南美药用植物猫爪藤的化学成分与药理作用

全 文 ：292　南美药用植物猫爪藤的化学成分与药理作用金文闻 1 　沈建林 2　余龙江 1( 1. 华中科技大学生命科学与技术学院　武汉　 430074; 2. 湖北职业技术学院护理系　湖北 孝感　 432000)摘　要　南美安第斯山热带雨林地区的传统草药猫爪藤 ,具有抗炎、增强免疫、抗氧化、抗突变、抗肿瘤等药理作用 ,在国际上备受关注。 从植物学研究、化学成分、药理作用等方面概述了猫爪藤的研究现状 ,为国内研发和推广该植物提供依据。关键词　猫爪藤　绒毛钩藤　羟吲哚生物碱　调节免疫　抗肿瘤　抗炎　　茜草科 ( Rubiaceae)钩藤属 Uncaria蔓生木本植物绒毛钩藤 Uncaria tomentosa ( Wil ld. ) DC. 的藤茎入药 ,俗称猫爪藤 ( Cat’ s Claw )。该植物原产秘鲁、厄瓜多尔等国的森林及部分中美洲国家的热带雨林地区 ,因其叶基部生有锐利成双的爪状曲钩而得名 [ 1]。传统上用猫爪藤治疗溃疡、风湿性关节炎、肿瘤以及防治白血病、艾滋病等 [ 2, 3]。 20世纪 70年代起 ,秘鲁、奥地利和德国等国陆续开展了猫爪藤的化学成分、药理作用和临床应用研究 ,鉴定了其中关键的化学成分如五环型羟吲哚类生物碱、奎诺酸苷、奎宁酸酯等 ,证实了很多传统功效 ,并称其可以帮助抵御很多困扰现代人的疑难杂症 ,猫爪藤也因此逐步成为国际市场上热销的草药 [ 2, 4, 5]。目前对猫爪藤化学成分、药理作用方面的研究已经相当深入 ,用其中的有效成分制备的药剂有些已经商品化 ,广泛用于增强免疫、抗炎、辅助治疗白血病等 [6 ]。我国对钩藤属植物的研究主要集中在代表植物钩藤 U. rhynchophylla Miq. 上 ,对与钩藤药理作用和化学成分差别都很大的猫爪藤研究得比较少 ,甚至由于部分植物的俗称与猫爪藤相同或相近而产生了一些误解与误用。但国内已经有不少猫爪藤的进口产品出售 ,因此笔者通过概述国际上对猫爪藤的植物学研究、化学成分、药理作用、毒性分析等方面的研究现状 ,为消费者全面了解该植物提供资料 ,同时为国内研究开发、推广这种珍贵的药用植物提供依据。1　植物学研究猫爪藤分布在秘鲁、厄瓜多尔、哥伦比亚、委内瑞拉等国的亚马逊森林区和哥斯达黎加、危地马拉、巴拿马等中美洲国家的热带雨林地区 ,海拔 2 000至 8 000 m之处都有生长 ,但丘陵地带生长最为旺盛。 该植物能攀缘至 20～ 30 m的高大树木上长到40～ 100 m长。 植物根紧贴地表 ,长且少有分枝 ,形状类似树干 ,根顶端具毛状结构 ,根茎和根均为木质 ,大部分根茎裸露在外边 ,皮呈咖啡色 ,有裂纹 ;向外伸展的主枝带有数米长的侧枝 ,卵形叶可达 10cm长 ,叶复生 ,叶腋部分有成双、尖锐、轻微弯曲的叶刺 ,叶刺对触摸没有反应 ,但对其四周的物体具有很强的附着力 ,能使枝条紧紧地依附在寄生树木上 ;开花期 (每年的 10月或 11月 )叶刺被圆锥花序替代 ,白色或黄色的小花五基数 ,气味似肉桂 ;果实 12月份成熟 ,蒴果约 1 cm长 ,向一侧裂开后 ,约 0. 5mm长的有翅种子就脱落出来。猫爪藤是绒毛钩藤英文俗称“ Cat’ s Claw”的译名 ,也译为猫爪草、猫爪木 ,西班牙语称其为 “ U n～ ade Gato”。这些俗称往往被其他科属的植物采用而引起误 会 ,如 国内 将紫葳 科猫 爪藤 属植 物Macf adyena unguis-cati称为猫爪藤 ,这是一种从南美洲引入的花卉植物 ,但在厦门等地成为外来入侵物种而引起重视 ;我国还有一种药草俗称猫爪草 ,为毛茛科毛茛属植物小毛茛 Ranumculus ternatusThunb. ,其块根可入药 ,用于治疗肺结核、淋巴癌、甲状腺肿及乳腺癌等 ;钩藤属的一些植物 ,尤其是过去在国际上也被称为 “ U n～ a de Ga to”的 U.guianensis ( Aublet. ) J. F. Gmelin. ,它与猫爪藤外形相似 ,功效相近 ,但比较化学成分和解剖学特征发现两者还是有较明显的区别 [7, 8 ]。2　化学成分猫爪藤的化学成分 ,尤其是次生代谢物的研究在钩藤属植物中最为深入 ,从该属发现的很多次生238 国外医药·植物药分册　　 2006年第 21卷第 6期 通讯作者:金文闻 ( 1976— ) ,男 ,博士 ,主要从事南美药用植物开发推广、中药新药现代化和药用植物功效成分大规模分离提取等方面的工作。 E-mai l: pret tysim ba@ ho tmail. com, simba1976@ sina. com. cn。代谢物 (约 50种 ) 是从这种植物中分离到的 [ 7]。最受关注的为生物碱类物质 ,包括羟吲哚生物碱和吲哚生物碱 [9～ 11 ]。 嫩叶中总生物碱含量最高 ,但由于树皮和根中的生物碱更为独特 ,研究和应用则更为普遍。甾醇类物质包括 β -谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇 [12 ] ;多酚类物质如表儿茶酸、原花青素等 [13 ] ;种类繁多的三萜化合物如数十种诺酸苷 [14～ 16 ] ,最新发现的两种 19-羟基熊果酸型三萜、一种新的二氢咔啉型生物碱 ,两种去甲三萜糖苷等 [ 17～ 21] ;此外还有奎宁酸酯、鞣质、酚酸、咖啡酸、熊果酸等 [1, 5, 22 ]。值得一提的是 ,由于生态环境、进化等方面的因素 ,猫爪藤中生物碱的种类和含量的差别很大。 在野生环境下发现了两种化学型的猫爪藤 ,一种为主要含五环型羟吲哚生物碱的被称为五环型猫爪藤 ,也是目前市场上常见的品种 ;另一种是主要含四环型羟吲哚生物碱的四环型猫爪藤 ,这种被认为不具备典型猫爪藤的传统功效 (如抗炎或增强免疫作用 ) [2, 23 ]。即使是同一化学型的猫爪藤 ,其生物碱含量及种类也会随植物传代、植株年龄、季节不同等因素发生较大的波动。目前从猫爪藤中发现的次生代谢物名称及其发现部位列在表 1中 ,其中一些重要成分的结构见图1。现已发现的化合物约四五十个 ,化合物 13、 14、 17、18、 28和 32的母核如图 1中 A所示 ,化合物 36、 37的母核如图 1中 B所示。3　药理作用钩藤属植物药理作用研究最为广泛的是猫爪藤 ,其次是钩藤 ,由于两者化学成分差别很大 ,药理作用也有显著差别。国内研究比较多的钩藤 ,侧重于其在心血管和中枢神经系统方面的作用 ,而五环型猫爪藤则在抗炎、调节免疫、抗肿瘤、抗氧化、抗突变和抗病毒等方面具有积极的作用。对四环型猫爪藤研究得很少 ,但通过其化学成分 (含钩藤碱和异钩藤碱 )来看 ,很可能与钩藤药理作用相近 ,而且四环羟吲哚生物碱与五环羟吲哚生物碱同时使用会发生拮抗作用 [ 23] ,因此在研究猫爪藤的药理作用时要特别注意区分植物的化学型。3. 1　抗炎传统上猫爪藤用于治疗广泛的组织炎症及其相关症状 ,例如胃肠溃疡、风湿性关节炎、脓肿、尿道炎症、创伤、发烧、溃疡性结肠炎导致的稀便和便秘、慢性气管炎导致的哮喘、盆腔炎症导致的痛经、痔疮、肾脏疾病和糖尿病等 ,抗炎作用也是其较早被证实的药理作用之一。 Aquino等 [16 ]验证了猫爪藤的抗炎作用 ,发现其对角叉菜胶诱导的大鼠足趾肿胀具有良好的消炎效果。Mur等 [24 ]通过临床试验证明服用 24周五环型猫爪藤提取物能使关节炎患者的关节疼痛状况减轻 53. 2%。Cisnero s等 [ 25 ]还发现猫爪藤提取物能防治臭氧诱导的肺炎。 猫爪藤抗炎的作用机制可能是通过抑制转录因子 N F-κB诱导其他白细胞介质和 TN F-α的产生 ,调控炎症信号 ,清除体内自由基 ,从而达到抗炎的目的 [26 ]。 其在增强免疫力方面的作用与抗炎有一定的关系。猫爪藤抗炎的功效成分最早被认为是其中高含量的五环型羟吲哚生物碱 ,但后来发现很多其他物质也可能是抗炎的功效成分 ,如奎诺酸苷 [16 ]、奎宁酸 [22 ]、甾醇类物质 [12 ]、原花青素 [27 ]。 Sandoval等 [28 ]甚至称猫爪藤抗炎和抗氧化活性与其含有的羟吲哚生物碱无关。而在针对抗炎活性进行的提取工艺优化研究中 ,又发现含有大量羟吲哚生物碱的水醇提取物比水提冻干粉的抗炎活性更显著 [ 29]。要想确认猫爪藤的抗炎功效成分还需要更深入的研究。从目前来看 ,普遍认为其抗炎作用是通过多种次生代谢产物协同产生的。3. 2　增强免疫与抗肿瘤猫爪藤用于白血病和肿瘤患者的辅助治疗 ,是得益于其显著而独特的增强免疫功效。 早期的研究发现猫爪藤中的生物碱尤其是帽柱叶碱和钩藤碱能显著增强吞噬作用 [11 ]。后来发现五环羟吲哚生物碱作用于细胞免疫系统 ,促进大鼠巨噬细胞产生 IL-1和 IL-6,同时增加白细胞吞噬率 ,通过诱导内皮细胞释放细胞因子调节淋巴细胞增殖 [23, 30 ] ; Akesson等 [6 ]则发现生物碱含量很少的猫爪藤热水提取物也能够延长体内淋巴细胞的存活时间 ,增加脾细胞数 ,但对脾淋巴系统结构没有显著的改变 ,因此提示可以用于白血病人的辅助康复治疗。 目前欧洲市场上有将猫爪藤水提物中的大分子成分去除后制得的药剂 ,可以促进 HL60白血病细胞系的细胞凋亡、抑制其增殖 ,可治疗化学诱导的白细胞减少症及其他肿瘤 [31～ 3 3]。猫爪藤的抗肿瘤作用被认为是通过抑制 N F-κB途径促进细胞凋亡从而杀灭癌细胞 [26, 34, 35] ,另一方面通过 DNA修复 [31, 36 ] ,延长免疫细胞的存活从而达到增强免疫和抗肿瘤的作用。 增强免疫的主要有效成分被认为是生物碱类物质和奎宁酸酯 [5 ]。Riva等 [ 37]发现猫爪藤提取物能抑制乳腺癌细胞增殖 , Salazar等 [38 ]发现猫爪藤活性成分能作为雌二醇结合物的非竞争性抑制剂 ,在激素依赖性肿瘤治239国外医药·植物药分册　　 2006年第 21卷第 6期疗中起作用。 Eberlin等 [39 ]发现含 1% 生物碱的猫爪藤提取物能够间接调节感染了李斯特菌小鼠的免疫活性 ,通过诱导骨髓干细胞的大量储备 ,释放大量的生物活性细胞因子 ( CSFs、 IL-1和 IL-6) ,消除单核细胞增殖对机体的侵害。3. 3　抗氧化、抗突变很多研究都表明猫爪藤具有一定的抗氧化作用 ,能清除自由基 ,促进 DNA修复。 Desma rchelier等 [40 ]证明猫爪藤树皮及根的甲醇提取物能抑制自由基介导的或者 Fe2+ 盐诱发的 DNA糖基损伤 ,说明其具有清除羟自由基的活性 ;而猫爪藤树皮煎煮物中的原花青素如 cinchonains则被视为猫爪藤抗氧化和抗炎的重要功效成分 [13, 27 ]。Choi等 [ 41]开展了从28种植物中筛选能够清除过氧亚硝酸根离子 (一种引起 DNA损伤和细胞凋亡的细胞毒素 )的工作 ,发现 5μg /m L的猫爪藤甲醇提取物能够清除76% 的过氧亚硝酸根离子 ,虽然目前作用机制尚不清楚 ,但作者建议这种提取物可以用于预防和治疗一些自由基导致的疾病 ,如阿尔茨海默病和类风湿性关节炎等。表 1　从猫爪藤中发现的次生代谢物及其存在部位序号 英文名 中文名或备注 树皮 花 叶 根1 7α-acetox ydih ydronomilin 7α-乙酸基二氢诺米林 2 akuammigine 阿枯米嗪碱 (五环型吲哚生物碱 ) 3 caffeic acid 咖啡酸 不明4 campes terol 菜油甾醇 不明5 5α-carbox ys t rictosidine 5α-羧基异胡豆苷 6 cinch onainⅠ a 原花青素的一种 不明7 cinch onainⅠ b 原花青素的一种 不明8 C-8-( S )-7-d eoxyloganic acid C-8-( S ) -7-去氧马钱子酸 9 (- )-epicatechin ( - ) -表儿茶素 10 hi rsuteine 去氢毛钩藤碱 11 hi rsutine-N -oxide 毛钩藤碱 -N -氧化物 12 hi rsutine 毛钩藤碱 13 mi t raph yllin e 帽柱叶碱 14 isomit raphylline 异帽柱叶碱 15 oleanolic acid 齐墩果酸 (五环三萜类物质 ) 16 ph enolic acid 酚酸 不明17 pteropodine (u ncarine C) 翅果定碱 (台钩藤碱 C) 18 isopteropodin e ( uncarine E) 异翅果定碱 (台钩藤碱 E) 19 rhynch ophylline 钩藤碱 (四环型羟吲哚生物碱 ) 20 rhynch ophylline-N -oxide 钩藤碱 -N -氧化物 21 isorhynchophyl line 异钩藤碱 (四环型羟吲哚生物碱 ) 22 isorhynchophyl line-N -oxid e 异钩藤碱 -N -氧化物 23 rhynch ophine 6′-阿魏酸基喜果苷 24 rotundi foline 圆叶帽柱木碱 25 isorotundifoline 异圆叶帽柱木碱 26 β-si tos terol β-谷甾醇 不明27 stigmasterol 豆甾醇 不明28 speciophyl line ( uncarine D) 丽叶碱 (台钩藤碱 D) 29 st rictosamide 异长春花苷内酰胺 30 3, 4-dehydro-5 ( S )-5-carboxyst rictosidine 3, 4-脱氢 -5 (S ) -5-羧基异胡豆苷 31 t ri folin 三叶豆苷 (山柰酚 -3-O -β-D-半乳糖苷 ) 32 uncarine F 台钩藤碱 F 33 uncarine F-N -oxide 台钩藤碱 F-N -氧化物 34 ursolic acid 熊果酸 (五环三萜类化合物 ) 35 3β , 6β , 19α-trihyd rox y-23-ox o-urs-12-en-28-oic acid 熊果酸型五环三萜 (发现近十种类似物 ) 36　quinovic acid-3β-O -β-D-quinovopyranosyl-( 28→ 1)-β-D -glucopyranos yl es ter奎诺酸苷衍生物 (发现近四种类似物 )　

　37　quniovic acid -3β-O-β-D -fucopyranosyl-( 27→ 1 ) -β-D-glucopyranos yl es ter奎诺酸苷衍生物 (发现近十种类似物 )　

　38 tet rah ydroal stonine 四氢鸭脚木碱 (五环型吲哚生物碱 ) 39 tom entosides A 焦奎诺酸糖苷 (一种去甲三萜糖苷 ) 40 tom entosides B 焦鸡纳酸糖苷 (一种去甲三萜糖苷 ) 41 vallesiach otamine (一种类单萜吲哚生物碱 ) 42 vincosid e lactam 长春苷内酰胺 (喜果苷 ) 240 国外医药·植物药分册　　 2006年第 21卷第 6期图 1　猫爪藤中次生代谢物的结构　　猫爪藤抗氧化和对 DNA损伤的保护作用提示其在抗突变方面应该具有一定功效。 Rizzi等 [42 ]首先进行了这方面的临床研究 ,吸烟者服用猫爪藤煎煮物两周后 ,通过尿检发现其可以显著降低吸烟者的致突变指数。 Wurm等 [23 ]则再次证明了猫爪藤树皮提取物在体内和体外都具有抗突变活性 ,而且这一活性和猫爪藤的抗氧化作用相关。3. 4　其他药理作用Abdel-Fat tah等 [43 ]通过被动回避试验检测了猫爪藤中生物碱组分对小鼠健忘症的作用 ,发现这些生物碱 (如帽柱叶碱 )能改善由抗胆碱能剂导致的记忆障碍。猫爪藤具有一定的抗菌活性 ,其水提物在高浓度时对鼠伤寒沙门氏菌 TA98株和 T A100株产生毒性 [ 23]。 Kloucek等 [44 ]发现猫爪藤水提物对大肠杆菌 Escherichia coli也具有较强的杀菌活性。猫爪藤中的五环羟吲哚生物碱翅果定碱和异翅果定碱有调节毒蕈碱受体和 5-HT2受体的作用 ,从而起到镇痛的效果 [45 ]。 进一步研究发现 ,猫爪藤羟吲哚生物碱能够与 5-HT2受体作用 ,对抗化学因素或热因素引起的各种疼痛反应 [46 ]。4　毒性对于很多国家 ,猫爪藤是一种外来植物 ,因此对其进行毒性分析非常必要。20世纪 70年代开展的对猫爪藤的急性毒性分析中 ,发现五环型猫爪藤根的水提取物冻干粉 (每克含 35 mg五环羟吲哚生物碱 ) 的 LD50大于 16 g /kg;猫爪藤根的酸性水提取物 (每克含 7. 5 mg羟吲哚生物碱 )按照 1 g /kg剂量给大鼠连续口服 28 d也证明是无毒的 ;采用Micro tox毒性测定法对猫爪藤进行急性毒性测定 ,发现在其水提物质量浓度超过 100μg /mL时对明亮发光杆菌不产生毒性 [28 ]。在 Ames致突变检测试241国外医药·植物药分册　　 2006年第 21卷第 6期验中 ,猫爪藤提取物冻干粉每皿最大剂量 5 000μg ,各剂量组均未显示致突变作用 [1 ]。 Santa等 [47 ]进行系统的体外毒性实验也表明猫爪藤是无毒的。 因此猫爪藤的安全性还是比较高的。但需要强调的是 ,对于那些由于免疫功能失调导致的器官移植排斥者、骨髓抑制者、孕产妇以及未满 3周岁的儿童 ,因为他们的免疫系统不稳定 ,建议不要使用猫爪藤 ;而且猫爪藤对于我国来说属于外来植物 ,用于开发食品、保健品和药品还缺乏长毒实验 ,意欲引进该产品者尤应慎重。5　结语猫爪藤的药理作用已经得到很多医药保健品开发商的重视 ,它不仅可以直接用作膳食补充剂来调节人体机能 ,有助康复作用 ,而且还通过提取分离得到含特定功效成分的提取物 (如浓缩液、冻干粉 ) ,并开发成抗炎、增强免疫以及辅助治疗特殊疾病的胶囊、口服液、片剂、茶、药酒等。 在欧洲已经面市了猫爪藤酸性乙醇提取物干粉商品 Krallendorn○R、猫爪藤热水提取物 (剔除大分子物质 ) 开发成的商品C-M ed100○R,这些产品的功效和有效成分明确 ,工艺标准化程度高 ,已经替代那些传统的猫爪藤干粉或者普通的水提浓缩物 ,逐步成为市场上的热门产品。从以后的研发来看 ,国际上正在对猫爪藤的羟吲哚生物碱精制工艺、结构异构化、功效成分鉴定、药理作用机制等进行深入研究。 了解与把握国际上对猫爪藤的研究方向和开发思路 ,将给国内开发天然植物药提供很多有益的参考。参考文献1　 Reinhard K H. 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