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蕲艾的道地性研究



全 文 :第 34 卷第 2 期 中南民族大学学报(自然科学版) Vol. 34 No. 2
2015 年 6 月 Journal of South-Central University for Nationalities(Nat. Sci. Edition) Jun. 2015
收稿日期 2015-02-28
作者简介 洪宗国(1958-) ,男,教授,研究方向:艾叶与艾灸机制,E-mail:hongzongguo@ aliyun. com
基金项目 国家重点基础研究发展计划基金资助项目(2009CB522900)
蕲艾的道地性研究
洪宗国
(中南民族大学 药学院,武汉 430074)
摘 要 通过对艾叶中挥发油、长链烷烃、鞣酸、黄酮的含量分析以及艾绒的发热量与艾条的最高燃烧温度的测
量,从艾灸的药性作用、温补作用、温通作用三大机制的物质基础与作为中药的主要功能上探讨了蕲艾的优越性.
结果表明:无论是作为艾灸的灸材还是作为中药饮片,蕲艾均具有明显的优势,称为艾叶的道地药材是实至名
归的.
关键词 蕲艾;化学成分;艾灸机制;中药;道地性
中图分类号 R931. 6 文献标识码 A 文章编号 1672-4321(2015)02-0033-05
Study in Geo-authentic of Qiai
Hong Zongguo
(College of Pharmacy,South-Central University for Nationnalities,Wuhan 430074,China)
Abstract In this paper,from the material basis of three mechanisms including the medicinal effect,Wenbu and Wentong,
and the main features of traditional Chinese medicine (TCM) ,the superiority of Qiai was discussed by analysing content of
the volatile oil,long chain alkane,tannic acid and flavonoids in moxa leaf,and measuring calorific value and the maximum
combustion temperature. The results is that Qiai has obvious advantages,and meet demands as geo-authentic medicinal
materials,whether is as moxibustion materials or as a Chinese medicine yinpian.
Keywords Qiai;chemical composition;moxibustion mechanism;traditional chinese medicine (TCM) ;geo-authentic
艾(Artemisia argyi Levl. et Vant)是菊科蒿属植
物,全国各地以及亚洲周边国家均有生长.但由于各
地的气候、水文、土壤的差异,导致品种发生变异,形
成各地各具特色的亚种. 李时珍云[1]:“艾叶本草不
著土产,但生田野,宋时以汤阴复道者为佳,四明者
图形.近代惟汤阴者谓之北艾;四明者谓之海艾. 自
成化以来则以蕲州者为胜,用充方物,天下重之,谓
之蕲艾.”从此医家以蕲艾为道地药材,并以专名命
名之(Artemisia argyi Levl . et Vant . cv . qiai). 随着
现代中药种植业的发展,受经济效益驱使,各地纷纷
以李时珍为家乡作广告为理由质疑蕲艾的道地性地
位.有必要从现代科学的角度证实蕲艾的优越性.
艾叶性温味苦、辛,入肝、脾、肾经. 略有升浮之
性,也可通过配伍发挥沉降作用[2]. 吞服消食,煎服
理气血、逐寒湿、温经止血、止痛、安胎、温胃、止痢、
开郁,涂搽除湿止痒,煎洗活血化瘀,烟熏驱虫避蚊、
杀菌抑菌,灸用通经活络,治百病. 艾叶中含有挥发
油、黄酮、鞣酸、长链烷烃、多糖、微量元素、生物酶等
多种化学生物成分,不同的成分具有不同的功能.蕲
艾在艾叶所有的应用范围里不一定都具有最佳功
能,因此讨论蕲艾最佳必须首先限定应用范围与
功能.
李时珍给出蕲艾最佳的理由是:“相传他处艾
灸酒坛不能透,蕲艾一灸则直透彻,为异也”[1]. 限
定应用范围为艾灸,功能为透穴能力.所以讨论蕲艾
的道地性首先应围绕艾灸的功能进行分析. 现代研
究表明,艾灸的主要作用机制包括三个方面[3]:艾
叶燃烧物的药性作用,艾叶燃烧热通过分子热运动
在皮肤分子间传递引起细胞的温补作用,艾叶燃烧
高温转化的热辐射穿透皮肤穴位在经络中传导引起
的温通作用.本文拟从艾灸机制的这三个方面论证
蕲艾的优势地位.
1 艾叶燃烧物的药性作用
艾叶燃烧产生的混合物质是艾灸药性作用的物
质基础.我们模拟艾灸过程中艾叶燃烧模式,燃烧蕲
艾叶,收集艾烟、艾灰、艾焦油等,分别进行色-质谱
联用分析,获得了 85 种成分的物质. 它们分别为挥
发油、挥发油萜类物质的氧化物、黄酮与鞣酸的燃烧
碎片、长链烷烃及其裂解产物等[4]. 其中挥发油为
燃烧过程中直接挥发的萜类物质.
挥发油外用芳香化湿、杀菌抑菌、平喘镇咳祛
痰、止痒、消毒、抗过敏、驱虫避蚊.实验证明从艾叶
中提取的挥发油对常见的革兰氏阴性和革兰氏阳性
细菌均有较强的抑制与杀灭作用,对真菌与病毒也
有较强的抑杀作用. 最低抑菌浓度为万分之三[5].
挥发油在体内具有活血[6]与溶解尿酸作用[7].
挥发油还具有较强的透皮吸收功能,表 1 给出
了蕲艾油的透皮吸收能力[8]. 不同产地艾叶的挥发
油含量有较大差异,利用水蒸气蒸馏法对不同产地
艾叶进行提取[9],其主要成分见表 2. 从表 2 可知,
艾叶挥发油中最大的几个成分均是药剂学界常用的
透皮吸收促进剂. 1,8-桉叶油素[8]的透皮性能见表
3.比较表 1 与表 3 可知当一生理盐水作为接受液
时,蕲艾油与 1,8-桉叶油素的透皮效果相当,但当
以 PEG-400 饱和水溶液作接受液时,蕲艾油的透皮
效果是 1,8-桉叶油素的 5 倍.
挥发油含量愈高,艾灸时挥发油透过穴位皮肤
的透过量也愈高,因而在艾灸灸穿酒坛时也愈易嗅
出燃艾的气味.在实际治疗时,挥发油透过率愈高,
愈易产生活血化瘀与溶解尿酸作用. 表 4 给出不同
产地艾叶在水蒸气蒸馏下的出油率[10].从表 4 结果
可以看出,蕲艾的挥发油出油率最高,几乎是其它产
地挥发油的一倍以上.由此可以看出蕲艾的优势.
表 1 蕲艾挥发油在不同接受液中的体外透皮吸收动力学参数
Tab. 1 The kinetic parameters of perm eability of the volatile oilfrom
Artemiside argyi in different permeation receptors
接受液 Q - t方程 R2 J /mg·cm -2·h -1 Er 24h 累积透过量
生理盐水 Q = 1. 479t + 3. 8910 0. 9084 1. 479 1. 000 40. 572
20%乙醇生理盐水 Q = 22. 531t + 13. 5400 0. 9299 22. 531 15. 234 555. 243
生理盐水 15%乙醇 Q = 35. 0860t + 20. 256 0. 9985 35. 086 23. 732 872. 531
PEG400 饱和水溶液 Q = 10. 073t + 9. 6370 0. 9227 10. 073 6. 811 251. 784
表 2 蕲艾、北艾、川艾挥发油主要成分比较
Tab. 2 Compare the main volatile oil of qiai,beiai and chuanai
保留时间 /min
归一化含量 /%
蕲艾 北艾 川艾
定性结果
14. 046 16. 052 20. 385 13. 057 1,8-桉叶油素
17. 219 15. 704 5. 185 侧柏酮
18. 719 7. 432 3. 031 3. 147 樟脑
19. 632 9. 912 6. 691 3. 253 龙脑
表 3 1,8-桉叶油素在接受液中的体外透皮吸收动力学参数
Tab. 3 The kinetic parameters of permeability of Eucalypotol in permeation receptors
接受液 Q - t方程 R2 J /mg·cm -2·h -1 Er 24h 累积透过量
生理盐水 Q = 1. 502t + 6. 983 0. 9241 1. 502 1. 000 43. 020
PEG400 饱和水溶液 Q = 2. 003t + 10. 328 0. 9532 2. 003 1. 334 59. 031
表 4 不同产地艾叶出油率
Tab. 4 Yield of different regions moxa leaf
产地 湖北蕲春 江西樟树 安徽霍山 山东鄄城 河北安国 河南汤阴 四川资阳
出油率 /% 1. 2300 0. 4794 0. 2960 0. 3936 0. 6754 0. 5300 0. 4700
由于挥发油的存在降低了艾叶燃烧的稳定性,
《孟子》云︰“犹七年之病,求三年之艾也.”李时珍
云:“凡用艾叶,须用陈久者,治令细软,谓之熟艾.
若生艾灸火,则伤人肌脉.”艾叶陈放三年,目的是
尽量使其挥发油挥发殆尽,以保证艾灸的温度稳定
性.故蕲艾在艾灸的综合作用方面的优越性并不
明显.
2 艾叶燃烧热传递的温补作用
艾叶燃烧产生高温作用于人体皮肤,通过分子
热传递的方式在皮肤细胞内外分子间扩散,使细胞
温度升高,增强细胞的生物活性,产生温补作用. 由
43 中南民族大学学报(自然科学版) 第 34 卷
于人体内具有热感与痛感神经,当温度达到 43℃时
就会启动辣椒素受体,它会向神经细胞中释放出离
子,通过神经向大脑传递信号,产生痛觉.超过 60℃
时物体摸起来烫手,人的皮肤所能承受的最高温度
大约是 70℃ .
不同产地艾叶采用不同的工艺制作的不同艾塔
与艾条,其燃烧温度普遍高于 70℃ . 一般艾条灸均
通过手法调整火点与皮肤间的距离来控制皮肤的实
际接触温度,使其低于人体皮肤的耐受温度.疤痕灸
的温度可以适当提高,以达到烫伤皮肤致其起疤痕
产生炎性反应引起全身调节作用,但此温度也能轻
易达到.因此在艾灸的温补方面蕲艾很难直接体现
出优越性.
但温度的变化能够影响挥发油的透皮吸收.药
物的透皮吸收的实质是药物分子在皮肤固体分子内
部的扩散,根据物质的扩散系数的宏观表达式 D =
D0exp(- Q /RT) ,其中 D0 为频率因子,Q 为扩散活
化能,温度与扩散系数呈指数关系,升温可以使艾叶
挥发油更快透过皮肤而吸收,这是艾灸优于一般常
温透皮吸收制剂透皮效果的原因. 图 1 给出了不同
温度下蕲艾油透皮吸收的效果.
图 1 不同温度下蕲艾油透皮吸收
Fig. 1 Transdermal absorption of qiai oil at different temperatures
3 艾叶燃烧热辐射的温通作用
热辐射是物体由于具有温度而辐射电磁波的现
象.热量传递的 3 种方式之一.一切温度高于绝对零
度的物体都能产生热辐射,温度愈高,辐射出的总能
量就愈大,短波成分也愈多.热辐射波长与温度的关
系遵守维恩定律[11]:λmT = b,b 为维恩常数,其值为
0. 2898cm·K,即热力学温度与辐射峰值波长成反
比,或热辐射物质温度越高,辐射中最强部分波长
越短.
近红外光是介于可见光(VIS)和中红外光
(MIR)之间的电磁波,按 ASTM(美国试验和材料检
测协会)定义是指波长在 780 ~ 2526nm 范围内的电
磁波.一般而言,热辐射对物质的渗透随波长增加而
增加[12].而对于皮肤与皮下组织而言,近红外辐射
的深度却高于远红外辐射,辐射渗透深度随波长缩
短而深入[13].近红外线以及红色光的近红外部分透
入组织最深,穿透深度可达 10mm,能直接作用到皮
肤的血管、淋巴管、神经末梢及其他皮下组织.
辐射渗透深度取决于机体物质对光反射与光吸
收的损耗,在反射相同的情况下,吸收愈弱渗透愈
深.皮肤与皮下组织为磷脂、蛋白质等生物大分子组
成的细胞膜与细胞内物质,所含的氨基、羟基、羰基、
羧基、巯基等基团的红外吸收分别出现在波数 1700
~ 1900 与 3000 ~ 3500 范围内,3500 以上基本没有
吸收峰.在 2000 与 3000 之间只有三键或累积二烯
烃的吸收,在生物分子中基本不存在,故其倍频
4000 ~ 6000(2. 5 ~ 1. 6μm)也基本无吸收. 即在
3500 ~ 4000(2. 8 ~ 2. 5μm)有较弱的羰基倍频吸收,
4000 以上(2. 5μm 以下)基本无吸收,故光辐射可
以长驱直入.
表 5 给出了不同产地厂家生产的艾条的最高燃
烧温度及其相应红外波长[15].从中可以看出蕲艾的
最高燃烧温度为 848℃,对应的波长为 2. 5846μm.
在所有产地中温度最高,波长最短,其波数为 3869,
已经进入既无基频也无倍频的空白区.
表 5 不同产地厂家生产的艾条最高燃烧温度与辐射波长
Tab. 5 The maximum combustion temperature and radiation wavelengths of different regions aitiao
测定项目 河北安国 江苏康美 苏州东方 南阳天正 南阳卧龙 湖北蕲春
温度 /℃ 821 829 816 786 763 848
λmin /μm 2. 6484 2. 6291 2. 6605 2. 7359 2. 7966 2. 5846
艾条的最高燃烧温度除了与艾叶材料有关外,
还与制作工艺有关,故表 5 的比较只有相对的意义.
表 6 给出了不同产地艾叶的燃烧热数据[16],它是决
定燃烧温度的关键因素.从表 6 可以看出,蕲艾达到
18139J /g,是所有研究的品种中燃烧热最高的.
53第 2 期 洪宗国:蕲艾的道地性研究
表 6 不同产地艾叶燃烧热
Tab. 6 Heat of combustion of different origin argyi
产地 湖北蕲春 河北安国 四川资阳 河南汤阴
燃烧热 /(J /g) 18139 17419. 3 16136. 4 17463. 4
艾叶燃烧热来源于艾叶中所有参与燃烧的物质
在燃烧过程中的热效应. 其中发热量最大的两类物
质分别为挥发油与长链烷烃. 三年陈艾中挥发油基
本挥发殆尽,故主要的燃烧物质应为长链烷烃.长链
烷烃含量一般取决于纬度与品质,在相近纬度蕲艾
中长链烷烃含量依然最高.综上所述,李时珍云“相
传他处艾灸酒坛不能透,蕲艾一灸则直透彻,为异
也.”所指应该是高温产生的近红外辐射(热力)对
皮肤穴位的渗透能力最强,渗透部位最深,因而治疗
效果最好.
4 艾叶的其它药理作用
除了用作艾灸的灸材外,艾叶作为中药还具有
其他功能,不同功能的实现依赖艾叶中不同的物质.
蕲艾的优越性同样体现在这些物质的高含量上.
4. 1 鞣酸
将艾叶通过不同的炮制方法获得一系列组分,
分别与血液作用,观察凝血时间,结果[6]见表 7. 表
7 中鞣酸具有最短的凝血时间,醋艾炭、艾灰的凝血
时间也短于生理盐水,它们的主要成分也为鞣酸.鞣
酸因能凝固蛋白质具有收敛性,有止血的功能,为艾
叶中的止血凝血活性物质.艾叶煎服理气血、温经止
血、治疗崩漏、妊娠下血、胎动不安、产后恶露不尽、
月经不调、行经腹痛、宫冷不孕、赤白带下等,它们均
是艾叶鞣酸的药理表现. 表 8 给出了不同产地艾叶
中鞣酸的含量[17],从表 8 看出,相对于其他地域的
艾叶,蕲艾的鞣酸含量具有较大的优势.
表 7 各样品的凝血时间
Tab. 7 The coagulation time of different samples
样品 艾焦油 鞣酸 醋艾炭 艾灰 5-叔丁基连苯三酚 挥发油 生理盐水
凝血时间 / s 45 27 64 84 53 235 163
表 8 不同品种艾叶中的鞣酸含量
Tab. 8 The tannic acid content of different varieties artemisia argyi
产地 湖北蕲春 山东鄄城 江西樟树 河北安国 安徽霍山
含量 /% 13. 29 2. 92 5. 83 8. 43 2. 92
4. 2 挥发油
艾叶挥发油芳香化湿、杀菌抑菌、平喘镇咳祛
痰、止痒、消毒、抗过敏、驱虫避蚊.从表 9 可以看出,
艾叶挥发油的凝血时间长于空白对照的生理盐水,
体现出了它的活血功能,在外搽与内服时可以兴奋
中枢神经系统,具有活血化瘀,通经活络的作用. 但
当艾叶作为止血剂使用时,一般采用炒炭工艺将这
种具有活血功能的挥发油除去. 艾叶挥发油对常见
的革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌均有较强的抑制与
杀灭作用,对真菌与病毒也有较强的抑杀作用.最低
抑菌浓度为万分之三[5]. 艾叶煎服逐寒湿,外敷除
湿止痒,其物质基础为艾叶中含有的芳香性的挥发
油物质,能芳香化湿.表 4 中蕲艾挥发油含量远远高
于其它地区的艾叶,说明了蕲艾的优势.
4. 3 黄酮
黄酮是一类基于 2-苯基色圆酮-4-酮(2-苯基-1-
苯并吡喃-4-酮)骨架的化合物. 黄酮是一种很强的
抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,可以阻止细胞
的退化、衰老,也可阻止癌症的发生. 黄酮可以改善
血液循环,可以降低胆固醇,改善心脑血管疾病的症
状.黄酮化合物可以降低血糖,对糖尿病引起的视网
膜病及毛细血管脆化有很好的作用. 黄酮可以抑制
炎性生物酶的渗出,可以增进伤口愈合和止痛,可以
用于各类敏感症.表 9 给出了不同产地艾叶中黄酮
的含量[18],从中可看出蕲艾的优势.
表 9 不同品种艾叶中的黄酮含量
Tab. 9 The flavonoids content of different varieties artemisia argyi
产地 湖北蕲春 山东鄄城 江西樟树 河北安国 安徽霍山
含量 /% 3. 900 3. 419 2. 045 1. 504 3. 609
63 中南民族大学学报(自然科学版) 第 34 卷
5 结语
蕲艾作为艾灸的材料,无论作为药性作用物质
基础的挥发油含量、近红外光温通作用的物质基础
长链烷烃含量及其燃烧热、最高燃烧温度均较其他
产地艾叶高,从实证科学分析基础上确认了蕲艾的
优势地位,支持了李时珍“相传他处艾灸酒坛不能
透,蕲艾一灸则直透彻,为异也.”的经验判断.同时
在作为中药应用方面,由于蕲艾的挥发油、黄酮、鞣
酸均较其它产地艾叶含量高,故在理气血,逐寒湿,
通经活络,活血化瘀,止血安胎诸功能上也具有优
势,故蕲艾作为艾叶的道地药材是名至实归的.
参 考 文 献
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