李瑜
摘 ?要:美洲大蠊是我國(guó)傳統(tǒng)中藥的基源藥材,而其作為入藥歷史悠久的藥用昆蟲,引起了人們廣泛的關(guān)注。大量臨床實(shí)踐證明,美洲大蠊的藥理作用應(yīng)用十分廣泛,但是其藥理活性的物質(zhì)基礎(chǔ)和作用機(jī)制尚不明確,不少學(xué)者正致力于其中的研究,并且取得了一些進(jìn)展,提取分離出了美洲大蠊體內(nèi)的一部分化學(xué)成分,清楚了其藥理作用。本文將從美洲大蠊的化學(xué)成分與藥理作用方面對(duì)目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在美洲大蠊領(lǐng)域的研究成果進(jìn)行簡(jiǎn)要綜述。
關(guān)鍵詞:美洲大蠊;化學(xué)成分;藥理作用
引言
美洲大蠊為節(jié)肢動(dòng)物門昆蟲綱有翅亞綱蜚蠊目蜚蠊科大蠊屬昆蟲,俗稱“蟑螂”、“滑蟲”、“石姜”、“偷油婆”、“灶螞子”等等。蜚蠊科這一龐大的昆蟲家族是世界上生命力最頑強(qiáng)、最古老、至今繁衍最成功的昆蟲類群之一。
美洲大蠊棲息于陰暗處并且損害食物、衣物和書籍,同時(shí)取食并污染食物,傳播病菌和寄生蟲引發(fā)痢疾、傷寒等疾病,以害蟲為人們所熟知,但是由于其體內(nèi)的某些化學(xué)成分具有一定的藥用價(jià)值。美洲大蠊入藥初見于《神農(nóng)本草經(jīng)》,被列為中品,曰“味咸,寒。主血瘀、癥堅(jiān)、寒熱,破積聚,喉咽痹、內(nèi)寒無子?!焙笥凇侗静菥V目》、《新修本草》等多部本草文獻(xiàn)均有相關(guān)記載,其藥用價(jià)值也被收錄至1979年編纂的《中國(guó)要用動(dòng)物志》中。
近年來,人們對(duì)美洲大蠊的藥用價(jià)值越來越關(guān)注,國(guó)內(nèi)外學(xué)者在美洲大蠊有效化學(xué)成分的提取分離、結(jié)構(gòu)鑒定、藥理活性、基因表達(dá)以及質(zhì)量控制方面的研究取得了一定的進(jìn)展,不少學(xué)者已經(jīng)分離提純出美洲大蠊體內(nèi)的部分化學(xué)成分,并以美洲大蠊為原料,利用其藥理作用開發(fā)出了康復(fù)新液、心脈隆、肝龍膠囊等多種現(xiàn)代中藥制劑,廣泛運(yùn)用于人們的生活之中。本文將簡(jiǎn)要綜述美洲大蠊的化學(xué)成分及其藥理作用,旨在對(duì)近年來各學(xué)者的相關(guān)研究進(jìn)行歸納和梳理。
1 化學(xué)成分
化學(xué)成分是任何一種藥物原料發(fā)揮其藥理作用和功效的物質(zhì)基礎(chǔ)。美洲大蠊體內(nèi)含有的化學(xué)成分可以分為兩大類——由昆蟲體向外釋放以及昆蟲體內(nèi)存在的化學(xué)成分。
1.1由昆蟲體向外釋放的化學(xué)成分
美洲大蠊蟲體向外釋放的化學(xué)成分主要是信息素,包括性信息素和聚集信息素。信息素是生物體之間起化學(xué)通訊作用的化合物的統(tǒng)稱,是昆蟲交流的化學(xué)分子語言,在同種個(gè)體之間進(jìn)行某些化學(xué)物質(zhì)的信息傳遞,使接受信號(hào)的個(gè)體產(chǎn)生生理反應(yīng)或行為反應(yīng)。
1.1.1性信息素
性信息素多屬倍半萜類化合物。Nishion等[2]通過觸角電位位(EAG)技術(shù)檢測(cè)美洲大蠊排泄物,并發(fā)現(xiàn)了信息素類成分,進(jìn)一步采用氣相色譜鑒定其結(jié)構(gòu),先后鑒定出了periplanoneA、B、C、D4個(gè)成分。
1.1.2聚集信息素
聚集信息素則為各種小分子有機(jī)酸、氨和烴類化合物,它能夠在近距離內(nèi)調(diào)節(jié)同種個(gè)體間的行為,使群體表現(xiàn)出聚集性。美洲大蠊由其第6、7腹板間表皮內(nèi)陷而成的腺體所分泌聚集信息素,不同種類蟑螂的聚集信息素存在著不同程度的種間效應(yīng)。
1.2昆蟲體內(nèi)存在的化學(xué)成分
1.2.1 氨基酸、蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的承擔(dān)者,而氨基酸是蛋白質(zhì)的基本單位。研究者采用酸水解法,測(cè)定美洲大蠊中氨基酸的種類和含量,并對(duì)其進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)評(píng)價(jià)。美洲大蠊中氨基酸含量較高,種類齊全,富含必需氨基酸和藥效氨基酸。必需氨基酸含量占氨基酸總量的35.37%,必需氨基酸與非必需氨基酸含量比值為0.55,配比合理,具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和保健作用[1]。
1.2.2肽類
1.2.2.1 昆蟲神經(jīng)肽
昆蟲神經(jīng)肽是腦神經(jīng)分泌細(xì)胞分泌的肽類物質(zhì),對(duì)昆蟲的生長(zhǎng)、變態(tài)、生殖、等生理過程起調(diào)節(jié)作用。自Brown等于1975年從美洲大蠊中分離得到具肌刺激活性的內(nèi)分泌神經(jīng)肽原肛肽(proctolin)以來,從美洲大蠊中分離鑒定出的神經(jīng)肽已有50多種,如咽側(cè)體抑制神經(jīng)肽、焦激肽、激肽、臟腑周激肽等一系列重要的昆蟲神經(jīng)肽。
1.2.2.2 抗菌肽
昆蟲體內(nèi)沒有抗體、白細(xì)胞等高級(jí)免疫系統(tǒng),但昆蟲的血淋巴中有抗菌肽,它們作為抵御外界微生物的第一道防線,有強(qiáng)大而廣譜的抗菌功能[2]。昆蟲抗菌肽是昆蟲在受到微生物侵襲最主要的免疫應(yīng)答因子。李飛棟等[2]采用改進(jìn)的聚丙烯酰胺凝膠電泳對(duì)美洲大蠊抗菌肽進(jìn)行分離,檢測(cè)到3種抗菌肽的分子質(zhì)量分別為6.1、16.1、2.02kd。
1.2.3多糖
藥用昆蟲美洲大蠊體內(nèi)存在幾丁質(zhì)、纖維素和海藻糖等多糖物質(zhì)。幾丁質(zhì)分布于昆蟲的表皮及外骨骼中,主要用于合成新的表皮;纖維素和海藻糖為昆蟲提供了大量的能源,為機(jī)體提供能量;海藻糖除了作為能源物質(zhì)外,還作為抗凍劑保護(hù)機(jī)體。肖培云等研究表明,多糖類化合物是許多中草藥的有效成分,具有調(diào)節(jié)免疫功能、抗腫瘤、抗病毒、降血糖血脂、抗?jié)?、抗疲勞、抗衰老等生物活性[3]。實(shí)驗(yàn)采用苯酚-硫酸法進(jìn)行測(cè)定,發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖基地美洲大蠊藥材中總糖的含量差異很大,有的差異達(dá)3倍之多,這與藥材養(yǎng)殖過程中飼料配方、養(yǎng)殖周期、藥材的采集加工等因素有關(guān)[3]。
李夸巧等[4]采用苯酚-硫酸法、正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)、單因素試驗(yàn)測(cè)定粘多糖的含量、ML-D中粘多糖的水解工藝和顯色條件,加熱顯色時(shí)間、苯酚和硫酸的用量,探索出其最佳水解工藝。王永益等[5] 以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品,利用紫外分光光度法,測(cè)定各樹脂吸附及解吸前后的吸光度,并以美洲大蠊多糖的吸附量和解吸量為指標(biāo),對(duì)樹脂進(jìn)行篩選。發(fā)現(xiàn)在其研究的實(shí)驗(yàn)條件下,HPD-400 型大孔樹脂是分離純化美洲大蠊多糖較好的材料。
李曉慶等[6,7]分別采用鹽提法和稀堿法對(duì)美洲大蠊多糖的提取分離工藝進(jìn)行優(yōu)選,分別研究了鹽濃度、堿濃度、浸提溫度、提取時(shí)間等因素。結(jié)果顯示,影響鹽提法提取多糖的主要因素為鹽濃度且呈正相關(guān);稀堿法提取多糖量與堿濃度、浸提時(shí)間呈正相關(guān),而與浸提溫度相關(guān)性較小。
1.2.4油脂、烷烴類、脂肪酸及脂肪酸酯、烯醇、烯酸等
蒙松年等對(duì)美洲大蠊油脂性化學(xué)成分進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)美洲大蠊油脂由多種化合物組成,其中以烯醇、烯酸類和烷烴類為主。美洲大蠊油脂所含的脂肪酸中,含量最高的脂肪酸是十八碳烯酸,十六烷酸含量次之,十八碳二烯酸含量第三。烷烴類化合物總含量較高,約占 50 %[9]。焦春香等采用氣相色譜 - 質(zhì)譜聯(lián)用法對(duì)美洲大蠊醇提水溶性成分的揮發(fā)性成分進(jìn)一步深入分析,發(fā)現(xiàn)其成分主要有多元醇、有機(jī)酸、生物堿類、脂肪酸及其酯類、酚和胺等類化合物。鑒定了其中的 29 種成分,所鑒定的成分占揮發(fā)性成分的74.4%。其中多元醇含量最高,含量為 38. 5%,多元醇中又以甘油含量最高;其次為有機(jī)酸,含量約為18. 8% [10]。梅明等用超臨界 CO2 萃取法提取美洲大蠊成蟲油脂樣品經(jīng)不同處理后制得各供試品,通過色譜 - 質(zhì)譜 - 計(jì)算機(jī)聯(lián)用儀進(jìn)行分離和定性分析,應(yīng)用色譜峰面積歸一化法測(cè)定各供試品中各化學(xué)成分的相對(duì)百分含量,結(jié)果為美洲大蠊非甲酯處理、酸甲酯化處理、堿甲酯化處理處理分離和鑒定出13、27、42 種成分其中分離和鑒定出來的化合物均以烷烴類和脂肪酸酯類化合物為主,但在種類與相對(duì)含量上有較大差別。
1.2.5酮類
尹衛(wèi)平等報(bào)道對(duì)美洲大蠊體內(nèi)次生代謝物進(jìn)行研究,通過分離提取、結(jié)構(gòu)表征和對(duì)其抗菌活性的測(cè)定,對(duì)甲醇提取物進(jìn)行分析測(cè)定,得到兩種異黃酮化合物:化合物-A和化合物-B,其中化合物-A 是 1 種新的黃酮類物質(zhì)。
2 藥理作用
到目前為止,科學(xué)研究者已經(jīng)從美洲大蠊的體內(nèi)分離提純到了許多有效地化學(xué)成分,每種化學(xué)成分都有其相應(yīng)的藥理作用,對(duì)這些化學(xué)成分的藥理作用進(jìn)行研究,是對(duì)美洲大蠊的高效利用,是人類醫(yī)學(xué)的一大進(jìn)步,將害蟲變?yōu)閷毼铩D壳把芯咳藛T已經(jīng)研究出了以下的藥理作用。
2.1組織修復(fù)作用
美洲大蠊醇提取物制作成了產(chǎn)品“康阜新”,對(duì)燒傷、燙傷等外傷創(chuàng)面有非常好的療效,并且副作用小。其次,美洲大蠊多元醇和小分子肽還有促進(jìn)肉芽組織增生、增加創(chuàng)面血管形成、利于創(chuàng)面生長(zhǎng)因子的表達(dá)的功能。
2.2消腫、鎮(zhèn)痛及抗炎作用
美洲大蠊性寒,具有消腫、鎮(zhèn)痛以及抗炎功能,無副作用。在肖小芹等研究人員的報(bào)道中,將美洲大蠊提取物用于使用二甲苯處理導(dǎo)致耳廓腫脹的小鼠中,有明顯的抗炎、鎮(zhèn)痛作用,還證明了其對(duì)炎癥引起的組織水腫具有消腫、鎮(zhèn)痛作用。
2.3抗菌、抗病毒作用
藍(lán)江林等研究到美洲大蠊的化學(xué)成分中含有抗菌肽,它可以首先是細(xì)菌的外層及細(xì)胞質(zhì)膜受到損傷,形成開口后導(dǎo)致內(nèi)容物外泄而死亡,崩解成碎片。可見,美洲大蠊抗菌肽對(duì)菌不是簡(jiǎn)單的抑制作用,而是直接殺滅作用。目前,關(guān)于抗菌肽對(duì)細(xì)菌的作用機(jī)制主要有孔洞學(xué)說和膜崩潰學(xué)說兩種學(xué)說。
2.4抗癌、抗腫瘤作用,增強(qiáng)免疫作用
實(shí)驗(yàn)證明用美洲大蠊提取物制作的康復(fù)新溶液對(duì)晚期癌癥患者有有效地治療效果,對(duì)病情控制、臨床癥狀都有一定的影響。美洲大蠊的提取物能夠在一定程度上抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng),同時(shí)能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡,也就是說美洲大蠊提取物中有抑制腫瘤細(xì)胞、癌細(xì)胞的生長(zhǎng)的物質(zhì),因此有抗癌、抗腫瘤的作用,增強(qiáng)免疫。
2.5強(qiáng)心升壓,改善微循環(huán)作用
利用美洲大蠊的提取物制成的“心脈隆注射液”是一種復(fù)合多肽類制劑,對(duì)其的研究說明心脈隆注射液可以降低血清BNP水平,升高血壓,抑制炎癥因子水平,激活抗炎因子水平,利尿,興奮呼吸,最后達(dá)到強(qiáng)心作用,改善微循環(huán)的作用。
2.6抗纖維化作用
美洲大蠊浸膏、凍干粉末和水提取液等等能夠抑制肝星狀細(xì)胞的增殖,改善肝纖維化。美洲大蠊提取物——黏糖氨酸能夠明顯降低血清中的透明質(zhì)酸、前肢原、膠原以及層黏連蛋白改善肝組織腫脹 變性及肝纖維化程度,具有保護(hù)肝細(xì)胞,抑制纖維化的作用。
3 總結(jié)與展望
目前科學(xué)研究人員已經(jīng)分離并且提純出了信息素、氨基酸、蛋白質(zhì)、昆蟲神經(jīng)肽、抗菌肽、環(huán)肽、多糖、核苷類、油脂 烷烴類、脂肪酸及脂肪酸酯、烯醇、烯酸、酮類等有效化學(xué)成分,并且研究出了其藥理作用包括組織修復(fù)作用、消腫、鎮(zhèn)痛及抗炎作用、抗菌、抗病毒作用、抗癌、抗腫瘤作用,增強(qiáng)免疫作用、強(qiáng)心升壓,改善微循環(huán)作用、抗纖維化作用等等。雖然已經(jīng)取得這么多的成果,但是美洲大蠊中還具有其他尚未被人們所發(fā)現(xiàn)的生物活性,有待于進(jìn)一步的研究。對(duì)著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,人們科研能力的不斷提高,進(jìn)一步分離提純美洲大蠊中起主要藥理作用的有效化學(xué)成分,從分子水平藥理學(xué)基礎(chǔ)上理清美洲大蠊多種生物活性的作用機(jī)制,將被大多數(shù)人們看成是害蟲并厭惡的美洲大蠊轉(zhuǎn)化為對(duì)人類有積極意義的寶物,不斷發(fā)覺其中潛在的藥用開發(fā)價(jià)值,運(yùn)用于人們的生活之中,造福人類。
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