藥用植物麻黃的研究進(jìn)展

1、<p>　　藥用植物麻黃的研究進(jìn)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(xué)特征、化學(xué)成分及內(nèi)生菌的研究概況，并對(duì)麻黃的多元價(jià)值及資源現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。 </p><p>　　【關(guān)鍵詞】 麻黃;生物學(xué)特征;化學(xué)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(fēng)寒感冒、發(fā)熱無汗、咳嗽氣喘、骨節(jié)疼痛、風(fēng)水浮腫、小便不利、風(fēng)邪頑痹、風(fēng)疹瘙癢等癥[1]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)

3、和中醫(yī)學(xué)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(guó)北方干旱、半干旱地區(qū)，具有重要的藥用、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p><p><b>　　1 麻黃資源狀況</b></p><p>　　1.1 生物學(xué)特點(diǎn) 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(gè)叢生，具膜質(zhì)假花被;雌花具4對(duì)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(shí)出土[2，3]。</p><p>　　1.2 生長(zhǎng)習(xí)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(qiáng),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(duì)土壤要求為微堿性, 特別是富含有機(jī)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(guó)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(guó)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(rùn)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(xué)成分</b></p><p>　　麻黃具有多種類型的化學(xué)成分,包括生物堿類、黃酮類、揮發(fā)油類、糖類、鞣質(zhì)及有機(jī)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(rèn)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(fù)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(guó)內(nèi)主

11、要對(duì)麻黃果多糖進(jìn)行了研究。麻黃草質(zhì)莖及其果實(shí)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(shí)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(bào)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(shí)驗(yàn)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(jī)酸 鞣質(zhì)也是麻黃屬植物中的一類重要化學(xué)成分,一般認(rèn)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(bào)道分出可水解型鞣質(zhì)nilocitin,麻黃鞣質(zhì)A 和B(ephedratannin A、B)[10]。對(duì)于麻黃中的有機(jī)酸成分研究較少，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的有機(jī)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(yíng)養(yǎng)及食用價(jià)值，研究結(jié)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(jià)值</p><p>　　3.1 藥用價(jià)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(yīng)用于多種制劑中?！吨袊?guó)藥典》2010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(fēng)寒感冒，胸悶喘咳，風(fēng)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(guó)外還有營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑、減肥劑等[14，15]。</p><p>　　3.2 生態(tài)價(jià)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(dá)、分蘗能力強(qiáng)、根幅寬, 地上部分

15、可以增加地表覆蓋度,多生長(zhǎng)在沙丘黃土丘陵，對(duì)防止水土流失、保護(hù)草場(chǎng)、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(shí), 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(zhǎng)的地段徑流量減少47%，沖刷量減少60%。</p><p>　　3.3 飼用價(jià)值 麻黃具有一定的飼用價(jià)值, 其所含粗脂肪和粗蛋白屬于中等牧草類型。經(jīng)測(cè)定，

16、未提取麻黃素的麻黃營(yíng)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(zhǎng)在荒漠、半荒漠草場(chǎng)上, 常與蒿子、假木賊、琵琶柴、裸果木、木旋花、紅柳等植物構(gòu)成春秋草場(chǎng), 是春、秋季節(jié)牲畜轉(zhuǎn)場(chǎng)的主要放牧草場(chǎng)。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(shí),

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(shí)和種子，而不使寄主植物表現(xiàn)出明顯感染癥狀(至少暫時(shí)沒有感染癥狀)的微生物,主要有細(xì)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(duì)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(jìn)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(lán)麻黃(E.glauca)為材料，采用研磨法和瓊脂擴(kuò)散法從中分離并篩選出一株對(duì)多種植物致病菌具有較強(qiáng)抗性的內(nèi)生細(xì)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(jié)果，菌株XJEG-GB-13應(yīng)屬于枯草芽孢桿菌屬。拮抗作用測(cè)定結(jié)果表明，內(nèi)生細(xì)菌XJEG-GB-13發(fā)酵液對(duì)8種植物病原菌具有較強(qiáng)的抑制作用[18]。古力山·買買提等又從藍(lán)麻黃中分離得

19、到7株內(nèi)生放線菌，而其中的XJEG-GA-6對(duì)7種植物病原菌具有較好的拮抗作用,尤其是對(duì)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(cè)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(jìn)行植物內(nèi)生真菌</p><p>　　我國(guó)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(guó)家。隨著制藥業(yè)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)外對(duì)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(gè)50噸麻黃堿的生產(chǎn)廠家，每年約需1000公頃的麻黃。長(zhǎng)期以來，麻黃的加工原料主要依賴采收野生資源，導(dǎo)致植被破壞嚴(yán)重，產(chǎn)量和品質(zhì)逐年下降。2000年起，我國(guó)開始禁止濫挖發(fā)菜、甘草、麻黃草等固沙植物，在19個(gè)省、市、自治區(qū)全面啟動(dòng)天然林保護(hù)工程[7]。為了保護(hù)現(xiàn)有的天然資源，在采收麻黃草時(shí)要求留有母株，禁止連根采挖。現(xiàn)在人們正利用各種不同的方法如組織培養(yǎng)[22，23]、化學(xué)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(xì)胞懸浮培養(yǎng)提取次級(jí)代謝產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)是不受環(huán)境生態(tài)和氣候條件的限制,增殖速度比整個(gè)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(xì)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(yīng)條件溫和、反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高、得到的產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn),但是麻黃堿的生產(chǎn)最終依賴苛刻的化學(xué)條件來實(shí)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(xiàn)】</b></p><p>　　1 李志庸,張國(guó)駿.本草綱目大辭典.濟(jì)南：山東科學(xué)技術(shù)出版社,2007,5.</p><p>　　2 尼勒克林場(chǎng),李國(guó)富.麻黃種植技術(shù).新疆中草藥,2009,4-6.</p><p>　　3 姜海樓,董瑞音,賈長(zhǎng)友,等.麻黃生物學(xué)特性及生物量研究. 草業(yè)學(xué)報(bào), 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(hù).中草藥, 2004, 34(4):461-463.</p><p>　　5 劉運(yùn)東,邱遠(yuǎn)金,王建明,等.新疆麻黃資源現(xiàn)狀及其可持續(xù)利用對(duì)策.資源開發(fā)與市場(chǎng),2007,23(9):843-846.</p><p>　　6 李勝,楊德龍,汪建政,等.我國(guó)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(jià)值和保護(hù).中國(guó)農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃,2009,30(4):64-68.</p><p>　　8 劉運(yùn)東,齊妍婷,邱遠(yuǎn)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(jìn)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(xué)成分研究進(jìn)展.南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào),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(jī)酸的分析.分析實(shí)驗(yàn)室，2005,24(4):67.</p><

26、p>　　12 張連茹,鄒國(guó)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(xué)院學(xué)報(bào),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(xì)胞工程的關(guān)鍵技術(shù)及研究進(jìn)展.世界科學(xué)技術(shù),2006,8(5):54-57.</p><p>　　17 賈栗,陳疏影,翟永功,等.近年國(guó)內(nèi)外植物內(nèi)生菌產(chǎn)生物活性物質(zhì)的研究進(jìn)展.中草藥,2007,38(11):1750-1753.</p><p>　　18 古力山·買買提，趙國(guó)

29、玉，吾甫爾·米吉提.一株藍(lán)麻黃內(nèi)生細(xì)菌的分離鑒定和抑菌活性研究.食品科學(xué),2009,30(17):179-182.</p><p>　　19 古力山·買買提,趙國(guó)玉,董志芳,等.一株藍(lán)麻黃內(nèi)生放線菌的分離、鑒定和活性.研究生物技術(shù),2009,19(4):43-46.</p><p>　　20 黃丹虹,閻雪芬,黃耀堅(jiān),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(xué)

30、學(xué)報(bào)(自然科學(xué)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(jìn)展.世界科學(xué)技 術(shù),2003,5(2):37-40.</p><p>　　23 毋玲玲.麻黃離體培養(yǎng)和分子生物學(xué)研究進(jìn)展.中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2005,21(6):97-99.</p><p>　　24 黃成軍,郭衛(wèi)峰,周