無機(jī)元素與中藥關(guān)系研究進(jìn)展

魏小成，李成義，周瑞娟，張廣袤，馮慧敏，李玥，賈妙婷，強(qiáng)正澤，王明偉

甘肅中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，甘肅 蘭州 730101

隨著健康中國戰(zhàn)略的提出，中藥品質(zhì)及中藥材高質(zhì)量發(fā)展成為中藥領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。中藥品質(zhì)受種質(zhì)、環(huán)境及人為因素等影響，《唐本草》所謂“離其本土，則質(zhì)同而效異”，土壤無機(jī)元素是中藥無機(jī)元素的主要來源，不同中藥對土壤無機(jī)元素的富集能力不同。土壤無機(jī)元素影響中藥無機(jī)元素的累積，最終導(dǎo)致中藥質(zhì)量不同。研究表明，無機(jī)元素與中藥四性有關(guān)，中藥有機(jī)成分與微量元素配位形成配合物成為藥效成分，無機(jī)元素的種類和含量與中藥寒熱藥性相關(guān)，以及中藥品質(zhì)可能與土壤無機(jī)元素含量有關(guān)等。茲歸納近十余年無機(jī)元素與中藥相關(guān)性研究成果，并對二者關(guān)系進(jìn)行闡述，以期為后續(xù)相關(guān)研究提供參考。

1 無機(jī)元素與中藥相關(guān)性

1.1 無機(jī)元素與中藥四氣

中藥四氣，又稱四性。《神農(nóng)本草經(jīng)》云：“藥有酸、咸、甘、苦、辛五味，又有寒、熱、溫、涼四氣?！彼臍馐侵兴幩幮岳碚摰闹匾M成部分，對研究藥物共性及臨床用藥具有重要意義。研究發(fā)現(xiàn)，不同藥性的中藥所含無機(jī)元素的種類、數(shù)量不同，如涼性藥中鈣（Ca）、鎂（Mg）和鋅（Zn）含量高。中藥藥性影響中藥中無機(jī)元素的累積，表現(xiàn)為元素含量在不同藥性的中藥中有差異。此外，鐵（Fe）、錳（Mn）元素含量比值也影響中藥藥性，F(xiàn)e/Mn值小，藥性偏熱，反之偏寒。故可作為區(qū)分寒熱藥性的標(biāo)準(zhǔn)之一。胡育筑等研究發(fā)現(xiàn)，在中藥藥性與無機(jī)元素含量關(guān)系上，寒涼藥＞溫?zé)崴帲酒叫运帲⑼茰y不同元素主導(dǎo)不同的中藥藥性。這反映出不同藥性的中藥富集元素能力不同，且寒涼藥富集能力最強(qiáng)。研究顯示，溫?zé)崴嶮n含量高，寒涼藥Fe含量高，與相關(guān)研究結(jié)果基本一致，表明Fe、Mn含量在不同藥性的中藥中差別較大，可作為區(qū)別中藥藥性的特征元素。甚至有學(xué)者認(rèn)為無機(jī)元素是決定植物藥四性的主要因素?；谝陨涎芯?，筆者認(rèn)為，從無機(jī)元素角度研究中藥藥性是科學(xué)和必要的。無機(jī)元素的種類和含量能影響中藥藥性，其中Fe、Mn與中藥藥性的關(guān)系更為密切，值得深入探究。

1.2 無機(jī)元素與中藥五味

中藥五味與五行、陰陽、歸經(jīng)及功效等密切相關(guān)，是中醫(yī)臨證擇方用藥的重要依據(jù)。研究表明，辛味藥Mn含量高于酸味藥，咸味藥銅（Cu）、Fe含量高于苦味藥。不同藥“味”的元素含量差異較大，如甘味藥與非甘味藥鋰（Li）含量顯著不同，辛味藥Mn含量高。根據(jù)中藥藥性理論，辛、甘味屬陽，酸、苦及咸味屬陰。湯學(xué)軍等發(fā)現(xiàn)，陽性藥中稀土元素含量高于陰性藥。由于不同藥“味”的元素含量不同，探究無機(jī)元素與中藥“陰陽性”的關(guān)系，從不同角度認(rèn)識無機(jī)元素與中藥五味的關(guān)系，能更全面了解二者關(guān)系。此外，用元素含量判別藥“味”可替代“口嘗”及“推論”藥味的傳統(tǒng)方法，表明藥味的確定出現(xiàn)新方法。用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)手段代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法，有利于中醫(yī)藥現(xiàn)代化發(fā)展進(jìn)程。由于甘味藥Li含量高，故可選擇Li含量建立數(shù)字化標(biāo)準(zhǔn)模型，用以區(qū)分甘味藥和非甘味藥。但四氣五味是中藥稟受天地陰陽自然元素之變化而形成，因此，無機(jī)元素與中藥五味關(guān)系較為復(fù)雜，后續(xù)研究值得關(guān)注。

1.3 無機(jī)元素與中藥歸經(jīng)

研究表明，無機(jī)元素與中藥歸經(jīng)存在聯(lián)系。四氣五味說明中藥的寒熱屬性和藥效，歸經(jīng)指出治病具體范圍，而無機(jī)元素則可作為四氣五味與中藥歸經(jīng)理論結(jié)合的樞紐。探究無機(jī)元素與中藥歸經(jīng)的關(guān)系，可使中藥歸經(jīng)有效結(jié)合四氣五味，更準(zhǔn)確指導(dǎo)臨床用藥。研究顯示，歸經(jīng)藥與相應(yīng)非歸經(jīng)藥中微量元素含量有差異，歸脾經(jīng)藥的Mn、歸肺經(jīng)藥的鉍（Bi）、歸膽經(jīng)藥的Cu和歸膀胱藥的鍺（Ge）含量顯著高于非歸經(jīng)藥。另外，無機(jī)元素總量也不同，其中含量最高的是腎經(jīng)藥，最低的是膀胱經(jīng)藥。由此推測，腎經(jīng)藥以Mn為特征，肝經(jīng)藥以Fe為特征?？傊?，以無機(jī)元素為樞紐，將四氣五味與歸經(jīng)理論結(jié)合起來，可做到全面準(zhǔn)確分析無機(jī)元素與中藥藥性的關(guān)系。

1.4 無機(jī)元素與中藥功效

功效是中藥治療疾病的基本概述，是中醫(yī)藥傳承的精華。無機(jī)元素與中藥功效密切相關(guān)。比較不同功效中藥無機(jī)元素含量發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e/Mn值高有化痰理氣功效，反之則有收斂、化濕及溫里等功效，且補(bǔ)陽藥Mn含量高，補(bǔ)陰藥Zn含量高。推測無機(jī)元素能區(qū)別補(bǔ)陰或補(bǔ)陽藥，Mn、Zn可作為鑒別特征元素。王健等研究發(fā)現(xiàn)，鎮(zhèn)咳藥和鎮(zhèn)痛藥的無機(jī)元素總量不同，表明元素含量影響中藥功效。

無機(jī)元素與中藥共同維護(hù)人體健康，不同元素所發(fā)揮的生理作用也不同。如Ca有止血消腫作用，Mg和鉀（K）具有擴(kuò)張血管等作用。此外，無機(jī)元素與不同類別中藥功效密切相關(guān)，如止血類中藥普遍含有較豐富的Zn、Ca、Fe，補(bǔ)益類中藥與鈷（Co）、鉬（Mo）、鎳（Ni）、Fe 和Mn 元素有一定聯(lián)系，而Zn、Cu元素則相對獨(dú)立?？傊?，無機(jī)元素是影響中藥功效的因素，無機(jī)元素種類和含量在一定程度上能反映中藥功效，F(xiàn)e、Mn在中藥四氣、五味、歸經(jīng)及功效上都發(fā)揮重要作用，今后可以Fe、Mn為主導(dǎo)，著重探究其與中藥藥性理論及功效的關(guān)系，闡明無機(jī)元素與中藥性味歸經(jīng)及功效關(guān)系。

2 無機(jī)元素與中藥質(zhì)量的相關(guān)性

2.1 無機(jī)元素與道地藥材

《本草經(jīng)集注》“諸藥所生，皆有其界”，闡明生境與中藥材密切相關(guān)。藥材道地性與非道地性受土壤元素的調(diào)控，無機(jī)元素與藥材道地性有關(guān)，道地產(chǎn)區(qū)與非道地產(chǎn)區(qū)藥材和土壤中的無機(jī)元素含量存在明顯差異，且道地藥材對元素的吸收有選擇性。如可用無機(jī)元素含量區(qū)別當(dāng)歸藥材產(chǎn)地，進(jìn)而區(qū)分當(dāng)歸質(zhì)量；安徽銅陵的牡丹皮為道地藥材，藥材品質(zhì)好，研究顯示可能與微量元素含量相關(guān)；承德地區(qū)土壤中Fe含量高，適合當(dāng)?shù)氐赖厮幉狞S芩生長。此外，微量元素對藥材質(zhì)量也產(chǎn)生影響，如特征微量元素對道地藥材牡丹皮質(zhì)量有特殊作用，故在建立道地藥材化學(xué)指紋圖譜時應(yīng)加入微量元素的特征圖譜。郭蘭萍等研究發(fā)現(xiàn)，道地產(chǎn)區(qū)茅蒼術(shù)藥材中Ni平均含量高，且對Ca的富集能力較強(qiáng)。對不同產(chǎn)地當(dāng)歸中無機(jī)元素的特征性及地域性分布進(jìn)行分析，按無機(jī)元素特征可分為道地產(chǎn)區(qū)“岷歸”與非道地產(chǎn)區(qū)“云歸”兩類，呈明顯的地域分布特征，無機(jī)元素與地域相關(guān)性強(qiáng)，使其與中藥材的道地性聯(lián)系緊密。Li等研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e等可作為黃芪道地產(chǎn)區(qū)與非道地產(chǎn)區(qū)的鑒別特征元素，F(xiàn)e與黃芩及黃芪的道地性都有關(guān)，可將其歸為一類研究。與當(dāng)歸藥材道地性的關(guān)系影響較大的無機(jī)元素包括鉻（Cr）、Fe、鈦（Ti）、Ni 和釩（V），而道地產(chǎn)區(qū)岷縣當(dāng)歸中以上元素的含量低于均值。此外，遺傳因素可通過調(diào)節(jié)體內(nèi)代謝途徑有選擇地吸收和積累無機(jī)元素，使相同藥材的元素含量明顯不同?？梢姡赖厮幉男纬蛇^程比較復(fù)雜，相關(guān)基因可通過調(diào)節(jié)代謝途徑影響中藥無機(jī)元素累積，進(jìn)而影響藥材的道地性。從基因?qū)用嫣骄繜o機(jī)元素與道地藥材的關(guān)系，對闡明二者作用機(jī)制有一定意義，將被廣泛采用。

2.2 無機(jī)元素與中藥炮制

炮制是中藥材向中藥飲片轉(zhuǎn)化過程中必要的加工方法，目的是減毒增效。研究顯示，中藥炮制前后有機(jī)成分和無機(jī)成分均有變化。中藥炮制后溫性藥的微量元素含量大多降低，寒涼藥的微量元素含量大多增加。分析多種中藥炮制前后增效和有害元素的含量發(fā)現(xiàn)，炮制后有害元素含量大多降低，增效元素含量增加明顯，說明炮制對降低有害元素有積極作用，在一定程度上也能解釋中藥炮制增效減毒作用的科學(xué)內(nèi)涵。

2.3 無機(jī)元素與中藥化學(xué)成分

中藥作用人體為多成分、多靶點(diǎn)及多通路。無機(jī)元素與中藥有機(jī)成分結(jié)合成多種狀態(tài)，如溶解態(tài)、膠體和螯合物等。無機(jī)元素在中藥中存在不同的價態(tài)、化合態(tài)、聚合態(tài)及空間結(jié)構(gòu)等，使其生物活性也隨之變化。無機(jī)元素與中藥化學(xué)成分的關(guān)系成新的研究方向，研究較多的是土壤無機(jī)元素對黃酮類成分合成代謝的調(diào)控。通過合理增施特定無機(jī)肥等調(diào)控前胡中香豆素類成分的含量，以保證前胡質(zhì)量。劉振成等在研究土壤因子對朝鮮淫羊藿有效成分的影響時發(fā)現(xiàn)，增施鈣肥和減施鎂肥有利于提高其活性成分的質(zhì)量濃度。噴施適量鉀鹽有利于紅芪生長和異黃酮類成分的積累，表明K能提高紅芪藥效成分含量。研究顯示，土壤無機(jī)元素Mn是黃芩藥效成分含量積累的主要影響因子，增加有效Mn有利于黃芩苷的積累。無機(jī)元素與中藥藥效成分相關(guān)性的研究，表明無機(jī)元素與中藥有效成分顯著相關(guān)。中藥藥效成分累積受多種因素的影響，土壤無機(jī)元素是影響因素之一。土壤為植物生長提供多種元素且相互間存在影響，土壤無機(jī)元素影響中藥化學(xué)成分的合成進(jìn)而影響其品質(zhì)。探究土壤無機(jī)元素與中藥化學(xué)成分的關(guān)系，有利于中藥材高質(zhì)量發(fā)展。目前大多數(shù)研究集中在單一成分及少數(shù)元素含量的變化，尚不能充分解釋相關(guān)問題，應(yīng)加強(qiáng)多種無機(jī)元素與多組化學(xué)成分作用的相關(guān)研究，深入探討無機(jī)元素影響中藥藥效成分的機(jī)制，以提高中藥品質(zhì)。近年來無機(jī)元素與中藥化學(xué)成分的相關(guān)研究見表1。

表1 無機(jī)元素參與調(diào)控的中藥化學(xué)成分

2.4 無機(jī)元素與中藥毒性

土壤中的重金屬及有害元素會被中藥吸收進(jìn)而殘留，影響用藥安全。如當(dāng)歸藥材不同部位重金屬及有害元素殘留不同，土壤中Cu、砷（As）影響當(dāng)歸藥材殘留。因此，加強(qiáng)對栽培基地的土壤進(jìn)行重金屬及有害元素的檢測，有利于中藥產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。由于不同產(chǎn)地同種藥材重金屬含量差異較大，部分產(chǎn)地出現(xiàn)重金屬含量超標(biāo)現(xiàn)象，有必要建立相對應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)。另外，費(fèi)毅琴等研究發(fā)現(xiàn)，葉類和全草類最易蓄積重金屬和有害元素，因此檢測不同藥用部位時應(yīng)有不同的檢測標(biāo)準(zhǔn)。研究比較冬蟲夏草人工繁育品和野生品重金屬及有害元素含量發(fā)現(xiàn)，人工繁育品低于野生品，且野生冬蟲夏草大多存在As超標(biāo)現(xiàn)象。說明來源不同的藥材重金屬及無機(jī)元素含量不同，應(yīng)對栽培（養(yǎng)殖）和野生中藥材進(jìn)行外源性安全檢測時設(shè)立相應(yīng)檢測標(biāo)準(zhǔn)，并對其進(jìn)行源頭控制，以保證用藥安全。

3 結(jié)語

中藥質(zhì)量受多種因素復(fù)合作用，尤其無機(jī)元素與中藥之間存在復(fù)雜的作用關(guān)系，因此研究無機(jī)元素與中藥的關(guān)系顯得尤為重要。近年來，隨著分子生藥學(xué)及各種組學(xué)快速發(fā)展，在基因?qū)用娼忉専o機(jī)元素與中藥的關(guān)系將成為研究熱點(diǎn)。基于大數(shù)據(jù)及多元統(tǒng)計的分析方法為無機(jī)元素影響中藥質(zhì)量的研究提供便利，多組學(xué)聯(lián)用能更清楚闡明無機(jī)元素與中藥之間的關(guān)系。但目前無機(jī)元素與中藥關(guān)系的研究過于注重?zé)o機(jī)元素影響中藥材次生代謝產(chǎn)物的積累，缺乏相關(guān)作用機(jī)制方面的研究；另外，無機(jī)元素通過調(diào)節(jié)基因表達(dá)進(jìn)而影響中藥品質(zhì)的相關(guān)研究也不足。建議后續(xù)研究加強(qiáng)相應(yīng)基因水平的研究，通過更深層次研究無機(jī)元素與中藥的關(guān)系，使臨床用藥更加合理。