊
　＊P<0.01 ,与模型组比较
表 2　提取物 B对四氧嘧啶致小鼠糖尿病模型
的影响( x±s , n=10)
Tab.2　Effects of the extract B on diabetic models
caused by alloxan in mice
组别 剂量(g/ k g)药前血糖(mmol/ L) 药后血糖(mmol/ L)
空白组 - 5.14±0.24 5.76±0.37
模型组 - 21.57±3.25 20.53±5.12
二甲双胍 0.25 21.39±4.61 11.30±3.37＊
提取物 B(小) 5.00 22.10±3.72 20.25±8.23
提取物 B(大) 10.00 21.76±4.01 19.77±6.99
　　＊P<0.01 ,与模型组比较
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武汉大学学报(医学版) 第 29 卷
表 3　提取物 C对四氧嘧啶致小鼠糖尿病模型
的影响( x±s , n=10)
Tab.3　Effects of the extract C on diabetic models
caused by alloxan in mice
组别 剂量(g/ kg)药前血糖(mmol/ L) 药后血糖(mmol/ L)
空白组 - 4.85±1.23 5.01±1.84
模型组 - 24.37±2.82 22.14±4.66
二甲双胍 0.25 25.02±3.11 16.22±5.33＊
提取物 C(小) 5.00 24.71±2.81 23.51±6.71
提取物 C(大) 10.00 24.22±2.33 22.78±8.55
　　＊与模型组比较 , P<0.01
效化学群中已被鉴定的成分性质和结构特点 ,以及
有些在动物体内无活性但可经过生物转化成活性成
分的物质特点 ,故在本实验进行药效试验时 ,采用口
服的给药途径。
对有效化学群的成分分析和鉴定来源于生源关
系 、提取分离条件 ,理化鉴定 、化学实验及部分波谱
分析综合等给予推断。在有效化学群提取物 A 中 ,
通过进一步分离 ,经理化鉴定 、色谱检识和部分光谱
分析等综合分析确定单体成分为丁香脂苷(li rioden-
drin)、刺楸皂苷 B(Kalopanax saponin B)和刺楸皂
苷 H(Kalopanax saponin H)。据相关文献报道 ,刺
楸皂苷 A具有降血糖作用[ 8] ,而具有相同刺楸皂苷
元的其它皂苷类成分如刺楸皂苷 B 和刺楸皂苷 H
则可经动物(人)胃 、肠的细菌或酶的作用转化为刺
楸皂苷 A ,而产生降血糖效果[ 9] 。丁香脂苷首次从
该植物中分离获得 ,该成分据最近的文献报道具有
对多巴胺诱导的细胞损伤有明显的保护作用等[ 10] 。
丁香脂苷存在于有效化学群中(提取物 A),是否产
生降血糖的协同作用 ,有待下一步的实验研究证实 。
此外本实验采用四氧嘧啶小鼠高血糖模型。四
氧嘧啶是一种 β 细胞毒剂 ,可选择性地损伤小鼠的
胰岛 β细胞 ,引起实验性小鼠糖尿病 。实验结果显
示提取物 A 有较明显的降血糖作用 ,且毒性较小。
氯仿(B)和醋酸乙酯(C)分离部分降血糖试验
不明显 ,因为在 B 、C 提取分离物中未见有丁香脂
苷 、刺楸皂苷 B和刺楸皂苷 H 的成分检出 。在氯仿
和醋酸乙酯分离部分由于药效试验不明显 ,未做详
细的成分研究 ,但也做了些初步的定性分析 ,经化学
定性推测有皂苷元的成分和亲脂类成分如高级脂肪
酸类 、油脂等 ,其药理活性有待进一步的研究。
致谢:在此感谢广西师范大学卢昕副教授在测
定红外光谱所给予的无私帮助。
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(2008-01-09 收稿)
编辑　沈建国
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