当归的化学成分和药理作用研究进展
1的化学成分
从当归中分离鉴定的化合物主要包括挥发油、有机酸、多糖和黄酮类化合物。
1.1当归中挥发油的含量约为1%,是当归的主要有效成分之一。挥发油中藁本内酯的含量最高,其次是丁烯基苯酞。刘国生等(1)曾将当归挥发油分为中性、酚类和酸性三部分。从化学结构上看,挥发油的主要成分是苯酞及其二聚体化合物。
1.1.1酞类:酞类是当归挥发油中的主要成分,也是从当归中分离鉴定最早的化合物,包括Z-藁本内酯、E-藁本内酯、川芎内酯A、E-丁烯基酞和Z-丁烯基酞。1.1.2苯酞二聚体:苯酞二聚体是近年来从当归中分离鉴定的化合物,主要包括Z-383'a,7'a-四氢“6,3 ',7,7'a-二聚化levistolideA,同名,V-,。
1.1.3其他成分:当归挥发油还含有以艾蒎烯、柏木烯、氧化石竹烯等为代表的萜类化合物。以丁烯基苯、丁香油和对乙烯基愈创木酚为代表的醇类化合物;以十四烷、壬烷和正十一烷为代表的烷烃化合物。
1.2有机酸当归中含有多种有机酸类化合物,代表是阿魏酸。阿魏酸是较早从当归中分离出的有效成分。自从林茂等人在1979首次从当归中提取分离出阿魏酸后,许多学者对阿魏酸的提取工艺和含量测定进行了研究?。目前,阿魏酸是中国药典2010中当归质量控制的指标成分。同时,阿魏酸也是川芎和藁本质量控制的指标成分。但阿魏酸存在于许多植物中,并不是当归的特征成分。此外,当归还含有琥珀酸、烟酸、十六烷酸、香草酸、邻苯二甲酸、茴香酸、壬二酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸等酸性成分。
1.3多糖当归多糖(APS)是当归中的水溶性有效成分,含量可达15%。目前,提取分离当归粗多糖的成熟方法是水提醇沉法。当归粗多糖可通过离子交换色谱、凝胶色谱和DEAE纤维素色谱分离得到高纯度的多糖亚组分。尚朋等人先后从当归中提取分离了总多糖及其亚组分,并分析了多糖中单糖的组成,主要是葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖和半乳糖。酸性多糖是糖醛酸。但是单糖的组成和比例不一样。
1.4黄酮类化合物王芙蓉等_以75%乙醇为溶剂,回流提取分离当归中黄色粘稠物质,经金属盐试剂络合反应鉴定为黄酮类化合物。之后,李谷才等人通过正交试验确定了乙醇提取当归总黄酮的最佳条件:乙醇浓度为70%,固液比为1:50,提取温度为85℃,提取时间为2h;当归中黄酮类化合物的含量用分光光度法测定如下
1.59%。然而,到目前为止,还没有从当归中分离鉴定黄酮类单体化合物的研究报道。
1.5其他成分当归含有苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等多种氨基酸,以及铜、铁、锰、锌等多种微量元素。此外,当归还含有尿嘧啶、腺嘌呤、维生素E、青霉代谢产物、香豆素类等。
2药理作用
大量药理研究报道表明,当归及其主要化学成分具有广泛的生物活性,对造血系统、循环系统和神经系统具有药理作用。
2.1对造血系统的影响当归被称为“补血之要药”,其补血功效为历代医家所公认。当归补血作用的研究主要集中在两个方面:一是体内实验,研究当归对血虚动物模型的补血作用;二是通过体外实验研究当归的补血作用及机理。后者是当前研究工作的重点。
APS是当归造血的主要活性成分之一,其造血机制主要是通过刺激造血相关的细胞和分子来恢复造血功能。最近的研究表明,APS可以动员外周血和骨髓中的单核细胞促进造血。胡静和其他人呢?将APS动员的雄性BALB/c小鼠外周血单个核细胞静脉输注到8.5Gy60Co7射线照射的雌性同种受体小鼠体内,通过聚合酶链反应鉴定造血重建来源。发现APS组的WBC、P<、HGB和30d的存活数显著高于对照组和生理盐水组(P < 0.05);说明APS动员的外周血造血干/祖细胞移植能有效重建小鼠的造血功能。张艳等【19'%】发现APS可以通过降低造血干细胞表面粘附分子的表达,促进骨髓单个核细胞(BMNC)更早进入外周血循环,促进造血功能的修复。进一步研究发现,APS可以通过降低辐射损伤小鼠BMNC凋亡相关基因P53mRNA的表达来抑制细胞凋亡。并增加BMNC粘附分子抗体CD44和CD49d的表达;上调细胞外基质中BMNC对纤连蛋白的粘附率,可以加速BMNC的增殖和分化,从而促进造血。
肌卫星细胞是造血功能重建最有希望的种子细胞来源。王小玲等用MTT法对无培养基和骨髓基质细胞培养的小鼠MSCs进行检测,发现用不同浓度APS的骨髓基质细胞培养的MSCs具有显著的增殖作用,加入APS干预的骨髓基质细胞条件培养基能有效改变MSCs的生长特性,显著促进MSCs的增殖和干细胞因子受体蛋白的表达。
2.2循环系统的作用
2.2.1对心血管系统的作用:当归及其挥发油具有调节血管生成、抑制心肌肥厚、抗心律失常的作用。Yeh等发现当归挥发油和正丁基苯酞有抗血管生成作用;当归汤能促进血管生成。这为开发新的血管生成调节剂治疗心血管疾病提供了基础。余华等_当归注射液作用于血管紧张素N诱导的肥大心肌细胞,发现心肌细胞蛋白质含量下降,说明当归注射液能有效抑制血管紧张素N诱导的心肌细胞肥大,等发现当归挥发油的中性非节律部分(A3)具有明显的抗心律失常作用,可抑制心脏搏动频率,延长功能不应期,降低心肌收缩力和动作电位的幅度,缩短复极持续时间20%和90%。其机制可能与阻断Ca2+和Na+内流,促进K+外流有关,对K+通道具有选择性。
2.2.2抗血小板聚集:当归中的阿魏酸能增加血栓素A:(TXA2)的生物活性,增加前列环素(PGI2)的生物活性,提高PGI2/TXA2的值,从而抑制血小板聚集。当归注射液能降低弥散性血管内凝血大鼠的血小板聚集和粘附,增强红细胞变形能力,从而抑制血小板聚集。
2.2.3抗动脉粥样硬化:当归及其有机酸成分阿魏酸具有抗动脉粥样硬化作用。当归能改善高脂血清对血管内皮细胞形态结构的损伤,逆转高脂血清引起的内皮细胞TGB^表达减少和bFGF表达增加,达到抗动脉粥样硬化的作用。阿魏酸在治疗动脉粥样硬化中也是有效的。
2.3对神经系统的作用当归能减轻缺氧时神经元的变性,并对激活血管内皮生长因子mR-NA有一定的调节作用,提示当归在保护损伤神经和促进神经再生中具有重要作用。
当归注射液可以通过减少神经干细胞的增殖来保护神经干细胞免受宫内缺氧。钟兴明等的研究表明,当归注射液可降低宫内缺氧后幼鼠胶质细胞GFAP的表达,抑制新生鼠脑N-甲基D-天冬氨酸受体亚单位NR1的表达,达到对宫内缺氧后新生鼠脑组织的保护作用。此外,当归注射液对慢性脑低灌注和帕金森病有一定的治疗作用,其机制可能是上调海马Nrf2的RNA和蛋白水平,通过特定的信号通路激活SIRT1,抑制羟基多巴胺诱导的PC12细胞凋亡。
2.4对平滑肌的影响
2.4.1对子宫平滑肌的作用不同:当归挥发油和水提取物对子宫平滑肌的作用不同。前者是抑制子宫收缩的主要活性成分。刘琳娜等人——研究表明,当归挥发油能抑制小鼠离体正常子宫平滑肌的收缩幅度、频率和活动度,也能抑制催产素引起的离体子宫平滑肌的剧烈收缩,使其恢复到正常水平;说明当归挥发油对正常和病理子宫平滑肌有抑制作用,对子宫平滑肌有较强的抗痉挛作用。肖俊华等进一步在当归挥发油中发现了A;从而抑制子宫收缩的最佳活性部位,其机制与其抑制PGF2下游的P42/44MAPKCx43信号转导通路有关。
相反,当归水提取物是兴奋子宫的主要活性成分。在6.7mg/mL浓度下,当归水煎液对离体小鼠子宫肌有兴奋作用,与当归兴奋子宫肌上的H受体有关,而与子宫肌上的M受体、A受体和前列腺素合酶无关。事实上,当归挥发油中的酸性组分(A1)和醇性组分(A2)也能兴奋子宫,但具有剂量相关的双向作用。如肖俊华等的研究结果表明,A1在正常离体大鼠子宫中0~160mg/L有兴奋作用,仅在320mg/L时有明显抑制作用;小剂量A2(忘了10mg/L)有轻微兴奋作用,大剂量(20mg/L)有抑制作用。
2.4.2对支气管平滑肌的作用:当归挥发油能舒张支气管平滑肌。汪峰等?发现当归挥发油对安静状态下豚鼠离体气管平滑肌有明显的舒张作用。其中,0是起这个作用的主要成分;A1和A1对豚鼠离体气管平滑肌的作用不明显,但A1和A1之间存在相互作用,可减弱A1对豚鼠离体气管平滑肌的舒张作用。提示A1可能拮抗A对豚鼠离体气管平滑肌的舒张作用。
2.4.3对胃肠平滑肌的作用:当归挥发油能松弛胃肠平滑肌,降低肌张力。王瑞琼等使用离体兔胃肠平滑肌条,用两种生理记录仪记录胃肠平滑肌的等长收缩或舒张曲线,并计算肌张力的变化率。发现当归挥发油对家兔离体胃底、胃体、十二指肠、空肠和回肠平滑肌有舒张作用,并呈浓度依赖性关系。
2.4.4对主动脉平滑肌的作用:当归挥发油能抑制主动脉平滑肌的收缩。吴国太等观察了当归挥发油对正常家兔离体胸主动脉平滑肌张力及去甲肾上腺素(ne)和氯化钾(KCl)预收缩的胸主动脉平滑肌张力的影响,发现当归挥发油能明显抑制去甲肾上腺素和KCl引起的家兔离体胸主动脉平滑肌收缩。
2.5免疫功能APS是当归的主要活性成分,对特异性和非特异性免疫均有促进作用。郭振军等用ELISA法检测APS刺激M9分泌TNF^a和il~4的情况。发现APS可以剂量依赖的方式阻断MR介导的M9吞噬作用。此外,APS可以上调HBV转基因小鼠树突状细胞的功能。说明黄芪多糖具有促进非特异性免疫的作用。APS及其亚组分能显著促进脾细胞、混合淋巴细胞和T细胞的增殖。提高培养脾细胞中CIM细胞亚群的比例,刺激小鼠产生特异性IgG抗体。表明APS对细胞免疫和体液免疫均有影响。
2.6抗肿瘤作用APS是当归的主要抗肿瘤成分,其体内外实验研究均显示了抗肿瘤活性。
在体内,APS的抗肿瘤作用主要是通过增强机体免疫功能来间接抑制或杀死肿瘤细胞。吴素真等人用SM小鼠模型研究了硫酸化当归多糖(SPAS)的体内抗肿瘤作用,发现SPAS抑制了SM小鼠的肿瘤生长,40,80,160mg/(kg?d)剂量组的抑瘤率分别为27.89%、34.69%和39.45%,表明SPAS具有显著的体内抗肿瘤活性。
在体外,当归可以直接抑制或杀死肿瘤细胞。高等?发现当归通过降低MMP name、MMP4、TGF-p1、TIMP4、升高TIMP4抑制肺癌细胞的增殖和转移。还发现APS不仅在体内抑制SM肉瘤细胞、白血病细胞和艾氏腹水癌细胞,而且在体外抑制肝癌细胞的侵袭和转移。asp4d的亚组分ASP4d能抑制宫颈癌细胞增殖并诱导其凋亡,其机制主要是激活凋亡的线粒体途径。
2.7对器官的保护作用当归提取物对肺损伤有治疗作用。当归多糖是防治肺纤维化的有效成分,能改善肺纤维化大鼠模型M 1的各项肺功能。当归补血总苷能抑制TGB^诱导的人胚肺成纤维细胞异常增殖、转化和胶原表达,其抑制胶原表达的作用可能是通过增加金属蛋白酶4 (M2)的表达实现的。
当归能防治肾缺血再灌注损伤,其机制可能与其调节TNF^、IL-6和bFGF有关。
APS能干预不同的化学性肝损伤,降低酒精和四氯化碳所致肝损伤的盐和sAST,减轻肝损伤。聂荣的研究结果提示,APS可能通过提高肝细胞的抗氧化能力,增强肝脏的能量储存,减轻四氯化碳对肝脏的毒性,从而对肝脏起到保护作用。
2.8抗炎镇痛作用当归提取物具有镇痛抗炎作用,能明显提高热刺激引起的小鼠痛阈,抑制化学刺激引起的小鼠扭体反应。沈建芬等从细胞和基因水平研究了当归的抗炎机制,发现A;它能抑制PGE的产生、环氧化酶-4(COX-2)的活性以及COX mRNA和蛋白的表达,提示抑制PGEi的产生可能与抑制C0X4基因的表达有关。2.9其他作用当归具有抗辐射、抗氧化、抗衰老和抗银屑病作用,还能显著降低糖尿病大鼠血糖,其机制可能与促进胰岛素B细胞的修复和再生有关。
3结论
当归含有挥发油、有机酸、多糖、黄酮类等多种化学成分。它的药理作用是广泛的,涉及身体的许多系统。当归的“补血”作用主要作用于造血系统,通过刺激造血相关的细胞和分子来实现。当归的“活血”作用主要作用于循环系统,通过抑制血小板聚集来达到“活血”的效果。此外,当归还对神经系统和免疫系统有作用,具有抗肿瘤、抗辐射、抗炎镇痛、抗氧化、抗衰老等作用。这些药理研究成果为当归的临床应用和新产品开发奠定了基础。近年来,当归治疗糖尿病和银屑病的研究正在深入开展。虽然机制尚不明确,但相信随着科技的进步,这些问题终将得到解决,对于糖尿病、银屑病等目前尚无确切疗效的疾病,将会找到新的治疗药物。同时也将扩大当归的临床应用范围,提高其药用价值。