菊花品种与产地及药理作用论文

【摘要】菊花在我国种植广泛,使用历史悠久,是药食兼优的代表性植物,为药食同源的 常用中药,其主要成分为黄酮、三萜类等菊花具有多种药理作用,本文概述了中国药用菊花 主产地及品种及药理活性研究进展。 【关键词】菊花;品种;产地;药理作用 菊 Dendranthemamorifolium(Ramat.)Tzvl.的药用类群经过长期人工栽培选育和 不同的生态环境,加之特殊的加工方法,形成了各具特色的药用品种,如滁菊、亳菊、怀菊、 济菊、杭菊、贡菊等。菊花是菊科植物菊的干燥头状花序,为多年生草本,性味甘苦,凉。具 有疏风、清热、明目、解毒的功效,主治头痛、眩晕、目赤、心胸烦热、疔疮、肿毒。下面 就其品种、产地及药理作用方面的研究进展介绍如下。 1 菊花的品种及主产地 1.1 贡菊贡菊又称徽菊,是作为茶菊发展起来的,主产于安徽歙县。贡菊于清·光绪 22 年 (公元 1896 年)由徽商从浙江德清引入[1],后逐渐形成了具有特色的地道药材。 1.2 杭菊杭菊有黄菊与白菊之分,黄者习惯于药用,白者原供茶用,随着近代中医药发展, 已成茶药兼用之品。浙江黄茶菊记载最早,为明万历年间,距今 400 年上下。杭菊主产桐乡, 在桐乡形成了全国规模最大的药茶两用菊花种植基地。 1.3 滁菊滁菊以药用闻名。1862 年《本草害利》[2]就有记载,可见滁菊出名至少有 150 年左右的历史。建国前,滁菊的主产地在安徽的滁县、定远一带,建国初,全椒的复兴、 西王盛行栽种滁菊,随之主产区又南移至马厂、三合一带。20 世纪 60 年代全椒的滁菊产量 超过了滁县,以后全椒一直是滁菊的主产区。 1.4 亳菊亳菊是药菊中佳品。1760 年《百草镜》[3]载有亳州产有白色的菊花,据此, 亳菊栽培至少有 240 年。亳菊产地在亳州东南沿涡河两岸。20 世纪 90 年代后,亳菊集中 分布在亳州辛集、大寺一带,以大寺的怀楼栽培最为集中。 1.5 怀菊怀菊是“四大怀药”之一,产于河南沁阳(怀庆)、博爱、武陟、温县一带。古代本 草多认为河南是药用菊花的地道产地,河南的药用菊花可能栽培最久,早期的邓州黄、邓州 白可能是药用菊花后期选育出来的品种的始祖。 1.6 济菊产山东嘉祥县,又称“嘉菊”,以前通过济宁经过运河运往外地,所以称为“济菊”,主 产嘉祥县南部马集、纸坊一带。据调查嘉菊是清朝时从亳州引种,经过长期栽培,形成地道 药材。 1.7 祁菊祁菊主产河北安国,据有关学者[4]考察其品种与“亳菊”一致。 1.8 川菊川菊主产四川中江,近年来已失种。 2 菊花的药理作用 现代药理学研究表明,菊花的主要成分为挥发油、黄酮类及氨基酸、微量元素等,具有 扩张冠状动脉、降低血压、预防高血脂、抗菌、抗病毒、抗炎、抗衰老等多种生理活性,现 将其药理作用总结如下. 2.1 抗炎作用早在 1950 年,王凤莲就发现菊花提取物能影响小鼠毛细血管的通透性,增 加毛细血管抵抗力,从而具有抗炎作用。近年来,国外学者[5]经研究发现从菊花中分离得到 的三萜烯二醇、三醇及其相应的棕榈酸酯和肉豆蔻酸酯对由 12-O-O-O-十四酰大戟二萜醇-O-13-O酰(TPA))诱发的小鼠耳水肿具有明显的抗炎作用。 2.2 抗病毒作用国外研究发现[6],菊花对单纯疱疹病毒(HSV-O-1)、骨髓灰质炎和麻疹病 毒具有不同程度的抑制作用,高浓度时对流感病毒(PR8 株)也有抑制作用。另外,菊花具有抗 艾滋病作用,能抑制逆转录酶和 HLV 复制的活性,从其中分离得到的金合欢素-O-7-O-O-O-β-O-D 吡喃 半乳糖苷是抗 HIV 的新活性成分,且毒性相当低[7]。 2.3 抗寄生虫作用研究表明,亳菊乙醇提取物及氯仿分离物能明显抑制红内期疟原虫的 生长发育,亳菊乙酸乙酯提取物能抑制恶性疟原虫的生长。 2.4 抗菌作用李英霞等[8]发现,菊花挥发油对金葡菌、白色葡萄球菌、变形杆菌、乙型 溶血性链球菌、肺炎双球菌均有一定的抑制作用,尤其对金葡的抑制效果最明显。谈宇武等 发现,鲜菊花水煎剂对革兰阳性菌(金葡菌、β-O-溶血性链球菌)、多种致病性杆菌有抑制作用; 其水浸剂(1:4)对某些常见皮肤致病性真菌亦有抑制作用。 2.5 抗氧化作用张而贤等[9]研究了菊花不同提取物的抗氧化活性,结果表明,菊花黄酮 类化合物有清除自由基、超氧阴离子的能力。另有研究表明[10],菊花水提液能增强机体对 自由基的清除作用,减轻超氧阴离子对生物膜的损伤,延缓衰老进程。还有报道认为,菊花水 提物中有效成分是作为自由基清除剂、活性氧清除剂、金属螯合物发挥作用的[11]。 2.6 抗肿瘤作用从菊花中分离得到的蒲公英赛烷型三萜烯醇类对由 TPA) 引起的小鼠皮 肤肿瘤有较显着的抑制作用[12];另外,从菊花中分离得到的 15 个三萜烯二醇及三醇对由 TPA) 诱发产生的 BV2EA) 早期抗原均具有明显的抑制作用,其中 6 个化合物对常见肿瘤如肺 癌、结肠癌、肾癌、卵巢癌、脑癌、白血病等 60 种人类肿瘤细胞进行体外细胞毒活性实 验,结果发现化合物 amidiol 对白血病 HL260 细胞具有极其显着的细胞毒活性[13]。 2.7 抗诱变作用菊花对环磷酰胺诱变的小鼠骨髓 PCE 微核率有明显的抑制作用,平板掺 入法实验也证实,菊花对由 2-O-氨基芴诱发的 TA)98 或 TA)100 菌株的回复突变有明显的抑制 作用。也有研究报道,菊花黄酮对黄曲霉毒素 B1 等影响肝脏代谢酶的物质及放射引起的基 因突变有抑制作用。 2.8 对心血管系统的作用菊花的酚性部位可以增加豚鼠离体心脏冠脉流量,提高小鼠对 减压缺氧的耐受能力,并对家兔的心、肝、肾功能无明显毒性作用。菊花的总提取物对离体 心脏、心肌细胞均显示具有正性肌力作用,杭白菊具有抗乌头碱诱发的大鼠心律失常,以及 氯仿诱发的小鼠心律失常作用[14]。 2.9 驱铅作用冯昶等[15]实验研究表明将铅染毒的小白鼠给予菊花茶灌胃有明显的驱 铅作用,且具有统计学意义。 2.10 对胆固醇代谢的影响菊花水煎剂能抑制大鼠肝微粒体中的羟甲基戊二酰辅酶 A) 还 原酶(HMGR)的活力,激活胆固醇 7-O-2-O-羟化酶,起到加快胆固醇代谢的作用。菊花提取物对 大鼠血清胆固醇的升高有明显改善作用,对于正常的基础饲料组大鼠,菊花提取物能保持血 清总胆固醇基本不变,而提高有保护作用的 HDL 浓度,降低有危害作用的 LDL 浓度,在高脂 膳食情况下具有抑制血胆固醇和甘油三酯升高的作用[16]。 2.11 免疫调节作用有人发现,菊花提取物在增强抗炎作用的同时,能显着增加小鼠脾细 胞抗体的产生;在绵羊血红细胞反应中,能够增加小鼠血清的 IgG、IgA) 水平,揭示其具有细 胞免疫调节活性和增强单核吞噬细胞的活性。 3 结语 菊花在临床上使用十分广泛,用于多种疾病的治疗。其所含化学成分复杂,具有多种生 物活性,国内外学者对其化学成分和药理作用不断地深入研究,进一步阐明了化学成分与其 药理活性之间的联系,但是对菊花的研究仍然存在着以下问题:有关药理活性的物质基础不 甚明确,有效成分及作用机制未能揭示。以上问题仍需更加深入的探索。 【摘要】目的强调固体药物早期研究与开发阶段进行多晶型研究的重要意义,并介绍药 物多晶型研究的几种手段。方法查阅相关文献并结合研究经验,归纳总结了有关药物晶型研 究进展,讨论了固体药物晶型的鉴别研究方法、晶型药物对生物利用度的影响、影响固体药 物晶型的因素及研究药物多晶型的意义。结果与结论应根据新药晶型的具体情况,选择适当 的研究方法,以确定合适的目标晶型。 【关键词】固体药物;多晶型;生物利用度 固体物质按其内部原子、离子或分子的排列方式可分为晶型(包括假晶型)和无定形。 晶型形成的基础是物质微粒之间的相互作用,药物微粒间的作用方式可以是金属键、共价键、 范德华力等,因此晶体可分为金属晶体、共价键晶体、分子晶体等[1]。有机药物晶体大多 是分子晶体,可因结晶条件不同而得到不同的晶型,这种现象称为多晶型。药物的多晶型现 象极为普遍,晶型不同,它们的物理性质如密度、熔点、硬度、外观、溶解度和溶出速度等 方面差异均有显着性[2~3]。在一定温度与压力下,多晶型中只有一种是稳定型,溶解度最小, 化学稳定性好,其他晶型为亚稳定型,它们最终可转变为稳定型。一般讲,亚稳定型的生物利 用度高,为有效晶型,而稳定晶型药物往往低效甚至无效。因此,药物多晶型的研究已经成为 新药开发和审批、药物的生产和质量控制以及新药剂型确定前设计所不可缺少的重要组成 部分。 1 药物多晶型的鉴别研究方法 对多晶型药物,要确证其结构,除了要确定其分子中各原子的组成、数量及相互间的连 接方式外,还要确定各分子在不同晶格中的填充、排列方式。由于分析方法的灵敏度及仪器 分辨率的限制,不同晶型间的差异常常出现在分析范围边缘,因此同时采用多种方法进行研 究。过去几十年中,常用的晶型研究方法有:热分析法、红外分光光度法、热载台显微镜法、 溶解度测定法及 X-O-射线衍射法等,近年来又发展了一些新的技术如拉曼分光光度法、固态 核磁共振法、近红外分光光度法、热气压测量法以及一些传统方法的联用。 1.1 热分析法热分析法包括差热分析法(DTA))、差示扫描量热法(DSC)及热重分析法 (TGA))。同一药物由于晶型不同,在加热(或放热)过程中,吸(或放)热峰会出现差异,因此可以 根据吸(或放)热峰的不同来确定不同的晶型。在甲苯磺丁脲多晶型的研究中用 DSC 对样品 检测,晶型Ⅰ~Ⅳ 在 80~127℃范围内有不同的吸、放热峰[4]。对葛根素[5]采用四种不同 溶剂进行结晶,根据 DSC 和 TGA) 图显示具有四种晶型,熔点分别为 206、185、182、211℃。在头孢呋辛酯[6]多晶型的差热分析中,低熔点晶型 α 则在 175℃处出现一个小的吸热峰,而高熔点晶型 β 在 205℃处出现一个尖锐的吸热峰。采用 热分析法所需样品量少,方法简便灵敏,重现性好,是药物多晶型研究中常见的一种方法[7]。 1.2 红外光谱(IR)法同一物质的不同晶型,由于分子内共价键的电环境不一样,共价键强 度也会有变化,红外吸收光谱是共价键运动能级跃迁的结果,因此必然导致多晶型 IR 光谱的 改变[8]。红外光谱法较为简便、快速,但同时图谱的差异也可能来自其他方面的原因,如样 品纯度不够、同系物的错标、晶体的大小、KBr 压片过程的晶型转变等。比如在盐酸丁螺 环酮的多晶型研究中,为避免 KBr 压片时压力可能引起的晶型转变,采用石蜡糊法[9],很好地 测出了 A)、B 两种晶型在红外光谱上的细微差别。当然多晶型也有晶型不同而 IR 相同的情 况,如苯乙阿托品的晶型Ⅰ和Ⅱ的的 IR 就一样[10]。 1.3X-O-射线粉末衍射法因为有机药物不容易得到足够大小和高纯度的单晶,因此多采用 粉末衍射法[11,12],即采用单波长多角度对样品粉末照射,仪器记录衍射强度 I/I0 对 2θ(θ 为入射角)的变化曲线,不同晶型的晶胞参数如晶面距、晶面夹角等不同,所得到的衍射光谱 也必然不一样。近年来发展的小分子衍射区域检测器为分析较小晶体或纯度不够的晶体提 供了可能。许多样品在使用热分析法、显微镜检查法或红外光谱法无法分辨出差别的情况 下,用 X-O-射线衍射方法却能得到满意的结果[13,14]。 此外,也可以通过偏光显微镜或者电子扫描显微镜观察固体药物的微观形态,以快捷地 鉴别某些药物的晶型[15],同时,核磁共振谱、紫外吸收光谱也可用做晶型的鉴别。总之,药 物的晶型确证工作,是一个综合应用各种研究方法及测定结果的分析判断过程,所有方法都 有各自的优势,同时也存在一定的局限性,只有通过对与晶型相关信息的全面分析,才能真正 准确地确证样品的晶型。 2 药物多晶型对生物利用度的影响 晶型对药物药效的影响是目前药学界比较关心的问题,同一药物在疗效上的差异,其原 因除了因生产工艺上的不同而产生的质量差异外,另一个可能因素就是药物晶型的影响。 2.1 同一药物不同晶型的生物利用度差异有显着性不同晶型的生物利用度差异主要是 由溶解度和溶出速率不同引起。磺胺二甲嘧啶有 5 种晶型,将其中溶解速度有显着差异的Ⅰ 型及Ⅱ的型制成混悬剂,给大鼠灌胃,实验结果表明Ⅱ的型比Ⅰ型有较大的吸收[16]。利福定用 不同溶剂结晶可以得到四种晶型,其中利福定Ⅳ型为有效剂型型为有效剂型,动物实验表明,Ⅳ 型产品血药 浓度高峰是Ⅱ的型产品血药浓度高峰的 10 倍[17]。 药物多晶型对生物利用度的影响,最典型的例子莫过于无味氯霉素[18](氯霉素棕榈酸 酯)。无味氯霉素有 A)、B、C 三种晶型及无定型,其中 B 晶型与无定型有效,而 A)、C 两种晶 型无效。1975 年以前,我国生产的无味氯霉素原料、片剂及胶囊剂,均为无效剂型,后来经 过进一步研究,改进生产工艺,生产出有活性的 B 型,并在质量标准中增加了非活性晶型的含 量限度,确保了药物的疗效。 2.2 同一药物不同晶型的生物利用度差异无显着性具有多种晶型的药物,其生物利用度 也并非都存在明显差异。对此研究较成熟的是 H2-O-R 阻断剂-O-法莫替丁,将其饱和溶液缓慢冷 却或冰水浴速冷,可得到 A)、B 两种晶型,对两种晶型在犬体内的药动学和生物利用度进行研 究,结果表明两种晶型的体内过程一致,tmax 和 Cmax 无差异。程卯生等[19]对两种晶型 在健康人体内的生物利用度进行了研究比较,结果 A)、B 两种晶型片剂口服生物利用度分别 为 46.82%和 49.10%,经统计学处理,差异无显着性(P>0.05)。这可能是因为法莫替丁是 带有胍基的碱性化合物,晶型的差异并不影响其在酸性胃液中的迅速溶出,其片剂的溶出度 为 15min 平均累积溶出 97.0%以上,一旦成为溶液状态,就不存在两种晶型之别,因此它们 的生物利用度差异无显着性是合理的。 3 影响固体药物晶型的因素 固体药物大多是分子晶体,晶格能较小,在药物制剂的生产过程中,很多因素会导致晶型 的转变。了解并掌握这些因素,有利于合理设计处方和制订工艺方案,避免产生不希望的晶 型,从而保证药品质量及临床疗效。 3.1 溶剂获得多晶型样品及晶型转化的最主要方法是采用不同溶剂进行重结晶。布洛 芬[20]的三种晶型可以分别通过乙醚、丙二醇、乙二醇为溶剂进行重结晶。除溶剂种类外, 溶剂的浓度和结晶时间也是需要考查的因素。另外,在固体制剂的制备过程中,我国目前仍 以湿法制粒为主,而水和含醇水溶液是常用的粘合剂,这样极有可能使药物分子形成水合物 而常导致药物的晶型发生改变。 3.2 研磨研磨粉碎这种动力化学作用由于做功能使固态多晶型转变为非晶型和亚稳定 型,从而达到药物粒子比表面积和溶出度增大的目的,是药物制剂制备过程中极为重要的一 步,晶体药物受压后有可能产生晶型转变。如头孢菌素、氯霉素棕榈酸酯和消炎痛在研磨过 程中均会发生晶型转变。无水咖啡因[21]即使只研磨 1min,也能通过 X-O-射线衍射光谱分析 观察到其由稳定型转变为亚稳定型。 研磨时温度也影响晶型的转变。吲哚美辛[22]稳定的 γ 型,在 4℃条件下,粉碎 4h,成为 非晶型;而在 30℃条件下,经 6h 粉碎转变为亚稳态 α 型;亚稳态 α 型在 4℃下,经 2h 粉碎转 变为非晶型;而在 30℃时,虽经过 10h 也不变为非晶型。因此,药物在较低的温度下粉碎或 研磨有利于非晶型的生成,而在较高的温度下粉碎或研磨有利于稳定型或亚稳型的生成。 3.3 混悬混悬型液体制剂在贮存过程中常常发生晶型转变现象,如甲基氢化泼尼松、巴 比妥等混悬液。 3.4 温度温度直接影响结晶速率和多晶型的种类。药物制剂的制备过程中,通常需要进 行干燥或加热灭菌等工艺处理,当达到某一特定的温度时,可能发生晶型的转变,如扎来普隆 (zaleplon)、甲氧氯普胺、巯基嘌呤等。此外,熔融物冷却时,也可发生晶型转变。例如无 味氯霉素的生产工艺中,无效晶型 A) 经过熔融(87℃~89℃)和快速冷却,可转变为有效的 B 型。 3.5 湿度对于极易吸湿的晶型,微量的水分即可能使药物得到或失去结晶水而发生转晶 现象。如咖啡因Ⅰ型和Ⅱ的型样品吸潮后会缓慢转变成水合物晶型[23]。 3.6 压力片剂压片过程中,压力可能引起晶型的转变[24]。 另外,升华、加入附加剂、痕量金属或酸、碱、非溶剂的存在,也会引起晶型的转变。 4 研究药物多晶型的意义 由于药物的多晶型现象,导致药物在溶解度、熔点、密度、稳定性、生物利用度等出现 差异,因此,各国药典开始对一些药物的多晶型进行质量控制。如卡马西平,中、美、英三国 药典都通过 IR 标准图谱对其晶型做了限定。目前,国内对多晶型的问题越来越重视,但是在 具体研究方面以及药审部门技术审评要求方面尚无明确的尺度。 对于一个新药化合物的晶体学研究,是在药物设计初期研究的一项重要内容,确定或选 择一种在制剂加工工艺或临床治疗学上有意义的某种晶型,避免因晶型问题而导致研究的重 复,对新药化合物的生物活性具有重大意义。 此外,研究药物多晶型现象及其性质,还将有助于提高药物稳定性和产品质量均一性;有 助于提高生物利用度,降低不良反应,增进临床疗效;有助于药物给药途径的选择与设计;有助