瀕危藥用植物羌活的研究進(jìn)展

張 軍，楊 濤，郭 琪，王沛雅，楊 暉，2

(1.甘肅省科學(xué)院生物研究所，甘肅蘭州 730000；2.甘肅省微生物資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730000)

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瀕危藥用植物羌活的研究進(jìn)展

張 軍1，楊 濤1，郭 琪1，王沛雅1，楊 暉1，2

(1.甘肅省科學(xué)院生物研究所，甘肅蘭州 730000；2.甘肅省微生物資源開發(fā)利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州 730000)

摘要對(duì)羌活的化學(xué)成分、藥理作用、臨床應(yīng)用及人工栽培進(jìn)行了綜述，并對(duì)其研究方向進(jìn)行了展望，為羌活資源的進(jìn)一步保育開發(fā)提供參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞羌活；化學(xué)成分；藥理作用；臨床應(yīng)用；人工栽培

羌活俗稱黑藥，是傘形科(Umbelliferae)芹亞科(Apioideae)美味芹族(Smyrnieae)羌活屬(NotopterygiumdeBoiss)，是我國(guó)的特有屬，有4個(gè)種(寬葉羌活、羌活、羽苞羌活、瀾滄羌活)和1變種(卵葉羌活)[1-2]，主產(chǎn)于四川、甘肅和青海。藥用羌活是指羌活與寬葉羌活干燥后的根莖及根，是一種常用中藥材，主要用于外感風(fēng)寒、頭痛無(wú)汗、寒濕痹、風(fēng)濕疼痛等癥。近年來(lái)由于過度采挖，羌活生境受到嚴(yán)重破壞，野生羌活的資源蘊(yùn)藏量不斷下降，1987年被國(guó)務(wù)院中國(guó)野生藥材資源保護(hù)管理?xiàng)l例列為三級(jí)保護(hù)植物，2005年《中國(guó)珍惜瀕危保護(hù)植物名錄》將羌活列為二級(jí)保護(hù)物種，并載入《中國(guó)物種紅色名錄》。筆者對(duì)羌活的化學(xué)成分、藥理作用、臨床應(yīng)用及人工栽培進(jìn)行了綜述，并對(duì)其研究方向進(jìn)行了展望，以期為羌活資源的進(jìn)一步保育開發(fā)提供依據(jù)。

1生物學(xué)特性及資源概況

羌活為多年生草本，一般株高60～120 cm，根莖粗壯，伸長(zhǎng)呈竹節(jié)狀，根莖部有枯萎葉鞘，莖中空帶紫色有縱向條紋；三回三處羽狀復(fù)葉；復(fù)傘形花序傘輻7～8 cm，長(zhǎng)2～10 cm，直徑1～2 cm小傘形花序，花多數(shù)，花柄長(zhǎng)0.5～1.0 cm；果實(shí)為長(zhǎng)圓形雙懸果，背腹稍壓扁，主棱擴(kuò)展成翅，胚乳腹面凹陷成溝；花期7月，果期8～9月。羌活自然更新速度慢，由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，低海拔野生羌活已被采挖殆盡，野生羌活垂直分布也越來(lái)越高。

羌活喜陰冷、耐寒、怕強(qiáng)光、喜肥，適宜于濕寒氣候。多生于海拔2 500～4 000 m的林緣、灌叢下、溝谷草叢中，土壤以陰濕且富含有機(jī)質(zhì)的高山灌叢草甸土、山地林區(qū)土為主，在枯枝落葉較少、有機(jī)質(zhì)貧乏的土壤中鮮有羌活分布。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在自然狀態(tài)下陽(yáng)山、陽(yáng)坡沒有發(fā)現(xiàn)羌活的分布，腐殖質(zhì)層稀薄、枯枝落葉較少的環(huán)境條件下也沒有羌活分布[3]。我國(guó)羌活的分布呈現(xiàn)出明顯的地帶性，水平分布范圍為24°～41° N、95°～113° E。藥用羌活一般指羌活與寬葉羌活的總稱，羌活主產(chǎn)于四川及云南，次產(chǎn)于青海及甘肅；寬葉羌活主產(chǎn)于甘肅及青海，次產(chǎn)于四川、山西和內(nèi)蒙古等地[4]。

近年伴隨國(guó)際市場(chǎng)對(duì)中醫(yī)的認(rèn)可以及中醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，羌活的需求量仍在逐年增加，羌活人工栽培顯得更為迫切。人工栽培不僅是滿足市場(chǎng)的關(guān)鍵，更是對(duì)諸多中藥材資源進(jìn)行保護(hù)和可持續(xù)利用最佳的手段。目前，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境和瀕危的野生資源，羌活人工馴化和規(guī)范化栽培技術(shù)研究迫在眉睫。

2化學(xué)成分研究

羌活的化學(xué)成分主要有揮發(fā)油、香豆素以及糖類、氨基酸、有機(jī)酸、甾醇等[5]。其中揮發(fā)油有蒎烯、p蒎烯、檸檬烯等63種；香豆素主要有異歐芹素乙、佛手柑內(nèi)酯、佛手柑亭、佛手酚、羌活酚、羌活醇、脫水羌活酚、乙基羌活醇、羌活酚縮醛、環(huán)氧脫水羌活酚、紫花前胡苷等；糖類主要有鼠李糖、果糖、葡萄糖和蔗糖；氨基酸有19種；羌活的酸性成分中含有有機(jī)酸及有機(jī)酸酯，已鑒定出14種有機(jī)酸[6]。

羌活與寬葉羌活中的有效成分含量不盡相同，羌活中羌活醇含量高于寬葉羌活，但異歐前胡素含量卻低于寬葉羌活[7]。根據(jù)化學(xué)成分含量的不同區(qū)別使用羌活與寬葉羌活將大大提高羌活的藥效。但市場(chǎng)上羌活與寬葉羌活并未區(qū)分收購(gòu)，這也成為藥材精細(xì)化生產(chǎn)的主要障礙。羌活商品市場(chǎng)根據(jù)產(chǎn)地及品質(zhì)又分為蠶羌、條羌、竹節(jié)羌和尾羌，陳虹宇等[8]研究羌活不同產(chǎn)品化學(xué)成分發(fā)現(xiàn)，蠶羌羌活醇與異歐前胡素總量高于條羌和竹節(jié)羌，條羌含量最低。這一結(jié)論為羌活商品等級(jí)的評(píng)定提供了理論依據(jù)。

3 藥理活性研究

3.1鎮(zhèn)痛、消炎作用 鎮(zhèn)痛消炎是羌活在中醫(yī)上的常見療效。張明發(fā)等[9-10]在給注射過冰醋酸的小鼠口服羌活提出物的試驗(yàn)中，根據(jù)小鼠的扭體次數(shù)變化得出羌活有一定的鎮(zhèn)痛作用；同時(shí)，試驗(yàn)小鼠禁食不禁水處理發(fā)現(xiàn)羌活對(duì)小鼠胃潰瘍有一定的抑制作用。張賢等[11]將68例痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎患者隨機(jī)分成2組，治療組給予羌活湯加減治療，對(duì)照組以秋水仙堿治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，2組近期的治療效果無(wú)明顯差異，但中藥治療組遠(yuǎn)期治療效果明顯高于對(duì)照組。

3.2對(duì)腦循環(huán)的影響 我國(guó)很早就有羌活治療心腦血管疾病的歷史，《藥性論》、《醫(yī)略六書》中均有記載。唐迎雪[12]研究指出羌活有暢行氣血、調(diào)理氣機(jī)、祛風(fēng)解表、引藥歸經(jīng)、直達(dá)病所的功效。馮英菊等[13]將羌活水溶性制劑注射到麻醉犬和麻醉貓?bào)w內(nèi)，發(fā)現(xiàn)均有選擇性增加麻醉犬和麻醉貓腦血流量的作用，同時(shí)并未增加外周血流量，心率和血壓也未見異常。

3.3抗病毒活性郭晏華等[14]將羌活提取物注射進(jìn)感染流感性病毒的小鼠，發(fā)現(xiàn)不同劑量均能直接殺滅小鼠體內(nèi)的流感病毒，降低了小鼠體內(nèi)流感病毒的血凝滴度和感染力。張玉蘭等[15]用羌活勝風(fēng)湯治療32例病毒性角膜炎患者，有效率高達(dá)93.8%，其中26例患者在癥狀消失后視力也恢復(fù)至患病前水平 。

3.4抗心律失常作用 羌活的提取物部分具有抗心律失常作用、減緩心率、擴(kuò)張冠脈及增加心肌營(yíng)養(yǎng)性血流量等作用。秦彩玲等[16]通過對(duì)羌活提取物灰分的抗心律失常作用進(jìn)行試驗(yàn)，證明了羌活抗心律失常作用的主要成分為無(wú)機(jī)鹽部分。路新強(qiáng)等[17]對(duì)被烏頭堿誘發(fā)心律失常的大鼠口服羌活濃縮水提物(ENR)，發(fā)現(xiàn)ENR能夠延遲心律失常出現(xiàn)的時(shí)間并縮短其心律失常持續(xù)的時(shí)間。成伊竹等[18]研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)羌活小分子水溶液濃度為12 g/kg時(shí)，能在短時(shí)間(25 min)內(nèi)恢復(fù)正常心律；大分子水溶液恢復(fù)心律失常的最佳濃度為22 g/kg，恢復(fù)時(shí)間為35 min。

3.5抗菌活性金樹芬等[19]研究在含有羌活揮發(fā)油的瓊脂表面接種細(xì)菌懸浮液發(fā)現(xiàn)，羌活揮發(fā)油對(duì)綠膿桿菌、傷寒桿菌、大腸桿菌126有抑制作用。羌活提取物falcarindiol對(duì)金黃色葡萄球菌也有明顯的抑制作用，佐藤規(guī)子[20]以鹽酸土霉素為對(duì)照的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，羌活提取物falcarindiol對(duì)標(biāo)準(zhǔn)金黃色葡萄球菌的抑制作用明顯高于鹽酸土霉素[20]。

4臨床應(yīng)用

羌活在中醫(yī)臨床上有散風(fēng)祛濕、消炎止痛的功效，可用于治療感冒風(fēng)寒、風(fēng)寒濕痹、風(fēng)水浮腫、骨節(jié)酸疼、癰疽瘡毒，也常用于癲癇、尿頻、陽(yáng)痿遺精、腰膝冷痛、腎虛作喘、五更泄瀉；外用主治白癜風(fēng)、斑禿、解表散寒、祛風(fēng)勝濕。羌活既有發(fā)汗解表的作用，又有祛風(fēng)止痛的功效，但在作為發(fā)汗解表藥時(shí)，應(yīng)將它的祛風(fēng)止痛功效密切結(jié)合起來(lái)，臨床上用于治療風(fēng)寒表癥時(shí)，必須兼有頭痛或骨節(jié)疼痛等癥，才考慮使用。除此以外，近年臨床研究表明羌活在白癜風(fēng)、哮喘和便秘的病癥上也有不錯(cuò)的療效[21-22]。

5人工栽培現(xiàn)狀及存在的問題

目前我國(guó)仍有80%的中藥材來(lái)自于野生，合理利用野生資源是藥用植物可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。羌活屬大宗藥材，隨著臨床應(yīng)用研究的發(fā)展，需求量也在逐年增加。但羌活在自然條件下，種子需經(jīng)一年后熟才能萌發(fā)，自然萌發(fā)率僅為0.52%。羌活種群自然更新速度極低，一旦破化很難恢復(fù)。究其原因是：羌活種子屬于形態(tài)生理雙重休眠，種胚未發(fā)育伴隨種子未完成后熟。將采摘新鮮羌活種子解剖后顯微觀察可以發(fā)現(xiàn)，羌活鮮種并無(wú)完整的胚的形態(tài)，種子經(jīng)過后熟才能分化出完整的胚，胚的成熟也意味著種子的成熟。羌活種子發(fā)芽、出苗對(duì)環(huán)境的要求也十分嚴(yán)格，野生幼苗多生長(zhǎng)在陰濕、疏松、有機(jī)質(zhì)含量較高的高寒地帶，這種特性也增大了羌活人工撫育的難度。王冬梅等[23]研究野生羌活與人工羌活中4種主要化合物含量發(fā)現(xiàn)，人工羌活中有效成分的含量不低于野生羌活，說(shuō)明人工栽培羌活有良好的市場(chǎng)前景。

5.1種子繁殖羌活人工栽培是利用羌活種子人工育苗后次年進(jìn)行移栽種植。羌活種子雙重休眠特性是人工栽培的主要難點(diǎn)，因此解除休眠完成后熟是羌活種子萌發(fā)的前提。通常藥農(nóng)利用沙藏完成種子后熟，一般需要10～12個(gè)月。馬小軍等[24]研究發(fā)現(xiàn)利用10～30、6～15、0～5 ℃3個(gè)階段變溫沙藏種子，依次處理3個(gè)月可以解除休眠提高種子萌發(fā)率。尚文艷等[25]對(duì)不同貯藏方式的寬葉羌活種子進(jìn)行分析處理后發(fā)現(xiàn)，要解除羌活種子的深度休眠，需經(jīng)過由高溫到低溫變化的階段，用赤霉素處理過的羌活種子可以代替低溫處理，而高溫沒有這種效果。也有許多報(bào)道利用植物激素處理種子試圖打破休眠提高萌發(fā)率，終因存在萌發(fā)率低、結(jié)果不穩(wěn)定等因素?zé)o法投入實(shí)際生產(chǎn)。羌活在四川、甘肅、青海等地均有零星種植，但栽培技術(shù)尚不成熟，產(chǎn)量不夠穩(wěn)定無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。野生羌活仍然占有很大的市場(chǎng)比例，這也意味著羌活野生資源的破壞并未停止。

5.2無(wú)性繁殖野生羌活種群常能看到多個(gè)植株成簇生長(zhǎng)，從其根部可以看到部分植株是由根部橫向生長(zhǎng)的側(cè)芽形成，這也為羌活的無(wú)性繁殖提供了理論依據(jù)。因種子自身萌發(fā)率低，羌活在進(jìn)化過程中利用無(wú)性繁殖輔助種群更新，多年生羌活的根莖部產(chǎn)生許多側(cè)芽，等到條件適合時(shí)，側(cè)芽開始萌發(fā)，長(zhǎng)出新的植株。根據(jù)這一特點(diǎn)，對(duì)多年生羌活進(jìn)行分株移栽、營(yíng)養(yǎng)繁殖，將長(zhǎng)有側(cè)芽的根莖切成若干小段(每小段均帶有側(cè)芽)移栽，調(diào)控光照、溫濕度和礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)等生長(zhǎng)因子，篩選出適宜羌活生長(zhǎng)的環(huán)境條件。通過無(wú)性營(yíng)養(yǎng)繁殖一方面保留了母本的優(yōu)良性狀，一方面縮短了育苗周期，有助于保護(hù)野生資源。目前暫無(wú)這方面的報(bào)道。

5.3組織培養(yǎng)繁殖組培培養(yǎng)是目前運(yùn)用較為廣泛的基礎(chǔ)研究方法，但羌活利用組織培養(yǎng)繁殖的報(bào)道較少。蔣舜媛[26]利用羌活萌發(fā)的根芽為外植體，利用激素誘導(dǎo)建立了羌活再生體系，并以此申請(qǐng)了發(fā)明專利。雖然不能馬上工廠化生產(chǎn)，卻為羌活人工撫育提供了新方向。由于羌活種子胚后熟，種子沒有完整的胚形態(tài)很難分化出愈傷組織，目前尚未建立以種子為外植體的組培體系，這也將會(huì)是羌活組培繁殖的一個(gè)新方向。另外隨著近年代謝工程的發(fā)展，利用大規(guī)模細(xì)胞定向培養(yǎng)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物也是一種有效獲得藥用成分的方法。這一方法改變了對(duì)藥用植物傳統(tǒng)的利用方式，極大地減少了藥用植物的用量，緩解了野生資源的瀕危狀況。但技術(shù)難度大、生產(chǎn)成本高也是不可忽視的缺點(diǎn)。

6展望

羌活為我國(guó)特有屬種，藥用歷史悠久，為眾多中醫(yī)名方成藥組成，有近3百個(gè)中成藥品種使用羌活。羌活在中醫(yī)臨床已得到了廣泛的認(rèn)可，但其作用機(jī)制尚未完全明了。隨著羌活成分和藥理作用的深入研究，羌活的市場(chǎng)需求將不斷增加。由于近年價(jià)格上漲藥農(nóng)掠奪式采挖，導(dǎo)致羌活野生環(huán)境受到嚴(yán)重破壞，很多區(qū)域甚至是毀滅性的，低海拔區(qū)域已很難找到野生羌活。合理開發(fā)野生資源的同時(shí)，尤其要加強(qiáng)羌活的人工撫育工作，只有解決了人工撫育上的問題才能徹底解決對(duì)野生資源的破壞。就羌活的持續(xù)利用而言，一方面選取環(huán)境適宜野生羌活生長(zhǎng)密集的區(qū)域建立重點(diǎn)保護(hù)區(qū)，制止濫采濫挖，保護(hù)野生羌活資源；另一方面利用現(xiàn)代生物技術(shù)，多角度切入解決人工撫育難點(diǎn)，形成成熟的人工栽培技術(shù)，建立GAP基地。近年來(lái)代謝科學(xué)的提出與發(fā)展也為藥用植物的利用提供新的方向，但有關(guān)羌活代謝科學(xué)的研究尚屬空白。

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基金項(xiàng)目甘肅省科學(xué)院青年科技創(chuàng)新基金項(xiàng)目(2013QN-11)。

作者簡(jiǎn)介張軍(1982- )，男，甘肅隴南人，助理研究員，從事瀕危藥用植物人工馴化及撫育研究。

收稿日期2016-04-29

中圖分類號(hào)S 567

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

文章編號(hào)0517-6611(2016)15-118-03

Research Progress of Endangered Medicinal PlantNotopterygium

ZHANG Jun, YANG Tao, GUO Qi et al

(Institute of Biology, Gansu Academy of Sciences, Lanzhou, Gansu 730000)

AbstractThe chemical composition, pharmacological action, clinical application and artificial cultivation of Notopterygium incisium were reviewed, the research direction was forecasted, which will provide reference and basis for further development of Notopterygium incisium resource.

Key wordsNotopterygium incisium; Chemical composition; Pharmacological action; Clinical application; Artificial cultivation