药用植物杜仲简介

　　第一章  文献综述

　　1.1 杜仲简介

　　1.1.1 杜仲历史、分布、形态及性状鉴别

　　杜仲是为被子植物门杜仲科，杜仲属植物，别名思仙等，因其树皮中白丝较多，往往皮断而丝连，又有丝连皮之称。杜仲是 200 多万年以前遗留下的植物，是我国特有的一种落叶乔木，被人们称作“活化石”，目前野生杜仲资源正处于不断衰竭状态，为了保护杜仲资源，我国已将其列为二级保护植物。杜仲在我国中药领域，已有 2000 多年的药用历史，到 19 世纪末期，中国的杜仲开始走向世界，陆续被引种到适合它生长的世界各地。

　　目前杜仲的种植已风靡全球，对杜仲的研究已取得重大科研成果。我国杜仲资源从水平分布来看大致与长江流域相吻合，即秦岭、黄河以南，五岭以北、甘肃以西、云南高原以东。

　　从分布地势来看，其在丘陵和山地也有生长。从气候带分布上看：由于杜仲喜温暖湿润气候，耐寒性较强，在我国大多分布在华中和西南暖温带气候区内。杜中的主要产区为陕南、重庆、湘西北、川东、川北、滇东北、黔西、黔北、鄂西、鄂西北、豫西南地区。

　　杜仲作为木本植物，外观高大挺拔，成年树一般高约 20 米，它的直径可达 50 厘米，树冠呈圆球形；树皮灰褐色，较厚，表面有纹孔，皮的年增长量约 0.4kg 左右；杜仲老枝有明显气孔，新枝触感较光滑，表观呈黄褐色；叶互生，其边缘呈锯齿状，叶片较薄且具有革质性，表面暗绿色，嫩叶长有柔毛，正面少，背面多，老叶略有皱纹，表面网状脉络下陷，上面光滑，下面叶脉处疏被毛，杜仲叶生长周期约为 9-10 个月；杜仲花在 4 到 5 月盛开，其与杜仲叶同时开放，或先叶开放，雄花簇生，具梗，雄花有雄蕊 6-10 枚，其子房裸露在外；翅果是扁平的，形状为长椭圆，呈前凹中突状，果的周围带有薄翅，果内有 1枚扁平的线状种子，胚乳丰富，果的成熟期在 10-11 月。无论杜仲皮，杜仲叶，或是杜仲果皮均含有许多具有弹性的白色银丝。实验室一般采用薄层色谱法鉴别杜仲皮和叶中不同组分[1]。

　　1.1.2 杜仲化学成分研究

　　1.1.2.1 木脂素类

　　木脂素(lignans)多为无色晶体，其化合物多以游离态存在。木脂素类化合物可溶于有机溶剂中，难溶于水。当木脂素类化合物成甙后，水溶性会有所增加。植物体内合成木脂素的过程就是双分子苯丙烷的聚合过程。木脂素在杜仲中往往皮中的含量较多。除含单、双氧结构的木脂素外，还有很多其他类型，包括新木脂素，倍半木脂素等。杜仲木脂素类化合物的结构母核如下图：

　　从杜仲皮中分离出的木脂素类化合物种类丰富，目前已有 28[2]种。木脂素多为甙类化合物，其中松脂素双糖甙和丁香脂素是杜仲叶中研究较多的木脂素类化合物。松脂素具有抗脂质过氧化的作用；松脂素二葡萄糖甙具有降压、消炎止痛等作用；杜仲叶所含的丁香苷等具有调节心血管功能的作用[3]，可抑制血管紧张素和环磷酸腺苷(CAMP)的活性，能够增加冠状动脉的血流量；丁香脂素双糖甙还具有抗癌，防止糖尿病的发生、发展等作用；另外，木脂素类化合物还有增强免疫力的作用[4]。

　　1.1.2.2 环烯醚萜类

　　简单的环烯醚萜类化合物一般为液体或低熔点的固体，环烯醚萜甙及裂环烯醚萜甙呈结晶固性或无定形状态，粉末具有吸湿性。由于其结构性质，多溶于亲水性溶剂，难溶于亲脂性溶剂。环烯醚萜是一种单萜类化合物，由植物中臭蚁二醛转变而来，一般环烯醚萜分子中都含有环烯醚键，而杜仲醇类分子中无此结构，杜仲醇可看作环烯醚萜开环后的产物，此外环烯醚萜还可形成多聚体。环烯醚萜类母核如下：

　　到目前为止，从杜仲皮、叶中已经分离出 10 多种环烯醚萜甙类成分。环烯醚萜及其苷在植物界中分布较广，新鲜植物组织中含量较高，在杜仲皮和叶中含量差别较大。环烯醚萜在杜仲种仁中含量可达到8％-11％。由于环烯醚萜分子中的双键受临位氧原子的影响，性质活泼，导致羟基吡喃环极不稳定，易被胞内酶分解，为防止分解过程的发生，一般新采集的树皮和叶在干燥前用沸水或微波处理一下，使酶失活，利于环烯醚萜类成分保持在较高水平。

　　环烯醚萜化合物研究较多的是京尼平苷和桃叶珊瑚苷。如京尼平甙元具有促进胆汁分泌的作用；此外，桃叶珊瑚甙对革兰氏阳性细菌和阴性细菌都有很好的抑制作用；环烯醚萜化合物还可促进伤口愈合[7]；近年来研究还发现，某些环烯醚萜成分，还具有促进机体胶原合成、防止或减慢衰老的作用[8]。

　　1.1.2.3 苯丙素类

　　苯丙素在杜仲中广泛分布。目前已从杜仲中提取分离得到十几种[9]简单酚类及苯丙素类物质。其中研究较多的是绿原酸，结构如图：

　　绿原酸由咖啡酸和奎尼酸脱水酯化形成，据说其药用成分为咖啡酰部分。纵观杜仲各部位，提取绿原酸最好的是杜仲叶，它不但经济实惠，对杜仲树的生长也无损害，皮中绿原酸含量仅为叶的五分之一到六分之一[10]。绿原酸在抗菌，抗病毒方面有重要应用；此外在抗肿瘤，利胆，清除自由基等方面也有报道；口服绿原酸可刺激胆汁分泌，达到利胆功效；绿原酸对急性发作的咽喉炎及化脓性皮肤病表现出很好的效果；绿原酸对妇科疾病中的月经量过多、子宫非正常的功能性出血，可以起到止血的作用。

　　1.1.2.4 黄酮类

　　黄酮类化合物(flavonoides)大部分以结晶状态存在，少数以无定型粉末形式存在[11]。不同结构和状态的黄酮类化合物，其溶解度差异很大。 黄酮类化合物是杜仲的主要药效成分之一，又名生物类黄酮化合物。其基本母核如下图所示：

　　黄酮类化合物种类较多，目前发现的已有 5000 多种。它存在于植物的各部分，尤其以叶中含量高。自然界此物质以甙的形式存在比较多见，但是也有一少部分游离存在。黄酮类化合物有较强的生物活性[12]，如抗菌，抗病毒，抗肿瘤，消炎，防止心血管系统疾病，降血压，止咳平喘去痰，清除氧自由基，解痉挛等功效。木樨草素达到一定浓度时，可以对多种细菌产生抑制作用，还可抑制病毒的发生发展；木樨草素和黄芩苷都具有消炎功效；芦丁和槲皮素对心脏的收缩、搏动具有一定调节作用；挛牡荆素，表儿茶素，槲皮素具有降血压作用 ；杜鹃素可作为止咳祛痰药物；此外，槲皮素可防止肾小球的氧化凋亡；刺槐芩黄素具有一定的解痉作用。

　　1.1.2.5 脂肪酸

　　杜仲中含有 10 种脂肪酸[13]，其中研究较多的是α-亚麻酸，结构如图：

　　α-亚麻酸为人体非必须脂肪酸，具有降压，降血酯和降胆固醇，抑制血小板的聚集，减少血栓的形成，抗癌，促进神经系统、脑和视网膜的发育，改善α-亚麻酸缺乏症，预防老年痴呆症等功效[14]；人体中亚油酸和α-亚麻酸的含量都比较低，且人体不能制造这两种脂肪酸，所以需要特别补充，才能满足人体需要。因为α-亚麻酸在医疗保健领域有着广泛的开发前景，对α-亚麻酸的研究也受到越来越多的关注，目前世界范围内对α-亚麻酸的研究已取得一些成果。德国日本等国已申请专利，将α-亚麻酸或亚麻籽油及其衍生物添加到食品和药品中，起到预防保健作用，从而用来防治和治疗心血管疾病。美国，英国，法国等国家把亚麻油列为抗癌食品。

　　1.1.2.6 杜仲胶

　　杜仲胶，分子式(C5H8)n，是一种高分子物质，熔点较低，呈白色丝状，是一种易结晶的硬质材料，杜仲胶与天然橡胶组成相同，分子链的构型不同，结构特征为双键，柔性，反式结构。杜仲胶为多晶型体，有α-型和β-型晶体，α-型比β-型晶体稳定性好，熔点高。

　　其结构式如下：

　　杜仲胶性质优良，具有广泛的开发价值。利用杜仲胶的“橡塑”二重性——不但具有塑料的热塑性、热弹性又具有橡胶的橡胶弹性，利用杜仲胶的这些特性已在医疗保健和体育运动等领域开发出许多产品，如运动员护具、医用夹板、腰托和高科技领域的形状记忆功能的材料等。利用杜仲胶优良的绝缘性能，可用于铺设海底电缆。利用杜仲胶良好的耐水耐酸性、抗碱性，可作为高性能汽车轮胎的材料，化学药品容器的材料等。此外，利用杜仲胶无传热、传寒性，对牙髓无刺激性，可作为优良的牙科用材料等。目前，杜仲叶仍是杜仲胶提取的主要原料[15]。

　　1.1.2.7 其他成分

　　多糖是由多个单糖分子脱水、缩合而形成的一种结构复杂的大分子物质，其通式为(C6H12O6)n，近年来人们从杜仲中发现了杜仲总多糖，并从杜仲叶中分离出 2 种植物多糖，分别为杜仲糖 A[16]和杜仲糖 B[17]。杜仲糖 A 是一种酸性多糖；杜仲糖 B 为一种聚糖，其成分为α鼠李糖和半乳糖。杜仲多糖溶液可缓解肌肉疲劳，改善肌肉运动性能，利用杜仲多糖的这一性质，有望将其开发为运动员功能饮料。此外，从杜仲茶提取的多糖类物质[18]，具有很强的抗 HIV 功能，具有预防、治疗艾滋病的作用。

　　杜仲内含多种氨基酸、微量元素及维生素。研究表明，杜仲皮中含 17 种氨基酸[19]，杜仲叶中含 15 种氨基酸(不含酪氨酸和胱氨酸)，杜仲叶中氨基酸虽然少了两种，但是包含了所有人体必备的必需氨基酸，是杜仲皮必需氨基酸含量的 2.19-3.65 倍，且亮氨酸和赖氨酸含量较高[20]。叶文峰[21]在杜仲叶中发现了多种金属元素。于学玲等[19]对杜仲树的各个部位进行研究（包括树皮、树枝及树叶），分析其中所含有的物质，最后在杜仲皮和叶中发现了维生素和胡萝卜素。这些维生素对延缓衰老、增强机体免疫力等起到一定作用[22]。

　　1.1.3 杜仲产品及功效

　　1.1.3.1 杜仲饲料

　　据报道，由于杜仲叶粗蛋白和氨基酸含量较高[23]，可作为蛋白质饲料原料进行开发利用。杜仲作为猪蛋白质饲料[24]，能够影响机体蛋白质的代谢，提高猪体的抗病能力，促进机体健康生长；此外，杜仲饲料改善了猪的胴体质量[25]，也使猪肉品质得到提高；杜仲作为鸡的饲料添加剂[26]，除了增强机体免疫力、改善鸡肉品质外，还提高了鸡的产蛋率和鸡蛋品质；杜仲对肉鸡的腹部脂肪、血清中的甘油三酯等含量也有一定影响；用杜仲叶作为饲料添加剂喂养鸡，鸡皮中胶原蛋白含量增加[27]；杜仲叶饲料使鸡的采食量减小，食物转化率增大[28]；杜仲叶粉可提高鲤鱼肌肉营养价值[29]，改善肌肉品质，使肌肉口感更鲜嫩；杜仲叶粉作为饲料添加剂[30]，可增强鲤鱼机体免疫力和抗病力，促进鲤鱼的生长；饲料中添加适量的杜仲叶粉可显着促进草鱼生长[31]，增加草鱼成鱼肌原蛋白的含量，提高其氨基酸和必需氨基酸指数，降低其脂肪含量，增强血清中 SOD 活力；杜仲提取物可提高奥尼鱼的生产性能[32]，提高血清球蛋白的含量，增强其抗病力和免疫力。

　　1.1.3.2 杜仲药品

　　20 世纪 40-50 年代，科学家就已发现杜仲叶提取液具有双向调节血压的功能，对高血压和低血压患者分别起到降低和升高血压的作用。杜仲叶的这种血压调节方式，是化学药品不可替代的，已被医学界誉为最优质的天然降压药物。杜仲降压产品有复方杜仲片、杜仲平压片等；杜仲具有补肾功效，我国古代药学着作《本草纲目》、《本经》、《药性论》、《别录》等均记载了杜仲具有补肾作用。动物试验发现[33]，杜仲叶提取物可降低大鼠肾上腺中 Vc 含量，抑制大鼠蛋清性肿胀，使小鼠胸腺萎缩，以达到补肾壮阳的效果。肾气不足会引起怀孕女性胎动胎漏、胎气不固与习惯性流产等疾病，所以杜仲叶又具有保胎、护胎，治疗流产等作用。具有补肾壮腰功效的杜仲产品有杜仲补天意、杜仲壮骨丸、男用补天素等；杜仲叶对心血管疾病的调节和治疗有一定作用，同时还可增强机体免疫功能，具有强心降压功效的产品如杜仲洋参软胶囊；杜仲叶还具有降血脂的作用，其降血脂机理可能与抑制脂质吸收转化和抑制肠道胆固醇吸收、减少肝脏胆固醇合成有关[34]。具有降血脂功效的杜仲产品有杜仲胶囊；现代医学理论认为，杜仲具有减肥作用，人们肥胖的原因之7一是过多的间质干细胞向脂肪细胞分化，而杜仲可以扭转这种局面，使这种分化受到抑制，可明显降低人体皮下及内脏周围的中性脂肪水平。此外，动物实验表明，杜仲叶提取物可能通过抑“进”促“排”的途径，即抑制脂肪进入机体各器官，促进胆汁及胆固醇的排出来达到减肥目的[35]。杜仲减肥产品如杜仲减肥茶。

　　1.1.3.3 其他产麻成金等[36]以百合精粉为主料，以杜仲籽粕粉为辅料研制出了杜仲百合醋，此产品风味独特，口味柔和，香味浓郁。程玉梅等[37]以杜仲叶提取液、醋等为原料，研制出了杜仲保健醋饮料，此饮料为橙色，略带有杜仲味，酸甜适中，具有醋香及杜仲特有的清香。叶文峰等[38]以苹果及杜仲叶提取液等为原料，研制出了杜仲苹果醋饮料，此饮料为咖啡色，气味纯正，口感清凉，酸甜适口，结合了杜仲和苹果的各自风味。冷桂华[39]以杜仲叶提取液、白砂糖等为原料研制出了杜仲发酵固体饮料，该饮料具有讲营养，易消化，有特定功效，方便携带等特点。周国海等[40]以杜仲叶、木糖醇、β-环状糊精等为原料，研制出了新型杜仲硬糖，此硬糖口感清凉，常食不仅具有保健功效还对防龋齿的发生起到一定预防作用。宗留香等[41]以杜仲茶等为原料研制出杜仲茶果冻，此产品呈茶黄色，自然清淡，有淡淡的杜仲清香，口感光滑细腻，酸甜柔和，富有弹性，韧性。

　　此外，市面上还有杜仲咖啡、杜仲酒、杜仲可乐、杜仲酱油、杜仲面条、麻辣酱等产品。杜仲叶开发利用前景广泛，若将其提取的有效成分添加到护肤品中具有促进胶原合成的功效，可起到抗衰老，增加皮肤弹性等作用。当人体脱离地球，处于宇宙环境中时，其肌肉和骨骼可能发生老化，而杜仲叶对这种老化具有一定抗性[42]，因此杜仲叶可开发成太空食品。

　　1.1.4 杜仲叶指纹图谱研究

　　1.1.4.1 中药指纹图谱的概念、特点、建立方法及研究现状

　　中药指纹图谱，顾名思义，“指纹图谱”是用于识别真伪的指标，在中药中用于鉴别药材真伪。它是药材经过某些处理后，采用适当的方法进行仪器分析，得到能够代表自身特征的谱图[43]。中药指纹图谱用于评价中药材及其制剂半成品质量的真实性和优良性。中药材化学成分多样复杂，而指纹图谱可以从整体上体现药材及其制剂的组成。中药指纹图谱的建立方法有：薄层色谱法[44]，高效液相色谱法[45]及其联用技术，气相色谱法[46]及其联用技术，高速逆流色谱法[47]，高校毛细管电泳法[48]，红外光谱法[49]，核磁共振波谱法[50]等。目前，HPLC 法较常用。

　　近 20 年来，在国内，中药指纹图谱备受关注：《中国药典》1995 年版一部收载了薄层色谱法鉴别中药材及中成药；2000 年国家药监局颁布了《中药注射剂指纹图谱研究的技术要求（暂行）》，对指纹图谱的检测标准进行了技术规范；2002 年中国药典委员会颁布了《中药注射剂指纹图谱实验研究技术指南 试行》，《中国药典》2005 年版一部广泛应用高效液相色谱法、气相色谱法对中药进行定性、定量及色谱分析。指纹图谱在国外也有规定：日本在 20 世纪 80 年代就采用 HPLC 指图谱控制汉方药质量；欧共体也将指纹图谱监控技术应用于植物药质量控制；美国食品药品管理局规定，当申报的研究性新药为植物药物质和植物药产品时，可提供其在化学、生产和控制等资料中的色谱图；世界卫生组织在 1996 年草药评价指导原则中也规定：如果草药的活性成分不能鉴别，可以提供色谱指纹图谱证明产品质量的一致性。
　　
　　1.1.4.2 杜仲叶指纹图谱研究现状

　　王莉等[51]对 4 个产地杜仲叶粗提物进行了指纹图谱初步研究，并采用主成分分析法对共存组分进行质量评价。马金花[52]采用 HPLC 法，建立了杜仲叶药材的数字图谱。