黑干姜的加工方法、化學(xué)成分、藥理作用的研究進(jìn)展及其質(zhì)量標(biāo)志物的預(yù)測(cè)分析

高子軒,王雪晴,周桂生,王天舒,喻斌,嚴(yán)輝

(1.南京中醫(yī)藥大學(xué)中藥資源產(chǎn)業(yè)化與方劑創(chuàng)新藥物國家地方聯(lián)合工程研究中心/江蘇省中藥資源產(chǎn)業(yè)化過程協(xié)同創(chuàng)新中心,江蘇 南京 210023;2.南京中醫(yī)藥大學(xué)人工智能與信息技術(shù)學(xué)院,江蘇 南京 210023)

干姜始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,“干姜,味辛,溫。主胸滿……生者尤良”[1]?！睹t(yī)別錄》中記載:“生姜、干姜生犍為川谷……九月采之”[2]。2020年版《中國藥典》記載干姜為姜科植物姜ZingiberofficinaleRoscoe的干燥根莖,具有溫中散寒,回陽通脈,溫肺化飲的功效[3]。而黑干姜作為干姜中功效獨(dú)特的商品規(guī)格目前并未被《中國藥典》收載,僅在《四川省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》中以筠姜之名收載。黑干姜姜味濃郁,具備溫補(bǔ)之效,辛溫而不燥,溫中散里寒,守而不走,能促進(jìn)血液循環(huán)、提高抵抗力,自記載起至今已有1 700多年的歷史,產(chǎn)自四川筠連一帶,為四川道地藥材,采用古法漢方,經(jīng)特殊工藝炮制而成,亦稱筠姜?！缎滦薇静荨份d:“姜,生犍為川谷,九月采”[4];《本草綱目拾遺》載:“出川中,屈曲如枯枝,味最辛辣,絕不類姜形,亦可入食料用”[5];清《本草從新》卷四中記載“干姜,辛,熱,逐寒邪而發(fā)表溫經(jīng),燥脾濕而定嘔消痰”[6]。上述文獻(xiàn)記載的姜均為黑干姜,可見黑干姜藥用歷史悠久,其藥用功效得到古代醫(yī)家的認(rèn)可。值得關(guān)注的是,《中國藥典》收載的干姜在日本主要做食品用,《日本藥典》所用干姜性狀要求為黑干姜,且四川每年產(chǎn)出黑干姜多數(shù)都直供日本?！度毡舅幍洹分兴d干姜規(guī)格為黑干姜必定有其獨(dú)到之處,同時(shí)日本于保健食品、醫(yī)療領(lǐng)域大量運(yùn)用黑干姜,但國內(nèi)對(duì)黑干姜的應(yīng)用僅集中于其產(chǎn)地四川。目前國內(nèi)對(duì)黑干姜的研究較少,對(duì)干姜與黑干姜在功效主治、藥理作用和化學(xué)成分上的區(qū)別缺乏深入探究,因此無法充分發(fā)揮干姜不同商品規(guī)格在不同病證上的應(yīng)用價(jià)值。本文對(duì)黑干姜的炮制方法、化學(xué)成分、藥理作用等方面的研究進(jìn)展進(jìn)行了系統(tǒng)的整理與總結(jié),并對(duì)黑干姜質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析進(jìn)行初步探討,為黑干姜建立完善的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系及相關(guān)研究、產(chǎn)品開發(fā)及其推廣應(yīng)用提供參考。

1 加工方法

北宋《本草圖經(jīng)》[7]記載“生姜,生犍為山谷……秋采根,于長流水洗過,日曬為干姜。漢州干姜法:以水淹姜三日,去皮,又置流水中六日,更刮去皮,然后暴之,令干,釀?dòng)诋Y中,三日乃成也。近世方有主脾胃虛冷,以溫州白干姜一物,漿水煮,令透心濕潤,取出焙干?！痹摃涊d了干姜不同產(chǎn)地及治療不同病證的不同加工方法。其中煮至透心濕潤,取出焙干,即為現(xiàn)代黑干姜的加工方法。黑干姜質(zhì)地堅(jiān)實(shí),斷面琥珀色,膠質(zhì)狀,也稱牛角芯或玻璃口,無纖維(圖1)。黑干姜在使用時(shí)必須搗碎或者磨粉,才能更好地發(fā)揮藥效。

注:a.黑干姜外觀圖;b.黑干姜斷面圖;c.干姜外觀及切面圖

圖2 黑干姜Q-Marker研究關(guān)鍵步驟

黑干姜采用古法炮制,首先取生姜揀凈雜質(zhì),洗凈,大小分檔,蒸制至透心,取出,稍晾,拌回蒸液,干燥;或拌回蒸液,潤透,切厚片,干燥,得到黑干姜片[8]。黑干姜作為唯一符合日本漢方要求的出口級(jí)藥用干姜,每年產(chǎn)出的大部分都直供日本,日本學(xué)者通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)黑干姜的6-姜烯酚含量較普通干姜高[9]。炮制過程中不同的加工方法、干燥方式及溫度會(huì)對(duì)黑干姜的有效成分含量、藥理作用產(chǎn)生影響。汪曉輝等[10]采用HPLC法和揮發(fā)油測(cè)定法,將黑干姜的藥材性狀、辛辣成分6-姜酚、揮發(fā)油含量作為指標(biāo),對(duì)不同加工方法的黑干姜進(jìn)行對(duì)比研究。采用完整不去皮姜塊、趁鮮切片、先去皮后干燥姜塊、先干燥后去皮姜塊這4種加工方法,以曬干、烘干、微波干燥和遠(yuǎn)紅外干燥4種干燥方式分別在45、55、75、100 ℃的溫度下進(jìn)行干燥。對(duì)比結(jié)果顯示完整不去皮姜塊的6-姜酚和揮發(fā)油含量均最高。辛辣素成分對(duì)于溫度變化較為敏感,隨干燥溫度升高,6-姜酚含量逐漸下降。若干燥的溫度偏低,會(huì)使干燥的時(shí)間延長,增加成本,并會(huì)導(dǎo)致黑干姜發(fā)生霉變,使6-姜酚及揮發(fā)油含量下降,影響其質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)黑干姜最適宜的加工方法是將不去皮完整塊姜蒸透后,在55 ℃低溫烘干。

在日本,生姜經(jīng)水浸泡或蒸煮后,再干燥稱之為黑干姜,有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)此法加工的姜產(chǎn)生熱效應(yīng),具有溫補(bǔ)的功效,與其姜辣素的含量變化有關(guān),加熱過程中,出現(xiàn)脫水現(xiàn)象會(huì)使6-姜酚轉(zhuǎn)化為6-姜烯酚[7,11],因此認(rèn)為古法炮制增加了6-姜烯酚的熱效應(yīng),這與古籍《經(jīng)史證類大觀本草》中對(duì)干姜的描述一致,充分證明其溫中散寒的主要功效[12-13]。笛木司等[14]在對(duì)干姜附子湯不同煎煮時(shí)間、水煎液的量對(duì)藥物成分影響的研究中,闡述了黑干姜是經(jīng)過蒸煮后干燥得到。日本學(xué)者對(duì)于經(jīng)水浸泡后再干燥得到的黑干姜成分的變化進(jìn)行了研究,通過實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):經(jīng)熱水蒸或浸泡1 h后,干燥得到的黑干姜的姜辣素含量與古法炮制的干姜相同;而在180 ℃的高溫條件下,加熱2 h再干燥得到的黑干姜,其姜辣素(尤其6-姜烯酚)的含量要比古法炮制的干姜高。并對(duì)比古法炮制的黑干姜與現(xiàn)代的姜,結(jié)果顯示古法炮制的黑干姜中6-姜烯酚的含量相對(duì)較高[7,15]。

2 化學(xué)成分

2.1 揮發(fā)油類

揮發(fā)油是黑干姜中的一類主要成分[16-20],多為萜類物質(zhì),其中α-姜烯含量最高。反-β-金合歡烯、α-金合歡烯、β-甜沒藥烯、α-古蕓烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、β-芹子烯、(1R)-(+)-反式-異檸檬烯、α-愈創(chuàng)木烯、正辛醛、正辛酸、α-水芹烯的含量也相對(duì)較高。其中α-水芹烯、(1R)-(+)-反式-異檸檬烯屬于單環(huán)單萜類化合物,α-古蕓烯、β-柏木烯、羅漢柏烯、α-愈創(chuàng)木烯屬于倍半萜類化合物,β-芹子烯屬于雙環(huán)倍半萜類化合物[21]。黑干姜揮發(fā)油中單萜類和倍半萜類的含氧衍生物大多有較強(qiáng)的香氣和生物活性,是醫(yī)藥、食品、香料和化妝品工業(yè)的重要原料。黑干姜揮發(fā)油中α-古蕓烯具有鎮(zhèn)靜心神,穩(wěn)定情緒的功效。羅漢柏烯對(duì)祛風(fēng)除濕,解毒療瘡有一定的作用。α-水芹烯是水芹烯的異構(gòu)體,天然存在于桉葉油、月桂油、小茴香油、欖香油等植物油中,呈無色至微黃色油狀液體。α-水芹烯在主要成分中含量較少,但發(fā)現(xiàn)α-水芹烯對(duì)圓弧青霉和灰霉均存在不同濃度的抑制作用,α-水芹烯對(duì)圓弧青霉的最小抑菌濃度為170 μL·L-1,最小殺菌濃度為180 μL·L-1,而且α-水芹烯可以抑制人體肝腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞增殖。細(xì)胞死亡的機(jī)制可能涉及壞死或自噬,但不涉及凋亡。但目前對(duì)于α-水芹烯的研究不夠透徹,或許可利用化學(xué)全合成或半合成的方法對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造,使其藥理作用得到加強(qiáng),此數(shù)據(jù)可為后續(xù)黑干姜的配伍研究提供一定理論基礎(chǔ)[22]。黑干姜中已發(fā)現(xiàn)的揮發(fā)油類成分見表1～2。

表1 黑干姜中揮發(fā)油類成分(一)

表2 黑干姜中揮發(fā)油類成分(二)

2.2 姜辣素類

姜辣素是姜中的辣味成分,也是姜屬植物中特有的成分[18]。姜辣素類是含有3-甲氧基-4-羥基苯基官能團(tuán)的酚類化合物的統(tǒng)稱。根據(jù)該官能團(tuán)所連脂肪鏈的不同,可把姜辣素分為姜酚類、姜烯酚類、姜酮類、姜二酮類、姜醇類等。黑干姜中主要為6-姜酚(姜辣素)、8-姜酚、6-姜烯酚,6-姜酚在加熱和干燥過程中由于脫水而部分轉(zhuǎn)化為6-姜烯酚,炮制后6-姜酚含量依舊最高,占三者總量的一半以上。黑干姜中還有一些微量的姜辣素成分,如甲基姜酚、甲基姜醇、甲基姜烯酚等。近年來國內(nèi)外學(xué)者還從黑干姜中發(fā)現(xiàn)了新的化合物和含氮的結(jié)構(gòu)類型,豐富了姜辣素類化合物。

在《日本藥典》中對(duì)于黑干姜的要求是6-姜烯酚的含量不少于0.10%(以干燥樣品計(jì)算)[23]。而《美國藥典》中生姜項(xiàng)目下對(duì)姜烯酚類成分的限度要求是不超過0.18%,對(duì)姜酚類和姜二酮類成分含量的要求是不少于0.8%[24]。《中國藥典》中對(duì)于生姜與干姜的要求均是6-姜辣素含量不得少于0.050%[3]。姜酚類成分的分子結(jié)構(gòu)中都有C3-羰基和C5-羥基(即β-羥基酮結(jié)構(gòu)),該結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得姜酚的化學(xué)性質(zhì)極不穩(wěn)定。在酸性條件(pH小于4.5)下,C4的活潑氫極易與C5的羥基一起脫水形成姜烯酚。姜酚分子中的酚羥基、羰基、羥基官能團(tuán)使姜酚具有一般酚類、酮類、仲醇類物質(zhì)的共性,能夠發(fā)生這些化合物的一般化學(xué)反應(yīng)。側(cè)鏈的長短、3,5位上的乙酰氧基、芳香環(huán)上甲氧基、酚羥基官能團(tuán)均影響姜酚的生物活性。經(jīng)過長時(shí)間加熱和干燥的姜中6-姜酚會(huì)脫水轉(zhuǎn)化為6-姜烯酚,結(jié)合以上各國藥典的內(nèi)容可見生姜、干姜和黑干姜中姜烯酚類成分的含量是區(qū)別不同加工方式和加工程度的重要依據(jù)。

姜辣素類化合物的脂肪鏈可以阻斷并清除自由基,特別對(duì) AAPH 誘導(dǎo)的微粒體抗氧化活性作用明顯。姜辣素對(duì)超氧陰離子自由基(O2-)、羥自由基(·OH)、DPPH 自由基都有清除能力,并且隨著濃度升高清除能力也增強(qiáng)。同時(shí),姜酚類化合物有明顯的鎮(zhèn)痛消炎和改善心腦血管系統(tǒng)的功能。6-姜酚對(duì)人脊髓細(xì)胞性白血病有抑制作用,6-姜酚作用于HepG2細(xì)胞后,細(xì)胞生長受到明顯抑制,且抑制率隨濃度的升高而升高,抑制率具有濃度依賴性[21]。姜辣素類成分含有多種不同類型的成分,其藥理作用涉及廣泛。但是黑干姜的臨床功效相對(duì)局限,同時(shí)黑干姜制備簡(jiǎn)便、原材料產(chǎn)量極大,對(duì)于黑干姜現(xiàn)代藥理作用的研究十分必要,發(fā)掘出新的化學(xué)成分與藥理作用將極大地降低醫(yī)療成本。黑干姜中已發(fā)現(xiàn)的姜辣素類成分見表3。

表3 黑干姜中姜辣素類成分

2.3 二苯基庚烷類

二苯基庚烷(Diarylheptanoids)是主要存在于姜科植物中的一類比較特殊的化合物,是具有1,7-二取代苯基并以庚烷骨架為母體結(jié)構(gòu)的化合物的統(tǒng)稱,可分為線性二苯基烷類和環(huán)狀二苯基庚烷類化合物[17,19-20]。二苯基庚烷類化合物在結(jié)構(gòu)上具有酚羥基、羥基、烯烴等還原性基團(tuán),因此具有抗氧化活性。此外二苯基庚烷類還具有多種生物學(xué)和藥理學(xué)活性,包括抗肝毒性、抗炎、抗增殖、止吐、抗腫瘤等。對(duì)線性二苯基烷類化合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾,可以改善其藥理活性。Krishnankutty等合成了4種新的類姜黃色素類似物及其氧釩螯合物、鈷螯合物、鎳螯合物、銅螯合物。這些二苯基庚烷類化合物及其銅螯合物的體內(nèi)外抗腫瘤功效,表明螯合物形式可以顯著增強(qiáng)此類化合物的細(xì)胞毒活性和抗腫瘤活性,并且發(fā)現(xiàn)銅螯合物比其他類型的螯合物有更強(qiáng)的活性[25]。目前對(duì)于黑干姜中二苯基庚烷類成分的研究較少,對(duì)于其藥理作用的了解也不夠深入。因此應(yīng)加大對(duì)黑干姜二苯基庚烷類成分的研究,揭示其發(fā)揮預(yù)防、治療疾病的內(nèi)在本質(zhì),深入藥理研究,揭示黑干姜的體內(nèi)作用機(jī)制,為臨床更好的開發(fā)應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。黑干姜中已發(fā)現(xiàn)的二苯基庚烷類成分見表4。

表4 黑干姜中二苯基庚烷類成分

2.4 其他成分

除上述主要成分外,黑干姜中還含有少量黃酮類、糖苷類、氨基酸、多種維生素和多種微量元素。糖苷類化合物主要由一些萜類化合物和單個(gè)葡萄糖基所構(gòu)成,除此之外,在少數(shù)姜辣素中有時(shí)也會(huì)接上糖基[21]。

3 藥理作用

經(jīng)過古法漢方炮制后的黑干姜辛溫而不燥,其姜辣素的含量升高,部分姜酚轉(zhuǎn)化成姜烯酚,使得6-姜烯酚的含量升高較顯著[11]。6-姜烯酚已被證明比 6-姜酚更有效地表現(xiàn)出抗癌、抗氧化和抗炎作用[26],其與6-姜烯酚中含有α,β-不飽和羰基部分有關(guān)[27-28]。日本學(xué)者有研究表明,黑干姜具有抗炎抑菌、抗腫瘤、抗氧化及和胃止吐等多種藥理作用[29]。而國內(nèi)目前對(duì)于黑干姜藥理作用研究甚少,因此具有極大的潛在價(jià)值。

3.1 抗炎作用

炎癥的誘因十分復(fù)雜并涉及多種促炎表達(dá)。炎癥幾乎影響所有主要疾病和次要疾病,會(huì)對(duì)身體中的各種器官造成傷害[30]。6-姜烯酚是生姜、干姜亦是黑干姜中的主要藥理活性酚類化合物,已被證明具有抗炎的藥理活性[31]。其中,黑干姜中6-姜烯酚的含量較高[32],很多實(shí)驗(yàn)研究表明6-姜烯酚具有廣泛抗炎作用。

白細(xì)胞三烯(LTS)是常見的炎性介質(zhì),白三烯B4(LTB4)是作用最強(qiáng)的粒細(xì)胞趨化因子,引起氣道炎癥的形成[33]。日本學(xué)者小林育子等[15]研究了經(jīng)典名方柴樸湯和小青龍湯以及方中各中藥的濃度比例對(duì)于LTS及LTB4的抑制作用,其中黑干姜是小青龍湯的組成之一,實(shí)驗(yàn)中用黑干姜單味藥作對(duì)照,結(jié)果表明黑干姜能夠抑制57.5%的LTS、64.9%的LTB4產(chǎn)生,從而減輕炎癥的發(fā)生,發(fā)揮抗炎作用。

黑干姜及其主要成分已被證明,在多種炎癥性疾病方面起到治療作用。Yocum 等[34]通過實(shí)驗(yàn)研究證明了6-姜烯酚能夠減輕小鼠體內(nèi)屋塵螨抗原介導(dǎo)的肺部炎癥,并利用體外研究證明了6-姜烯酚能增加CD4細(xì)胞中的cAMP濃度,限制核因子-κB信號(hào)傳導(dǎo)的誘導(dǎo)和被激活的CD4細(xì)胞中促炎細(xì)胞因子的產(chǎn)生。Ara等[35]證明了黑干姜提取物通過阻止IκB-α的降解,以及ERK1/2、SAPK/JNK和p38 MAPKs的磷酸化,抑制了LPS誘導(dǎo)的NF-κB激活,從而減輕LPS誘導(dǎo)的肝臟損傷炎癥的發(fā)生。此外,Ara等在天然產(chǎn)物對(duì)口腔區(qū)域急性和慢性炎癥性疾病的生物功效的研究中發(fā)現(xiàn),黑干姜降低肝細(xì)胞生長因子(HGF)中PGE2生成的作用機(jī)制主要是抑制細(xì)胞質(zhì)磷脂酶A2(CPLA2)的活性[36]。Arjun等[37]研究發(fā)現(xiàn)黑干姜中的6-姜烯酚可以通過減少神經(jīng)炎癥反應(yīng),改善實(shí)驗(yàn)性自身免疫性腦脊髓炎(EAE)。

3.2 抗腫瘤作用

癌癥是世界上最致命的疾病之一,每年因癌癥死亡的患者占很大比例,而中國的患癌率及死亡率全球第一。黑干姜中的6-姜烯酚在癌癥防治中具有很大的潛力,可通過促進(jìn)細(xì)胞凋亡[38],促進(jìn)細(xì)胞自噬[39],抑制細(xì)胞增殖[40],或抑制細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移[38]等發(fā)揮抗癌作用。

宮頸癌和乳腺癌是女性中最常見和最重要的惡性腫瘤,隨著患者數(shù)量和死亡率的增加,兩大癌癥已成為中國乃至全球關(guān)注的問題。Liu等[41]用HeLa細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,證明了6-姜烯酚在人宮頸癌 HeLa細(xì)胞中使細(xì)胞周期停滯在G2期,同時(shí)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,發(fā)揮抗癌作用。有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)[39],6-姜烯酚可通過調(diào)節(jié)Notch信號(hào)通路降低 Notch1 的裂解水平及其靶蛋白Hes1和Cyclin D1的表達(dá)水平,誘導(dǎo)自噬細(xì)胞死亡來抑制乳腺癌細(xì)胞和類似干細(xì)胞的球體。

Qi等[42]通過觀察6-姜烯酚對(duì)于異種移植小鼠模型結(jié)直腸腫瘤的生長,發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚通過誘導(dǎo) G2/M 細(xì)胞周期停滯和細(xì)胞凋亡來誘導(dǎo)癌細(xì)胞死亡,從而抑制結(jié)直腸腫瘤的生長。有研究發(fā)現(xiàn)[43]6-姜烯酚可通過AKT信號(hào)通路在口腔鱗狀細(xì)胞癌(OSCC)中發(fā)揮抗癌作用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚不僅抑制了OSCC細(xì)胞的增殖和不依賴貼壁的細(xì)胞生長,而且還通過調(diào)節(jié)p53、Bax、Bcl-2和Cleaved Caspase-3等細(xì)胞凋亡相關(guān)因子誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡。6-姜烯酚對(duì) E-cadherin 和 N-cadherin 的調(diào)節(jié)抑制了 OSCC 細(xì)胞的遷移和侵襲。

3.3 抗氧化作用

自由基是生物體新陳代謝產(chǎn)生的一類具有高度氧化活性的基團(tuán),過氧化氫 (H2O2) 是人體內(nèi)的一種代謝產(chǎn)物,同時(shí)也是一種活性氧自由基 (ROS),當(dāng)機(jī)體遭受各種有害刺激時(shí),身體會(huì)產(chǎn)生氧化應(yīng)激反應(yīng),產(chǎn)生過多的高活性分子,其中就包括ROS,當(dāng)細(xì)胞氧化程度超出自身氧化物的清除時(shí),體內(nèi)的氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)就會(huì)失衡,從而會(huì)誘導(dǎo)細(xì)胞損傷和凋亡[44]。當(dāng)這些高活性分子如果積聚過多可不同程度地誘導(dǎo)細(xì)胞損傷和凋亡[45],6-姜酚被認(rèn)為是一種有效的抗氧化劑[46]。

王宇鋒等通過建立結(jié)直腸癌細(xì)胞氧化損傷模型,研究6-姜烯酚對(duì)H2O2誘導(dǎo)人正常腸上皮細(xì)胞 (NCM460) 和原位結(jié)腸癌細(xì)胞 (HCT116) 氧化損傷的作用,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚具有明顯抗氧化保護(hù)作用,加強(qiáng)了H2O2對(duì)HCT116細(xì)胞的誘導(dǎo)損傷,抑制了腫瘤細(xì)胞的增殖[45]。有實(shí)驗(yàn)研究證實(shí)了6-姜烯酚具有顯著的抗氧化作用,黃敏等[47]通過實(shí)驗(yàn)證明了6-姜烯酚的抗氧化作用是通過抑制Keap1基因的表達(dá),解離Nrf2進(jìn)行核轉(zhuǎn)位,從而激活Nrf2/HO-1信號(hào)通路,提高SOD、GSH-Px、CAT等抗氧化酶的活性,降低斑馬魚肝臟細(xì)胞的ROS水平和MDA含量而實(shí)現(xiàn)的。

另外Nonaka等[48]研究發(fā)現(xiàn)6-姜烯酚通過調(diào)節(jié)人牙齦成纖維細(xì)胞的氧化和抗氧化活性來抑制晚期糖基化終末產(chǎn)物(AGEs)誘導(dǎo)的IL-6 和 ICAM-1 表達(dá),減輕炎癥反應(yīng),并且可能對(duì)糖尿病(DM)的并發(fā)癥牙周炎具有保護(hù)作用。有研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)[49],氧化應(yīng)激通過 OXR1-p53 軸的過表達(dá)促進(jìn) VSMCs 凋亡,6-姜烯酚可以通過阻止 OXR1-p53 軸的上調(diào)表達(dá)來有效減輕細(xì)胞死亡,從而抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的大鼠血管平滑肌細(xì)胞凋亡。

3.4 對(duì)心血管作用

研究發(fā)現(xiàn),姜辣素中的姜酚對(duì)心血管系統(tǒng)的功能有很好的改善作用[21]。血管平滑肌細(xì)胞的凋亡與心血管疾病的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān),氧化應(yīng)激是導(dǎo)致血管平滑肌細(xì)胞死亡的重要原因。有研究表明姜中的 6-姜烯酚可以通過阻止抗氧化蛋白1-p53 軸的上調(diào)表達(dá)抑制氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的大鼠血管平滑肌細(xì)胞凋亡[49]。許慶文等[50]通過建立兔急性心衰模型,觀察各組造模所需時(shí)間和所需戊巴比妥鈉用量以及造模前后兔血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化,證明了干姜提取物對(duì)兔急性心衰模型具有一定的保護(hù)和治療作用,可使心力衰竭兔的心肌舒縮性能得以改善,減輕心衰癥狀,保護(hù)心功能。

此外黑干姜中的揮發(fā)油和辛辣成分能夠改善局部血液循環(huán),治療手足皸裂,利于愈合[51]。

3.5 對(duì)消化系統(tǒng)作用

干姜作為溫?zé)崴?具有溫中散寒的功效,有研究表明干姜可緩解胃實(shí)寒證所致的腸系膜微循環(huán)血流速度減緩、網(wǎng)交數(shù)減少、血流流態(tài)降低的微循環(huán)障礙現(xiàn)象, 使毛細(xì)血管充盈,血流順暢,進(jìn)而發(fā)揮溫中散寒、恢復(fù)胃腸生理功能的功效[52]。蔣蘇貞等[53]通過建立多種胃潰瘍模型,研究不同劑量干姜醇提物對(duì)胃潰瘍的防治作用及對(duì)胃液、胃酸分泌、胃蛋白酶活性的影響,結(jié)果表明干姜醇提物對(duì)已損傷的胃黏膜具有較好的保護(hù)作用,能降低實(shí)驗(yàn)小鼠的潰瘍指數(shù)。張廣龍等[54]通過腹腔注射順鉑建立化療性大鼠胃動(dòng)力障礙模型,探討了6-姜酚對(duì)化療性胃動(dòng)力障礙的影響,得出6-姜酚能夠改善化療大鼠胃動(dòng)力障礙的結(jié)論。

3.6 降脂作用

近年來大量研究探討了姜酚減肥及降脂的作用。Brahma等[55]通過建立肥胖大鼠模型,證明了姜酚可通過對(duì)膽固醇代謝相關(guān)酶的調(diào)節(jié)來預(yù)防HFD誘導(dǎo)的高脂血癥。Choi等[56]通過研究發(fā)現(xiàn),6-姜酚可通過下調(diào)PPARγ、C/EBP以及甘油三酯合成酶系中的膽固醇調(diào)節(jié)元件結(jié)合蛋白-1、脂肪酸合成酶、脂酰CoA合成酶以及二酰基甘油?；D(zhuǎn)移酶1的表達(dá),抑制脂肪細(xì)胞的分化,進(jìn)而延緩肥胖癥發(fā)生的進(jìn)程。干姜中的姜油酮具有有效的脂解活性,能溶解高脂飲食喂養(yǎng)的動(dòng)物的體內(nèi)脂肪。姜油酮還能夠降低卵巢切除的大鼠口服葡萄糖后的血糖水平[57]。

3.7 鎮(zhèn)咳作用

姜多糖是姜的有效成分之一,有研究證明了姜多糖具有鎮(zhèn)咳作用,Bera等通過建立檸檬酸引起咳嗽的豚鼠模型,研究了姜多糖的鎮(zhèn)咳活性,發(fā)現(xiàn)姜多糖能夠顯著抑制實(shí)驗(yàn)性誘發(fā)的豚鼠咳嗽反射[58]。

3.8 其他作用

生姜2000多年來一直是被用作緩解嘔吐和惡心的重要中藥[59],研究證明其較好的止吐效果很大程度上取決于其藥理活性成分姜辣素[60-61]。黑干姜的姜辣素含量較普通干姜含量高,有很好的止吐作用。民間認(rèn)為黑干姜養(yǎng)生功效突出,適用于手腳冰涼,有寒濕體質(zhì)的人。因常將黑干姜與食物配伍,作為養(yǎng)生保健品,如黑干姜羊肉湯,適用于脾腎陽虛之肢冷畏寒,腰膝酸軟等,另有將黑干姜與紅茶一起煮作為一款養(yǎng)生茶。目前黑干姜較普通干姜的研究較少,因而在藥理作用方面需深入研究探討。

4 黑干姜質(zhì)量標(biāo)志物預(yù)測(cè)分析

《中國藥典》2020年版中干姜的質(zhì)量評(píng)價(jià)以姜辣素類成分6-姜辣素作為干姜的指標(biāo)性成分,但《中國藥典》中干姜的質(zhì)量評(píng)價(jià)只有6-姜辣素一個(gè)成分,指標(biāo)單一且不完備。黑干姜的質(zhì)量評(píng)價(jià)若參考《中國藥典》標(biāo)準(zhǔn),也會(huì)出現(xiàn)指標(biāo)單一,且不能完整反映黑干姜的整體質(zhì)量的問題。劉昌孝等[62]提出中藥質(zhì)量標(biāo)志物“Q-Marker”的新概念及相關(guān)篩選標(biāo)準(zhǔn),旨在找到存在于中藥材和中藥產(chǎn)品(中藥飲片、中藥制劑、中藥提取物等)中固有的或加工制備過程中形成的、與中藥的功能屬性密切相關(guān)的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量控制。通過文獻(xiàn)綜述總結(jié)和深入挖掘,融合質(zhì)量標(biāo)志物的相關(guān)概念,為建立科學(xué)合理的黑干姜質(zhì)量控制方法提供依據(jù)。

4.1 基于植物親緣學(xué)的Q-Marker預(yù)測(cè)分析

中藥黑干姜來源于姜科姜屬植物,市場(chǎng)上來源多為人工栽培。姜科為一泛熱帶分布科,按Burtt的系統(tǒng)分2亞科4族,全世界有25屬,約1 377種,其中姜亞科含48屬,1 268種,主要分布于熱帶亞洲,其現(xiàn)代分布中心在印度—馬來西亞?；涗洷砻?歐洲、北美及印度的白堊紀(jì)、早第三紀(jì)均發(fā)現(xiàn)過姜科的化石。據(jù)此姜科植物的起源時(shí)間應(yīng)不晚于早白堊紀(jì)。姜亞科的早期分化中心推論在勞亞古陸的南部。姜屬為多年生草本植物,約有80種,分布于亞洲的熱帶、亞熱帶地區(qū),我國有14種,產(chǎn)于西南部至東南部[63]?，F(xiàn)代入藥的姜屬植物均含有揮發(fā)油類、姜辣素類和二苯基庚烷類等成分,揮發(fā)油類成分中以α-姜烯含量最高,姜辣素類成分中以6-姜辣素、6-姜烯酚含量較高[64]。同時(shí),6-姜辣素在加熱和干燥過程中由于脫水而轉(zhuǎn)化為6-姜烯酚,這2種成分的含量多少也會(huì)影響生姜炮制品的辛辣程度和抗氧化作用[32],可以通過檢測(cè)2種成分的相對(duì)含量建立判斷炮制程度的標(biāo)準(zhǔn),并以此區(qū)分不同的生姜炮制品及判斷炮制是否合格。因此α-姜烯、6-姜辣素、6-姜烯酚可被視為質(zhì)量標(biāo)志物的篩選參考。

4.2 基于化學(xué)成分特有性的Q-Marker預(yù)測(cè)分析

參考《中國藥典》中對(duì)干姜性狀“氣香、特異,味辛辣”的描述,黑干姜也在氣味上有明顯的特征。氣味與揮發(fā)油類成分相關(guān),揮發(fā)油中含氧衍生物常具有較好的活性和特異的芳香氣味,且含量較為豐富。黑干姜中含有上百種揮發(fā)油類成分,其中以α-姜烯、反-β-金合歡烯,α-金合歡烯、β-甜沒藥烯等成分含量較高。黑干姜的辣味來源于其中豐富的姜辣素類成分,姜辣素類成分中以6-姜辣素、6-姜烯酚等成分含量較高。因此,α-姜烯、反-β-金合歡烯,α-金合歡烯、β-甜沒藥烯、6-姜辣素、6-姜烯酚可作為質(zhì)量標(biāo)志物篩選的參考成分。

4.3 基于化學(xué)成分有效性的Q-Marker預(yù)測(cè)分析

性味歸經(jīng)是中藥的基本屬性,臨床藥理研究表明化學(xué)成分與中藥藥性存在相關(guān)性,辛味中藥中萜類和揮發(fā)油類成分顯著多于其他中藥,具有芳香氣味和刺激氣味的萜類和揮發(fā)油可能決定中藥的辛味。黑干姜味辛,熱?；瘜W(xué)成分分析表明揮發(fā)油類成分為其主要成分,故揮發(fā)油類成分可作為黑干姜表達(dá)性味的物質(zhì)基礎(chǔ)。黑干姜的現(xiàn)代藥理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)其具有抗炎抑菌、抗腫瘤、抗氧化及和胃止吐等多種藥理作用,這些藥理作用與6-姜辣素、6-姜烯酚密切相關(guān)。因此,揮發(fā)油類成分以及6-姜辣素、6-姜烯酚可作為質(zhì)量標(biāo)志物篩選的參考成分。

5 結(jié)語與展望

目前,國內(nèi)對(duì)于黑干姜的研究不夠深入,對(duì)于干姜與黑干姜在功效主治、藥理作用和化學(xué)成分上的區(qū)別缺乏深入探究。同時(shí)《四川省中藥材標(biāo)準(zhǔn)》中黑干姜的質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)成分單一、不夠全面,目前亟需對(duì)黑干姜的炮制加工及質(zhì)量控制建立一套科學(xué)完善的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系,用以指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐及臨床應(yīng)用。國內(nèi)在黑干姜藥理作用及其作用機(jī)制上的獨(dú)特之處缺乏深入挖掘,對(duì)于其在臨床上的獨(dú)特功效不夠重視,致使黑干姜的推廣應(yīng)用受到阻礙。本文對(duì)目前黑干姜的加工方法、化學(xué)成分、藥理作用的國內(nèi)外研究進(jìn)展進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)質(zhì)量標(biāo)志物進(jìn)行了預(yù)測(cè)分析,為黑干姜建立完善的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系提供參考。同時(shí)黑干姜中的主要化學(xué)成分如揮發(fā)油類、姜辣素類和二苯基庚烷類的結(jié)構(gòu)具有特殊性,藥理活性較好。因此應(yīng)加大對(duì)黑干姜功效物質(zhì)的研究,揭示其治療疾病的內(nèi)在作用機(jī)制,深入藥理研究,為黑干姜的推廣及臨床應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。