一、立题依据益智是姜科(Zingiberaceae)山姜属(Alpinia)植物益智(Alpinia oxyphylla Miq.)的干燥成熟果实,原名益智子,载于《开宝本草》[1],别名益智仁、摘芋子、大帝子,主产于海南、广东、广西等地,为海南地道药材之一,也是我国的四大南药之一[2]。
自古以来,益智就是中医临床上的常用药材,在我国许多药材古典专著上均有记载,如《广志》、《得配本草》、《本草纲目》等等[3]。
药典记载:本品性温味辛,归脾、肾经,有温脾止泻,摄唾涎,暖肾,固精缩尿的功效。
用于脾寒泄泻,腹中冷痛,口多唾涎,肾虚遗尿,小便频数,遗精白浊[4]。
现代药理研究表明:益智有神经保护、抗氧化、抗癌、强心、舒张血管、消炎、提高免疫力、止泻、保护胃肠道、抗溃疡、镇痛、镇静催眠及前列腺素合成、治疗习惯性流产等作用,并能改善能量代谢,提高记忆功能,是良好的健胃整肠剂、收敛剂和抗氧化剂[25-58]。
其药用价值还体现在食用方面,是一种安全性高的食用植物资源[2],在民间则一直被视为食药兼用佳品。
目前中外学者大都只对益智的中小极性部分,如石油醚、氯仿、乙酸乙酯部分的有效成分进行了研究,但对益智的中等极性到大极性部分的有效成分研究较少,如正丁醇部分及水层部分。
然而对于大极性部分,如水层部分也具有药理活性,值得研究。
例如:Hidji Itokawa 以总细胞体积法进行实验,发现益智的水抽提物对鼠的腹水型肉瘤(S180)细胞增长有抑制作用[27-28]。
Shin等[33]发现益智仁水提物对非特异性过敏反应的治疗有效。
Kim等[34]也报道了益智仁的水提物有明显的抗过敏反应作用,同时也暗示了益智仁水提取物根据不同给药途径表现出不同的活性,可能是因其不同的活性成分所致。
黄凤和等(1989)报道了益智仁氯仿提取物和水提物均具有中枢抑制作用[50]。
刘红(2006)等对益智仁经超临界CO2提取挥发油后的残渣又经水提取、正丙醇提取、乙酸乙酯提取,测定结果为水提物高浓度下可抑制亚油酸的氧化,其抗氧化性强于合成抗氧化剂BHT,说明益智仁的水提物有较强的抗氧化活性物质[14]。
因此,对益智药材中等极性到大极性部分的化学成分进行深入系统的研究,为进一步阐明益智的药理作用机理、临床应用研究以及其各种制剂开发利用奠定物质基础,并为益智药材质量标准制定和质量评价研究提供标准对照品。
二、益智国内外研究概况(一)益智的化学成分研究对于益智,日本早在上世纪20年代就已经开始研究,国内的研究较晚。
在化学成分方面,早期益智的研究重点放在挥发油上,以后国内外学者对益智的一些提取部位进行了研究,陆续得到一些化合物,例如萜类、黄酮类、庚烷类衍生物等成分,但研究都不够深入,下面将分别作以概述。
1. 萜类化合物益智中的萜类成分主要以倍半萜为主,如下为:圆柚醇(nootkatol)[5],诺卡酮(nootkatone)[5-6],香橙烯(valencene)[5][7],oxyphyllol B[7],oxyphyllol C[7-8],刺参酮(oplopanone)[8],isocyperol[7],oxyphyllone A[9],oxyphyllone B[9],7-表-香科酮(7-epi-teucrenone)[8],oxyphyllenone A[10],oxyphyllenone B[10],oxyphyllenodiol A[10],oxyphyllenodiol B[10],(9E)-humulene-2,3;6,7–diepoxide[11],3 (12),7 (13),9 (E)-humulatriene-2,6-diol[11]。
部分化合物结构式如下:2. 庚烷类衍生物益智中含有一类二芳基庚烷类衍生物成分,目前为止如下为:益智酮甲( yakuchinone A)[5][8][12-14],益智酮乙(yakuchinone B)[6][11][13],益智醇(oxyphyllacinol)[5],益智新醇(nenootkatol)[6]。
部分化合物结构式如下:3. 黄酮类化合物迄今为止,已分离出益智黄酮类化合物有:白杨素(chrysin )[5],杨芽黄酮/素(tectochrysin )[5-6][8][11],izalpinin [7]。
结构式如下:4.酚类化合物异香草醛(isovanillin )[11],原儿茶酸(PCA ,protocatechuic acid )[15]。
结构式如下: H OHO HOisovanillin HO HOCOOHPCA5.挥发油挥发油是益智药用的主要成分,主要为桉油精、姜烯、姜醇等[2]。
05药典规定益智种子中挥发油含量不得少于1.0 % (ml/g)[4]。
20世纪90年代以来,国内的学者对益智中的挥发油成分进行了深入的研究。
梁木恒等(1992)应用GC-MS 技术从益智果实、果壳挥发油中分离鉴定出的85种化合物,其中有75种益智挥发油化学成分为首次报导[17]。
林敬明等(2000)用超临界CO 2流体萃取(SFE-CO 2)技术,从益智中提取挥发油,并用气质联用(GC-MS)技术分析其挥发油成分,其中解析釜I 挥发油出峰193个,鉴定出139个化合物;解析釜Ⅱ挥发油出峰210个,鉴定出155个化合物[18]。
罗秀珍等(2001)用GC-MS 法分析了益智的挥发油,鉴定了64个化合物,鉴定率为90.5%[19]。
易美华等(2004)用水蒸气蒸馏法,对益智仁、叶、茎进行挥发油的抽取,并经气相色谱-质谱(GC-MS )联用分析对其做了对比研究,通过鉴定的化合物有58种,相对含量为93.54%。
益智叶的挥发油与益智仁相同的有14种,占相对含量的29.21%;益智茎的挥发油与益智仁相同的有6种,相对含量为50.75%。
其研究结果为益智仁、叶、茎的综合开发利用提供理论依据[20]。
6. 其它成分细辛醚(asarone)[14],( - ) - oplopanone[11],(2E,4E) - 6 - 羟基- 2,6 - 二甲基- 2,4 - 庚二烯醛[11],β-sitosterol β-谷甾醇[5-6][8],胡萝卜苷棕榈酸酯(daucosterol palmitate)[8]结构式如下:益智中含有锌、铜、铁、锰、镍、钴、镁、钙等多种微量元素[21-23]。
另外,益智还含有可溶性总糖、粗脂肪、脂肪酸、多种维生素、蛋白质及胡萝卜素等化学成分[5][7][24]。
同时益智含有人体所需的16种氨基酸,其中有6种是人体必需的氨基酸,占氨基酸总量的38%。
(二)益智的药理作用研究对于益智药理方面的研究,目前大多还是以粗提物为实验对象。
现代研究表明,益智具有强心、抗癌、以及对免疫系统等多方面的药理作用.1.对心血管系统的作用Shoji N等(1984)报道益智仁的甲醇提取物对豚鼠左心房具有强大的正性肌力作用,接着从其乙酸乙酯部位分到一个具有强心作用的二芳基庚烷类衍生物-益智酮甲,研究显示,该化合物可能是通过抑制心肌的钠泵、钾泵而发挥其强心作用[25]。
同年他们又发现益智仁的甲醇提取物在兔的大动脉中有拮抗钙活性作用[26],从中分到的活性成分为nootkatol。
日本对该化合物申请专利,注册为血管舒张药。
2.抗癌作用Hidji Itokawa也以总细胞体积法进行实验,发现益智的水抽提物对鼠的腹水型肉瘤(Sarcoma 180 ascites)细胞增长有抑制作用[27-28]。
Lee E等(1998)发现益智仁的甲醇提取物可抑制小鼠皮肤癌细胞的增长及诱导HL-60细胞凋亡[29-30];Chun等(2002)研究发现,从益智果实中分到的益智酮甲(yakuchinone A)、益智酮乙(yakuchinone B)能够抗十四烷佛波醇酯(一种致皮肤癌物质TPA)引起的炎症,抑制表皮鸟氨酸脱羧酶的活性和抑制母鼠皮肤癌细胞的增长。
上述的实验结果表明从益智仁中分到的这些二芳基庚烷类化合物的抗肿瘤活性和它们的抗炎作用密切相关[31]。
进一步的研究表明,益智酮甲和益智酮乙是通过抑制由TPA诱导的皮肤癌恶化过程中存在的NF-KappaB,2-加氧酶、和iNOS(诱导型一氧化氮合酶)的活性,从而达到抗肿瘤的目的[32]。
3.对免疫系统的影响Shin等[33]发现益智仁水提物对非特异性过敏反应的治疗有效。
Kim等[34]也报道了益智仁的水提物有明显的抗过敏反应作用,同时也暗示了益智仁水提取物根据不同给药途径表现出不同的活性,可能是因其不同的活性成分所致。
另外,Morikawa等(2002)[7]报道了益智仁80%丙酮水提物的乙酸乙酯部位有两个新的活性作用,一个是抑制脂多糖活化巨噬细胞中NO的产生;另一个是抑制由抗原引发的RBL-2H3细胞的脱落。
Osamu Muraoka等(2001)从益智仁甲醇提取物中分离得到新的14-norcadinane型倍半萜烯,oxyphyllenodiols A和B,以及11,12,13-trinoreudesmane型倍半萜烯,oxyphyllenones A 和B。
oxyphyllenodiol A和oxyphyllenone A被发现有抑制脂肪多糖活化巨噬细胞中NO产生的作用[10]。
4.神经保护作用于新宇、安丽佳等(2003)报道了益智仁乙醇提取物对原代培养的神经细胞具有保护作用,可明显减轻谷氨酸兴奋毒性引起的神经细胞损伤,能有效地抑制谷氨酸兴奋毒性诱发的神经细胞凋亡[35]。
刘楠等(2007)报道了益智药材中具有神经保护活性的部位有:乙醇提取物,乙醇提取物经氯仿,乙酸乙酯依次萃取得到的氯仿层和乙酸乙酯层。
从益智中分离得到的化合物中β-谷甾醇,杨芽黄素,益智酮甲,Oxyphyllol C,Oplopanone,7-Epi-teucrenone都具有神经保护活性,其中β-谷甾醇活性最强[36]。
Koo等(2004)报道了益智仁水提物(AOF)对β-淀粉样蛋白(Aβ)介导及局部缺血导致的神经细胞损伤具有明显的保护作用,认为其作用的机理可能是通过清除NO介导的自由基的形成或抑制其毒性[37]。
另外,Wong等(2004)还发现益智仁的乙醇提取物可抑制神经细胞中一种tau蛋白的磷酸化[38],tau蛋白磷酸化是AD病人脑中神经纤维缠结形成的重要标志,因此这个结果为治疗AD提供了可行的策略。
安丽佳、关水等(2006)报道了益智的乙酸乙酯提取物中分离到的具有神经保护作用的活性成分-原儿茶酸(PCA)可对抗PC12细胞中MPP+诱导的神经毒性。
PCA可能是益智仁的初始活性成分之一,为氧化作用诱导神经性疾病例如帕金森病的治疗提供了一种有用的治疗方法[45]。