枯芩與子芩的概況研究※

王 亮,羅發(fā)珍,陳萬生

(上海中醫(yī)藥大學(xué),上海 201203)

黃芩為唇形科植物黃芩ScutellariabaicalensisGeorgi的干燥根,味苦、性寒,具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血安胎等功效[1]。黃芩按照性狀及功效分為枯芩及子芩兩種規(guī)格,古代區(qū)分使用,而現(xiàn)在不區(qū)分使用。近年來,隨著枯芩和子芩研究的不斷深入,在化學(xué)成分、藥理活性等方面取得新的進(jìn)展。因此,本文從本草考證、性狀、化學(xué)成分、生物合成途徑、藥理作用及臨床應(yīng)用等方面對枯芩和子芩進(jìn)行全面概括。

1 本草考證

黃芩始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,列為中品,曰“生谷川”[2]。南北朝開始,將枯芩和子芩予以區(qū)分,《本草經(jīng)集注》云:“圓者名子芩為勝,破者名宿芩,其腹中皆爛,故名腐腸,唯取深色堅(jiān)實(shí)者為好?！盵3]明·賈所學(xué)《藥品化義》中提出:“一品宜分兩用。蓋枯芩體輕主浮,專瀉肺胃上焦之火……而條芩體重主降,專瀉大腸下焦之火。”[4]由此可見,在古代將兩種藥材區(qū)分使用,枯芩善清肺胃上焦之火,子芩善清大腸下焦之火。在1970年以前,黃芩在臨床上仍分為枯芩和子芩[5],而今黃芩在臨床應(yīng)用中不再區(qū)分使用,醫(yī)生開方均為黃芩[6]。

2 性狀

黃芩是多年生草本植物,根部入藥,枯心一般情況是植株長到第3年從蘆頭(根頭部)中心開始逐漸向下出現(xiàn)的暗棕色或棕褐色枯朽的現(xiàn)象?？蒈耸屈S芩蘆頭中空部分的根,斷面深黃色或黃綠色,上部至下部斷面的中心均可見棕褐色枯心。子芩是黃芩實(shí)心、質(zhì)地堅(jiān)實(shí)部分的根,斷面色澤略淺,呈淡黃色至黃色,無枯心,內(nèi)實(shí)體重。3年以下生的黃芩,蘆頭一般不會(huì)出現(xiàn)腹中空的現(xiàn)象,根部全為子芩。研究表明,6年生黃芩藥材距蘆頭0～15 cm全為枯芩,15～40 cm既有枯芩又有子芩,大于40 cm全為枯芩部分[7]。黃芩根據(jù)市場流通情況分為野生黃芩和栽培黃芩,野生黃芩多為枯芩,栽培黃芩多為子芩。相同生長年限、相同部位的黃芩,野生黃芩枯朽程度比栽培黃芩更大。詳見圖1。

圖1 枯芩、子芩的橫斷面圖(左為枯芩,右為子芩)

3 化學(xué)成分差異

3.1 黃芩主要化學(xué)成分 黃芩主要含黃酮類化合物,飲片的總黃酮含量為6.6%～16.4%[8],目前已分離純化100多個(gè)黃酮及黃酮苷類化合物[9]。黃酮類化合物主要包括黃芩素、漢黃芩素、千層紙素A及白楊素等,黃酮苷類化合物主要包括黃芩苷、漢黃芩苷、千層紙素A-7-O-葡萄糖醛酸苷及白楊素-7-O-葡萄糖醛酸苷等[9]。黃芩主要化學(xué)成分為黃芩苷,2015版《中國藥典》規(guī)定黃芩苷按干燥品計(jì)算不得少于9.0%。除黃芩苷外,黃芩素、漢黃芩素和漢黃芩苷等為黃芩的特征化學(xué)成分[10],2020版《中國藥典》征求意見稿將3個(gè)特征性成分列入含量測定的范疇內(nèi),規(guī)定飲片中4個(gè)化合物的含量不得少于15%。黃芩中除了含黃酮類化合物等成分外,還含有揮發(fā)油、多糖、多種二萜苷類及鐵、鋅、銅、錳、鉛、鎘等微量元素[11]。

3.2 枯芩與子芩化學(xué)成分差異 研究表明,枯芩中黃芩苷的含量低于子芩,而黃芩素、漢黃芩素和千層紙素A的含量約為子芩的2倍[7]。趙佳文等[6]發(fā)現(xiàn),子芩中黃芩苷和漢黃芩苷含量比枯芩分別高28.87%、54.12%,黃芩素、漢黃芩素、千層紙素A含量比枯芩分別低70.37%、44.44%、59.09%。王丹等[12]研究表明,枯芩枯心部分的高效液相(HPLC)指紋譜總峰面積顯著低于非枯心部分,且黃芩素與黃芩苷、漢黃芩素與漢黃芩苷、千層紙素A與千層紙素A苷含量的比值顯著高于子芩。上述研究均表明枯芩與子芩的化學(xué)成分存在一定的差異且有規(guī)律可循。

4 生物合成途徑

枯芩和子芩化學(xué)成分的差異受植物生物合成的影響。黃芩根部總黃酮最初來源于苯丙氨酸,苯丙氨酸在苯丙氨酸解氨酶(PAL)催化下生成肉桂酸。肉桂酸依次被cimmaoyl-Co A連接酶(CLL-7)、查爾酮合成酶(CHS-2)、查爾酮異構(gòu)酶(CHI)催化形成松屬素。然后,松屬素被黃酮合酶特殊亞型(FNSII-2)轉(zhuǎn)化為白楊素,白楊素被黃酮6-羥化酶(F6H)和黃酮8-羥化酶(F8 H)進(jìn)一步羥基化,分別產(chǎn)生黃芩素和漢黃芩素[13]。糖基轉(zhuǎn)移酶是黃芩黃酮、O-葡萄糖醛酸和O-葡萄糖苷形成糖苷鍵的主要酶。研究表明,sb UBGAT對多種黃酮具有O-葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶活性,可能參與黃芩苷和漢黃芩苷等葡萄糖醛酸類化合物的生物合成[14]。如圖2所示。

有學(xué)者從黃芩的愈傷組織中分離出內(nèi)源性β-葡萄糖醛酸酶,這種酶可以將黃芩根部儲(chǔ)存的黃芩苷高效水解為黃芩素,并迅速進(jìn)入細(xì)胞核誘導(dǎo)凋亡[15]?？蒈酥悬S芩素的含量高于子芩中的黃芩素含量,可能與內(nèi)源性β-葡萄糖醛酸酶介導(dǎo)凋亡的機(jī)制有關(guān)。此外,馬宗敏等[16]從黃芩植株體內(nèi)篩選可發(fā)酵轉(zhuǎn)化黃芩苷的內(nèi)生真菌Penicillium sp.R3,該菌能夠轉(zhuǎn)化黃芩苷為黃芩素,為黃芩苷向黃芩素轉(zhuǎn)化提供新思路。如圖2所示。

圖2 黃芩根部黃酮類化合物生物合成途徑

5 藥理作用

5.1 黃芩的藥理作用 現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,黃芩具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗腫瘤、抗氧化和免疫保護(hù)等作用。謝林利等[17]研究表明,黃酮類化合物為黃芩抗菌有效成分,其主要成分黃芩苷、黃芩素等對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、真菌等均具有抑制作用。吳修華等[18]研究發(fā)現(xiàn),黃芩素具有一定的抗甲型流感病毒作用。王洪玉等[19]建立了小鼠的急性炎癥模型,以耳郭、足腫脹程度為指標(biāo),發(fā)現(xiàn)黃芩提取物具有抗炎作用。曹慧娟等[20]進(jìn)行體外和體內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)黃芩素在體外可以抑制人肺腺癌A549細(xì)胞增殖,在體內(nèi)可以抑制移植瘤的生長。郭少英等[21]研究表明,黃芩苷具有顯著的抗氧化能力,對自由基和超氧陰離子有較好的清除能力,而且對黃嘌呤氧化酶也具有抑制作用。此外,黃芩中的黃芩苷能夠有效抑制刀豆蛋白A(Con A)或佛波醇酯(PMA)介導(dǎo)的T細(xì)胞增殖及活化效果,從而提高機(jī)體的免疫功能[22]。

5.2 枯芩和子芩的藥理活性 現(xiàn)代藥理學(xué)研究表明,枯芩、子芩的藥理活性存在顯著性差異。體外抗菌研究結(jié)果表明,枯芩對肺炎鏈球菌的抑菌效果優(yōu)于子芩,子芩對大腸桿菌的抑菌效果優(yōu)于枯芩,而肺炎鏈球菌和大腸桿菌分別對應(yīng)上焦之火和下焦之火的誘因[6]。體內(nèi)研究結(jié)果表明,枯芩對細(xì)菌性肺熱模型大鼠的治療作用優(yōu)于子芩,子芩對大腸濕熱證模型大鼠的治療作用優(yōu)于枯芩,而細(xì)菌性肺熱模型和大腸濕熱證模型分別對應(yīng)上焦之火和下焦之火的體內(nèi)模型[5]?？蒈酥悬S芩苷和漢黃芩苷含量低于子芩,而黃芩素、漢黃芩素含量明顯高于子芩[6],枯芩與子芩兩者藥理作用的差異可能與其化學(xué)成分的差異相關(guān)。有學(xué)者建立潰瘍性結(jié)腸炎大鼠模型,發(fā)現(xiàn)黃芩苷治療潰瘍性結(jié)腸炎的效果較好[23]。研究表明,漢黃芩苷對葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎病理損傷具有保護(hù)作用[24]。還有研究表明,黃芩素對脂多糖(LPS)誘導(dǎo)的大鼠急性肺損傷(ALI)有保護(hù)作用[25]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),漢黃芩素預(yù)處理不僅能抑制LPS誘導(dǎo)的小鼠ALI模型的肺水腫,而且還能抑制蛋白滲入肺泡腔[26]。上述研究也表明,黃芩苷與漢黃芩苷在治療結(jié)腸炎方面效果較好,黃芩素和漢黃芩素在治療肺損傷方面效果較好。

6 臨床應(yīng)用

黃芩是清熱解毒的常用藥之一,2015版《中國藥典》記載黃芩主要用于濕溫、暑濕,胸悶嘔惡,濕熱痞滿,瀉痢,黃疸,肺熱咳嗽,高熱煩渴,血熱吐衄,癰腫瘡毒,胎動(dòng)不安[1]。

枯芩和子芩是黃芩飲片的兩種規(guī)格,明·李中梓指出:“中枯而大者,清肺部而止嗽化痰,并理目赤疔癰,堅(jiān)實(shí)而細(xì)者,瀉大腸而除濕治痢,兼可安胎利水?！薄拜p漂者上行,堅(jiān)重者下降,不可不別也。”[27]可見枯芩與子芩在治則上是有區(qū)別的。

也有很多經(jīng)方是將枯芩與子芩區(qū)分使用的。如定喘湯(《幼科金針》卷上)中枯芩配伍款冬花宣肺降氣,使痰熱得清,風(fēng)寒得解,主治肺風(fēng)痰喘;防風(fēng)通圣散(《瘋門全書》)中枯芩配伍大黃、芒硝發(fā)汗達(dá)表,疏風(fēng)退熱,主治癘疾(即麻風(fēng)病),其中枯芩在方中以清中上之火為主;防風(fēng)消毒散(《喉科秘訣》卷下)中枯芩配伍防風(fēng)疏風(fēng)清熱,化痰利喉,主治喉風(fēng)(喉風(fēng)即咽喉部突然腫痛、音啞、喉鳴、呼吸困難等,多由肺胃積熱、復(fù)感風(fēng)邪、風(fēng)熱相搏所致);陳皮滑石散(《雞峰普濟(jì)方》卷十八)中子芩配伍陳皮清熱通淋,主治小腹病證;大安胎如勝飲(《大生要旨》卷二)中子芩配伍當(dāng)歸、白芍益氣養(yǎng)血,清熱養(yǎng)胎、安胎,主治懷妊六月,或腹痛,或脹悶,或胎動(dòng)不安;鉤藤皮湯(《普濟(jì)方》卷一〇〇)中子芩配伍鉤藤皮清肝瀉火,主治小兒癲癇。

7 討論

枯芩和子芩是黃芩藥材的兩種規(guī)格,是黃芩生長年限不同導(dǎo)致的性狀的差異,從而導(dǎo)致化學(xué)成分的差異,繼而影響藥理及臨床應(yīng)用?？蒈恕⒆榆藖碓聪嗤?化學(xué)成分的差異并非顯著性差異,某些差別僅是化合物含量的區(qū)別。而黃芩治療肺部相關(guān)疾病(上焦之火)或腸道相關(guān)疾病(下焦之火)的療效可能與化合物的量效關(guān)系相關(guān)。

黃芩素和黃芩苷含量的比值是判斷枯芩和子芩的重要指標(biāo),從黃芩苷與黃芩素的結(jié)構(gòu)看,黃芩苷為黃芩素的葡萄糖醛酸結(jié)合物。植物體內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)黃芩素與黃芩苷的相互轉(zhuǎn)化,而動(dòng)物體內(nèi)也能實(shí)現(xiàn)兩者之間的相互轉(zhuǎn)化,黃芩素可在小腸黏膜中被腸道中的葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶(UGT)催化生成黃芩苷[28]。劉伶文等[29]建立體外培養(yǎng)人腸道菌轉(zhuǎn)化黃芩苷的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?以黃芩素為指標(biāo),發(fā)現(xiàn)黃芩苷在人腸道菌作用下可以轉(zhuǎn)化為黃芩素。黃芩苷在結(jié)腸段有一定的吸收,結(jié)腸段的腸道菌群可以產(chǎn)生腸道菌群酶β-葡萄糖醛酸酶,而此酶可以水解黃芩苷為黃芩素[15]。劉太明等[30]采用大鼠在體胃、腸吸收模型,測定胃、腸灌注液中藥物的含量,發(fā)現(xiàn)黃芩素在胃和小腸部位的吸收程度均優(yōu)于黃芩苷。龔明濤等[31]研究表明,黃芩苷在盲腸和結(jié)腸部位的吸收優(yōu)于黃芩素。故二者體內(nèi)藥效學(xué)存在差異的原因是否與黃芩苷與黃芩素在體內(nèi)的吸收部位的不同有關(guān),還需進(jìn)一步探究。

本文旨在通過闡述枯芩與子芩各方面的差異,為臨床合理用藥提供依據(jù),并為以后枯芩和子芩藥效差異的機(jī)制研究提供參考。目前關(guān)于枯芩和子芩化學(xué)成分的差異研究多集中在黃酮類化合物方面,對揮發(fā)油和黃芩多糖等成分的差異研究較少,而據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道可知,揮發(fā)油和黃芩多糖等成分對黃芩的藥理作用具有一定的影響,這個(gè)空缺亟待補(bǔ)充。