黃芪以蒙古黃芪和膜莢黃芪的黄芪幹燥根入藥,是中黄展中醫臨床上常用的大宗中藥材。近年來,酮类國內外以黃芪為原料的成分中成藥、保健品、究进食品、黄芪化妝品、中黄展動物飼料和有機綠肥等產品的酮类研究與開發迅速升溫,具有廣泛的成分應用前景。黃芪具有多種生物活性,究进如增強機體免疫力、黄芪保肝、中黄展利尿、酮类抗衰老、成分降壓和抗菌等作用。究进藥材的藥效與其所含的有效成分息息相關,不同的化學成分產生不同的藥理作用。本文概述了近年來蒙古黃芪和膜莢黃芪中黃酮類化合物的化學結構、生物活性和含量分析方法研究進展。黃芪總黃酮主要含黃酮、異黃酮、異黃烷和紫檀素型黃酮等50餘種黃酮類化合物,其中異黃酮的種類最多。黃芪總黃酮表現出顯著的抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、抗糖尿病、免疫調節和保護心血管係統等作用。
0 引言
黃芪為豆科黃芪屬多年生草本植物,以蒙古黃芪[Astragalus membranaceus (Fisch.) Bge.var.mongholicus(Bge.) Hsiao]和膜莢黃芪[Astragalus membranaceus (Fisch.)Bge]的幹燥根入藥,係中醫臨床上常用的補氣藥之一,曆來有“十方八芪”的說法,主要分布在中國西北、華北和東北,如內蒙古、山西、甘肅等地,市場上大部分來源於人工栽培。目前,以黃芪為原料生產的中成藥達200多種,與此同時,黃芪在保健品、食品、化妝品等行業的應用也迅速升溫,具有廣泛的應用前景。此外,黃芪及其製品還可以作為動物飼料和有機綠肥。
黃芪屬植物廣泛的生物活性推動了對其化學成分的研究,蒙古黃芪和膜莢黃芪的化學成分研究始於20世紀50年初,其主要化學成分為黃酮類化合物、皂苷類化合物、多糖類化合物和氨基酸類化合物。此外,黃芪還含有生物堿類、木脂素類、甾醇類和微量元素等。其中,黃酮類化合物作為黃芪中重要的次生代謝產物,是2020版《中國藥典》規定評價黃芪質量的指標性成分之一。現代藥理研究發現,黃芪具有多種生理生化功能,如增強機體免疫力、保肝、利尿、抗衰老、降壓和較廣泛的抗菌作用。GORAI等於2016年綜述了黃芪屬植物中黃酮類成分的結構分類和提取分離方法。本文綜述了從蒙古黃芪和膜莢黃芪中提取到的黃酮類化學成分,並進一步探討了黃芪總黃酮的生物活性研究進展,以期為傳統中藥材的深入開發和植物資源綜合利用提供研究思路。
1 黃芪中的黃酮類化合物
從蒙古黃芪和膜莢黃芪中提取分離到黃酮類化合物,主要為黃酮,異黃酮,異黃烷和紫檀素型黃酮,其中異黃酮的種類最多,如表1~5所示。黃酮中包括黃芩苷、槲皮素、山萘酚、異槲皮苷等結構,其母核均為5-羥基黃酮,不僅存在於黃芪中,還廣泛存在於其他藥用植物中,如黃芩、蘆丁、甘草和葛根等。《中華人民共和國藥典》(2020版)規定,對黃芪中黃酮類成分的含量測定,要求用高效液相法測定其中毛蕊異黃酮葡萄糖苷(7-O-β-D-glc-calycosin,18)的含量不得低於0.020%。
根據文獻報道有些黃酮類化合物同時存在於兩種黃芪中,而有些僅存在於某一種黃芪中,如表3中的化合物31最早從膜莢黃芪的根中分離得到,隨後在蒙古黃芪根中也發現了該化合物。這可能與不同的采樣時間,地點以及黃芪的不同地方品種有關,或者因化合物含量過低,導致最終未能分離鑒定。從2種黃芪的根中還分別提取到了一些其他類型的黃酮,如二氫黃酮(48)、二氫異黃酮(49)和查爾酮(51)等黃酮合成的前體(表5)。
黃酮類化合物廣泛存在於黃芪的根、莖、葉和花中,因黃芪為根部入藥,根中活性成分的文獻報道最多。雖然不同部位的化合物種類沒有顯著區別,但不同類型次生代謝產物的含量差異較大。LI等和LIU等比較了蒙古黃芪和膜莢黃芪不同部位中25種活性成分的含量差異,超高效液相色譜-串聯質譜法(ultra performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry,UPLC-MS/MS)結果表明二氫黃酮和異黃酮主要分布在地上部中,在花和葉中含量最高。皂苷和異黃烷類主要分布於根中。蒙古黃芪中毛蕊異黃酮葡萄糖苷、芒柄花苷和化合物31的含量顯著高於膜莢黃芪,而膜莢黃芪根中皂苷類化合物含量顯著高於蒙古黃芪。這些結果為黃芪地上部的綜合開發利用提供了理論依據。在黃芪植株的同一部位中黃酮苷元和苷類化合物常共同存在,如從地上部可以分離得到Odoratin(20)及其葡萄糖苷(21),而在根中染料木素(10)、染料木苷(11)、毛蕊異黃酮(17)、毛蕊異黃酮葡萄糖苷(18)、芒柄花素(19)和芒柄花苷(22)共存。此外,植物中存在多種糖基化酶,可以對化合物不同位置的羥基進行選擇性和特異性羥基化,如化合物31~34的區別為糖基化位點不同。
WANG等從蒙古黃芪中提取到了2個新化合物53和54,進一步實驗表明它們均具有抗感染活性。HAO等[34]首次報道從蒙古黃芪的莖中提取到的4個結構獨特的芳香族化合物(圖1),其中Astraflavonoids A-C的苷元為黃酮類化合物,而Astramemoside A的苷元為對羥基苯甲酸。這些結構在之前的文獻中鮮有報道。化合物Astraflavonoids A-C能夠影響L6肌管細胞的糖代謝,具有顯著的降糖作用。當濃度達到30μmol/L時,Astraflavonoids A和B的體外降糖作用與陽性對照胰島素(2μmol/L)相當。此外,從藥食同源作物大葉田菁的葉子中也鑒定出了Astraflavonoid B。
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