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黑沙蒿的资源分布、化学成分及药理活性研究进展



全 文 :China Pharmacy 2016 Vol. 27 No. 13 中国药房 2016年第27卷第13期
*主管中药师,博士。研究方向:临床药学。电话:0477-8576625。
E-mail:michael-bin @163. com
#通信作者:主任药师。研究方向:临床药学。电话:0477-8363166。
E-mail:suyixin8888@163.com
黑沙蒿Artemisia ordosica Krasch.为菊科蒿属植物,又名
鄂尔多斯蒿、油蒿、籽蒿、哈拉-沙巴嘎(蒙语),主要分布于我国
北部、西北部,防风固沙性能良好,现陕西、宁夏、甘肃和新疆
均有引种[1-2]。黑沙蒿为西北地区代表性植被,近年大面积飞
机播种使其资源分布更加广泛。黑沙蒿味辛苦,性微温,全草
均可入药。《中华本草》记载黑沙蒿可祛风除湿、解毒消肿,主
治风湿性关节炎、感冒头痛、咽喉肿痛、痈肿疮疖;蒙医将其作
为消炎、止血、祛风、清热药[3]。笔者以“黑沙蒿”“沙蒿”“资源
分布”“化学成分”“药理活性”“Artemisia ordosica Krasch.”等为
关键词,组合查询1980年1月-2015年5月在PubMed、中国知
网、万方等数据库中有关文献。结果,共查阅到相关文献 124
篇,其中有效文献26篇。现对黑沙蒿的资源分布、化学成分与
药理活性的研究文献进行综述,以期为黑沙蒿的进一步开发
和合理利用提供参考。
1 黑沙蒿的资源分布
黑沙蒿是我国北方温带荒漠和草原地带沙漠化的主要标
志性半灌木植被-黑沙蒿群落的建群种,其分布范围跨越了典
型草原、荒漠化草原和草原化荒漠3个自然带。黑沙蒿多分布
在海拔 1 500 m以下的荒漠与半荒漠地区的流动与半流动沙
丘或固定沙丘上,也生长在干草原与干旱的坡地上,在荒漠与
半荒漠地区常组成植物群落的优势种或主要伴生种,固沙性
能良好。其在防风固沙、草地建设及畜牧业发展上具有重要
地位,现陕西(北部)、宁夏、甘肃(中部、西部)及新疆(东部、北
部)等地均有引种。据西北水土保持生物土壤研究所调查,黑
沙蒿在西北和内蒙古西部地区面积达37 500万亩[4]。
2 黑沙蒿的化学成分
黑沙蒿中化学成分丰富,主要包括黄酮类和萜类,其中萜
类主要为萜烯。另外,还有甾醇类、香豆素类、有机酸类、多糖
类、氨基酸类及微量元素等成分。
2.1 黄酮类
赵东保等[5]对黑沙蒿全草的化学成分进行了系统研究,从
其 95%乙醇渗漉提取物的氯仿部分,通过石油醚-乙酸乙酯
(80 ∶ 1-6 ∶ 1)梯度洗脱,经反复硅胶柱色谱分离并鉴定出8个黄
酮类化合物(编号 1~8);张卫等[6-7]从黑沙蒿全草 95%乙醇渗
漉提取物的乙酸乙酯部分,以石油醚-乙酸乙酯、氯仿-甲醇梯
度洗脱,经反复硅胶柱色谱分离得到11个黄酮类化合物(编号
9~19)。各黄酮类成分结构式见图1。
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图1 黑沙蒿中黄酮类成分结构式
2.2 萜烯类
颜世芬等[8]将黑沙蒿地上部分,经水蒸气蒸馏、石油醚萃
取,采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)法分离鉴定了83种化学
成分。刘艾洁[9]利用热脱附-GC/MS法对不同部位及同龄的黑
沙蒿(Artemisia ordosica Krasch.)及白沙蒿(Artemisia sphaero-
cepdala Krasch.)挥发性成分进行分析和鉴定,结果共鉴定出
35种挥发性物质,包括烷烃、醛、酮、酯、单萜和倍半萜物质;2
种沙蒿各部位挥发性物质大体相同,但有细微差异,并鉴定出
2种沙蒿不同部位共有的 7个挥发性萜烯类物质为α-蒎烯(编
号 20)、β-蒎烯(编号 21)、α-水芹烯(编号 22)、β-水芹烯(编号
23)、柠檬烯(编号 25)、石竹烯(编号 41)和月桂烯(编号 42)。
黑沙蒿中代表性萜烯类化学成分(编号 20~44)的结构式见
图2。
黑沙蒿的资源分布、化学成分及药理活性研究进展
肖 斌 1*,白娟娟 1,戚 磊 1,卢立山 1,田向荣 2,殷 军 3,苏伊新 1 #(1.鄂尔多斯市中心医院药剂科,内蒙古鄂尔
多斯 017000;2.西北农林科技大学植保学院,陕西杨凌 712100;3.沈阳药科大学中药学院,沈阳 110016)
中图分类号 R284.1 文献标志码 A 文章编号 1001-0408(2016)07-1862-03
DOI 10.6039/j.issn.1001-0408.2016.13.39
摘 要 目的:为黑沙蒿的进一步开发和合理利用提供参考。方法:以“黑沙蒿”“沙蒿”“资源分布”“化学成分”“药理活性”“Arte-
misia ordosica Krasch.”等为关键词,组合查询1980年1月-2015年5月在PubMed、中国知网、万方等数据库中有关黑沙蒿的资源
分布、化学成分与药理活性的研究文献并进行综述。结果:共查阅到相关文献124篇,其中有效文献26篇。黑沙蒿主要分布于我
国北部、西北部,分布范围跨越了典型草原、荒漠化草原和草原化荒漠3个自然带,防风固沙性能良好;其化学成分丰富多样,包括
黄酮类、萜烯类、萜类、多糖类、甾醇类、香豆素类、有机酸类、氨基酸类及微量元素等成分;具有抗氧化活性、提高免疫活性、降胆固
醇、降血糖、抗溃疡、抗炎等作用。结论:黑沙蒿含有较多有价值的化学成分,其开发和利用具有广阔的前景。
关键词 黑沙蒿;资源分布;化学成分;药理活性
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2.3 甾醇类、萜类、香豆素类、有机酸类
Zhao DB等[10]采用红外光谱(IR)和一维及二维核磁共振
谱(1H-NMR、13C-NMR、1H-1HCOSY、HMQC、HMBC)以及电子
轰击离子源-MS联用(EI-MS)法,结合单晶体-X射线法鉴定出
香豆素类化合物茵陈素(编号 45)的晶体结构;从黑沙蒿的乙
醇提取物的氯仿、乙酸乙酯萃取物中分离得到1个甾醇类化合
物即β-谷甾醇(编号46)、1个萜类化合物即熊果酸(编号47)、2
个有机酸类即二十四烷酸(编号48)和棕榈酸(编号49)[11]。相
关化合物结构式见图3。
2.4 多糖类
沙蒿籽主要指白沙蒿和黑沙蒿的种子。沙蒿胶(一般指
沙蒿籽胶,Sa-son seed gum)是一复杂的多种多糖混合物,含量
约占种子质量的 20%,分级纯化比较困难,具有良好的吸水
性、黏着力和化学稳定性,可作为凝胶改良剂、增稠剂、乳化剂
及稳定剂用于食品、轻化工业中[12-14]。沙蒿胶经硫酸水解、纤
维素柱层析分离可得纯单糖,其是由D-葡萄糖(Glc)、D-甘露
糖、D-半乳糖(Gal)、L-阿拉伯糖和木糖组成的一种具有交联
结构的多糖类物质。该物质化学成分稳定,可耐 115℃以上
高温而不变性、黏度大(为明胶的 1 800倍),不溶于水但可均
匀分散于水,是具有极强吸水能力的胶质物质[15]。
刘敦华等[16]采用0.1 mol/L的氢氧化钾(KOH)对沙蒿籽胶
多糖进行组分分级得到水溶性多糖(AG1)和中性多糖
(AG2)。利用离子交换柱层析从AG1中分离得到酸性多糖
(AG11)和中性多糖(AG12),经凝胶过滤色谱检测,AG11和
AG12为均一组分。化学组成分析表明,AG1为Glc糖基组成
的葡聚糖,并含有糖醛酸;AG11和AG12分别为阿拉伯糖、鼠
李糖、木糖、甘露糖、Glc和Gal等糖基组成的杂多糖,并含有糖
醛酸,相对分子质量分别为8.63×105 Da和3.46×105 Da。IR测
定结果表明,AG11、AG12和AG2具有多糖的特征吸收,并且
其糖环均为吡喃环。
郝毓倩等[17]从沙蒿籽中提取出水溶性胶多糖,经柱色谱分
离纯化得到一种中性多糖(ASPI-A)。采用高效凝胶渗透色谱
(HPGPC)法测定其为均一性多糖,平均分子质量为 5.42×104
Da。经 IR、GC、部分酸水解、甲基化分析等方法对该多糖的化
学结构进行了表征,结果表明,该多糖由阿拉伯糖、甘露糖、Glc
及Gal组成,其物质的量的比为 1 ∶ 2.8 ∶ 4.9 ∶ 1.9。ASPI-A为多
分支结构,以(1→4)-β-Glc构成主链,部分Glc的C6存在分支,
由甘露糖以(1→4)-Man-(1→6)-β-Glc-连接在Glc的C6位,以
Glc(1→4)-Man-和Gal(1→4)-Man-连接在甘露糖C4位构成。
2.5 氨基酸类及微量元素
黑沙蒿枝叶中富含各种必需氨基酸(占风干物百分比):
缬氨酸 0.62%、苏氨酸 0.54%、蛋氨酸 0.11%、异亮氨酸
0.41%、亮氨酸0.93%、苯丙氨酸0.62%、赖氨酸0.72%、组氨酸
0.24%、精氨酸0.66%,合计4.85%[18]。黑沙蒿油中含有丰富的
亚油酸和维生素E,亚油酸含量高达77.4%~78.3%,高于枸杞
籽油(66.6%~67.8%)、葡萄籽油(58%~78%)、葵花籽油
(66.2%)及小麦胚芽油(44%~65%);维生素E的含量高达 2
779.11 mg/kg,高于小麦胚芽油(2 500.01 mg/kg)、枸杞籽油
(420.01 mg/kg)、葡萄籽油(360.21 mg/kg)[19-20]。粉碎的黑沙蒿
地上部分的风干物中,钾(K)、钙(Ca)、锰(Mn)、铁(Fe)、铜
(Cu)、锌(Zn)、铷(Rb)、锶(Sr)等微量元素含量(占风干物比
例)分别为(3 729±60)×10-6、(4 165±65)×10-6、(25±5)×
10-6、(373±17)×10-6、(13±4)×10-6、(17±5)×10-6、(1±
0.5)×10-6、(86±9)×10-6[8]。
3 黑沙蒿的药理活性
黑沙蒿全草可用于医治尿闭症;其根可用于止血;茎、叶
以及花蕾可祛风湿,用于医治风湿性关节炎和疮疔痈肿[21];果
实可消炎散肿、宽胸利气、杀虫。其外敷患处能治疗腮腺炎和
疮疔红肿,内服能治腹胀、肠梗阻、尿闭等疾病[16,19,22]。现代药
理研究表明,黑沙蒿中的黄酮类、萜烯类、多糖类、甾醇类、其
他萜类、香豆素类、有机酸类等成分具有广泛的药理活性,包
括抗氧化、免疫活性、降血糖活性、降胆固醇、抗溃疡以及抗
菌、杀虫等作用。
3.1 抗氧化作用
黑沙蒿中含有多种黄酮类化合物,利用其研究开发新药
具有广阔的应用前景。齐婧敏等[23]采用量子化学密度泛函理
论(DFT)法对黑沙蒿中已分离得到的 4种黄酮类化合物芹菜
素-7,4′-二甲醚、芫花素、羟基芫花素、鼠李素进行研究,发现
抗氧化活性顺序为鼠李素>羟基芫花素>芫花素>芹菜素-7,
4′-二甲醚。
3.2 免疫活性
郝毓倩等[17]从沙蒿籽中提取出水溶性胶多糖,经柱色谱
分离纯化得到ASPI-A,用 3H-胸腺嘧啶核苷(3H-TdR)掺入法测
定沙蒿籽水溶性粗多糖CASP和ASPI-A体外对小鼠T淋巴细
胞增殖反应的影响,结果ASPI-A质量浓度在 10~50 μg/ml范
围内对刀豆蛋白A(Con A)诱导的小鼠T淋巴细胞增殖反应具
图2 黑沙蒿中萜烯类成分结构式
图3 黑沙蒿中甾醇类、香豆素类、萜类和有机酸类化合物
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China Pharmacy 2016 Vol. 27 No. 13 中国药房 2016年第27卷第13期
有促进作用,提示ASPI-A对小鼠的细胞免疫功能可能具有一
定的促进作用。
3.3 降血糖活性
朱银荣等[24]采用肝癌HepG2细胞研究沙蒿多糖(ASP)及
其衍生物的体外降血糖作用时发现,ASP及其硫酸化衍生物
(SASP)、磷酸化衍生物(PASP)和硒酸化衍生物(SeASP)可不
同程度地增加HepG2细胞胰岛素抵抗模型的Glc消耗,且以
0.1 mg/ml时降糖效果最好,此时Glc摄取率依次为146.942%、
154.393%、145.521%、116.968%。
3.4 降胆固醇作用
黑沙蒿中丰富的亚油酸具有降低血浆中胆固醇的作用。
王丽芳等[25]采用体外试验,研究添加不同浓度的黑沙蒿乙醇粗
提物对胃瘤微生物体外发酵脂肪酸生物氢化、共轭亚油酸
(CLA)含量及其前体物 trans-11C18 ∶ 1脂肪酸含量的影响,发现
添加黑沙蒿乙醇粗提物有降低C18不饱和脂肪酸生物氢化率的
趋势,有增加CLA生成前体物 trans-11C18 ∶ 1脂肪酸含量和CLA
含量的趋势。
3.5 抗溃疡作用
李雅等[26]通过幽门结扎性溃疡大鼠模型、醋酸性慢性胃炎
大鼠模型、吲哚美辛-乙醇性溃疡小鼠模型以及棉球肉芽肿大
鼠模型研究发现,沙蒿种子油乳剂能提高胃蛋白酶活性,使慢
性胃炎溃疡面积缩小。现代医学证明,胃酸的侵袭及非甾体
抗炎药(NSAIDs)的大量应用直接损害了胃黏膜的保护屏障,
从而引起胃炎及胃溃疡的发生,而沙蒿油乳剂对胃黏膜的保
护屏障起到了积极的增强作用,减少了溃疡的形成。
4 结语
黑沙蒿资源分布范围较广,具有很好的防风固沙效果;其
含有较多有价值的化学成分,有广泛的药理活性,生物活性多
样化,有极大的研发空间。从目前研究所得出的药理活性来
看,黑沙蒿具有提高免疫力和抗氧化活性,可防止生成过氧化
脂质,预防治疗高脂血症、动脉粥样硬化等血管性疾病;再者
其具有降胆固醇作用,可用于治疗高胆固醇血症;黑沙蒿还具
有降血糖作用,可进行降糖制剂的开发,用于治疗糖尿病。黑
沙蒿根、茎、叶具有明显的抗炎、消肿作用,通过对其各部分提
取物的药理作用的系统研究,进而从中筛选出疗效确切、与临
床现有药物相比优势明显的有效成分治疗花粉所致过敏性鼻
炎及哮喘病。综上,黑沙蒿的开发和利用具有广阔的前景。
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(收稿日期:2015-08-31 修回日期:2015-12-07)
(编辑:余庆华)
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