徐麗華 ,陳燕平,馬天宇 ,程云霞 ,王 曉,耿巖玲*
(1. 山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,山東 濟(jì)南 250355;2. 齊魯工業(yè)大學(xué)(山東省科學(xué)院),山東省分析測(cè)試中心,山東省中藥質(zhì)量控制技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東 濟(jì)南 250014;3. 煙臺(tái)出入境檢驗(yàn)檢疫局,山東 煙臺(tái)264000)
紫錐菊[Echinacea purpurea(L.) Moench]為菊科紫錐菊屬的一種多年生草本植物,原產(chǎn)于美洲。該屬植物約有8個(gè)種,均為多年生草本,其中紫錐菊[Echinacea purpurea(L.) Moench,紫松果菊]、狹葉紫錐菊[Echinacea angustifolia(DC.) Hell.]及白松果菊[Echinacea pallida(Nutt.) Nutt.]成分差異小,已被開發(fā)應(yīng)用[1-2]。紫錐菊的藥用歷史可追溯到18世紀(jì),美洲原著民使用紫錐菊治療牙齦腫脹、喉嚨痛、皮膚炎癥和胃腸疾病等?,F(xiàn)在,紫錐菊制劑主要用于治療上呼吸道感染[3]。早在1989年德國就將紫錐菊列入最常用的2000個(gè)處方中的第131位,1982年紫錐菊單一及復(fù)合制劑的種類已達(dá)到300多種[4]。目前,紫錐菊在美國的銷售量連續(xù)數(shù)年穩(wěn)居前列,在歐洲以紫錐菊為原料的產(chǎn)品年銷售量也已連續(xù)數(shù)年居于前列,尤其是在德國,紫錐菊已成為用途最廣、用量最大的藥用植物[5-7]。我國于20世紀(jì)70年代成功引種紫錐菊,因其具有免疫調(diào)節(jié)和抗炎雙重作用,正逐漸受到國內(nèi)學(xué)者關(guān)注。本文就紫錐菊的資源分布、化學(xué)成分和藥理活性的研究進(jìn)行總結(jié),以期為紫錐菊在國內(nèi)的進(jìn)一步開發(fā)利用提供依據(jù)。
紫錐菊原產(chǎn)于美國得克薩斯州和加拿大薩斯碦徹溫省及西部的落基山脈到明尼蘇達(dá)州的廣大地區(qū)[8]。19世紀(jì)引種到歐洲,后在歐洲廣泛使用,現(xiàn)在紫錐菊及其制劑在法國和德國已成為家庭常備藥[6,9]。歐洲藥物評(píng)審組織(EMEA)對(duì)紫錐菊的報(bào)告中描述,紫錐菊無胚胎毒性、生殖毒性和致突變毒性,在動(dòng)物的臨床應(yīng)用中也未表現(xiàn)出明顯的毒性,說明紫錐菊為一種相對(duì)安全的天然藥物[10]。近年,紫錐菊在韓國、日本和澳大利亞也有廣泛應(yīng)用,在我國一些省區(qū)均有大規(guī)模種植[5,11]。
紫錐菊中的化學(xué)成分含量受產(chǎn)地、采收季節(jié)、藥用部位影響很大,目前的研究主要以總多酚和菊苣酸為指標(biāo)。其中,總多酚含量以盛花期前后為界,盛花期之前各部位總多酚含量整體呈下降趨勢(shì),盛花期之后各部位的含量呈上升趨勢(shì)并逐漸穩(wěn)定;整個(gè)生長周期中,根和葉中總多酚含量較高,莖中較低;不同干燥方法下,多酚含量排序?yàn)闀窀桑娟幐桑竞娓桑?0 ℃)。紫錐菊中菊苣酸含量在盛花期前后最高,花期過后各部位中菊苣酸含量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì),且根>葉>莖>花;不同干燥方法下菊苣酸百分含量從高到低依次為:曬干>陰干>烘干(40 ℃)。另外,兩年生紫錐菊中菊苣酸含量較一年生紫錐菊含量高,各部位含量葉>花>根>莖[5]。因此可根據(jù)需求選擇合適的采收時(shí)間和加工方法。
目前從紫錐菊中分離得到的化學(xué)成分較多,主要包括咖啡酸類及其衍生物、烷基酰胺類化合物、多糖及糖蛋白、揮發(fā)油等化合物[12-13]。
紫錐菊中主要含咖啡酸(caffeic acid)及18種咖啡酸類衍生物,包括綠原酸(chlorogenic acid)、對(duì)羥基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid)、阿魏酸(ferulic acid)、菊苣酸(cichoric acid)、菊苣酸甲酯(cichoric acid methyl ester)、原兒茶酸(3, 4-dihydroxybenzoic acid)、丁香酸(siringic acid)、異綠原酸A(isochlorogenic acid A)、香草酸(vanillic acid)、對(duì)香豆酸(p-coumaric acid)、海膽苷(echinacoside)、洋薊素(cynarin)、咖啡酸乙酯(ethyl caffeate)、咖啡酰酒石酸(caftaric acid)、二阿魏?;剖幔╠i-diferuloyl tartaric acid)、2-咖啡?;?3-阿魏酰基酒石酸(2-caffeoyl-3-feruloyl tartaric acid)、2-阿魏?;剖幔?-feruloyl tartaric acid)及2-咖啡酰基-3-香豆?;剖幔?-caffeoyl-3-coumaroyl tartaric acid)[7,14]。
紫錐菊中的烷基酰胺類化合物為不飽和脂肪酰胺,經(jīng)分離鑒定得到的化合物見表1。
紫錐菊多糖中菊糖含量最高[9]。Egert等[19]從紫錐菊中分離出3種相對(duì)分子質(zhì)量(Mr)分別為17 000,21 000,30 000的糖蛋白,糖基部分主要含阿拉伯糖、葡糖胺、半乳糖,蛋白質(zhì)部分主要含天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸及丙氨酸。Proksch等[20]對(duì)紫錐菊的地上部分進(jìn)行提取分離,得Mr為35 000的4-甲氧基-葡糖醛酸-阿拉伯糖-木聚糖聚糖(PS I,4-O-methyl-glucuronoarabi-noxylan)和Mr為45 000的酸性阿拉伯糖-鼠李糖-半乳糖聚糖(PS II,arabinorhamnogly-lactan)。張瑩等[21]從紫錐菊細(xì)胞培養(yǎng)液中獲得了3種與地上部分不同的多糖,包括2種中性半乳糖木糖聚糖(Mr分別為10 000和25 000)和1種酸性阿拉伯半乳糖(Mr為75 000)。
曾棟等[22]采用傳統(tǒng)回流提取法和固相微萃取法(SPME)從紫錐菊干根中分離得到數(shù)種脂肪族碳?xì)浠衔?,包?, 11-十二烷雙烯、n-十六烷酸和大根香葉烯D, 1-十五烯等;還得到了芳香族碳?xì)浠衔?,包括異氰酸苯,苯胺,丁化羥基苯甲醚,丁化羥基甲苯,9, 12-十八烷二烯酸甲酯,14-甲基-十五酸甲酯,2, 3-二氫-3, 5-二氫-6-甲基-4-氫-吡喃酮,環(huán)十四烷,3-乙基-環(huán)辛烯,十六酸乙酯,n-十六烷酸。薛亞峰[7]利用水蒸氣蒸餾法結(jié)合GC-MS提取分析紫錐菊的花蕾,鑒定出石竹烯,(1S-順)-1,2, 3, 5, 6, 8α-六氫-4, 7-二甲基-1-(1-甲基亞乙基)-萘,[S-(E,E)]-1-甲基-5-亞甲基-8-(1-甲基亞乙基)-1, 6-芳癸二烯和n-棕櫚酸等化合物;利用SPME-GC/MS分析鑒定出1R-α-蒎烯,α-水芹烯,α-月桂烯,α-蒎烯,乙酸,1-甲基-3-(1-甲基乙基)-苯等化合物。
表1 烷基酰胺類化合物
此外,紫錐菊中還含有黃酮類、生物堿類、甾體類化合物以及多種無機(jī)元素等[23]。
現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,紫錐菊主要有免疫調(diào)節(jié)、抗炎、抗菌抗病毒、抗氧化、清除自由基等多種生物活性[24-25]。
紫錐菊乙醇提取物可通過增強(qiáng)機(jī)體的巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、自然殺傷細(xì)胞(NK細(xì)胞)的功能增強(qiáng)機(jī)體免疫力,還可促進(jìn)細(xì)胞因子的分泌[26]。伊佳寧等[27]通過對(duì)小鼠腹腔注射環(huán)磷酰胺,使小鼠具有免疫抑制作用,灌服紫錐菊提取物后,小鼠體內(nèi)血清細(xì)胞因子白介素2(IL-2)、IL-6、腫瘤壞死因子α(TNF-α)含量顯著提高,說明紫錐菊提取物可促進(jìn)小鼠IL-2、IL-6、TNF-α分泌,提高小鼠的免疫力。紫錐菊中的多糖也有顯著的免疫增強(qiáng)作用[23],張艷英等[28]用脂多糖(LPS)刺激大鼠小腸上皮細(xì)胞(IEC-6),導(dǎo)致細(xì)胞因子IL-6 mRNA的分泌增加,給予不同濃度的紫錐菊多糖后,發(fā)現(xiàn)其可抑制LPS刺激細(xì)胞分泌的IL-6 mRNA的表達(dá),作用有濃度依賴性。另外,Goel等[29]對(duì)大鼠肺泡巨噬細(xì)胞進(jìn)行體外試驗(yàn),表明紫錐菊所含的烷基酰胺類化合物可提高巨噬細(xì)胞的吞噬活性和吞噬指數(shù)。
賈青輝[30]通過動(dòng)物試驗(yàn)證實(shí)了紫錐菊中的多糖具有抗炎作用。BALB/C小鼠鼻腔吸入LPS,使其肺組織呈病理損傷狀態(tài),促炎因子TNF-α和IL-1β等顯著提高,對(duì)小鼠進(jìn)行紫錐菊多糖灌胃后,發(fā)現(xiàn)紫錐菊多糖可顯著抑制IL-1β、IL-6、TNF-α和IL-8分泌的增加,抑制肺組織IL-1β、IL-6、TNF-α、Toll樣受體4(TLR4)和一氧化氮合酶(iNOS)mRNA的表達(dá)。對(duì)小鼠肺泡巨噬細(xì)胞RAW264.7進(jìn)行LPS預(yù)處理,然后給予紫錐菊多糖,發(fā)現(xiàn)可顯著抑制促炎因子的分泌及mRNA的表達(dá),從而抑制了細(xì)胞核因子κB(NF-κB)的激活和絲裂原活化蛋白激酶(MAPK)信號(hào)的轉(zhuǎn)導(dǎo)。Fast等[31]研究表明,紫錐菊水提取物能抑制三酰脂肽(Pam3csk40)誘導(dǎo)人單核細(xì)胞THP-1分泌TNF-α。Attila等[32]通過體外和臨床試驗(yàn)表明,紫錐菊中的烷基酰胺類制成的乳劑可治療特應(yīng)性濕疹(AE)。紫錐菊提取物中的烷基酰胺是通過大麻素2(CB2)受體調(diào)節(jié)人巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞中TNF-α mRNA的表達(dá),還可抑制LPS刺激的TNF-α表達(dá),從而起到抗炎作用。
Sharma等[33]研究表明,紫錐菊65 %乙醇提取物能滅活引起呼吸道感染的細(xì)菌,還能逆轉(zhuǎn)細(xì)菌在上皮細(xì)胞中引起的炎癥反應(yīng)。這些細(xì)菌包括化膿性鏈球菌、流感嗜血桿菌、嗜肺軍團(tuán)菌、金黃色葡萄球菌、恥垢分枝桿菌和白色念珠菌等,可引發(fā)咽喉痛和嚴(yán)重的肺部感染。
Selvarani等[34]研究表明,流感病毒A(H3N2)通過上調(diào)細(xì)胞間黏附分子-1(ICAM-1)、纖連蛋白和血小板活化因子受體(PAFr)的表達(dá),增加了流感嗜血桿菌和金黃色葡萄球菌對(duì)支氣管上皮細(xì)胞的黏附,而紫錐菊65 %乙醇提取液顯著降低了ICAM-1、纖連蛋白和PAFr的表達(dá),從而降低了兩種菌株的黏附力,達(dá)到抗病毒的作用。
紫錐菊中的酚類化合物具有抗氧化清除自由基的作用。Ivana等[35]向含1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)的乙醇溶液中加入不同濃度的紫錐菊70 %提取液,發(fā)現(xiàn)對(duì)DPPH的清除能力與紫錐菊的濃度呈劑量依賴性,紫錐菊提取液的濃度越高,對(duì)DPPH的清除能力越強(qiáng)。
紫錐菊含多種活性成分并表現(xiàn)出不同的藥理活性,可用于治療多種疾病。紫錐菊作為天然的抗生素[36],因其無毒副作用,具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。在國外,紫錐菊提取物及其制劑已大量用于臨床治療各種類型的感染和傷口,但其特異性免疫調(diào)節(jié)作用仍有待闡明[37]。
紫錐菊在我國部分省區(qū)引種成功,解決了原料問題,又因其成分含量較原產(chǎn)區(qū)高,為紫錐菊在我國的開發(fā)利用打下了良好基礎(chǔ)。但因其引種時(shí)間短,還未載入中國藥典,對(duì)其臨床應(yīng)用的研究也較少。因此,規(guī)范紫錐菊的鑒別及質(zhì)量評(píng)價(jià)方法,明確其具體的活性成分成為亟待解決的問題。