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土木香化学成分及药理研究概况



全 文 :purified extract isolated from Salvia miltiorrhiza enriched with
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土木香化学成分及药理研究概况
张 乐, 方 羽, 陆国红*
(上海交通大学医学院附属仁济医院,上海 201127)
收稿日期:2014-07-12
作者简介:张 乐 (1989—) ,女,硕士,临床药师,研究方向为药物代谢基因组学。Tel: (021)34506112,E-mail:zhangle@
renji. com
* 通信作者:陆国红 (1967—) ,女,主任药师,研究方向为药物新制剂和药品质量管理。Tel: (021)34506116,E-mail:luguohong@
renji. com
摘要:土木香作为临床常用中药,具有健脾和胃、行气止痛的功效,化学成分丰富,药理活性多样。本文以国内外相
关文献为基础,综述土木香化学成分以及药理活性的研究成果,以期给研究人员一定参考。
关键词:土木香;化学成分;药理作用;综述
中图分类号:R285. 5 文献标志码:A 文章编号:1001-1528(2015)06-1313-04
doi:10. 3969 / j. issn. 1001-1528. 2015. 06. 034
土木香 Inula helenium L. 为菊科植物土木香 Inula hele-
nium L. 或藏木香 Inula racemosa Hook. f. 的干燥根,在秋
季采挖,除去泥沙后晒干。《本草纲目拾遗》记载,“土木
香,生岭南邕州、容州及江南。树生似茶,高丈余。一叶
三丫,叶青阴白。根状似山芍药及乌樟根,色黑褐,作车
毂纹,横生。八月采根,直者不用”[1]。其味苦辛,性温,
归肝、脾经,具有健脾和胃、行气止痛的功效,临床常用
于治疗胸胁、脘腹胀痛,呕吐泻痢,胸胁挫伤,岔气作痛,
胎动不安等症状[2]。本文将对土木香化学成分和药理的研
究做一系统综述。
1 土木香化学成分研究现状
对该植物的相关研究最早可追溯到上世纪 70 年代,迄
今报道已有 40 多种成分,主要为倍半萜内酯类化合物,另
外还含有菊糖以及少量的黄酮、氨基酸。
1. 1 内酯类化合物 内酯类化合物在旋覆花属植物里分布
较广泛,而对土木香中该类成分的研究则集中于挥发油,
它在药材中的含有量约为 0. 3% ~ 3. 0%[3-5]。目前,人们
已从中分离得到脱氢木香内酯、木香烯内酯、11β,13-二氢
木香烯内酯、珊塔玛内酯、11β,13-dihydroreynosin、11β,
13-二氢珊塔玛内酯、11β,13-二氢木兰内酯、11β,13-二氢-
β-环广木香内酯、1β-hydroxycolartin 等化合物[6]。另外,
还有研究人员进一步发现,该植物还包含 12(13)-烯-桦木
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酸甲酯、土木香内酯 (Alantolactone)、4(5) ,11-二烯土木
香内酯、异土木香内酯 (Isoalantolactone)、11αH,13-二氢
异土木香内酯、3,11(13)-三烯-8,12-榄烷内酯、4-降异土
木香内酯、5β-羟基-1(10) ,4(15) ,11-三烯-12,8 吉马烷内
酯、4α-羟基-11(13) ,10(14)-二烯-12,8 愈创木烷内酯、β-
谷甾醇、豆甾醇[7]。
本文对目前从土木香中分离到的内酯类成分进行了总
结,见表 1。其结构类型主要有桉烷型 (1-32)、榄烷型
(33)、己玛烷型 (34-37)、倍半蒈烷型 (38)、愈创木烷
型 (39)、葎草烷型 (40)倍半萜等。
表 1 土木香根中倍半萜类化合物
序号 英文名称 中文名称 参考文献
Eudesmanolides (Sesquiterpenes) 桉烷型
1 Alantolactone 土木香内酯 [8],[9]
2 Isoalantolactone 异土木香内酯 [8],[9],[10]
3 Alloantolactone — [8]
4 Isoalloantolactone — [11]
5 Inunal — [11]
6 Isotelekin — [11]
7 4(15)-epoxy-isoalantolactone 4(15)-环氧-异土木香内酯 [12]
8 5α,6α-epoxyalantolactone 5α,6α-环氧-土木香内酯 [12]
9 Alantodiene — [13]
10 Isoalantodiene — [13]
11 2α-hydroxy alantolactone 2α-羟基-土木香内酯 [14]
12 4,(15)-α-epoxyisotelekin — [15]
13 4,(15)-α-epoxytelekin — [15]
14 7-hydroperoxy-11αH,13-dihydro isoalantolactone 7-过氧羟基-11αH,13-二氢-异土木香内酯 [15]
15 11αH,13-dihydroisoalantolactone 11αH,13-二氢-异土木香内酯 [9]
16 11αH,13-dihydroalantolactone 11αH,13-二氢-土木香内酯 [16]
17 5α,6α-epoxyalantolactone 5α,6α-环氧土木香内酯 [16]
18 Macrophyllilactone E — [16]
19 Iscostunolide 异木香烯内酯 [16]
20 Dehydrocostuslactone 脱氢木香内酯 [17]
21 Isoinunal II — [7]
22 Isocostunolide 异广木香内酯 [18]
23 15-hydroxy-11βH-eudesm-4-en-8β,2-olide 15-羟基-11βH-桉烷-4-烯 n-8β,12-交酯 [15]
24 3α-hydroxy-11βH-eudesm-5-en-8β,12-olide 3α-羟基-11βH-桉烷-5-en-8β,12-交酯 [15]
25 2β,11α-dihydroxy-eudesm-5-en-8β,12-olide 2β,11α-二氢-桉烷-5-烯-8β,12-交酯 [18]
26 14-hydroxyl-11β,13-dihydrodehydrocostunloide 14-羟基-11β,13-二氢-去氢木香烯内酯 [7]
27 Dehydro-costuslactone 去氢木香烯内酯 [7]
28 Costunolide 木香烯内酯 [7]
29 11α,13-dihydro-α-cyclocostunilide 11α,13-二氢-α-三木香烯内酯 [7]
30 11α,13-dihydro-β-cyclocostunilide 11α,13-二氢-β-三木香烯内酯 [7]
31 4-noralantolactone — [7]
32 4-isonoralantolactone — [7]
Elemanolides (Sesquiterpenes) 榄烷型
33 1,3,11(13)-elematrien-8β,12-olide 1,3,11(13)-榄烷-8β,12-交酯 [5]
Germacranolides (Sesquiterpenes) 己玛烷型
34 1(10) ,4(15) ,5(6) ,11(13)-germacratetraene-8,12-olide 1(10) ,4(15) ,5(6) ,11(13)-己玛烷-8,12-交酯 [5]
35 4β,5-epoxy-1(10) ,11(13)-germacradiene-8,12-olide 4β,5-环氧-1(10) ,11(13)-己玛烷-8,12-交酯 [16]
36 11(13)-dehydroeriolin — [8]
37
(1(10)E)-5β-hydroxygermacra-1(10) ,4(15) ,11-trien-
12,8
(1(10)E)-5β-羟基己玛烷-1(10) ,4(15) ,11-三烯-12,8 [5]
Sesquicaranolides (Sesquiterpenes) 倍半蒈烷型
38 Carabrone 卡拉布酮 [13]
Guaianolides (Sesquiterpenes) 愈创木烷型
39 4α,5α-epoxy-10α-14H-inuviscolide — [13]
Humulane (Sesquiterpenes) 葎草烷型
40 Isohumulene 异蛇麻烯 [8]
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1. 2 其他成分 土木香中除了其主要成分—内酯类化合物
以外,研究者发现,该植物还含有约 40% 的菊糖类成
分[3]、少量的黄酮类成分[4]、β-谷甾醇、胡萝卜甾醇[10]、
dammadienol acetate[8],以及氨基酸类成分,如天冬氨酸、
苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱
氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、
精氨酸、组氨酸等[5-7]。
2 土木香药理作用的研究进展
现代药理学研究表明,土木香具有抗菌、抗肿瘤、保
肝以及驱虫等作用。下文对其药理研究的情况进行了总结。
2. 1 抗菌作用 Olechnowicz-Stepien和 Skurska[19]发现,土
木香根提取物具有较强的抗真菌活性。Wahab 等[20]报道,
土木香内酯和异土木香内酯有抗角膜真菌 Fusarium solani
(Mart.)Sacc. 的作用。他们从霉菌性角膜炎患者身上分离
到一种菌株—Fusarium solani (Mart.)Sacc. (IMI-216517) ,
并将其移植到白化病兔身上,然后再转移到白化病鼠身上,
最后白化病鼠经过几代繁殖被作为造模组。实验结果表明,
质量浓度为 100 ~ 200 μg /mL的土木香内酯和异土木香内酯
显示出了体内抑制该菌株的作用。另外,Cantrell 等[21]发
现,土木香根提取物能显著抑制结核分枝杆菌的增殖,并
确定其活性物质为桉烷型的土木香内酯、异土木香内酯以
及 11αH,13-二氢异土木香内酯。随后,Liu 等[22]报道,异
土木香内酯对 3 种土壤传播的植物病原真菌具有较强的抑
制作用,他们考察了该化合物对 5 种细菌、6 种人类病原
真菌和 6 种植物病原真菌的抑制情况。结果表明,它在质
量浓度为 500μg /mL时显示出了对 3 种土壤传播的植物病
原真菌 (Gaeumannomyces graminis var. tritici、禾谷丝核菌
和辣椒疫霉病菌)的抑菌作用,并且抑制活性较强。张文
渊等[23]发现,土木香石油醚部位的提取物对黄瓜白粉菌、
黄瓜霜毒菌、黄瓜炭疽菌、番茄灰霉菌、番茄叶霉菌都有
较强的抗菌活性。近期,吴金梅等[24]对异土木香内酯的抗
金黄色葡萄球菌肠毒素的活性进行了研究,发现在低质量
浓度 (1 ~ 8 μg /mL)下,它能够降低金葡菌 SEA 和 SEB
的表达,呈现出剂量依赖性。Stojanovi-Radi 等[25]推测,其
抗菌机理可能与该化合物中的倍半萜内酯结构能破坏细菌
细胞膜有关。
2. 2 抗肿瘤作用 Dorn 等[26]对土木香提取物的抗肿瘤活
性进行了研究。结果表明,该化合物对 4 种不同的癌细胞
株 (HT-29、MCF-7、Capan-2 和 G1)具有高选择性的细胞
毒作用,但对人体正常的周围血液淋巴细胞 (PBLs)的毒
性却非常小。他们在电子显微镜下观察了该提取物对这些
肿瘤细胞的细胞毒性作用过程,发现它们的变化形态非常
相似,并且在土木香提取物的作用下都发生了坏死,而不
是凋亡。Goyal等[27]进一步发现,异土木香烯内酯对 3 种
肿瘤细胞 (A2058、HT-29 和 HepG2)产生细胞毒性,能显
著降低 G0 /G1 期细胞数量,从而诱导其凋亡。另外,他们
还研究了异土木香烯内酯对癌细胞毒性的作用机制,发现
它能显著降低 procaspase-8 和 poly (ADP-ribose)polymerase
(PARP)的表达水平。陈进军等[28]报道,异土木香内酯具
有较强的抗肝癌活性,并且增加机体的免疫能力可能是其
抗肿瘤作用的机制之一。Li等[29]对土木香中倍半萜内酯化
合物抑制人乳腺癌细胞增殖的作用进行了考察,发现异土
木香内酯的抑制活性较为明显。Moghadam 等[30]推测,其
活性可能与其所含的 α-exomethylene-γ内酯环结构有关,而
且具有构效关系。
2. 3 保肝作用 Konishi 等[31]从土木香提取物的正己烷部
位中分离出 7 种倍半萜内酯,分别为己玛烷 (4α,5β-环氧-
1(10) ,11(13)-己玛二烯-8,12-交酯)、榄烷 (igalane)和
桉叶烷 (土木香内酯、异土木香内酯、11α,13-二氢土木香
内酯、11α,13-二氢异土木香内酯、5-环氧-土木香内酯)。
实验表明,这些化合物对 MK-1,HeLa和 B16F10 细胞的增
殖均显示出较强的抑制活性,具有保肝作用。
2. 4 驱虫作用 Rhee 等[32]考察了中草药抗中华枝睾吸虫
的作用。他们将 32 种原药煎煮后,给感染了该寄生虫的家
兔服用,结果发现土木香的驱虫活性最强。进一步研究表
明,它能导致中华枝睾吸虫的内脏发生退化、萎缩、坏疽、
膨胀等形态变化[33],而且给药 30 d 后,其恢复率只有
2%。El Garhy和 Mahmoud[34]报道,5%浓度下的土木香水
提物不到 20 d,就产生抗蛔虫卵作用;不到 40 d,就产生
抗蛔虫幼虫作用。
2. 5 其他药理作用 Patel 等[35]报道,土木香对心肌梗死
可能有一定的治疗效果。实验发现,在服用了土木香提取
物的心肌梗死模型组大鼠的血清中,血清谷草转氨酶
(SGOT)血清乳酸脱氢酶 (LDH)、肌酸磷酸激酶 (CPK)、
环磷酸腺苷 (cAMP)、皮质醇 (cortisol)、丙酮酸盐
(pyruvate)、乳酸 (lactate)和葡萄糖 (glucose)的表达水
平均高于对照组。另外,Tripathi 等[36]发现,土木香提取
物对胰岛素有增敏作用,能降低血糖,有望从中开发出治
疗糖尿病的降糖药。
3 小结
土木香在我国的应用已有很悠久的历史,研究发现,
它具有丰富的药理活性,如抗菌、细胞毒、保肝、抗肿瘤、
驱虫以及降糖等。本文对土木香化学成分和药理的研究报
道进行了系统的总结,期冀能给相关研究人员提供一定参
考。但关于其具体的活性物质和作用机制尚有待于进一步
探索,以期更好地利用开发这一植物资源。
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