知母化学成分、药理活性及质量控制研究进展

知母化学成分、药理活性及质量控制研究进展

知母是百合科植物知母的根，具有苦味、性冷、肺、胃和肾的功能。具有清热泻火、滋阴润燥、止渴除烦等功效,现将其近年来的研究从化学成分、分布情况、药理作用以及质量控制等方面综述如下。1关于草本研究1.1知母的生态及疗效知母最早载于《尔雅》,称为,沈藩,《神农本草经》列知母为中品,“味苦寒,主消渴,热中,降邪气,肢体浮肿,下水,补不足,益气,一名蚳母,一名连母,一名野蓼,一名地参,一名水参,一名水浚,一名货母,一名蝭母。生川谷。”并描述知母的生态及疗效以及知母的众多别名。《广雅》又称知母为芪母,历代称知母的异名有:提母、女雷、女理、儿草、鹿列、水须、苦心、昌支等。1.2京市、天津市知母资源分布调查显示,知母广泛分布于我国黄河以北地区,河北省、北京市、天津市为我国知母药材的主产区,本区所产药材质优,其中河北易县区已有大面积栽培。山西省、蒙古东部及南部、河南黄河以北地区、陕西北部、甘肃东部、山东胶东半岛、辽宁西南部、吉林西部、黑龙江西南部皆有分布。1.3不同季节动态知母具有清热、止咳、祛痰之功效,芒果苷、菝葜皂苷元为知母根茎的有效成分,传统认为宜春秋采收。现代研究证明:知母根茎中芒果苷的含量随不同采集月份而变化,呈现一定规律性,一年中以3月份刚萌芽不久时含量最低,仅0.12%。而4月份达到最高点为1.26%,此为知母开花期亦为营养期。开花后,芒果苷含量下降,至10月份以后又升到较高水平。从目前知母采收季节看,就其芒果苷含量而言,以4～5月份和10月份以后采集为佳。也有人对菝葜苷元的含量进行测定,结果表明:春秋采收为佳,栽培品种皂苷元的含量随栽培年限的延长而增高,综合考虑认为栽培3年收获较适宜。1.4加工中知母的疗效知母为常用清热降火药,据历代文献记载,古代有多种炮制品:盐炒、酒炒、酒浸、炒制等,而2005年版中国药典一部仅收载盐炒知母一种。陈万生等对知母多种加工炮制品的化学成分、药效进行了比较,发现加工炮制可显著影响知母的有效成分含量,如知母入药不必去皮,生品的抗炎作用较好,而镇静作用以酒炒和炒知母效果最佳。黄敏琪对生品和几种不同炮制品进行菝葜皂苷元的含量测定,发现含量变化不大,而炒焦品变化较大,其原因有待进一步的研究。徐芳采用分光光度法对临床常用知母不同炮制品中的多糖进行含量测定,发现炮制后多糖含量均有所提高,其中以盐制品含量最高。从知母多糖降血糖作用角度出发,临床采用盐炙知母为主,与其作用相吻合。2大量溶液质及微量元素知母根茎中含有大量甾体皂苷、双苯吡酮类、木脂素类、多糖类、有机酸类、大量粘液质及微量元素等。自上世纪30年代起,国内外学者对知母的化学成分做了大量的研究工作。近年来,对知母的活性成分研究更为深入,从根茎中分离出多种皂苷和双苯吡酮类等。2.1呋哌皂苷的分离和鉴定知母主含皂苷,根茎中含皂苷约6%,且种类较多。据苷元结构的不同,有菝葜皂苷元(sarsapogenin),马尔可皂苷元(markosapogenin),新吉托皂苷元(negitogenin),薯蓣皂苷元(diosgenin)及其他5种结构相似的螺甾皂苷。此外,还含有十几种呋甾皂苷,马百平等对4种呋甾皂苷进行提取分离、结构鉴定。孟志云等又分离出皂苷D,并进行结构鉴定。后又分离到知母皂苷H1、H2、I1和I2这四种呋甾皂苷。康利平等分离得到3种呋甾皂苷,知母皂苷N和O还有首次得到的purpureagitosid。现在发现的知母皂苷已有近30种。2.2新芒果苷的合成知母中双苯吡酮类化合物主要为芒果苷,根茎中含量约为0.7%,叶中含异芒果苷。洪永福等从西陵采集新鲜的知母根茎中分离得到芒果苷(Ⅰ)和7-O-β-D-葡萄糖基芒果苷(7-O-β-D-glucopyranosylmangiferin,Ⅱ),后者为一新的化合物,命名为新芒果苷。2.3黄酮类边际等从知母根茎乙醇提取物中得到了两个黄酮类化合物,确定为宝藿苷-Ⅰ和淫羊藿苷-Ⅰ。2.4ox-ho-la-cis-拉克氏体的结构表征知母所含木脂素为降木脂素,目前只发现三个化合物,分别是oxy-hinokiresinol,cis-hinokiresionl及其甲基化衍生物。2.5n-2-酰基氨基苯基沈莉等分离鉴定了6个生物碱,分别为aurantiamideacetate、环(酪-亮)二肽、香豆酰基酪胺、N-反式阿魏酰基酪胺、N-顺式阿魏酰基酪胺、烟酸。2.6合成葡萄糖苷知母中含有大量的有机酸(烟酸和泛酸等),多种甾醇类化合物(包括β-谷甾醇、β-豆甾醇,以及它们的葡萄糖苷)。此外,还有知母多糖A、B、C、D,二十九烷醇,二十五烷酸乙烯酯,芳香酸,棕榈酸,硬脂酸,鞣酸以及大量的粘液质,微量元素(铁、锌、铜、锰、钴等,其中铁锌含量最高)。3药理作用和机制3.1临床应用的药物目前,知母中单一成分的甾体皂苷直接应用于临床的药物还没有,但总甾体皂苷作为治疗心脑血管系统疾病的药物在临床应用较多,且疗效显著。3.1.1中小企业的抗血栓药物Zhang等认为,从知母中分离出的6种甾体皂苷An-Ⅰ、An-Ⅰa、TA-Ⅲ、TB-Ⅰ、TB-Ⅱ和TB-Ⅲ对血小板聚集有显著的抑制作用,活化部分凝血活酶时间(APTT)对这些成分很敏感,APTT随这些成分浓度增加而延长,表明知母中的甾体皂苷可作为心肌梗死后抗血栓形成的治疗药物。3.1.2治疗心血管疾病药物的初筛条件环腺苷酸(cAMP)在各种生物过程中担任很重要的第二信使的任务,它抑制钙依赖性的磷酸二酯酶(PDE)而使cAMP含量增加,是脑血管、冠状动脉和外围血管扩张的一个重要机理。因此,现已将某化合物对PDE是否有抑制作用作为治疗心脑血管疾病药物的初筛条件。知母甾体皂苷具有对钙依赖性的磷酸二酯酶(PDE)的抑制作用,为其作为治疗心脑血管系统疾病的药物提供了理论依据。3.1.3抗氧化方面的变质知母皂苷具有捕获自由基的功能,如清除氧自由基,故能应用于与磷脂、核酸、蛋白质相关的质变。王崇道等发现知母宁与螺旋藻的抗氧化作用较单宁酸佳,而对于清除自由基作用以知母宁与单宁酸较螺旋藻好。通过比较知母宁、单宁酸及螺旋藻的抗氧化和清除自由基的作用,以期进一步为这些制剂应用于治疗急、慢性放射损伤提供理论依据。3.1.4减轻动脉配方硬化程度甾体皂苷可以阻止胆固醇在肠道吸收,从而具有降低血浆胆固醇作用。降低了血浆中胆固醇的浓度,也就降低了与胆固醇浓度增高而形成的高脂血症,可以积极有效的防治动脉粥样硬化。韩兵等发现知母皂苷可明显降低血清TC、TG、LDL、HDL含量,提高HDL/TC比值,缩小斑块面积,减轻动脉粥样硬化程度。可以说知母皂苷对鹌鹑实验性高脂血症及动脉粥样硬化具有明显的抑制作用。3.2线虫释放相关报道知母可抑制胃癌细胞MKN45和KATO-Ⅲ生长并诱导细胞凋亡,其凋亡与细胞素C线粒体中释放有关。不仅是皂苷具有抗病毒作用,异芒果苷亦具有显著的抗单纯疱疹病毒作用,Iida研究从知母中分离的成分nyasol在细胞内单独或与抗真菌剂合用对白色念珠菌、烟曲霉菌、毛癣菌等具有抗真菌活性,nyasol可以用作吡咯剂治疗念珠菌病的辅助剂。3.3提高抗癫痫能力3.3.1分离菌株对工浆总糖含量和camp值的影响王凤芝等发现知母宁不仅可使小鼠体重明显增加,血浆cAMP含量和cAMP/cGMP值明显降低;还能明显提高小鼠血清溶血素水平,增强小鼠迟发性变态反应,而对腹腔巨噬细胞吞噬指数无明显影响。3.3.2知母皂苷对老年性痴呆大鼠学习记忆能力的影响人和动物衰老时常出现脑功能障碍,这种障碍和大脑M胆碱系统的功能低下有密切关系,包括M胆碱受体密度降低。马玉奎等以三氯化铝致老年性痴呆模型大鼠为实验对象,全面考察知母皂苷抗老年性痴呆的作用。发现知母皂苷能明显对抗老年性痴呆模型大鼠学习记忆能力的下降,抑制背海马(HI)和齿状回(GD)β-APP阳性神经元的生成。化合物9714为一种知母皂苷水溶性化合物。邓云等进一步研究观察该药对双侧颈总动脉结扎致D大鼠的学习记忆能力及脑源性神经生长因子(BDNF)、细胞间粘附分子(ICAM-1)、血管细胞粘附分子(CAM-1)表达的影响,从而为其防治血管性痴呆、改善脑功能衰退提供实验依据。3.4糖原异生-促进肝糖原合成甾体皂苷的降血糖作用是通过抑制肝脏的氨基酸转化成葡萄糖(即糖异生作用)或抑制糖原分解而实现的,其降血糖作用对葡萄糖的摄取和胰岛素的释放没有影响。抑制糖原异生和促进肝糖原合成是胰岛素降低血糖作用的重要环节。糖尿病常伴有血脂升高,KK-Ay大鼠口服芒果苷2周后,与对照组相比,可减少血液中胆固醇(p﹤0.05)和甘油三酯(p﹤0.01)。芒果苷对高血脂2型糖尿病有治疗意义。类似于一般的多糖,知母多糖也有降血糖作用。王靖等研究结果表明知母多糖可使小鼠的血糖及肝糖元含量明显降低,而血脂含量几乎没有变化。灌胃四氧嘧啶高血糖小鼠,其血糖含量也有明显下降。3.5知母醇提取物对pb睡眠时间的影响包·照日格图等发现中药知母有效成分甾体皂苷元ZMS与其异构体XMS均对T3所致甲亢小鼠升高的cAMP反应性和过高进食量饮水量有显著下调作用,ZMS和XMS之间无明显差异。Hideaki研究表明,知母根的乙醚提取物对睾酮5α-还原酶有显著抑制作用。梅田纯代用戊巴比妥(PB)的应激负荷小鼠睡眠时间较正常小鼠明显缩短。知母甲醇提取物对缩短的PB睡眠时间有延长作用。其活性成分为知母皂苷A-Ⅲ和洋菝契皂苷元。知母的镇静作用表现在对应激负荷小鼠引起的中枢神经功能变化有改善作用。可能与应激负荷时影响GABA受体功能并具有神经活性的内源性类固醇有关。赵树进等发现服用知母皂苷口服液后,糖皮质激素所产生的副作用明显减轻,动物实验表明:因服用糖皮质激素所致外周血淋巴细胞上升的β受体明显下降,而血浆皮质醇浓度、细胞糖皮质激素受体及其亲合力并未受到影响。杨茗等发现维A酸可造成小鼠骨丢失为主的骨质疏松,SAR可对抗维A酸所致的小鼠骨横径、骨矿物质及骨胶原的减少,升高s-E2及s-BGP值,降低s-ALP及s-TRAP水平。可以说知母皂苷元对维A酸所致小鼠骨质疏松具有一定的防治作用,其机制可能与其减缓雌激素水平降低,抑制骨高转换有关。江涛等认为总黄酮对溴酸钾诱导的小鼠肾损伤具有一定的保护作用,其作用机制可能与知母总黄酮通过消除自由基缓解溴酸钾诱发的肾组织过氧化状态有关。4测定药材中糖苷元类成分指纹图谱的研究近年来国内一些专家学者利用指纹图谱技术对知母进行了研究。柴逸峰将知母药材甲醇提取部分作为考察对象,建立知母药材HPLC指纹图谱,并且应用其所在实验室开发的中药色谱指纹谱相似度计算软件进行数字化处理。结果证明,分析结果能够反映各产地知母药材的内在质量差异。蔡玉荣等按现行大多数中成药最常用的水提方法,提取中药材知母的水溶性成分,再经正丁醇萃取后作指纹图谱。实验证明这样做出的指纹图谱不仅能反映中药材知母的大多数有效成分,而且能依据图谱信息有效地控制中药材知母的质量。刘彤焱等考虑知母总皂苷元的性质,采用RP-HPLC-ELSD法对知母药材中梯度洗脱出的皂苷元类成分作指纹图谱研究。刘美凤等采用反相高效液相色谱示差折光检测法建立了复方知母胶囊中菝契皂苷元的含量测定方法。结果发现被测定峰与其它色谱峰可达到基线分离,此法简便、准确、灵敏度高,可用于该制剂的含量测定和质量控制。朱东亮采用HPLC-DAD-ELSD色谱联用的方式建立了知母药材中活性成分的含量测定方法,采用两张色谱图测定知母中不同类型的化合物,分别采用紫外检测芒果苷和新芒果苷,ELSD检测紫外无吸收的4种皂苷类成分的含量测定,弥补了紫外单一检测的不足,使药材的质量得到了全面的控制。而陈万生等用高效液相色谱法考察测定不同产地、同一生长期知母不同部位中芒果苷等双苯吡酮类成分。发现芒果苷、新芒果苷含量及两者含量之比在各产地间变异较大,根、叶中芒果苷含量较高。鉴于很多学者对知