藥用植物麻黃的研究進展

1、<p>　　藥用植物麻黃的研究進展</p><p>　　作者：陳佳麗，趙昕，任杰，張蕾，殷紅</p><p>　　【摘要】 本文介紹了藥用植物麻黃的生物學特征、化學成分及內(nèi)生菌的研究概況，并對麻黃的多元價值及資源現(xiàn)狀進行了綜述。 </p><p>　　【關鍵詞】 麻黃;生物學特征;化學成分;內(nèi)生菌;資源</p><p>　　麻黃

2、為常用中藥，源于麻黃科植物草麻黃(Ephedra sinica Stapf)、木賊麻黃(E. equisitina Bunge)、中麻黃(E. intermedia Schrenk ex Mey)的干燥草質(zhì)莖。始載于漢代《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為中品，歷代本草均有記載。其性味辛、微苦、溫，歸肺、膀胱經(jīng)。具有發(fā)汗解表，宣肺平喘，利水消腫等功效。主治風寒感冒、發(fā)熱無汗、咳嗽氣喘、骨節(jié)疼痛、風水浮腫、小便不利、風邪頑痹、風疹瘙癢等癥[1]。現(xiàn)代醫(yī)學

3、和中醫(yī)學研究發(fā)現(xiàn)其具有平喘、抗病毒作和免疫調(diào)節(jié)作用。麻黃主要分布于我國北方干旱、半干旱地區(qū)，具有重要的藥用、生態(tài)和經(jīng)濟價值。</p><p><b>　　1 麻黃資源狀況</b></p><p>　　1.1 生物學特點 麻黃呈灌木、半灌木、亞灌木或草本狀，莖直立或匍匐，分枝多，一般是雌雄異株，少有同株。雄花單生或數(shù)個叢生，具膜質(zhì)假花被;雌花具4對苞片，種子1～3 粒，

4、胚乳豐富，肉質(zhì)或粉質(zhì),子葉兩枚,發(fā)芽時出土[2，3]。</p><p>　　1.2 生長習性 麻黃屬旱生植物,適宜于溫涼、干燥的氣候環(huán)境，耐旱性強,較耐貧瘠,多分布于海拔800～1500m的開敞、干燥、多石的山坡和山前地帶及丘陵坡地、平川、沙地, 在沙地上常有聚生的小片群落。對土壤要求為微堿性, 特別是富含有機質(zhì)的沙質(zhì)土壤。在年均氣溫9℃～15℃，年降雨量300～500mm的地區(qū)最為適宜[4]。</p>

5、;<p>　　1.3 地理分布 麻黃屬現(xiàn)存約67種,中國有15種及2變種1變型[5]，約占全世界麻黃屬植物總數(shù)的50%[6]，主要分布在我國北方地區(qū)的北緯35°～49°范圍內(nèi), 其地理分布主要受降水的制約, 多集中分布于降水量350mm以下、年濕潤度0.38以下的干旱、半干旱地區(qū)[7]。草麻黃主要分布于新疆吐魯番、甘肅河西地區(qū)、內(nèi)蒙古;木賊麻黃主要分布于河北、山西、內(nèi)蒙古、陜西西部、甘肅、青海、新疆;中

6、麻黃主要分布于內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、河北、山東、山西、陜西、甘肅、青海、新疆等地[7，8]。</p><p><b>　　2 麻黃的化學成分</b></p><p>　　麻黃具有多種類型的化學成分,包括生物堿類、黃酮類、揮發(fā)油類、糖類、鞣質(zhì)及有機酸類、氨基酸及礦質(zhì)元素類等。</p><p>　　2.1 生物堿類 麻黃類生物堿中麻黃堿的含量較高,為

7、苯丙胺類生物堿,該類成分一直以來被認為是麻黃的有效成分,至今已分離出10多種麻黃堿,但在不同種麻黃中其含量從1%～3%不等[9]。草麻黃中以麻黃堿為主,偽麻黃堿含量較少,總堿含量為0.481%～1.382%;木賊麻黃中總堿含量為2.093%～2.436%;中麻黃總堿含量為1.059%～1.564%[10]。</p><p>　　2.2 揮發(fā)油類 麻黃所含揮發(fā)油類成分復雜，主要有效成分有2,3,5,6-四甲基吡嗪(

8、2, 3-tetram-ethylpyrazine)和1-α-萜品烯醇(1-α-terpineol)，但含量很低。草麻黃含油量0.25% ,木賊麻黃0.124%;草麻黃揮發(fā)油中有效成分四甲基吡嗪和萜品烯醇的含量分別為2.26%和1.92%,而木賊麻黃揮發(fā)油中僅含四甲基吡嗪1.34%[9，10]。</p><p>　　2.3 黃酮類 黃酮是麻黃屬中的一類重要成分，李姿嬌等研究發(fā)現(xiàn)麻黃的總黃酮含量約為0.29%[11

9、]。麻黃黃酮類主要有: 芹菜素(Apigenin)、山柰酚(Kaempferol)、槲皮素(Quercetin)、無色矢車菊素(Leuoc-ycmidin)、小麥黃素(Tricin)、草棉黃素(Herbacetin)、芹菜素-5-鼠李糖苷(Apigenin-5-rhamno-side)、3-甲氨基棉黃素(3-Methoxyherbacetin)、山柰酚鼠李糖苷(Kaempferolrhsmnoside)、無色飛燕草素(Leu-codel

10、phinidin)、蘆丁(Rudin)、白天竺秦苷(Leu-copelargonin)、白花色甙(Leucoanthpcyanin)、4,5,7-三羥基-8-甲氧基黃酮醇-3-O-β-D-葡萄糖苷(4,5,7-Trihy-Droxy-8-methoxy-flaronol-flaronol-3-O-β-D-glucopyraniside)。</p><p>　　2.4 多糖類 多糖在不同的麻黃中各有不同,目前國內(nèi)主

11、要對麻黃果多糖進行了研究。麻黃草質(zhì)莖及其果實中多糖的含量分別為1.05%和7.21%，水溶性糖含量分別為1.93%和1.158%,果實中還原性糖及水溶性糖的含量均比草質(zhì)莖中的高。據(jù)報道從雙穗麻黃中分離出具有降血糖功能的麻黃多糖A、B、C、D、E[9]。采用熱水提取法,從麻黃中提取到水溶性多糖,其收率為2.8%左右。經(jīng)SephadexG-100柱層析得到較純的麻黃多糖樣品，實驗證明，該樣品具有清除氧自由基的作用[12]。</p>

12、;<p>　　2.5 鞣質(zhì)及有機酸 鞣質(zhì)也是麻黃屬植物中的一類重要化學成分,一般認為其主要是以縮合型鞣質(zhì)形式存在[9，13]?，F(xiàn)已分出兒茶酚鞣質(zhì)等26種縮合鞣質(zhì),最近又報道分出可水解型鞣質(zhì)nilocitin,麻黃鞣質(zhì)A 和B(ephedratannin A、B)[10]。對于麻黃中的有機酸成分研究較少，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的有機酸有苯甲酸、香草酸、肉桂酸、香豆酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸和原兒茶酸等。</p><p&g

13、t;　　2.6 氨基酸及礦質(zhì)元素 麻黃果有一定的營養(yǎng)及食用價值，研究結果顯示麻黃果富含18種氨基酸及較高的半必需氨基酸和非必需氨基酸[9]。</p><p>　　3 麻黃資源的多元價值</p><p>　　3.1 藥用價值 麻黃是馳名中外的一種傳統(tǒng)藥材,也是提取麻黃素的主要原料,其主要成分為麻黃堿和偽麻黃堿，二者作為擬腎上腺素藥物被廣泛應用于多種制劑中?！吨袊幍洹?010年版收載作為藥用

14、的麻黃植物主要有木賊麻黃、草麻黃和中麻黃。麻黃味辛、微苦，性溫、歸肺、膀胱經(jīng)，具有發(fā)汗散寒，宣肺平喘，利水消腫功能。用于風寒感冒，胸悶喘咳，風水浮腫,支氣管哮喘。在畜牧上麻黃可提高牲畜的抗病能力[7]。以麻黃堿為主的制劑在國外還有營養(yǎng)補充劑、減肥劑等[14，15]。</p><p>　　3.2 生態(tài)價值 麻黃是重要的荒漠旱生植物，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐沙埋等特性。麻黃草根系發(fā)達、分蘗能力強、根幅寬, 地上部分

15、可以增加地表覆蓋度,多生長在沙丘黃土丘陵，對防止水土流失、保護草場、改善沙地生態(tài)環(huán)境等發(fā)揮著巨大作用[16]。有研究表明有麻黃分布的沙丘地段, 植被總覆蓋度可提高32%; 同時, 麻黃也是珍貴的水土保持植物, 在28°的坡地上, 麻黃群落比禾草群落生長的地段徑流量減少47%，沖刷量減少60%。</p><p>　　3.3 飼用價值 麻黃具有一定的飼用價值, 其所含粗脂肪和粗蛋白屬于中等牧草類型。經(jīng)測定，

16、未提取麻黃素的麻黃營養(yǎng)成分中粗蛋白和粗脂肪含量分別為8.34%和3.2%;提取麻黃素后的麻黃草渣成分中粗蛋白和粗脂肪含量分別為1.98%和3.58%。麻黃植物的上芽及枝條冬天呈綠色, 植物體保持良好狀態(tài), 可成為牲畜冬季采食的主要牧草。由于麻黃生長在荒漠、半荒漠草場上, 常與蒿子、假木賊、琵琶柴、裸果木、木旋花、紅柳等植物構成春秋草場, 是春、秋季節(jié)牲畜轉(zhuǎn)場的主要放牧草場。另外，工廠中提取過麻黃素堿的草渣，在冬、春季節(jié)牧草青黃不接時,

17、也可以和其他飼料混用, 增加飼料來源。4 麻黃內(nèi)生菌的研究概況</p><p>　　內(nèi)生菌是指一類在其部分或全部生活史中存活于健康植物組織內(nèi)部, 如根、莖、葉、花、果實和種子，而不使寄主植物表現(xiàn)出明顯感染癥狀(至少暫時沒有感染癥狀)的微生物,主要有細菌、真菌和放線菌[17]。部分植物內(nèi)生菌能夠產(chǎn)生與寄主植物相同或相似的生物活性物質(zhì)。近年來，隨著對藥用植物內(nèi)生菌的研究不斷深入，麻黃內(nèi)生菌的研究也有一定進展。古力山&

18、#183;買買提等為篩選具有拮抗活性的植物內(nèi)生菌，以新疆有毒植物藍麻黃(E.glauca)為材料，采用研磨法和瓊脂擴散法從中分離并篩選出一株對多種植物致病菌具有較強抗性的內(nèi)生細菌XJEG-GB-13。根據(jù)該菌形態(tài)特征、生理生化特性和系統(tǒng)發(fā)育分析結果，菌株XJEG-GB-13應屬于枯草芽孢桿菌屬。拮抗作用測定結果表明，內(nèi)生細菌XJEG-GB-13發(fā)酵液對8種植物病原菌具有較強的抑制作用[18]。古力山·買買提等又從藍麻黃中分離得

19、到7株內(nèi)生放線菌，而其中的XJEG-GA-6對7種植物病原菌具有較好的拮抗作用,尤其是對玉米大斑病菌的拮抗作用顯著抑菌圈大于20mm，并且在該菌株的代謝產(chǎn)物中檢測出生物堿成分[19]。黃丹虹等[20]以內(nèi)蒙古赤峰等地產(chǎn)的麻黃為材料,進行植物內(nèi)生真菌</p><p>　　我國是全球天然麻黃的最大產(chǎn)地，也是世界上主要生產(chǎn)麻黃素的國家。隨著制藥業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外對麻黃資源的需求不斷增加[22]。目前，每噸麻黃堿的生產(chǎn)需要

20、消耗200～300噸的麻黃草，每公頃麻黃產(chǎn)量為15噸左右，一個50噸麻黃堿的生產(chǎn)廠家，每年約需1000公頃的麻黃。長期以來，麻黃的加工原料主要依賴采收野生資源，導致植被破壞嚴重，產(chǎn)量和品質(zhì)逐年下降。2000年起，我國開始禁止濫挖發(fā)菜、甘草、麻黃草等固沙植物，在19個省、市、自治區(qū)全面啟動天然林保護工程[7]。為了保護現(xiàn)有的天然資源，在采收麻黃草時要求留有母株，禁止連根采挖?，F(xiàn)在人們正利用各種不同的方法如組織培養(yǎng)[22，23]、化學合成[

21、24]、生物轉(zhuǎn)化法[25]、轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵等[25]方法開發(fā)麻黃資源。利用細胞懸浮培養(yǎng)提取次級代謝產(chǎn)物的優(yōu)點是不受環(huán)境生態(tài)和氣候條件的限制,增殖速度比整個植物體栽培快,且有用物質(zhì)的含量一般較高，但在生產(chǎn)工藝、細胞株遺傳穩(wěn)定性和成本等方面仍存在問題。生物轉(zhuǎn)化法具有反應條件溫和、反應速度快、轉(zhuǎn)化率高、得到的產(chǎn)品純度高等優(yōu)點,但是麻黃堿的生產(chǎn)最終依賴苛刻的化學條件來實現(xiàn)，造成生產(chǎn)成本較高，是制約生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)麻黃堿</p>&

22、lt;p><b>　　【參考文獻】</b></p><p>　　1 李志庸,張國駿.本草綱目大辭典.濟南：山東科學技術出版社,2007,5.</p><p>　　2 尼勒克林場,李國富.麻黃種植技術.新疆中草藥,2009,4-6.</p><p>　　3 姜海樓,董瑞音,賈長友,等.麻黃生物學特性及生物量研究. 草業(yè)學報, 1997, 6

23、(1):18-22.</p><p>　　4 曹瑞,馬虹,朱宗元.內(nèi)蒙古麻黃資源的利用現(xiàn)狀及其保護.中草藥, 2004, 34(4):461-463.</p><p>　　5 劉運東,邱遠金,王建明,等.新疆麻黃資源現(xiàn)狀及其可持續(xù)利用對策.資源開發(fā)與市場,2007,23(9):843-846.</p><p>　　6 李勝,楊德龍,汪建政,等.我國麻黃資源的馴化栽培

24、與開發(fā)利用研究現(xiàn)狀.甘肅農(nóng)業(yè)科技,2004,2:51-53.</p><p>　　7 白可喻,戎郁萍,徐斌.甘草和麻黃資源的生物多樣性價值和保護.中國農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2009,30(4):64-68.</p><p>　　8 劉運東,齊妍婷,邱遠金,等.麻黃屬的地理分布與起源演化.干旱區(qū)資源與環(huán)境,2009,23(6):120-125.</p><p>　　9 馬勇

25、,徐暾海,徐海燕,等.麻黃研究進展.吉林中醫(yī)藥,2008,28(10)：777-778.</p><p>　　10 周玲,吳德康,唐于平,等.麻黃中化學成分研究進展.南京中醫(yī)藥大學學報,2008，24(1)：71-72.</p><p>　　11 李姿嬌,楊屹,丁明玉,等.麻黃非麻黃堿部分中黃酮、生物堿和有機酸的分析.分析實驗室，2005,24(4):67.</p><

26、p>　　12 張連茹,鄒國林,楊天鳴.麻黃水溶性多糖的提取及其清除氧自由基作用的研究.氨基酸和生物資源,2000,22(3):24-26.</p><p>　　13 Riclo RA,Sena GA,Vai VM, et al.Determination of the presence of condensed tannins in Ephedra.Actva Farm Bonaerense,2004,23

27、(1):11.</p><p>　　14 黃云珍.麻黃與麻黃堿的共性與區(qū)別.江西中醫(yī)學院學報,2007,19(6):54-55.</p><p>　　15 Madhusudan G.Sonia, Ioana G.Carabinb,James C.Griffithsa,et al.Safety of ephedra:lessons learned.Toxicology Letters,200

28、4,150(1):97-110.</p><p>　　16 陳書安,趙兵.麻黃植物細胞工程的關鍵技術及研究進展.世界科學技術,2006,8(5):54-57.</p><p>　　17 賈栗,陳疏影,翟永功,等.近年國內(nèi)外植物內(nèi)生菌產(chǎn)生物活性物質(zhì)的研究進展.中草藥,2007,38(11):1750-1753.</p><p>　　18 古力山·買買提，趙國

29、玉，吾甫爾·米吉提.一株藍麻黃內(nèi)生細菌的分離鑒定和抑菌活性研究.食品科學,2009,30(17):179-182.</p><p>　　19 古力山·買買提,趙國玉,董志芳,等.一株藍麻黃內(nèi)生放線菌的分離、鑒定和活性.研究生物技術,2009,19(4):43-46.</p><p>　　20 黃丹虹,閻雪芬,黃耀堅,等.麻黃內(nèi)生真菌的分離及其生物活性初步研究. 廈門大學

30、學報(自然科學版),2008,47(2):248-252.</p><p>　　21 Yin H,Peng H,Cai JZ,et al. A Primary Study on Endophytic Fungi Isolated from a Medicinal Plant Ephedra sinica Stapf. The 5th International Medicinal Mushroom Confere

31、nce (IMMC5 ), Nantong, China，2009，56-60.</p><p>　　22 賴陳武,劉穎,李艾蓮.麻黃離體組織培養(yǎng)研究進展.世界科學技 術,2003,5(2):37-40.</p><p>　　23 毋玲玲.麻黃離體培養(yǎng)和分子生物學研究進展.中國農(nóng)學通報,2005,21(6):97-99.</p><p>　　24 黃成軍,郭衛(wèi)峰,周