白及属BletillaRchb. f. 植物系兰科(Orchidaceae)多年生宿根草本植物[1],分布在中国、朝鲜半岛、日本等东亚国家。我国该属植物广布于长江流域各省,资源丰富[2]。白及是我国传统常用中药,药用历史悠久,最早收载于《神农本草经》。《中国药典》2010年版收载的正品白及为兰科植物白及Bletilla striata (Thunb.) Reichb. f. 的干燥块茎。河南、西藏、云南等地所产同属多种植物也作为白及的习用药材。为了合理开发和利用白及属药用植物,本文综合国内外相关文献,对白及属植物化学成分和药理作用等方面进行了系统性综述。 1 化学成分
关于白及化学成分的研究可以追溯到19世纪末,长期以来人们主要集中于正品白及的研究,对同属其他药用植物如台湾白及B. formosana (Hayata) Schltr.、黄花白及B. ochracea Schltr. 等的研究近年来才有报道。化学成分是药材发挥活性的物质基础,大量研究表明,白及属植物化学成分具有多种类型,包括联苄类、二氢菲类、菲类、联菲类、醌类衍生物等,共有80余种。 1.1 联苄类
联苄化合物由于苯环间连接方式(C-C或C-O)和连接位置的不同,结构类型多样。联苄化合物具有多种生物活性,如植物生长调节活性、抗菌活性、抗病毒活性、抗氧化活性及细胞毒活性等[3]。白及属植物含有丰富的联苄化合物,目前已从该属植物中发现了20种联苄类化合物(图 1和表 1)。
![]() | 图 1 白及属植物中的联苄类化合物母核 Fig. 1 Skeletons of bibenzyl compounds in plants from Bletilla Rchb. f. |
![]() |
表 1 白及属植物中的联苄类化合物 Table 1 Bibenzyl compounds in plants from Bletilla Rchb. f. |
从生源途径上看,二氢菲应该是菲类物质的还原产物,但菲类物质降解途径多样,所以二氢菲具有多种化学结构类型。目前,已从白及属药用植物中分离到17种二氢菲类化合物(图 2和表 2)。
![]() | 图 2 白及属植物中的二氢菲类化合物母核 Fig. 2 Skeletons of dihydrophenanthridinyl compounds in plants from Bletilla Rchb. |
![]() |
表 2 白及属植物中的二氢菲类化合物 Table 2 Dihydrophenanthridinyl compounds in plants from Bletilla Rchb. f. |
同二氢菲类化合物结构相似,白及属药用植物中也具有多种菲类化合物,共有18种(图 3和表 3)。
![]() | 图 3 白及属植物中的菲类化合物母核 Fig. 3 Skeletons of stilbene compounds in plants from Bletilla Rchb. f. |
![]() |
表 3 白及属植物中的菲类化合物 Table 3 Stilbene compounds from Bletilla Rchb. f. |
因具有轴不对称性和不对称诱导作用,联菲类化合物在红外1 620~1 480 cm−1和900~650 cm−1处具有显著的特征吸收规律。Yamaki等[7,16]从白及块茎的醋酸乙酯提取物中共发现了10种联菲类成分(图 4和表 4)。Yamaki等[18]研究发现,从白及中分得的联菲类物质具有抑制微管蛋白聚合作用,能逆转乳腺癌耐药蛋白介导的多药耐药性。
![]() | 图 4 白及属植物中的联菲类化合物母核 Fig. 4 Skeletons of biphenanthrenes in plants from Bletilla Rchb. f. |
![]() |
表 4 白及属植物中的联菲类化合物 Table 4 Biphenanthrenes in plants from Bletilla Rchb. f. |
目前只有从白及和台湾白及中分离得到醌类物质的报道,共有7种,包括1种蒽醌和6种萘醌(图 5和表 5)。
![]() | 图 5 白及属植物中醌类化合物母核 Fig. 5 Skeletons of quinone in plants from Bletilla Rchb. f. |
![]() |
表 5 白及属植物中醌类化合物 Table 5 Quinone compounds in plants from Bletilla Rchb. f. |
除上述主要化学成分外,白及属植物中还含有其他活性物质,根据化学结构可分为以下4类:(1)简单芳香类化学成分p-hydroxybenzoic acid、p-hydroxybenzaldehyde[10],3-phenylacrylic acid、protocatechuic acid[10,28],3,4-dihydroxybenzalde- hyde[8],protocatechuic acid、p-(hydroxymethyl) phenyl-β-D-glucoside[29],benzyl alcohol、trans- coumaric acid methyl ester[15],4-hydroxybenzyl alcohol、gastrodin[14],bletillin A[30]。(2)甾类化合物β-sitosterol palmitate、stigamasterol palmitate、24-methylenecycloartanol palmitate、cyclobalanone、cycloneolitsol、cyclomargenone、cyclomargenol[31]。(3)糖苷类:Saito等[32]从白及紫红色花中分离到多种糖苷类物质,包括3-O-[6-O-(maionyl)-β-D- glucopyranosid]-3′-O-[6-O-(trans-4-O-(6-O-(trans-4-O- (β-D-glucopyranosyl)-p-coumaryl)-β-D-glucopyranosyl)- p-coumaryl-β-D-glucopyranoside]-7-O-[6-O-(trans-p-coumaryl)-β-D-glucopyranoside] 及其demalonyl衍生物、3-O-[6-O-(maionyl)-β-D-glucopyranosid]-3′-O- [6-O-(trans-4-O-(6-O-(trans-4-O-(β-D-glucopyranosyl)- caffeyl)-β-D-glucopyranosyl)-caffeyl)-β-D-glucopyrano- side]-7-O-[6-O-(trans-caffeyl)-β-D-glucopyranoside]及其demalonyl衍生物,Tatsuzawa等[28]从白及花中分离到不同的糖苷类化合物3-O-(β-glucopyranoside)- 7-O-[6-O-(4-O-(6-O-(4-O-(β-glucopyranosyl)-trans-caffeoyl)-β-glucopyranosyl)-trans-caffeoyl)-β-glucopy- ranoside]。Feng等[8]在白及块茎中分离到β-D- glucopyranoside、dactylorhin E、gymnoside I和gymnoside II。此外,陈盈君等[16]从小白及假球茎中同样分离到β-D-glucopyranoside,还有for moside和gymnoside IX。(4)白及胶:该类物质主要成分是甘露聚糖,由4分子甘露糖和1分子葡萄糖组成,具有收敛止血、消肿生肌的作用[33,34]。 2 药理作用及应用
我国白及用药历史悠久,中医对白及有“收敛止血,消肿生肌”之说。现代医学证明,白及有止血、抗肿瘤、抗菌、抗炎、促进创伤愈合、促进细胞生长等作用。 2.1 止血作用
白及多糖在动脉、尾部、消化道等多个出血部位,都可以起到良好的止血作用。张鹏威等[35]采用小鼠断尾止血、家兔股动脉止血实验证明中、高剂量白及多糖组均能显著缩短小鼠断尾出血时间;以白及多糖为主要成分的药物已经在临床上得以应用,在胃、食道等消化道出血中有较好的治疗效果[36]。吴久健等[37]依次用石油醚、醋酸乙酯、正丁醇对白及醇浸膏进行萃取,通过测定小鼠凝血时间和出血时间,证明白及中止血成分主要存在于水和正丁醇部分,也间接证明白及多糖在止血中起到重要作用。 2.2 抗肿瘤作用
白及提取物中的黏液质(多糖[34,38]、萜类[39,40]等)是一种广谱抗肿瘤成分,可通过与硫酸乙酰肝素蛋白多糖(HSPG)竞争性结合,起到抑制、拮抗或干扰HSPG的作用,阻断血管生长因子与其受体结合,从而发挥抗血管内皮细胞增殖的作用,并且抑制强度与白及的剂量呈正比[41]。此外,白及黏液质本身具有黏合和抑制纤溶作用,在血液中缓慢膨胀,并均匀地分布于被栓塞的血管内,可达到完全栓塞之效果造成肿瘤部位缺血、缺氧而最终导致肿瘤坏死和缩小[2];在小鼠肝癌、子宫癌、肉瘤等一些恶性肿瘤局部治疗发挥良好的作用。 2.3 抗菌作用
Takagi等[10]采用微量肉汤稀释法,发现来源于白及块茎中的联苄和双氢菲类化合物对枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)、加德纳诺卡氏菌(Nocardia gardneri)、白色念珠菌(Candida albicans ATCC10257)、须癣毛癣菌(Trichophyton mentagrophytes QM248)均有一定的抑制作用。白及提取物对金黄色葡萄球菌所引起的特应性皮炎有一定的疗效,可成为候选局部眼用抗菌药物或牙膏[42,43]。 2.4 抗炎镇痛作用
王红英[44]采用二甲苯诱导小鼠耳廓肿胀法、小鼠毛细血管通透性进行抗炎实验,通过小鼠醋酸扭体法、热板法进行镇痛实验,证明白及甘露聚糖具有良好抗炎和一定镇痛作用。卢冬杰[45]和刘莹等[46]发现白及多糖提取物具有治疗胃溃疡的功效,可通过调节JAK/STAT信号通路的多克隆抗体JAK2表达水平,抑制肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)和IL-8的释放[47,48]。 2.5 促进创伤愈合作用
早期发现白及能很好地促进角质形成细胞游走,这种促游走作用可能对皮肤创伤早期愈合有重要影响。王蒨等[49]将白及胶(含丹皮酚、多糖等[50])局部涂抹于损伤的浆膜表面,可以有效地减轻腹腔粘连的形成,因此推测白及可能对损伤局部成纤维细胞有一定的抑制作用。张爱军等[51]采用复方白及修复方(白及、当归、降香等)能促进外科伤口的愈合,减少瘢痕形成。目前有研究者将白及多糖乙酰化,可增加其水溶性,更有利于白及成分功效的发挥[52]。 2.6 代血浆
以白及为原料所制成的血浆代用品定名为白及代血浆,具有低分子、稳定血压、无明显副作用、无热源反应的性质。白及黏液质制成的白及代血浆已广泛用于临床出血性疾病、外伤性出血、外科手术及妇科手术的止血治疗[53]。 3 展望
我国具有丰富的白及资源,是我国重要的传统药材,其药用历史悠久[54],现还用于加工代血浆、血管栓塞剂等[55,56],具有较高的药用价值和商用价值。20世纪八九十年代,日本专家对白及属植物化学成分研究较多,并已取得了一些成果,但没有阐明单体化合物的药理作用特点。因此,在中药现代化大背景下,白及研究亟需深入探索其药效学机制,一方面体现在中药的配伍禁忌,如“十八反”中白及与生川乌配伍毒性相加,与制川乌配伍毒性为拮抗;另一方面,其他兰科植物品种(水白及、土白及等)混掺其中,使得药效迥异,应对《中国药典》2010年版规定的白及质量进行深入研究,建立完整的、系统的质量评价体系,为临床应用提供更好的指导。
[1] | 张燕, 黎斌, 李思锋. 不同培养基条件下白及的种子萌发与幼苗形态发生 [J]. 中国植物园, 2009(12): 279-285. |
[2] | 梁翠宏, 田铧, 徐蕴, 等. 结扎切断法与白芨微粒栓塞法建立大鼠后肢缺血模型效果比较 [J]. 山东大学学报: 医学版, 2007, 45(10): 1008-1015. |
[3] | 戴一, 孙隆儒. 植物中联苄类化合物研究进展 [J]. 中草药, 2008, 39(11): 1753-1756. |
[4] | Yamaki M, Kato T, Bai L, et al. Methylated stilbenoids from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1991, 30(8): 2759-2760. |
[5] | Bai L, Kato T, Inoue K, et al. Stilbenoids from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1993, 33(6): 1481-1483. |
[6] | Yang X, Tang C, Zhao P, et al. Antimicrobial constituents from the tubers of Bletilla ochracea [J]. Planta Med, 2012, 78(6): 606-610. |
[7] | Yamaki M, Bai L, Inoue K, et al. Biphenanthrenes from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1989, 28(12): 3503-3505. |
[8] | Feng J Q, Zhang R J, Zhao W M. Novel bibenzyl derivatives from the tubers of Bletilla striata [J]. Helv Chim Acta, 2008, 91(3): 520-525. |
[9] | Kong J M, Goh N K, Chia L S, et al. Recent advances in traditional plant drugs and orchids [J]. Acta Pharmacol Sin, 2003, 24(1): 7-21. |
[10] | Takagi S, Yamaki M, Inoue K. Antimicrobial agents from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1983, 22(4): 1011-1015. |
[11] | Tang W, Eisenbrand G. Bletilla striata (Thunb.) Reich. f. [M]. Berlin: Springer Heidelberg, 1992. |
[12] | Lin Y L, Chen W P, Macabalang A D. Dihydrophenanthrenes from Bletilla formosana [J]. Chem Pharm Bull, 2005, 53(9): 1111-1113. |
[13] | Feng J Q, Zhang R J, Zhao W M. Novel bibenzyl derivatives from the tubers of Bletilla striata [J]. Helv Chim Acta, 2008, 91(3): 520-525 |
[14] | Bletilla ochracea Schltr [J]. Chem Res Chin Univ, 2007, 23(6): 705-707. |
[15] | Yamaki M, Bai L, Kato T, et al. Biphenanthrene ethers from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1992, 31(11): 3985-3987. |
[16] | 陈盈君, 李宗徽, 洪惠娟, 等. 台湾白及(Bletilla formosana (Hayata) Schltr.) 假球茎发育与成分分析 [J]. 台中区农业改良场研究汇报, 2009(103): 31-39. |
[17] | Morita H, Koyama K, Sugimoto Y, et al. Antimitotic activity and reversal of breast cancer resistance protein-mediated drug resistance by stilbenoids from Bletilla striata [J]. Bioorg Med Chem Lett, 2005, 15(4): 1051-1054. |
[18] | Yamaki M, Bai L, Inoue K, et al. Benzylphenanthrenes from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1990, 29(7): 2285-2287. |
[19] | Phenanthrene glucosides from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1993, 34(2): 535-537. |
[20] | Yamaki M, Li B, Kato T, et al. Three dihydrophenanthropyrans from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1993, 32(2): 427-430. |
[21] | Bai L, Kato T, Inoue K, et al. Blestrianol A, B and C, biphenanthrenes from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1991, 30(8): 2733-2735. |
[22] | Tuchinda P, Udchachon J, Khumtaveeporn K, et al. Phenanthrenes of Eulophia nuda [J]. Phytochemistry, 1988, 27: 3267-3271. |
[23] | Yamaki M, Bai L, Kato T, et al. Blespirol, a phenanthrene with a spirolactone ring from Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1993, 33(6): 1497-1498. |
[24] | 王立新, 韩广轩, 舒莹, 等. 中药白及化学成分的研究 [J]. 中国中药杂志, 2001, 26(10): 690-691. |
[25] | Fuchino H, Satoh T, Tanaka N. Chemical evaluation of Betula species in Japan. III. Constituents of Betula maximowicziana [J]. Chem Pharm Bull, 1996, 44(9): 1748-1753. |
[26] | Wolbi? M, Królikowska M. Flavonol glycosides from Sedum acre [J]. Phytochemistry, 1988, 27(12): 3941-3943. |
[27] | Ahvazi B C, Crestini C, Argyropoulos D S. 19F nuclear magnetic resonance spectroscopy for the quantitative detection and classification of carbonyl groups in lignins [J]. J Agric Food Chem, 1999, 47(1): 190-201. |
[28] | Tatsuzawa F, Saito N, Shigihara A, et al. An acylated cyanidin 3, 7-diglucoside in the bluish flowers of Bletilla striata [J]. Jap Soc Hortic Sci, 2010, 79(2): 215-220. |
[29] | 肖雄, 唐健波, 姚佳, 等. 白芨不同极性提取物的体外抗氧化活性研究[J]. 山地农业生物学报, 2013, 32(2): 146-149. |
[30] | Yang X, Tang C, Zhao P, et al. Antimicrobial constituents from the tubers of Bletilla ochracea [J]. Planta Med, 2012, 78(6): 606-610. |
[31] | Yamaki M, Honda C, Kato T, et al. The steroids and triterpenoids from Bletilla striata [J]. Nat Med, 1997, 51(5): 493. |
[32] | Saito N, Ku M, Tatsuzawa F, et al. Acylated cyanidin glycosides in the purple-red flowers of Bletilla striata [J]. Phytochemistry, 1995, 40(5): 1523-1529. |
[33] | Xiang Y, Ye Q, Li W, et al. Preparation of wet-spun polysaccharide fibers from Chinese medicinal Bletilla striata [J]. Mater Lett, 2014, 117: 208-210. |
[34] | 孙达锋, 史劲松, 张卫明, 等. 白芨多糖胶研究进展 [J]. 食品科学, 2009, 30(3): 296-298. |
[35] | 张鹏威, 李海龙, 谭银峰, 等. 白芨贴膜初步药效学研究 [J]. 海南医学院学报, 2011, 17(1): 21-23. |
[36] | 俞林花, 史海霞, 聂绪强, 等. 芦荟和白及创面愈合的药理作用比较[J]. 时珍国医国药, 2010, 21(6): 1450-1453. |
[37] | 吴久健, 孟岳良, 邹俪华, 等. 白及不同提取部位对小鼠止血活性实验[J]. 药学实践杂志, 2011, 29(3): 206-207. |
[38] | Diao H, Li X, Chen J, et al. Bletilla striata polysaccharide stimulates inducible nitric oxide synthase and proinflammatory cytokine expression in macrophages [J]. J Biosci Bioeng, 2008, 105(2): 85-89. |
[39] | 刘明志, 唐建洲, 张建社, 等. 白芨萜类化合物对人脐静脉内皮细胞凋亡和细胞骨架的作用[J]. 生命科学研究, 2009, 13(6): 482-487. |
[40] | 刘明志, 唐建洲, 张建社, 等. 白芨中萜类化合物通过诱导血管内皮细胞凋亡抑制血管生成[J]. 分子细胞生物学报, 2008, 41(5): 383-390. |
[41] | 宋长城, 吕祥, 李柏. 抗肿瘤血管生成中药的研究进展[J]. 中国中医药信息杂志, 2007, 14(6): 97-99. |
[42] | Wu X, Xin M, Chen H, et al. Novel mucoadhesive polysaccharide isolated from Bletilla striata improves the intraocular penetration and efficacy of levofloxacin in the topical treatment of experimental bacterial keratitis [J]. J Pharm Pharmacol, 2010, 62(9): 1152-1157. |
[43] | 马世宏, 金玲, 王守香, 等. 中药白芨在牙膏中的应用研究 [J]. 中国野生植物资源, 2009, 28(3): 32-36. |
[44] | 王红英. 白及甘露聚糖抗胃溃疡及抗炎, 镇痛作用的实验研究[J]. 浙江中医药大学学报, 2009, 33(1): 119-121. |
[45] | 卢冬杰. 白及多糖护胃抗溃疡功能研究 [J]. 中国保健食品, 2013(3): 21-23.[46]刘莹, 崔炯莫, 李洪斌, 等. 白芨超微粉对大鼠实验性胃溃疡的影响 [J]. 中草药, 2008, 39(3): 397-400. |
[46] | 王刚, 常明泉, 杨光义, 等. 白及多糖对氧化损伤的人角质形成细胞JAK/STAT信号通路的影响 [J]. 医药导报, 2012, 31(6): 701-705. |
[47] | Dong L, Xia S, Luo Y, et al. Targeting delivery oligonucleotide into macrophages by cationic polysaccharide from Bletilla striata successfully inhibited the expression of TNF-α [J]. J Controlled Release, 2009, 134(3): 214-220. |
[48] | Dong L, Xia S, Luo Y, et al. Targeting delivery oligonucleotide into macrophages by cationic polysaccharide from Bletilla striata successfully inhibited the expression of TNF-α [J]. J Controlled Release, 2009, 134(3): 214-220. |
[49] | 王蒨, 李东华, 李继坤. 白及胶对体外培养兔胆管成纤维细胞形态及活性的影响[J]. 河北中医, 2007, 29 (8): 752-753. |
[50] | 马世宏, 金玲, 揭邃, 等. 白芨-丹皮酚包合物在化妆品中的应用研究[J]. 日用化学品科学, 2009, 32(6): 30-33. |
[51] | 张爱军, 李宗芳, 吴宏. 复方白及修复方对创伤愈合过程中β-FGF表达的影响[J]. 中国药理通讯, 2007, 24(3): 32-32. |
[52] | Liu J, Wang H, Yin Y, et al. Controlled acetylation of water-soluble glucomannan from Bletilla striata [J]. Carbohydr Polym, 2012, 89(1): 158-162. |
[53] | 雷震, 常明泉, 陈黎, 等. 白及的临床应用研究进展 [J]. 中国药师, 2013, 16(8): 1240-1242. |
[54] | 李伟平, 何良艳, 丁志山. 白及的应用及资源现状 [J]. 中华中医药学刊, 2012, 30(1): 158-159. |
[55] | Liu R, Teng X J, He J F, et al. Partial splenic embolization using Bletilla striata particles for hypersplenism in cirrhosis, a prospective study [J]. Am J Chin Med, 2011, 39(2): 261-269. |
[56] | Liu B S, Huang T B, Yao C H, et al. Novel wound dressing of non-woven fabric coated with genipin-crosslinked chitosan and Bletilla striata herbal extract [J]. J Med Biol Engin, 2009, 29(2): 60-67. |