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玉竹化学成分、药理作用研究进展及开发利用现状



全 文 :人参研究 GINSENG RESEARCH 2012 年第 3 期
玉竹化学成分、药理作用研究进展及开发利用现状
杨慧洁 杨世海* 张海弢 马 玲
(吉林农业大学中药材学院·吉林 长春·130118)
张立臣
(吉林人参研究院·吉林 通化·134001)
玉竹为百合科 (Liliaceae) 植物玉竹[Polygonatum
odoratum(Mill.)Druce]的干燥根茎。又名尾参、玉参。最
早以萎蕤之名载于《神农本草经》,列为上品。 性平,味
甘,具有养阴润燥, 生津止渴功能。用于肺胃阴伤,燥热
咳嗽,咽干口渴,内热消渴[1]。 近代药理学研究证明,玉
竹主要有强心、降血压、降血糖、降血脂和增强免疫功
能等功效,对糖尿病患者及高血压、高血脂病人十分有
益,是卫生部公布的药食兼用 87种植物之一。
玉竹药用价值丰富,且可药食两用,具有广泛的
开发应用前景。玉竹作为一种优良的滋养、防燥、降压
祛暑的营养滋补品越来越受人们的喜爱,作为保健食
品的需求量远远高于医药行业的需求量。 近年来,市
场需求直线上升,价格稳中有升。 本文就玉竹的来源
分布、化学药理、开发利用等方面进行综述,以期为进
一步合理开发和综合利用玉竹资源提供方参考。
1来源与分布
1.1 玉竹的来源 正品的玉竹为百合科植物玉竹的干燥
根茎入药。 根据《中国药典》(2010版(一部)记载,玉竹
正品的来源仅此一种, 但由于原植物形态和生药性状
的相似,实际上玉竹来源复杂,例如,康定玉竹、毛筒玉
竹、小玉竹也在我国很多地区应用[2],应注意区分。
1.2 玉竹的资源分布 据有关文献报道[3],玉竹广泛分布
于东北、华北、西北、华东、华中各省区,经调查,在我国
的吉林、陕西、山西、河北、宁夏、湖北、湖南、四川、浙
江、安徽、江西、广东等省都有正品玉竹生长或种植[4]。
除上述地区以外,辽宁、云南、贵州有所谓的玉竹替代
品康定玉竹、毛筒玉竹、小玉竹、春水玉竹生长。
2 化学成分
2.1 甾体皂苷
玉竹根中的皂苷主要为甾体皂苷,其生理活性显
著,有广泛的开发利用前景,多位学者对其进行了研
究。 林厚文等[5]从玉竹的乙醇提取物中分离到 4 个甾
体皂苷类化合物,其中有 1 个为首次分离得到的 25R
构型单体化合物, 其余 3 个均是 25R/S 差向异构体。
秦海林等[6]分离得到一个呋甾烷醇苷。邱学艳[7]从玉竹
中分离得到两种降血糖皂苷。 张沐新 [8]对玉竹根茎采
用 HPLC 方法分离得到 14 种甾体皂苷, 其中 2 个为
新化合物,3 个为首次从黄精属植物中得到,7 个为首
次从玉竹中得到。
2.2 黄酮
玉竹中的黄酮类化合物多为高异黄烷酮。李丽红
等[9]利用柱色谱及高压液相色谱等方法对玉竹进行分
离和纯化得到 3 个新的双氢高异黄酮类化合物。王冬
梅等 [10]从秦岭产玉竹的根茎中分离得到 4 个母核结
构碳甲基化和氧甲基化的高异黄烷酮化合物。 钱勇
等 [11] 从湖南产玉竹中分离得到 4 个高异黄酮类化合
物。 高异黄酮类化合物在自然界很少见。 玉竹经甲醇
提取后,从乙酸乙酯萃取组分中分离得到 4 种新的黄
酮[12]。 室温下经 90%乙醇提取玉竹后,用石油醚萃取,
分得一种新的高异黄烷酮[13]。
2.3 玉竹多糖
玉竹多糖是玉竹的主要有效成分之一, 玉竹多
糖含量一般为 6.51% ~ 10.27%[14]。 T omoda 等[15]从玉
竹中分离到玉竹黏多糖, 由 D-果糖, D-甘露糖,D-
葡萄糖及半乳糖醛酸所组成,摩尔比为 6:3:1 :1.5。 玉
竹果聚糖 A、B、C、D,糖的组成为果糖与葡萄糖,其组
成比为:97.5 : 2.6、96.2 : 3.8、95.3 : 4.8、90.4: 9.6[16]。
玉竹的产地、采收时间、生长年限等都影响玉竹
多糖的含量 [17]。 用 70%~90%的醇沉淀出的多糖比例
最多[18]。 玉竹多糖主要为中性多糖,含有少量的酸性
多糖,且以中低等分子量的多糖为主,玉竹中性多糖
平均分子质量为 1.21×106D[19]。
2.4 挥发油
黎勇等 [20]对玉竹中的挥发油成分进行了分离,确
*通讯作者:杨世海,博士,教授,博士生导师,E-mail:jlyangs@163.com。
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定了 32种化合物,其中不饱和烯烃含量为 37.05%,是
其主要成分。张沐新等[21]用气相色谱-质谱法对玉竹的
挥发油成分进行化学分析, 鉴定了其中的 20个成分。
竺平晖等[22]研究发现湖南产玉竹的挥发油中主要成分
为酸类化合物、烯酸类化合物、醇类、烯类、醛类。
2.5氨基酸
研究表明 [23],玉竹中含有多种氨基酸,其中人体
必需氨基酸为 7 种,分别为赖氨酸、苏氨酸、缬氨酸、
蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸;人体半必需氨
基酸为 2种,分别为精氨酸和组氨酸。 玉竹中总氨基
酸的含量为 11.22%~12.20% , 游离氨基酸 16.87~
220.23μmol·g-1,其中,必需氨基酸的含量为 3.54%~
3.87%,半必需氨基酸含量为 1.25%~1.7%,不同的干
燥方法其含量存在差异。
2.6 微量元素
玉竹含有多种微量元素。 玉竹中含有 Cu、Zn、Fe、
Mg、Mn、Cd、Ca、P、Na[24,25]等,Ca、Mg、P、Cu等的含量丰富,
这些微量元素在人体新陈代谢中起着非常重要的作用。
Fe、Zn、Mn、Cu等元素对生物体内的免疫系统起着重要
的调节作用,Ca是构成骨骼和牙齿的主要成分。
2.7 其他
李海明等 [26]用硅胶,Sephadex LH-20,ODS 柱层
析和制备 HPLC 等分离纯化,通过波谱及质谱分析鉴
定化合物结构。分离得到 5种化合物,分别鉴定为 N-
反式阿魏酸酪酰胺,5-羟甲基糠醛,(-)-丁香树脂酚,
3β,14α-二羟-(25S)-螺甾烷醇-5-烯和 β-谷甾醇。
N-反式阿魏酸酪酰胺系首次从黄精属中分离得到,
5-羟甲基糠醛和(-)-丁香树脂酚系首次从玉竹中分
离得到。
3 药理研究
3.1 对免疫系统的影响
玉竹皂苷 POD-III 在较低浓度(0.1mg·L-1)时能
够协同亚适剂量和最适剂量的刀豆球蛋白(ConA)及
脂多糖(LPS),对淋巴细胞的转化有促进作用。有研究
表明玉竹 30%乙醇提取物可保护小鼠免疫性肝损伤,
其作用机制可能为抑制了 T淋巴细胞的转化增殖,减
少肝损伤细胞因子的释放,从而抑制活化增殖的 T 琳
巴细胞对肝细胞的直接毒副作用 [27]。 玉竹提取物 A
(EA-PAOA)对巨噬细胞产生的 TNF-a有显著抑制作
用,这种抑制作用在临床治疗自身免疫性疾病和在其
他领域中的应用具有广阔的前景[28]。 其对免疫功能抑
制的机制之一就是抑制小鼠脾淋巴细胞 IL-2 的产
生,且作用于早期阶段[29]。 玉竹生物活性成分 C 在一
定浓度范围内可促进小鼠脾 αβT 细胞增殖, 其中以
1000μg/mL的浓度作用最强。1 000μg/mL浓度的玉竹
生物活性成分 C 具有降低 CD4+αβT 细胞与 CD8+
αβT 细胞比值, 提高 CD8+αβT 细胞数量的作用。 1
000μg/mL浓度的玉竹生物活性成分 C 能有效刺激小
鼠脾淋巴细胞释放细胞因子 IFN-γ, 而对 IL-4 的产
生没有明显的影响[30]。
有研究表明 [31]玉竹提取物 A 可通过抑制 T 淋巴
细胞的转化增殖,抑制其活性,调节 Th1 和 Th2 的数
量及比例,降低血清中 IFN-γ、TNF-α 水平,提高 IL-
10水平,以此发挥其治疗免疫性肝损伤的功能。
3.2 降血糖作用
Kato A 等 [32]对玉竹的降血糖作用做了较为详尽
的研究。给正常小鼠玉竹甲醇提取物 800 mg·kg-1,小
鼠的血糖在 4h 后下降约 4 mg·dL-1, 同样条件下可
使 STZ诱发高血糖小鼠血糖从 (696±60)mg·dL-1 降
到(407±35)mg·dL-1。 还可降低由肾上腺素诱发的高
血糖小鼠的血糖。玉竹 70%乙醇提取物会影响血糖含
量,并具有显著的量效关系 [33]。 由淀粉糖耐量试验表
明, 玉竹的水提物在 0.5 h 时可抑制由淀粉引起的血
糖升高,并呈现良好的量效关系,但其抑制作用强度
不及对正常小鼠的抑制作用强度,说明玉竹水提物降
糖作用可能与抑制 α-淀粉酶的活性有关[34]。 Choi SB
等[35]对从玉竹中分离的甾体苷类化合物 SG-100 的降
血糖作用进行研究时,用 SG-100 对切除 90%胰腺的
SD 大鼠(30 mg·kg-1·d-1)进行治疗 ,同时用 40%高
脂饲料喂养,13 周后测定各项指标。 结果显示,甾体
皂苷类化合物能有效降低糖尿病 SD 大鼠的血糖,
SG-100给药组能有效降低糖尿病 SD大鼠的血糖;而
在降血糖作用的同时,并不改变胰岛 B细胞胰岛素的
分泌量。 用钳夹技术测定胰岛素敏感性实验表明,
SG-100将大鼠体内总糖的清除率提高了 39%, 并且
还增加了葡萄糖的摄取及肌糖原的合成, 由此推测
SG-100 甾体皂苷类化合物的降糖作用是通过增强外
周组织对胰岛素的敏感性来实现的。 张立新等[36]探讨
玉竹对链脲佐菌素(STZ)诱导的 1 型糖尿病小鼠的降
糖作用及其作用机制, 结果显示, 玉竹提取物 8g/kg
和 4g/kg 剂量组小鼠血糖明显降低、胰岛炎程度明显
缓解、 脾细胞上清液中 IFN-γ 水平和 IFN-γ/IL-4 比
值明显降低,而 2g/kg 剂量组小鼠上述指标变化不明
显; 各组小鼠脾细胞上清液中 IL-4 水平差异无统计
学意义,说明玉竹提取物能明显降低 STZ 诱导的 1 型
糖尿病小鼠的血糖,其降糖机制可能与抑制 1 型糖尿
病小鼠 Th1 细胞的极化程度,减轻细胞免疫功能对胰
岛 β细胞的破坏有关。玉竹总皂苷(TSPO)能够显著性
抑制 α-葡萄糖苷酶的活性,抑制率为 58%;TSPO对正
常小鼠血糖没有明显影响, 但使其糖耐量曲线趋于平
缓;TSPO能够显著提高四氧嘧啶高糖小鼠的糖耐量,
并显著降低其空腹血糖。 结论 TSPO有 α-葡萄糖苷酶
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抑制作用,对四氧嘧啶高糖小鼠有降血糖作用[37]。
谢建军等 [38]研究玉竹多糖预处理对实验性糖尿
病大鼠胰岛 β细胞损伤的影响。 结果显示,四氧嘧啶
诱导的实验性糖尿病大鼠胰岛细胞存在明显的氧化
应激损伤。玉竹多糖预处理呈计量依赖性地降低糖尿
病大鼠 FBG,使胰腺组织 MDA 含量减少,SOD、GSH-
Px、CAT 活力增强,HE 染色显示胰岛损伤明显减轻,
说明玉竹多糖具有降血糖、抗氧化应激作用,可以明
显减轻四氧嘧啶对糖尿病大鼠胰岛 β细胞的损伤。
3.3 抗肿瘤作用
用 60mg/kg的玉竹多糖每天灌胃一次, 连续十天
后对 S-180、EAC(S)的生长有明显抑制作用,并能延
长荷瘤小鼠的生存期, 对小鼠巨噬细胞功能也有明显
的促进作用[39]。 据报道玉竹提取物 B具有显著的抗肿
瘤作用 [40]。 玉竹提取物 B 浓度为 10–3·mL-1 时对
CEM增殖有显著的抑制作用, 并通过促进 CEM表面
分子 HLA-1、CD2和 CD3的表达,尤其是 CD2分子的
表达,提高了 CEM的分化程度。李尘远等[41]对玉竹提取
物 B的抗肿瘤机制进行了研究,认为其可能是通过促
进荷瘤鼠细胞分泌的 IL-2 以及腹腔巨噬细胞分泌的
IL-1 和 TNF-a 增强细胞免疫功能且具有直接诱导肿
瘤细胞凋亡作用而实现的。 玉竹提取物 B(EB-PAOA)
可通过抑制人食管癌细胞 Eca-109 增殖并诱导其凋
亡发挥抗肿瘤作用, 随着 EB-PAOA 浓度增加,Eca-
109细胞凋亡率逐渐增加,呈一定浓度依赖性[42]。
3.4 延缓衰老
连续 38 天每天为每只小鼠灌服玉竹水煎液
0.4ml(相当于生药 0.1g),能增高其全血 SOD 的活性,
同时还能增强谷胱甘肽过氧化物酶 (GSH-Px) 的活
性,能抑制小鼠全血过氧化脂质(PLO)的形成,证明
其确有延缓机体衰老的作用[43]。 玉竹中的多糖成分能
提高小鼠机体中超氧化物歧化酶的活性,增强对自由
基的清除能力,抑制脂质过氧化,降低丙二醛含量,从
而减轻对机体组织的损伤以延缓衰老[44]。 玉竹水提部
位能够有效预防衰老小鼠胸腺和脾脏的萎缩,是抗衰
老的最主要有效部位[45]。 周卫华等[46]研究发现玉竹提
取物可使 D-gal 衰老模型小鼠的学习记忆能力得到
改善,具有促进智力和延缓衰老的作用。 玉竹糖蛋白
粗提物可提高受试小鼠血清、肝脏和脑中超氧化物歧
化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)及谷胱甘肽过氧化物
酶(GSH-Px)活性,降低这些组织中丙二醛(MDA)含
量,玉竹糖蛋白粗提物具有一定的抗氧化活性[47]。
3.5 对心血管系统的作用
大鼠血清在含 4%玉竹情况下, 在 30min 时可减
慢心肌细胞波动频率,而 12h后保持稳定,说明玉竹具
有一定的改善心肌功能作用; 含不同玉竹剂量的大鼠
血清均可明显降低 LDH含量,与模型组对比有显著差
异, 说明玉竹可保护由缺氧缺糖造成的心肌细胞损害
[48]。 给大鼠静脉注射不同剂量玉竹总苷(300mg/kg,
600mg/kg,800mg/kg)后可以看出,玉竹总皂苷对麻醉
大鼠的心肌具有正性肌力作用, 并且成一定的剂量依
赖关系[49]。 玉竹水提物可明显抑制大鼠动-静脉旁路血
栓形成,减轻血栓湿重和干重,同时降低血浆中血栓烷
B2(TXB2)的含量,增加血浆中 6-酮-前列腺素 F1α
(6-keto-PGF1α)的含量,表明玉竹水提物可明显抑制
大鼠血栓形成, 其机制可能与降低血浆中 TXB2的含
量和增加血浆中 6-keto-PGF1α的含量有关[50]。
3.6 抗病毒作用
从传统中药大玉竹中提取得低聚糖 PooS, 用吡
啶-氯磺酸法制备了它的硫酸酯衍生物 S-Poos。 Poos
和 S-Poos 都无细胞毒性。 经硫酸酯衍生后的 S-Poos
获得抗病毒活性能抑制 HSV-2 引起的细胞病变和病
毒空斑的形成[51]。 玉竹 30%乙醇提取物对内毒素诱导
内毒素血症小鼠具有保护作用,能提高小鼠 72h 生存
率,作用机制可能为产生一氧化氮和拮抗血清中肿瘤
因子 a。 说明玉竹 30%乙醇提取物可能具有潜在的治
疗 G细菌感染内毒素性休克的作用[52]。
3.7 抗疲劳作用
玉竹药液按 35g/kg 体重的剂量给小鼠灌胃,给
药组小鼠负重游泳时间显著高于对照组、血尿素氮水
平显著低于对照组、 肝糖原储备量显著低于对照组、
运动后血乳酸升高及消除幅度与对照组均无显著性
差异,说明玉竹具有抗疲劳作用[53]。
3.8 抗氧化作用
有研究表明 [54],玉竹总黄酮具有较强的抗氧化能
力,体外明显抑制 DPPH 自由基活性,体内明显增强
衰老模型小鼠血液中 SOD 活性,降低肝组织中 MDA
含量。 UVB照射角质形成细胞后,SOD、GSH-Px活性
降低,MDA 含量升高,TNF-α、IL-6 分泌量增加,玉竹
水提液中能显著提高 SOD、GSH-Px活性, 降低 MDA
含量,减少 TNF-α、I L-6 分泌,说明玉竹水提液可在
一定程度上减轻 UVB 对角质形成细胞的损伤, 其机
制可能与其抑制氧化损伤, 增强细胞抗氧化能力,减
少炎症细胞因子分泌有关 [55]。 UVA 照射成纤维细胞
后, 细胞活力下降,SOD、GSH-Px 活性降低,MDA 含
量升高, 玉竹水提液能显著提高成纤维细胞细胞活
力、SOD、GSH-Px 活性,降低 MDA 含量,说明玉竹水
提液可在一定程度上抑制 UVA 引起的成纤维细胞活
性下降,其机制可能与其抑制氧化损伤和增强细胞抗
氧化能力有关[56]。
3.9 提高机体耐缺氧能力
实验结果显示 [57],玉竹多糖能明显延长缺氧小鼠
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的存活时间, 提高 20、25 和 30min 时缺氧小鼠存活
率,表明玉竹多糖能明显增强小鼠耐缺氧能力。
3.10 其他
玉竹对酪氨酸酶具有激活作用,在临床上有较多
的应用。可治疗由于酪氨酸酶活性降低或减少引成的
色素缺乏性及儿茶酚胺类神经递质合成障碍性等疾
病;玉竹可能是一个潜在的治疗白癜风的药物[58]。同时
玉竹还具有抗突变作用[59]及抑制神经酰胺作用[60]。 玉
竹根中分得的某种高异黄酮, 能诱导 Bcl-2 磷酸化,
进而能终止乳腺癌细胞中的有丝分裂[61]。 对实验性糖
尿病兼高血脂症 SD 大鼠用玉竹各质量浓度水提物
灌胃 4 周后,能使其甘油三酯(TG)显著降低,由此可
推测玉竹具有促进 TG 代谢及改善高甘油三酯血症
的药理活性[62]。玉竹提取物 C(EC-PAOA)可降低多功
能细胞因子 IL-6 和子宫内膜上皮细胞特异性蛋白
CA-125的表达。 IL-6 是与子宫内膜异位关系最密切
的细胞因子,IL-6 的降低可减少对子宫内膜增殖的
刺激作用,从而减少病灶处新生血管形成,加速异位
病灶的坏死, 促进局部炎症的吸收, 减轻盆腔粘连;
CA-125为内膜上皮细胞特异性蛋白,CA-125的降低
说明异位细胞的生长受到阻碍,子宫内膜异位的发展
得到了有效控制,腹腔内环境得到,使腹腔液中的细
胞成分向正常转化[63]。
4 临床应用
玉竹为药食两用植物,随着研究的深入,由玉竹
做成的饮料、汽水、含片、口服液及复方注射液受到越
来越多的关注, 玉竹在临床上的应用也越来越广泛。
姜佐红 [64]等用玉竹汤治疗顽固性心绞痛 30 例,收到
了良好效果。 刘晓红[65]用单味中药玉竹治疗心动过速
者 15 例,平均服药 7 剂后减慢心率 18 次/min,一般
用 6~10g即有明显减慢心率效果,并对正常心率亦有
减慢作用。 但用量超过 15g,其减慢心率的作用反而
不明显。 张建平[66]自拟的玉竹汤具明显改善心功能的
作用。它能有效提高心率,增强心肌收缩力,部分病人
出现心功能持续改善, 而使病人顺利渡过心衰加重
期。 仇增永等[67]采用自拟的“玉竹黄精饮”加味治疗慢
性萎缩性胃炎(CAG)58 例,取得较满意的疗效。 由传
统中药食疗理论结合现代运动营养学原理以玉竹为
君组方而成的玉竹生津鸡汤,可以降低由于大强度训
练对心肌组织产生的损伤,对运动员心肌有一定保护
作用[68]。赵丽珍等[69]研究表明,二冬玉竹汤联合人工泪
液治疗干眼安全有效,且其疗效优于单纯的局部滴眼
治疗,还可更持久地发挥作用。 罗其华 [70]采用自拟的
玉竹舒筋汤治疗肩周炎 25例,总有效率 96.00%。 ,收
到良好效果。 玉竹鹧鸪汤可以用于慢性支气管炎、肺
结核、百日咳、干咳痰少、口干咽燥者。玉竹药效缓和,
不适合急症,但多食久食便知其妙,能除去面部黑斑,
和悦容颜,更重要的是它能抗机体老化,延缓早衰现
象。 玉竹能祛风退热,是治疗中风发热、行动不便、头
痛腰痛的常用药,使人容光焕发,气色红润。玉竹搭配
人参,平日用于养生、滋补,则有解忧除烦、平定心气
的效果,最适宜工作压力大、个性紧张敏感者。由鲜玉
竹及白蜜做成的玉颜膏,可以养阴生津,润肤玉颜。适
用于皮肤干燥、颜面枯黄、口干舌燥等阴虚火旺体质
者。 由于玉竹中特有的美白、抗氧化成分,能自然、温
和的为肌肤提供养分,所以持续使用,能使肌肤水嫩
皙白,自然润泽。玉竹活肤面膜泥天然安全无伤害,能
从根本改善表皮肌肤,令肌肤净透光洁,保持肌肤水
润、弹性,改善肌肤防护功能,抵御外界侵害[71]。
5 应用
5.1 保健食品
玉竹除了作药用外, 目前已开发出了一些新产
品,尤其是保健食品,保健饮料,如玉竹饼,玉竹茶、玉
竹果脯、玉竹果糖,玉竹米粉,玉竹内酯豆腐等,这些
产品具有药食兼用的功能,成为保健食品,故深受消
费者欢迎[72~74]。
5.2 食用
玉竹根状茎、幼苗均可食用,其浆果有毒不可食
用。 玉竹根茎可鲜食,用开水焯熟凉拌,可与肉丝、鸡
蛋炒食,可与排骨、生鱼、猪肝等煮食,可与猪肉炖食,
也可与百合、香米、铃儿草煲汤。玉竹也可采收茎叶包
卷的锥状嫩苗,用开水烫后炒食或做汤。 玉竹根茎还
可制成干品后食用[75]。
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