承德道地藥材黃芩的道地性形成機制研究

孔令娟 郭朋雨 梁 悅 陳洋洋 郭玲夢

（河北省承德醫(yī)學(xué)院，河北 承德 067000）

中藥材黃芩為唇形科多年生草本植物，以根入藥，藥性苦，寒。歸肺、脾、大腸、小腸經(jīng)。功效為清熱燥濕，瀉火解毒，止血安胎，可以用于治療上呼吸道感染、感冒、肺熱咳嗽等多種疾病，是多種中藥配方里最常見的大宗藥材之一。

根據(jù)中醫(yī)理論，中藥藥性分為寒、熱、溫、涼四氣，黃芩屬寒性，《素問·至真要大論》提出：“寒者熱之，熱者寒之”，故黃芩在治療實熱證上具有很好的療效。現(xiàn)代中醫(yī)將古方經(jīng)方制成中成藥，更加便捷。黃芩配伍連翹、赤芍等制成岑連片，有清熱解毒、止痛消腫作用。黃連為主，佐以黃柏、黃芩，制成黃連上清片，治療牙齦腫痛、口舌生瘡、大便秘結(jié)、小便短赤等癥狀。黃連、黃柏、黃芩、梔子一起制成清胃黃連丸，增加了清熱瀉火的功效并且著重清泄肺胃之火，可用于止咳化痰、消腫斂瘡。黃芩與黃連、黃柏、黃芪、當(dāng)歸、生地、熟地一起制成當(dāng)歸六黃丸，治療陰虛火旺的盜汗。中成藥相比于西藥毒副作用較小，對于某些疑難雜癥或慢性病的治療方面具有獨特優(yōu)勢。

現(xiàn)代藥理研究，從黃芩中提取出的黃芩苷和黃芩素具有較強的抑菌作用，影響花生四烯酸的代謝、對細(xì)胞因子的活性進(jìn)行抑制，從而達(dá)到清熱消炎的作用。黃芩素和黃芩苷可以抑制ATP合成酶、微生物被膜的形成及抑制某些蛋白的表達(dá)，從而達(dá)到對有害微生物的抑制，對病毒增殖的影響和對宿主細(xì)胞的防護(hù)可能是其達(dá)到抵御效果的原理。而不同地區(qū)的黃芩所具有的抑菌作用也有所不同。取不同地區(qū)黃芩研成粉末后在培養(yǎng)基中培育，數(shù)小時后觀察培養(yǎng)基中的菌落發(fā)現(xiàn)，各地黃芩均對細(xì)菌產(chǎn)生抑制作用，而承德黃芩組白色念珠菌抑菌圈最為明顯，抑菌效果更好。不同地域因素造就了黃芩，使其有了地域特色，成為有代表的道地標(biāo)志。

1.承德自然因素對黃芩的影響

1.1 水土因素對黃芩的影響

黃芩成為承德的道地藥材具有多種原因，而水土因素是極其重要的一點。在對承德市灤河流域與金溝屯和五道嶺土壤進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)：灤河流域表層土壤Ge元素平均含量為1.336-1mg·kg，43.54%土壤樣品Ge元素含量豐富；金溝屯和五道嶺區(qū)表層土壤Ge元素平均含量分別為1.352-1mg·kg和1.268-1mg·kg。金溝屯和五道嶺黃芩Ge元素BCF平均值分別為0.014和0.020。

Fe族元素與堿性沙質(zhì)土是黃芩成為道地藥材的一大重要因素。由于土壤含鐵礦物對Ge元素具有吸附作用，土壤中Ge元素的含量一定程度上反映出土壤中的含鐵礦物，在巖石風(fēng)化過程中Ge元素含量逐漸增多，金溝屯區(qū)土壤風(fēng)化程度較高，土壤相對成熟，因而Ge元素較多，隨之土壤中含鐵礦物也較為豐富。土壤中較為豐富的Ge元素為黃芩的生長提供了更多的Fe族元素。土壤中的礦物元素為黃芩的生長創(chuàng)造了良好的環(huán)境。同時在對不同土壤中無機元素與黃芩苷含量關(guān)系的測試中發(fā)現(xiàn)，黃芩苷量順序依次為河北承德＞山西運城＞山東臨沂＞甘肅定西。土壤中富含的無機元素亦是黃芩成為承德道地藥材的優(yōu)勢所在。

1.2 氣候因素對黃芩的影響

承德地處河北省東部，地勢自東向南降低，造成氣候具有較明顯地域特點。春冬季節(jié)雨水較少，氣溫偏低，春季干旱少雨，夏季多陣雨，而秋季霜害十分嚴(yán)重。黃芩喜陽、喜溫、耐嚴(yán)寒并且耐旱，適應(yīng)承德地區(qū)的自然氣候。同時承德山地較多，多為旱地，不具優(yōu)勢的山地也成為了培養(yǎng)黃芩的優(yōu)勢條件之一。利用GIS空間分析法對承德黃芩進(jìn)行適應(yīng)性評價，將承德市基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)、承德市氣候柵格圖、承德區(qū)域數(shù)字化土壤圖、承德市數(shù)字高程型等主要數(shù)據(jù)進(jìn)行合并運算分析，篩選出適合黃芩種植的區(qū)域，自然環(huán)境條件對黃芩的種植沒有限制，其生產(chǎn)品質(zhì)也很優(yōu)秀。作為承德野生黃芩的“熱河黃芩”更是以其優(yōu)異的品質(zhì)備受人們喜愛。

2.人為因素對承德黃芩的影響

2.1 黃芩種子的培育

在對黃芩種子進(jìn)行比較時，無論是發(fā)芽率、發(fā)芽勢及其飽滿程度，承德黃芩均具有絕對性的優(yōu)勢。在對承德不同地區(qū)的種子進(jìn)行比較實驗時，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在承德地區(qū)寬城縣亮甲臺鄉(xiāng)北五溝村頭道溝北山、隆化縣韓麻營鎮(zhèn)韓麻營村、豐寧縣窟窿山鄉(xiāng)高樓村、承德縣上谷鄉(xiāng)上谷村東小北溝、豐寧縣南崗子鄉(xiāng)大云霧溝村云霧山6個產(chǎn)地的黃芩種子均為優(yōu)質(zhì)種。在黃芩種植中應(yīng)選取優(yōu)質(zhì)種子進(jìn)行栽培，也是黃芩優(yōu)質(zhì)的保障。

2.2 黃芩的栽培種植

根據(jù)承德“八山一水一分田”的水土情況，種植黃芩時需要中性土壤，而承德的山地退耕還林地均可以作為種植土壤。在春季對土地進(jìn)行平整，需深翻30cm以上，另外采用大壟高床技術(shù)，施加有機肥，增加土壤肥性。播種時選擇飽滿成熟的優(yōu)質(zhì)種子。若選擇育苗栽培則需要提前種植，首選背風(fēng)向陽的土地。育苗時，在播種后及時覆蓋地膜進(jìn)行保溫，苗后需進(jìn)行除草、追肥、間苗。培育的種苗達(dá)到5～7cm即可以移栽，移栽最好選在雨季。種植后的田間管理不可或缺，無論是間苗、補苗、除草、追肥、剪枝、殺蟲，都是黃芩種植中非常重要的步驟。需要注意的是，黃芩耐旱怕澇，所以不可以采取大水漫灌，而是噴灌或滴灌，大雨過后也需要及時排水，避免爛根。

2.3 黃芩的炮制與貯藏

春秋季節(jié)是黃芩采挖的好時期，揀去雜質(zhì)，洗凈泥沙，撈出，放置蒸籠內(nèi)隔水蒸至軟化，不超過1小時，取出，趁熱切半分厚橫片，曬干或烘干。按照不同功效選擇不同的炒法。如果主攻清熱，那么就用黃酒進(jìn)行炒制。一斤藥材搭配2兩酒，酒撒入藥內(nèi)，稍后放入鍋中炒至黃色。如果主攻止血，選擇炭炒，炒至微黑色。黃芩在貯存過程中要將黃芩封存保存，發(fā)現(xiàn)受潮或發(fā)霉，應(yīng)及時通風(fēng)、堆放或干燥。將黃芩放在密環(huán)境的清潔和整齊，因為在炎熱的夏季容易受潮、變色和蟲蛀。因此，在高溫高濕季節(jié)封閉的倉庫中，充滿氮氣或二氧化碳，可以防止霉變和害蟲，對黃芩的顏色、氣味和藥用成分沒有明顯的影響。現(xiàn)如今市場上銷售的黃芩藥材及飲片中黃芩素轉(zhuǎn)化量參差不齊，對黃芩飲片中黃芩素轉(zhuǎn)化率進(jìn)行測算發(fā)現(xiàn)，市場銷售的黃芩飲片未依據(jù)藥典中方法進(jìn)行炮制，在實際生產(chǎn)過程中炮制技術(shù)仍需提高，建議使用沸水投料，降低酶的活性，減少水解，更大程度地保留黃芩苷，以此來提升黃芩飲片的品質(zhì)。

2.4 承德黃芩的經(jīng)營

承德市將集中力量發(fā)展中藥材基地面積，努力創(chuàng)建中藥材重點市場，將承德的中藥材面向全國，力圖使其成為承德的一項重要產(chǎn)業(yè)。2017-2018年連續(xù)兩年黃芩種植面積居承德市第一，種植面積分別為26.20萬畝和26.10萬畝，種植面積比高達(dá)32.96%、29.43%。承德市為發(fā)展中藥產(chǎn)業(yè)，積極建設(shè)種植基地和示范園區(qū)。2018年承德市新增中藥材種子種苗繁育基地面積0.891萬畝，總面積達(dá)到3.372萬畝。其中圍場、灤平、興隆、隆化、豐寧5縣良種繁育基地面積達(dá)到1000畝以上，涉及的中藥材品種比較豐富。截止到2018年，承德市已創(chuàng)建42個中藥材示范園區(qū)，其中灤平縣已創(chuàng)建四個黃芩種植示范園區(qū)。寬縣已創(chuàng)建四個，平泉市已創(chuàng)建2個，圍場縣、承德縣、興隆縣各創(chuàng)建1個黃芩種植示范區(qū)。

3.遺傳因素對承德黃芩的影響

不同種類的黃芩在形態(tài)上不盡相同，如莖有青有紫，花有紫色、白色、粉色，而且植株的高度等也存在差異。通過對黃芩的DNA進(jìn)行比對，可將黃芩大致分為四類。不同種類的黃芩體內(nèi)遺傳物質(zhì)不同，所反映出來的生理性狀也不同，這也直接影響黃芩的產(chǎn)量。作為植物，光合作用的強弱是影響植物生長的關(guān)鍵因素。利用數(shù)學(xué)模型及光合作用測評儀器，對不同地區(qū)的黃芩種子進(jìn)行光合作用測評，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)黃芩的光補償點和光飽和點均有較大差異，河北省承德市豐寧縣的光飽和點最高，光補償點較低，對光的利用性較強，因而植株生長較為強盛。在利用色譜儀等儀器對黃芩的化學(xué)成分進(jìn)行測定時，不同種之間有明顯差異，其中河北承德豐寧種源漢黃芩素含量最高。而在進(jìn)一步對不同種源中化學(xué)成分含量隨年份變化的實驗中發(fā)現(xiàn)，子二代黃芩中化學(xué)成分的含量在不同種類之間存在較大差異，證實遺傳因素影響黃芩的生長與藥性。

4.黃芩的歷史淵源及文化價值

黃芩在作為中醫(yī)藥的使用中具有不可磨滅的歷史作用，許多著名醫(yī)書古籍中都有對黃芩的記錄。黃芩最早出現(xiàn)于《神農(nóng)本草經(jīng)》中，被劃分為上品，“主諸熱黃疽，腸擗泄痢，逐水，下血閉，惡瘡疽蝕火瘍?！碧拼缎滦薇静荨酚涊d:“葉細(xì)長，兩葉相對，作叢生，亦有獨莖者?！薄侗静莩搜虐胭省分杏涊d:“二月生苗，莖干粗如筋子，中空外方，葉色黃赤……花色紫，實色黑，根色黃?！币卜宵S芩的形態(tài)。在《中華本草》中記載：“分布于東北、內(nèi)蒙古、河北、山西、陜西、甘肅、山東、河南、四川、貴州、云南等地。”從中可以看出，黃芩不論南北，均有分布。《金世元中藥材傳統(tǒng)鑒別經(jīng)驗》中記載：“主產(chǎn)河北承德、北京、山西、內(nèi)蒙古、河南、山東、甘肅。此外，東北三省、寧夏、陜西等省均有分布。其中山西產(chǎn)量最大，以河北質(zhì)量佳，尤其承德產(chǎn)者質(zhì)量優(yōu)?！敝赋鳇S芩資源分布廣，以山西栽培產(chǎn)量最大，河北承德所產(chǎn)質(zhì)優(yōu)，熱河黃芩更是聞名。

5.黃芩的歷史故事

明代李時珍在《本草綱目》中回憶說：他在26歲時突發(fā)感冒，咳嗽高熱，仿佛有火把在炙烤皮膚，每日咳痰，導(dǎo)致夜晚不能安睡，飲食也成問題，身體每況愈下。李時珍的父親李言聞是當(dāng)時遠(yuǎn)近聞名的良醫(yī)，在使用柴胡、荊芥、竹瀝、麥冬之后病情并沒有好轉(zhuǎn)反而日漸嚴(yán)重。在家人都為李時珍命不久矣而悲痛欲絕時，李言聞在李東垣治肺病如火燎的論述中，發(fā)現(xiàn)煩躁引飲而盛者屬氣分之熱，宜一味黃芩湯以瀉肺氣分之火。于是他用一兩黃芩，二兩水，煎成一鐘，讓李時珍服下。第二天，李時珍全身退熱，咳嗽咳痰也痊愈。后人分析，李時珍當(dāng)時可能是患大葉性肺炎，在中醫(yī)中屬于肺火實熱，而黃芩屬寒涼，可用于清熱瀉火，尤善于清肺火，這才將這位藥學(xué)家挽救于危病之中。

6.對于黃芩的研究歷程

我校老師對于黃芩進(jìn)行了諸多研究。研究黃芩不同部位中的化學(xué)成分，對黃芩中的葉總黃酮進(jìn)行了更加細(xì)致地研究。如葉總黃酮的抗炎機制、對記憶的影響及抗氧化作用機制、對缺氧的保護(hù)作用和多慢性肝損傷的保護(hù)機制等。黃芩中的葉總黃酮對于慢性肝損傷、抗氧化、缺氧保護(hù)等具有積極影響，并且在對抗肝癌方面也具有一定作用。但是黃芩苷、黃芩素等水溶性較差，而在就相關(guān)課題進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)，通過冷凍干燥法最大程度地獲得黃芩苷酶酸鹽，以黃芩苷鎂鹽的形式可以保留黃芩中對肝癌細(xì)胞的抑制作用，而且實驗數(shù)據(jù)表明，黃芩苷鎂鹽在腸道中更容易吸收，極大地改善了黃芩素等物質(zhì)不易溶于水的物理性質(zhì)。在測定黃芩苷鎂鹽對肝癌細(xì)胞擴散的抑制作用的實驗中，結(jié)果表明黃芩苷鎂鹽和黃芩苷都可以有效阻止肝癌細(xì)胞HepG2細(xì)胞的擴散，其中在12小時、24小時、36小時的測試結(jié)果中，黃芩苷鎂鹽與黃芩苷的效果存在明顯不同，黃芩苷鎂鹽體現(xiàn)出了溶水性的優(yōu)勢，對肝癌HepG2細(xì)胞擴散的抑制作用更為明顯。這一研究成果將會為黃芩苷鎂鹽的實際臨床應(yīng)用提供理論支撐。同時也對不同產(chǎn)地的黃芩進(jìn)行分析，比較它們的肝損傷抗氧化、保護(hù)作用以及指紋圖譜。指紋圖譜具有特異性，可以利用其特異性來鑒別藥材真?zhèn)尾⑶铱梢愿鶕?jù)指紋圖譜中的特征來確保藥材樣品的質(zhì)量較為穩(wěn)定，因此研究黃芩的指紋圖譜對其培育具有較強意義。

通過對承德黃芩道地性的各種因素的研究可以發(fā)現(xiàn)，多種因素造就了黃芩的道地性，黃芩的道地性也是其臨床療效突出的標(biāo)志之一，并通過我們研究，為科學(xué)性的種植和發(fā)展黃芩提供一定的理論基礎(chǔ)。