石菖蒲的化学成分及药理作用研究进展

　　石菖蒲为天南星科多年生草本植物石菖蒲（Acorusta-tarinowiiSchott)的干燥根茎。始载于《神衣本草经》，列为上品。气芳香，味苦、微辛。性味辛、苦、温。归心、胃经。具有开窍豁痰，醒神益智，化湿和胃之功效。临床上用于神昏癫痫，健忘失眠，耳鸣耳聋，脘痞不饥，噤口下痢的治疗。现对石菖蒲的化学成分和药理学作用研究进展综述如下。

　　1化学成分研宄

　　石菖蒲的化学成分的研究一直是人们的研究重点，现代药理研究，其化学成分主要为挥发性成分和非挥发性成分。目前，以挥发部位研究较多，非挥发部位研究较少。挥发性成分较为复杂，已知成分达60余种，主要结构类型为苯丙素类（简单苯丙素、木脂素及香豆素类）和萜类（单萜、倍半萜、二萜及三萜类）化合物2。非挥发性成分主要生物碱类，醛和酸类，醌和酮类，甾醇类，氨基酸类及糖类等。

　　1.1挥发性成分

　　石菖蒲的须根、叶和根茎中均含有挥发油，且以根茎中含量较高（2%),不仅供药用，也是一种香料4。《中药学》中记载本品中挥发油〇.11%~〇.42%,含油率随产地不同差异较大。挥发油是石菖蒲镇静、催眠、抗惊厥作用的主要有效部位5,而挥发油中主要活性成分是细辛醚（Asarone;AsarumCamphor)系列物，化学名称:2,4,5-三甲氣基-1-丙烯基苯（2,3,5-trinethoxyphenyl)-1-propene,分子式为C12H16O3,分子量为208.26,有3个同分异构体，分别是：a-细辛醚（=1,2,4-trimethoxy-5-(1-phenyl)ben?zene,9CI(Z)form,亦称trans-a-asarone,isoas-arone)、p-细辛醚（=1,2,4-trimethoxy-5-(1-phenyl)benzene,9CI(Z)form,亦称cis-p-asarone,cis-asarone,cis-isoas-arone)、-细辛醚（==1,2,4-trimethoxy-5-(2-phenyl)benzene,9CI(Z)form,亦称Euasarone,isoasrone,Sekis-hon)。

　　研究表明：P-细辛醚（63.2%~81.2%)、a-细辛醚(3.4%~13.7%,亦称a-细辛脑）是石昌蒲挥发油中的主要化学成分，其次为：石竹烯、欧细辛醚、石菖醚、细辛醛、a-律草烯、1-烯丙基-2,4,5-三甲基苯、顺式甲基异丁香酚、榄香素、二聚-细辛醚、Y-细辛醚、d-S杜松烯、肉豆蔻酸、百里香氛等。魏刚等8测得挥发油主要有：甲基丁香酚、顺式甲基异丁香酚、反式甲基异丁香酚、a-细辛醚、P-细辛醚、Y-细辛醚等六个特征性成分。

　　1.2非挥发性成分

　　除挥发油外，有人测得石菖蒲去油水煎液共有10个色谱峰，证明了至少含有10种水溶液成分，现已经被鉴定为:2,3-二氢-3,5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮,5-羟甲基糠醛,细辛酮,4-羟基-3-甲氣基苯甲酸,2,4,5-三甲氣基苯甲酸，丁二酸,辛二酸,5-羟甲基糠醛，双-5-甲酰基糠基]-醚和2,5-二甲氣基苯醌9。

　　1.3其它成分

　　除上述挥发油和水溶性成分外，还含有糖类，有机酸和氨基酸等10]。洪永福等11]近来从提油液后的水煎液中分离得到由葡萄糖组成的单一多糖，分子量为3156.6,含量多达12.22%。董玉等[12]就石菖蒲中的游离氨基酸进行了分析研究，测定了其中17种氨基酸的含量（游离氨基酸总含量为0.6545%),其中8种为人体必需氨基酸,2种为人体半必需氨基酸。

　　总之，国内外对石菖蒲的研究多集中于挥发油组分，非挥发性组分研究很少，而部分现代药理结果及传统水煎用药的方式提示：非挥发性组分，尤其是水提部分不容忽视,它们很可能是有效部位之一，因此有必要对菖蒲的非挥发性组分进行深入的研究与开发。

　　2药理学作用研宄

　　石菖蒲对中枢神经、心血管、呼吸和消化等多种系统具有调节作用。文献资料对中枢神经系统、呼吸系统有关疾病研究较多，更是中药中为数不多的治疗中枢系统疾病的良药。

　　2.1对中枢神经系统的作用

　　石菖蒲对中枢神经系统有兴奋、抑制的双向调节作用,既镇静安神（镇静、抗惊厥），又醒脑开窍（兴奋、抗抑郁），对脑组织和神经细胞有很好的保护作用。

　　2.1.1镇静、抗惊厥石菖蒲镇静安神作用的药理研究报道较多，从不同提取部位到单体都有详尽的报道，研究内容主要为镇静和抗惊厥两个方面。

　　石菖蒲水煎剂、挥发油、醇提物、氯仿提取物都有镇静作用，以挥发油的活性最强[14。方永奇等研究发现：石菖蒲水煎剂可明显降低小鼠的自主活动，并与戊巴比妥钠有协同作用，主要兴奋中脑和大脑；挥发油既兴奋脊髓，又有抑制中脑和大脑的作用，而醇提液有兴奋脊髓、中脑和大脑的作用。唐红梅等M研究石菖蒲不同部位对士的宁、谷氨酸钠所致惊厥小鼠的作用，结果显示：石菖蒲的总挥发油和水提液均存在中枢镇静的有效成分，是中枢镇静作用的主要有效部位。石菖蒲的挥发油的镇静作用更强，用挥发油的1/6和1/3LDm除了具有水煎剂同样作用之外,还能够减弱麻黄碱的中枢兴奋作用M。〇.〇5mL/kg的挥发油对硫喷妥钠也有极强的协同催眠作用。

　　石菖蒲挥发油、水煎剂、醇提物、a-细辛醚均有抗惊厥作用。石菖蒲醇提取物能明显对抗大鼠、小鼠的最大电休克发作（MES)和小鼠的戊四氮最小阈发作（MET)及小鼠的士的宁的惊厥反应，具有明显的抗惊厥作用[18]。挥发油中的a-细辛醚可能是其抗惊的有效成分，90~150mg/kg的a-细辛醚能对抗小鼠的电惊厥，140mg/kg则能完全对抗戊四唑引起的惊厥和侧脑室注射乙酰胆碱（Ach)引起的惊厥大发作[19。方若鸣等20的研究表明：安脑片（石菖蒲）有抗苦味毒和硫代氨基脉引起小鼠惊厥的作用，显著延长惊厥潜伏期，减少惊厥次数，延迟死亡时间；能对抗最大电休克发作，明显降低发作率；能降低癫痫的发作级别，延长发作潜伏期，减少WDS次数。

　　2.1.2兴奋、抗抑郁用小鼠尾悬挂试验和大鼠强迫游泳试验抑郁模型实验显示：石菖蒲水煎液对行为绝望动物抑郁模型有明显抗抑郁作用，其机理与石菖蒲中的a-细辛醚能提高小鼠全脑单胺类物质5-羟色胺(5-TH)的含量有关。石菖蒲、赤芍醇提物对实验性抑郁具有抑制作用，可对末预知慢性应激所致脑肠肤VIP、SP含量变化产生明显影响，从而提示抗抑郁作用机制与此有关。

　　2.1.3神经细胞保护钙调蛋白依赖性蛋白激酶n(CaMKII)信号通路是抗神经细胞凋亡的重要通路，石菖蒲有效成分P-细辛醚和丁香酚通过调控凋亡基因的表达，对神经细胞的损伤具有一定的保护作用。陈东风等[23]研究发现，CaMKII信号通路介导石菖蒲有效成分上调CaMKII,CREB1和Bel-2的表达，下调促细胞凋亡分子Bax,Caspase3的表达有效的抗神经细胞调亡，保护神经细胞。江湧等[24]研究发现，石菖蒲挥发油主要成分P-细辛醚可能通过上调或下调a-烯醇化酶、钙/钙调蛋白依赖蛋白激酶、尿激酶型纤溶酶原激活物和P53抑癌基因等蛋白质的表达量，参与促进大鼠海马受损神经元保护作用。P-细辛醚对三氯化铝引起的痴呆小鼠脑皮质神经元凋亡具有保护作用，其机制可能减轻脑组织神经元痴呆损伤和抑制神经元凋亡；抑制受损神经元细胞内钙离子浓度增高有关[25]。P-细辛醚可抑制谷氨酸诱导的脑皮层神经元凋亡，其作用机制可能与稳定细胞线粒体膜电位有关;对谷氨酸所致PC12细胞和的皮层神经细胞损伤具有保护作用，其作用机制可能与钙拮抗作用有关[27];能改善脑水肿，提高小鼠血脑通透性和耐缺氣能力，明显抑制大鼠脑皮质和海马神经细胞凋亡，抑制Bax基因表达，增强Bel-xl基因表达，对大鼠缺血再灌注脑损伤具保护作用;还能抑制细胞色素C和凋亡蛋白Caspase-3的激活从而抑制Ap对PC12的神经毒性，对多种神经损伤具有保护作用[29]。2.2对心血管系统的作用

　　2.2.1血管保护江湧等30研究发现，在Alzheimer'sdis?ease中，p-淀粉样蛋白沉积在血管内皮细胞给其造成的损伤过程中，上调CD106,CD62P,CD62I^3种黏性分子和钙离子浓度，造成细胞凋亡。p-细辛醚能下调这3种黏性分子的表达和钙离子浓度，减少细胞凋亡。p-细辛醚通过调节某些外周血小板黏附分子和血管间黏附分子和钙离子浓度，减轻p-淀粉样蛋白对血管内皮细胞的痴呆损伤。-定剂量p-细辛醚具有保护脑神经细胞、血管内皮细胞和血管平滑肌细胞免受缺氣损伤，提高细胞存活率的作用。

　　2.2.2心肌细胞保护吴启瑞等研究发现：石菖蒲有效成分p-细辛醚对二亚硫酸钠复制的缺血-再灌注（MI-RI)损伤心肌细胞具有保护作用，能有效效抑制MI-RI心肌细胞线粒体损伤，稳定线粒体膜电位（MMP),其作用机理可能与减轻细胞膜损伤，降低线粒体膜通透性有关[33]。石菖蒲挥发油、p-细辛醚能明显降低动脉粥样硬化大鼠血脂CH0L及LDL-C;能改善高粘血症大鼠的血液流变性；能降低心肌缺血大鼠EF水平、提高NO的含量，降低心肌组织损伤程度和坏死率，对心肌细胞有明显的保护作用。

　　2.2.3抗心律失常石菖蒲挥发油对乌头碱、肾上腺素及氯化钡诱发的心律失常有一定的治疗作用[35。其醇提物、水溶液和挥发油对蛙心有抑制作用，降低蛙心收缩频率和幅度，其中p-细辛醚作用强而持久,非挥发油成分通过对异位节律点的抑制作用而达到抗心律失常作用[36]。不同浓度的石菖蒲挥发油能降低正常心肌细胞的搏动频率，提高心肌细胞活力的作用。终浓度为100~160mg/L的石菖蒲挥发油能提高心肌细胞活力D(X)值，其量效关系是以140mg/L剂量组D(X)值为顶点的抛物线。治疗量的石菖蒲挥发油能使大鼠心率明显减慢、P-R间期延长，并发现挥发油能使体外培养的心肌细胞搏动频率减慢，由此推测石菖蒲挥发油是通过抑制心肌兴奋性及自律性而起作用，至于是作用心肌细胞本身还是作用于起搏细胞,或对神经兴奋传导起作用还未确定。

　　由石菖蒲组成的复方制剂对心律失常也有对抗作用，由人参、黄芪、麦冬、丹参、川芍、石菖蒲等组成的保心丸对载体和离体大鼠心脏缺血再灌注损伤所致心律失常和心功能低下具有明显的保护作用。由石菖蒲、丹参、五味子等组成的安神补心胶囊对氯仿诱发的心室纤颤、氯化钡所致的心律失常也有明显的对抗作用。

　　2.2.4抗血栓石菖蒲在抑制血小板聚集，增强红细胞变形能力方面，均与丹参作用相似。其作用机制可能是通过作用于血小板。AMP系统，增强AC活性，抑制PDE活性，升高血小板内eAMP水平及降低血小板对致聚因子ADP的敏感性来发挥抑制血小板聚集作用，而且还与改善红细胞能量代谢有关。这与其具有较强的行气作用有一定的关联。何玉萍等研究发现，活化的血小板通过释放血管活性物质，促进血小板的粘附、聚集以及损伤血管内皮细胞。石菖蒲加冰片能降低血小板活化，有抗血小板粘附和聚集、抑制血栓形成的作用。CD62p、CD63是最能反映血小板活化的特异指标，而血小板活化在诱导和促进血小板粘附或聚集过程中起关键作用。P-细辛醚可降低的表达率，改善血小板的粘附聚集性，从而发挥防治血栓性脑血管疾病的作用。

　　2.3对呼吸系统的作用

　　石菖蒲挥发油的主要成分之一细辛醚，其同分异构体a-细辛醚（a-细辛脑）44,临床上常用于肺炎、支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病伴咳嗽、咯痰、喘息等疾病的治疗。a-细辛脑能对抗组胺、乙酰胆碱，缓解支气管痉挛起到平喘作用，对咳嗽中枢也有较强的抑制作用；可引起分泌物增加，使浓痰变稀，降低痰液黏滞，易于咳出；有类似氨茶碱松弛支气管平滑肌作用。

　　a-细辛醚、p-细辛醚和1-烯丙基-2,4,5-二甲基氣基苯对豚鼠离体回肠和气管有明显的解痉平喘作用45。杨社华等46通过气管容积法来研究石菖蒲的去油煎剂、总挥发油、a-细辛醚、p-细辛醚等对组胺和乙酰胆碱引起豚鼠离体气管痉挛的抑制作用。结果显示：石菖蒲对豚鼠气管平滑肌具有解痉作用，其有效部位是总挥发油，有效成分主要有a-细辛醚、p-细辛醚。李翎等47通过灌胃和喷雾两种给药方法研究表明：p-细辛醚对豚鼠实验性哮喘均有抑制作用，都可延长哮喘发作和潜伏期，对卵磷脂(OA)所致哮喘豚鼠有保护作用，两种方式给药，都存在剂量增加，对哮喘豚鼠的保护作用增强的特点，并有一定的剂量依赖性。徐建民等48通过喷雾给药研究表明：p-细辛醚对组胺-乙酰胆碱所致哮喘豚鼠有较强的抑制作用，能延长哮喘潜伏期，并减轻哮喘的发作程度；能对抗组胺-乙酰胆碱所致的离体支气管平滑肌痉挛，其作用较明显；能降低肥大细胞脱颗粒数，显示出一定的平喘和抗过敏能力。

　　a-细辛脑自身疏水性很强，其普通制剂生物利用度低，严重影响其疗效。目前，上市剂型主要集中在片剂、胶囊、注射液等。张青等49系统评价细辛脑注射液治疗呼吸系统疾病的有效性。结果显示：细辛脑注射液可有效治疗毛细支气管炎、慢性阻塞性肺疾病（C0PD)及其急性加重期，以及支气管炎、肺炎等呼吸系统疾病。其中，在治疗毛细支气管炎方面,细辛脑注射液总有效率优于氨茶碱、鱼腥草、病毒唑，与穿琥宁的疗效相似。在治疗C0PD及其急性加重期方面,细辛脑注射液总有效率优于COPD对症治疗、溴己新，与青霉素钠、复方甘草片疗效相似，其总有效率不如氨茶碱。在治疗支气管炎方面，细辛脑注射液总有效率优于氨茶碱以及支气管炎的一般对症治疗，与沐舒坦疗效相似。在治疗肺炎方面，细辛脑注射液总有效率优于抗生素、利巴韦林及氨茶碱。

　　2.4对消化系统的作用

　　石菖蒲可促进消化，调节胃肠运动，临床多用于胃痛、腹痛的治疗。李伟等50观察了石菖蒲对大鼠离体胃平滑肌条的影响，结果显示：石菖蒲对离体胃窦、幽门环形肌具有兴奋作用。石菖蒲去油煎剂、总挥发油、p-细辛醚、a-细辛醚均能抑制离体家兔肠管自发性收缩，拮抗乙酰胆碱(Ach)、磷酸组织胺（Hist)及氯化钡（BaCL2)引致的肠管痉挛，增强大鼠在体肠管蠕动及小鼠肠道推进功能，还可促进大鼠胆汁分泌，上述作用以总挥发油的作用最强，其次为a-细辛醚，再其次为p-细辛醚,去油煎剂最弱51。

　　2.5其他作用

　　石菖蒲挥发油对小鼠肝癌、小鼠S180有明显的抑制作用，且疗效稳定,0%的石菖蒲在体外能杀死小鼠腹水癌细胞，对正常睡液腺细胞无影响。鲁光华等研究显示：a-细辛醚对人食管癌Ec-109细胞有明显的增殖抑制作用，且具有剂量效应关系；而细胞形态变化表明，a-细辛醚对Ec-109细胞具有促进凋亡作用。

　　石菖蒲的提取液对8种菌株均具有不同的抑制作用，其抑菌效果从强到弱依次是:链球菌>苏云金杆菌>产气杆菌>金黄色葡萄球菌>枯草杆菌>表皮葡萄球菌>变形杆菌>大肠杆菌。

　　3存在问题

　　近些年来，随着祖国医学的发展,石菖蒲的药理作用研究越发受到重视，其研究主要集中在挥发油成分p-细辛醚、a-细辛醚。大量实验表明，石菖蒲挥发油对中枢神经系统具有兴奋、抑制双向调节作用，对神经细胞具有保护作用；对心血管系统具有抗心律失常、抗血栓、保护心肌细胞及血管作用；对呼吸系统具有解痉平喘作用；对消化系统可促进消化、调节胃肠运动作用。但随之致癌作用的有关报道，特别是挥发油中有关含量偏低成分，非挥发性成分，其有关作用及相关机制的研究罕见，需更加深入与细致。