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花椒属植物化学成分及其活性研究进展



全 文 :药 物 研 究
The medicine study
基金项目: 陕西省“13115”科技创新工程技术研究中心项目 ( NO. S2010ZDGC105) 。
作者简介: 刘媛媛 ( 1986—) ,女,宁夏银川人,硕士研究生。主要研究方向: 中药物效基础。E - mail: win. 06113 @ yahoo.
com. cn。
通讯作者: 王四旺 ( 1958 一 ) ,教授,博士生导师,研究方向为中药药理学、中药新药的研究开发。E - mail: siwangw@ fmmu.
edu. cn。
花椒属植物化学成分及其活性研究进展
刘媛媛 曹 蔚 张 雅 王四旺
第四军医大学药学系 药物研究所,陕西 西安 71003
【摘 要】 综述近年来花椒属 ( Zanthoxy lum L. ) 植物中发现的新化合物及其生物活性研究概况。
【关键词】 花椒属; 化学成分; 生物活性
【中图分类号】R285. 5 【文献标识码】A 【文章编号】1007 - 8517 ( 2012) 03 - 0028 - 03
Advances in Chemical Composition and Biological Activity of Zanthoxy lum L*
Liu Yuanyuan,Cao Wei,Zhang Ya,Wang Siwang△
Institute of Materia Medica,School of Pharmacy,Fourth Military Medical University,Xian 710032,China
Abstract: A review of discovering new chemical compounds and biological activity from Zanthoxy lum L in recent years.
Key words: Zanthoxy lum L; Chemical composition; Biological activity
芸香科 ( Rutaceae) 花椒属 ( Zanthoxy lum L. ) 植物全
世界约有 250 种,分布于亚洲、美洲、非洲及大洋洲的热带
和亚热带地区。我国约有 45 种,13 变种,尤以长江以南及
西南诸省最多。我国花椒属药用植物约 18 种,其果实、
根、茎、叶均可作药用,具有镇痛、麻醉、抑菌、杀虫、
抗癌等功效。有关该属植物的组织形态学和化学成分研究
已有报道[1,2]。为了更好地开发利用我国本属药用植物资
源,下面重点就近十年来国内外本属植物化学成分及其活
性作一综述,为相关研究提供参考。
1 化学成分
花椒属植物的化学成分主要包括挥发油、生物碱、酰
胺、香豆素、木质素、脂肪酸等,其它成分还有三萜、甾
醇、烃类和黄酮苷类等。其中花椒的生理活性成分主要集
中在挥发油、生物碱、酰胺这三类物质上。因此,这三部
分也一直是研究的热点和重点[2]。近年来对香豆素类、木
质素类成分的研究也有所增加,并发现它们也具有一定的
生物活性。
1. 1 挥发油
花椒挥发油成分主要含有烯烃类,如柠檬烯、蒎烯、
松油烯、月桂烯、桧烯、罗勒烯、侧柏烯和丁香烯等; 醇
类,如芳樟醇、松油醇和沉香醇等; 酮类,如胡椒酮和薄
荷酮等; 另外,还有醛类、环氧化合物 ( 如 1,8 -桉树脑
等) 、酯类和芳烃等[2]。提取方法主要有水蒸气蒸馏法、有
机溶剂萃取法、CO2 超临界萃取法
[4 - 8]等。花椒分布广泛,
其产地的气候、雨量、日照和土质等诸多自然因素均会影
响挥发油的化学组成及其含量。张玖等[3]采用气相色谱分
析技术对代表性产地的 13 批花椒水蒸气蒸馏 -乙醚萃取物
进行了比较,发现不同产地的花椒挥发油的主要成分基本
一致,但含量上有所差异。
1. 2 生物碱
生物碱类化合物是花椒属植物中普遍含有的一类物质,
具有多种特殊而显著的生理作用。主要有抑制血小板凝集,
细胞毒活性,抑制 DNA异构酶和选择性抑菌作用。花椒属
中生物碱按其母核可分为四大类: 喹啉衍生物类 ( I) 、异
喹啉衍生物类 ( II) 、苯并菲啶衍生物类 ( III) 和喹诺酮衍
生物类 ( IV) 。这些生物碱可以游离态存在,也可以季铵盐
的形式存在[2]。
近十年来从花椒中发现了一些生物碱,如从川陕花椒
中分离出 N -去甲白屈菜红碱 ( N – des - methyl cheleryth
rine) 、铁屎米酮 ( canthin - 6 - one ) [9],白藓碱、花椒
碱[10]; 从刺异叶花椒根的木质部中分得 6 种生物碱,分别
为铁屎米 - 6 -酮 ( canthin - 6 - one) 、乙氧基白屈菜红碱、
N -去甲基白屈菜红碱、白藓碱、勒木党 碱、氧化勒木党
碱[11]; 从野花椒 ( Zanthoxylum utile Huang) 中分离鉴定出
茵芋碱、自藓碱、7 -花椒碱、得卡瑞花椒碱[12],且茵芋
碱、7 -花椒碱、得卡瑞花椒碱具有抗血小板凝集的作用。
1. 3 酰胺类
花椒属植物中酰胺大多为链状不饱和脂肪酸酰胺,其
中以山椒素类为代表,有些具有强烈的刺激性,其他则为
连有芳环的酰胺。酰胺类化合物是花椒属植物中常见的生
物活性成分,具有麻醉、兴奋、抑菌、祛风除湿、杀虫和
镇痛作用; 在体外则具有抗血小板凝聚的作用。Yoshiki
Kashiwadat等[14]的研究表明,从花椒花、叶中也能分离出
花椒麻味素,但其主要分布在果皮中。汉源花椒麻辣成分
属于山椒酰胺类,存在多种异构体,主要有: 花椒醇
( Sanshool) 、ɑ -羟基 -异丁基 [4. 6. 8. 10] -十二烷四
稀酰胺、ɑ -羟基 -异丁基 [2. 4. 8. 10] -十二烷四稀
酰胺、ɑ -羟基 -异丁基 [2. 6. 8. 10] -十二烷四稀酰
胺[15]。从全缘叶花椒中分离出 lanyuamide、lanyuamide、te
- trahydrobu - ngeanool、 ( 2E,4E,8Z,11Z ) 及 ( 2E,
4E,8Z,11Z) - 2 - hydroxy - N - isobutyl - 2,4,8 - 11 -
tetradecatetraenamide、γ - sanshool 和 hydroxy; 其中 γ - san-
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shool是其主要抗血小板凝集成分[16]。
1. 4 香豆素类
香豆素是邻羟基桂皮酸的内酯,具有芳香甜味。该属
植物中的香豆素主要类型有简单香豆素和吡喃香豆素两类,
其中后一类可看成是香豆素苯环上的异戊烯基和邻羟基环
合而形成的,其他还有呋喃香豆素类。近十年来从花椒属
中发现的香豆素有异紫花前胡香豆素 ( marmesin) 、七叶内
酯 ( aesculetin) [9]; 从刺壳椒中分离出 6,7,8 -三甲氧基
香豆素[10]; 陶朝阳等人[17 - 18]从刺异叶花椒根中分离得香
豆素类分别鉴定为 5 -甲氧基 - 7 -羟基 - 6 - ( 3 -甲基 -
2,3 -二羟基丁基) -香豆素、6 - ( 3'-甲基 - 2,3 -
二羟基丁基) - 7 -甲氧基 - 8 - ( 3 〞, -甲基 -丁 - 2 〞
-烯基) -香豆素、6 - ( 3 -甲基 - 2,3 -二羟基丁基)
- 7 -羟基 - 8 - ( 3 〞 -甲基 -丁 - 2 〞 -烯基) -香豆
素、6 - ( 3 -甲基 - 2,3 -环氧丁基) - 7 -甲氧基 - 8
- ( 3 〞 -甲基 -丁 - 2 〞 -烯基) -香豆素、7 -甲氧基
- 8 - ( 3 -甲基 -丁 - 2 -烯基) -香豆素、 - ( 3 -甲
基 - 2,3 -丁二醇基) - 7 -乙酰氧基香豆素、6 - ( 3 -
甲基 - 2,3 -丁二醇基) -香豆素 - 7 - O - β - D -吡喃
葡萄苷、葡萄内酯、美花椒内酯、异茴芹内酯、6 - ( 3 -
甲基 - 2,3 -丁二醇基) - 7 -羟基 -香豆素、6 - ( 3 -
甲基 - 2 - 0 - β - D -吡喃葡萄糖基 - 3 -羟基 -丁基) - 7
-羟基 -香豆; 从野花椒茎木中分离出 6,7,8 -三甲氧基
香豆素、滨蒿内酯[12]。从异叶花椒根中分离得到 6 - ( 3
-甲基 - 2,3 -二羟基) 丁基 - 7 -甲氧基 - 8 - ( 3 -
甲基 - 2 -丁烯基) -香豆素、8 - ( 3 -甲基 - 2,3 -
丁烯基) - 2 - [ ( 1 羟基 - 1 -甲基) -乙基] - 6,
7 -二氢呋喃香豆素、6,7,8 -三甲基香豆素、滨蒿内酯、
伞形花内酯[13]。
1. 5 木脂素类
花椒属植物中木脂素 ( 1ignans) 是一类在生物体内由
双分子苯丙素衍生物聚合而成的化合物其分子中常有多个
不对称碳原子,遇酸碱易异构化,生物活性常和该化合物
的构型有关。花椒中的木脂素几乎均为双环氧木脂素,即
二苯基双骈四氢吠喃衍生物,大都属 I 型 ( 左旋异构体) ,
有时双骈四氢吠喃环会开裂。本属植物中木脂素多数是游
离的,也有少数是以苷的形式存在。木脂素均显示强的细
胞毒活性,能显著抑制癌细胞的增殖。肝保护和抗氧化作
用对中枢神经系统既有抑制作用,抗血小板聚集作用,抗
病毒,解痉,毒鱼作用,杀虫作用。陶朝阳[19]等人从刺异
叶花椒根中发现细辛素、芝麻素、新木脂体柄果脂素、丁
香树脂二甲醚、胡椒树脂醇 - 4 - O - p - D -吡喃葡萄糖
苷; 此外还从野花椒和异叶花椒中分离出辛夷脂素、syrin-
garesino [12 - 13]。
2 生物活性
花椒属植物具抗肿瘤、镇痛、降血脂、抗炎等活性。
汤喜兰[20]等人发现花椒水提物能显著影响大鼠尿样中与抗
肿瘤、镇痛、降血脂等药理作用相关物质的代谢,为进一
步阐释花椒药性的研究工作提供了依据。下面就该属植物
的药理作用作分类介绍。
2. 1 对神经系统作用
花椒有较强的麻醉作用,其水溶性生物碱有使横纹肌
松弛的作用。临床上用花椒乙醚提取物或花椒挥发油作为
口腔科的安抚剂,进行消炎止痛[21]。目前发现香柑内酯、
茵芋碱具有抗炎、镇痛等活性。
2. 2 对消化系统作用
目前研究证实,花椒具有抗消化道溃疡、保肝利胆、
抗腹泻等作用。抗溃疡实验表明,花椒水提取物对消化道
溃疡有明显的抑制作用; 花椒水提物有对抗 GPT ( 谷丙转
氨酶) 升高的作用[22]。花椒对蓖麻油和番泻叶引起的腹泻
均有对抗作用。花椒对胃肠平滑肌还具有低浓度兴奋,高
浓度抑制的双向作用,而对处于某些异常状态的胃肠平滑
肌活动,还有使之恢复正常的作用[23]。
2. 3 对呼吸系统作用
花椒挥发油对乙酰胆碱 ( Ach) 、组胺 ( His) 所致的
气管平滑肌收缩反应有明显抑制作用,提示花椒挥发油有
平喘作用,而且对 His所致的气管收缩作用强于 Ach,表明
其可能对过敏性哮喘有较好的抑制作用,但其确切的作用
机制有待进一步研究[24]。
2. 4 对心血管系统的作用
花椒挥发油具有抗氧化、调血脂、抗血小板凝集、抗
血栓以及降压、保护应激性心肌损伤[29 - 32]等心血管药理活
性。花椒挥发油具有抗动脉粥样硬化形成的作用,这种作
用与它降低血清过氧化脂质水平、抗脂质过氧化损伤有
关[33]。花椒水提物和醚提物对大鼠血栓形成有明显抑制作
用,能明显延长实验性血栓形成的时间,提示有预防血栓
形成的作用[34]; 能明显延长血浆凝血酶原、部分凝血酶时
间,推测花椒的抗栓、抗凝作用可能与体内抗凝成分有
关[35]。花椒籽仁油可降低血脂,改善血液流变性,增强体
内抗氧化酶活性,调节体内自由基代射,抑制脂质过氧化
反应[36]。野花椒中的阿朴菲类生物碱、喹诺酮类生物碱、
喹啉类生物碱、苯并菲啶类生物碱以及吖啶类生物碱等都
具有抗血小板凝集的作用[37]。
2. 5 抑菌杀虫作用
花椒对炭疽、溶血性链球菌、白喉、肺炎双球菌、金
黄色葡萄球菌、柠檬色及白色葡萄球菌、枯草等 l0 种革兰
阳性菌,以及大肠、痢疾杆菌、变形、伤寒及副伤寒、绿
脓、霍乱弧菌等肠内致病菌均有明显的抑制作用。花椒对
11种皮肤癣菌和 4 种深部真菌均有一定的抑菌和杀菌作用,
特别是对某些深部真菌最敏感 ( 如羊毛样小孢子菌、红色
毛癣菌等) [25]。袁方曙等[26]证明花椒挥发油乳霜剂治疗蠕
形螨病无毒高效。花椒所含挥发油在保温的任氏液中能使
猪蛔虫严重中毒。花椒挥发油具有较强的驱虫、杀虫活
性[28]。它的驱虫功效系由于挥发油所含桉树脑、β -水芹
烯、萜品油烯等几种成分的协同作用所致[27]。
2. 6 抗癌活性
臧林泉等人发现高浓度 ( 4 ~ 16mg /mL) 的花椒挥发油
对人肺癌 A549 细胞株有杀伤作用,低浓度 ( 1 mg /mL) 的
花椒挥发油对 A549 有诱导细胞凋亡的作用[38]; 另研究发
现花椒挥发油可抑制 H22 肝癌细胞增殖并激发细胞凋亡,
但不能通过提高机体的免疫功能发挥抗肿瘤作用[39]。
2. 7 其他作用
花椒还具有抗衰老、抗疟疾等作用。
3 结语
国内外对花椒属 ( Zanthoxy lum L. ) 药用植物的化学
成分已作了大量的研究,并经药理和临床实验证明了其中
一些的实用价值。花椒在我国资源丰富,且其生物活性成
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分种类繁多,药理活性广泛,我们可以从该属植物中寻找
更多的新药物成分,为花椒属植物的综合开发和利用提供
更多的科学依据。
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( 收稿日期: 2011. 12. 16
檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾檾
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(上接第 27 页)
做出重大贡献。同时,不断提高中医药学的地位及相关人
员的待遇,加强宣传与普及中医药学知识,使国人乃至全
世界对中医药学有了全新认识和了解。
中医药学是中国医药卫生事业所具有的特色和优势,
它以悠久的历史底蕴,浩瀚的文献史料,系统的理论体系、
独特的诊疗方法和显著的疗效屹立于世界医学之林,要使
中医药学这棵大树永远茂盛林立,就要发展创新,要以政
策的支持、科学的方法和综合力量的配合为发展创新的基
本条件,将监管重心转为发展,改变观念、措施,去掉不
适合中医自身规律的条条框框,中、西医药融为一体,以
临床为基点,师承为导向,加强中药质量管理,逐步消除
种植药材对疗效的不良影响,建立与之相应的管理机构和
体制。加强理论学术、传承教育,加强中医药学与生物技
术和边缘学科的结合与运用。不断提高它的社会、科学、
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