山茱萸屬植物化學成分和藥理活性研究進展

【摘要】 山茱萸屬植物有4種,其中山茱萸具有明顯的免疫調節,強

心、抗休克、抗心律失常、降血糖、抗氧化和抗衰老作用,其主要化學

成分為環烯醚萜和鞣質。文章通過廣泛查閱、整理相關文獻資料,在總

結山茱萸屬植物分類學研究的基礎上,系統全面地綜述了山茱萸屬植物

的化學成分與藥理活性研究進展,可為山茱萸屬植物的進一步研究開發

提供相關的參考。

【關鍵詞】 山茱萸屬 化學成分 藥理活性

山茱萸屬Cornus Linn.植物為山茱萸科喬木或灌木,共有4種,其中歐洲和美洲各產1種,其餘兩種產於亞洲東部。我國有華山茱萸

C.chinesis和山茱萸C.officinalis兩種,分布於四川、湖北、河

南等省。其中,山茱萸在我國有悠久的用藥歷史,味酸,性微溫,臨床

用其乾燥果肉,有補益肝腎、收斂固脫的功能。20世紀80年代,日本學者對山茱萸的化學成分進行了系統的研究,其成分主要為環烯醚萜和

鞣質,並含有大量的揮發性物質和多糖。臨床研究表明,山茱萸具有明

顯的免疫調節、強心、抗休克、抗心律失常、降血糖、抗氧化和抗衰老作用。本文在簡要介紹其分類學研究的基礎上對其屬內植物的化學成

分、藥理研究進展進行了綜述。

1 山茱萸屬植物的分類學研究

山茱萸屬(Cornus)植物都屬於Cornelian cherries群,但其屬的界定存在較大爭議,長期以來存在著廣義和狹義兩種不同的觀點,因

此,有必要首先簡要介紹其植物分類學研究狀況。一方面,山茱萸科

(Cornaceae)的界定很長一段時間存在爭議,與之相關的17個屬之間的親緣關係一直沒有定論,它曾經被不同的學者定義為僅由一個屬

Cornus組成,或多至15個屬組成;另一方面,Cornelian cherries群內本身存在較大的形態學差異。一般認為,若Cornus是廣義的界定,則Cornelian cherries可分成兩到3個亞屬(i.e., subg. Afrocrania

Harms-including only C. volkensii ; subg. Cornus-including C. mas, C. officinalis, and C. sessilis ; and subg. Sinocornus Q.

Y. Xiang-including only C. chinensis);若廣義Cornus被分成幾個

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獨立的屬,Cornelian cherries則被分成兩個屬,Afrocrania Hutch.(僅有Cornus volkensii)和Cornus(由剩餘的種組成)[1]。《中國植物志》山茱萸科由9個屬組成,其中山茱萸屬植物有4種[2]。新近出版的英文版中國植物志《Flora of China》,在結合最新的分子

生物學和植物花粉形態學研究結果的基礎上,對山茱萸科進行了狹義的

界定,將原來屬於山茱萸科的Alangium (Alangiaceae), Aucuba

(Aucubaceae), Davidia (Davidiaceae), Helwingia (Helwing

iaceae), Mastixia (Mastixiaceae), Nyssa (Nyssaceae)和Toricellia (Toricelliaceae)分出去,只保留Cornus Linnaeus 一個屬,下設若干亞屬,其中山茱萸亞屬(Cornus subg. Cornus)仍由原來4種組成[3]。新近發現了一個Cornelian cherries群內的新種C. eydeana[4],填補了C. volkensii與群內其他種的形態學差異鴻

溝,但C. eydeana的相關化學和藥理研究尚未見報道,且其分類學歸

屬還沒有定論,故這裡仍沿用《中國植物志》的觀點。

2 化學成分研究

早在1910年,Otto等就對C. mas等5種催熟後的果實成分進行

了化學成分分析。20世紀80年代,日本學者對山茱萸的化學成分進行

了系統研究。目前,已從山茱萸屬植物中分得揮發性成分、環烯醚萜類

成分、鞣質和黃酮等4大類成分。

2.1 揮發性成分山茱萸屬植物的花和果內含有大量的揮發性成

分。Miyazawa等[1]採用GCMS分析方法,表明山茱萸果肉中含有

9個單萜烴、6個倍半萜烴、5個脂肪烴、7個單萜醇、6個脂肪醇、4個單萜醛及酮、3個脂肪醛及酮、4個酸、8個酯和15個芳香化合物。韓志慧等[5]對水蒸氣蒸餾法製備的山茱萸揮髮油用GC - MS進行分析得到了52個峰,鑒定了其中的45個成分,其中峰面積比較高的有:

鄰苯二甲酸二異丁酯(25.12%)、鄰苯二甲酸二丁酯(18.85%)、乙酸(5.45%)、糠醛(4.64%)、13.07%)、E5碳烯(3.02%)、2.442(E)2.53%)、鄰苯二甲酸二甲酯(2.48%)、環二十四烷(2.18%)、1(2.15%)。

2.2 環烯醚萜類成分目前,文獻報道已從山茱萸中分離鑒定了

10個環烯醚萜類化合物。1973年,日本學者Endo[6]從日本產山茱萸果肉中分得4個環烯醚萜苷成分,包括馬錢素(Loganin)、莫諾苷(Morroniside)、獐牙菜苷(Sweroside)和7O7OMethylmorroniside,疑為提取次生產物)。日本Hatano(1990)

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等[7]從中分得山茱萸裂苷(7Ogalloylsecologanol)。趙世萍等[8](1992)從河南產山茱萸果肉乾粉中分得一個雙環烯醚萜苷,

命名為山茱萸新苷(Cornuside)。徐麗珍等[9](1995)從中又分得7-脫氫馬錢素(7Dehydrologanin)和脫水莫諾苷元

(Dehydromorroniaglycone)。楊晉等[10](2005)分得7O基莫諾苷(7O Ethylmorroniside,疑為提取次生產物)。 Wang等[11](2006)從中分得7Obutylmorroniside。

2.3 鞣質類成分20世紀80年代,日本學者對山茱萸果實的鞣質

進行了深入而系統的研究,發現了一系列鞣質:Isoterchebin,

Tellimagrandin I, Tellimagrandin II, 1,2,3-Tri-O-galloyl-b-Dglucose、1,2,6TriOgalloylbDglucose, 1,2,3,6-TetraOgalloylbDglucose,Gemin D,2,3DiOgalloylbDglucose,Cornusiin A,Cornusiin B[12],Cornusiin C,1,5-DiOgalloylbDglucose,Cornusiin D~F,Camptothin A,Camptothin B[13],Cornusiin G[7]。最近中國學者又從中分得兩種庚糖鞣質,7OgalloylDsedoheptulose6"2,7b

苷,其中前者以3種不同的構象形式存在[14,15]。楊晉等[16]還從中分得兩種沒食子醯基化合物,1, 2, 3, 4, 5O

bD(1, 2, 3, 4, 5-Penta-O-galloyl-b-D-glucose),1O4, 6ObD(1Ogalloyl4, 6O HHDPbDglucose)[10]。Lee等從山茱萸的新鮮葉子中分得12個鞣質,其中1,7DiOgalloylsedoheptulose為首次發現的含庚糖鞣質,還

有2,3DiOgalloylDglucose, 1,2DiOgalloylbDglucose, 3,4,6TriOgalloylDglucose, 1,2,6TriOgalloylbDglucose, 1,2,4,6

TetraOgalloylbDglucose, 1,2,3,6TetraOgalloylbDglucose, 3Ogalloyl4,6(S)hexahydroxydiphenoylDglucose, 2Ogalloyl4,6(S)hexahydroxydiphenoylDglucose, lO galloyl4,6(S)hexahydroxydiphenoylaDglucose, lOgalloyl4,6(S)hexahydro xyldiphenoylbDglucose, and Coriarin F。

2.4 黃酮類化合物目前已從C. mas和C. officinalis的花和葉子中分得槲皮素(Quercetin),山柰酚(Kaempferol) [17], 蘆丁(Rutin),異槲皮苷(Isoquercitrin), Querciturone[18], Quercetol rhamnoglucoside和Kaempferol rhamnoglucoside[19]和

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花色素[20]等多種黃酮成分。

2.5 其他成分山茱萸還含有大量的小分子化合物和有機酸,目前

已分得的有2,511)

Dimethyl(cis)tetrahydrofuran2,5dicarboxylate[17]、二甲基蘋果酸(Dimethylmalate)、5-羥甲基糠醛(5-Hydroxy- methylfurfural)[21]、蘋果酸甲酯(Methylmalic acid)、胡蘿蔔苷(Daucosterol)[7]、沒食子酸、5,5"3,5基苯甲酸、β9]、熊果酸、齊墩果酸、Gallic acids和Ellagic acids[22]。此外,山茱萸和C. mas的果實類還含有Cu,Ni,Mn,Mo,Cr,Ba, V,Co,Sr,Ti等20多種微量和稀土元素,還

含有大量的氨基酸和維生素。

3 藥理研究

3.1 對免疫系統的影響山茱萸水煎劑對小鼠體液免疫和非特異性

免疫有一定的增強作用,並能抑制T淋巴細胞的活化與淋巴因子的釋

放。山茱萸總苷體外能明顯抑制小鼠淋巴細胞轉化、LAK細胞生成,體內服用能抑制白細胞介素2(IL2)的產生,是一種免疫抑製劑。馬

錢素對免疫反應有雙向調節作用[23]。山茱萸多糖能明顯提高小鼠腹

腔巨噬細胞吞噬百分率和吞噬指數,促進小鼠溶血素的形成與淋巴細胞

的轉化[24]。通過研究山茱萸總苷的抗炎與免疫機制,李建民等

[25]發現其抗炎和免疫抑制可能與其抑制血管內皮細胞的活化表達

ICAM1,CD44,a4和b7整合素,抑制T淋巴細胞IL-2的產生有關。通過山茱萸總苷的抗風濕關節炎的研究,郭麗麗等[26]發現其能抑制關節滑膜細胞對炎性細胞的趨化和抑制C?特異性體液免疫和Th1型細胞免疫。呂曉東等[27]用綿羊紅細胞(SRBC)誘導的脾細胞抗體生成反應為活性導向評價指標,從山茱萸的正丁醇提取部位中分得具有

比山茱萸總苷免疫抑制活性更強的F1C,初步分析其主要成分是鞣

質。進一步的研究表明F1C對AA大鼠原發性足腫脹具有治療作用,

且能增加Ts細胞數量並增強Ts細胞抑制功能,對正常小鼠免疫反應具

有明顯的抑制作用。

3.2 強心、抗休克山茱萸醇提注射液對兔和大白鼠有抗失血性休

克功能,能抑制動物血小板聚集,減緩血栓的形成。馬錢素能使休克模

型家兔血壓緩慢升高並得以維持、改善腎血流量及延長動物生存時間。

閻潤紅等[28]用大鼠離體乳頭肌實驗法及家兔無創性心功能測定法,

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觀察了山茱萸水煎藥液對動物離體及在體心臟的強心作用,證實山茱萸

能明顯增強大鼠離體乳頭肌收縮強度,改善心得安所致的家兔左室功能

不全,具有明確的強心作用。

3.3 抗心律失常山茱萸在整體和離體實驗中都表現有明顯抗心律

失常作用,其對心臟有多方面的作用機制,且在抗心律失常的同時,具

有顯著的正性肌力效應。張蘭桐等觀察了山茱萸總提液、各萃取部位和

殘留液對氯仿誘發小鼠室顫模型的影響,對烏頭鹼誘發大鼠心律失常模

型的影響以及對哇巴因誘發豚鼠心律失常模型的影響,並對各部位進行

了初步分離。發現殘留液能夠延長離體乳頭肌動作電位時程和增大靜息

電位絕對值,具有肯定的抗心律失常作用。證實其中含有高效的微量抗

心律失常活性物質(X),這種成分能被醋酸乙酯萃取,但是不溶於正

丁醇。同時確認了山茱萸提取液的抗心律失常效應強度為總提物>X成

分>總有機酸成分,總苷類成分無效[24,28]。

3.4 降血糖山茱萸能改善鏈脲黴素(STZ)大鼠糖尿病的癥狀,降低血糖,降低血清總膽固醇和甘油三酯,抑制血小板聚集和降低血液黏

滯度。山茱萸乙醇提取液能促進STZ所致NIDDM大鼠胰島修復增生,增加進食後胰島素的分泌,使骨骼肌等外周組織GLUT4 mRNA和蛋白表達增加,促進葡萄糖的轉運,加速外周組織攝取利用葡萄糖,降低血糖水

平。山茱萸環烯醚萜總苷能降低糖尿病血管併發症大鼠血清中過高的

sICAM1,TNFα水平,減少AGEs在腎皮質的過度沉積並抑制受體mRNA表達水平,控制糖尿病血管併發症的發生髮展。陳霞等觀察了山

茱萸藥材石油醚提取部位I;乙醚提取部位?;醋酸乙酯提取部位?;

正丁醇提取部位?;無水乙醇提取部位V;蒸餾水提取部位?對正常小鼠與四氧嘧啶造成的小鼠糖尿病血糖的影響,發現山茱萸提取部位?,

?明顯降低正常小鼠的血糖,提取部位I,?,V,?對正常小鼠的血糖影響不大;山茱萸提取部位?,?,V,?提取物能明顯降低四氧嘧啶造成的高血糖,其中以大劑量的提取部位V,?的降糖作用顯著,提取部位V,?存在著一定的量-效關係[29]。

3.5 抗氧化、抗衰老山茱萸提取物能顯著提高心肌SOD活力,減

輕自由基(FR)對機體造成的損害,抑制體內蛋白質非酶糖化,促進小

鼠對環境的適應能力,提高小鼠體力和記憶能力,具有良好的抗氧化,

抗衰老的功能。通過觀察山茱萸提取物對谷胱苷肽氧化還原周期內

H2O2和O2-水平和牛肺主動脈內皮細胞抗氧酶活性,發現調節體內某些

重要的酶的活性和修復被氧自由損傷的機體是其抗氧的主要機制之一

[28,29]。

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