鎖陽(yáng)的資源化學(xué)、藥理作用及開(kāi)發(fā)利用研究進(jìn)展

毛小文，顧志榮，呂 鑫，祁 梅，葛 斌，*

（1.甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；2.甘肅省人民醫(yī)院藥劑科，甘肅 蘭州 730000）

鎖陽(yáng)又稱銹鐵棒、鎖嚴(yán)子，是鎖陽(yáng)科植物鎖陽(yáng)（Cynomorium songaricumRupr.）的干燥肉質(zhì)莖，多寄生于蒺藜科白刺屬植物的根部，主要分布于內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、青海、寧夏等地，是一種珍稀的瀕危藥用植物。世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）將鎖陽(yáng)瀕危級(jí)別定為易危（VU），《華盛頓公約》（CITES）將其定為Ⅱ級(jí)保護(hù)植物［1］。鎖陽(yáng)多生長(zhǎng)于荒漠草原、草原化荒漠與荒漠地帶的河邊、湖邊、池邊等生境且有白刺、琵琶柴生長(zhǎng)的鹽堿地區(qū)，具有一定的生態(tài)價(jià)值。

《本草綱目》記載鎖陽(yáng)“甘、溫、無(wú)毒。大補(bǔ)陰氣，益精血，利大便。潤(rùn)燥養(yǎng)筋，治痿弱”［2］。鎖陽(yáng)中含有黃酮類(lèi)、甾體類(lèi)、萜類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、多糖類(lèi)、鞣質(zhì)類(lèi)等多種活性成分［3-4］?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明，鎖陽(yáng)具有促進(jìn)性功能，調(diào)節(jié)免疫，抗癌，抗疲勞，延緩衰老，防止心血管疾病，抗應(yīng)激，清除自由基等作用。目前，鎖陽(yáng)基本為野生狀態(tài)，其中內(nèi)蒙古阿拉善盟和甘肅瓜州縣所產(chǎn)鎖陽(yáng)質(zhì)量最佳，占全國(guó)總產(chǎn)量的80%以上。近年來(lái)，鎖陽(yáng)需求量不斷攀升，市場(chǎng)需求量從2015年的1 500噸增加到了2020年的4 000噸左右，價(jià)格漲幅近3倍，其中大多用于食品、保健產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。本文就鎖陽(yáng)的資源化學(xué)、藥理作用及資源開(kāi)發(fā)利用等相關(guān)研究進(jìn)行綜述，為鎖陽(yáng)的資源開(kāi)發(fā)與高質(zhì)量利用提供參考。

1 鎖陽(yáng)資源化學(xué)研究

1.1 不同采收期化學(xué)成分研究

鎖陽(yáng)在不同生長(zhǎng)期的化學(xué)成分積累存在差異。不同生長(zhǎng)期鎖陽(yáng)中兒茶素、原兒茶酸、總黃酮、鞣質(zhì)、多糖和無(wú)機(jī)元素的積累具有一定規(guī)律，積累規(guī)律與民間的采集期相吻合。在不同地區(qū)，無(wú)論野生還是栽培的鎖陽(yáng)，兒茶素、鞣質(zhì)、多糖含量變化趨勢(shì)均相同，以出土前期和出土期含量最高；不同生長(zhǎng)期鎖陽(yáng)中原兒茶酸的含量為出土前期>出土期>結(jié)實(shí)期，而鎖陽(yáng)總黃酮為出土期>開(kāi)花期，且花中總黃酮含量高于莖中［5］；4月份采集的鎖陽(yáng)中K、Na、Mg、Cu、Mn、Fe含量最高，1月次之，3月最低［6］。

1.2 產(chǎn)地適宜性研究

利用中藥產(chǎn)地適宜性評(píng)價(jià)地理信息系統(tǒng)（TC?MGIS）提取野生鎖陽(yáng)主產(chǎn)區(qū)和道地產(chǎn)區(qū)多個(gè)采樣點(diǎn)的生態(tài)因子，發(fā)現(xiàn)鎖陽(yáng)資源分布具有明顯的地域性特征，適宜產(chǎn)區(qū)主要分布于我國(guó)西北干旱地區(qū)的內(nèi)蒙古、甘肅、新疆、寧夏和青海等5個(gè)省區(qū)，總面積達(dá)107.7萬(wàn)km2，從面積占比來(lái)說(shuō)，內(nèi)蒙古＞新疆＞甘肅［7］。研究顯示，內(nèi)蒙古所產(chǎn)鎖陽(yáng)藥材質(zhì)量最優(yōu)，其次為甘肅、寧夏、新疆、青海［8］。以沒(méi)食子酸、原兒茶酸、兒茶素、總黃酮、總多糖的含量為指標(biāo)對(duì)甘肅不同產(chǎn)地的鎖陽(yáng)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)金塔縣和敦煌市所產(chǎn)鎖陽(yáng)質(zhì)量?jī)?yōu)于其它產(chǎn)區(qū)［9］；瓜州縣所產(chǎn)鎖陽(yáng)的總皂苷含量顯著高于內(nèi)蒙古和新疆等產(chǎn)區(qū)［10］。

1.3 不同藥用部位化學(xué)成分差異研究

根據(jù)生物學(xué)特征，研究界將鎖陽(yáng)肉質(zhì)莖分為花序部、花莖接合部、莖上段、莖中段和莖下段等5部分，不同部位的兒茶素、熊果酸、多糖的分布規(guī)律有所不同。兒茶素在莖中、上段含量最高，熊果酸在莖中、下段含量最高，多糖則以莖下段含量最高，上述三種成分均以莖段含量較高，花序部含量最低；花序部鞣質(zhì)含量明顯高于其它4個(gè)部位［11］。這提示我們可根據(jù)用藥目的合理選擇鎖陽(yáng)的入藥部位。

1.4 化學(xué)成分的生物合成途徑及積累規(guī)律研究

鎖陽(yáng)的次生代謝產(chǎn)物因特定的生物學(xué)功能而積累在特定部位，催化形成的酶類(lèi)也特異地分布在不同的器官、組織、細(xì)胞及細(xì)胞器中。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)色花青素還原酶（LAR）和二氫黃酮醇還原酶（DFR）基因在未出土鎖陽(yáng)中的表達(dá)量較高，在出土后則表達(dá)量較低，這一規(guī)律與兒茶素的積累規(guī)律相一致，因此判斷LAR和DFR對(duì)鎖陽(yáng)兒茶素的合成可能起著重要的調(diào)控作用［12］。不同發(fā)育階段鎖陽(yáng)的內(nèi)生真菌中7種活性成分（總多糖、總黃酮、原兒茶酸、兒茶素、單寧、沒(méi)食子酸和熊果酸）的積累與內(nèi)生真菌群落組成密切相關(guān)［13］。對(duì)7個(gè)主要產(chǎn)地鎖陽(yáng)內(nèi)生菌和13個(gè)不同標(biāo)記代謝產(chǎn)物的研究發(fā)現(xiàn)，有7個(gè)共享的真菌操作性分類(lèi)單元（OTUs）［14］。另外，對(duì)鎖陽(yáng)的無(wú)機(jī)元素研究發(fā)現(xiàn)，鎖陽(yáng)中Ca-Cu、Fe-Ag、Co-Ba、Na-Mn元素存在協(xié)同促進(jìn)作用，而Mg-Zn、Mn-Cd、Pb-Cr、K-Ba、K-Cr元素存在相互拮抗作用［15］。這些研究對(duì)鎖陽(yáng)次生代謝產(chǎn)物合成和積累的空間調(diào)控及人工引種栽培具有一定指導(dǎo)意義。

2 鎖陽(yáng)藥理作用研究

2.1 增強(qiáng)性功能

鎖陽(yáng)增強(qiáng)性功能主要通過(guò)其“補(bǔ)腎益精”作用來(lái)體現(xiàn)。鎖陽(yáng)可增加大鼠的精子數(shù)目及存活率，降低精子DNA碎片化指數(shù)，改善精子活力；增加血清睪酮含量，促進(jìn)性成熟及精子發(fā)生過(guò)程；促進(jìn)垂體卵泡刺激素（FSH）分泌，繼而促進(jìn)精原干細(xì)胞增殖和睪丸組織中Thy1、GFRαPLZF基因表達(dá)［16］；使未成熟大鼠睪丸重量顯著增加，睪丸中生精小管的直徑和細(xì)胞層數(shù)明顯增加，對(duì)曲細(xì)精管具有直接生精作用，可能是通過(guò)發(fā)揮類(lèi)似睪酮的作用［17］。

2.2 增強(qiáng)免疫

鎖陽(yáng)對(duì)細(xì)胞免疫和體液免疫均有一定的調(diào)節(jié)功能，可以通過(guò)提升巨噬細(xì)胞的吞噬活性和血清溶血素含量［18］，在一定濃度范圍內(nèi)對(duì)巨噬細(xì)胞中的RAW264.7細(xì)胞起到良好的免疫調(diào)節(jié)作用［19］，對(duì)四氯化碳誘導(dǎo)的肝纖維化大鼠外周血T淋巴細(xì)胞亞群的活化具有促進(jìn)作用，在一定程度上拮抗免疫功能低下［20］。

2.3 抗疲勞

鎖陽(yáng)水提液可提高大強(qiáng)度訓(xùn)練大鼠的血紅蛋白含量和糖原儲(chǔ)備，并隨著劑量的增加而延長(zhǎng)大鼠跑臺(tái)、游泳力竭的時(shí)間［21］。鎖陽(yáng)醇提物能促進(jìn)糖原的儲(chǔ)備，增加三磷酸腺苷（ATP），降低丙二醛（MDA）和乳酸的含量，對(duì)肌肉提供能量的同時(shí)又具有較好的保護(hù)作用［22］。鎖陽(yáng)黃酮提取物能夠通過(guò)減輕肌肉疲勞來(lái)提高耐力運(yùn)動(dòng)性能，加強(qiáng)大鼠游泳的耐力［23］。

2.4 抗氧化損傷

癌癥、衰老等許多疾病的發(fā)生發(fā)展與過(guò)量自由基的產(chǎn)生有關(guān)，直接作用在自由基或間接消耗掉生成自由基的物質(zhì)，可以防止進(jìn)一步發(fā)生氧化反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，鎖陽(yáng)黃酮抗氧化活性約為相同濃度維生素E的1/5［24］。鎖陽(yáng)多糖可通過(guò)清除血清活性氧（ROS），防止DNA損傷，對(duì)H2O2誘導(dǎo)PC12細(xì)胞的氧化應(yīng)激反應(yīng)起到顯著保護(hù)作用［25］。鎖陽(yáng)乙酸乙酯提取物通過(guò)增強(qiáng)超氧化物歧化酶（SOD）活性，減少M(fèi)DA的產(chǎn)生，加強(qiáng)清除超氧自由基而減少氧化應(yīng)激的發(fā)生［26］。

2.5 抗衰老

抗衰老是鎖陽(yáng)多糖的主要作用。鎖陽(yáng)多糖通過(guò)增強(qiáng)雄性衰老小鼠生殖細(xì)胞端粒酶活性，促進(jìn)小鼠端粒體逆轉(zhuǎn)錄酶的轉(zhuǎn)錄過(guò)程，抑制染色體末端端粒長(zhǎng)度的縮短，從而延緩組織細(xì)胞的衰老進(jìn)程［27］；可以延長(zhǎng)雌性果蠅成蟲(chóng)的平均壽命和最大壽命，隨著壽命的延長(zhǎng)，老年果蠅的交配及繁殖能力也得到提高［28］；能使大鼠衰老模型血、腦、腎組織中一氧化氮（NO）含量明顯降低，脾臟、胸腺指數(shù)提高［29］。

2.6 神經(jīng)保護(hù)

鎖陽(yáng)乙酸乙酯提取物具有雌激素作用，可以促進(jìn)細(xì)胞再生，使神經(jīng)突觸增長(zhǎng)并改善記憶功能，可通過(guò)上調(diào)突觸素的表達(dá)來(lái)促進(jìn)學(xué)習(xí)記憶能力［30］，通過(guò)p-CREB/BDNF介導(dǎo)的ERK/p38/MAPK的下調(diào)而發(fā)揮改善學(xué)習(xí)和記憶的作用［31］。因此，鎖陽(yáng)在防治阿爾茨海默癥等神經(jīng)退行性疾病方面具有較好的開(kāi)發(fā)潛力。

2.7 抗癌

鎖陽(yáng)乙醇提取物對(duì)人體白血病細(xì)胞有顯著的抗增殖活性［32］。鎖陽(yáng)多糖也具有抗癌活性，不同濃度鎖陽(yáng)多糖對(duì)人肺泡腺癌基底上皮細(xì)胞（A549）的端粒酶逆轉(zhuǎn)錄酶（TERT）mRNA的表達(dá)有顯著抑制作用，促進(jìn)A549細(xì)胞凋亡［33］。鎖陽(yáng)多糖還可抑制人肝癌細(xì)胞HepG2的生長(zhǎng)［34］?？梢?jiàn)，鎖陽(yáng)多糖在抗腫瘤藥物開(kāi)發(fā)方面具有較好的前景。

2.8 其它作用

鎖陽(yáng)還具有降糖［35］、抑制前列腺增生［36］、抗骨質(zhì)疏松［37］等作用。

3 鎖陽(yáng)相關(guān)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)研究

3.1 功能性保健品

鎖陽(yáng)富含黃酮、多糖、有機(jī)酸等多種活性成分，具有增強(qiáng)免疫力、抗疲勞、增強(qiáng)性功能、保護(hù)神經(jīng)等作用，是一種優(yōu)質(zhì)的功能性保健品原料。目前開(kāi)發(fā)出的產(chǎn)品主要有鎖陽(yáng)餅、鎖陽(yáng)酒、鎖陽(yáng)咖啡、鎖陽(yáng)茶、鎖陽(yáng)枸杞發(fā)酵酒等［38］。

3.2 藥品

目前，以鎖陽(yáng)為主要成分的新制劑日益增多，如治療原發(fā)性血小板減少性紫癜的復(fù)方鎖陽(yáng)沖劑，治療腎陽(yáng)虛的復(fù)方鎖陽(yáng)口服液，治療腎虛滑精、腰膝酸軟、眩暈耳鳴、四肢無(wú)力的鎖陽(yáng)固精丸等。正開(kāi)發(fā)的鎖陽(yáng)制劑有鎖陽(yáng)多糖咀嚼片、鎖陽(yáng)黃酮咀嚼片、鎖陽(yáng)螺旋藻復(fù)合片及納米鎖陽(yáng)等［39-41］。但總體來(lái)說(shuō)，目前鎖陽(yáng)相關(guān)藥品較少，公眾可選擇范圍較為狹窄。

4 鎖陽(yáng)的資源量及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

鎖陽(yáng)主要寄主植物有白刺、多裂駱駝蓬等，在我國(guó)西北地區(qū)分布十分廣泛，是荒漠區(qū)的主要建群種，生態(tài)效應(yīng)極高，具有保護(hù)天然草場(chǎng)、防風(fēng)固沙、恢復(fù)植被、改善局部生態(tài)環(huán)境等作用。目前，鎖陽(yáng)主要以野生資源為主，全國(guó)野生資源蘊(yùn)藏量約為3萬(wàn)噸，而正常年份采挖約為1 500噸。內(nèi)蒙古產(chǎn)區(qū)的鎖陽(yáng)產(chǎn)量占全國(guó)產(chǎn)量的70%左右，甘肅河西地區(qū)約占10%～15%。近年來(lái)，由于鎖陽(yáng)需求量不斷增加，其價(jià)格漲幅較大，由30元/kg漲到100元/kg左右，致使農(nóng)牧民連年過(guò)度采挖，導(dǎo)致鎖陽(yáng)資源逐漸萎縮。因此，鎖陽(yáng)野生資源的現(xiàn)狀不容樂(lè)觀。

隨著鎖陽(yáng)及其寄主植物開(kāi)發(fā)利用價(jià)值的提升，人們?cè)谶^(guò)度采挖野生鎖陽(yáng)的同時(shí)，還嚴(yán)重破壞了寄主植物，影響其繁衍的速度，并加劇水土流失，破壞了生態(tài)環(huán)境。目前，我國(guó)對(duì)野生鎖陽(yáng)及寄主植物的合理開(kāi)發(fā)利用舉措很少，采挖還處于放任自流、自采自銷(xiāo)的初級(jí)階段，還沒(méi)有引起相關(guān)部門(mén)的高度重視。

5 鎖陽(yáng)的資源保護(hù)

5.1 建立保護(hù)區(qū)

鎖陽(yáng)及寄主植物資源主要分布于我國(guó)西北荒漠、鹽堿地等生態(tài)極其脆弱的地帶，一旦破壞其生長(zhǎng)的生態(tài)環(huán)境，等待自然修復(fù)將需要幾十年甚至上百年時(shí)間。據(jù)調(diào)查［42］，多年來(lái)由于當(dāng)?shù)厮庌r(nóng)無(wú)節(jié)制的濫采濫挖，導(dǎo)致鎖陽(yáng)產(chǎn)地野生資源大幅減少，同時(shí)寄主植物受損、土壤沙化等情況愈加嚴(yán)重，從而制約了鎖陽(yáng)資源的可持續(xù)發(fā)展。顯然，建立保護(hù)區(qū)是當(dāng)前行之有效的舉措之一。在保護(hù)區(qū)內(nèi)普及鎖陽(yáng)資源的宣傳教育活動(dòng)，對(duì)野生鎖陽(yáng)資源合理開(kāi)采，限定采挖期、采挖量和采挖標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)采挖過(guò)的地方要回填，以確?？沙掷m(xù)利用，同時(shí)對(duì)寄主植物嚴(yán)禁采挖和破壞；建立正規(guī)的鎖陽(yáng)采收市場(chǎng)，統(tǒng)一收購(gòu)、定點(diǎn)收購(gòu)，制止多頭插手經(jīng)營(yíng)等混亂局面。

5.2 開(kāi)展人工栽培

從2004年起，我國(guó)開(kāi)始鎖陽(yáng)人工種植栽培技術(shù)研究，并在內(nèi)蒙古、甘肅等地獲得成功，逐步形成了標(biāo)準(zhǔn)化栽培技術(shù)和操作規(guī)程，甘肅肅南、內(nèi)蒙古阿右旗等地目前已發(fā)展成為鎖陽(yáng)的主要種植基地。當(dāng)?shù)卣畬㈡i陽(yáng)人工種植與治沙相結(jié)合，通過(guò)對(duì)鎖陽(yáng)及其寄主植物的大規(guī)模栽培，開(kāi)創(chuàng)了一種沙漠治理新模式，陸續(xù)將鎖陽(yáng)引種到阿右旗及肅南等地，充分利用西北地區(qū)豐富的白刺資源，在保護(hù)原有鹽堿地生態(tài)的基礎(chǔ)上，發(fā)展鎖陽(yáng)種植，實(shí)現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收，為西北鹽堿地生態(tài)高效利用提供了新思路。但是，目前鎖陽(yáng)人工種植面積依然有限，大范圍種植試點(diǎn)工作未能很好地推廣，種植資源量較小，年產(chǎn)量?jī)H約40噸左右，不能滿足市場(chǎng)需求。

6 總結(jié)與展望

鎖陽(yáng)是中醫(yī)、蒙醫(yī)的常用藥材，也是常用的藥食兩用材料，在藥品、保健品、食品、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展及應(yīng)用前景。鎖陽(yáng)的資源化學(xué)研究是目前研究的熱點(diǎn)之一，如不同采收期化學(xué)成分研究，產(chǎn)地適宜性研究，不同藥用部位化學(xué)成分差異研究，化學(xué)成分的生物合成途徑及積累規(guī)律研究等?？偨Y(jié)可知，內(nèi)蒙古和甘肅的鎖陽(yáng)藥材質(zhì)量明顯優(yōu)于其他產(chǎn)區(qū)。鎖陽(yáng)是多部位、多成分、多器官、多靶點(diǎn)的典型中藥，含有黃酮類(lèi)、甾體類(lèi)、萜類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、多糖類(lèi)、鞣質(zhì)類(lèi)等多種有效部位。目前已確定了兒茶素、原兒茶酸、熊果酸、原花青素等多種有效成分，具有增強(qiáng)性功能、增強(qiáng)免疫、抗疲勞、抗氧化損傷、抗衰老、保護(hù)神經(jīng)、抗癌、降糖、抑制前列腺增生等廣泛的藥理作用。鎖陽(yáng)資源主要來(lái)自于野生，資源量有限，而目前的人工栽培技術(shù)尚不成熟。因此，建立保護(hù)區(qū)，大力研究推動(dòng)開(kāi)展人工栽培技術(shù)，是鎖陽(yáng)資源保護(hù)的有效手段。

目前關(guān)于鎖陽(yáng)的研究也存在一定的局限性，應(yīng)在今后的研究中加以改進(jìn)和提高。（1）應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)鎖陽(yáng)的人工栽培技術(shù)研究與推廣，解決目前野生資源枯竭、生長(zhǎng)環(huán)境破環(huán)嚴(yán)重的問(wèn)題。（2）雖然目前鎖陽(yáng)的藥理作用發(fā)現(xiàn)較多，但其分子機(jī)制及有效成分的揭示遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。（3）當(dāng)前研究主要集中在鎖陽(yáng)水煎液、總有效部位、不同溶劑提取部位等方面，未來(lái)應(yīng)更多關(guān)注單體有效成分，以更精確揭示其作用的分子機(jī)制。（4）目前以鎖陽(yáng)為主藥的復(fù)方研究較少，已上市相關(guān)藥品也較少，公眾可選擇范圍較為狹窄，相關(guān)研究與臨床實(shí)際聯(lián)系不夠緊密，應(yīng)在未來(lái)研究中不斷加強(qiáng)。