第一节 刺五加的化学成分

刺五加的多种临床功效与它所含活性成分有关,而这些成分的种类、来源、分布部位不同,便是该药物多靶点、多药效的关键所在。刺五加根茎含有多种苷类及糖类,如三萜类皂苷、木脂素苷、鹅掌揪苷、异嗪皮啶、芝麻脂素和多糖。其叶和花中含有黄酮,果实含有水溶性多糖,全株均含有挥发油。

一、苷类

苷类分布广泛,由于苷元的结构类型不同,各种结构类型的苷类在植物中的分布情况亦不一样。刺五加根茎中所含的苷类是其主要活性成分之一,总苷在根和茎中的含量分别占干药材重量的0.6%~0.9%和0.6%~1.5%。

从根茎中已分离出7种刺五加苷(刺五加苷A、B、C、D、E、F、G),包括甾体苷类胡萝卜苷(刺五加苷A,C35H60O6)、酚式苷类紫丁香酚苷(刺五加苷B,C17H24O9),香豆精苷类7-羟基-6,8-二甲氧基香豆精葡萄糖苷(刺五加苷B1,C17H20O10),乙基半乳糖苷(刺五加苷C,C8H16O6),木质素苷类紫丁香树脂酚二糖苷(刺五加苷D和E,C22H26O8,二者是异构体);此外,还有刺五加苷F和G,含量比例为8:30:10:12:4:2:1。研究表明,茎中刺五加苷B的含量略高于根部,而刺五加苷E的含量则略低于根部。这几种苷中刺五加苷A为胡萝卜素,人参中也含这类成分。在人体内能促进胆固醇的排泄,防治血液中胆固醇含量过高症。刺五加苷B为紫丁香苷(syringin),是刺五加的主要强壮成分,有促性腺、抗辐射、抗疲劳等作用,具有与人参皂苷相似的生理活性,并且是一种强的抗肝毒药物,其恢复微粒体酶系统的酶活性及抑制脂质过氧化作用可以促进肝毒物代谢并改善肝功能使之正常化。20世纪90年代,kujawa从根的甲醇提取物中又分离出来两种三萜皂苷,是原报春花素A的糖苷。

随着刺五加叶皂苷(ASS)活性的不断凸显,已经发现其具有对糖尿病的降糖作用及其合并症的治疗作用,抗肿瘤作用,对供体心脏的保护作用等,因此对刺五加茎叶化学成分的研究也在逐步深入。刺五加叶中除含有刺五加苷B、K和Saponin-1三种已知成分外,邵春杰等在刺五加叶中发现了13种新的化合物,命名为刺五加苷A1、A2、A3、A4、B、C1、C2、C3、C4、D1、D2、D3和E,均为三萜皂苷,A3、A4、D3的苷元为首次从天然界中分离出来。而齐墩果酸被认为是我国目前首次从植物中发掘出来的治疗急性黄疸性肝炎和慢性病毒型肝炎较理想的药物,以它为配基的刺五加叶苷I、K、L、M等也从刺五加的茎叶中被分离出来。吴立军等分得新的化合物刺五加酮和新刺五加酚两个新木脂素的化合物salva-doraside,并首次分得阿魏葡萄苷。Sangyong Park等人从无刺刺五加叶的甲醇提取物中获得4种新的三萜类化合物,均为3,4-开环-羽扇豆烷型-三萜苷。张杰等从种子中分离出3种三萜苷,分别为:3-O-rhamnopyranosyl-(1-2)-arabi-nopy-ranosyl oleanolic acid、hederagenin-3-O-β-glucuronopyranoside、oleanolic acid-3-O-β-glucuronopyranoside。王大明分离得到豆甾醇葡萄糖苷。

刺五加苷A

刺五加苷B

刺五加苷B1

刺五加苷C

紫丁香树脂酚双糖苷

新刺五加酚

豆甾醇葡萄糖苷

二、多糖

糖类物质是多羟基(2个或以上)的醛类(aldehyde)或酮类(ketone)化合物,是人体所必需的一种营养素,经人体吸收后马上转化为碳水化合物,以供人体能量。主要分为单糖、低聚糖和多糖。单糖分子为六碳单分子链,人体可以直接吸收再转化为人体之所需。低聚糖含有2~10个单糖单位,彼此以糖苷键连接,水解以后产生单糖。低聚糖又叫寡糖。自然界以游离状态存在的低聚糖主要有二糖如麦芽糖、蔗糖和乳糖,三糖如棉籽糖。多聚糖则是由10个以上单糖分子聚合而成,经水解后可生成多个单糖或低聚糖。可分为均一多糖和不均一多糖两类。由一种单糖缩合形成的多糖称为均一多糖,如淀粉、纤维素等;由2种以上单糖或其衍生物缩合形成的多糖称为不均一多糖。

多糖类化合物广泛存在于动物细胞膜和植物、微生物的细胞壁中,是构成生命的四大基本物质之一,也具有多种生物效应。

刺五加中含有的多糖具有抗肿瘤作用,对人体免疫功能亦有一定影响。组成包括葡萄糖、果糖、阿拉伯糖等。刺五加含2%~6%碱性多糖及2.3%~5.7%水溶性多糖。刺五加多糖中,PES-A与PSE-B都为均一体,其分子量分别为7000和7600。其中,PES-A的单糖摩尔比为:葡萄糖:半乳糖:阿拉伯糖约为3.3:2:1,分子中主要为1-3α-D-葡萄吡喃糖及一些1→2与1→4连结的吡喃型乙醛糖。刺五加多糖ASⅡ和ASⅢ经分析证明也为均一多糖,平均分子量分别为150000和30000。其中ASⅡ主要为a-糖链,而ASⅢ主要为β-糖链。经分析,ASⅡ是由单一葡萄糖组成的葡聚糖,而ASⅢ是由阿拉伯糖、木糖、4-甲氧基葡萄糖醛酸组成,其单糖摩尔比为1:11:1的异木聚糖。

三、微量元素

人体由80多种元素所组成。根据元素在人体内的含量不同,可分为宏量元素和微量元素两大类。对于植物,微量元素通常情况下直接或间接由土壤供给。

刺五加叶中含有多种微量元素,包括Al、Fe、Ca、Mg、B、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、La、Mu、Mo、Ni、P、Pb、Sr、Ti、V、Y、Zn、Be。

四、氨基酸

氨基酸(amino acid)是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。它在抗体内具有特殊的生理功能,是生物体内不可缺少的营养成分之一。现已经发现的天然氨基酸有300多种,其中人体所需的氨基酸约有22种,分非必需氨基酸和必需氨基酸(人体无法自身合成)。

氨基酸通式

刺五加的茎叶中含有多种氨基酸,包括天门冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、赖氨酸、精氨酸、苏氨酸、谷氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、脯氨酸。这16种氨基酸中有7种是人体必需的氨基酸。在所含有的7种必需氨基酸中,赖氨酸(lysine)可以促进大脑发育,是肝及胆的组成成分,能促进脂肪代谢,调节松果腺、乳腺、黄体及卵巢,防止细胞退化;苯丙氨酸(phenylalanine)参与消除肾及膀胱功能的损耗;蛋氨酸(甲硫氨酸,methionine)参与组成血红蛋白、组织与血清,有促进脾脏、胰脏及淋巴的功能;苏氨酸(threonine)有转变某些氨基酸达到平衡的功能;异亮氨酸(lsoleucine)参与胸腺、脾脏及脑下腺的调节及代谢;脑下腺属总司令部作用于甲状腺、性腺;亮氨酸(leucine)用于平衡异亮氨酸;缬氨酸(valine)作用于黄体、乳腺及卵巢。

五、黄酮类物质

黄酮类化合物泛指2个具有酚羟基的苯环(A与B环)通过中央三碳原子相互连结而成的一系列化合物,其基本母核为2-苯基色原酮。黄酮类化合物广泛分布于植物界,是目前倍受关注的天然活性产物之一。在植物的花、叶、果实等器官中多以苷类形式存在,在植物的木质部则多以游离态存在。

黄酮基本结构

黄酮的功效有很多,它是一种很强的抗氧剂,可有效清除体内的氧自由基,如花青素、花色素可以抑制油脂性过氧化物的全阶段溢出,这种阻止氧化的能力是维生素E的10倍以上,这种抗氧化作用还可以阻止细胞的退化、衰老,防止癌症的发生。黄酮还可改善血液循环,降低胆固醇,这些作用大大降低了心脑血管疾病的发病率,也可改善心脑血管疾病的症状。黄酮类化合物花色苷酸在动物实验中被证明可以降低26%的血糖和39%的三元脂肪酸丙酯,这种降低血糖的功效是很有效的,但更重要的是它对稳定胶原质的作用,因此它对糖尿病引起的视网膜病及毛细血管脆化有很好的作用。黄酮可以抑制炎性生物酶的渗出,可以增进伤口愈合和止痛,栎素由于具有强抗组织胺性,可以用于各类敏感症。

槲皮素

槲皮苷

金丝桃苷

芦丁

陈貌连等发现刺五加叶中含有槲皮素、槲皮苷(槲皮素-3-O-鼠李糖)、金丝桃苷(槲皮素-3-O-半乳糖)和芦丁(槲皮素-3-O-芦丁糖)。后经刘芳芳等人测定,槲皮素叶中含量最高,为0.0382%;槲皮素鼠李糖苷花蕾中含量最高,为4.4312%;金丝桃苷花蕾中含量最高,为2.4161%。在所发现的以上黄酮类化合物当中,金丝桃苷是从刺五加中分离出来的第一个黄酮类化合物,它属于黄酮醇类。据报道该成分有止咳祛痰作用,药理实验证明,它具有明显提高动物耐低压、耐氧能力和镇静效果,对垂体后叶素引起的急性心肌缺血有保护作用,并能调节肌体新陈代谢的机能,提高肌体对有害刺激因子(如寒冷、灼热、过度疲劳、X射线照射等)的非特异性抵抗力。而槲皮素也有较好的祛痰、止咳作用,并有一定的平喘作用。此外还有降低血压、增强毛细血管抵抗力、减少毛细血管脆性、降血脂、扩张冠状动脉、增加冠脉血流量等作用。可用于治疗慢性支气管炎,对冠心病及高血压患者也有辅助治疗作用。

六、其他成分

除了以上成分外,还有其他许多成分也相继被发现。赵余庆等从刺五加根皮提取物中分离和鉴定了八种脂肪酸类及其酯类化合物,它们分别为油酸甲酯、油酸乙酯、10,13-十八碳二烯酸甲酯、10,13-十八碳二烯酸乙酯、肉豆蔻酸棕榈酸、9,11-十八碳二烯酸和十六碳三烯酸,以上各成分均是从刺五加中首次分离得到。他还从根皮中分离出硬脂酸、β-谷甾醇、芝麻素白桦脂酸、苦杏仁苷、蔗糖及具有促性腺和细胞素作用的活性成分liriodnchin。从根和根皮的水提物中分得反式4,4’-二羟基-3,3-二甲氧基芪(trans-4,4’-dihydroxy-3,3-dim-ethoxystilene)和7-羟基-6,8-二甲基香豆素即异嗪皮啶(isofraxidin)。在刺五加的果肉中也存在大量脂溶性成分,闫兆威从中鉴定的13个成分,占样品总量的71.85%,包括8种酯类、4种烷烃类和1种角鲨烯类脂溶性成分,其中,主要成分为油酸乙酯(17.79%)、邻苯二甲酸二丁酯(9.48%)、角鲨烯(9.03%)、棕榈酸乙酯(6.37%)和二十一烷(4.65%)。脂溶性成分中含量较高的油酸乙酯(17.79%)可增加药物透皮吸收;棕榈酸乙酯(6.37%)通过静脉注射可以延长脾脏清除血液中受损红细胞的时间;角鲨烯(9.03%)类成分在血液中具有很强的输送活性氧的能力,不仅可增强机体生理功能提高免疫力,还有助于抵抗紫外线伤害,是性能优良的血液输氧剂和生物抗氧化剂。

总体来看,科学家们已经从刺五加的各个部分提取并发现了多种活性化学成分,但这些成分对于其多靶点、多功效的特点还是解释的不足,不能一一诠释,因此对于其有效化学成分的研究还需要不断的探索和发掘。

紫丁香树脂酚

异嗪皮啶

芝麻脂素

谷甾醇

齐墩果酸

滨蒿内酯

丁香醛

2,6-二甲氧基苯甲酸苄酯