全 文 :天麻药理研究新进展
陶云海
(云南大学 化学科学与工程学院 自然资源药物化学教育部重点实验室,云南 昆明 650091)
[摘要] 综述了关于天麻药理研究的英文文献。这些文献主要研究了天麻对中枢神经系统的作用,包括抗惊
厥、神经保护和改善学习记忆等方面。上述药理作用与其多种酚性成分密切相关。
[关键词] 天麻;抗惊厥;神经保护;改善学习记忆
[中图分类号]R285.5 [文献标识码]A [文章编号]10015302(200)0110803
[收稿日期] 20061012
[通讯作者] 陶云海,Tel:(0871)5031119,Fax:(0871)50355
38,Email:cloudsea2000@sina.com
天麻为兰科天麻属植物天麻 GastrodiaelataBl的干燥
块茎,为常用名贵中药,主产于云南、四川、陕西及贵州等地。
主要有效成分为天麻素(对羟基苯甲醇OβD吡喃葡萄糖
苷)、对羟基苯甲醇、对羟基苯甲醛和香草醇(3甲氧基4羟
基苯甲醇)等多种酚性成分。中医学认为天麻味甘、性平,入
肝经,具有息风定惊、镇静安眠之功效,主要用于治疗头晕目
眩、头风头痛、肢体麻木、失眠、惊风、癫痫等症。
天麻一直以来都是中药研究的热点,研究论文达数百
篇,涉及生物学、化学成分、药理作用和临床应用等方面。近
年来天麻药理作用也受到了我国台湾地区和韩国等学者的
重视,很多有关英文文献是他们的研究成果。然而这些报道
很少引起我国大陆学者的关注,因此作者全面查阅了有关天
麻药理研究的英文文献并综述了所取得的研究成果。
1 抗惊厥作用
国内已有大量报道证实了天麻的抗惊厥作用,然而很少
涉及抗惊厥机制的研究。英文文献中关于天麻的抗惊厥机
制主要有两个方面:抗氧化作用和对γ氨基丁酸(GABA)系
统的调节作用。天麻提取物可以显著抑制同侧脑皮层的脂
质过氧化水平升高,增强同侧脑皮层线粒体的超氧化物歧化
酶(SOD)活性,体外实验中还表现出剂量依赖的自由基清除
作用[1]。进一步的研究表明对羟基苯甲醇和香草醛(3甲氧
基4羟基苯甲醛)是过氧自由基和羟自由基的有效清除剂,
可以抑制大鼠脑匀浆、微粒体和线粒体的铁依赖脂质过氧
化;对羟基苯甲醇和香草醛以剂量依赖方式抑制 Fe(Ⅱ)
H2O2引起的脱氧核糖、谷氨酸和2氨基丁酸等损伤。天麻
提取物在大鼠脑中的抗氧化作用可能是因为对羟基苯甲醇
和香草醛等酚性成分在分子水平上的抗氧化所致[2]。Hsieh
CL等[3]也发现天麻给药可以显著降低红藻氨酸引起的体外
脂质过氧化水平,并显著减轻红藻氨酸引起的体内惊厥行
为。他们还通过氯化铁发作模型考察了香草醇的抗惊厥作
用和自由基淬灭活性,认为天麻的抗惊厥作用与其主要成分
香草醇的抗惊厥和抑制脂质过氧化活性有关[4]。HaJH等
研究发现天麻甲醇提取物的乙醚萃取部分可以对抗戊四氮
引起的惊厥,并认为对羟基苯甲醛对 γ氨基丁酸转氨酶
(GABAT)的抑制作用和抗氧化作用可能是天麻抗惊厥的
部分原因[5]。GABAT是神经递质GABA的代谢酶,抑制这
个酶可以导致GABA水平升高从而表现出抗惊厥活性。他
们进一步研究了天麻的其他成分及对羟基苯甲醛类似物对
GABAT的抑制作用,结果表明对羟基苯甲醛和香草醛有显
著的抑制作用而对羟基苯甲醇几乎没有抑制作用,并且醛基
和苯环对位的羟基对这种抑制作用是关键的[6]。BackNI
等[7]报道天麻素以时间依赖的方式抑制 GABA的另一个代
谢酶—琥珀酸半醛脱氢酶(SSADH),并认为这种作用可以
增加中枢神经系统的 GABA水平。然而作者的研究[8]没有
发现天麻素对SSADH的抑制作用,而与文献[6]一致,并证
实了对羟基苯甲醛对GABAT和SSADH的抑制作用是竞争
性的[8]。体内实验表明天麻素可以显著降低海马区的 GA
BAT,SSADH和琥珀酸半醛还原酶(SSAR)的免疫反应性,
从神经解剖学的角度看,天麻素可以通过抑制GABA代谢从
而提高 GABA浓度[9]。天麻素对 GABA系统的作用出现矛
盾之处,这是一个值得关注的问题。
2 神经保护作用
天麻甲醇提取物的乙醚萃取部分可以保护红藻氨酸所
致的小鼠神经细胞损伤,可以减轻惊厥程度[10]。天麻对红
藻氨酸所致神经细胞损伤的保护作用可能是因为抑制了细
胞中一氧化氮合酶(nNOS)的活性并减少凋亡细胞数量[11]。
香草醛和对羟基苯甲醛可以显著抑制谷氨酸引起的 IMR32
人神经细胞瘤细胞的凋亡和胞内Ca2+的升高[12]。β淀粉样
肽引起神经细胞死亡是Alzheimers病的动物模型,天麻对β
淀粉样肽引起的IMR32人神经细胞瘤细胞的死亡具有保护
作用,并且乙醚萃取部分的保护作用最好[13]。天麻甲醇提
取物的乙醚萃取部分可以保护沙鼠短暂局部缺血引起的海
马神经细胞损伤[14]。天麻和对羟基苯甲醇的神经保护作用
·801·
第33卷第1期
2008年1月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 1
January,2008
可能与增加病灶性脑缺血后的基因编码抗氧化蛋白 PDI和
1CyxPrx的表达有关[15]。HuangNK等[16]通过 MTT法和
Hoechst染色发现天麻甲醇提取物可以保护缺血清大鼠的嗜
铬细胞瘤细胞PC12(一种交感神经系统的肿瘤)凋亡,其机
制与活化丝氨酸/苏氨酸激酶依赖的通路和抑制 cJun氨基
末端激酶(JNK)活性有关。最近 Zeng等[17]发现天麻素可
以显著减小短暂大脑中动脉闭塞的大鼠的脑梗死体积和水
肿体积,改善神经学功能;显著抑制缺氧缺糖和谷氨酸引起
的神经细胞死亡,降低缺氧缺糖后的胞外谷氨酸水平,并显
著抑制缺氧缺糖引起的 Ca2+和 NO增加。他们还通过大鼠
海马区的脑缺血再灌注模型发现天麻素显著抑制缺血期的
谷氨酸(Glu)水平升高,加速再灌注期的胞外 GABA增加,
从而降低缺血再灌注期间的Glu/GABA[18]。
3 改善学习记忆作用
天麻可以对抗东莨菪碱引起的小鼠避暗潜伏期缩短,表
明天麻可以改善东莨菪碱引起的学习记忆损伤[19]。天麻甲
醇提取物的醋酸乙酯萃取部分和正丁醇萃取部分也有类似
的作用,并且由正丁醇萃取物分离的天麻素和由醋酸乙酯萃
取物分离的对羟基苯甲醇也有延长潜伏期的作用[20]。天麻
复方也可以延长小鼠避暗潜伏期[21]。然而也有报道天麻素
和对羟基苯甲醇对东莨菪碱引起的记忆获得损伤无效,但可
以改善环己酰亚胺引起的记忆巩固障碍和脱水吗啡所致的
记忆恢复障碍,对羟基苯甲醇的改善作用强于天麻素[22]。
对羟基苯甲醇对东莨菪碱所致的记忆损伤无效,但可以改善
5羟色胺(5HT)释放剂p氯安非他明和多巴胺受体激动剂
脱水吗啡引起的记忆损伤,提示对羟基苯甲醇改善学习的作
用涉及到5HT系统和多巴胺系统[23]。对羟基苯甲醇能显
著对抗环己酰亚胺引起的大鼠避暗潜伏期缩短,改善作用呈
钟型剂量效应曲线,可以被 5HT受体拮抗剂加强,被 5
HT1A和5HT2受体激动剂减弱
[24]。
4 抗焦虑作用
天麻有明显的抗焦虑作用,其主要成分对羟基苯甲醇和
对羟基苯甲醛也有明显的抗焦虑作用,前者的抗焦虑作用与
5HT系统有关而后者则与GABA系统有关[25]。
5 结语
与中文文献不同,目前天麻药理作用的英文文献主要集
中在天麻对中枢神经系统的作用,包括抗惊厥、神经保护和
改善学习记忆等方面。这些文献与中文文献的研究结果一
致,并且更深入地探索了天麻神经药理的作用机制。从某种
意义上,这些报道以现代科学技术手段证实了中医对天麻的
临床应用是正确有效的。
总的来说,就天麻的作用对象而言,这些英文文献已经
深入到了分子和细胞水平,涉及到多个神经递质系统如GA
BA,5HT和多巴胺等;就天麻的物质基础而言,已不再局限
于天麻素和成分复杂的天麻提取物,证实了对羟基苯甲醇、
香草醇、对羟基苯甲醛等酚性成分都是其药效成分。化学成
分的研究已经证实了天麻主要含有多种以对羟基苯甲醇为
结构单元的酚性成分。这些报道虽然也确证了天麻素是天
麻的有效成分,但其药理作用在部分文献中并不一致。可以
肯定的是天麻的药理作用不能等同于天麻素,其他酚性成分
对于其药效的发挥也是不可或缺的。
目前天麻药理研究还存在很多有待解决的问题。如上
所述,天麻素以及对羟基苯甲醇的药理作用仍有一些矛盾之
处,这是需要深入研究的问题。很多报道提出其酚性成分的
抗氧化作用是天麻抗惊厥等作用的重要机制,然而不可能仅
仅通过这种抗氧化作用来解释这些药效,因为酚性化合物都
具有抗氧化活性,但并不是所有酚性化合物都有抗惊厥等作
用。另外在天麻改善学习记忆方面,虽然研究表明与5HT
和多巴胺等系统有关,但还不清楚其明确的作用机制。可以
猜想天麻的药理作用与对羟基苯甲醇及其衍生物的结构特
征可能有着某种本质的联系,揭示这种联系是天麻研究者所
面临的重大挑战。
[参考文献]
[1] LiuJ,MoriA.Antioxidantandfreeradicalscavengingactivities
ofGastrodiaelataBl.andUncariarhynchophyla(Miq.)Jacks
[J].Neuropharmacology,1992,31(12):1287.
[2] LiuJ,MoriA.Antioxidantandprooxidantactivitiesofp
hydroxybenzylalcoholandvanilin:efectsonfreeradicals,brain
peroxidationanddegradationofbenzoate,deoxyribose,amino
acidsandDNA[J].Neuropharmacology,1993,32(7):659.
[3] HsiehCL,ChiangSY,ChengKS,etal.Anticonvulsiveand
freeradicalscavengingactivitiesofGastrodiaelataBl.inkainic
acidtreatedrats[J].AmJChinMed,2001,29(2):331.
[4] HsiehCL,ChangCH,ChiangSY,etal.Anticonvulsiveand
freeradicalscavengingactivitiesofvanilylalcoholinfericchlo
rideinducedepilepticseizuresinSpragueDawleyrats[J].Life
Sci,2000,67(10):1185.
[5] HaJH,LeeDU,LeeJT,etal.4Hydroxybenzaldehydefrom
GastrodiaelataB1.isactiveintheantioxidationandGABAergic
neuromodulationoftheratbrain[J].JEthnopharmacol,2000,
73(12):329.
[6] HaJH,ShinSM,LeeSK,etal.Invitroefectsofhydroxy
benzaldehydesfrom Gastrodiaelataandtheiranalogueson
GABAergicneurotransmission,andastructureactivitycorelation
[J].PlantaMed,2001,67(9):877.
[7] BaekNI,ChoiSY,ParkJK,etal.Isolationandidentification
ofsuccinicsemialdehydedehydrogenaseinhibitorycompoundfrom
therhizomeofGastrodiaelataBlume[J].ArchPharmRes,
1999,22(2):219.
[8] TaoYH,YuanZ,TangXO,etal.InhibitionofGABAshunt
enzymes’activityby4hydroxybenzaldehydederivatives[J].
BioorgMedChemLet,2006,16(3):592.
[9] AnSJ,ParkSK,HwangIK,etal.Gastrodindecreasesimmu
noreactivitiesofgammaaminobutyricacidshuntenzymesinthe
·901·
第33卷第1期
2008年1月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 1
January,2008
hippocampusofseizuresensitivegerbils[J].JNeurosciRes,
2003,71(4):534.
[10] KimHJ,MoomKD,OhSY,etal.Etherfractionofmethanol
extractsofGastrodiaelata,atraditionalmedicinalherb,protects
againstkainicacidinducedneuronaldamageinthemousehippo
campus[J].NeurosciLet,2001,314(12):65.
[11] HssiehCL,ChenCL,TangNY,etal.GastrodiaelataBl.
mediatesthesuppressionofnNOSandmicrogliaactivationtopro
tectagainstneuronaldamageinkainicacidtreatedrats[J].Am
JChinMed,2005,33(4):599.
[12] LeeYS,HaJH,YongCS,etal.Inhibitoryefectsofconstitu
entsofGastrodiaelataBl.onglutamateinducedapoptosisin
IMR32humanneuroblastomacels[J].ArchPharmRes,1999,
22(4):404.
[13] KimGJ,MoonKD,LeeDS,etal.EthyletherfractionofGas
trodiaelataBlumeprotectsamyloidβpeptideinducedceldeath
[J].JEthnopharmacol,2003,84(1):95.
[14] KimHJ,LeeSR,MoonKD.Etherfractionofmethanolex
tractsofGastrodiaelata,medicinalherbprotectsagainstneuronal
celdamageaftertransientglobalischemiaingerbils[J].Phyto
therRes,2003,17(8):909.
[15] YuSJ,KimJR,LeeCK,etal.Gastrodiaelatablumeandan
activecomponent,phydroxybenzylalcoholreducefocalischemic
braininjurythroughantioxidantrelatedgeneexpressions[J].Bi
olPharmBul,2005,28(6):1016.
[16] HuangNK,LinYL,ChengJJ,etal.Gastrodiaelataprevents
ratpheochromocytomacelsfromserumdeprivedapoptosis:the
roleoftheMAPKfamily[J].LifeSci,2004,75(13):1649.
[17] ZengXH,ZhangSM,ZhangL,etal.Astudyoftheneuropro
tectiveefectofthephenolicglucosidegastrodinduringcerebralis
chemiainvivoandinvitro[J].PlantaMed,2006,72(15):1359.
[18] ZengXH,ZhangY,ZhangSM,etal.Amicrodialysisstudyof
efectsofgastrodinonneurochemicalchangesintheischemic/
reperfusedratcerebralhippocampus[J].BiolPharm Bul,
2007,30(4):801.
[19] HsiehMT,PengWH,WuCR,etal.Theamelioratingefects
ofthecognitiveenhancingChineseherbsonscopolamineinduced
amnesiainrats[J].PhytotherRes,2000,14(5):375.
[20] WuCR,HsiehMT,HuangSC,etal.EfectsofGastrodiaela
taanditsactiveconstituentsonscopolamineinducedamnesiain
rats[J].PlantaMed,1996,62(4):317.
[21] HoSC,HoYF,LaiTH,etal.TraditionalChineseherbsa
gainsthypertensionenhancetheefectofmemoryacquisition[J].
AmJChinMed,2005,33(5):787.
[22] HsiehMT,WuCR,ChenCF.Gastrodinandphydroxybenzyl
alcoholfacilitatememoryconsolidationandretrieval,butnotac
quisition,onthepassiveavoidancetaskinrats[J].JEthnophar
macol,1997,56(1):45.
[23] WuCR,HsiehMT,LiaoJ.pHydroxybenzylalcoholatenuates
learningdeficitsintheinhibitoryavoidancetask:involvementof
serotonergicanddopaminergicsystems[J].ChinJPhysiol,
1996,39(4):265.
[24] HsiehMT,WuCR,HsiehCC.Amelioratingefectofp
hydroxybenzylalcoholoncycloheximideinducedimpairmentof
passiveavoidanceresponseinrats:Interactionswithcompounds
actingat5HT1Aand5HT2receptors[J].PharmacolBiochem
Be,1998,60(2):337.
[25] YoonBH,OhHR,AhnJH,etal.Anxiolyticlikeefectsof
Gastrodiaelataanditsphenolicconstituentsinmice[J].Biol
PharmBul,2006,29(2):261.
RecentprogressonpharmacologicalefectsofGastrodiaelata
TAOYunhai
(KeyLaboratoryofMedicinalChemistryforNaturalResource,MinistryofEducation,
SchoolofChemicalScienceandTechnology,YunnanUniversity,Kunming650091,China)
[Abstract] Inthepresentreview,EnglishliteratureonthepharmacologicalefectsofGastrodiaelatawassummarized.Thelit
eraturemainlyreportedtheefectsofG.elataoncentralnervoussystem,includinganticonvulsant,neuroprotection,improvementon
learningandmemory,andsoon.Thesepharmacologicalefectswerecloselyassociatedwithitsphenoliccomponents.
[Keywords] Gastrodiaelata;anticonvulsant;neuroprotection;improvementonlearningandmemory
[责任编辑 古云侠]
·011·
第33卷第1期
2008年1月
中 国 中 药 杂 志
ChinaJournalofChineseMateriaMedica
Vol.33,Issue 1
January,2008