川芎的化学成分与药理作用研究进展

中国现代中药2020-10-11 11:17:43

川芎的功效与作用及禁忌 川芎的化学成分与药理作用研究进展

韩炜*

(国家食品药品监督管理总局 药品审评中心,北京 100038)


[摘要]  川芎为伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiongHort的干燥根茎,是一味常用的活血行气药,其化学成分包含苯酞及其二聚体、生物碱、有机酸酚、多糖以及脑苷脂和神经酰胺等类化合物。川芎中的活性成分对心脑血管系统、神经系统、呼吸系统等都具有多方面的药理活性。本文系统综述川芎有效成分和药理方面的研究进展,为今后川芎的研究开发提供参考。

[关键词]  川芎;苯酞类;生物碱类;有机酚酸类;药理作用


川芎为伞形科植物川芎Ligusticum chuanxiongHort的干燥根茎,主产于四川省彭州、都江堰等地,为川产道地药材之一,其性温,味辛,归肝经、胆经、心包经,有活血行气、祛风止痛之功能。《神农本草经》将其列为上品,称其“主中风入脑头痛,寒痹,筋挛缓急,金创,妇女闭血无子”;《名医别录》载其可治疗“心腹坚痛,中恶,卒急肿痛,胁风痛,齿根出血”;《药性论》补录“活腰脚软弱,半身不遂,主胞衣不出”;《中华人民共和国药典》收载其为“活血行气,祛风止痛。用于胸痹心痛,胸胁刺痛,跌扑肿痛,月经不调,经闭痛经,癥瘕腹痛,头痛,风湿痹痛”,可见川芎入药历史悠久,临床应用广泛。本文对川芎的化学成分及其药理作用进行综述,以期为川芎的临床应用、新产品研究与开发提供依据。

1  川芎的化学成分

目前从川芎中分离得到的化学成分包含苯酞及其二聚体、生物碱、有机酸、多糖以及脑苷脂和神经酰胺等类成分,其中苯酞类化合物是其主要化学成分。

1.1  苯酞类化合物

苯酞类化合物是伞形科药用植物的特征性成分之一,主要存在藁本属、当归属、欧当归属、蛇床属、山芎属等植物中。苯酞类化合物也是川芎中的一种主要活性化合物,其主要包括两类,一类是含有一个苯酞母核结构的苯酞单量体化合物;另一类是含有两个苯酞母核结构的苯酞二聚体化合物。从20世纪80年代到目前为止,有研究[1-21]从川芎药材中大约分离鉴定70余个苯酞类化合物,其中包括苯酞类单体化合物(化合物142)和苯酞类二聚体化合物(化合物4368)。苯酞单体类化合物分别为:Z-藁本内酯(Z-ligustilide,1);E-藁本内酯(E-ligustilide,1a);洋川芎内酯A~N、Q~S(senkyunolides A~N、Q~S,2~18);正丁基苯酞(butylphthalide,19);Z-丁烯基苯酞(Z-butylidenephthalide,20);3-丁烯基-7-羟基苯酞(3-butylidene-7-hydroxyphthalide,21);4-羟基-3-丁基苯酞(4-hydroxy-3-butylphthalide,22);4,7-二羟基-3丁基苯酞(4,7-dihydroxy-3-butylphthalide,23);川芎内酯(cnidilide,24);新蛇床内酯(neocnidilide,25);Z-6,7-环氧藁本内酯(Z-6,7-epoxyligustilide,26);3-羧乙基-苯酞(3-carboxyrthyl-phthalide,27);chuanxiongnolide R1(28);chuanxiongnolide R2(29);3-hydroxy-4,5,6,7-tetrahydro-6,7-dihydroxy-3-butylphthalide(30);6-羟基洋川芎内酯B(6-hydroxy-senkyunolide B,31);川芎苷A(chuanxiongoside A,32);川芎苷B(chuanxiongosideB,33);celephthalide A(34);藁本内酯苷A(ligusticosideA,35);藁本内酯苷B(ligusticoside B,36);(+)-chuanxiongin A(37);(-)-chuanxiongin A(37a);chuanxionginsB~F(38~42),结构见图1。

图1 川芎中苯酞单体类化合物的结构


苯酞类二聚体化合物分别为:洋川芎内酯O(senkyunolide O,43);洋川芎内酯P(senkyunolide P,44);欧当归内酯A(levistolide A,45);tokinolide B(46);ansaspirolide(47);3,8-二氢双藁本内酯(3,8-dihydrodiligustilide,48);riligustilide(49);Z,Z′-6,8′,7,3-双藁本内酯(Z,Z′-6,8′,7,3′-diligustilide,50);新当归内酯(angelicide,51);Z,Z′-3,3′,8,8′-双藁本内酯(Z,Z′-3,3′,8,8′ -diligustilide,52);Z-藁本内酯二聚体(Z-ligustilidedimer E-232,53);chuanxiongnolide A(54);chuanxiongnolide B(55);川芎萘呋内酯(wallichilide,56);chuanxiongdiolide A(57);chuanxiongdiolide B(58);chuanxiongdiolide R1(59);chuanxiongdiolide R2(60);chuanxiongnolides L1-L5(61~65);3,6,8,3a-二聚藁本内酯(3,6,8,3a-diligustilide,66);Z,Z-6′,6,7,3′a-二聚藁本内酯(Z,Z′-6,8′,7,3′-diligustilide,67);Z′-3,8-二氢-6,6′,7,3′a-二聚藁本内酯(Z′-3,8-dihydro-6,6′,7,3′a-diligustilide,68);(3′Z)-(3S,8S,3a′S,6′R)-4,5-dehydro-3.3a′,8.6′-diligustilide(69);(3′Z)-(3S,8R,3a′S,6′R)-4,5-dehydro-3.3a′,8.6′-diligustilide(70);chuanxiongdiolideR3(71),其结构见图2。

图2 川芎中苯酞二聚体类化合物的结构


1.2  有机酚酸类化合物

有机酚酸类是川芎中的一种主要特征性成分,《中华人民共和国药典》规定干燥的川芎中阿魏酸(ferulic acid)含量不得少于0.10%。阿魏酸也是有机酚酸中的有效成分,到目前为止,共鉴定19个有机酚酸类[13-22]化合物,分别为阿魏酸(ferulic acid,72);咖啡酸(caffeic acid,73);原儿茶酸(protocatechuicacid,74);对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid,75);香草酸(vanillic acid,76);香草醛(vanillin,77);瑟丹酸(sedanonic acid,78);没食子酸(gallic acid,79);大黄酚(chrysophanol,80);3-甲氧基-4-羟基苯乙烯(3-methoxy-4-hydroxystyrene,81);1-羟基-1-[3-甲氧基-4-羟苯基]乙烷(1-hydroxy-1-(3-methoxy-4-hydroxyphenyl)-ethane,82);绿原酸(chlorogenic acid,83);阿魏酸松柏酯(coniferylferulate,84);5-羟甲基-6-内-3-甲氧基-4-羟苯基-8-氧杂双环[3.2.1]辛-3-烯-2-酮(5-hydroxymethyl-6-endo-3-ethoxy-4-hydroxyphenyl-8-oxa-bicyclo[3.2.1]-oct-3-one,85);叶酸(folic acid,86);棕榈酸(palmitinic acid,87);亚油酸(linoleic acid,88);芥子酸(sinapic acid,89);ligubenzocycloheptanone A(90),其结构式见图3。

图3 川芎中有机酚酸类化合物的结构

1.3  生物碱类化合物

从川芎中分离得到11个生物碱类化合物[3-4,17],其中川芎嗪(tetramethylpyrazine)为川芎中特征性生物碱,这些生物碱分别为:川芎嗪(tetramethylpyrazine,91);L-异丁基-L缬氨酸酐(L-isobutyl-L-valine anhydride,92);L-缬氨酸-L缬氨酸酐(L-valine-L-valineanhydride,93);尿嘧啶(uracil,94);腺嘌呤(adenine,95);三甲胺(trimethylamine,96);胆碱(choline,97);1-乙酰基-β-卡啉(1-acetyl-β-carboline,98);1-β-丙烯酸乙酯基-7-醛基-β-卡啉(1-β-ethylacrylate-7-aldehydo-β-carboline,99);黑麦草碱(pelolyrine,100);腺苷(adenosine,101),其结构见图4。

图4 川芎中生物碱类化合物的结构


1.4  神经酰胺和脑苷脂类化合物

2009年,Yang等[23]从川芎中分离得到3个神经酰胺类化合物(102~104)和2个脑苷脂类化合物(105和106),其中化合物102和103是新的神经酰胺类化合物,这些化合物分别为:(2R)-2-hydroxy-N-[(2S,3S,4R,8E)-1,3,4-trihydroxypentadec-8-en-2-yl]heptacosanamide(102);(2R)-2-hydroxy-N-{(3S,4S,5S)-4-hydroxy-5-[(4E)-undec-4-en-1-yl]tetrahydrofuran-3-yl}heptacosanamide(103);(2R)-2-hydroxy-N-[(2S,3S,4R,8E)-1,3,4-trihydroxyicos-8-en-2-yl]tetracosanamide(104);(2R)-N-[(2S,3R,4E,8E)-1-(β-D-glucopyranosyloxy)-3-hydroxydodeca-4,8-dien-2-yl]-2-hydroxydocosanamide(105);(2R)-N-[(2S,3S,4R,8E)-1-(β-D-glucopyranosyloxy)-3,4-dihydroxyoctadec-8-en-2-yl]-2-hydroxyhexadecanamide(106),其结构见图5。

图5 川芎中神经酰胺和脑苷脂类化合物的结构

1.5  多糖类化合物

范智超等[24]采用DEAE-纤维素柱色谱和凝胶渗透色谱从川芎中得到4个均一多糖组分LCP-1、LCP-2、LCP-3和LCP-4,其相对分子质量分别为3.1×104、5.2×104、9.0×104、3.6×104。Yuan J F等[25]从川芎中也分离得到3个多糖组分LCA、LCB、LCC。

1.6  其他类化合物

除了以上成分,川芎还含有其他成分。Nie等[26]从川芎中分离得到化合物东莨菪内酯(scopoletin,107);大豆苷元(daidzein,108);二十四烷酸(lignoceric acid,109);紫云英苷(astragalin,111);金色酰胺醇酯(aurantiamide acetate,112);过氧化麦角甾醇(ergosterolperoxide,113)。Li等[10]首次从川芎中分离得到化合物淫羊藿次苷(icariside F2,110);Miao等[7]从川芎中分离得到化合物菜油甾-4-烯-3-酮(campest-4-en-3-one,114)和(-)-alloaromadendrane-4β,10α,13,15-tetrol(117);肖永庆等[15]从川芎中分离得到一个新的川芎三萜化合物xiongterpene(115),另外还有化合物4-pentylcyclohex-3-ene-1α,2β-diol(116)[6]和孕甾烯醇酮(118)progesterone[16],这些化合物的结构见图6。

图6 川芎中其他类化合物的结构

2  川芎的药理作用

川芎具有活血行气、散瘀止痛、祛风燥湿的功能,属于“血中之气药”。现代药理研究表明,川芎中的活性成分对心脑血管系统、神经系统、呼吸系统以及肝、肾等都具有多方面的药理活性。

2.1  苯酞类化合物的药理作用

苯酞类化合物具有广泛的药理作用,包括调节心脑血管系统和神经系统,舒张平滑肌,抑制平滑肌细胞增殖,抑制学习记忆力损伤,诱导血红素氧合酶-1的表达以及抗菌、抗真菌和抗病毒等活性[27-31]Z-藁本内酯(1)被认为是这些苯酞类化合物中主要的活性化合物。研究表明,其具有扩张血管[32]、平喘[33]、抗血小板聚集[34]、镇痛[35]、抗血栓形成和抗增殖作用[36]。可集中作用于肌肉松弛剂[37]、中枢去甲肾上腺素或γ-氨基丁酸[38]。另外,有关研究[39-41]也表明,Z-藁本内酯对短暂性前脑缺血、永久性局部脑缺血、慢性脑缺血等具有显著的神经保护作用。通过对文献归纳整理,苯酞类化合物与药理作用见表1。

表1 川芎中苯酞类化合物的药理作用

2.2  有机酚酸类化合物的药理作用

川芎中有机酚酸类化合物的药理作用研究主要集中在阿魏酸(72)、咖啡酸(73)以及绿原酸(83)等化合物上。对阿魏酸的药理研究表明,阿魏酸可以显著改善血液流动性,抑制血小板聚集,降低血脂,预防血栓形成,保护嗜铬细胞瘤样神经元(PC12)以及具有较强的抗氧化活性[44],在国内临床上已用于治疗心绞痛和高血压[51]。绿原酸能调节葡萄糖-6-磷酸酶参与葡萄糖代谢过程,降低低密度脂蛋白-胆固醇和总胆固醇的氧化来降低心血管疾病的风险[52]

2.3 生物碱类化合物的药理作用

川芎嗪(91)被认为是川芎的有效成分,对其药理研究较为广泛,现代药理研究表明,川芎嗪具有抗血小板聚集、扩张血管、抗门静脉高血压[53-55],同时还具有抗动脉粥样硬化、抗心肌炎和心肌肥厚等。

3  结语

川芎Ligusticum chuanxiongHort作为一味常用的活血行气、祛风止痛的中药,其主要含有苯酞、有机酚酸、生物碱以及多糖等类多种化学成分。现代药理研究表明,川芎对心脑血管系统、神经系统、呼吸系统等都具有多方面的药理活性,其中苯酞类和有机酚酸类是川芎主要活性成分。川芎嗪(tetramethylpyrazine)常被认为是川芎的有效成分,然而在药材中其含量甚微,不能作为川芎质量控制的指标性成分,所以对于川芎中川芎嗪的认识存在争议,需要做进一步的研究。通过本综述系统阐述了川芎有效成分和药理方面的研究进展,为今后川芎的研究开发提供了参考。


参考文献(略)




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作者:韩炜

来源:《中国现代中药》2017.19(9):1341-1349

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