天麻破壁粉和凍干粉抗癲癇及神經(jīng)保護(hù)作用研究*

劉春艷 牛建均 曾凡勇 晏朝操 耿 瑞 王煥珍 張麗艷 柴藝匯※

（1.德江縣民族中醫(yī)院土家族民族醫(yī)藥研究所，貴州 銅仁 565200；2.貴州中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，貴州 貴陽 550025）

天麻（Gastrodia elata Bl.）是蘭科天麻屬多年生草本植物，以干燥塊莖入藥，具有息風(fēng)止痙、平抑肝陽、祛風(fēng)通絡(luò)的功效[1]，其用于治療驚厥、癲癇、肢體麻木、風(fēng)濕病疼痛等病證[2]。貴州素有“天麻之鄉(xiāng)”的美譽(yù)，但天麻規(guī)模開發(fā)利用的資源僅限于小型種植基地或野生資源開采，并且長(zhǎng)期以粗加工或者直接以原藥材的形式銷售，出現(xiàn)了“質(zhì)優(yōu)價(jià)不優(yōu)”等嚴(yán)重問題，造成天麻優(yōu)勢(shì)資源的利用不足和相關(guān)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)失衡[3，4]。中藥的功效不僅取決于藥物的獨(dú)特化學(xué)組成，還與藥物的物理狀態(tài)密切相關(guān)。為解決天麻飲片傳統(tǒng)加工方式一系列問題[5]，近幾年來，破壁粉碎和真空冷凍干燥的中藥現(xiàn)代化關(guān)鍵高新技術(shù)被應(yīng)用于天麻的原料和制劑的基礎(chǔ)研究中，不僅突破了生物制藥的各種局限性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了藥物的品質(zhì)均一，并增加了藥物的保存時(shí)間和治療效果。因此，加快發(fā)展天麻新型飲片的開發(fā)，可充分發(fā)揮貴州天麻資源優(yōu)勢(shì)和潛力，增加醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值，提高經(jīng)濟(jì)效益。

1 歷史沿革及道地性

2000 年前天麻就被列為治病的神藥。天麻始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》將天麻列為上品，并認(rèn)為有“主殺鬼精物、蠱毒惡氣之功效”。唐代《新修本草》和宋代蘇頌《圖經(jīng)本草》中亦有天麻神奇功效的記述。宋代《小兒藥證直訣》中記載：天麻不論虛實(shí)寒熱，皆可配伍平肝息風(fēng)藥治療肝風(fēng)內(nèi)動(dòng)、驚癇抽搐。李時(shí)珍在《本草綱目》云：“天麻入厥陰之經(jīng)而治諸病”，按羅天益云：“眼黑頭眩，風(fēng)虛內(nèi)作，非天麻不能治，天麻乃定風(fēng)之草，故為‘治風(fēng)之神藥’”?！侗静菪戮帯吩唬骸疤炻?，能止昏眩，療風(fēng)祛濕治筋骨拘攣，癱瘓，通血脈，開竅，余皆不是盡信”。因此，關(guān)于天麻的現(xiàn)代藥理研究主要集中在鎮(zhèn)靜，抗驚厥，神經(jīng)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，血液循環(huán)改善，智力，延緩衰老等方面。而對(duì)于天麻的道地性，據(jù)歷史可查閱的資料記載：《中華本草》列天麻產(chǎn)地時(shí)，貴州為首選。胡世林主編的《中國(guó)地道藥材》一書，也將“貴藥列為天麻之首”。日本著名藥學(xué)博士難波恒雄在《漢方入門》中稱“天麻佳品出貴州”，再次展示了貴州天麻的珍貴性，使貴州天麻被許多外國(guó)專業(yè)人士認(rèn)可，并在日本和東南亞國(guó)家享有良好聲譽(yù)。貴州境內(nèi)西北部的大方、畢節(jié)地區(qū)所產(chǎn)野生天麻更是久享佳譽(yù)。貴州大方天麻、德江天麻和雷山烏桿天麻均已被列入中國(guó)地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品目錄，產(chǎn)量大且質(zhì)量?jī)?yōu)。貴州天麻享譽(yù)中外，素有“北參黔麻”的美譽(yù)；作為地道藥材，名氣堪與人參媲美。

2 天麻抗癲癇的主要化學(xué)成分

關(guān)于天麻的化學(xué)成分有許多報(bào)道，天麻具有豐富的化學(xué)成分。從天麻中分離鑒定的化學(xué)成分主要是有機(jī)酸類、酚類、多糖類及甾體類等，臨床上除天麻素及其苷元外，有確切療效的活性單體成分較少[6]。研究顯示[6，7]，天麻浸膏和水劑、天麻素、天麻苷元、香莢蘭醇和香莢蘭醛等有效成分均能明顯地對(duì)抗戊四氮（PTZ）誘導(dǎo)的驚厥和癲癇；結(jié)果表明，天麻及有效成分能延長(zhǎng)戊四氮誘導(dǎo)的驚厥潛伏期，也能減少由電刺激大鼠杏仁核點(diǎn)燃癲癇模型的發(fā)作程度，且香莢蘭醛能顯著縮短腦電圖中的癲癇后發(fā)放的時(shí)長(zhǎng)，探討天麻素對(duì)PTZ 癲癇大鼠腦血管的保護(hù)作用機(jī)制研究中，發(fā)現(xiàn)天麻素能減輕PTZ 癲癇大鼠海馬區(qū)神經(jīng)元、血管內(nèi)皮細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的受損程度，減輕癲癇對(duì)腦組織的損害，從多方面起到保護(hù)腦組織的作用。另有研究[8]表明，天麻苷元可抗PTZ 誘導(dǎo)的癲癇，還對(duì)紅藻氨酸誘導(dǎo)的神經(jīng)興奮性毒性有保護(hù)作用。

3 天麻抗癲癇作用機(jī)制

癲癇是由神經(jīng)元反復(fù)異常放電引起的一組短暫性中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的慢性疾病[9]。其影響全世界約1%的人口，是僅次于腦中風(fēng)的第二常見的神經(jīng)系統(tǒng)疾病[10]。研究[11]發(fā)現(xiàn)，癲癇發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，主要從神經(jīng)元離子的調(diào)控與分布、神經(jīng)遞質(zhì)的合成與代謝，神經(jīng)元凋亡、氧化應(yīng)激等多途徑進(jìn)行研究。Kim H J等[12]為觀察天麻的甲醇提取物對(duì)抗驚厥和海馬區(qū)的保護(hù)作用，結(jié)果顯示，天麻的甲醇提取物延長(zhǎng)了驚厥發(fā)作時(shí)間，減輕海馬CA1 和CA3 區(qū)的神經(jīng)細(xì)胞損害。Ha J H 等[13]研究發(fā)現(xiàn)，大腦中的GABA 水平在抗癲癇發(fā)作中起著至關(guān)重要的作用。天麻苷元可以抑制γ-氨基丁酸轉(zhuǎn)氨酶（GABA-T），并且通過抑制該酶，增加腦內(nèi)GABA 的含量，從而發(fā)揮抗驚厥作用。癲癇發(fā)作通常在癲癇發(fā)作終止后的一段時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡，這既是癲癇發(fā)作的結(jié)果，也是復(fù)發(fā)和難治的原因。癲癇發(fā)作后促進(jìn)基因Bax 和抑制基因Bcl-2 將被誘導(dǎo)表達(dá)，其基因編碼的蛋白質(zhì)產(chǎn)物使調(diào)控的細(xì)胞凋亡[14]。因此，研究癲癇發(fā)作后神經(jīng)元細(xì)胞凋亡的發(fā)生具有重要意義[15]。研究[16]表明，天麻素可以增加癲癇大鼠大腦皮質(zhì)神經(jīng)元中抗凋亡蛋白Bcl-2 的表達(dá)并降低促凋亡蛋白Caspase-3 的表達(dá)，抑制癲癇細(xì)胞凋亡的發(fā)生，從而發(fā)揮腦保護(hù)作用。研究[17]觀察天麻等中藥提取物，對(duì)體外模擬腦出血再灌注損傷原代培養(yǎng)神經(jīng)元調(diào)控基因Bax 和Bcl-2 表達(dá)的影響，表現(xiàn)其可通過上調(diào)神經(jīng)元Bcl-2 表達(dá)、下調(diào)Bax 的表達(dá)對(duì)腦缺血再灌注損傷的神經(jīng)細(xì)胞起到一定的保護(hù)作用。

隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展，天麻抗癲癇作用的研究也取得了很大的進(jìn)展，其研究領(lǐng)域涵蓋了從宏觀行為到微分子生物學(xué)，包括神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子、神經(jīng)免疫等[18]。因此，加強(qiáng)對(duì)天麻抗癲癇分子機(jī)制的研究，對(duì)提高臨床治療癲癇的有效性和安全性具有重要意義。

4 天麻破壁粉抗癲癇及神經(jīng)保護(hù)作用研究

中藥破壁粉是使用超微粉碎技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)飲片進(jìn)行細(xì)胞級(jí)粉碎制粒而成的，即為目前繼中藥傳統(tǒng)飲片、中藥顆粒、中藥浸膏之后的第4 個(gè)階段為中藥破壁飲片[19]。由于中藥在傳統(tǒng)煎煮條件下不能充分釋放中藥有效成分，因此通過細(xì)胞水平微粉碎的方法大大提高了中藥的釋放速度和釋放量，提高了藥材的生物利用度。中藥有效成分是其治療疾病的物質(zhì)基礎(chǔ)，通過常規(guī)粉碎使藥材中有效成分的溶出率較低，許多活性成分滯留于藥材的細(xì)胞中不能被充分地利用[19]。天麻破壁粉的工藝流程主要是將天麻藥材通過現(xiàn)代超微粉碎技術(shù)，在壓力0.7 mPa 條件下進(jìn)行氣流粉碎，得到800～1000 目天麻（破壁）粉末。中藥破壁粉的主要優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量均勻，使用方便，無需添加任何成分即可保留主要成分，從而提高了活性成分在藥材中的溶出率和溶出度[20，21]。其缺點(diǎn)是藥物比表面積增大易氧化吸潮，制備工藝要求嚴(yán)格，價(jià)格較高。天麻破壁粉粒度大小對(duì)天麻素溶出率及抗驚厥作用的影響研究[22]顯示，破壁粉中天麻素的溶出率和抗驚厥與普通粉比較，作用顯著提高。另外，在對(duì)比研究天麻超細(xì)粉和普通粉的藥效學(xué)差異中，發(fā)現(xiàn)天麻超細(xì)粉和普通粉均可減少小鼠扭體次數(shù)和延長(zhǎng)小鼠的睡眠持續(xù)時(shí)間，且天麻超微粉所用劑量較低，其明顯提高小鼠痛閾值，天麻普通粉作用不明顯[23]?？梢娞炻槠票诜鄄捎脷饬鞣鬯榧夹g(shù)破碎藥材細(xì)胞壁，可提高藥物成分的溶出速度和溶出量，提高藥效從而減少用量，對(duì)保護(hù)野生天麻資源和促進(jìn)天麻資源的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

5 天麻凍干粉抗癲癇及神經(jīng)保護(hù)作用研究

真空冷凍干燥技術(shù)是一種將物料凍結(jié)在低于共晶點(diǎn)溫度并通過升華從物料中去除水分的干燥方法[24]。在冷凍干燥的過程中，物料大部分時(shí)間處于低溫和真空環(huán)境中，冷凍干燥后，物料可以保持敏感物質(zhì)的活性并保持原始形狀，且呈多孔海綿狀結(jié)構(gòu)，易復(fù)水溶解，輕巧方便運(yùn)輸，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定的保存。但也具有儀器設(shè)備昂貴、無菌操作、生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)[25，26]。因此，提高真空冷凍干燥效率、縮短干燥時(shí)間，從而使真空干燥更好地應(yīng)用于中藥現(xiàn)代化加工技術(shù)是目前研究重點(diǎn)。據(jù)報(bào)道[27]天麻等中藥材的真空冷凍干燥工藝研究尚未在國(guó)內(nèi)廣泛開展。研究[28]顯示，經(jīng)真空冷凍干燥處理后，天麻中天麻素和多糖的提取率明顯提高，比蒸煮烘干、自然曬干等處理高出4～10 倍。另外，有研究[29]表明天麻在受熱干燥過程中天麻素含量會(huì)降低。因此，可看出冷凍干燥可以更好地保持天麻的活性成分而不被破壞或減少，這對(duì)天麻生物酶、蛋白質(zhì)、維生素、熱敏有效成分可以最大限度地保留，使天麻其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及藥效作用顯著提高。因此，天麻通過凍干方式處理，一定程度上減少了天麻有效成分的含量損失，能最大程度保持成分的活性，大量提高其有效成分的溶出。但關(guān)于鮮天麻凍干粉的研究報(bào)道較少，天麻真空冷凍干燥與傳統(tǒng)干燥相比，天麻的安全應(yīng)用是否有影響，藥效是否有差異，待進(jìn)一步的深入研究。

6 天麻破壁粉、凍干粉抗癲癇及神經(jīng)保護(hù)作用對(duì)比研究

目前，天麻破壁粉和凍干粉現(xiàn)有藥效學(xué)研究基礎(chǔ)還較薄弱，經(jīng)破壁粉碎及冷凍干燥后，天麻有效劑量改變的安全性及有效性還需進(jìn)一步研究。本課題組實(shí)驗(yàn)研究[30，31]證明，天麻普通粉、破壁粉、凍干粉HPLC指紋圖譜共有模式對(duì)比分析可知，三者的化學(xué)成分有明顯差異，凍干粉與破壁粉較普通粉均有色譜峰的增減，可見天麻不同的干燥方式和不同的粉碎方式對(duì)其化學(xué)成分具有一定的影響，但三者之間的藥效差異性待進(jìn)一步的研究。故課題組從抗癲癇及神經(jīng)保護(hù)作用方面研究天麻破壁粉、凍干粉的藥效差異，結(jié)果顯示，天麻破壁粉、凍干粉均能改善癲癇大鼠海馬神經(jīng)元細(xì)胞的病理形態(tài)，并減少神經(jīng)元損傷和抑制細(xì)胞凋亡。其藥效的提高可能與不同的干燥方式和不同的粉碎方式造成有效物質(zhì)的溶出率不同有關(guān)，而天麻凍干粉效果顯著可能與真空冷凍干燥技術(shù)有效地抑制了熱敏性物質(zhì)發(fā)生生物、化學(xué)或物理變化，保存了天麻的活性物質(zhì)，使天麻成分穩(wěn)定性增高有關(guān)[32，33]，為天麻凍干粉、破壁粉的臨床應(yīng)用提供理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，但不同干燥和粉碎技術(shù)對(duì)天麻抗癲癇有效成分的差異性，有待進(jìn)一步研究證實(shí)明確。

7 天麻破壁粉和凍干粉技術(shù)展望

目前天麻藥用資源緊缺，破壁粉碎和真空冷凍干燥技術(shù)是融合多學(xué)科現(xiàn)代技術(shù)，對(duì)天麻飲片傳統(tǒng)炮制方式進(jìn)行了創(chuàng)新[34]。破壁粉碎和真空冷凍干燥技術(shù)不僅提高了中藥飲片均勻性和利用率，保證了臨床療效和質(zhì)量控制以及應(yīng)用創(chuàng)新，滿足現(xiàn)代人群的用藥需求。但天麻藥材經(jīng)破壁粉碎和冷凍干燥后，其有效成分是否發(fā)生改變，其有害物質(zhì)是否溶出增加，其臨床劑量是否發(fā)生變化，都需要進(jìn)行中藥臨床研究工作。綜上所述，破壁粉碎技術(shù)及真空冷凍干燥技術(shù)發(fā)揮其資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的特有優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)中藥飲片的現(xiàn)代化和標(biāo)準(zhǔn)化。后續(xù)將對(duì)中藥破壁粉碎技術(shù)及真空冷凍干燥技術(shù)的相關(guān)問題進(jìn)行全面深入的研究，并為中藥制劑的發(fā)展和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)，為實(shí)現(xiàn)中藥飲片現(xiàn)代化提供新的途徑。