麻黄多糖的研究进展论文_杨顺东 李彬彬,叶方

麻黄多糖的研究进展论文_杨顺东 李彬彬,叶方

( 长阳土家族自治县人民医院 湖北宜昌 443500)

麻黄是麻黄科Ephedraceae麻黄属植物的干燥草质茎。全世界麻黄约有67种,中国发现有15种及2变种,主要分布在我国的内蒙古、甘肃、山西、河北、四川、青海等地的沙丘、干草原、丘陵山地、荒滩等干燥地区。我国常用的麻黄主要是草麻黄(E.sinica Stapf.)、木贼麻黄(E.equisetina Bge.)、中麻黄(E.intermedia Schrenk et C.A.Mey.),另外还有丽江麻黄(E.likiangensis Florin)、矮麻黄(E.minut Florin)、山岭麻黄(E.gerardiana Wall)、膜果麻黄(E.przewal skii stapf)、双穗麻黄(E.distachya L.)、斑子麻黄(E.rhytidosperma)等品种。麻黄具有发汗散寒、宣肺平喘、利水消肿的功效,临床主要用作风寒感冒,胸闷喘咳,风水浮肿等症。麻黄中主要的化学成分包括生物碱、黄酮、黄烷、鞣质、挥发油、有机酸和多糖等。生物碱是麻黄中主要有效药用成分,国内外已进行了深入的研究,主要作为拟肾上腺素药,具有收缩支气管平滑肌,收缩血管,兴奋大脑皮层的作用,但近年来发现其有增加心脏病和中风的发作的不良反应,影响了麻黄的开发利用。20世纪70年代以来随着对多糖研究的增多,发现植物中的多糖具有多种生物活性,是理想的免疫增强剂,并具有细胞识别、细胞通讯、免疫、抗癌等作用,而对正常细胞没有不良反应[1]。研究证明麻黄中多糖类成分具有较好的降血糖、抗氧化以及影响脂质代谢等多种作用。通过对麻黄多糖的研究现状作以综述,为综合利用麻黄资源提供参考。

1麻黄多糖提取分离研究

1.1麻黄多糖提取方法研究 麻黄多糖的提取方法主要有热水浸提、超声波提取、微波辅助提取[2,3]等方法。韩秋菊等比较了热水浸提法和微波辅助法提取麻黄多糖的工艺和提取效果,并用正交试验分别优选了热水浸提法和微波辅助法提取麻黄多糖的最佳工艺条件,结果热水浸提法提取效率高、条件温和容易控制,是较理想的麻黄多糖提取方法。

张连茹[4]等根据麻黄碱、麻黄多糖和麻黄卟啉在有机溶剂中的溶解度不同特点,采用醇提或水提醇沉提取多糖的方法,设计出在提取麻黄碱的同时,提取麻黄多糖和麻黄卟啉物的操作工艺,较好地解决了单纯提取麻黄碱生产工艺的废水中色泽、COD值、pH值、悬浮物严重超标的问题,能够提高中草药麻黄资源的利用率,降低原材料消耗,并且具有进行工业生产的可行性和明显的经济效益。

1.2麻黄多糖组分分离研究 在多糖的研究中,单糖组成的分析是其性质、结构及构效关系研究的一项基本且重要的内容。梁军[5]等对提取的麻黄总多糖经各种离子交换和凝胶柱色谱分离得到1个麻黄纯多糖ESP-B1,经H2SO4水解后,用柱前1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)衍生,KH2PO4-NaOH 缓冲液(pH 6.8)-乙腈(84:16)等度洗脱,采用高效液相色谱法,在250 nm波长处检测,结果证明ESP-B1由甘露糖、葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖4种单糖组成,其物质的量比为3.5∶2.2∶1.0∶93.3。夏永刚[6]等采用高效毛细管电泳色谱法分析分离得到的酸性杂多糖ESP-A3、ESP-A4、ESP-B4中单糖组成,结果这三种杂多糖中的单糖均为木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、甘露糖、半乳糖、葡萄糖醛酸和半乳糖醛酸,但不同杂多糖中单糖比例各不相同。说明采用HPLC法、CZE法均可用于麻黄碱多糖中单糖组分的测定,但可能HPLC法操作相对简单、成本相对较低。采用不同浓度三氟乙酸(TFA)对麻黄多糖进行部分酸水解反应结合色谱分析、超高效液相色谱联合多元统计的方法,分析其单糖组成及其量的变化,结果不同浓度TFA水解后截留液中葡萄糖醛酸量、阿拉伯糖量以及透过液中阿拉伯糖量、半乳糖醛酸量可以作为麻黄多糖区别其他植物多糖的特征水解片段,说明本方法也可以作为多糖质量控制的一种手段[7]。

2麻黄多糖的质量控制研究

2.1对麻黄的质量控制研究主要包括麻黄多糖的含量测定和麻黄多糖中的杂质含量测定。麻黄多糖的含量测定主要采用传统的苯酚-硫酸比色法,在490nm波长处测定吸收度[8,9]等在苯酚-硫酸比色法的基础上联合使用HPLC-ELSD法测定麻黄总多糖中均多糖ESP-B4的含量,结果证明这种方法简便快捷,测定结果更为直观准确,仪器误差较小,也避免了使用强酸带来的危险性,为麻黄药材的质量控制研究提供了新的科学方法及更为准确的实验参考依据。

麻黄多糖提取物中杂质含量测定主要包括蛋白质的测定和糖醛酸含量的测定。梁军[10]等对水提醇沉法提取的麻黄多糖,分别用Sevag法、三氯乙酸法、木瓜蛋白酶-Sevag法去除蛋白,以考马斯亮蓝G-250染色法测定蛋白质含量,结果三种方法均能去除麻黄多糖中的蛋白质成分,但木瓜蛋白酶-Sevag法的脱蛋白效果较好,去除率能达到93.54%。

2.2研究表明具有特殊生理活性的多糖中一般含有一定量的糖醛酸,而糖醛酸是糖分子中6位的羟甲基氧化成羧基的产物,它本身或含有糖醛酸结构单元的低聚糖或多糖也常常显示出十分重要的生物活性,特别是从天然植物中提取得到的多糖,所以确定多糖结构中是否含有糖醛酸残基对研究多糖活性具有极为重要的意义。夏永刚[11]等采用咔唑-硫酸比色法,运用分光光度计在530nm波长处测定吸光度值,计算含量,结果测得麻黄多糖中糖醛酸含量为45.89%,测定方法和结果可以为麻黄的质量控制提供了一个定量方法和参考依据,也为分析麻黄多糖的结构以及研究其生物学活性提供研究基础。

3药理作用研究

3.1降血糖作用 Konno C等[12]等研究了麻黄属植物中的5种多糖(Ephedrans A,B,C,D,E)的降血糖作用,结果证明这些多糖类物质对四氧嘧啶诱导的高血糖小鼠的血糖和正常小鼠的血糖均有降低作用,但这几类成分降血糖作用强度不同,其中Ephedrans C的活性最强(小鼠给药30 mg·kg-1,7 h后相对血糖浓度降低了32%),而主要成分Ephedrans A经腹腔注射给药予四氧嘧啶诱导的高血糖小鼠100 mg·kg-1,7h后相对血糖浓度降低了61%。

3.2降低胆固醇作用 动物实验证实,麻黄多糖具有降低血中胆固醇作用。张蕊[13]等考察了麻黄不同有效部位对高脂模型大鼠的降低胆固醇作用效果,结果麻黄各有效部位均能明显降低实验大鼠血中胆固醇的含量,麻黄多糖和麻黄素的降胆固醇作用没有显著性差异,说明麻黄拮抗胆固醇作用在麻黄多糖成分中存在,但也不能排除有麻黄素的影响。

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3.3免疫调节作用

3.3.1治疗实验性自身免疫性甲状腺炎作用 严士海[14]等通过对小鼠足跖皮下、背部皮下、腹部皮下、颈部皮下等部位进行免疫注射佐剂抗原,造成实验性自身免疫性甲状腺炎(EAT) 模型,给予不同剂量的麻黄多糖进行干预,采用化学发光法测定血清三碘甲状腺原氨酸(TT3)、总甲状腺素(TT4)、游离三碘甲状腺原氨酸(FT3)、游离甲状腺素(FT4),放射免疫法检测甲状腺球蛋白抗体(TGAb)、甲状腺微粒体抗体(TMAb),结果不同剂量组麻黄多糖小鼠血清T4、FT3、FT4水平明显高于模型对照组;小鼠血清甲状腺球蛋白抗体(TGAb)和甲状腺微粒体抗体(TMAb)水平均明显下降,说明麻黄多糖能够干预实验性自身免疫性甲状腺炎所产生的甲状腺激素及相关抗体水平的变化。采用流式细胞仪检测各组EAT模型小鼠外周血淋巴细胞亚群的水平,结果麻黄多糖大剂量组脾指数低于模型组,表明麻黄多糖对EAT小鼠脾脏生长有一定的抑制作用;不同剂量麻黄多糖组CD8+淋巴细胞相对含量较模型组显著上升,CD4+淋巴细胞略有下降,其CD4+/CD8+比值显著下降,说明麻黄多糖治疗实验性自身免疫性甲状腺炎可能与其干预外周血淋巴细胞亚群有一定的关系[15]。

3.3.2免疫功能影响 孟达理[16]等以左旋咪唑为对照,以绵羊红细胞所致环磷酰胺造成免疫低下实验小鼠模型的溶血素抗体生成、脾指数和胸腺指数为指标,考察麻黄多糖对免疫功能低下小鼠体液免疫的影响。结果麻黄多糖三个剂量组都升高血清溶血素半数溶血值(HC50)和胸腺指数,对脾指数无明显影响,其作用效果与左旋咪唑无显著性差异,证明麻黄多糖能够升高免疫功能低下小鼠的胸腺指数,对免疫功能低下小鼠具有保护作用。但[17]对绵羊红细胞作用正常小鼠后,麻黄多糖高剂量组小鼠胸腺指数下降,3个剂量组的小鼠半数溶血值(HC50)也下降,证明麻黄多糖对正常小鼠体液免疫具有一定的抑制作用。通过对几种纯化的麻黄多糖小鼠碳廓清实验、迟发型超敏反应、体液免疫反应等体内外药理实验,考察其对体外小鼠脾淋巴细胞增殖活性的影响,结果证明四种纯化多糖中,ESP-B4对脾细胞增殖活性具有最强抑制作用[18],以上研究说明,麻黄多糖具有明确的调节机体免疫功能作用。

3.4其他药理作用 研究显示,麻黄多糖还具有抗氧化、抗凝血以及降血压等多种作用[19],说明麻黄多糖作用范围非常广泛。

4.麻黄多糖的性味药理学评价 为开展麻黄性味的可拆分性和可组合性研究,王艳红[20-22]等采用动物实验方法对麻黄化学拆分组分与“辛宣苦泄”平喘作用的关系、解热作用、“辛温”发汗利水作用的物质基础进行分析,结果证明多糖组分无解热作用,发汗作用和利尿作用也不明显,平喘作用的物质基础主要为生物碱组分和多糖组分,此外可能还有挥发油组分、酚酸组分。并且生物碱组分平喘的作用机制有可能与多糖组分不同,可能分别是其“辛味”、“苦味”的物质基础。在此基础上提出了“中药一味一性,一药X味Y性(Y≤X)”的假说和基于中药性味可拆分性和可组合性的研究思路,并构建了中药性味理论研究的新模式。

5.展望 麻黄是一味有近二千年使用历史的中国特产药材,其植株还具有耐干旱、盐碱、抗严寒的特性,也是治理沙漠和防止沙化及草场退化的优选植物。作为中医辛温解表之峻品,其主要化学成分是麻黄碱,然而随着科学技术的不断进步,综合利用中药资源是社会发展的必然趋势。大量研究证明麻黄多糖具有多种药理活性,尤其是抗氧化、机体免疫调节功能具有极重要的开发价值,但由于麻黄多糖成分复杂、有效成分难以控制,其药理作用还在理论研究阶段,如何根据中医药理论开发出确切有效的可应用于临床的中成药制剂,或者利用研究西药的手段开发出治疗自身免疫性疾病的新型西药制剂,还需要深入研究。

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论文作者:杨顺东 李彬彬,叶方

论文发表刊物:《医师在线》2016年1月第2期

论文发表时间:2016/5/25

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