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苦瓜根皂苷苷元成分研究与降糖活性部位筛选



全 文 :苦瓜根皂苷苷元成分研究与降糖活性部位筛选
何秀丽,陈 林,胡怀明(湖北医药学院附属太和医院 十堰 442000)
摘要:目的 研究葫芦科苦瓜属植物苦瓜Momordica charantia. L根的化学成分与筛选苦瓜根降糖活性部位。方法 采用70%乙醇回流提取苦
瓜根,减压浓缩得浸膏,水悬浮后用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇逐级萃取得到苦瓜根提取物的各个不同极性部位。采用硅胶柱色谱和制备薄层色
谱从乙酸乙酯部位分离单体化合物,并采用颈部皮下注射 400μg·kg -1盐酸肾上腺素注射液复制小鼠高血糖模型进行苦瓜根中降糖活性部位
的筛选。结果 从苦瓜根乙酸乙酯部位共分得 3 个化合物,化学结构分别为 β-谷甾醇(β-sitosterol,Ⅰ),5,25-豆甾二烯醇(5,25-stigmastadien-3-
ol,Ⅱ)、(23E)-5β,19-epoxycucurbita-6,23-diene-3β,25-diol 和 Cucurbita-5,24-diene-3,7,23-trione。降糖活性筛选结果表明苦瓜根不同极性萃取
部位及苦瓜苷元对肾上腺素性高血糖均有一定的降血糖效果,正丁醇部位和水部位的降血糖作用最为显著。结论 分离得到的苦瓜苷元具有
一定的降糖活性,但正丁醇部位和水部位对肾上腺素高血糖小鼠模型的降血糖作用更为显著。
关键词:苦瓜根;苦瓜苷元;降血糖;活性部位
中图分类号:R91;R965 文献标识码:A 文章编号:1006-3765(2016)-07-0111-0037-04
作者简介:何秀丽,女。职称:主管药师。主要从事医院药学工作。E-
mail:taihe0719@ 163. com
通讯作者:陈 林,男。职称:主任药师,副教授。中药研发与质量控
制。联系电话:0719-8801157,E-mail:1919885757@ qq. com
Study on the Saponin Aglycone Constituents and Screen the Active Site of
the Bitter Gourd Root
HE Xiu-li,CHEN Lin,HU Huai-ming(Taihe Hospitai Affiliated with the Hubei Medical College,Shiyan
442000,China)
ABSTRACT:OBJECTIVE To study the chemical composition and Screen hypoglycemic active site of bitter gourd
root. METHODS Extrated with 70% ethanol,underpressure concentrated,then extracted with petroleum ether,eth-
yl acetate,n-butanol extraction step by step to get all bitter gourd root extract parts of different polarity. Using silica
gel column chromatography and preparative TLC,monomer compounds were isolated from ethyl acetate. Using subcu-
taneous injection 400μg·kg -1 adrenal hydrochloride to replicate mice model of high blood sugar to screen the active
site of bitter gourd root. RESULTS Three compounds were obtained from the Ethyl acetate extract,Chemical struc-
tures were β– sitosterol,Ⅰ;5,25-stigmastadien-3-ol,Ⅱ;(23E)-5β,19 – epoxycucurbita-6,23-diene-3β,25-diol;
Cucurbita-5,24-diene-3,7,23-trione. Results showed that extracts of different polarity and aglycone have a certain
effect of hypoglycemic activity on adrenaline hyperglycemia,and the most significant hypoglycemic parts are n-butanol
and water extracts. CONCLUSION Aglycone has some hypoglycemic activity on mouse model of high blood
sugar. However,the hypoglycemic effect of n-butanol and water extracts adrenaline effect is more notable.
KEY WORDS:Bitter gourd root;Saponin aglycones;Hypoglycemic;Active site
糖尿病是一种体内胰岛素相对不足或绝对不足及胰岛素
受体敏感性降低,或胰岛素本身存在结构上的缺陷等而引起
的碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢紊乱的一种慢性疾病。其
发病率日益增高,已成为世界性的常见、多发病,且有扩大化
和年轻化的倾向〔1〕。中药苦瓜(Momordica charantia L. )为葫
芦科苦瓜属植物苦瓜的果实,别名凉瓜、癞瓜,果实药食兼用,
我国已有 500 多年的应用历史。未熟的苦瓜鲜品或干燥切片
均可入药,具有清热解毒和明目之功效〔2〕。关于苦瓜降糖和
治疗Ⅱ型糖尿病的报道很多,报道的有效部位也很多,其水提
物〔3〕、醇提物〔4〕及果汁〔5〕均有降血糖的作用,其活性成分可
能为多肽〔6〕、三萜皂苷〔7〕、多糖〔8〕等多种成分。但对苦瓜根
的研究未见报道。为了充分地利用苦瓜资源,本文对苦瓜根
提取物乙酸乙酯部位进行分离,并将苦瓜根不同萃取部位进
行降血糖活性比较,为苦瓜根的利用提供科学依据。
1 仪器和材料
1. 1 药物 苦瓜根,为堇菜目葫芦科苦瓜属植物苦瓜的根,
由湖北中医学院药学院陈科力教授鉴定。盐酸肾上腺素注射
液(1mg·mL -1,武汉远大制药集团有限公司,批号:100302);
优降糖(格列本脲片)(2. 5mg /片,天津太平洋制药有限公司,
批号:081113)。
1. 2 动物 5 ~ 6 周龄清洁级昆明种小鼠,雌雄各半,体重 20
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Strait Pharmaceutical Journal Vol 28 No. 7 2016
± 2g,购自华中科技大学同济医学部实验动物中心,动物生产
许可证号为:SCXK(鄂)2009-0007。
1. 3 试剂 石油醚(天津市科密欧化学试剂有限公司,批号:
20100313);丙酮(天津市天力化学试剂有限公司,批号:
20100808);氯仿 (天津市博迪 化 工 有 限 公 司,批 号:
20100818);甲醇(天津市天力化学试剂有限公司,批号:
20100204);正丁醇(武汉市中天化工有限责任公司,批号:
20100514);乙酸乙酯(天津市天力化学试剂有限公司,批号:
20090908);薄层色谱硅胶预制板(烟台市化学工业研究所,批
号:100802) ;葡萄糖测定试剂盒(葡萄糖氧化酶-过氧化物酶
法)(上海荣盛生物药业有限公司,批号:20100501);实验所
用其他少量试剂皆为分析纯。
1. 4 仪器 X-4 数字显示显微熔点测定仪(北京泰克仪器有
限公司);400M 核磁共振仪(瑞士 bruker 公司);FA(N)/ JA
(N)系列万分之一电子天平(上海民桥精密科学仪器有限公
司);Stat Fax2100 型酶标仪(美国 AWARENESS 公司);TGL-
16C台式离心机(上海安亭科学仪器厂)。
2 方法
2. 1 化学分离 采用 70%乙醇回流提取苦瓜根,提取液减
压浓缩得浸膏,水悬浮后用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇逐级萃
取得到苦瓜根提取物的各个不同极性萃取部位。乙酸乙酯部
位用丙酮溶解,硅胶拌样,上正相硅胶柱以石油醚和丙酮梯度
洗脱,每增加 5%的丙酮为一个梯度,50mL 为一个流份。经
薄层色谱检测后合并第 9 ~ 32 个流份,经石油醚洗涤,氯仿重
结晶得白色针状化合物 KGE-1;合并 33 ~ 47 流份,丙酮溶解
拌样后上正相硅胶柱,氯仿洗脱,合并 3 ~ 7 流份后以氯仿为
溶剂进行薄层制备得白色粉末状化合物 KGE-2;合并 9 ~ 13
流份用氯仿进行重结晶得白色针状化合物 KGE-3。

2. 2 活性部位的筛选
2. 2. 1 分组与给药:苦瓜根成人(60kg)生药量按 1 日 10g计
算,小鼠的生药量为 1. 67g·kg -1,不同萃取部位的药量根据
生药量的提取率换算得到。
将 130 只小鼠随机分成 13 组,分别为:空白组;模型组;
优降糖组(2. 5mg·kg -1);石油醚部位高、低剂量组(8. 62mg
·kg -1 和 4. 31mg· kg -1);乙酸乙酯部位高、低剂量组
(74. 4mg·kg -1和 37. 2mg·kg -1);正丁醇部位高、低剂量组
(212mg· kg -1 和 106mg· kg -1);水部位高、低剂量组
(11. 14mg·kg -1和 5. 57mg·kg -1)和苦瓜苷元高、低剂量组
(25mg·kg -1和 12. 5mg·kg -1)。每组雌雄各半,分笼饲养,
每天每只灌胃给药 0. 2mL相应药物,空白组和模型组灌胃等
量生理盐水。
2. 2. 2 造模与取样:参照刘舒凌等〔9〕的实验方法进行造模,
连续灌胃给药 3d以后,第四天先灌胃给药,再在颈部皮下注
射盐酸肾上腺素注射液(0. 04mg·mL -1)0. 2mL /只造模,空
白组注射等量生理盐水;90min 后摘眼球取血,静置 30min 后
3000·min -1离心 10min,取上层血清样本备用。
2. 2. 3 测定:按照葡萄糖测定试剂盒(葡萄糖氧化酶-过氧化
物酶法)说明书的方法,采用 96 孔板在 StatFax2100 型酶标仪
上测定各血清样本的吸光度,再根据葡萄糖浓度(mmol·
L -1)=样本管吸光度 ×标准液浓度(5. 55mmol·L -1)/校准
管吸光度,计算出血清样本的葡萄糖浓度。
2. 2. 4 数据处理:活性部位筛选的实验数据均以均数 ±标准
差(x ± s)表示,统计方法采用单因素方差分析,统计数据采用
SPSS 11. 5 处理。
3 结果
3. 1 结构鉴定 KGE-1:白色针状结晶(石油醚-丙酮),mp
136 ~ 139℃,Liebermann-Burehard 反应为阳性,Molish 反应呈
阴性。其13 C-NMR(400MHz,CDCl3)归属如下,β-谷甾醇:
δ37. 9(C-l),31. 4(C-2) ,71. 8(C-3) ,39. 5(C-4) ,140. 7(C-5) ,
121. 7(C-6) ,31. 6(C-7) ,31. 9(C-8) ,49. 5(C-9) ,36. 1(C-
10) ,29. 4(C-11) ,39. 8(C-12) ,42. 3(C-13) ,56. 7(C-14) ,
23. 0(C-15) ,28. 0(C-16) ,56. 0(C-17) ,11. 8(C-18) ,21. 3(C-
19) ,35. 5(C-20) ,17. 7(C-21) ,33. 7(C-22) ,26. 2(C-23) ,
45. 8(C-24) ,27. 9(C-25) ,18. 6(C-26) ,18. 8(C-27) ,23. 0(C-
28) ,11. 8(C-29) ;5,25-豆甾二烯醇:δ36. 5(C-l),31. 2(C-2) ,
71. 1(C-3) ,37. 2(C-4) ,140. 7(C-5) ,121. 7(C-6) ,33. 6(C-
7) ,29. 3(C-8) ,50. 1(C-9) ,35. 5(C-10) ,29. 1(C-11) ,40. 2
(C-12) ,43. 3(C-13) ,55. 0(C-14) ,24. 3(C-15) ,28. 2(C-16) ,
55. 5(C-17) ,12. 0(C-18) ,21. 1(C-19) ,35. 1(C-20) ,19. 3(C-
21) ,33. 8(C-22) ,29. 1(C-23) ,49. 4(C-24) ,147. 5(C-25) ,
19. 0(C-26) ,111. 3(C-27) ,26. 5(C-28) ,13. 0(C-29)。其13 C-
NMR数据与文献〔10〕报道的苦瓜苷元的数据基本一致,确证
化合物 1 为苦瓜苷的苷元部分,即 β-谷甾醇与 5,25-豆甾二
烯醇的等量混合物。
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图 1 苦瓜苷元
KGE-2:白色粉末,易溶于氯仿,Liebermann-Burehard反应
呈阳性,Molish反应呈阴性,由此推知 KGE-2 为三萜类化合
物。其13C-NMR(400MHz,CDCl3)归属如下:δ17. 6(C-l),27. 3
(C-2) ,76. 1(C-3) ,37. 2(C-4) ,87. 5(C-5) ,131. 8(C-6) ,
131. 5(C-7) ,52. 0(C-8) ,45. 4(C-9) ,38. 8(C-10) ,23. 5(C-
11) ,30. 8(C-12) ,45. 4(C-13) ,48. 8(C-14) ,33. 1(C-15) ,
28. 0(C-16) ,50. 0(C-17) ,14. 9(C-18) ,79. 8(C-19) ,36. 1(C-
20) ,18. 6(C-21) ,39. 1(C-22) ,125. 1(C-23) ,139. 6(C-24) ,
71. 0(C-25) ,29. 8(C-26) ,29. 9(C-27) ,20. 5(C-28) ,24. 5(C-
29) ;20. 0(C-30)。将13 C-NMR 数据与文献数据〔11〕对比,
KGE-2 与(23E)-5β,19-epoxycucurbita-6,23-diene-3β,25-diol
的碳谱数据一致,因此 KGE-2 的化学结构为(23E)-5β,19-ep-
oxycucurbita-6,23-diene-3β,25-diol,其化学结构(见图 2)。
图 2 (23E)-5β,19-epoxycucurbita-6,23-diene-3β,25-diol
KGE-3:白色针状结晶(石油醚-丙酮),Liebermann-Bure-
hard反应呈阳性,Molish 反应呈阴性。其13 C-NMR(400MHz,
CDCl3 归属如下:δ23. 5(C-l),38. 1(C-2) ,211. 5(C-3) ,51. 4
(C-4) ,167. 7(C-5) ,125. 5(C-6) ,202. 5(C-7) ,59. 1(C-8) ,
36. 7(C-9) ,41. 2(C-10) ,31. 2(C-11) ,29. 7(C-12) ,48. 6(C-
13) ,45. 9(C-14) ,34. 5(C-15) ,27. 7(C-16) ,50. 0(C-17) ,
15. 4(C-18) ,27. 2(C-19) ,33. 2(C-20) ,19. 8(C-21) ,51. 6(C-
22) ,201. 2(C-23) ,124. 3(C-24) ,154. 9(C-25) ,20. 7(C-26) ,
27. 7(C-27) ,28. 4(C-28) ,23. 1(C-29) ;18. 0(C-30)。将
KGE-3 的13C-NMR数据与文献数据〔12〕对比,KGE-3 与 Cucur-
bita-5,24-diene-3,7,23-trione的碳谱数据一致,因此 KGE-3 的
化学结构为 Cucurbita-5,24-diene-3,7,23-trione,其化学结构
(见图 3)。
3. 2 苦瓜根各萃取部位对肾上腺素性高血糖模型小鼠血糖
的影响结果 结果显示,苦瓜根各萃取部位对肾上腺素性高
血糖模型小鼠血糖均有降低作用,其中正丁醇部位、水部位的
降糖作用较强(见表 1)。
图 3 Cucurbita-5,24-diene-3,7,23-trione
表 1 苦瓜根各萃取部位对肾上腺素性高血糖模型小鼠血糖的影响
(x ± s,n = 10)
组别 血糖值(mmol·L -1)
空白 6. 84 ± 2. 23**
模型 11. 18 ± 0. 91
优降糖组 6. 04 ± 0. 20**
石油醚部位低剂量 9. 92 ± 0. 46
石油醚部位高剂量 9. 40 ± 1. 27*
乙酸乙酯部位低剂量 10. 49 ± 2. 48
乙酸乙酯部位高剂量 9. 73 ± 1. 02*
正丁醇部位低剂量 8. 20 ± 1. 98**
正丁醇部位高剂量 8. 05 ± 0. 40**
水部位部位低剂量 7. 71 ± 0. 87**
水部位部位高剂量 8. 46 ± 0. 73**
苦瓜苷元低剂量 10. 52 ± 1. 81
苦瓜苷元高剂量 8. 14 ± 1. 82**
*表示与模型组相比较 P < 0. 05,**表示与模型组相比较 P < 0. 01
4 讨论
苦瓜根为葫芦科苦瓜属植物苦瓜(Momordica charantia
L. )的地下部分。关于苦瓜的研究已有较多的报道,对其茎、
叶、果实以及种子的化学成分和药理作用已有大量的研究报
道,但对于苦瓜根的化学成分和药理活性的研究较少。本课
题通过对苦瓜根的大量苷元成分进行研究和降糖活性部位的
筛选,发现从苦瓜根中分离得到的大量苷元成分与文献报道
的苦瓜果实、茎、叶中的化学成分基本一致;根据活性筛选的
结果可看出,其活性部位与文献报道的苦瓜降糖的活性部位
也基本一致,主要集中在极性较大的正丁醇和水部位〔13〕,说
明苦瓜根和苦瓜一样具有大致相同的活性成分和药理活性,
具有一定的药用价值,值得开发利用。
肾上腺素是很强的升高血糖的激素。给动物注射肾上腺
素后血糖水平迅速升高,可持续几小时。同时血中乳酸水平
也升高。肾上腺素通过肝和肌的细胞膜受体、cAMP、蛋白激
酶及联激活磷酸化酶,加速糖原分解。在肝脏,糖原分解为葡
萄糖;在肌则经糖酵解生成乳酸,并通过乳酸循环间接升高血
糖水平〔14〕。苦瓜根各萃取部位对肾上腺素高血糖模型小鼠
血糖均有降低作用,表明苦瓜根中含有多种降糖成分,与文献
报道的中药苦瓜相似,但降糖机制需要进一步研究。
实验结果显示苦瓜根多个萃取部位均有降糖作用,其中
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Strait Pharmaceutical Journal Vol 28 No. 7 2016
石油醚部位量较少,因此,我们首先对剂量依赖性较强,成分
分离相对容易的乙酸乙酯部位进行了成分分析。乙酸乙酯部
位主要含有皂苷元,我们分离得到了 3 个皂苷元,其中苦瓜苷
元不仅含量较高,且具有良好活性,是乙酸乙酯部位的主要有
效成分之一,可作为苦瓜根质量控制指标。
实验表明苦瓜根降糖的活性部位主要集中在极性较大的
正丁醇及水部位,正丁醇及水部位主要含皂苷,因此,皂苷类
成分可能是苦瓜根降糖的主要物质基础,为了充分研究和利
用苦瓜根,需要对正丁醇和水部位的化学成分和活性作进一
步研究。
参考文献
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胜红蓟与其混淆品假臭草挥发油成分的分析鉴别
罗花彩1,潘 馨2,潘旭东1,林 雄1(1. 福建中医药大学附属人民医院 福州 350001;2. 福建中医药大学 福州
350001)
摘要:目的 通过 GC-MS分析胜红蓟和其混淆品假臭草的化学成分,进一步揭示二者的差异,为安全用药提供依据。方法 采用水蒸汽蒸馏
法提取胜红蓟和其混淆品假臭草的挥发油,用 GC-MS技术分离并鉴定其成分,并用面积归一法测定成分的相对含量。结果 从假臭草挥发油
中共分离出 29 个离子峰,鉴定了其中 21 个成分,已鉴定挥发油占挥发油总量的 62. 29%,从胜红蓟挥发油中共分离 33 个离子峰,鉴定了其中 21
个成分,已鉴定挥发油占挥发油总量的 94. 02%。结论 假臭草的挥发油成分倍半萜化合物占了很大部分,其中一种未鉴定出成分相对峰面积
为 29. 67%;闽产胜红蓟挥发油的化学成分主要为石竹烯、早熟素Ⅰ和早熟素Ⅱ,三者占挥发油总量的 89. 57%。
关键词:胜红蓟;假臭草;挥发油;GC-MS
中图分类号:R917 文献标识码:A 文章编号:1006-3765(2016)-07-03242-0040-03
作者简介:罗花彩,女(1987 -)。职称:药剂师。E-mail:544649052@
qq. com
通讯作者:潘 馨,女(1965 -)。职称:教授。
胜红蓟为菊科植物藿香蓟(Ageratum conyzoides L. )的地
上部分,具有清热解毒、利咽消肿之功效,临床上主要用于治
疗感冒发热,咽喉肿痛,痈疽疮疖,外伤出血等症〔1〕。假臭草
(Eupatorium Catarium Veldkamp)又名猫腥菊,为菊科泽兰属
一年生草本植物,原产南美,在福建厦门、海南、广东南部、香
港、澳门和台湾均有分布,于 20 世纪 80 年代传入我国,植物
形态与胜红蓟非常相似,常被误认为胜红蓟。假臭草根系发
达,能很好吸收土壤养分,严重破坏土壤的可耕性。且植丛浓
密,生长迅速,极大的限制了植丛内其他植物的生长,对周边
的物种多样性构成了很大威胁,是华南地区危害最为严重的
外来入侵种之一〔2〕,到目前为止,没有发现假臭草的药用价
值。周云龙〔3〕等已从生态学方面,对胜红蓟和假臭草进行了
鉴别,本研究将从二者挥发油的成分入手来区别胜红蓟和假
臭草,进一步深入揭示二者在药用方面差异的原因,为安全用
药提供依据。
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海峡药学 2016 年 第 28 卷 第 7 期