鐵皮石斛化學成分及功能的研究進展摘要：鐵皮石斛為蘭科多年生附生草本植物，其新鮮或干燥莖入藥，在我國已經有兩千多年的藥用歷史，具有益胃生津、滋陰清熱的功效和抗疲勞、祛痰鎮咳等作用。本文以近十年來國內外發表的文獻為依據，對鐵皮石斛的化學成分及主要功能進行歸納、總結。得出鐵皮石斛是名貴的中草藥之一。其含有多糖、芪類、生物堿、氨基酸和微量元素等多種成分，具有增強免疫、抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞、降血糖和養陰生津等多種生物活性。關鍵詞：鐵皮石斛；多糖；氨基酸；生物活性。1前言鐵皮石斛(D.candidumWall.exLindl)為蘭科石斛屬植物，又名黑節草、鐵吊蘭等。鐵皮石斛加工而成螺旋狀圓柱體，南方稱其為“鐵皮楓斗”，北方和中國藥典則稱為“耳環石斛”[1]。其新鮮或干燥莖入藥，在我國已經有兩千多年的藥用歷史，具有益胃生津、滋陰清熱的功效和抗疲勞、祛痰鎮咳等作用。現代研究證明，多糖是鐵皮石斛的主要藥效成分，具有抗氧化，降血糖，生津止渴，增加干燥綜合征患者的唾液分泌，提高機體免疫力，抑制腫瘤，降壓等作用；芪類化合物中的菲和聯芐具有抗腫瘤和抗多藥耐藥性的作用，由于中藥鐵皮石斛功效確切，2010年版《中國藥典》將其作為新增品種單獨列出，與中藥石斛區別開來。近年來，對鐵皮石斛化學成分進行了大量的研究，發現鐵皮石斛化學成分多樣。本文就近年來鐵皮石斛的化學成分和藥理作用研究情況進行綜述，為鐵皮石斛活性成分研究和合理開發利用提供依據。2鐵皮石斛化學成分的測定2.1多糖（polysaccharide)多糖是鐵皮石斛的主要成分，水溶性多糖含量高達22%。石斛生理活性的強弱與其多糖含量密切相關。多糖含量越高，質越重，嚼之越有粘性，質量更優。在鐵皮石斛的不同部位，總多糖的質量分數由高到低依次為莖中、莖上、莖下、根部。但水溶性多糖分布規律是葉≥根＞莖。何鐵光等研究了鐵皮石斛原球莖的多糖DCPP3c—1后發現其主要由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，其分子物質的量之比為1.1204：1：1.046：23.354：3.828：1.046，經過紅外光譜分析及高碘酸氧化后研究表明DCPP3c一1含有糖醛酸基團，是酸性多糖，其中1—6鍵連接的殘基占14.0，1—2或1—4鍵連接的殘基占40.7，1—3鍵連接的殘基占45.3。諸燕等研究人工栽培的鐵皮石斛，發現二年生鐵皮石斛多糖平均質量分數達34.47%；不同種質、生理年齡的鐵皮石斛多糖質量分數存在顯著差異。李彩霞比較不同采收期鐵皮石斛多糖含量，春季、夏季、秋季和冬季的鐵皮石斛多糖含量分別為4.59%、5.37%、5.92%和6.24%以冬季采收為佳。尚喜雨對鐵皮石斛的組培苗、野生植株、栽培植株中多糖的含量及分布進行系統分析和研究，發現鐵皮石斛的多糖含量很高，尤以莖段為最多；不同部位的含量存在一定差異，莖部的差異大于根和葉；人工栽培的兩年生植株的多糖含量比一年生的多，野生型的比栽培型的多；殺青后烘干處理可以有效地減少多糖在處理過程中的損失[2]。盡管藥用石斛多糖的藥理活性及化學結構研究取得了許多進展，但在藥理活性研究方面，所使用多糖主要是粗多糖，多糖的活性評價基本是常規的藥理指標，關于藥用石斛多糖活性作用機理的研究還不多；在化學結構研究方面，很多具有藥理活性的多糖組分，其化學結構尚未明確，除金釵石斛、鐵皮石斛和鼓槌石斛外，2010版《中華人民共和國藥典》中的其他石斛的多糖結構研究還沒見報道，而且，多糖的化學結構研究僅局限于一級結構層次上，無論是一級結構還是高級結構與藥理活性的關系還處于探索階段[3]。因此，未來的研究應注重兩方面工作：一是加強藥用石斛多糖的分離純化，用均一的單一組分多糖進行藥理活性和作用機理研究；二是加強藥用石斛多糖的化學結構研究，并在一級結構和高級結構層次上開展藥用石斛多糖的構效關系研究，以期為藥用石斛多糖的開發應用奠定基礎。2.2芪類（Stillnoids）從石斛中分離出來的芪類化合物主要包括聯芐、二氮雜菲等。目前從鐵皮石斛中分離鑒定的芪類化合物有：雙芐酚類及菲酚類化合物毛蘭素（erianin）和鼓槌（chysotoxene）菲醌母核金釵石斛菲醌（denbinobin）聯芐類化合物和石斛酚。目前從鐵皮石斛中分離鑒定的芪類化合物有：雙芐酚類及菲酚類化合物毛蘭素（erianin）和鼓槌菲（chysotoxene）；菲醌母核金釵石斛菲醌（denbinobin）；聯芐類化合物dendrocandinA，dendrocandinB，dendrocandinC，dendrocandinD和dendrocandinE；4,4’-dihydroxy-3,5-dimethoxybibenzyl，3,4-dihydroxy-5,4’-dimethoxybibenzyl，3-O-methylgigantol，dendrophenol和石斛酚（gigantol）[4]。其藥理活性主要為抗腫瘤。2.3生物堿類（Alkaloids）對鐵皮石斛生物堿的研究很少。前期研究報道，鐵皮石斛的生物堿含量只有金釵石斛的。與《本草正》、《增補本草備要》記載相同。鐵皮石斛中總生物堿含量較低，諸燕等研究發現，人工栽培的鐵皮石斛與市場購買的鐵皮楓斗藥材總生物堿在0.0190%--0.0430%；浙江省11個鐵皮石斛種質一年生、二年生、三年生樣品平均總生物堿為0.0253%、0.0270%、0.0326，云南產一年生鐵皮石斛平均總生物堿0.0343%[5]。2.4微量元素（Traceelements）鐵皮石斛含有豐富的人體必需金屬元素，鉀、鈣、鎂、錳、鋅、鉻、銅平均質量分數分別為1205.23，766.82，158.25，31.06，4.28，8.28，0.97mg/Kg，這些元素可能協同發揮鐵皮石斛抗氧化、抗衰老、促進免疫力等藥效[6]。但鑒于中藥材中鎘超標比較嚴重的現狀與部分鐵皮石斛樣品中鎘含量較高現象，有必要深入研究鎘在中藥材中吸收與富集規律、安全劑量或最小有毒劑量，從而為制定鎘在中藥材中的限量標準提供依據。鐵皮石斛種質對金屬元素的積累存在極顯著的影響，不同種質鐵皮石斛中人體必需金屬與有害金屬元素含量均存在極顯著差異。因此，鐵皮石斛中金屬元素除了環境引起外，很大程度上受藥材品種的影響，通過品種選育可望增加人體必需的金屬元素含量，降低有害金屬元素含量。生理年齡對金屬元素的含量影響因金屬元素而異，與各種元素承擔的生理生化作用有關，鉀含量隨著生理年齡的增加而降低，鋅和銅含量隨著生理年齡的增加而增加，錳在第三年時含量較高；鈣、鎂、鉻含量變化不大，生產經營上可根據鐵皮石斛生理需求補充相應的微量元素，以利鐵皮石斛生長。銅含量與鐵皮石斛總生堿含量存在顯著的相關性，鋅含量與多糖含量存在正相關[7]。在人工鐵皮石斛、原球莖組織培養物、鐵皮楓斗與鐵皮石斛膠囊中，11種主要微量元素Cu、Zn、Fe、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Cr、Pb和Cu平均質量分數分別為Mn、Ca、Mg、K、Cr、Sr、B含量非常相近。且原球莖組織培養物的9種微量元素（除Cu外）含量均最高[8]。由此提示，以滋補作用為研究方向，鐵皮石斛具有巨大的開發價值。2.5氨基酸（Aminoacids）氨基酸是人類重要營養成分，某些氨基酸亦具有生物活性和療效。鐵皮石斛性味甘淡微咸，與其氨基酸組成特性有關。鐵皮石斛含有天門冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、纈氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、丙氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、異亮氨酸、賴氨酸、組氨酸、精氨酸、脯氨酸、酪氨酸等16種氨基酸，前5種占總氨基酸的53%含有除色氨酸以外的所有人體必須的氨基酸；人工培養鐵皮石斛圓球體及分化苗中含有除上述16種氨基酸外，還含苯丙氨酸，其中7種是人體必需但又不能自身合成的氨基酸。不同來源的鐵皮石斛中，總氨基酸含量為組織培養物>人工栽培鐵皮石斛>鐵皮石斛>鐵皮石斛膠囊[9]。由此可知，其性味差別不大。鐵皮石斛組織培養物可能作為野生鐵皮石斛替代品，發揮藥理療效。3鐵皮石斛藥理作用的研究3.1增強免疫與刺激造血作用多糖能促進機體體液免疫、細胞免疫功能和誘生多種細胞因子，具有免疫增強效果。鐵皮石斛多糖不僅能影響小鼠白細胞數和淋巴細胞移動抑制因子，而且能提高環磷酰胺模型小鼠非特異性免疫、細胞免疫和體液免疫功能。其作用機制與增強巨噬細胞的吞噬功能和NK細胞活性，調節外周CD4+、CD8+細胞和脾淋巴細胞CD4+/CD8+來保護T淋巴細胞、刺激T淋巴細胞的增殖與分化，增加模型鼠胸腺或脾臟指數有關[10]。另外，鐵皮石斛也能刺激脾淋巴細胞生成白介素-2（IL-2），增強放射損傷小鼠的免疫功能。臨床研究亦證實，鐵皮楓斗顆粒能顯著提高腫瘤化療患者免疫功能。放射對血液系統的損傷主要表現為引起骨髓有核細胞凋亡，抑制骨髓造血功能。不同劑量鐵皮楓斗晶能不同程度地提高射線照射小鼠30天存活率，其機制與抑制骨髓有核細胞凋亡、促進骨髓造血功能恢復。另外，增加脾臟代償性增殖能力，也間接地恢復了骨髓造血功能。其較好的抗輻射作用，與清除自由基和促進造血功能恢復有關[11]。造血功能的恢復，協同免疫功能的增強，有利于臨床放療病人的輔助治療。3.2抗氧化作用抗氧化是多糖的重要應用領域之一。與其他外源性抗氧化劑相比，抗氧化多糖具有低毒、安全和來源廣等特點。鐵皮石斛組織培養物具有較強的清除活性氧（ROS）的能力，尤其是對·OH自由基的清除。通過顯著提高超氧化物歧化酶（SOD）水平，降低過氧化脂質（LPO）作用，最終清除體內自由基。何鐵光研究發現，鐵皮石斛原球莖多糖DCPP、DCPP3c-1和DCPP-a不僅能有效地清除O2-和·OH，而且能劑量依賴性抑制肝線粒體被氧化損傷，減輕小鼠肝線粒體腫脹度。而抑制小鼠肝線粒體脂質過氧化物丙二醛（MDA）生成的能力，較好保護線粒體膜，是其體外抗氧化能力的重要方面[12]。3.3抗腫瘤作用鐵皮楓斗多糖、菲類、聯芐類化合物具有抗腫瘤活性及抗多藥耐藥性，能抑制多種人體腫瘤細胞株增殖。鐵皮石斛多糖聯合rIL-2，顯著增強臍帶血和腫瘤病人外周血LAK細胞體外殺傷作用，通過LAK/rIL-2免疫作用治療惡性腫瘤。毛蘭素(erianin)對小鼠肝癌抑瘤率為50.82%，對腫瘤細胞株K562生長的抑制作用，隨著藥物濃度的增加而增強。臨床觀察也發現，鐵皮楓斗晶、鐵皮楓斗顆粒（膠囊）是放化療腫瘤患者對癥輔助治療的有效藥物，能顯著減輕放療副反應[13]。多糖和芪類化合物的抗腫瘤活性，提示鐵皮石斛不僅可以用于癌癥對癥治療的輔助用藥，亦可作為抗腫瘤藥物研究開發的候選物。3.4抗疲勞作用石斛洋參沖劑能使異丙腎上腺素處理小鼠游泳時間延長、增加小鼠耐缺氧能力，提高甲亢型小鼠存活率。鐵皮楓斗晶能維持運動小鼠肝糖原含量，明顯降低運動后血清尿素氮和血乳酸含量，均表現明顯的抗疲勞作用[14]。3.5降血糖作用吳昊姝發現，鐵皮石斛對正常小鼠血糖及血清胰島素水平無明顯影響。但可降低鏈脲霉素誘發糖尿病大鼠血糖值。通過增加大鼠胰島素β細胞，減少α細胞，修復鏈脲霉素誘導的β細胞損傷，進而升高血清胰島素、降低胰高血糖素水平。鐵皮石斛也可通過抑制肝糖原分解和促進肝糖原合成，減少血糖來源，增加血糖去路，影響腎上腺素性高血糖小鼠血糖和肝糖原水平[15]。另外，鐵皮石斛也具有胰外降血糖作用，但機制尚待進一步研究闡明。3.6生津作用鐵皮石斛石斛具有生津作用，主要表現為促進腺體分泌和臟器運動。（1）對消化系統作用：最初研究表明，鐵皮石斛和西洋參合用不僅能促進正常家兔的唾液分泌。還能拮抗阿托品對家兔唾液分泌的抑制作用。鐵皮石斛單用能促進大鼠胃液分泌、小腸推進運動和小鼠排糞功能。其機制與抑制細胞膜上的Na+/K+ATP泵有關。臨床應用也證實，鐵皮石斛可以顯著改善經口腔氣管插管患者口腔潰瘍愈合率[16]。進一步證實了鐵皮楓斗晶能養陰益胃生津，維護消化系統功能。（2）對呼吸系統的作用：與前期鐵皮石斛提取物結果相同，鐵皮楓斗晶能顯著促進小鼠氣管酚紅排泌和家鴿氣管內墨汁運動速度，抑制氨水引起的小鼠咳嗽。顯示明顯的祛痰和鎮咳作用[17]。4展望隨著現代科學技術的發展，石斛多糖的提取分離工藝日趨成熟，但石斛的品種繁多，目前已開展過多糖提取工藝研究的石斛品種還是較少。從已有研究來看，不同石斛品種的多糖含量區別較大，不同品種石斛表現出來的同一種藥用功能作用大小不盡相同。因此，對石斛的研究應注意提取方法、化學成分與藥理作用相結合，新的活性成分的提取分離與已知成分新的藥理活性研究相結合，進一步探索活性成分的作用機制和構效關系，為石斛多糖的深入研究及其在醫藥和食品產業化的開發應用奠定基礎。鐵皮石斛多糖具有調節機體免疫力、抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞、降血糖和養陰生津等多種藥理作用。隨著鐵皮石斛種植的產業化發展，人工栽培技術的日漸成熟，鐵皮石斛資源匱乏的問題也逐步得到解決。近幾年，專家學者對鐵皮石斛化學成分進行大量的研究，發現石斛多糖、氨基酸、微量元素、菲類化合物、聯芐類化合物、酚酸類化合物、生物堿等類型幾十種化學成分，為鐵皮石斛的研究開發提供了大量實驗依據。鐵皮石斛所含化學成分結構多，藥理作用廣泛，尤其是抗腫瘤作用、抗氧化作用、降血糖作用和增強機體免疫力作用，受到廣泛關注，但對其化學成分和活性之間的關系缺乏深入研究，其益胃生津，滋陰清熱功效的真正活性物質基礎與其確切的作用機制尚未闡明，有待進一步研究。因此全面了解鐵皮石斛的發展現狀，為尋找安全有效的新藥，合理利用鐵皮石斛資源具有實際意義。參考文獻：[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典2000年版一部[S].北京:化學工業出版社,2000,70.[2]允芬,陳云龍,張銘,等.三種藥用石斛多糖成分的比較研究[J].浙江大學學報(工學版),2004,38（2）：249-252.[3]何鐵光,楊麗濤,李楊瑞,等.鐵皮石斛原球莖多糖DCP-P3c-1的分離純化及結構初步分析[J].分析測試學報,2008,27（2）：143-147.[4]何鐵光,蘇江一,王燦琴,等.鐵皮石斛不同來源材料多糖和氨基酸含量的比較[J].廣西農業科學,2007,38（1）：32-34.[5]黎萬奎,胡之璧,周吉燕,等.人工載培鐵皮石斛與其他來源鐵皮石斛中氨基酸與多糖及微量元素的此較分析[J].上海中醫藥大學學報,2008,22（4）：80-83.[6]李欽,陳愛君,張信岳,等.鐵皮石斛顆粒增強免疫功能作用研究[J].中藥藥理與臨床,2008,24（1）:53-54.[7]楊明晶,俞萍,陸羅定,等.鐵皮楓斗西洋參膠囊對小鼠免疫調節功能的影響[J].江蘇預防醫學,2008,19（4）:11-13.[8]孫靜平,張國慶.鐵皮楓斗顆粒對急性放射損傷小鼠的保護作用[J].蘇州大學學報