杜仲的药理作用及其开发应用论文

【摘要】综述了国家重点保护药用植物杜仲的生物学特性、药理作用、栽培、组织培 养、活性成分等方面的研究概况，并对其以后的研究方向进行了展望，旨在为该物种资源 的进一步有效开发利用提供参考。 【关键词】杜仲；生物学特征；化学成分；药理作用 杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)EucommiaulmoidesOliv.))又名思仙、思仲、石思仙，是仅存于我国的第三纪 孑遗植物，属于国家二类保护植物，主产于四川、重庆、陕西、湖北、河南、贵州等省， 江西、甘肃、湖南、广西等省区也有种植。杜仲作为药材在我国已有 2000 多年的历史， 我国第一部药书《神农本草经》记载了杜仲药效：“杜仲性味甘、微辛、温、无毒，有补肝 肾、强筋骨、益腰膝、除酸痛的效能”。杜仲适应性很强，对土壤要求不严，不但在平原生 长良好，而且可绿化荒山、保持水土，改善生态环境。杜仲树形美观、叶色浓绿、病虫害 少，是优良的园林绿化树种。 一、杜仲的生物学特征 1 形态特征杜仲为落叶乔木，高达 20m。小枝光滑，黄褐色或较淡，具片状髓。皮、 枝及叶均含胶质，折断后均具有白丝。单叶互生；椭圆形或卵形，长 6～18cmcm，宽 3～ 7.)5cmcm，叶的先端渐尖，基部广楔形，边缘有锯齿。幼叶上表面被柔毛较疏，下表面毛较 密；老叶上表面光滑，下表面叶脉处疏被毛，叶柄长 1～2cm。花单性，雌雄异株，同叶 或先叶开放，生于一年生枝基部苞片的腋内，有花柄，无花被。雄花有雄蕊 6～10 枚；雌 花有一裸露而延长的子房，子房 1 室，顶端有 2 叉状花柱。翅果卵状长椭圆形而扁，先端 下凹，内有种子 1 粒。花期 4～5cm 月，果期 9 月。 2 核型研究张延东等以萌发种子的根尖为材料，对兰州地区引种的杜仲进行了体细胞 染色体核型分析。结果显示：杜仲染色体较小，数目均为 34 条。杜仲体细胞染色体核型 有 2 类，第 1 类为 2n=34=20m(EucommiaulmoidesOliv.)2SAT)+10sm+4st，第 2 类为 2n=34=20m(EucommiaulmoidesOliv.)2SAT) +12sm+2st。在 2 类核型中均见到了随体染色体，随体均位于中部着丝点染色体的短臂 上。2 类核型中最长染色体与最短染色体的比值小于 2，臂比值大于 2：1 的染色体的比例 在 1%～5cm0%之间，按照 Stebbin 的核型分类标准应属 2A 核型。 二、杜仲的繁殖与保护 2.)1 无性繁殖和其他所有栽培林木一样，良种选育是杜仲资源开发中极其重要的基础 性工作，但杜仲树体高大，生长周期长，生长环境较难控制，采用常规方法进行育种很难 实施。赵树泉通过实践研究提出了插根育苗、树蔸育苗、休眠枝扦插育苗等无性繁殖的方 法。马小峰等通过对不同生长素种类、不同浓度二因素随机区组设计，得出杜仲扦插育苗 以 ABT1 号生根粉，浓度为 1.)0mg/L，采穗母树为 1 年，扦插时间以 6 月中旬为最好。孟 宪民等也提出利用杜仲的萌枝力极强这一特性进行无性繁殖，以获得新的植株。其方法为 在冬季结合施肥，松动根际周围的土壤，损伤其部分侧根，促使其产生根蘖条，第 2 年将 萌蘖产生的小苗移走定植。也可将老龄杜仲伐后，加强水肥管理，促使其萌生蘖条，在蘖 条基部进行刻伤并培土，待第 2 年蘖条产生新根后分离定植。 2.)2 组织培养研究杜仲繁殖主要采用播种育苗方法，但其是雌雄异株，定植 10 年以上 才能开花结果，种子结实有限，靠种子繁殖难以满足发展需要。据报道，采用组培的方法 繁殖杜仲，生产周期短，繁殖系数高，成本低，经济效益高。另外，组培快速繁殖可以保 证种苗形状一致，克服种子繁殖苗木观赏形状不一致的缺点，提高苗木的商品规格，有利 于进行工厂化生产。李俊红等通过实验得出，杜仲组织培养的不同培养阶段优化的最适培 养基分别为:诱导愈伤组织的最适培养基为 MS+1.)5cmmg/LNAA+2.)0mg/LBA，诱导率为 95cm%；愈伤组织继代增殖最适培养基为 MS+1.)0mg/LNAA+2.)0mg/LBA，成活率为 98cm.)5cm%；不定芽分化的最适培养基为 MS+0.)5cmmg/LNAA+2.)0mg/LBA，分化率为 40%；最适生根培养基为 1/2MS+1.)5cmmg/LIBA，生根率为 92.)5cm%。 2.)3 杜仲内生真菌的研究近年来随着人们对内生真菌研究的深入，发现通过人工发酵 方法生产与其宿主植物相同的特有药用活性成分是可能的。谢辉等从杜仲的叶片中分离出 的内生真菌代谢产物具有抗氧化活性作用。王梅霞等从采自江苏和陕西的杜仲组织分离获 得 25cm4 株内生真菌，根据形态学特征鉴定分属于 9 个属。研究结果表明从不同地点杜仲组 织中以及从杜仲不同部位组织中分离获得的内生真菌的类群与分布存在明显差异。沈书庆 等由杜仲植株的根、茎、叶分离到内生真菌，分别对各菌株进行液体培养，筛选出能产生 与杜仲药材相同或相似黄酮类化合物的内生真菌。苏印泉等以金黄色葡萄球菌、枯草芽孢 杆菌、大肠杆菌为测试菌种对杜仲根、茎、叶中分离出的 20 株内生真菌及其次生代谢物 进行抗菌活性筛选，结果表明：有 15cm 个菌株至少对 1 种实验细菌具有抑菌活性，19 株的 代谢产物至少对 1 种实验细菌具有抑菌活性，其中有 3 株内生真菌及其次生代谢产物对测 试病原细菌均有较强抑制作用。李爱华等从树龄达 7 年以上杜仲皮中分离得到 122 株内生 菌，其中真菌 75cm 株，细菌 47 株，经摇瓶培养后分析各菌株产松脂醇二葡萄糖苷(EucommiaulmoidesOliv.)PDG))的 能力，结果发现有 8cm 株菌能产生 PDG)，最高产量可达 13.)38cm7mg/L。因此，探索通过内 生真菌产生与宿主植物相同成分的这一途径，将对杜仲的保护提供新的思路。 2.)4 遗传多样性研究杜仲作为古老的稀有物种和重要经济植物，需要得到很好的保护。 保护一个物种不仅要保存一定的个体数量，更重要的是要有目的的尽可能多地保存其种内 的遗传多样性。王瑷琦等采用随机扩增多态 DNA(EucommiaulmoidesOliv.)RAPD)方法对杜仲的 16 个群体、260 个个体进行遗传多样性分析，结果显示用 10 个随机引物共扩增出 110 条清晰条带，其中 多态性条带为 106 条，总的多态位点百分率为 96.)36，平均多态位点百分率为 38cm.)92。Nei’s 基因多样性指数 H=0.)2461，Shannon’s 多态性信息指数 I=0.)38cm68cm。基 因分化系数 G)st=0.)4244。杜仲种内具有丰富的遗传多样性，而不同群体内部的遗传多样 性低。因此，针对杜仲群体间遗传分化大，群体内遗传多样性普遍较低的特点，保护其遗 传多样性需要尽可能多地保护 三、杜仲的化学成分 杜仲的化学成分非常丰富，各国学者都做了大量的提取、分离、纯化和鉴定工作，结 果发现杜仲的叶、皮中含有类似的化学成分，主要有木脂素类(EucommiaulmoidesOliv.)lignans)、环烯醚萜类 (EucommiaulmoidesOliv.)iridoides)、有机酸(EucommiaulmoidesOliv.)organicacid)、萜类(EucommiaulmoidesOliv.)iridoids)、多糖类(EucommiaulmoidesOliv.)polysaccharide)、氨基酸 (EucommiaulmoidesOliv.)aminoacid)和杜仲胶(EucommiaulmoidesOliv.)guttapercha)等有机化合物，还有一些无机元素。 3.)1 木脂素类关于木脂素类化合物的研究报道较多。已从杜仲中分离出 27 种该类化合 物，包括双环氧木脂素类(EucommiaulmoidesOliv.)bisepoxylignans)、松脂酚类(EucommiaulmoidesOliv.)pinoresinols)、丁香树脂醇类 (EucommiaulmoidesOliv.)syringaresinols)、橄榄树脂类(EucommiaulmoidesOliv.)olivils)、松柏醇类(EucommiaulmoidesOliv.)coniferylalcohols)等。 3.)2 环稀醚萜类已从杜仲的皮和叶中分离出多种环稀醚萜类化合物，包括杜仲醇 (EucommiaulmoidesOliv.)eucommiol)、杜仲醇苷(EucommiaulmoidesOliv.)eucommioside)、脱氧杜仲醇(EucommiaulmoidesOliv.)deoxyeucommiol)、京尼平 苷(EucommiaulmoidesOliv.)geniposide)、京尼平苷酸(EucommiaulmoidesOliv.)geniposidicacid)、桃叶珊瑚苷(EucommiaulmoidesOliv.)aucubin)、哈帕苷乙酸酯 (EucommiaulmoidesOliv.)harpagideacetare)、筋骨草苷(EucommiaulmoidesOliv.)ajugoside)、雷扑妥苷(EucommiaulmoidesOliv.)repotoside)、杜仲苷 (EucommiaulmoidesOliv.)eucommioside)、车叶草酸(EucommiaulmoidesOliv.)asperulosidicacid)、车叶草苷(EucommiaulmoidesOliv.)asperuloside)、地芰普 内酯(EucommiaulmoidesOliv.)loliolide)等。 3.)3 糖和杜仲胶及其他成分杜仲胶在果实中含量最高。杜仲胶具有良好的绝缘性、抗 酸碱性、热塑性和形状记忆等特点，因而受到大家普遍重视。杜仲多糖是近年来发现的又 一类活性成分。G)onda 等从杜仲皮中分离出酸性聚糖杜仲糖 A(EucommiaulmoidesOliv.)EucommanA)，Tomoda 等分离出了杜仲糖 B(EucommiaulmoidesOliv.)EucommanB)。另外杜仲还含有 Co、Ni、Zn、Mn、Cu 等微量元 素和丰富的 VitE 和 β-胡萝卜素，以及少量的 VitB1、VitB2 等，还含有挥发油成分。 四、药理作用 4.)1 杜仲的药理作用对于杜仲在降压，降血糖，调节血脂，增强免疫力，抗癌、抑癌， 抑制胆固醇上升，抗突变，抗补体活性，抗氧化等方面的药理作用已有很多报道，笔者在 此只对其最新的一些研究概述如下。 4.)1.)1 促进骨骼的新陈代谢有研究报道，老年人黄骨髓的增多提示黄骨髓可能继发于 成骨细胞减少，成骨细胞减少可能是老年人骨质疏松的主要原因。肖静等通过提取杜仲皮 中总黄酮，以 25cm、5cm0、100μg/mlg/ml 浓度分别加入新生 Wistar 大鼠颅骨分离培养的成骨细 胞中，用 MTT(EucommiaulmoidesOliv.)3-[4，5cm-二甲基噻唑-2]2，5cm-二苯基四氮唑溴盐)法评价对成骨细胞增殖的 影响。结果：5cm0、100μg/mlg/ml 杜仲总黄酮剂量组的 A5cm70 吸光值明显增高，与对照组比较 差异有显着性(EucommiaulmoidesOliv.)P0.)05cm)，从而证明杜仲总黄酮能直接促进体外成骨细胞的增殖。关于杜仲 总黄酮促进成骨细胞增殖的机制，仅见杜鹏等的报道。他们通过应用淫羊藿总黄酮、杜仲 总黄酮对维甲酸诱导的小鼠骨质疏松模型的实验，发现淫羊藿总黄酮、杜仲总黄酮能对抗 维甲酸诱导的小鼠骨质疏松症，可提高成骨细胞活性。但杜仲总黄酮直接促进成骨细胞的 增殖机制，目前了解甚少，有待进一步研究。 4.)1.)2 抗疲劳和愈伤作用疲劳是涉及许多生理生化因素的综合性生理过程，是人体脑 力或体力活动到一定阶段时必然出现的一种正常的生理现象。赵晖等通过对杜仲的药理研 究发现其具有抗疲劳和愈伤的作用。金晓玲等实验将小鼠按体重随机分为对照组和低、中、 高剂量组。低、中、高三个剂量组分别灌胃，给予 130、260、5cm20mg/kg 的杜仲雄花茶 提取液进行 30 天实验，对照组给蒸馏水。测定小鼠游泳时间及血乳酸、尿素氮、肝糖原 等指标，结果显示杜仲雄花茶提取物能延长小鼠的游泳时间，降低了运动后血清 BUN(EucommiaulmoidesOliv.)BloodUreaNitrogen)浓度，提高肝糖原的储备量，增强清除乳酸能力，得出杜仲雄 花茶具有显着的抗疲劳作用的结论。 4.)1.)3 抑菌作用季志平等[25cm]对杜仲叶 70%(EucommiaulmoidesOliv.)体积分数)乙醇提取物及其分级组分进行 了抑菌试验。结果显示，杜仲叶提取物在抑菌活性方面具有一定的热稳定性，抑菌率随时 间而逐渐增加，16h 之后基本保持不变。刘世会等用纸片琼脂扩散法，研究了杜仲抗真菌 肽 EAFP3(EucommiaulmoidesOliv.)Eucommiaantifungalpeptide3)对黄曲霉(EucommiaulmoidesOliv.)Aspergillusflavus)的抗真菌活性。 研究结果表明，EAFP3 对黄曲霉有明显抑制作用，最小抑菌浓度为 125cmμg/mlg/ml。 4.)1.)4 对艾滋病的治疗多种临床报道中药具有抗病毒活性，吕琳等通过初筛发现杜仲 抗 HIVgp41(EucommiaulmoidesOliv.)HIVenvelopeproteingp41，HIV 包膜蛋白质 gp41)的活性较为理想，因而 将杜仲水提取液分别用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取，萃取物干燥称量后制备成浓度为 1mg/ml 的样品液，用夹心免疫酶联法检测杜仲及其萃取物对 HIVgp41 六股螺旋束结构 的作用。结果发现杜仲提取物可抑制 HIVgp41 六股螺旋束的形成，从而起到抗 HIV 的作 用，其活性部位主要在乙酸乙酯萃取物里，活性物质是能被乙醇沉淀的大分子物质。 4.)2 杜仲的营养保健功能关于杜仲的营养保健功能，李时珍早就提出“久服，轻身耐老”。 在近代，对于杜仲的营养保健功能许多国家都有广泛共识，尤其是日本，他们已经将杜仲 作为一种特定的保健食品，每年带来几百亿日元收入。据日本大学药学系高桥周七教授的 研究表明，杜仲可以提高机体胶原蛋白的新陈代谢，小鼠实验结果显示，服用杜仲粉的小 鼠血清胶原蛋白含量增加 1.)6 倍，作为胶原蛋白指标之一的羟脯氨酸也多出 1.)3 倍。因此 杜仲具有减肥和美容的作用。公务员之家 杜仲的药效已被临床证明并得以广泛运用，但其药材资源匮乏却是制约杜仲开发利用 的最大障碍，目前通过人工栽培虽然取得了一定进展，但仍不能满足市场需求。近年来有 关杜仲的研究多侧重于化学成分及临床应用等方面，而有关杜仲的生理生态研究、次生代 谢产物积累机制等方面的研究尚不完善。因此，随着对杜仲药用价值研究的逐步深入及市 场对杜仲资源需求量的持续增加，今后对野生杜仲资源的保护、杜仲的人工栽培和规范化 种植等方面都会更加重视，与此同时，有关杜仲的生理生态研究、次生代谢产物积累机制 等方面的研究也将会陆续展开。 【参考文献】