当归挥发油化学成分和药理作用研究进展
作者：倪竹南,吕圭源,楼招欢,吴人杰
【关键词】 当归；挥发油；化学成分；药理作用；综述
当归Angelica sinensis(Oliv.)Diels为伞形科植物(Umbelliferae)当归的干燥根,性甘、辛、温,有补血活血、调经止痛、润肠通便的功能,具有极高的药用和保健价值。研究发现,当归含有黄酮、香豆素、挥发油、有机酸、多糖、氨基酸、微量元素及维生素等多种成分,其挥发油虽然仅占当归化学总成分0.62%左右[1],却具有丰富的化学成分和广泛的药理作用,已在临床上得到了广泛的应用。目前,国家药品标准的成方制剂中以当归挥发油入药的品种多达40余种[2]。
笔者归纳、比较了近年来有关当归挥发油方面的文献,拟对当归挥发油化学成分和药理作用研究情况作一综述,以期反映当归挥发油组分的历史、现状和最新进展。
1 化学成分
张氏等[3]比较了当归不同炮制品中挥发油的含量,结果表明,生当归中挥发油的含量最高,酒炙当归次之,土炒当归再次之,当归炭最低。
胡氏[4]比较当归挥发油的三种提取方法,即水蒸气蒸馏法、有机溶剂萃取法和超临界CO2萃取法,并用气-质联用(GC-MS)技术,色谱峰面积归一化法测定和分析当归挥发油的化学组分。结果显示超临界CO2萃取法得率最高,达1.81%,为水蒸气蒸馏法的6倍,也比有机溶剂萃取法高,气味较纯正,其当归挥发油在保持较高藁本内酯含量的同时含有更多其他成分,因此,超临界CO2萃取法是提取当归挥发油的较佳方法。
当归挥发油中的化学成分比较多,早期就有学者对其进行了研究。刘氏等[5]对当归挥发油进行分离,得到酸性、酚性、中性三部分,其中酸性部分主要含有棕榈酸和邻苯二甲酸,酚性部分主要为香荆芥酚等化合物,中性部分则为当归酮、正丁烯基苯酞内酯。
王氏等[6]应用GC-MS联用技术对甘肃岷当归采用水蒸气蒸馏法获得的挥发油进行分析,鉴定出32个化学成分。其中, (Z)-藁本内酯相对峰面积百分含量达78.62%,为其主要化学成分；6-正丁基环庚二烯、1-甲基-1-茚满醇、氧化石竹烯等11种化学成分则是首次从岷当归中分离得到。
路氏等[7]从岷当归根乙醇提取物中分离出(Z)-藁本内酯,(Z)- 6,7-环氧藁本内酯,(Z)- 6,7-反式-二羟基藁本内酯,(E)-6,7-反式-二羟基藁本内酯以及当归酸(Z)-藁本内酯-11-醇酯等5个化合物,其中当归酸(Z)-藁本内酯-11-醇酯为首次从当归中分离得到。
董氏等[8]采用甘肃产当归的干燥根,利用挥发油提取器,按常规水蒸气回流法直接提取当归中的挥发油,收油率为0.4%,经无水硫酸钠干燥后,用毛细管GC-MS联用程序升温方法对当归挥发油化学成分进行分析,共分离出91种组分,从中鉴定了59个化学成分,占挥发油总组分相对含量的94%以上。其中,化学成分相对含量最高的是藁本内酯,占总含量的57.81%,除此之外,主要成分还有正丁烯基苯酞内酯(7.94%)、反式-罗勒烯(4.09%)、α-蒎烯(3.38%)等。
胡氏等[9]采用超临界流体萃取技术提取当归挥发油,用硅胶柱分离纯化得到藁本内酯、正丁烯基苯酞等6种内酯类化合物,并通过核磁共振技术(NMR)分别鉴定了其结构,其中,有两种成分在当归中为首次报道。
刘氏等[10]用水蒸气蒸馏法提取甘肃岷县产新鲜当归的挥发油,并通过GC-MS技术对当归挥发油的化学成分进行分析, 共得到47个组分,鉴定出其中40种化合物,根据总离子流图的峰面积归一化法进行定量,约占总量的95.5%。其中含量最高的为藁本内酯,其次为2-乙基-1-己醇、十三烷、9,12-十八烯酸单甘油酯、9,12-十八二烯酸乙酯、十七酸乙酯等。
李氏等[2]采用GC法,选用毛细管柱,以邻苯二甲酸二乙酯为内标物,建立了当归挥发油中主要成分(Z)-藁本内酯的测定方法。测得其含量约占挥发油总量的51.6%。
2 药理作用
2.1 对子宫的影响
2.1.1 对离体子宫平滑肌的影响
当归挥发油对正常离体大鼠子宫平滑肌的收缩功能呈双向调节作用,主要表现为小剂量(≤20 mg/L)兴奋,大剂量(≥160 mg/L)抑制,其中抑制子宫收缩的最佳活性部位为当归挥发油的中性、非酚性部位。较大剂量的当归挥发油能浓度依赖性地抑制缩宫素诱发的子宫平滑肌的兴奋,明显抑制高钾去极化液中Ca2+引起的子宫平滑肌收缩[11]。刘氏等[12]观察了催产素、高钾去极化溶液存在条件下当归精油对子宫肌条反应的影响,结果发现,当归挥发油可使CaCl2累积量-效曲线非平行右移,最大效应降低,呈非竞争性拮抗；对细胞内、外Ca2+引起的子宫平滑肌收缩也有显著的抑制作用,提示当归挥发油对离体子宫平滑肌条的抑制作用可能与其拮抗Ca2+有关。
2.1.2 对痛经的治疗作用
刘氏等[13]通过正常和经缩宫素处理的小鼠离体子宫平滑肌实验,观察了当归精油对这两种子宫平滑肌的收缩幅度、收缩频率及活动力的影响,结果发现,当归精油可抑制离体子宫平滑肌的收缩,主要表现为张力下降、节律变慢、收缩力减弱,可用于痛经的治疗。王氏等[14]通过测定痛经模型小鼠子宫重量、子宫组织中一氧化氮(NO)和Ca2+水平,研究当归挥发油对子宫的作用。结果显示,当归挥发油能够减少催产素所致痛经小鼠的扭体次数(P<0.01),对痛经模型小鼠子宫重量无明显影响(P>0.05)。给予当归挥发油的小鼠子宫组织中NO的含量显著升高(P<0.05),而Ca2+含量显著降低(P<0.01)。当归挥发油对催产素所致痛经小鼠扭体有显著抑制作用,并可升高子宫组织中NO水平,同时降低钙离子水平。这些作用可能是当归挥发油治疗原发性痛经的部分机制。
2.2 对支气管平滑肌的影响
当归挥发油中的藁本内酯具有较强的解痉平喘作用,可松弛支气管平滑肌,对抗组织胺、乙酰胆碱引起的支气管哮喘,且藁本内酯0.14 mg/kg产生的平喘效力与氨茶碱50 mg/kg相仿。藁本内酯不仅对豚鼠离体器官有明显的松弛作用,而且对乙酰胆碱、组织胺以及氯化钡引起的器官平滑肌痉挛也有明显的解痉作用[15]。
2.3 对免疫系统的影响
李氏等[16]采用体外实验观察用乙醇提取纯化得到的总当归内酯(以藁本内酯为主的当归挥发油)对小鼠细胞免疫功能的影响,结果显示,当归总内酯能明显促进脾细胞、胸腺细胞增殖,且不同浓度的当归总内酯可增强白细胞介素-2(IL-2)诱导的LAK细胞杀伤活性,明显增强小鼠脾细胞产生IL-2的能力,拮抗环磷酰胺(100 mg/kg)引起的小鼠免疫功能抑制作用,同时恢复小鼠脾细胞产生IL-2的能力。有研究表明,当归总内酯能明显增加小鼠L3T4+及Lyt2+细胞比例,在浓度为250 μg/mL时,当归总内酯明显增强小鼠细胞毒T细胞(CTL)的功能,其杀伤活性增加80%[17-18]。
2.4 对心血管系统的影响
2.4.1 A3部位对心肌生理特性和动作电位的影响
当归A3部位即为从当归总挥发油中萃取得到的中性、非酚性部位,具有减慢心率、抗心律失常的作用。肖氏等[19]采用常规离体器官实验法记录SD大鼠右心房自搏频率、心肌收缩力和功能性不应期,应用标准细胞内微电极技术记录动作电位,结果表明,A3部位(10～160 mg/L)能显著抑制右心房的自搏频率,160 mg/L时可使右心房停搏,这可能与其阻滞Ca2+和If内流或促进K+外流有关；它能剂量依赖性地降低左心房的收缩力,IC50为52.3 mg/L；能明显延长功能性不应期(FRP),100 mg/L时,使FRP从给药前的106 ms延长至130 ms,这可能与其阻滞Na+内流有关；能剂量依赖性地降低动作电位振幅(APA),缩短复极20%时程(APD20)和复极90%时程(APD90),对静息电位(RP)无影响,这可能与其阻滞Ca2+内流和促进K+外流有关,而RP的维持与内向整流钾电流有关,这可能与其对K+通道作用具有选择性有关。
2.4.2 对局灶性脑缺血的保护作用
当归内酯为当归挥发油中萃取得到的成分,含量大于90%。张氏等[20]采用线栓法制作大鼠大脑中动脉闭塞(MCAO)模型,较好地模拟了临床缺血性脑血管病的病理过程,经TTC染色法测定脑组织梗死面积,免疫组化方法检测诱导型一氧化氮合酶(iNOS)在脑组织中的表达,分光光度法测定脑组织中iNOS活性及NO含量。实验结果显示,当归内酯能够显著减小MCAO所致大鼠的脑梗死面积(P<0.01),明显改善MCAO大鼠的神经症状(P<0.01),降低缺血脑组织中iNOS的表达量、酶活性以及NO水平(P<0.05或P<0.01)。表明当归内酯对大鼠局部脑缺血损伤具有明显的保护作用,其机制可能与降低缺血脑组织中iNOS表达量及其酶活性、减轻继发NO水平的升高、干扰NO所介导各种途径的细胞毒性作用有关。
2.4.3 对凝血系统的影响
李氏等[21]观察当归挥发油对ADP诱导的血小板聚集及凝血酶原时间的影响,结果显示,当归挥发油具有抗血小板聚集,延长凝血酶原时间的作用。有学者还对不同产地当归凝血功能进行了比较,发现不同产地的当归均能不同程度地延长凝血时间、凝血酶原时间(PT)和部分凝血活酶时间(KPTT),其中甘肃岷县产当归的作用较好,当年产当归比上一年产当归作用要好[22]。
2.5 抗炎镇痛作用
刘氏等[23]采用急性炎症模型(二甲苯致小鼠耳廓肿胀、醋酸致小鼠腹腔毛细血管通透性增高、蛋清致大鼠足趾肿胀)和亚急性炎症模型(大鼠棉球肉芽肿增生)分别观察从新鲜当归中提取的当归挥发油对急、慢性炎症的实验性渗出、肿胀、增生的影响；并采用化学刺激物(醋酸)注入小鼠腹腔,引起深部的、大面积而持久的疼痛的动物模型,观察当归挥发油对疼痛的抑制作用。实验结果表明,醇提当归挥发油既可抑制炎症早期的水肿与渗出,又可以抑制炎症晚期的组织增生与肉芽组织形成,同时对化学物质(醋酸)引起的小鼠扭体反应也有一定的抑制作用,显示其具有一定的抗炎镇痛效应。沈氏等[24]研究了当归A3活性部位的抗炎作用,发现A3活性部位可剂量依赖性地抑制二甲苯所致的小鼠耳廓肿胀和角叉菜胶所致的大鼠足趾肿胀,且A3活性部位10 mg/kg抑制耳廓、足趾肿胀度与当归挥发油100 mg/kg抑制作用相当,甚至更强,其抗炎作用的机制可能与抑制Cox-2 mRNA及蛋白表达有关。