石斛屬植物化學(xué)成分和藥理活性研究現(xiàn)狀

邵曰鳳，胡粉青，鄒 澄 ，趙 慶

1德宏職業(yè)學(xué)院，芒市678400;2 昆明醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院;3 云南中醫(yī)學(xué)院中藥學(xué)院，昆明650500

石斛屬(Dendrobium SW.)為蘭科第二大屬，包括約1500 余種植物［1］，截止目前我國記載的石斛共83 種，18 種為我國所特有［2］。供藥用的石斛屬植物有30 多種，但中國藥典(2010 版)僅收載5 種，即環(huán)草石斛D. Loddigesii Rolfe. 馬鞭石斛D. fimbriatum Hook.var.oculatum Hook.，黃草石斛D. chrysanthum Wal1.，鐵皮石斛D. candidum Wal1. ex Lind1. 或金釵石斛D.nobile Lind1.以云南，貴州，廣西，廣東，臺灣，海南，湖南，浙江，西藏，福建，甘肅等省為主要產(chǎn)地，云南產(chǎn)石斛占全國五分之三，見表1(中國石斛產(chǎn)地)。石斛具有生津養(yǎng)胃、滋陰清熱、潤肺益腎、明目強腰的功效，為傳統(tǒng)名貴中藥［3］。其化學(xué)成分較復(fù)雜，到目前為止已確定的化合物類型有:生物堿類，糖類，聯(lián)芐類，茐酮類，甾體皂苷，署芋皂苷，其他苷類，菲類，二萜類，香豆素類等。藥理活性主要有:抗腫瘤，抗氧化，抗凝血，抗誘變，抗菌，增強機體免疫能力，促進胃腸蠕動和胃酸分泌，治療白內(nèi)障，降血糖等。為了更好的開發(fā)和利用石斛屬資源，本文就石斛化學(xué)成分，藥理活性進行綜述。

1 化學(xué)成分

1.1 生物堿(akaloids)

林木秀干［4］于1932 年首次在金釵石斛中提取分離得到天然產(chǎn)物石斛屬生物堿，并命名為石斛堿(Dendrobine)，之后，陳克輝［5］也在金釵石斛中發(fā)現(xiàn)了石斛堿。到目前為止，共從16 種石斛屬中分離鑒定了32 個生物堿，它們的骨架是由15 個C 原子組成的含有五元內(nèi)酯環(huán)化合物，分為四種:石斛堿型、八氫中氮型、四氫吡咯型和咪唑型［6，7］，以石斛堿型為主［8，9］。主要有:石斛堿(dendrobine)，石斛星(dendroxine)，金石斛堿(nobilonine)，石斛副堿(dendrine)，3-羥基-2-氧石斛堿(3-hydroxy-2-oxodendrobine)，8-羥基石斛星(8-hydroxydendroxine)，6-羥基石斛星(6-hydroxydendroxine)，6-羥基石斛堿(6-hydroxydendrobine)，nobilomethylene。

同時應(yīng)用氧化催化的方法合成了10 個產(chǎn)物［6］.另外還分離鑒定了5 個季胺型的生物堿［6，8，9］，它們是:N-甲基石斛堿碘化物(N-methyldendrobinium iodide)，N-異戊烯石斛星氯化物(N-isopentenyldendroxinium chloride)，N-異戊烯石斛堿溴化物(N-isopentenyldendrobinium bromide)，石斛堿-N-氧化物(dendrobine N-oxide)，N-異戊烯-6-羥基石斛星氯化物(N-isopentenyl-6-hydroxydendroxinium chloride)。這些化合物結(jié)構(gòu)式見圖1(生物堿化學(xué)結(jié)構(gòu))。還有7 種石斛生物堿顯色反應(yīng)為陽性，而沒有提取分離到生物堿［10，11］，它們是:D.ochreatum，D.densiflorum，D.crassinode，D.thyriflorum，D.aduncum，D.aggregatum，

表1 中國石斛產(chǎn)地Table 1 Dendrobium distribution in china

D.amoenum. 金蓉鸞［12］比較了11 種石斛中總生物堿含量，發(fā)現(xiàn)凡具苦味的石斛，總生物堿的含量較其它石斛高，其中金釵石斛中總生物堿的含量遠較其它品種高。一般認為質(zhì)重，嚼之粘牙，味甘，無渣者生物堿和多糖含量較高［13］。丁亞平［11］等測定了3 種石斛總生物堿的含量，發(fā)現(xiàn)總生物堿含量呈現(xiàn)的規(guī)律為:葉＞莖(成熟期)≈根。炮制方法會影響石斛屬生物堿的溶出率。陳照榮［14］比較了用不同炮制方法炮制后石斛屬植物中生物堿的溶出率，結(jié)果酒炙石斛溶出率相對較高。

1.2 菲類(phenanthrenes)

石斛屬植物菲類化合物是其抗癌活性成分之一。馬國祥［15］等測定了18 種石斛中chrysotoxen，erianine，chrysotoxine 的含量。發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)石斛中都含有這三種成分中的1～2 種。截止目前，從18種石斛屬植物中分離鑒定出21 個菲類化合物，包括菲核(phenanthrene)類，9，10-雙氫菲母核(9，10-dihydrophenanthrene)和菲醌(phenanthraquinone)類。從11 中植物中鑒定菲核類化合物10 個，它們是:毛蘭菲Confusarin［16，17］、Epherantho-B［18］、鼓槌菲Chrysotoxene［16］、Moscatin［19］、2，7-dihydroxy-3，4，6-methoxyphenanthrene、Nudol［20］、3，7-dihydroxy-2，4-dimethoxy-phenanthrene［21］、4，7-dihydroxy-2，3-dimethoxy-phenanthrene［22］、Fimbriol-A［23］、Fimbriol-B［23］。從7 中植物中分離鑒定9，10-雙氫菲母核化合物8個，它們是:Lusianthridin［18，19］、Erianthridin［18］、Rotundatin、2，7-dihydroxy-3，4，6-trimethoxy-9，10-dihydrophe

圖1 生物堿化學(xué)結(jié)構(gòu)Fig.1 The chemical structures of akaloids

-nanthrene［13］、Amoenumin［24］、Ephemeranthol-A［21］、Epheme-ranhol-C［23］、2，2’-dimethoxy-4，4’

，7，7’-tetrahydroxy-9，9’，10，10’-tetrahydro-1，1’-biphe-nanthrene［18］。從15 種植物中分離鑒定菲醌類化合物3 個，它們是:Denbinobin［23］，Ephemeranthoquinone［21］及3-ethoxy-5-hydroxy-7-metho

-xy-1，4-Phenanthraquinone［25］。化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖2(菲類化合物結(jié)構(gòu))。

圖2 菲類化合物結(jié)構(gòu)Fig.2 The structures of phenanthrenes compounds

1.3 聯(lián)芐母核類(bibenzyls)

從截葉金石斛等13 種石斛中共分離得到10 個以聯(lián)苯母核為骨架的化合物，其聯(lián)芐母核上主要為酚羥基和甲氧基取代，且該類化合物也是石斛屬植物中具有抗腫瘤作用的成分之一。它們是:3-Omethylgigantol［18］、Tristin［26］、Crepidatin［26］、鼓槌聯(lián)芐Chrysotobibenzyl［16，17］、毛蘭素Erianin［16］、Cumulatin［26］、Moscatilin［27］、Gigantol［24］、鼓槌石斛素Chrysotoxine［16］、Batatasin［18］。其化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖3(聯(lián)芐母核類和其他類化合物結(jié)構(gòu))。

圖3 聯(lián)芐母核類和其他類化合物結(jié)構(gòu)Fig.3 The structures of bibenzyls and other compounds

1.4 多糖類(polysaccharides)

石斛屬植物中多糖類化合物具有抗腫瘤和增強免疫的作用。李滿飛［28］等測定了36 種國內(nèi)石斛屬植物多糖的含量，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)于廣西的一級加工品楓斗較其他產(chǎn)地為高。王世林［29］等從鐵皮石斛(D.candidum)中分離到3 種多糖，它們的結(jié)構(gòu)是主鏈由(β-1→3)-甘露型吡喃糖基和β-(1→4)-D-吡喃糖基構(gòu)成，支鏈連接在主鏈葡萄糖基2-、3-或6-上由β-(1→4)-D-葡萄糖基和其它戊糖基組成的一類O-乙酰葡萄甘露聚糖。趙永靈［30］等從兜唇石斛(D. aphyllum)莖中分離得到3 種多糖，它們是由β-(1→4)連接的含O-乙酰基的吡喃型直鏈D-葡萄甘露聚糖。Bangladesh［31］等研究了D. aggregatum 莖中多糖的連接方式為1，3-和1，4 連接，它們由D-木糖、D-甘露糖、阿拉伯糖和甘露糖組成。楊虹［32］等從鐵皮石斛(D. candidum.)莖中分離到2 個多糖:DT2 和DT3，它們主要以α-(1→4)-D-Glc 縮合而成，末端糖為-1Gal，一1Glc 及-1Ara，葡萄糖和半乳糖上含有少量的分支，并含其它少量Xyl，Ara，Man。華允芬［33］等對三種石斛多糖成分研究發(fā)現(xiàn)，石斛中總多糖和水溶性多糖的分布情況存在較大差異，水溶性多糖中蛋白質(zhì)、糖醛酸和中性糖等成分的質(zhì)量分數(shù)也不同。

1.5 其它類(other compounds)

截止目前，從石斛屬植物中還分離得到4 個茐酮類化合物，它們是:Dengibsin、Dengibsinin、Dendroflorin、Chrysotoxone［34-36］.6 個二萜化合物，它們分別是:Ephemeric acid、Ephemeroside、Ephemeranthoside、Lonchophylloid、Lonchophylloid、3，16-dihydroxy-primar-3(4)，8(14)-dien-2，15-dione［22，37-39］。4 個甾體糖苷類化合物，它們是:β-sitosterol-β-D-glucoside、Ochreasteroside、 Epiochreasteroside、 Dendrosteroside［31］. 4 個倍半萜類化合物，它們是:Amotin、Aduncin、Amoenin、Nobilomethylene［31］. 2 個薯蕷皂苷，它們是:Denfigenin 和Diosgenin［40，41］.2 個香豆素類化合物Scopoletin 和ayapin［27］。3 個苷類化合物，它們是:Densifloroside、Cis-crassinodine、Trans-crassinodine［27］.1 個酚類化合物是ephemeranthone. 2 個木脂素丁香樹脂醇(+ )-syringaresinol 和松脂醇(+)-pinoresinol.這些化合物的結(jié)構(gòu)見圖3(聯(lián)芐母核類和其他類化合物結(jié)構(gòu))。.

2 藥理作用

石斛屬植物具有抗腫瘤作用，有效成分主要是生物堿類，菲類，聯(lián)芐類和多糖類。表現(xiàn)在對小鼠白細胞L1210;人體肺癌細胞(A-549)，人體卵巢腺癌細胞(SK-OV -3)和人體早幼粒細胞白血病(HL -60);人體宮頸癌HelaS3 和肝癌HepG2 細胞株均有不同程度的抑制作用［42］。具有增強機體免疫力，有效成分主要是是石斛屬植物中的多糖類化合物，表現(xiàn)在能使ICR 純系小鼠脾重量、胸腺重量增加，抗體細胞數(shù)明顯增多，T 細胞和B 細胞顯著增殖。具有免疫增強作用;能夠?qū)姑庖咭种苿┉h(huán)磷酰胺對機體的損害作用，同時也能增強機體免疫系統(tǒng)淋巴細胞產(chǎn)生抑制因子抵抗環(huán)磷酰胺對機體的副作用［43］，石斛多糖類還能直接促進淋巴細胞有絲分裂的作用，另外可作為生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑用于LAK/rIL-2 免疫治療。具有防治白內(nèi)障作用;金釵石斛提取液具有抑制糖性白內(nèi)障的關(guān)鍵酶醛糖還原酶和延緩半乳糖性白內(nèi)障的作用. 此外金釵石斛水提液還能夠調(diào)節(jié)白內(nèi)障晶狀體中還原型輔酶Ⅱ(NAPDH)和非蛋白質(zhì)巰基的含量，使其恢復(fù)至正常晶狀體的水平，也能糾正和阻止由半乳糖性白內(nèi)障引起的總脂類含量降低，總膽固醇含量及脂類過氧化水平升高，總脂類與膽固醇之比明顯下降等病理變化。對心血管系統(tǒng)的作用;表現(xiàn)在:石斛屬植物中的聯(lián)芐類化合物Moscatilin. Gigantol，Homoeriodictyol，Scopoletin，Scoparon 能不同程度的抑制由aracbidonie acid，collagen，PAF 和ADP 誘導(dǎo)的兔血小板凝集。抑制心臟，擴張血管，降低血壓。金釵石斛流浸膏能抑制蟾蜍離體心臟，其水提液具有明顯的拮抗苯腎上腺素收縮腸系膜血管的作用［44］。對胃腸道的作用。表現(xiàn)為金釵石斛、細葉石斛D. hancockii Rolfe、重唇石斛D.hercoglossum Rchb.f.均能興奮豚鼠離體腸管，可使收縮幅度增加，鐵皮石斛、馬鞭石斛、細莖石斛D.moniliforme(L.)Sw.、黑毛石斛D.williamsonii Day et Rchb.f.和選鞘石斛D. denneanum Kerr 浸膏使腸管先抑制，后恢復(fù)到給藥前水平。金釵石斛能直接刺激G 細胞分泌胃泌素，從而刺激胃壁細胞使胃酸分泌增加［45］?？寡趸，F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn)石斛屬植物中菲類和聯(lián)芐類化合物Gigantd，Moscatilin，Tristin. Crepidatin，4-hydroxy-3，3’，4’-5-tetramethoxybibenzyl，2，4，8-trimethoxyphenanthrene-3，7-diol，Confusarin，Moscadn，Medioresinol 和Syringareshml具有抗氧化作用。其他作用。表現(xiàn)在:抗誘變，金釵石斛中的Gigantol 能抑制誘變劑呋喃糖酰胺(Furylfutamide)、3-氨基-1，4-二甲氧基-5H-吡喃并吲哚和紫外線照射引發(fā)的SOS 反應(yīng)umu 基因高表達。抑制Na+-K+-ATP 酶活性。生物堿石斛寧和石斛寧定具有抑制大鼠腎臟微粒體Na+-K+-ATP 活性的作用。抑制細菌增長。金釵石斛中的揮發(fā)油具有抑制大腸桿菌、枯菌桿菌、金黃色葡萄球菌的作用。降低血糖。鐵皮石斛浸膏能明顯促進胰島β 細胞分泌胰島素，提高血清胰島素水平，并能抑制胰島α 細胞分泌胰高血糖素，使血清胰高血糖素水平降低，從而降低STZDM 大鼠的血糖值［46］。

3 小結(jié)

綜上所述，石斛屬植物化學(xué)成分復(fù)雜，生物活性多樣。生物堿主要以四種骨架為主:石斛堿型、八氫中氮型、四氫吡咯型和咪唑型;分離鑒定得到的生物堿都是以這四種骨架為主的衍生物，是石斛屬植物中具有抗腫瘤作用的有效成分之一。菲類化合物包括菲核類，9，10-雙氫菲母核和菲醌類，它們都是菲環(huán)A，B 環(huán)的羥基或甲氧基取代產(chǎn)物，這類化合物穩(wěn)定性較差，容易在空氣中發(fā)生氧化反應(yīng)，也是石斛屬植物中具有抗腫瘤的活性成分之一。截止目前在石斛屬植物中集中的對某個具有生物活性的有效成分進行結(jié)構(gòu)改造的研究較少，今后可進一步加強石斛屬植物中某些具有生物活性的先導(dǎo)化合物如:生物堿，菲類，聯(lián)芐母核類和其他類天然產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)改造和活性研究，以期發(fā)現(xiàn)活性較好的天然產(chǎn)物。

1 Ji ZH(吉占和). A preliminary study of the orchid genus Dendrobium Sw. in China. J Syst Evol(植物分類學(xué)報)，1980，18:427.

2 Wang Y(王雁)，et al.Dendrobium.Beijing:China's Forestry Press，2007.

3 Chen X M(陳曉梅)，Guo SX(郭順星).Advances in the research of constituents and pharmacology of Dendrobium. Nat Prod Res Dev(天然產(chǎn)物研究與開發(fā))，2001，13:70-75.

4 Hayashiki H，Pharm J(藥學(xué)雜志)(日)，1932，52:1049.

5 Chen KK，et al.The alkaloid of chin -shih -Hu.J Biol Chem，1935，11:653.

6 Ye QH(葉慶華)，et al.Progress on chemical and biological studies of Dendr-obium plants. Drug Chem Prog，2004(3):113.

7 Deng YH(鄧銀華)，et al.Research progress in dendrobium plants chemical composition and pharmacological activities.Chin Herb Med(中藥材)，2002，25:677.

8 Xiao PG(肖培根). Modern Chinese Materia Medica(The third volume). Beijing:Chemical Industry Press，2001. 42-54.

9 Zheng HZ(鄭虎占)，et al.Modern research and application of traditional Chinese medicine (The second volume). Beijing:Xue Yuan Publishing House，1997.1377-1387.

10 Laming B，et al.Acta Chem Scand.1964，18:l507.

11 Laming B，et al.Phytochemistry，1967，6:857.

12 Jin RL(金蓉鸞)，et al. A determination of total alkaloid in 11 species of Shihu(Dendrobium). J Nanj Col Phar(南京藥學(xué)院學(xué)報)，1981，1:9.

13 Ding YP(丁亞平)，et al.Study on determination and distribution rule of total alkaloid in three dendrobium. J Anh Agr Uni (安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報)，1994，21:503.

14 Luo JP(羅建平)，et al.Suspension culture of Protocorm-like bodies from the endangered medicinal plant dendrobium huoshanenese.Chin J Chin Mate Medi(中國中藥雜志)，2003，28:611.

15 Ma GX(馬國祥)，et al. Determination on the content of chtysotoxene，erlanin and chrysotoxine in 18 kinds of dendrobium with reverse phase HPLC method.Chin Phar Univ J(中國藥科大學(xué)學(xué)報).1994，25:103.

16 Ma GX(馬國祥)，et al. Studies on chemical constituents of Dendrobium chrysotoxum. Phar J(藥學(xué)學(xué)報)，1994，29:763.

17 Ma GX(馬國祥)，et al.Chemical constituents of Dendrobium chryseum.J Chin Pharm Sci(中國藥學(xué)科學(xué))，1998，7:52.

18 Yamaki M，et al.The stilbenoids from Dendrobium pticatile.Phytochemistry，1996，43:2007.

19 Chen CC，et al. Antiplatelet aggregation principles of Dendrobium loddtgesii.J Nat Prod(天然產(chǎn)物雜志)，1994，57:1271.

20 Majumder PL，et al.Rotundatin，a new 9，10-dihydrophenanthrene derivative from Dendrobium roturdatum. Phytochemistry，1992，31:3225.

21 Chen CC，et al.Antiplatelet aggregation principles from Ephemerantha lonchophyla.Planta Med，2000，66:372-373.

22 Tezuka Y，et al.Constituents of Ephemerantha lonchophyla.Isolation and structure elucidation of new phenolic compounds，ephemeranthol A，ephemeranthol B，and ephemeranthol-quinone，and of a new diterpene glucoside，ephemeranthoside.Chem Pharm Bull，1991，39:593-598.

23 Tezuka Y，et al.Constituents of Ephemerantha fimbriata.Isolation and structure elucidation of two new phenanthrenes，fimbriol-A and fimbriol-B，and a new dihydrophenanthrene，ephemeranthol-C.Chem Parm Bull，1993，41:1346-1349.

24 One M，et al. Antioxidative constituents from Dendrobium Herbal(stems of Dendrobium spp.). Food Sci Technol，1995，lnt.1(2):115.

25 Chen HY(陳紅藝)，et al.Antioxidant principles from Ephemerantha lonchophyla.J Nat Prod(天然產(chǎn)物雜志)，1999，62:1225-1227.

26 Majumder PL，et al. Cumulatin and tristin，two bibenzyl derivatives from the orchids Dendrobium cumdatum and Bulbophyllum triste.Phytochemistry，1993，32:1561.

27 Li MF(李滿飛)，et al.Studies on the chemical constituents of dendrobium loddigesii rolfe. Phar J(藥學(xué)學(xué)報)，1991，26:307.

28 Li MF(李滿飛)，et al.Polysaccharide on the content determination of Chinese medicine dendrobium. Chin Tradit Herb Drugs(中草藥).1990，21:442.

29 Wang SL(王世林)，et al.Studies on polysacchar1des of dendrobjum candldum. Yunn Plan Resea(云南植物研究)，1988，10:389.

30 Zhao YL(趙永靈)，et al. Studies on the polysaccharides of dendrobium aphyllum. Yunn Plan Resea(云南植物研究).1994，16:392.

31 Wang XK(王憲楷)，et al.The chemical constituents of Dendrobium and Chinese medicine Dendrobium Phar bull(藥學(xué)通報)，1986，21:688.

32 Yang H(楊虹)，et al.Studies on polysaccharide of Dendrobium officinale.Lif Sci Rese(生命科學(xué)研究).2002，2:345.

33 Hua YF(華允芬)，et al.Comparative studies on three dendrobium medicinal plants.Jou Zhej Univ(Engi Scis)，(浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版))，2004，38:249.

34 Talaptra SK，et al. On me chemistry of Indian Orchidaceaeplants-Ⅱ. Dengbsin and dengibsinin，the first natural fluorenone derivatives from Dendrobium gibsonii Lindl. Tetrahedron，1985，41:2765.

35 Taispatra SK，et al. On the chemistry of Indian Orchidaceae plants-Ⅲ. Dendroflorin，a new fluorenone derivative from.Dendrobium densiflorum Walt.J Indian Chem Soc，1984，61:1010.

36 Ma GX(馬國祥)，et al. A new fluorenone derivative from Dendrobium chrysotozum.J Chin Pharm Sci，1998，7:59.

37 Niwa M，et al. Cis-clerodane-type diterpene lactones from Ephemerantha comata，Phytochemistry，1987，26:3293-3295.

38 Ma GX(馬國祥)，et al. Two pimarane diterpenoids from Ephemerantha lonchophyla and their evaluation as modulators of the multidrug resistance phenotype.J Nat Prod(天然產(chǎn)物雜志)，1998，61:112-115.

39 Ma GX(馬國祥)，et al.A 19-carvon pimarane-type diterpenoid from Ephemerantha fimbriata.Pharm Biology，1998，36:66-68.

40 Talapatra SK，et al. Chemical constituents of medicinal plants:part Ⅲ.Indian J Chem Sect B，1992，31B:133.

41 Talapatra SK，et al. Denfigenin，a diosgenin derivative from Dendrobium fimbratum.Phytochemistry，1992，31:2431.

42 Bao LJ(鮑麗娟)，et al. Inhibitory Effects of Water Extracts from Four Species of Dendrobium on HelaS3and HepG2Cells. J Anhui Agri(安徽農(nóng)業(yè)科學(xué))，2008，36:15968-15970.

43 Wang T S(王天山)，et al.In vitro inhibition activities from Dendrobium chrysotoxum.Nat Prod Res Dev(天然產(chǎn)物研究與開發(fā))，1997，9(2):1-3.

44 Fan C，et al.Chemical constituents from Dendrobium densiflorum.Phytochemistry，2001，57:1255-1258.

45 Chen S F(陳少夫)，et al.Effect of Dendrobium nobile Lindl.on gastric acid secretion，serum gastrin and plasmasomatostatin concentration. China，J Chin Mater Med(中國中藥雜志)，1995，20:181-182.

46 Wu HS(吳昊姝)，et al.Studies on anti-hyperglycemic effect and its mechanism of Dendrobium candidum. Chin J Chin Mater Med(中國中藥雜志)，2004，29:160-163.