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川芎-當歸藥對研究進展

2015-01-25 06:57黃含含張靜澤高文遠
中成藥 2015年1期
關鍵詞:藁本川芎嗪川芎

周 鴻, 黃含含, 張靜澤, 高文遠*

(1.天津大學藥物科學與技術學院,天津 300072;2.武警后勤學院生藥學與藥劑學教研室,天津 300162)

川芎-當歸藥對研究進展

周 鴻1,黃含含1,張靜澤2,高文遠1*

(1.天津大學藥物科學與技術學院,天津300072;2.武警后勤學院生藥學與藥劑學教研室,天津300162)

川芎當歸藥對臨床常用于補血活血、化瘀止痛,在很多中醫方劑和現代中藥復方中都有應用。本文查閱了2005—2014年CNKI數據庫,以川芎-當歸藥對為方向檢索文獻報道,共計287篇,其中相關研究33篇。另外,應用SciFinder數據庫,查閱2005年以來的相關英文文獻15篇。從化學成分、吸收代謝、藥理藥效三個方面對川芎當歸藥對研究進行了綜述,為進一步研究川芎當歸藥對的作用機理、科學用藥及新藥研發提供依據。

當歸;川芎;藥對

川芎和當歸是傳統中藥,組成的藥對是應用中常見的配伍形式。川芎為傘形科草本植物川芎Ligusticum chuanxiong Hort.的根莖,性溫味辛,歸肝、膽經,具有行氣開郁、祛風燥濕,活血止痛的功效。當歸為傘形科植物當歸Angelica sinensis(O1iv.)Die1s.的根,性溫味甘辛,歸心、肝、脾經,具有補血和血、調經止痛、潤燥滑腸之功效。

川芎與當歸配伍的“芎歸湯”,在宋代《太平惠民和劑局方》中就有詳細記載,現代發展為舒腦欣滴丸,具有理氣活血,化瘀止痛的功效。臨床上對腦供血不足引起的頭痛、頭暈、視物昏花、失眠、健忘、偏頭痛、偏癱及卒中后遺癥等有顯著療效[1]。川芎當歸藥對在中醫方劑中應用十分廣泛,根據川芎-當歸藥對不同配比的中藥應用數據分析,從中醫方劑數據庫(源于《中醫方劑大辭典》)中檢索出同時含有川芎、當歸的1242首方劑[2]。另外在現代中成藥中也有廣泛應用,如養血清腦顆粒、正天丸、補腎益腦丸等。近年來國內外對川芎和當歸的配伍進行了大量研究,本文從化學成分、吸收代謝、藥理藥效三個方面對川芎當歸藥對的研究進行綜述。

1 化學成分研究

川芎與當歸存在很多共有的有效成分,主要是芳香酸類和苯酞類化合物,芳香酸類有阿魏酸、綠原酸、咖啡酸,苯酞類有藁本內酯、川芎內酯等[3]。川芎含有苯酞類化合物45種,其中丁基苯酞、藁本內酯、川芎內酯A、川芎內酯I、川芎內酯H和歐當歸內酯A為川芎藥材中含量較高的成分,主要的酚酸類化合物是阿魏酸,主要生物堿類成分為川芎嗪[4]。當歸中已經被發現和鑒別的有70多種化合物,揮發油類主要成分有藁本內酯、丁基苯酞、川芎內酯A、四氯苯酞,有機酸類成分主要是阿魏酸、阿魏酸松柏酯、氨基酸等,另外還有多糖類成分[5]。

1.1當歸、川芎化學成分分析 川芎和當歸中有多種化學物質,其中阿魏酸、藁本內酯被公認是活性成分,已經在很多中藥制劑中作為質量標準的考察指標。阿魏酸作為川芎和當歸的有效成分,是當歸和川芎質量檢測中的一個必要指標?!吨袊幍洹芬幎?,使用HPLC法檢測,川芎干燥品阿魏酸不少于0.1%;當歸揮發油不少于0.4%,阿魏酸不少于0.05%[6]。阿魏酸在植物中很少以游離形態存在,在當歸和川芎中含有較多的阿魏酸松柏酯,它有抗腫瘤、抗菌和血管舒張活性,HPLC法檢測阿魏酸松柏酯,作為質量控制指標[7]。

另外,揮發油中含有的藁本內酯和川芎內酯也是重要活性物質。藥理及臨床研究表明藁本內酯可以抑制血小板凝聚,緩解子宮、氣管平滑肌痙攣,可以治療婦科疾病、月經失調,預防早產,治療高血壓。加壓熱水提取-頂空固相微萃取法聯用,可以有效提取川芎和當歸中的藁本內酯,然后用GC-MS進行檢測,也可以作為藥材質量控制標準之一[8]。川芎內酯A是川芎和當歸共有的化合物,可以抑制主動脈平滑肌細胞的誘導增殖,并降低血液黏度。HPLC/ DAD/ESI/MS聯用,可對川芎內酯A進行定性定量分析[9]。

除了單一成分測定,也可以同時對多種化合物進行檢測,田璐等[10]建立了川芎、當歸飲片中阿魏酸、洋川芎內酯I、洋川芎內酯A、藁本內酯4個成分的一測多評法,可用于川芎-當歸的質量控制。Li等[11]通過一種毛細管電泳法,可以快速同時測定川芎和當歸中的阿魏酸、綠原酸、咖啡酸三種苯丙素類成分。

1.2藥對配伍后化學成分分析 不同比例川芎當歸共煎液指紋圖譜考察研究[12]表明,不同比例川芎、當歸的合煎液,可以抑制或促進某些成分的溶出,但沒有新的化合物生成。川芎嗪是川芎獨有的成分,川芎當歸共煎液中的川芎嗪比川芎單煎液中要高,因此藥對合煎可以促進川芎嗪的溶出[13]。UPLC-TQ-MS/MS對川芎、當歸和川芎當歸(2∶3)3種酚酸(綠原酸、阿魏酸、咖啡酸)和6種苯肽類(洋川芎內酯I、洋川芎內酯H、洋川芎內酯A、藁本內酯、丁基苯肽、丁烯基肽內酯)進行測定,結果顯示,川芎當歸配伍后各成分含有量不僅僅是單味藥成分含有量的加和[14]。因此,川芎當歸藥對配伍合煎,與單味藥相比,可以提高有效成分溶出,但是作用機制尚不明確,需要進一步研究。

川芎和當歸配伍比例和提取方法改變,對藥物作用效果和有效成分的溶出都有一定影響。分析當歸-川芎藥對不同配比的中藥應用數據,通過檢索中醫方劑數據庫,在含有當歸、川芎的1 242首方劑中,兩者比例1∶1的配方出現次數最多,占總數的68.06%[2]。在當歸、川芎不同配比和不同提取方法下,其中7種活性成分(3種芳香酸、4種苯酞類化合物)的提取率都有變化。同時用水提、醇提和不同比例水醇提取3種提取方法對芎歸藥對進行提取,芎歸共同水提物與單個藥材水提相比,芳香酸和苯酞類化合物的溶出都有所增加;當歸、歸芎和川芎醇提或水-醇提取物中,總酸的提取率隨川芎比例增大而增加;歸芎水提取物中總苯酞類化合物提取率隨川芎比例增大而增加[15]。另一方面,將不同配比的當歸川芎分別水提、50%醇提和先水提后醇提,測定藥液的抗氧化活性(OH自由基清除率),得到最優化的抗氧化活性配比為:水提物為1∶1,50%醇提物為1∶1.5,先水提后醇提物為2∶1[16]。這些研究表明,當歸與川芎在不同配比和提取方法下,提取物中的活性成分量及其藥理活性都是不同的,我們可以通過條件優化找到最佳配伍比例,達到最好的藥物治療效果。

2 藥物吸收與代謝

2.1川芎嗪的吸收代謝 川芎嗪是川芎中主要的活性生物堿,臨床上被廣泛用于治療缺血性腦血管病并取得較好療效。川芎嗪主要為口服給藥和鼻腔吸入給藥。川芎嗪經口服進入人體需要經過胃腸道中酶的破壞、肝臟首過效應和穿過血腦屏障,使口服生物利用度明顯低于經鼻黏膜或鼓膜給藥,后者可以使川芎嗪更快速、高濃度進入大腦[17]。

冰片可以促進川芎嗪吸收,增加其腦分布,達到更好的治療效果。川芎嗪腸吸收研究表明,口服磷酸川芎嗪,在不同腸段的單位面積吸收量順序為:結腸>十二指腸>空腸>回腸,且隨藥物濃度的增大各個腸段的單位面積吸收量均沒有吸收飽和現象,推斷磷酸川芎嗪在大鼠腸道以被動擴散方式吸收,加入冰片后,四個腸段的吸收量均有所增加[18]。冰片可以提高川芎嗪經鼻腔吸收入腦的速度,增加腦組織中川芎嗪的吸收量[19]。鹽酸川芎嗪靜脈給藥后,組織器官中藥物最高濃度分布由高向低依次為:肝臟、脾臟、血漿、大腦、心臟、睪丸、腎臟、肺、肌肉,藥物消除迅速、無蓄積,主要由肝臟代謝,經腎臟排出體外[20]。經大鼠股靜脈給藥,川芎嗪復合冰片后,血漿藥物濃度比單用川芎嗪低,但川芎嗪復合冰片后能提高川芎嗪在腦組織中的含量,因此冰片可促進川芎嗪在腦中的分布,川芎嗪復合冰片治療腦血管疾病時臨床顯效可能更快[21]。

2.2苯酞類化合物的吸收代謝 川芎和當歸中共有的成分川芎內酯Ⅰ,可以通過血腦屏障,廣泛分布在各個組織,川芎內酯Ⅰ在治療偏頭痛和抗氧化損傷方面有很好的活性。利用HPLC-ESI-MS/MS技術,對川芎內酯Ⅰ在大鼠體內的代謝途徑進行研究??诜挽o脈給藥后,血漿中川芎內酯Ⅰ很快被消除,口服生物利用度明顯低于門靜脈注射,但與十二指腸給藥相當。說明胃的首過效應對川芎內酯Ⅰ影響很小,肝的首過效應影響較大??诜o藥后,川芎內酯Ⅰ可以穿過血腦屏障,在被檢測組織中廣泛分布。在腎、肝、肺、肌肉、腦、心臟、胸腺、脾中AUC呈遞減的趨勢[22]。另一方面對其體內代謝研究發現,大鼠口服給藥后在膽汁中發現了藥物原型和9種代謝產物,川芎內酯Ⅰ在藥物生物轉化途徑Ⅱ期,藥物的代謝方式包括甲基化,葡萄糖苷酸化,谷胱甘肽結合作用[22]。

在川芎單味藥材入血成分分析研究中,利用HPLCESI-MS/MS技術在給藥大鼠血漿中一共發現了25個化合物,其中有13個是化合物原型,剩余12個化合物中6個是川芎內酯Ⅰ相關代謝產物,4個是川芎內酯J相關代謝產物,2個丁烯基酞內酯相關代謝產物[23]。將原型化合物與代謝產物進行對比發現,苯酞類化合物發生的主要代謝反應是與谷胱甘肽、半胱氨酸、葡糖醛酸和硫酸結合。

除了對活性成分體內代謝產物進行分析,對其藥代動力學特征也進行了研究。利用HPLC測定藁本內酯血藥濃度,研究藁本內酯在家兔體內的藥代動力學特征。家兔口服揮發油后,藁本內酯在體內的藥時過程為線性動力學過程,符合一級吸收二室模型[24]。同樣的方法研究丁烯基苯酞的藥代動力學特征,給予兔一次性灌胃當歸揮發油有效部位后,丁烯基苯酞在兔體內的藥物動力學符合一級吸收二室模型[25]。另外,舒腦欣片劑中阿魏酸和藁本內酯的釋放可在1 h達到平臺期,阿魏酸和藁本內酯通過不同的方式快速穿過血腦屏障,其穿過比例隨時間的增加而增加,灌胃舒腦欣丸劑后,阿魏酸和藁本內酯被迅速吸收并分布入腦發揮作用。[26]

2.3芳香酸類化合物的吸收代謝 當歸川芎藥對的配伍規律可以從藥物吸收的角度進行研究。與單味藥相比較,當歸川芎藥對中阿魏酸的吸收在質量濃度、pH值及胃腸道方面均表現出較大的優越性,相同質量濃度(以阿魏酸為準)給藥時,藥對中阿魏酸的吸收更完全、更迅速[27]。另一方面,用HPLC法測定血漿中阿魏酸濃度,對正常和血虛型大鼠灌胃川芎、當歸及其配伍后阿魏酸的藥代動力學特征進行研究。川芎和當歸配伍給藥后,正常和血虛大鼠體內阿魏酸的AUC值和Cmax都顯著增大,消除速度減??;在血虛型大鼠中,川芎當歸配伍組與當歸組相比,t1/2α、Vd、AUC(0-t)和AUC(0-∞)都顯著增加[28]。這說明阿魏酸在血虛型大鼠中吸收更好,消除更緩慢;川芎可以延長半衰期,增加分布量,增加血虛型大鼠對阿魏酸的吸收??赡苁沁@個原因,使當歸和川芎配伍治療血虛癥時有協同促進作用。

當歸、川芎中主要芳香酸類物質有阿魏酸、咖啡酸、綠原酸,李偉霞等[29]用UPLC-Q-TOF/MS聯用技術,對其在血虛大鼠體內的代謝進行了研究。根據離子碎片和代謝途徑分析,當歸、川芎和歸芎藥對提取物中阿魏酸、綠原酸和咖啡酸在血虛大鼠血漿、尿液和膽汁中推測出原型、還原、水解、甲基化、羥基化、硫酸醋化、葡萄糖醛酸化、磺酸化、甘氨酸結合、乙酞化、半胱氨酸結合和谷肌甘膚結合等共25個代謝產物,而且在代謝的過程中,三種化合物的結構之間存在轉化的情況。

3 藥理與藥效

3.1平滑肌細胞增殖抑制作用 平滑肌細胞異常增殖是導致心腦血管疾病的常見因素。研究發現川芎和當歸提取物對血清內血管平滑肌細胞蛋白質合成、細胞周期和NO產生都會有一定的影響。當歸川芎提取液可以抑制蛋白質的合成,增加血管平滑肌細胞中NO含量,并且通過阻礙細胞G1-S期的進展,有效抑制血管平滑肌細胞的增殖[30]??梢酝茰y增加平滑肌細胞中NO的產生,會達到抑制細胞增殖的目的。另外有研究表明,當歸川芎提取液能顯著抑制ERK、JNK和p38的磷酸化以及血清誘導的Cyc1in D1蛋白的表達,并表現出良好的濃度依賴性,抑制MAPK信號通路;同時當歸川芎提取液能劑量依賴性地促進細胞內周期蛋白抑制子p21過表達,并抑制pRb磷酸化水平和Cyc-1in D1蛋白表達[31]。

川芎中含有的川芎嗪是一種鈣離子拮抗劑,對血管平滑肌細胞增殖有明顯的抑制作用,它的作用機制研究較多。對于內皮損傷引起的平滑肌細胞增殖,通過免疫組織化學檢測表明,川芎嗪能抑制平滑肌細胞Ⅰ型膠原、Ⅳ型膠原、纖維母細胞生長因子(FGF)、血小板源生長因子(PDGF)表達;原位雜交檢測表明,川芎嗪可以影響細胞Bc1-2、cmyc、Bax基因表達,促進血管平滑肌細胞凋亡[32]。對于血管緊張素II誘導的血管平滑肌細胞增殖,川芎嗪會使鈣調蛋白(CaM)和鈣調神經磷酸酶(CaN)活性顯著下降,可能因此產生增殖抑制作用[33]。

3.2血管內皮細胞保護作用 血管內皮是心腦血管的保護屏障,它可以分泌多種血管活性物質,維持血管的正常收縮和舒張能力。川芎當歸提取物可以增強超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)和谷胱甘肽過氧化物酶(GPX)的活性,增加細胞外信號調節激酶(ERK)的磷酸化作用,并且增加了內皮型一氧化氮合酶(eNOS)的表達,通過增強抗氧化能力,激活ERK和eNOS信號途徑,抑制活性氧(ROS)的產生,保護人臍靜脈內皮細胞(ECV304)細胞抵抗H2O2的損傷[34]。另外,當歸川芎配伍的佛手散可以通過促進Akt激酶和內皮NO合酶(eNOS)活性,保護內皮細胞,這一作用會引起細胞內Ca2+的增加和ROS的減少[35]。當歸川芎提取物對由H2O2引起的內皮細胞損傷有保護作用,從而預防心腦血管疾病的發生。

3.3對血瘀、血栓的作用 在大鼠血栓模型實驗中,當歸川芎提取液高劑量(80 mg/kg)條件下對血栓的形成有拮抗作用[36]。對于急性血瘀大鼠,當歸和川芎配伍的佛手散和當歸、川芎均能降低其全血黏度、全血還原黏度、紅細胞聚集指數、紅細胞電泳指數等指標;同時還能降低正常大鼠的血小板聚集率和血小板黏附率,提升紅細胞數、血小板數、血紅蛋白濃度[37]。說明它們都有活血化瘀的功效,但同劑量的當歸、川芎單味藥作用不如配伍后顯著。提取方法相同時,當歸川芎藥對1∶1醇提物給藥組的總活血效應最好,且川芎單味藥的總活血效應優于當歸;配比相同的情況下,醇提給藥組的總活血效應優于水提和先水提后醇提給藥組[38]。在川芎當歸對家兔血小板聚集和凝血功能研究中,對家兔血小板聚集和凝血酶原時間(PT)、凝血酶時間(TT)三種指標進行檢測,歸芎不同配比藥對中1.5∶1對血小板聚集的作用弱于其他配比樣品,對PT、TT的影響則是隨著當歸在藥對中比例的增大而增強;3種不同的提取方法中,水提液對血小板聚集作用較弱,醇提液對PT影響較強而對TT影響較弱[39]。在當歸川芎配伍對急性血瘀大鼠血液流變和凝血功能的研究中,當歸川芎1.5∶1、1∶1凝血酶原時間(PT)及活化部分凝血活酶時間(APTT)均長于當歸川芎(1∶0)組及當歸川芎(0∶1)組,而FIB低于當歸川芎(1∶0)組及當歸川芎(0∶1)組,當歸川芎(1.5∶1)及當歸川芎(1∶1)配伍可以明顯改善急性血瘀大鼠血液流變學和凝血功能[40]。

3.4腦組織及神經保護作用 川芎揮發油能促進體外培養的大腦皮層神經細胞存活,可通過增加腦缺血再灌注模型大鼠超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、一氧化氮合酶(NOS)活性,降低丙二醛(MDA)水平,降低大鼠腦梗塞比率等途徑產生腦缺血保護作用[41]。川芎、當歸萃取液對急性阻斷大腦中動脈所致腦缺血造成大鼠行為障礙具有明顯的緩解治療作用,對大腦中動脈阻斷后腦缺血造成的腦部病理損害具有保護、減輕作用[42]。川芎及當歸均有減少大鼠腦梗塞體積的作用,其中以川芎組更為明顯,通過腦血流的測定可以發現兩者均有改善梗塞區血流狀態作用,增加梗塞區流流量,并且有神經功能恢復的效果[43]。當歸和川芎萃取液可以抑制缺氧海馬神經元NMDA(N-甲基-D-天冬氨酸)受體功能,從而保護因NMDA受體過度激活而引起的神經元損傷作用[44]。在大鼠海馬神經元離體缺氧模型中,一定劑量的川芎嗪有抑制神經細胞凋亡的作用,其可能機制之一是抑制p53基因的過度表達,上調bc1-2基因表達[45]。當歸和川芎的主要成分藁本內酯(80 mg/kg)減少可以D-半乳糖所致衰老小鼠中MDA水平,提高Na+-K+-ATP酶活性,藁本內酯顯著提高了生長關聯蛋白(GAP-43)的表達,減少了caspase-3和膠質纖維酸性蛋白(GFAP),可提高小鼠認知功能,減少神經毒性[46]。

3.5對腦干c-fos基因mRNA表達的影響 c-fos基因參與重要腦功能活動的信號轉導和調控過程。在病理情況下,多種刺激因素如疼痛、禁水、癲癇、腦損傷或腦缺血等傷害性刺激均可引起c-fos的陽性表達[47]。目前c-fosmRNA已被認為是細胞對缺血反應的敏感標志[48]。一些治療偏頭痛的藥物對異常升高的c-fos有抑制作用。杜帥等[49]研究了舒腦欣滴丸對偏頭痛模型大鼠腦干c-fos基因mRNA表達的影響??疾炝耸婺X欣滴丸對偏頭痛模型大鼠腦腦干中cfosmRNA表達的影響,結果顯示,硝酸甘油誘導偏頭痛模型大鼠腦干c-fos基因mRNA表達較正常組明顯上調,舒腦欣高、低劑量組均能下調異常升高的c-fos基因mRNA表達。

4 結語

與一些藥味較多的中藥復方相比,藥對中兩味藥作用關系的研究較為簡單,容易得出明確的結論,有助于進一步理解中藥復方的配伍規律。目前對川芎-當歸藥對的研究大多是將化學成分與吸收代謝或藥理藥效其中一方面相結合進行研究。利用藥代動力學-藥效動力學(PK-PD)結合模型,將藥物吸收代謝與藥效研究相結合,可以在明確藥物吸收分布、轉化和排泄過程的基礎上,進一步闡明藥物濃度變化及代謝對其作用效果產生的影響。應用這種研究方法有助于闡明藥物作用機制,發現活性代謝產物。

另外,隨著越來越多先進分析及生物學技術手段的應用,對中藥藥對的作用機制研究更加系統深入,包括明確的化學組成,多種活性成分藥代動力學、代謝成分分析,藥物對靶細胞酶活性、基因表達的調節作用機制等。由于藥對成分復雜,作用于多種信號通路和分子靶點,借助代謝組學、蛋白質組學、基因芯片等技術,可以定性定量地認識藥對配伍,了解其成分與功效相關性,有助于進一步理解中藥復方配伍規律。

川芎和當歸藥對的藥理藥效作用研究十分廣泛,但是缺少不良反應和毒理實驗研究。安全性、有效性和質量可控性是藥品屬性的三個最基本要素,中藥也不例外。我們的中成藥說明書上的毒理和不良反應方面的資料多是空白,帶來了很大的用藥隱患,使用缺乏安全性。隨著中藥現代化和國際化,中藥毒理學的研究也因此顯得越來越重要。只有開展毒理與不良反應方面的實驗研究,得到充分可靠的藥理毒理學實驗數據,才能使中藥真正走向現代化。

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R969.1

A

1001-1528(2015)01-0184-05

10.3969/j.issn.1001-1528.2015.01.039

2014-01-12

周 鴻(1970—),男,理學碩士,高級工程師,研究方向:應用化學。Te1:13920200980,E-mai1:tjzhouhong@163.com

高文遠,教授,博士生導師,主要從事中藥復方作用物質基礎研究。Te1:(022)87401895,E-mai1:pharmgao@tju. edu.cn

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