红景天系蔷薇目景天科(Crassulaceae)红景天属(RhodiolaL.)多年生草本或亚灌木野生植物,花､根､茎之浸液均成红色而得名｡梗颈(collum)肉质,粗或细,被基生叶或鳞片状叶,先端部分通常出土｡花茎发自基生叶或鳞片状叶的腋部,一年生,老茎有时宿存,茎不分枝,多叶｡茎生叶互生,无托叶,不分裂｡高5~20cm,聚伞花序顶生,七八月开花,花色淡黄或紫红至红色,茎叶嫩绿,常具肉质,匍匐的根状茎,一般成片密集生长于高海拔地带[1]｡红景天的模式种红景天(RhodiolaL.),全球有96种,分布于喜马拉雅地区､亚洲西部至北部,经中国､朝鲜､日本至北美洲,并以中国为分布中心｡中国有红景天属植物73种,主要分布在西南､西北､华中､华北及东北,尤以云南､四川及西藏高寒地区种类最多,其中西藏产32种,2个变种,四川省有22种[2]｡国内学者对西藏､河北､长白山高山冻原带等地的红景天属植物进行了实地资源调查[3],部分红景天生长在海拔800~2500m的高寒无污染的灌木丛林中,大多数生长在海拔3500~5000m左右的高山流石上｡由于其生长环境极其恶劣,缺氧､低温干燥､狂风､强紫外线照射､昼夜温差大,故其已从遗传上适应高寒多变的恶劣环境,具有很强的生命力和特殊的适应性｡
2红景天化学成分研究
国内外进行化学成分研究及成分预测试的品种约20个[4],国内对以下种类研究较多,高山红景天(R.sachalinensis),大花红景天(R.crenulata),四裂红景天(R.quadrifida),云南红景天(R.yunnanensis),小丛红景天(R.dumulosa),深红红景天(R.eoccinea),狭叶红景天(R.kirilowii),大紫红景天(R.atropupurea),长园红景天(R.sorrestii),紫绿红景天(R.purpureoviridis),长鞭红景天(R.fastigata)等｡从各种红景天植物中先后分离出40多种化学物质,包括黄酮类､皂苷类､氨基酸类､酚类､香豆素类､萜类､矿物质､酶类､挥发油以及其他的一些常见的大分子物质,如多糖类､果胶､脂类､蛋白质､蜡等｡药理学研究表明其主要药理活性成分为红景天苷(Salidroside)及其苷元酪醇(Ptyrosol)､酪萨维(Rosavin或Rosavidine)､二苯甲基六氢吡啶(Pyridrde)､红景天素即草质素-7-氧-(3-氧-β-D吡喃葡萄糖基)-α-L-吡喃鼠李糖苷(Rhodiosin)和草质素-7-氧-α-L-吡喃鼠李糖苷(Rhodionin)[5]｡结构式如图1所示｡
2.1黄酮类物质黄酮醇和黄酮类多被前苏联学者从数种植物中分离出,而国内学者所研究的品种如高山红景天､云南红景天和喜马红景天等却很少或未发现此类化合物｡黄酮类化合物包括黄酮醇､槲皮素､山奈酚等｡其中黄酮醇共分离出30种,其特有成分为22种具有herbacetin基核的化合物｡从红景天根中分得的黄酮苷有rhodionin,rhodiosin,rhodiolin等,从地上部分分得有多种黄酮及乙酞化物及rhodionidin.rhodiolgin,rhodiolgidin､rhodalidino｡KrasnovEA等还从黄粤红景天中分出黄酮litvinolin,从长鳞红景天中分离geiolin和gelidolino,从狭叶红景天亦分出4个黄酮化合物｡此外,红景天植物中黄酮含量和海拔高度有关,俄罗斯北纬度的红景天生长在2100~2300m,黄酮化合物含量甚微｡
2.2苷类主要是苯烷基苷类包括苯乙基(苷)类:红景天苷(salidroside)及其酪醇(p-tyrosol)和苯丙素类:rosin､rosavin及rosarin｡其中,红景天苷被认为是红景天保健功效的最重要成分｡红景天苷分子式C14H20O7,相对分子质量为300,为无色透明针状结品(乙醇),熔点为158~160℃,溶于水､乙醇､正丁醇､微溶于丙酮､乙醚｡红景天苷在酸性条件下,水浴加热回流2h完全水解,水解产物是一分子的葡萄糖和一分子的苷元酪醇(对轻基苯乙醇)｡其苷类成苷的位置在3､7､8或4,和一分子糖或两分子糖在上述不同位置成苷,糖的种类包括葡萄糖､鼠李糖､木糖､阿拉伯糖等及糖的乙酰化物苯烷基苷类,绝大部分红景天含有苯烷基苷类,包括苯乙基苷类(红景天苷)[6]､苯丙素苷类(酪萨维)和酚苷｡另外红景天还含有单萜苷､云杉素､芦丁苷､熊果苷､茵芋苷､异槲皮苷等苷类｡包文芳[7]等从国产玫瑰红景天(Rhodiolarosea.L)的干燥根茎中,提取出2个苷类化合物,分别鉴定为红景天苷(salidroside)和β-(E)-肉桂醇基-O-(6'-O-L-吡喃型阿拉伯糖基)-D-吡喃葡萄糖苷(rosavidine)｡红景天苷含量的高低是评价该属植物药用价值的重要指标之一,国内外学者都曾报道过采用高效液相色谱法(HPLC)测定红景天苷含量的方法[8-11],其中陈志英等[12]以红景天苷作为指标,采用HPLC对4种主流红景天(大花红景天､库叶红景天､玫瑰红景天､狭叶红景天)及其他9种野生同属植物的药材标本､原植物根及根茎进行含量测定,结果发现红景天商品药材的红景天苷含量相差较大,以青海产大花红景天含量最高为1.515%,库页红景天次之为1.088%,云南红景天和长鞭红景天最低｡
2.3香豆素类该类化合物有香豆素(coumarin),7-轻基香豆素(umbelliferotie),莨菪亭(scopoletin)｡本类物质如:香豆素(C9H6O2)对人类和动物的生理活性是多种多样的,主要表现在抗菌消炎作用､平滑肌松弛作用､抗凝血和止血作用､对中枢神经系统的作用以退热作用最强,并有安眠和镇静等抑制作用､同时研究表明香豆素对动物有一定的毒性,其中最大的是对肝脏的毒性｡同时它也是很好的香料｡也可作为染料和光学增光剂｡王华田等[13]用超临界二氧化碳萃取法从高山红景天中萃取出香豆素类物质,并确定超临界二氧化碳萃取香豆素类物质的工艺参数为:夹带剂80%乙醇､温度550℃､压力25MPa､二氧化碳流速20kg/h､时间2h,投料∶夹带剂=10∶9｡
2.4挥发油红景天挥发油主要成分有肉桂醇､二十碳四烯酸､黑蚁素､榄香烯等｡上海复旦大学生命科学学院的学者Lei[14]报道分析了来自西藏东部的大花红景天(Rhodiaolacrenulata)和长鞭红景天(R.fastigiata)的根茎精油的化学组成,采用GC-MS分析技术确定了2种不同红景天原料精油的主要成分｡大花红景天根茎精油的主要成分是:香叶醇(53.5%)､正辛醇(13.4%)､2-甲基-3-辛烯-2-醇(10.8%)､香茅醇(5.3%),3-甲基-2-丁烯-1-醇(4.0%)､月桂烯醇(3.0%)及芳樟醇(2.4%);长鞭红景天根茎精油的主要成分是:香叶醇(45.3%)､正辛醇(12.3%)､2-甲基-3-丁烯-2-醇(8.2%)､芳樟醇(5.1%)､异香叶醇(4.5%)､香茅醇(4.4%)｡ZhouR[18]研究发现库页红景天含有20多种挥发油,其中肉桂醇含量最高,含量为25.85%,其次是二十四碳四烯酸(12.31%),2,6-二丁基-4-甲基苯酚(9.54%)､4-异丙基苯甲酸(7.27%)､十九碳二烯酸甲酸(5.81%)等｡
2.5多糖类汉丽萍等[15]从高山红景天的根状茎中提出水溶性粗多糖(RSP),从粗多糖中获得均一级组份RSP-A,它是相对分子质量为50000的酸性杂多糖,其单糖组成为Ara,Rha,Xyl,Glc,Gal,GaIA,物质的量比为1.00∶3.23∶0.26∶0.34∶0.84∶10.24｡孙萍等[16]运用微波技术用水提醇沉法提取狭叶红景天多糖,用酚-硫酸比色法测定多糖含量,测得狭叶红景天中多糖含量为3.90%｡
2.6氨基酸类红景天中含有丰富的氨基酸,包括苏氨酸､丝氨酸､谷氨酸､脯氨酸､缘氨酸､赖氨酸等17种,其中有7种必需氨基酸(EAA)｡王陆黎等[17]测定了库页红景天根中的水解氨基酸,结果表明所测18种氨基酸含量各异,且因产地､年份､野生与园栽不同而异,其中14种药效､12种必需､半必需和13种香甜味氨基酸的含量都较高｡
2.7矿物质据报道在对红景天无机元素测定中叶为富含部位,植株地上比地下部分高57.6%,其中10种人体必需微量元素含量和均值则高3.2倍,有害微量元素含量低于致毒量｡Komar和Kazarinova等[18]就从红景天根茎中检测出如下无机元素:Al,Si,Mn,Ba,V,Cu,Cr｡相对含量的关系为:V>Zn>Cu>Li>Co>Be>Cr｡此外,库页红景天中镁､钙､钾､磷､铝､铁等含量都大于10μg/g,钡､锰､铭､钦､铜含量也较高,大都在2~20μg/g,另外还含有铬､铀､镍､钻等微量元素｡
3红景天药理作用研究
3.1抗衰老作用肖雪媛等[19]采用以红景天苷加入体外培养细胞的培养液中来研究该药物对细胞衰老的影响,以不加红景天苷为对照组,结果随着2BS细胞的增龄､衰老,细胞的分裂能力与生长速度都降低,单胺氧化酶(MAO)活性增高,而实验组细胞形态结构､生长速度均优于对照组,MAO活性低于对照组;实验组细胞衰老较对照组缓慢,细胞传至69代,而对照组细胞传至56代｡上述结果表明,3mg/L红景天苷有增强细胞活力,促进细胞生长增殖,延缓细胞衰老过程的抗衰老作用,并且是MAO活性的抑制剂｡肖雪媛等[20]还采用定量细胞化学方法及透射电子显微镜观测了红景天苷对不同代龄二倍体细胞内酸性磷酸酶(AcPase)､脂褐素及其超微结构的影响,结果显示红景天苷能降低第45代以后细胞内AcPase的活性､第55代以后细胞内脂褐素的含量,并能抑制细胞超微结构的衰退性变化｡由此断定,红景天具有一定的抗衰老作用｡曲智威等[21]观察红景天苷对大鼠肝脏匀浆超氧化物歧化酶(SOD)酶活性､过氧化脂质(LPO),还原型谷胱甘肽-Px(GSH-Px)以及血清中LPO的影响,结果红景天苷可显著提高大鼠肝脏SOD活性和GSH-Px活性,抑制大鼠肝脏和血清LPO的生成,表明红景天苷具有较强的抗脂质过氧化作用[22]｡郝利铭等[23]在对老龄大鼠抗老化的研究中证实红景天素有提高老龄大鼠生长激素细胞活力,促进其分泌,从而起到延缓衰老的作用｡综上所述,红景天可通过促进细胞生长增殖,促进蛋白质合成,提高SOD和GSH-Px活性,降低LPO含量,改善自由基代谢[24],降低体内自由基对细胞的氧化损害,以及促进生长激素分泌,影响机体脂质代谢,从而发挥抗衰老的作用｡
3.2抗疲劳作用前苏联科学家研究发现,使用红景天能延长肌肉负荷时间,促进蛋白质水解｡肌肉负荷后给红景天素(0.001mg/g)､红景天苷(0.02mg/g)､酪醇(0.05mg/g)能进一步增强蛋白水解酶的活性,提高肌肉总蛋白含量和RNA的水平;能使血液中血红蛋白质和红细胞数增加｡肌肉负荷运动后生化测定表明,红景天素(2mg/kg)能使静止的大鼠肌肉中乳酸合成增强,肝内糖元浓度下降,活化无氧糖酵解,可使大鼠增加负荷的脂类代谢,肌肉和大脑内的糖元消耗减少,促使负荷肌肉氮代谢指数正常化｡冯慎远等[25-26]报道,甘肃产狭叶红景天能显著提高大鼠游泳耐力,耐缺氧能力;能使给药大鼠肝糖元含量､血谷胱苷肽过氧化物酶活性显著增高,以适应运动训练时物质代谢的需要;给耐力训练大鼠红景天,并未引起小脑purkinje细胞线粒体数目和体积发生显著变化,但比不训练不喂药大鼠的线粒体数目和体积显著增加,提示狭叶红景天有双向调节作用｡姜平等的实验表明,红景天能提高机体耐缺氧能力和抗疲劳能力,提高抗寒力,降低整体耗氧量,增加小鼠肝糖元含量,提高大鼠红细胞和肝脏SOD活性,降低血浆､心肌､脑LPO含量｡苏全生等[27]对人体运动能力的研究表明,红景天使受试者运动心率170次/min时机体所作的功(PWC170)值和氧耗(VO2)max值显著提高,心率明显低于服药前,动脉血压变化幅度减少,提示受试者心肌耗氧量降低,心力贮备改善;同时,受试者运动血乳酸值显著减小,表明该药对改善无氧耐力水平有良性作用｡尹绍云等[28]的研究结果显示,复方红景天能明显延长小白鼠在减压低氧条件下(模拟海拔10000m)游泳存活时间,延长20%;使其血乳酸含量明显下降,骨骼肌细胞ATP含量与线粒体氧化磷酸化(呼吸控制率PCR.P/O)明显增高;该复方对低压舱(模拟海拔4300m)受试者的PWC170提高13.2%,无氧阈提高14.4%,其对高原现场受试者服药后第1､4､7d的PWC170分别提高14.0%､11.0%和3.9%｡黄增艳等[29]的实验表明,库页红景天有明显增强运动耐力和解除疲劳的作用,可使小鼠游泳时间､耐化学缺氧能力､血红蛋白含量明显高于对照组(分别为:P<0.05,P<0.01,P<0.01),而血清丙二醛含量明显低于对照组(P<0.01)｡庄剑青等[30]采用大鼠跑步训练模型,观察复方红景天对大运动量训练鼠运动能力及红细胞免疫功能的调节作用｡结果显示:服药组完成规定训练量动物的百分率与耐力跑步成绩超过训练组;8周大运动量训练后,红细胞第1型补体受体(CR1)花环率下降及免疫复合物(IC)花环率上升的幅度小于训练组｡高原红细胞增多症(高红症)是高原地区危害健康较大的常见病和多发症,临床表现为肺动脉高压和低氧血症｡在通过对129例高原红细胞增多症进行的红细胞滤过指数和氧自由基代谢指标治疗前后的观察实验中,发现三普红景天胶囊具有降低红细胞滤过指数和脂质过氧化代谢产物丙二醛及升高机体防御酶红细胞SOD酶活性的作用,这可能是三普红景天胶囊改善红细胞变形能力,降低血液黏度,升高机体防御酶红细胞SOD活性,减轻脂质过氧化反应,治疗高红症的重要机制之一[31]｡
3.3抗肿瘤作用红景天对肿瘤的抑制作用国内外均有报道｡Dement等[32]发现红景天能抑制肿瘤的发生｡Salikhova等[33]报道了红景天防突变和对细胞核内DNA的修复功能｡赵文等[34]采用动物移植性肿瘤实验法观察了蔷薇红景天提取液对S-180实体型和H-22生长的抑制作用,并试探讨了红景天提取液抑瘤作用的免疫学机制｡结果表明,红景天提取液在1250~5000mg/(kg·bw)剂量范围内,能明显地抑制S-180在小鼠体内的生长,抑瘤率高达63.71%,在剂量为1250mg/(kg·bw)时,能一定程度地抑制H-22的生长｡Udintsev等[35]报道,红景天提取物或其化合物对Ehrlich肿瘤Puss淋巴肉瘤及其扩散显示出抑制作用｡张淑芹等[36]研究表明红景天苷对白血病细胞(K562)生长有一定的抑制作用,又一次证明了红景天的抗肿瘤作用｡王淑兰等[37]发现红景天素可抑制体外人喉癌细胞的生长速度和分裂能力,促进糖原合成｡
3.4抗病毒作用孙非等[38]研究表明从红景天中提取的多糖对柯萨奇B5(CoxB5)病毒感染细胞具有抵抗作用,可有效地阻止CoxB5病毒在宿主细胞内的复制过程｡高山红景天多糖能明显的抑制体外培养心肌细胞在受到柯萨奇B病毒感染后导致的心肌酶释放;显著降低病毒在心肌细胞中的增殖量;其半数有效抑制浓度为150mg/L;有效浓度平均抑制率为71.3%[39]｡阻止柯萨奇马病毒对膜的吸附,以及病毒颗粒进入细胞是其作用机制之一[40]｡对感染柯萨奇B5(CoxB5)病毒(CVB)小鼠模型研究结果表明,高山红景天多糖对发病小鼠心肌功能改善和免疫功能提高均有明显的促进作用,增强了小鼠抗CVB5的能力,并对由CBV感染性疾病也有一定的防治作用[41]｡
3.5抗辐射作用红景天苷有防护X射线对脂质细胞膜损伤的作用,红景天多糖对受辐射小鼠的造血指标有保护作用,其保护程度可与盐酸胱胺相比[42];红景天素能降低骨髓多染红细胞微核产生率,抑制过氧化脂质的形成,可作为肿瘤患者放疗前的保护药及职业性放射工作人员的保健品｡经微波辐射后的小鼠,脑内单胺类递质､脾脏及胸腺内环磷酸腺普(cAMP),淋巴细胞转化率､血清溶血素等出现抑制性变化,使用合成红景天苷后可使之恢复正常,具有扶正作用｡钴60射线用射小鼠后,检测其存活率､骨髓造血细胞增殖及免疫功能的恢复｡结果表明,狭叶红景天水提物有明显的辐射保护作用[43]｡
3.6对神经系统的作用红景天可以增强脑的机能,并可能使其向年轻化的方向转化;红景天药物可使已偏离正常水平的中枢神经系统递质含量得到纠正或达到正常水平[44]｡游东清等[45]发现给小鼠灌胃红景天乙醇提取物(剂量为每只小鼠0.1mL),可从本质上提高正常小鼠的学习能力并在24h后保持这种能力｡用上述剂量治疗10d后对正常小鼠的长期记忆能力有明显促进的作用｡研究结果提示,红景天提取物可缓解由亚硝酸钠(NaNO2)引起的记忆障碍,其作用机制可能系通过降低耗氧量,清除自由基,降低脂质过氧化反应,抑制缺氧造成的血液流变性改变等实现的｡邓天吉等[46]用'B9{红景天强身剂对115例衰弱综合征及神经衰弱治疗并同26例安定组对照,通过治疗观察,两组差异非常明显｡用脑后疲乏不堪的患者服药2周后,工作学习效率有明显提高,注意力集中,思考问题的效率明显提高;全身无力的患者,筋疲力尽消失,入睡好,少梦不易醒｡
3.7对心血管系统的作用大鼠颈外静脉插管注入脑垂体后叶素及心得安后,心电图出现ST段抬高､T波升高､心率加快､QRS波峰降低等异常改变｡红景天能有效防止实验动物心电图的上述改变,提示该药对急性心肌缺血合并心力衰竭有一定的预防作用[47]｡在常氧或缺氧条件下,红景天均能明显提高小鼠心肌糖原的含量并降低心肌乳酸和脑乳酸的含量,说明其有改善心肌有氧代谢的作用;灌胃给红景天胶囊可使小鼠夹闭气管后心电消失时间､常压和低压缺氧条件下平均存活时间延长,使大鼠注射垂体后叶素所致心肌缺血阳性反应数减少,表明其对心肌缺氧缺血具有保护作用[48]｡红景天可减弱离体心肌的收缩性能,降低心脏负荷,改善心肌功能;能改善心肌的供血供养,减轻心肌细胞的损伤,有保护心肌的作用,还有改善微循环障碍的作用,为治疗高原细胞增多症的有效药物[49]｡
3.8对免疫功能的作用赵文等[50]选择淋巴器官脏器系数､迟发型变态反应､脾脏抗体生成细胞数､巨噬细胞吞噬指数等免疫学指标观察藏产多种红景天对BALB/c小鼠免疫功能的影响｡结果表明,在500~2000mg/kg剂量范围内能增加BALB/c小鼠胸腺的相对质量､足拓厚度及脾脏抗体生成细胞的数量｡因此藏产红景天能增强小鼠细胞免疫及体液免疫的功能｡金永日等[51]用高山红景天茎叶提取物按250~500mg/kg给小鼠灌胃7d,可使正常小鼠免疫器官质量增加,亦能明显增强小鼠网状内皮系统的吞噬功能,提示红景天茎叶提取物具有抗应激和增强机体免疫功能的作用｡从西藏红景天中提出红景天多糖,以环磷酰胺复制出免疫功能低下小鼠型,结果表明,红景天多糖对小鼠外周血白细胞(WBC)及胸腺质量无显著影响,对外周血红蛋白(Hb)含量在正常小鼠有降低作用,而在免疫低下小鼠则有提升作用｡同时可促进正常小鼠脾淋巴细胞转化反应及NK细胞杀伤活性,可使免疫受抑小鼠上述指标逆转[52],红景天总苷可以通过增强大鼠单核吞噬细胞系统的功能从而提高机体的防御能力[53]｡
3.9毒性作用小鼠灌服狭叶红景天醇提物的LD50为(5.63±0.33)g/kg,对大鼠与狗的最大耐受量测定证明,本品属低毒级,且无明显的蓄积作用[54]｡经小鼠灌胃给药和腹腔注射给药两种途径进行小鼠急性毒性实验,结果小鼠灌胃给药的最大耐受量为38g/kg(浸膏量,1g浸膏相当于生药5.7g),最小致死量为50g/kg,小鼠腹腔注射给药的LD50为8.6g/kg｡Wistar大鼠6周口服给药长毒实验结果显示,该药除使大鼠体质量增长有较明显的减缓外,其余指标未见明显毒性反应[55]｡采用80只大鼠给予不同剂量的红景天进行灌胃实验观察,结果显示,各项指标均无明显变化[56]｡
综上所述,尽管中外研究者所用的红景天的品种不尽相同,但红景天属植物的主要化学成分类型与主要有效成分是一致的,主要有效成分是其中的苯基烷类化合物如红景天苷及其苷元酪醇､酪萨维等,其他有效成分还包括黄酮､香豆素､挥发油､萜类､多糖等化合物｡此外,红景天的药理实验研究表明,红景天提取物或其有效成分具有抗衰老､抗疲劳､抗肿瘤､抗病毒､抗辐射以及对神经系统､心血管系统､免疫系统的显著作用｡同时红景天的较低毒性也为其进一步的应用开发提供了广阔的前景[57]｡
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