杜仲的藥理作用及其開發應用論文

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【摘要】綜述了國家重點保護藥用植物杜仲的生物學特性、藥理作用、栽培、組織培養、活性成分等方面的研究概況，并對其以后的研究方向進行了展望，旨在為該物種資源的進一步有效開發利用提供參考。

【關鍵詞】杜仲；生物學特征；化學成分；藥理作用

杜仲(EucommiaulmoidesOliv.)又名思仙、思仲、石思仙，是僅存于我國的第三紀孑遺植物，屬于國家二類保護植物，主產于四川、重慶、陜西、湖北、河南、貴州等省，江西、甘肅、湖南、廣西等省區也有種植。杜仲作為藥材在我國已有2000多年的歷史，我國第一部藥書《神農本草經》記載了杜仲藥效：“杜仲性味甘、微辛、溫、無毒，有補肝腎、強筋骨、益腰膝、除酸痛的效能”。杜仲適應性很強，對土壤要求不嚴，不但在平原生長良好，而且可綠化荒山、保持水土，改善生態環境。杜仲樹形美觀、葉色濃綠、病蟲害少，是優良的園林綠化樹種。

一、杜仲的生物學特征

1形態特征杜仲為落葉喬木，高達20m。小枝光滑，黃褐色或較淡，具片狀髓。皮、枝及葉均含膠質，折斷后均具有白絲。單葉互生；橢圓形或卵形，長6～18cm，寬3～7.5cm，葉的先端漸尖，基部廣楔形，邊緣有鋸齒。幼葉上表面被柔毛較疏，下表面毛較密；老葉上表面光滑，下表面葉脈處疏被毛，葉柄長1～2cm。花單性，雌雄異株，同葉或先葉開放，生于一年生枝基部苞片的腋內，有花柄，無花被。雄花有雄蕊6～10枚；雌花有一裸露而延長的子房，子房1室，頂端有2叉狀花柱。翅果卵狀長橢圓形而扁，先端下凹，內有種子1粒。花期4～5月，果期9月。

2核型研究張延東等以萌發種子的根尖為材料，對蘭州地區引種的杜仲進行了體細胞染色體核型分析。結果顯示：杜仲染色體較小，數目均為34條。杜仲體細胞染色體核型有2類，第1類為2n=34=20m(2SAT)+10sm+4st，第2類為2n=34=20m(2SAT)+12sm+2st。在2類核型中均見到了隨體染色體，隨體均位于中部著絲點染色體的短臂上。2類核型中最長染色體與最短染色體的比值小于2，臂比值大于2：1的染色體的比例在1%～50%之間，按照Stebbin的核型分類標準應屬2A核型。

二、杜仲的繁殖與保護

2.1無性繁殖和其他所有栽培林木一樣，良種選育是杜仲資源開發中極其重要的基礎性工作，但杜仲樹體高大，生長周期長，生長環境較難控制，采用常規方法進行育種很難實施。趙樹泉通過實踐研究提出了插根育苗、樹蔸育苗、休眠枝扦插育苗等無性繁殖的方法。馬小峰等通過對不同生長素種類、不同濃度二因素隨機區組設計，得出杜仲扦插育苗以ABT1號生根粉，濃度為1.0mg/L，采穗母樹為1年，扦插時間以6月中旬為最好。孟憲民等也提出利用杜仲的萌枝力極強這一特性進行無性繁殖，以獲得新的植株。其方法為在冬季結合施肥，松動根際周圍的土壤，損傷其部分側根，促使其產生根蘗條，第2年將萌蘗產生的小苗移走定植。也可將老齡杜仲伐后，加強水肥管理，促使其萌生蘗條，在蘗條基部進行刻傷并培土，待第2年蘗條產生新根后分離定植。

2.2組織培養研究杜仲繁殖主要采用播種育苗方法，但其是雌雄異株，定植10年以上才能開花結果，種子結實有限，靠種子繁殖難以滿足發展需要。據報道，采用組培的方法繁殖杜仲，生產周期短，繁殖系數高，成本低，經濟效益高。另外，組培快速繁殖可以保證種苗形狀一致，克服種子繁殖苗木觀賞形狀不一致的缺點，提高苗木的商品規格，有利于進行工廠化生產。李俊紅等通過實驗得出，杜仲組織培養的不同培養階段優化的最適培養基分別為:誘導愈傷組織的最適培養基為MS+1.5mg/LNAA+2.0mg/LBA，誘導率為95%；愈傷組織繼代增殖最適培養基為MS+1.0mg/LNAA+2.0mg/LBA，成活率為98.5%；不定芽分化的最適培養基為MS+0.5mg/LNAA+2.0mg/LBA，分化率為40%；最適生根培養基為1/2MS+1.5mg/LIBA，生根率為92.5%。

2.3杜仲內生真菌的研究近年來隨著人們對內生真菌研究的深入，發現通過人工發酵方法生產與其宿主植物相同的特有藥用活性成分是可能的。謝輝等從杜仲的葉片中分離出的內生真菌代謝產物具有抗氧化活性作用。王梅霞等從采自江蘇和陜西的杜仲組織分離獲得254株內生真菌，根據形態學特征鑒定分屬于9個屬。研究結果表明從不同地點杜仲組織中以及從杜仲不同部位組織中分離獲得的內生真菌的類群與分布存在明顯差異。沈書慶等由杜仲植株的根、莖、葉分離到內生真菌，分別對各菌株進行液體培養，篩選出能產生與杜仲藥材相同或相似黃酮類化合物的內生真菌。蘇印泉等以金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌、大腸桿菌為測試菌種對杜仲根、莖、葉中分離出的20株內生真菌及其次生代謝物進行抗菌活性篩選，結果表明：有15個菌株至少對1種實驗細菌具有抑菌活性，19株的代謝產物至少對1種實驗細菌具有抑菌活性，其中有3株內生真菌及其次生代謝產物對測試病原細菌均有較強抑制作用。李愛華等從樹齡達7年以上杜仲皮中分離得到122株內生菌，其中真菌75株，細菌47株，經搖瓶培養后分析各菌株產松脂醇二葡萄糖苷(PDG)的能力，結果發現有8株菌能產生PDG，最高產量可達13.387mg/L。因此，探索通過內生真菌產生與宿主植物相同成分的這一途徑，將對杜仲的保護提供新的思路。

2.4遺傳多樣性研究杜仲作為古老的稀有物種和重要經濟植物，需要得到很好的保護。保護一個物種不僅要保存一定的個體數量，更重要的是要有目的的盡可能多地保存其種內的遺傳多樣性。王璦琦等采用隨機擴增多態DNA(RAPD)方法對杜仲的16個群體、260個個體進行遺傳多樣性分析，結果顯示用10個隨機引物共擴增出110條清晰條帶，其中多態性條帶為106條，總的多態位點百分率為96.36，平均多態位點百分率為38.92。Nei’s基因多樣性指數H=0.2461，Shannon’s多態性信息指數I=0.3868。基因分化系數Gst=0.4244。杜仲種內具有豐富的遺傳多樣性，而不同群體內部的遺傳多樣性低。因此，針對杜仲群體間遺傳分化大，群體內遺傳多樣性普遍較低的特點，保護其遺傳多樣性需要盡可能多地保護

三、杜仲的化學成分

杜仲的化學成分非常豐富，各國學者都做了大量的提取、分離、純化和鑒定工作，結果發現杜仲的葉、皮中含有類似的化學成分，主要有木脂素類(lignans)、環烯醚萜類(iridoides)、有機酸(organicacid)、萜類(iridoids)、多糖類(polysaccharide)、氨基酸(aminoacid)和杜仲膠(guttapercha)等有機化合物，還有一些無機元素。

3.1木脂素類關于木脂素類化合物的研究報道較多。已從杜仲中分離出27種該類化合物，包括雙環氧木脂素類(bisepoxylignans)、松脂酚類(pinoresinols)、丁香樹脂醇類(syringaresinols)、橄欖樹脂類(olivils)、松柏醇類(coniferylalcohols)等。

3.2環稀醚萜類已從杜仲的皮和葉中分離出多種環稀醚萜類化合物，包括杜仲醇(eucommiol)、杜仲醇苷(eucommioside)、脫氧杜仲醇(deoxyeucommiol)、京尼平苷(geniposide)、京尼平苷酸(geniposidicacid)、桃葉珊瑚苷(aucubin)、哈帕苷乙酸酯(harpagideacetare)、筋骨草苷(ajugoside)、雷撲妥苷(repotoside)、杜仲苷(eucommioside)、車葉草酸(asperulosidicacid)、車葉草苷(asperuloside)、地芰普內酯(loliolide)等。

3.3糖和杜仲膠及其他成分杜仲膠在果實中含量最高。杜仲膠具有良好的絕緣性、抗酸堿性、熱塑性和形狀記憶等特點，因而受到大家普遍重視。杜仲多糖是近年來發現的又一類活性成分。Gonda等從杜仲皮中分離出酸性聚糖杜仲糖A(EucommanA)，Tomoda等分離出了杜仲糖B(EucommanB)。另外杜仲還含有Co、Ni、Zn、Mn、Cu等微量元素和豐富的VitE和β-胡蘿卜素，以及少量的VitB1、VitB2等，還含有揮發油成分。

四、藥理作用

4.1杜仲的藥理作用對于杜仲在降壓，降血糖，調節血脂，增強免疫力，抗癌、抑癌，抑制膽固醇上升，抗突變，抗補體活性，抗氧化等方面的藥理作用已有很多報道，筆者在此只對其最新的一些研究概述如下。

4.1.1促進骨骼的新陳代謝有研究報道，老年人黃骨髓的增多提示黃骨髓可能繼發于成骨細胞減少，成骨細胞減少可能是老年人骨質疏松的主要原因。肖靜等通過提取杜仲皮中總黃酮，以25、50、100μg/ml濃度分別加入新生Wistar大鼠顱骨分離培養的成骨細胞中，用MTT(3-[4，5-二甲基噻唑-2]2，5-二苯基四氮唑溴鹽)法評價對成骨細胞增殖的影響。結果：50、100μg/ml杜仲總黃酮劑量組的A570吸光值明顯增高，與對照組比較差異有顯著性(P0.05)，從而證明杜仲總黃酮能直接促進體外成骨細胞的增殖。關于杜仲總黃酮促進成骨細胞增殖的機制，僅見杜鵬等的報道。他們通過應用淫羊藿總黃酮、杜仲總黃酮對維甲酸誘導的小鼠骨質疏松模型的實驗，發現淫羊藿總黃酮、杜仲總黃酮能對抗維甲酸誘導的小鼠骨質疏松癥，可提高成骨細胞活性。但杜仲總黃酮直接促進成骨細胞的增殖機制，目前了解甚少，有待進一步研究。

4.1.2抗疲勞和愈傷作用疲勞是涉及許多生理生化因素的綜合性生理過程，是人體腦力或體力活動到一定階段時必然出現的一種正常的生理現象。趙暉等通過對杜仲的藥理研究發現其具有抗疲勞和愈傷的作用。金曉玲等實驗將小鼠按體重隨機分為對照組和低、中、高劑量組。低、中、高三個劑量組分別灌胃，給予130、260、520mg/kg的杜仲雄花茶提取液進行30天實驗，對照組給蒸餾水。測定小鼠游泳時間及血乳酸、尿素氮、肝糖原等指標，結果顯示杜仲雄花茶提取物能延長小鼠的游泳時間，降低了運動后血清BUN(BloodUreaNitrogen)濃度，提高肝糖原的儲備量，增強清除乳酸能力，得出杜仲雄花茶具有顯著的抗疲勞作用的結論。

4.1.3抑菌作用季志平等[25]對杜仲葉70%(體積分數)乙醇提取物及其分級組分進行了抑菌試驗。結果顯示，杜仲葉提取物在抑菌活性方面具有一定的熱穩定性，抑菌率隨時間而逐漸增加，16h之后基本保持不變。劉世會等用紙片瓊脂擴散法，研究了杜仲抗真菌肽EAFP3(Eucommiaantifungalpeptide3)對黃曲霉(Aspergillusflavus)的抗真菌活性。研究結果表明，EAFP3對黃曲霉有明顯抑制作用，最小抑菌濃度為125μg/ml。

4.1.4對艾滋病的治療多種臨床報道中藥具有抗病毒活性，呂琳等通過初篩發現杜仲抗HIVgp41(HIVenvelopeproteingp41，HIV包膜蛋白質gp41)的活性較為理想，因而將杜仲水提取液分別用石油醚、乙酸乙酯和正丁醇萃取，萃取物干燥稱量后制備成濃度為1mg/ml的樣品液，用夾心免疫酶聯法檢測杜仲及其萃取物對HIVgp41六股螺旋束結構的作用。結果發現杜仲提取物可抑制HIVgp41六股螺旋束的形成，從而起到抗HIV的作用，其活性部位主要在乙酸乙酯萃取物里，活性物質是能被乙醇沉淀的大分子物質。

4.2杜仲的營養保健功能關于杜仲的營養保健功能，李時珍早就提出“久服，輕身耐老”。在近代，對于杜仲的營養保健功能許多國家都有廣泛共識，尤其是日本，他們已經將杜仲作為一種特定的保健食品，每年帶來幾百億日元收入。據日本大學藥學系高橋周七教授的研究表明，杜仲可以提高機體膠原蛋白的新陳代謝，小鼠實驗結果顯示，服用杜仲粉的小鼠血清膠原蛋白含量增加1.6倍，作為膠原蛋白指標之一的羥脯氨酸也多出1.3倍。因此杜仲具有減肥和美容的作用。公務員之家

杜仲的藥效已被臨床證明并得以廣泛運用，但其藥材資源匱乏卻是制約杜仲開發利用的最大障礙，目前通過人工栽培雖然取得了一定進展，但仍不能滿足市場需求。近年來有關杜仲的研究多側重于化學成分及臨床應用等方面，而有關杜仲的生理生態研究、次生代謝產物積累機制等方面的研究尚不完善。因此，隨著對杜仲藥用價值研究的逐步深入及市場對杜仲資源需求量的持續增加，今后對野生杜仲資源的保護、杜仲的人工栽培和規范化種植等方面都會更加重視，與此同時，有關杜仲的生理生態研究、次生代謝產物積累機制等方面的研究也將會陸續展開。

【參考文獻】

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