全 文 :天然植物性激素 DHEA的研究进展
大连理工大学化工学院 ( 116012) 秦学孔 李 楠
摘 要 概述了天然植物性激素去氢表雄酮 ( DHEA) 的分子结构及其生理活性 ,对其制备及分离分析方法作了
介绍。
关键词 去氢表雄甾酮 生理活性 制备 分离分析
去氢 表 雄甾 酮 ( dehydro epiandrosterone,
DHEA) 的化学名称为 3 β -羟基雄甾-5-烯 -17-酮
(a ndrost-5-en-17-one, 3 β -hydroxy ) ,是在人体肾
上腺皮质中合成的 C19肾上腺甾类化合物。 近几年
来 ,国外对其生理和病理作用已作了大量研究 ,研究
范围涉及抗衰老、糖尿病、治疗癌症、肿瘤等 ,并取得
重大进展。通过化学合成、生物合成、天然产物分离、
提取等方式获得了 DHEA。 现将国内外对 DHEA
的研究概况作一综述。
1 生理活性
1. 1 对各种疾病的作用
1. 1. 1 肥胖症: DHEA与肥胖的相互关系是人们
最早研究的课题。 DHEA有拟甲状腺作用 ,抑制食
物和脂肪的摄入 ,国外已有此类产品的专利 [1 ]。
1. 1. 2 糖尿病: Co lemen等发现 , DHEA具有改善
葡萄糖耐量、提高胰岛素水平和抗糖尿的作用。
Ishizaka等 [2 ]研究了其作用机制。
1. 1. 3 抗致癌作用: DHEA对预防和抑制肿瘤生
长具有作用 ,用于化疗肿瘤时具有保护、协调作用。
并认为 DHEA通过抑制过多线粒体 ( N ADPH)和
5-磷酸核糖酯而起到抑制癌症的作用。 DHEA能抑
制胰腺癌细胞的生长 ,并推测其机制是 DHEA通过
调节血浆中雌激素浓度的交替变化 ,从而抑制胰癌
细胞的生长 [3 ]。
1. 1. 4 皮质疾病: 已发现 DHEA能增强内分泌系
统活性 ,降低皮质醇水平 ,对各种病理过程起抵抗作
用 [4 ]。 在系统性红斑狼疮 ( SLE) 病人服用 DHEA
后 ,症状有很大改善 ,表明 DHEA治疗 SLE病有一
定作用 [5 ]。 DHEA能帮助人体获得皮质抗体。血浆
中 DHEA浓度与各种皮质疾病有很大关系 ,浓度越
低患病的危险性越大 [6 ]。
1. 2 延缓衰老作用: 研究发现 [7 ] ,人在 25~ 30岁
时 ,体内 DHEA的含量最高 , 30岁后逐渐下降 ,每
年下降的速率为 2% 左右 ,人到 70岁时 ,体内
DHEA的含量已下降到其年轻时的 25% 以下 ,与
此同时 ,与 DHEA下降有关的老年发病率亦随之上
升。 Morales等观察到 [ 8] ,老年男性和女性口服补充
DHEA 6个月后 ,可以改善睡眠质量 ,使心情更好 ,
增 加 应 激 能 力。 最 近 研 究 发 现 , GnRH
( gonado t rophin-releating ho rmone) 基因表达功能
下降导致衰老 ,认为 DHEA可恢复 GnRH神经元
活性 ,通过刺激 GnRH的生物合成 ,阻止或改善某
些与 DHEA下降有关的疾病 [ 9]。
1. 3 免疫反应: 近年来发现在衰老中 , DHEA具有
恢复受损的免疫反应 ,提高 T细胞和 B细胞的免疫
功能。 Kho rram[10 ]等实验证实 , DHEA可能在提高
类胰岛素生长因子 ( IGF-1)的生理活性中起重要
作用 ,是治疗免疫缺乏症的潜在有益的药物。
Angele等 [11 ]的研究证实 ,雄 /雌激素对创伤性出血
后产生的免疫性抑郁症起一定作用 ,提示用 DHEA
治疗创伤性出血后抑郁症是一安全、新颖的途径。
1. 4 对骨质的影响: 研究发现 DHEA本身不能直
接独立地影响人体成骨细胞的成长和分化 ,但可通
过影响 1, 25-二羟基维生素 D3〔1, 25 ( O H) 2D3〕的
变化来实现成骨细胞的生长和分化 [ 12]。 据专利报
道 [13 ] ,使用低水平烷基 L-三甲基羟丁酰甜菜碱或药
理上可接受的盐类 ,并加入 DHEA可促进成骨细胞
生长 ,加速治愈骨折。 DHEA对骨质的影响效力取
决于性激素在骨细胞中的存在形式和他们对成骨细
胞的内分泌作用 [14 ]。
1. 5 其他方面:目前 DHEA在治疗绝经期综合征、
硬皮病、冠心病、痛风、牛皮癣、艾滋病等已作广泛的
临床研究。发现结核病胞质变形的致病机制与肾上
腺皮质激素与抗肾上腺皮质激素的浓度有关 [15 ] ,胎
·871·中草药 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s 2000年第 31卷第 11期
Address: Qin Xuekong , School of Ch emical Engineering, Dalian University of Tech nology, Dalian秦学孔 男 , 1996年毕业于大连理工大学 ,学士。现就读于大连理工大学化工学院应用化学系研究生。 研究方向:天然活性物质的分离与分析。
儿血浆中皮质醇 ( cor ti so l) /DHEAS的浓度与分娩
期有很大关系 [16 ]。
2 制备及分离分析方法
2. 1 化学合成: 1953年 Schering[17 ]从木材副产物
中含 β -谷甾醇等植物甾醇的混合物中人工合成了
DHEA,但收率太低 ,而且过程复杂 ,污染严重。1956
年 , Ro senkranz等 [18 ]用薯蓣皂苷元合成了 DHEA。
具体步骤如图 1。
图 1 用薯蓣皂苷元合成 DHEA工艺路线
25 g的 〈1〉 , 30 mL的吡啶 , 130 mL 95% 的乙
醇和 8. 5 g盐酸羟胺 ,回流 30 min,在冰中冷却 ,沉
淀物用热水洗涤 ,然后干燥 ,得 24. 5 g的 〈2〉 ,熔点
228℃~ 230℃ ;〈2〉用 70 mL的无水吡啶溶解 ,冷却
至 0℃ ,在 5℃ 以下加入 70 mL吡啶溶解的 30 g
对乙酰氨基苯磺酰氯 , 10℃ 下搅拌 2 h,室温下搅
拌 2 h;反应物倒入 500 g冰、 150 mL浓硫酸在冰箱
中过夜 ,过滤 ,沉淀用热水洗涤 ,红外光谱分析知为
DHEA〈3〉及乙酰化酯的混合物 ;混合物在 150 mL
2. 5% 的氢氧化钾甲醇溶液中回流 30 min,在甲醇
中重结晶得 15. 0 g DHEA,含量为 74% ,熔点为
151℃~ 153℃ ,旋光度 + 5. 5°。
Hosod等人在 1973年用雄甾 -5-烯-3, 17-二醇
合 成 了 DHEA 的 反 式 异 构 体 DHIA
(dehydroisoandro sterone)
[18 ]。
2. 2 生物法合成: Meio 等 [19 ]在 1958年生物合成
了 DHEA、睾酮、雌酮及雌二醇 -17 β硫酸酯。系统
中需 Mg2+和三磷酸腺苷或被还原的二磷酸吡啶核
苷酸增强活性。
2. 3 从天然产物中提取:甾体激素多方面的生物活
性引起了人们的高度重视。 从天然产物中提取
DHEA是当前研究的一大课题。但到目前为止这方
面的报道很少。 1936年德国专利报道 [20 ] ,通过用丙
酮溶除类脂和脂肪 ,剩余物再用稀盐酸或醋酸在
50℃ 下水解 ,从脑垂体叶、孕妇尿液和血液中分离
出了 DHEA。科学家们注意到 [21 ] ,甾体激素与神经
系统尤其是大脑的功能关系密切 ,认为甾类在大脑
中的存在形式是 ST-SO2-O L ( ST: 甾体 ; L: 类脂部
分 ) ,因为这是一种非极性的硫酸酯共轭化合物 ,可
以用一种有机碱 ,如三乙胺将其从其他产物中分离
出来。最近报道红薯 Ipomeas batatas ( Lam. ) L. 中
含有 DHEA。
3 提纯及分离分析方法
3. 1 薄层色谱 ( TLC)法: 1978年 , Tinschert等 [22 ]
用色谱法成功地分离鉴定了 13种甾体化合物。 以
硅胶 G ( 60F254)为固定相 ,用氯仿 -乙醚 -石油醚
( 60℃~ 80℃ , 50∶ 45∶ 5) 作展开剂 ,空气中干燥
后在紫外灯下观察 ,或喷以 0. 2% 的 2, 4-二硝基苯
肼的盐酸 ( 2 mo l /L ) 溶液显色 (橄榄黄 -棕黄 ) ;
3. 5% 的磷钼酸的乙醇溶液喷后 ,在 120℃ 下烘 10
min显色 (蓝绿色 )及 1% (g /v )的香草醛浓硫酸液
喷后在 120℃ 烘 10 min显色 (紫红色斑点 )。 1988
年 Brown等 [23 ]用二维薄层色谱分离鉴定了 37种
甾体化合物。首先用二氯甲烷 -甲醇 -水 ( 225∶ 15∶
1. 5)展开 ,然后在石油醚 ( 37℃~ 55℃ ) -乙醚 -醋
酸 ( 48∶ 50∶ 2)下二次展开 ,晾干后喷以 SbCl3的
丙酮液 , 130℃ 下烘 5~ 10 min显色 ( DHIA为紫
色 )。
3. 2 高效液相色谱法 ( HPLC): HPLC法可实现薄
层法较难实现的定量分析。 Chi等 [24 ]用 HPLC法对
DHEA的定量分析做了研究。 该方法的回收率为
99. 27% ,相对标准偏差为 0. 65% 。
3. 3 其它方法: 气相色谱 -质谱 ( GC /M S) 联用技
术和放射免疫测定法 ( Readioimunoassy)是一较为
有效的定性、定量鉴定 DHEA的方法。由于 DHEA
在天然产物中的含量太低 ,需要灵敏度非常高的检
测器。生物酶免疫法是最近发展起来的一种测定化
合物含量的新颖方法 ,由于酶的含量较低 ,放射化学
法检测酶活性有一定的困难。 Shivanadappa等 [ 25]采
用了一种称为“ Colo rmetric”的测定方法来测定 3β -
羟基甾类化合物。 1998年 , Mako to等 [ 26]报道了用
Gas-chromato graphy combustion iso tope ratio
mass spectrometer ( GC-CIRM S) 法测定了尿液中
DHEA含量 ,缺点是易产生统计误差。 另外还有重
结晶法 [18 ]、升华法 [ 27]来提纯 DHEA。
4 展望
·872· 中草药 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s 2000年第 31卷第 11期
DHEA有广泛的生理和病理生理作用 ,是性激
素的前体 ,可调节糖尿病、肥胖、抗致癌和病毒感染、
免疫反应和应激反应、减轻紧张等 ,在临床上的应用
是当前研究的一大热点 ,国外已有产品上市。但目前
的研究也有很多不足的地方:如 DHEA随年龄下降
是否是最有意义的内分泌生物标志? 在衰老引起的
病理和功能变化中起什么作用? 在各种不同疾病如
肥胖、冠心病、糖尿病、肿瘤中 DHEA的低水平 ,目
前仅是试验提供两者之间的关系 ,尚不能作简单解
释。据最近的研究观点 [28 ] , DHEA有一定的副作用 ,
例如 Parker[ 29]发现雌鼠给与 DHEA后 ,出现多囊
的卵巢疾病 ,导致不能生殖 ,且对胸腺、脾有一定的
负面影响。另外 DHEA产品的获得也是当前一大难
题。由于 DHEA有特定的化学结构 ,一般的化学合
成有一定的困难 ,且分离难度大 ,难以保证与天然产
物中 DHEA相同的结构和活性 ;从天然产物中提取
是保证 DHEA生物活性的有效方法 ,但目前用于获
取 DHEA的天然产物报道太少 ,且大都集中在动物
的器官、组织中 ,含量低 ,提取困难 ,难以实现大规模
的推广使用。继续寻找含 DHEA的天然资源及其提
取分离工艺研究或者用化学法合成出与天然产物一
样高活性的产品是当前需要解决的难题。
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( 2000-04-26收稿 )
淫羊藿药理作用研究概况
中国医学科学院
中国协和医科大学 药用植物研究所 (北京 100094) 韩 冰 杨峻山
摘 要 综述了淫羊霍对免疫系统、生殖系统、核酸代谢、心脑血管系统、神经内分泌系统、抗衰老、骨代谢和抗肿
瘤等方面的药理作用。
关键词 淫羊藿 淫羊藿苷 淫羊藿黄酮 药理作用
淫羊藿为中国传统的补益中药 ,历代本草均有
记载 ,始载于《神农本草经》 ,别名仙灵脾 ,为小檗科
( Berberidaceae )淫羊藿属 (Epimedium L. )植物。
《本草纲目》 [ 1]记载: 茎、叶入药 ,辛温无毒 ,有坚筋
骨、益精气、补腰膝、强心力等作用 ,丈夫久服令人无
子 ,丈夫绝阳无子 ,老年昏耄 ,中年健忘 ,四肢不仁 ,
偏风不遂 ,真阳不足者宜之。 现代药理研究表明: 生
品 ,无促进且抑制性机能 ,即性寒 ;炮制品 ,经温的羊
·873·中草药 Chinese Traditiona l and He rbal Drug s 2000年第 31卷第 11期
Address: Han Bing , Ins ti tu te of Medicinal Plan t Developmen t, Chines e Academy of M edical Sciences , Peking Union M edical College,
Bei jing韩 冰 女 , 24岁 ,现为中国医学科学院药用植物研究所博士研究生。