中草藥微量元素的研究進展

李玉平，武 煊，李小橋

（重慶市動物疫病預(yù)防控制中心，重慶 401120）

中草藥是我國寶貴的醫(yī)學(xué)財富，其應(yīng)用中醫(yī)學(xué)扶正祛邪的治療原則和現(xiàn)代醫(yī)學(xué)整合調(diào)整理論，重在調(diào)節(jié)機體自身免疫力，使得機體免疫功能恢復(fù)平衡，并且可以降低抗生素和其他化學(xué)合成藥物的殘留和細菌產(chǎn)生抗藥性的幾率，同時，其來源廣泛、毒性低、副作用小，目前被廣泛應(yīng)用于畜禽業(yè)養(yǎng)殖中。

研究表明，中草藥有效成分的發(fā)揮，不僅與所含有機成分有關(guān)，而且與其所含微量元素的種類和含量有關(guān)[1-2]。因此，研究和開發(fā)中草藥微量元素具有重要的意義，可為傳統(tǒng)的藥理、毒理及藥品的分類提供依據(jù)，為改造和創(chuàng)造新藥提供一定的信息和基礎(chǔ)，對鑒別藥品的真?zhèn)?、中草藥的種植與綜合利用開發(fā)提供指導(dǎo)。本文從中草藥微量元素研究的必要性以及微量元素相關(guān)方面的研究現(xiàn)狀進行概述，結(jié)合中草藥以及微量元素在畜牧業(yè)中的應(yīng)用，對其存在問題和前景進行進行了探討。

1 中草藥微量元素研究的必要性

1.1 有利于藥物開發(fā)

機體缺乏某些微量元素會引起代謝紊亂、生理功能異常，甚至導(dǎo)致某些疾病的發(fā)生，但有研究發(fā)現(xiàn)，微量元素對機體的某些疾病也有很好的改善和治療作用。有研究顯示，糖尿病與微量元素之間具有高度相關(guān)性，微量元素可直接調(diào)整葡萄糖的自穩(wěn)態(tài)。微量元素的缺乏可導(dǎo)致機體正常的葡萄糖耐量受損，從而導(dǎo)致糖耐量降低甚至發(fā)生糖尿病，中草藥中含有豐富的微量元素，可維持體內(nèi)微量元素平衡，進而對糖尿病的預(yù)防和治療有重大意義[3]。郭毅等將64名血糖控制不滿意T2DM患者分為富含微量元素中草藥煎組和不添加組，結(jié)果表明，對于藥物治療血糖難以控制的T2DM，用富含微量元素中草藥煎劑，可以起到較好的控制血糖作用，這可能與微量元素具有修復(fù)胰島B細胞的功能，增強胰島素受體的活性等作用有關(guān)[4]。張磊藝等研究了微量元素鉻對大鼠糖脂代謝的影響，結(jié)果顯示，有機鉻可降低血糖、血清總膽固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯，升高高密度脂蛋白，能改善糖尿病大鼠糖脂代謝[5]。

1.2 有利于進行中草藥品質(zhì)鑒定

由于中草藥中所含的微量元素與中草藥質(zhì)量有密切的關(guān)系，故可以通過對中草藥微量元素的測定分析或經(jīng)過含量的比較來區(qū)別天然品和人工栽培品，正品與偽品，也用于地道藥材產(chǎn)地的鑒別。姜華等測定了不同產(chǎn)地柴胡中微量元素鈣、鎂、鐵、銅、鋅的含量，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地柴胡中富含的鈣、鎂、鐵、銅、鋅等微量元素的含量有所差異，為鑒別藥材的產(chǎn)地特征提供了依據(jù)[6]。單靜穎等為正確區(qū)分野生防風(fēng)與栽培防風(fēng)，通過用原子吸收分光光度法對防風(fēng)中的5種微量元素進行含量測定，結(jié)果顯示，野生防風(fēng)與栽培防風(fēng)之間微量元素的含量具有差異，可以得出野生防風(fēng)優(yōu)于栽培防風(fēng)[7]。蔡立鵬等測定了7產(chǎn)地人參、6產(chǎn)地鹿茸和4產(chǎn)地冬蟲夏草中的P、B、Zn、Fe、Ca、Mn、Na、Cr、Mg和K 10種元素的含量，并比較了K與Na、Ca與Mg、Zn與Cu、Fe與Mn、P與B的含量比例關(guān)系，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地人參、鹿茸和冬蟲夏草的10種元素的5個比例值存在極顯著差異（P＜0.01），此結(jié)果可用來鑒定是否為原產(chǎn)地人參，鹿茸及冬蟲夏草，便于鑒定保健中草藥的優(yōu)劣[8]。

1.3 有利于開展具有美容效果的中草藥研究

隨著社會的發(fā)展和生活水平的提高，人們逐漸發(fā)現(xiàn)藥物在美容領(lǐng)域里具有廣泛的應(yīng)用，尤其是毒副作用小的中草藥，通過對具有美容作用的中草藥微量元素的測定和分析，從而加強對美容中草藥的開發(fā)和利用。茍改仙等選用幾種經(jīng)臨床使用后對皮膚有消除色素沉著斑和炎癥，減少皺紋，延緩衰老，使皮膚潔白細嫩等功效的當(dāng)歸、川穹、黃連、黃芩、黃芪、地龍、野菊花和珍珠粉8種中草藥，對這些中草藥采用等離子體發(fā)射光譜法測定其微量元素，得出這幾種中草藥中含有豐富的微量元素，如 Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Fe、Pb、Sr、Ba等[9]。王秀萍等測定13種美容中草藥，即蘆薈、黃芪、黨參、人參、白術(shù)、山藥、甘草、當(dāng)歸、何首烏、熟地、枸杞子、桑葚、五味子的微量元素含量，得出13種中草藥中含有豐富的有美容作用的微量元素，含量由高至低順序依次為Mg＞Ca＞Fe＞Mn＞Zn ＞Cu ＞Se[10]。

1.4 有利于中草藥的開發(fā)

民族藥是指各少數(shù)民族用于防治疾病的天然藥物，通過對一些民族中草藥中微量元素的測定和分析，可以為這些中草藥的利用開發(fā)提供一定的理論依據(jù)，便于更好的探索這些中草藥的質(zhì)量和藥用價值。牛迎風(fēng)等通過測定7種藏藥材鐮形棘豆、珠芽蓼、綠絨蒿、甘青青蘭、夏至草、細果角茴香、花錨中8種微量元素鈣、銅、鐵、錳、鋅、鉀、鎂和鈉的含量，結(jié)果表明，這7種藏藥材中含有較豐富的鉀、鎂、鈉，而且這幾種藏藥中鈣、銅、鐵、錳、鋅、鉀、鎂和鈉的含量有差異，為這7種藏藥材的合理藥用提供了可靠依據(jù)[11]。韋薇等對彝藥三棵針進行了微量元素的分析測定，結(jié)果表明，中草藥材中含有豐富的常量元素Ca、Mg、P、S和微量元素Fe、Zn、Cu、Mn，測定出的這些元素表明，其存在將有利于清熱解毒的功效發(fā)揮，即其含量與藥理作用之間的相關(guān)性[12]。此外，測定中草藥中的微量元素還有一些方面的應(yīng)用，如通過對單味中草藥與復(fù)方制劑中微量元素的測定來研究中草藥的組方、藥效和作用機理及臨床用藥，便于尋找一些具有較好療效的醫(yī)藥組方。通過對一些具有食用價值的中草藥進行微量元素的測定，便于檢出有害元素，來加強食品質(zhì)量安全的監(jiān)測等。

2 中草藥微量元素的研究現(xiàn)狀

2.1 含量

不同產(chǎn)地的同一中草藥、同一中草藥的不同藥用部位及其不同生長期所含的必需微量元素及其含量是不同的，而且對同一中草藥在不同的采收期或采用的炮制方法不同，也都會引起中草藥中微量元素發(fā)生改變。程存歸等對同屬不同種菊科植物杭白菊及野菊中的 Ni、Zn、Mn、Cu、Mg、Fe、Ca和Pb等無機元素進行了分析測定，結(jié)果顯示，杭白菊中的Ni、Zn、Fe、Pb含量較高，而野菊花的Mn、Ca含量較高[13]。譚明雄等對廣西中草藥白花丹根、莖、葉3個部位的20種微量元素進行測定，結(jié)果顯示，白花丹中含有多種常量元素和微量元素，而且各元素的含量在白花丹的根、莖、葉中分布不同，如 Na、K、Ca、Zn、Fe、Mn、Sr、Cu、Co等在葉中含量最高，根次之[14]。劉成林等測定了5個不同產(chǎn)地的中草藥材牛膝中微量元素的種類和相對含量，結(jié)果表明，不同產(chǎn)地的牛膝樣品中所含微量元素的種類基本相同，但是其相對含量有明顯的差異，此外，牛膝中K的含量最多，Ca、Fe、Cu、Zn等含量次之，鈦（Ti）、釩（V）、鉻（Cr）、Mn、鎳（Ni）和硒（Se）的含量較少。而且不同產(chǎn)地樣品的中心區(qū)域和邊緣區(qū)域微量元素的相對含量及其變化規(guī)律也是不相同的，在樣品微量元素的總量中所占的比例也是不相同的[15]。

2.2 存在形態(tài)

中草藥的藥效不僅與中草藥中所含微量元素的含量有關(guān)，而且與微量元素的存在形態(tài)也具有密切的相關(guān)性。微量元素存在狀態(tài)不同，呈現(xiàn)出的藥理作用也不同。中草藥中微量元素的形態(tài)研究的內(nèi)容有：微量元素在原生藥中的存在形態(tài)，中草藥煎出液中的存在形態(tài)，中草藥各種制劑（如針劑、酊劑、浸膏、膠囊）中的存在形態(tài)，同種微量元素在不同中草藥及中成藥、各種制劑中存在的狀態(tài)以及被人體吸收過程中的存在形態(tài)等。楊恒銳等結(jié)合魚腥草的藥效，采用原子吸收光譜法對其中Mg的分布及存在形態(tài)進行了研究，發(fā)現(xiàn)魚腥草中的微量元素Mg含量豐富，而且大部分Mg的結(jié)合形態(tài)為陽離子形態(tài)，能溶于水，而Mg可能是魚腥草的藥用有效成分之一[16]。郭春梅等結(jié)合香青蘭中的藥效，對所含的Cu、Zn、Mn、Fe、Mg、Ni的含量和形態(tài)進行了分析，結(jié)果表明，Cu、Zn、Mn、Fe、Mg、Ni是各以某種形態(tài)為主的多種形態(tài)共存的混雜體系，而且其水煎液中Mg含量最高達713.7μg·g-1，可溶態(tài)含量及其百分率則分別為608.0μg·g-1和85.2%[17]。潘秀紅等采取中草藥常用煎煮方法對當(dāng)歸、黃芪及當(dāng)歸補血湯中Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Sr和Zn進行提取；用傳統(tǒng)方法分離出可溶態(tài)、不溶態(tài)、有機態(tài)和無機態(tài)[18]。

2.3 藥效

中草藥的藥效與中草藥中所含微量元素的含量高低有關(guān)，某些中草藥中微量元素含量的高低對中草藥的藥理作用有一定的作用。范文秀等通過測定臨床上常用的30種清熱中草藥中Mg、Ca、Fe、Zn、Mn、K、Cr、Cd、Pb、Cu含量，結(jié)果顯示，30種清熱中草藥中對人體有益的微量元素含量豐富，大部分清熱中草藥中K與Cu含量豐富，不同藥物中元素含量有所差異，清熱解毒藥中K、Mg含量高于其他中草藥，清熱瀉火類中草藥Zn、Mn含量高于其他中草藥[19]。李龍等測定了抗病毒類中草藥板藍根、金銀花、魚腥草中Fe、Cu、Zn的含量，結(jié)果表明，3種抗病毒類中草藥中Fe含量相對較高，Zn含量次之，Cu含量相對較低，鐵是人體血液中交換與輸送所必需的一種元素，也是生物體內(nèi)許多氧化還原體系所必需的[20]。劉利等測定了祛寒類中草藥香加皮、伸筋草、絲瓜絡(luò)中Fe、Mn、Zn的含量，結(jié)果表明，3種祛寒類中草藥中Fe含量相對較高，Mn含量次之，Zn含量相對較低，3種祛寒類中草藥中鐵含量較豐富，鐵是維持生命活動所必需的微量元素之一，是血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素及其他酶系統(tǒng)的主要成分，并幫助氧運輸，促進脂肪氧化[21]。桂肖林等通過測定大黃、郁李仁、枳實、杏仁4種具清熱潤腸功效中草藥Mn、Cu的含量，結(jié)果表明，4種典型的清熱潤腸中草藥中Mn、Cu含量存在差異[22]。

2.4 處理方法

試樣的前處理，是確保分析結(jié)果準(zhǔn)確可靠的先決條件。常用的消化處理方法有傳統(tǒng)酸消化法、灰化法及微波消化法。通過不同消化方法對中草藥材微量元素測定結(jié)果的影響，可進一步為中草藥中微量元素測定的前處理方法提供試驗依據(jù)。陳暉等采用干法灰化、濕法消解、微波消解法對西北9種道地藥材進行消解，再用火焰原子吸收法測定各藥材中Fe、Mn、Cu、Zn、Mg、Ca的含量，結(jié)果顯示，同一樣品的預(yù)處理方法不同，測得的結(jié)果有較大差別，微波消解效率最高，其次是干法灰化和濕法消解[23]。陳則永采用干法和濕法處理中草藥樣品，進而比較不同消化方法對樣品中微量元素含量測定結(jié)果的影響，結(jié)果表明，所測中草藥中含鋅、銅、錳、鐵、鉛和鎘的數(shù)值較高，并且表明濕式消化法優(yōu)于干式灰化法[24]。葉大林等采用微波消解7種抗癌中草藥，再用火焰原子吸收法測定其中 K、Na、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Cr 8種元素，進而探討微波消解試劑和消解條件，結(jié)果表明，該法準(zhǔn)確、快速、簡便，8種金屬元素的檢出范圍為0.006～0.035 g·mL-1；線性關(guān)系良好，相關(guān)系數(shù)r=0.999 0；回收率為96.00%～103.98%；RSD＜2%[25]。

2.5 含量測定方法

目前，對微量元素的測定方法有化學(xué)分析法、分光光度分析法、原子光譜分析法和電化學(xué)分析法等，通過對微量元素檢測方法的不斷研究，篩選出操作簡單、分析速度快、線性范圍廣、靈敏度低的方法，可有效提高微量元素的含量，同時可以減少微量元素的嚴(yán)重損失。閆清華用微波消解法對清熱解毒類中草藥樣品進行消化，以電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-AES）檢測樣品中Cu、 Fe、 Zn、 Mn、 Na、 K、 Ca、 Mg、 Cr、 Ni、Pb、Se、As、Cd的含量，結(jié)果表明，這些中草藥中含有豐富的對人體有益的常微量元素，同時采用微波消解技術(shù)和ICP－AES相結(jié)合檢測常微量元素具有省時、省力、環(huán)境污染小、測定結(jié)果快速準(zhǔn)確等優(yōu)點[26]。曹志源等采用離子體發(fā)射光譜法（ICP-OES）對10種中草藥中的18種微量元素Al、As、 B、 Ba、 Ca、 Cd、 Cr、 Cu、 Fe、 Mo、 Mg、Mn、Na、Ni、P、Pb、Sr、Zn 進行測定，結(jié)果表明，除As、Cd、Mo、Pb外，各元素相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）＜5%，各元素的加標(biāo)回收率為95%～106%[27]。孫桃用火焰原子吸收光譜法測定了金銀花、黃柏、生地、蒲公英、連翹、板藍根、車前草、決明子等清熱解毒類中草藥中的銅、鋅、錳、鈣、鎂、鐵6種微量元素，結(jié)果表明，清熱解毒中草藥中鈣、鎂、鐵含量較為豐富，加標(biāo)回收率為97.28%～101.4%，RSD為0.81%～1.73%[28]。

3 中草藥和微量元素在畜牧業(yè)中的應(yīng)用

3.1 中草藥在畜牧業(yè)中的應(yīng)用

隨著畜牧業(yè)上動物疾病的不斷增多，長期使用化學(xué)藥物可使病原產(chǎn)生耐藥性，且藥物毒副作用大，導(dǎo)致肉蛋奶中草藥物殘留量高，影響了人類的健康。而且目前多數(shù)畜禽傳染病多為病毒性疾病，化學(xué)藥物對其治療效果不佳。許多中草藥具有抗菌、抗病毒、抗真菌、提高機體免疫力等作用。馮翠蘭用兩個復(fù)方制劑對人工感染腸炎沙門氏菌的病鴨作治療保護試驗，結(jié)果顯示“腸炎康1號”高、中、低3個劑量組和“腸炎康2號”高劑量組及氟甲砜霉素對照組對人工感染腸炎沙門氏菌的病鴨均有較好的治療作用[29]。趙恒章等采用61種單味中草藥的水煮液制成濃度為1 g·mL-1的溶液，對從發(fā)病豬的肺臟、淋巴結(jié)、血液、關(guān)節(jié)液等病料中分離鑒定后的致病性鏈球菌進行體外抑菌試驗，結(jié)果顯示，不同中草藥材對致病性鏈球菌具有不同的抑菌作用，中草藥對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌的體外抑菌效果有差異，對革蘭氏陰性菌的抑菌作用強于革蘭氏陽性菌[30]。胡梅等試驗結(jié)果表明，板藍根水提物體外對繁殖與呼吸綜合征病毒有顯著的直接殺滅作用，連翹、黃芪水提物和黃芪多糖在體外對豬繁殖與呼吸綜合征病毒有阻斷和抑制作用[31]。陳昌元用黃味中芩、黃柏、大黃、白術(shù)、龍膽草等12味中草藥煎水，濾液煮豆至干，以藥豆喂鴨，3次·d-1，治療患鴨瘟的病鴨120只，康復(fù)92只，有效率達76.7%[32]。

3.2 微量元素在畜牧業(yè)中的應(yīng)用

微量元素是生命科學(xué)的組成部分，微量元素對動物新陳代謝和健康起著重要作用，是體內(nèi)各種酶、激素、維生素等活性物質(zhì)的重要成分之一，在體內(nèi)各自發(fā)揮著獨特的生理作用。微量元素不僅直接影響動物免疫器官的發(fā)育，而且對于機體內(nèi)微生物的生長、繁殖、代謝及毒素的產(chǎn)生也具有十分重要的調(diào)控作用。微量元素缺乏將導(dǎo)致機體物質(zhì)代謝紊亂，引起動物生長發(fā)育停滯，內(nèi)分泌機能紊亂，免疫能力和抗病能力下降，給畜牧業(yè)帶來巨大損失。邱瑾麗等采用畜禽用多種微量元素注射液和生理鹽水組的對比，進行酸性α-醋酸萘脂酶法實驗、溶血空斑實驗并對血清溶血素抗體（HC50）進行測定，結(jié)果顯示，即“畜禽用多種微量元素注射液”能顯著提高小鼠的免疫功能[33]。張巧娥等研究結(jié)果表明，飼糧中添加不同水平的硒，對各個飼養(yǎng)階段生長育肥豬的日增重、日采食量和飼料報酬無顯著影響，但從全期來看，飼糧中添加硒日增重最高，料重比最低，而且肌肉保水性、嫩度較好[34]。

4 存在問題與展望

目前，研究微量元素的具體存在形式與療效之間關(guān)系的資料很少。因此，在以后的研究中應(yīng)以中草藥中的微量元素存在狀態(tài)為核心，微量元素與有機成分之間的相互作用為基礎(chǔ)來進行中草藥物種形態(tài)與生物活性的研究工作，并同時從分子水平來研究不同微量元素之間的協(xié)同或頡頏作用、微量元素與有機成分之間的作用以及微量元素與生物體之間的相互作用。根據(jù)中草藥有效化學(xué)成分的配位化學(xué)學(xué)說，可以利用中草藥中的有機成分和無機成分之間的協(xié)同和頡頏作用，從中草藥配合物的生物活性去篩選和研制新藥。利用中草藥中的活性有機成分和微量元素合成配合物，以其生理活性和藥理作用來篩選高效低毒的中草藥新藥?？衫糜袡C成分或微量元素來改造現(xiàn)有的中草藥復(fù)方，以提高療效或降低毒副作用。微量元素在調(diào)節(jié)機體免疫功能方面起著極其重要的作用，其對動物的特異性免疫和非特異性免疫有著積極的影響。而中草藥增強機體抵抗力，被廣泛的用于作為飼料添加劑以及預(yù)防、治療某些細菌性疾病和病毒性疾病，因此加強中草藥及其微量元素之間的相互協(xié)同作用機制的研究，確定藥物有效成分質(zhì)控指標(biāo)，是中草藥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的必然要求，也是畜禽業(yè)方面所面臨的重要趨勢。

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