石菖蒲化學成分及其藥理作用概述

梅婷婷，閆珺，陳晶

（1. 黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040；2. 黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第一醫(yī)院，黑龍江 哈爾濱 150040）

石菖蒲為天南星科菖蒲屬植物石菖蒲（Acorus tatarinowiiSchott）的干燥根莖。質(zhì)硬，切面纖維性，類白色或微紅色，有明顯環(huán)紋及油點，主產(chǎn)于四川、湖北、湖南等地?！吨腥A人民共和國藥典》規(guī)定將樹皮作為藥用部位，性溫，味辛、苦，歸心、胃經(jīng)，有開竅豁痰、醒神益智、化濕開胃等功效，可用于治療神昏癲癇，健忘失眠，耳鳴耳聾，脘痞不饑，噤口下痢等［1］。石菖蒲又名昌本、菖蒲、昌陽、昌羊、堯時薤、堯韭、水蜈蚣等。《神農(nóng)本草經(jīng)》［2］將其列為上品，載其：“主風寒痹，咳逆上氣，開心孔，補五臟，通九竅，明耳目，出音聲。久服輕身，不忘，不迷惑，延年”?！睹t(yī)別錄》［3］載其：“主治癰瘡，溫腸胃，止小便利，四肢濕痹，不得屈伸，小兒溫瘧，身積熱不解，可作浴湯。久服輕身，聰耳明目，益心智，高志不老”。《藥性論》［4］載其：“治風濕瘕痹，耳鳴，頭風，淚下，鬼氣。殺諸蟲，惡瘡疥瘙”?！肚Ы鸱健罚?］載其：“胎動半產(chǎn)”“風癬有蟲”，解“大戟毒”。《本草綱目》［6］載其：“心積伏梁（王好古）……治中惡猝死，客忤癲癇，下血崩中，安胎漏，散癰腫。搗汁服，解巴豆、大戟毒”。《本草再新》［7］載其：“止鼻血而散牙癰”。

孔圣枕中丹（《備急千金要方》）、滌痰湯（《濟生方》）、菖蒲郁金湯（《溫病全書》）、清心溫膽湯（《古今醫(yī)鑒》）、生鐵落飲（《醫(yī)學心悟》）、安神定志丸（《醫(yī)學心悟》）、連樸飲（《霍亂論》）、開噤散（《醫(yī)學心悟》）等都是含有石菖蒲的經(jīng)典方劑。筆者對近年來石菖蒲化學成分及藥理作用研究情況進行綜述，為石菖蒲的進一步研究提供依據(jù)。

1 化學成分

石菖蒲化學成分主要可劃分為苯丙素類、萜類等揮發(fā)油成分以及生物堿類、黃酮類、有機酸等非揮發(fā)性成分。

1.1 揮發(fā)油

《中華人民共和國藥典》［1］規(guī)定，石菖蒲藥材含揮發(fā)油含量不得少于1.0%（mL/g）；石菖蒲飲片含揮發(fā)油含量不得少于0.7%（mL/g）。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)，石菖蒲揮發(fā)油中主要含有苯丙素類、萜類化合物等。

1.1.1 苯丙素類

目前已報道的石菖蒲中苯丙素類主要有α-細辛醚、β-細辛醚、甲基丁香酚、欖香素等，β-細辛醚為其中含量最高的化合物［8］。

1.1.2 萜類

石菖蒲中的萜類化學物包括單萜類的芳樟醇、萜品醇、香檜烯、3-蒈烯、蒎烯等［9］；倍半萜類的乙酸橙花醇酯、紅沒藥醇、欖香烯、吉馬烯、菖蒲烯、石竹烯等以及二萜類的Tatarol、Tataroside［10］。

1.1.3 其他

石菖蒲揮發(fā)油中還有甲基異丁香酚、2，5-二叔丁基-1，4苯醌乙酸冰片酯等［11］。

1.2 生物堿類

目前報道過的石菖蒲中生物堿類化合物主要有N-反式香豆酰酪胺、菖蒲堿甲、9-吖啶胺、N-月桂基二乙醇胺、5-丁基尿苷、4-羥雙氫鞘氨醇等［12］。

1.3 黃酮類

目前石菖蒲中可提取的黃酮類化合物有8-異戊二烯基山柰酚、異夏佛塔苷、野漆樹苷、紫云英苷等［13］。

1.4 有機酸

石菖蒲中的有機酸類主要有羧酸、十六烷酸、原兒茶酸、琥珀酸等［10］。

1.5 其他

此外，石菖蒲中還含有氨基酸類、糖類、木質(zhì)素等。董玉等對石菖蒲煎液進行氨基酸自動分析［14］，分析得到賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸等8種人體必需氨基酸，精氨酸、絲氨酸2 種非必需氨基酸，以及天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸等7種游離氨基酸。另有研究表明，石菖蒲中含有葡萄糖、果糖、半乳糖、鼠李糖等多糖成分［15］。

2 藥理作用

2.1 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用

2.1.1 改善認知障礙

認知障礙是各種類型癡呆早期階段的常見癥狀之一，有效干預(yù)認知障礙，有助于降低癡呆的發(fā)病率。多項研究共同表明，石菖蒲能夠改善學習記憶能力。朱梅菊等［16］發(fā)現(xiàn)，石菖蒲及其成分α-細辛醚能夠明顯降低海馬腦組織中MDA 含量，抑制SOD、NOS 活性及nNOS 蛋白表達，從而改善疲勞運動大鼠學習記憶能力。孫曉雪等［17］發(fā)現(xiàn)，石菖蒲中的β-細辛醚可通過調(diào)控APP/PS1雙轉(zhuǎn)基因小鼠海馬神經(jīng)突觸可塑性相關(guān)因子GAP-43 的表達發(fā)揮，改善小鼠學習記憶能力障礙。WANG 等［18］發(fā)現(xiàn)，β-細辛醚可與淫羊藿苷（ICA）聯(lián)合使用，通過誘導APP/PS1 小鼠海馬自噬/線粒體自噬來抑制細胞核線粒體的損傷，增強線粒體自噬活性，促進Aβ 和Tau 清除，逆轉(zhuǎn)認知缺陷。YANG 等［19］發(fā)現(xiàn)，β-細辛醚可以通過血腦屏障，上調(diào)NR2B、Arc 和Wnt7a的蛋白表達，抑制Arc/Arg3.1和Wnt7a mRNA水平，發(fā)揮神經(jīng)保護作用，從而改善Pb 誘導大鼠的記憶障礙。

2.1.2 抗抑郁

抑郁癥是一種以顯著而持久的心境低落為主要特征的情感障礙疾病。研究發(fā)現(xiàn)，石菖蒲可通過降低血清中促炎因子的含量，提高血清中抑炎因子的含量，減少雄性SD 大鼠礦場實驗總分，縮短游泳不動時間，改善抑郁大鼠行為學能力，發(fā)揮抗抑郁作用［20］。其他研究也證實β-細辛醚可通過增加抑郁小鼠中腦及紋狀體中5-HT、5-HIAA 和DA 的含量，發(fā)揮抗抑郁作用［21］。

2.1.3 抗焦慮

焦慮癥是慢性疼痛的常見合并癥，TIAN 等通過研究發(fā)現(xiàn)石菖蒲揮發(fā)油中的有效成分α-細辛醚可通過維持BLA 中興奮性/抑制性神經(jīng)元的興奮性/抑制性傳遞和衰減神經(jīng)元過度興奮性之間的平衡發(fā)揮抗焦慮作用［22］。

2.1.4 抗癲癇

癲癇是一種由于大腦神經(jīng)元突發(fā)性異常放電導致的短暫性的大腦功能障礙的慢性疾病，其特征是反復發(fā)作，發(fā)病常與大腦興奮性遞質(zhì)水平異常有關(guān)。石菖蒲揮發(fā)油中的有效成分α-細辛醚能夠提高腦組織的興奮域，減弱病灶的興奮擴散，從而防治癲癇發(fā)作。楊立彬等［23］推斷α-細辛醚可能通過降低海馬神經(jīng)元內(nèi)NMDA受體-1（NMDAR1）的表達水平，降低細胞表面NMDAR1密度，和（或）抑制其活性，進一步降低大腦皮層的興奮性，提高癲癇發(fā)作的閾值，抑制NMDA引起的興奮性神經(jīng)毒性導致的癲癇發(fā)生和發(fā)展。袁斯遠等［24］進一步研究證明，α-細辛醚可以干預(yù)癲癇大鼠腦組織中的P-gp和Mdr1a mRNA的表達，發(fā)揮抗癲癇作用。

2.1.5 抗帕金森

帕金森?。≒D）是一種由顱內(nèi)黑質(zhì)紋狀體多巴胺能神經(jīng)元減少、缺失引起的運動障礙性疾病，其發(fā)病機制與α-突觸核蛋白異常積聚、線粒體功能障礙、自噬等相關(guān)。研究表明，石菖蒲揮發(fā)油主要有效成分β-細辛醚可減輕6-羥基多巴胺（6-OHDA）誘導的帕金森病大鼠癥狀，抑制GRP78和CHOP mRNA 水平，促進p-IRE1 和XBP1 的表達，β-細辛醚可能通過IRE1/XBP1途徑對6-OHDA 誘導的帕金森病大鼠具有保護作用［25］。也有研究表明，β-細辛醚可通過抑制PERK/CHOP/Bcl-2/Beclin-1 通路來調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激-自噬來發(fā)揮抗帕金森作用［26］。

2.2 對心血管系統(tǒng)作用

2.2.1 心血管保護作用

ZANG 等［27］通過研究發(fā)現(xiàn)，石菖蒲揮發(fā)油主要有效成分β-細辛醚可降低SOD含量，升高LDH含量，下調(diào)抑制細胞凋亡的COX-2 蛋白，上調(diào)調(diào)節(jié)能量代謝的PPAR-α 蛋白，激活VEGF 和cAMP 信號通路，減輕鹽酸異丙腎上腺素誘導大鼠心肌缺血的病理表現(xiàn)，發(fā)揮抗急性心肌缺血的治療作用。XIAO 等［28］通過動物實驗揭示了石菖蒲揮發(fā)油可通過抑制急性心肌缺血損傷的大鼠模型炎癥反應(yīng)，減少粒細胞浸潤，減輕心臟組織水腫，降低組織MPO 含量，抑制NLRP3 信號通路和心臟細胞的焦變，減少ASC和NLRP3的蛋白質(zhì)表達，降低Caspase-1 和GSDMSD 的水平，降低血清IL-1β 濃度，并通過抑制炎癥反應(yīng)和抑制NLRP3 炎癥小體介導的骨變性，對心肌缺血再灌注損傷發(fā)揮保護作用。

2.2.2 降壓

吳長艷等［29］通過構(gòu)建原發(fā)性高血壓（SHR）大鼠模型，探討石菖蒲提取物的降壓作用及機制，發(fā)現(xiàn)石菖蒲提取物可通過激活血管內(nèi)皮eNOS 途徑使NO 合成增加，從而引起血管舒張，其機制可能與減少自由基對機體的損傷，從而對內(nèi)皮細胞、心肌細胞和血管重構(gòu)起到保護作用。

2.3 對呼吸系統(tǒng)作用

研究表明，石菖蒲具有顯著抑制氣管痙攣、延長哮喘潛伏期、抗過敏等作用。楊社華等［30］利用氣管容積法觀察石菖蒲及其有效成分對豚鼠平滑肌的作用，研究發(fā)現(xiàn)，β-細辛醚、α-細辛醚等能夠顯著抑制豚鼠氣管痙攣性收縮。徐建民［31］對組胺-乙酰膽堿致喘豚鼠模型分別進行整體、離體平喘及抗過敏實驗后發(fā)現(xiàn)，β-細辛醚可延長哮喘發(fā)作潛伏期和跌倒?jié)摲?，減輕哮喘程度，達到平喘效果；可松弛豚鼠離體平滑?。徊⒖蓽p少豚鼠氣管、支氣管和肺組織中的肥大細胞脫顆粒數(shù)，起到抗過敏的作用。

2.4 對消化系統(tǒng)的作用

現(xiàn)代藥理研究證明，石菖蒲具有抑制胃腸收縮的作用。秦曉民等［32］研究發(fā)現(xiàn)，石菖蒲水提取液可抑制胃、十二指腸鋒電振幅和慢波的頻率、振幅以及十二指腸鋒電發(fā)生率，抑制胃腸收縮活動，緩解胃腸收縮，其對胃腸的抑制作用可能是通過阻斷膽堿能M 受體實現(xiàn)的。

2.5 抗腫瘤

現(xiàn)代藥理研究證明，石菖蒲主要成分β-細辛醚可作用于A549、PC3、PC9-R腫瘤細胞，抑制腫瘤細胞的生長，阻滯細胞周期，抑制DNA 的合成，促進細胞凋亡，抑制細胞遷移，發(fā)揮抗腫瘤的作用［33］。吳堅等［34］進一步從分子層面證明，β-細辛醚可通過抑制PI3K/AKT 通路，抑制胃癌上皮間質(zhì)轉(zhuǎn)化，抑制胃癌細胞，發(fā)揮抗腫瘤作用。

2.6 抗菌

現(xiàn)代藥理學研究證明，石菖蒲揮發(fā)油可對表皮葡萄球菌、A 群鏈球菌、福氏志賀菌、蘋果炭疽病菌、核桃枯梢病菌等有不同程度的抑制作用。

2.7 其他作用

石菖蒲還具有抗骨質(zhì)疏松、安胎等作用。實驗研究證明，石菖蒲中的多糖成分可以通過調(diào)節(jié)NFATc1抑制破骨細胞生成，減輕脂多糖（LPS）誘導的骨細胞丟失，從而治療骨質(zhì)疏松［35］。王曉丹等［36］研究發(fā)現(xiàn)，石菖蒲可抑制LPS 的流產(chǎn)作用，可通過調(diào)節(jié)CD4+/CD8+T細胞及巨噬細胞含量，減低LPS 誘導的小鼠流產(chǎn)率和胚胎吸收率，從而起到安胎的作用。

3 討論

石菖蒲是開竅類中藥的代表藥物之一，主要功效是開竅豁痰、醒神益智、化濕開胃，多用于治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)疾病，其發(fā)揮作用的主要成分是揮發(fā)油類，以β-細辛醚、α-細辛醚為主。盡管石菖蒲被證明在多種不同系統(tǒng)的疾病中，都發(fā)揮著一定的藥理作用，但是筆者認為，石菖蒲在治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面可替代藥物更少，研究價值更大。由于受到血腦屏障的影響，大多數(shù)中藥無法直接通過血腦屏障進入顱內(nèi)發(fā)揮藥理作用，只有石菖蒲、麝香、冰片等少數(shù)藥物能夠調(diào)控血腦屏障通透性，發(fā)揮保護腦組織、治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的作用［37］。石菖蒲能夠通過改變腦組織的超微結(jié)構(gòu)；開放微血管內(nèi)皮細胞之間緊密連接，增加細胞吞飲小泡數(shù)量；升高5-羥色胺（5-HT）含量；下調(diào)P-g 使血腦屏障開放，提高血腦屏障通透性［38］。此外，吳 雪 等［39］發(fā) 現(xiàn) 羥基 紅花 黃 色素A（HSYA）與石菖蒲合用后，AUC腦/AUC血均顯著升高，說明石菖蒲不僅能透過血腦屏障，還能作為“使藥”，促進藥物入腦。

石菖蒲對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用，不僅體現(xiàn)在單味藥、單成分的研究中，在復方制劑中仍然是客觀有效的［40］。需要注意的問題是，中藥需要作為整體或復方發(fā)揮作用，單味藥成分及藥理作用的研究，有助于明確方劑的藥效物質(zhì)基礎(chǔ)及化學成分，但不能唯成分論［41］，無論中醫(yī)藥現(xiàn)代研究如何進步，都不能背離中醫(yī)整體觀念和辨證論治的總體原則。