枯芩與子芩的概況研究※

王 亮,羅發珍,陳萬生

(上海中醫藥大學,上海 201203)

黃芩為唇形科植物黃芩ScutellariabaicalensisGeorgi的干燥根,味苦、性寒,具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血安胎等功效[1]。黃芩按照性狀及功效分為枯芩及子芩兩種規格,古代區分使用,而現在不區分使用。近年來,隨著枯芩和子芩研究的不斷深入,在化學成分、藥理活性等方面取得新的進展。因此,本文從本草考證、性狀、化學成分、生物合成途徑、藥理作用及臨床應用等方面對枯芩和子芩進行全面概括。

1 本草考證

黃芩始載于《神農本草經》,列為中品,曰“生谷川”[2]。南北朝開始,將枯芩和子芩予以區分,《本草經集注》云:“圓者名子芩為勝,破者名宿芩,其腹中皆爛,故名腐腸,唯取深色堅實者為好?！盵3]明·賈所學《藥品化義》中提出:“一品宜分兩用。蓋枯芩體輕主浮,專瀉肺胃上焦之火……而條芩體重主降,專瀉大腸下焦之火?！盵4]由此可見,在古代將兩種藥材區分使用,枯芩善清肺胃上焦之火,子芩善清大腸下焦之火。在1970年以前,黃芩在臨床上仍分為枯芩和子芩[5],而今黃芩在臨床應用中不再區分使用,醫生開方均為黃芩[6]。

2 性狀

黃芩是多年生草本植物,根部入藥,枯心一般情況是植株長到第3年從蘆頭(根頭部)中心開始逐漸向下出現的暗棕色或棕褐色枯朽的現象?？蒈耸屈S芩蘆頭中空部分的根,斷面深黃色或黃綠色,上部至下部斷面的中心均可見棕褐色枯心。子芩是黃芩實心、質地堅實部分的根,斷面色澤略淺,呈淡黃色至黃色,無枯心,內實體重。3年以下生的黃芩,蘆頭一般不會出現腹中空的現象,根部全為子芩。研究表明,6年生黃芩藥材距蘆頭0～15 cm全為枯芩,15～40 cm既有枯芩又有子芩,大于40 cm全為枯芩部分[7]。黃芩根據市場流通情況分為野生黃芩和栽培黃芩,野生黃芩多為枯芩,栽培黃芩多為子芩。相同生長年限、相同部位的黃芩,野生黃芩枯朽程度比栽培黃芩更大。詳見圖1。

圖1 枯芩、子芩的橫斷面圖(左為枯芩,右為子芩)

3 化學成分差異

3.1 黃芩主要化學成分 黃芩主要含黃酮類化合物,飲片的總黃酮含量為6.6%～16.4%[8],目前已分離純化100多個黃酮及黃酮苷類化合物[9]。黃酮類化合物主要包括黃芩素、漢黃芩素、千層紙素A及白楊素等,黃酮苷類化合物主要包括黃芩苷、漢黃芩苷、千層紙素A-7-O-葡萄糖醛酸苷及白楊素-7-O-葡萄糖醛酸苷等[9]。黃芩主要化學成分為黃芩苷,2015版《中國藥典》規定黃芩苷按干燥品計算不得少于9.0%。除黃芩苷外,黃芩素、漢黃芩素和漢黃芩苷等為黃芩的特征化學成分[10],2020版《中國藥典》征求意見稿將3個特征性成分列入含量測定的范疇內,規定飲片中4個化合物的含量不得少于15%。黃芩中除了含黃酮類化合物等成分外,還含有揮發油、多糖、多種二萜苷類及鐵、鋅、銅、錳、鉛、鎘等微量元素[11]。

3.2 枯芩與子芩化學成分差異 研究表明,枯芩中黃芩苷的含量低于子芩,而黃芩素、漢黃芩素和千層紙素A的含量約為子芩的2倍[7]。趙佳文等[6]發現,子芩中黃芩苷和漢黃芩苷含量比枯芩分別高28.87%、54.12%,黃芩素、漢黃芩素、千層紙素A含量比枯芩分別低70.37%、44.44%、59.09%。王丹等[12]研究表明,枯芩枯心部分的高效液相(HPLC)指紋譜總峰面積顯著低于非枯心部分,且黃芩素與黃芩苷、漢黃芩素與漢黃芩苷、千層紙素A與千層紙素A苷含量的比值顯著高于子芩。上述研究均表明枯芩與子芩的化學成分存在一定的差異且有規律可循。

4 生物合成途徑

枯芩和子芩化學成分的差異受植物生物合成的影響。黃芩根部總黃酮最初來源于苯丙氨酸,苯丙氨酸在苯丙氨酸解氨酶(PAL)催化下生成肉桂酸。肉桂酸依次被cimmaoyl-Co A連接酶(CLL-7)、查爾酮合成酶(CHS-2)、查爾酮異構酶(CHI)催化形成松屬素。然后,松屬素被黃酮合酶特殊亞型(FNSII-2)轉化為白楊素,白楊素被黃酮6-羥化酶(F6H)和黃酮8-羥化酶(F8 H)進一步羥基化,分別產生黃芩素和漢黃芩素[13]。糖基轉移酶是黃芩黃酮、O-葡萄糖醛酸和O-葡萄糖苷形成糖苷鍵的主要酶。研究表明,sb UBGAT對多種黃酮具有O-葡萄糖醛酸基轉移酶活性,可能參與黃芩苷和漢黃芩苷等葡萄糖醛酸類化合物的生物合成[14]。如圖2所示。

有學者從黃芩的愈傷組織中分離出內源性β-葡萄糖醛酸酶,這種酶可以將黃芩根部儲存的黃芩苷高效水解為黃芩素,并迅速進入細胞核誘導凋亡[15]?？蒈酥悬S芩素的含量高于子芩中的黃芩素含量,可能與內源性β-葡萄糖醛酸酶介導凋亡的機制有關。此外,馬宗敏等[16]從黃芩植株體內篩選可發酵轉化黃芩苷的內生真菌Penicillium sp.R3,該菌能夠轉化黃芩苷為黃芩素,為黃芩苷向黃芩素轉化提供新思路。如圖2所示。

圖2 黃芩根部黃酮類化合物生物合成途徑

5 藥理作用

5.1 黃芩的藥理作用 現代藥理學研究表明,黃芩具有抗菌、抗病毒、抗炎、抗腫瘤、抗氧化和免疫保護等作用。謝林利等[17]研究表明,黃酮類化合物為黃芩抗菌有效成分,其主要成分黃芩苷、黃芩素等對革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽性菌、真菌等均具有抑制作用。吳修華等[18]研究發現,黃芩素具有一定的抗甲型流感病毒作用。王洪玉等[19]建立了小鼠的急性炎癥模型,以耳郭、足腫脹程度為指標,發現黃芩提取物具有抗炎作用。曹慧娟等[20]進行體外和體內實驗研究,發現黃芩素在體外可以抑制人肺腺癌A549細胞增殖,在體內可以抑制移植瘤的生長。郭少英等[21]研究表明,黃芩苷具有顯著的抗氧化能力,對自由基和超氧陰離子有較好的清除能力,而且對黃嘌呤氧化酶也具有抑制作用。此外,黃芩中的黃芩苷能夠有效抑制刀豆蛋白A(Con A)或佛波醇酯(PMA)介導的T細胞增殖及活化效果,從而提高機體的免疫功能[22]。

5.2 枯芩和子芩的藥理活性 現代藥理學研究表明,枯芩、子芩的藥理活性存在顯著性差異。體外抗菌研究結果表明,枯芩對肺炎鏈球菌的抑菌效果優于子芩,子芩對大腸桿菌的抑菌效果優于枯芩,而肺炎鏈球菌和大腸桿菌分別對應上焦之火和下焦之火的誘因[6]。體內研究結果表明,枯芩對細菌性肺熱模型大鼠的治療作用優于子芩,子芩對大腸濕熱證模型大鼠的治療作用優于枯芩,而細菌性肺熱模型和大腸濕熱證模型分別對應上焦之火和下焦之火的體內模型[5]?？蒈酥悬S芩苷和漢黃芩苷含量低于子芩,而黃芩素、漢黃芩素含量明顯高于子芩[6],枯芩與子芩兩者藥理作用的差異可能與其化學成分的差異相關。有學者建立潰瘍性結腸炎大鼠模型,發現黃芩苷治療潰瘍性結腸炎的效果較好[23]。研究表明,漢黃芩苷對葡聚糖硫酸鈉(DSS)誘導的小鼠結腸炎病理損傷具有保護作用[24]。還有研究表明,黃芩素對脂多糖(LPS)誘導的大鼠急性肺損傷(ALI)有保護作用[25]。有學者發現,漢黃芩素預處理不僅能抑制LPS誘導的小鼠ALI模型的肺水腫,而且還能抑制蛋白滲入肺泡腔[26]。上述研究也表明,黃芩苷與漢黃芩苷在治療結腸炎方面效果較好,黃芩素和漢黃芩素在治療肺損傷方面效果較好。

6 臨床應用

黃芩是清熱解毒的常用藥之一,2015版《中國藥典》記載黃芩主要用于濕溫、暑濕,胸悶嘔惡,濕熱痞滿,瀉痢,黃疸,肺熱咳嗽,高熱煩渴,血熱吐衄,癰腫瘡毒,胎動不安[1]。

枯芩和子芩是黃芩飲片的兩種規格,明·李中梓指出:“中枯而大者,清肺部而止嗽化痰,并理目赤疔癰,堅實而細者,瀉大腸而除濕治痢,兼可安胎利水?！薄拜p漂者上行,堅重者下降,不可不別也?！盵27]可見枯芩與子芩在治則上是有區別的。

也有很多經方是將枯芩與子芩區分使用的。如定喘湯(《幼科金針》卷上)中枯芩配伍款冬花宣肺降氣,使痰熱得清,風寒得解,主治肺風痰喘;防風通圣散(《瘋門全書》)中枯芩配伍大黃、芒硝發汗達表,疏風退熱,主治癘疾(即麻風病),其中枯芩在方中以清中上之火為主;防風消毒散(《喉科秘訣》卷下)中枯芩配伍防風疏風清熱,化痰利喉,主治喉風(喉風即咽喉部突然腫痛、音啞、喉鳴、呼吸困難等,多由肺胃積熱、復感風邪、風熱相搏所致);陳皮滑石散(《雞峰普濟方》卷十八)中子芩配伍陳皮清熱通淋,主治小腹病證;大安胎如勝飲(《大生要旨》卷二)中子芩配伍當歸、白芍益氣養血,清熱養胎、安胎,主治懷妊六月,或腹痛,或脹悶,或胎動不安;鉤藤皮湯(《普濟方》卷一〇〇)中子芩配伍鉤藤皮清肝瀉火,主治小兒癲癇。

7 討論

枯芩和子芩是黃芩藥材的兩種規格,是黃芩生長年限不同導致的性狀的差異,從而導致化學成分的差異,繼而影響藥理及臨床應用?？蒈?、子芩來源相同,化學成分的差異并非顯著性差異,某些差別僅是化合物含量的區別。而黃芩治療肺部相關疾病(上焦之火)或腸道相關疾病(下焦之火)的療效可能與化合物的量效關系相關。

黃芩素和黃芩苷含量的比值是判斷枯芩和子芩的重要指標,從黃芩苷與黃芩素的結構看,黃芩苷為黃芩素的葡萄糖醛酸結合物。植物體內可以實現黃芩素與黃芩苷的相互轉化,而動物體內也能實現兩者之間的相互轉化,黃芩素可在小腸黏膜中被腸道中的葡萄糖醛酸轉移酶(UGT)催化生成黃芩苷[28]。劉伶文等[29]建立體外培養人腸道菌轉化黃芩苷的實驗模型,以黃芩素為指標,發現黃芩苷在人腸道菌作用下可以轉化為黃芩素。黃芩苷在結腸段有一定的吸收,結腸段的腸道菌群可以產生腸道菌群酶β-葡萄糖醛酸酶,而此酶可以水解黃芩苷為黃芩素[15]。劉太明等[30]采用大鼠在體胃、腸吸收模型,測定胃、腸灌注液中藥物的含量,發現黃芩素在胃和小腸部位的吸收程度均優于黃芩苷。龔明濤等[31]研究表明,黃芩苷在盲腸和結腸部位的吸收優于黃芩素。故二者體內藥效學存在差異的原因是否與黃芩苷與黃芩素在體內的吸收部位的不同有關,還需進一步探究。

本文旨在通過闡述枯芩與子芩各方面的差異,為臨床合理用藥提供依據,并為以后枯芩和子芩藥效差異的機制研究提供參考。目前關于枯芩和子芩化學成分的差異研究多集中在黃酮類化合物方面,對揮發油和黃芩多糖等成分的差異研究較少,而據文獻報道可知,揮發油和黃芩多糖等成分對黃芩的藥理作用具有一定的影響,這個空缺亟待補充。