中药材道地性研究的模式假说
道地药材是中医临床长期反复实践中产生的、公认的优质中药材，它的形成与我国特有的生态地理、文化背景及中医药理论有关。由于道地药材独特的优良品质，其经济价低煌话恪＝昀矗缘赖匾┎牡穆佣嵝钥⒓又?br>境的人为破坏，致使许多道地药材濒于灭绝。因此，开展道地药材的研究不仅能体现中医药特色，而且是保证中医药持续发展的需要。应该说，在几千种中药当中，道地药材是研究得比较深入的部分。尤其是近些年来，运用多学科的理论和方法对道地药材进行研究，使之更全面和系统，并取得了一定的成绩。但距离阐明药材道地性的科学内涵，从理论上有所创新来振兴中药学术还相差很远。笔者分析了道地药材研究所遵循的途径及其相互关系，并提出了道地药材研究的3种模式假说。}l, http://www.100md.com
■道地药材的研究途径及相互关系}l, http://www.100md.com
从学科角度上看，以现代生物学为基础并结合数理化等多学科的方法联合攻关是研究道地药材的必然趋势。从主要途径上来分析，可概括为理论研究、实验研究和观察分析这3条途径。理论研究着重在中医药理论指导下，对道地药材的生物学本质、物质基础及形成机理等方面进行探讨，提出相应的假说；实验研究除目前进行的遗传及化学成分、药理药效分析外，还着重进行生态学的实验研究(实验室实验、野外实验和自然实验)；观察分析主要应用数学作为基本工具。理解理论研究、实验研究和观察分析这三者的关系，需要模式的介入。模式意味着可重复的一致性。道地药材是控制药材质量的模式，因此其识别模式是极为重要的，需要理解这些模式是怎样产生的，或者是说，是哪些机理导致了所观察到的模式。科学研究通常的次序是先观察，然后识别模式，再进行理论解释。一旦理论解释已经建立，可以引导人们进行有目的的观察或实验。}l, http://www.100md.com
■道地药材研究所具有的模式及分析}l, http://www.100md.com
中药系统演进的基本规律用现代生物学的观点来看，就是用进废恕⑷ノ贝?br>真、优胜劣汰、择优而立、道地自成。道地药材的演变是一个与生态环境、遗传变异和人文密切相关的复杂系统的自适应过程。通过分析和总结前人的研究成果，笔者认为道地药材有如下的模式假说：}l, http://www.100md.com
体现道地药材的生物学本质——特化基因型}l, http://www.100md.com
道地药材的道地性越明显，其基因特化越明显。道地药材的生物内涵是同种异地，即同一物种因其具有一定的空间结构，能在不同的地点上形成大大小小的群体单元，其中如果某一群体产}l, http://www.100md.com
生质优效佳的药材，即为道地药材。这个同一物种在不同地点上形成的群体单元，在生物学上就称为“居群”。因此，道地药材在生物学上就是指某一物种的特定居群。“特定”皇怯裳芯空吒菅芯磕康姆奖慊ǖ模怯梢欢ǖ耐?br>壤、光照及阴湿等环境所决定的，有着比较稳定的边界。是一个比较稳定的“地方居群”，是在特定的空间和时间里生活着的自然的或人为的同种个体群。从生物学上说，“道地药材”的形成应是基因型与环境之间相互作用的产物，可用公式表示：表型=基因型+环境饰变。所谓表型，是指道地药材可观察到的结构和功能特性的总和，包括药材性状、组织结构、有效成分含量及疗效等。环境饰变指由生境引起的表型的任何不同遗传的变化。当一个药材种具有较广泛的分布区时，它的各个不同地区居群往往具有不同的基因型或称地方性特化基因型，而这些基因型是由于不同的生态或地理的条件长期选择作用塑造而成，是产生“道地药材”的本质。因此，药材种越是广布种，越需要择地而生，其道地性越明显，其基因特化越明显。如天津大学高文远等对当归道地药材的RAPD分析显示，地理分布距离越小，当归的遗传差异越小，反之则越大。中国医学科学院郭宝林等对厚朴道地性的遗传学证据分析也说明，厚朴各道地产区的不同种之间的遗传差异明显。r6, http://www.100md.com
体现道地药材发展的动力学因素——边缘效应r6, http://www.100md.com
在两个或两个不同性质的生态系统(或其他系统)交互作用处，由于某些生态因子(可能是物质、能量、信息、时机或地域)或系统属性的差异和协合作用而引起系统某些组分及行为(如种群密度、生产力和多样性等)的较大变化，称为边缘效应。边缘效应能促进道地药材的形成主要在以下3个方面：一是边缘效应能促进生物多样性的形成，并成为道地药材产生和确定的基础。道地药材发现和确立的过程，实质上就是对生物多样性的选择性应用，既有在物种之间进行的优选，也有对物种内多样性的选择。其中前者的优选在南北朝以前，是道地形成的主要原因。唐宋以后，这种现象逐渐减少，发展为以就地取材，扩大资源来考虑。生物多样性是道地药材产生和确定的基础，而边缘效应长期以来被认为对生物多样性具有重要影响，对于生物多样性的研究和保护具有特定的价值。因此，边缘效应所产生的结果能成为道地药材形态和遗传变化的基础。二是边缘效应是促进道地药材化学变异的因素之一。决定药材疗效的物质基础是有效成分，有些有效成分在正常条件下没有或很少，只有当受到外界刺激(如各种生态因子)才会产生，这类物质属异常二次成分，被称为保护素。边缘效应常常促使这些保护素产生或得到进一步加强。三是边缘效应是道地药材形成中人文作用在生态系统空间分布上的体现。作为中药系统演进的三大动力(遗传变异、环境饰变、人文作用)对道地药材形成的贡献大小虽不一致，但都促进了道地药材的形成。其中人文作用在道地药材形成的生态系统空间分布表现出了边缘效应。边缘地带是人居住最多和最早的地区，据文献记载和考古发掘的结果，河南省的中部和北部、山西省南部、陕西省的关中盆地、河北省的西南部和山东省的西部，是人类较早居住，生产力较为发达的地区，这些地区也是道地药材的集中分布区。r6, http://www.100md.com
体现道地药材的药物属性——独特的化学特征r6, http://www.100md.com
道地药材的化学组成有其独特的自适应特征。道地药材良好的临床疗效的物质基础是其化学组成的独特特征。如笔者对茅苍术道地药材的挥发油组成特征分析显示，茅苍术挥发油主要组分的含量明显不同于非道地药材南苍术，茅苍术总挥发油含量显著低(P(黄璐琦；陈美兰；肖培根 )
■道地药材的研究途径及相互关系}l, http://www.100md.com
从学科角度上看，以现代生物学为基础并结合数理化等多学科的方法联合攻关是研究道地药材的必然趋势。从主要途径上来分析，可概括为理论研究、实验研究和观察分析这3条途径。理论研究着重在中医药理论指导下，对道地药材的生物学本质、物质基础及形成机理等方面进行探讨，提出相应的假说；实验研究除目前进行的遗传及化学成分、药理药效分析外，还着重进行生态学的实验研究(实验室实验、野外实验和自然实验)；观察分析主要应用数学作为基本工具。理解理论研究、实验研究和观察分析这三者的关系，需要模式的介入。模式意味着可重复的一致性。道地药材是控制药材质量的模式，因此其识别模式是极为重要的，需要理解这些模式是怎样产生的，或者是说，是哪些机理导致了所观察到的模式。科学研究通常的次序是先观察，然后识别模式，再进行理论解释。一旦理论解释已经建立，可以引导人们进行有目的的观察或实验。}l, http://www.100md.com
■道地药材研究所具有的模式及分析}l, http://www.100md.com
中药系统演进的基本规律用现代生物学的观点来看，就是用进废恕⑷ノ贝?br>真、优胜劣汰、择优而立、道地自成。道地药材的演变是一个与生态环境、遗传变异和人文密切相关的复杂系统的自适应过程。通过分析和总结前人的研究成果，笔者认为道地药材有如下的模式假说：}l, http://www.100md.com
体现道地药材的生物学本质——特化基因型}l, http://www.100md.com
道地药材的道地性越明显，其基因特化越明显。道地药材的生物内涵是同种异地，即同一物种因其具有一定的空间结构，能在不同的地点上形成大大小小的群体单元，其中如果某一群体产}l, http://www.100md.com
生质优效佳的药材，即为道地药材。这个同一物种在不同地点上形成的群体单元，在生物学上就称为“居群”。因此，道地药材在生物学上就是指某一物种的特定居群。“特定”皇怯裳芯空吒菅芯磕康姆奖慊ǖ模怯梢欢ǖ耐?br>壤、光照及阴湿等环境所决定的，有着比较稳定的边界。是一个比较稳定的“地方居群”，是在特定的空间和时间里生活着的自然的或人为的同种个体群。从生物学上说，“道地药材”的形成应是基因型与环境之间相互作用的产物，可用公式表示：表型=基因型+环境饰变。所谓表型，是指道地药材可观察到的结构和功能特性的总和，包括药材性状、组织结构、有效成分含量及疗效等。环境饰变指由生境引起的表型的任何不同遗传的变化。当一个药材种具有较广泛的分布区时，它的各个不同地区居群往往具有不同的基因型或称地方性特化基因型，而这些基因型是由于不同的生态或地理的条件长期选择作用塑造而成，是产生“道地药材”的本质。因此，药材种越是广布种，越需要择地而生，其道地性越明显，其基因特化越明显。如天津大学高文远等对当归道地药材的RAPD分析显示，地理分布距离越小，当归的遗传差异越小，反之则越大。中国医学科学院郭宝林等对厚朴道地性的遗传学证据分析也说明，厚朴各道地产区的不同种之间的遗传差异明显。r6, http://www.100md.com
体现道地药材发展的动力学因素——边缘效应r6, http://www.100md.com
在两个或两个不同性质的生态系统(或其他系统)交互作用处，由于某些生态因子(可能是物质、能量、信息、时机或地域)或系统属性的差异和协合作用而引起系统某些组分及行为(如种群密度、生产力和多样性等)的较大变化，称为边缘效应。边缘效应能促进道地药材的形成主要在以下3个方面：一是边缘效应能促进生物多样性的形成，并成为道地药材产生和确定的基础。道地药材发现和确立的过程，实质上就是对生物多样性的选择性应用，既有在物种之间进行的优选，也有对物种内多样性的选择。其中前者的优选在南北朝以前，是道地形成的主要原因。唐宋以后，这种现象逐渐减少，发展为以就地取材，扩大资源来考虑。生物多样性是道地药材产生和确定的基础，而边缘效应长期以来被认为对生物多样性具有重要影响，对于生物多样性的研究和保护具有特定的价值。因此，边缘效应所产生的结果能成为道地药材形态和遗传变化的基础。二是边缘效应是促进道地药材化学变异的因素之一。决定药材疗效的物质基础是有效成分，有些有效成分在正常条件下没有或很少，只有当受到外界刺激(如各种生态因子)才会产生，这类物质属异常二次成分，被称为保护素。边缘效应常常促使这些保护素产生或得到进一步加强。三是边缘效应是道地药材形成中人文作用在生态系统空间分布上的体现。作为中药系统演进的三大动力(遗传变异、环境饰变、人文作用)对道地药材形成的贡献大小虽不一致，但都促进了道地药材的形成。其中人文作用在道地药材形成的生态系统空间分布表现出了边缘效应。边缘地带是人居住最多和最早的地区，据文献记载和考古发掘的结果，河南省的中部和北部、山西省南部、陕西省的关中盆地、河北省的西南部和山东省的西部，是人类较早居住，生产力较为发达的地区，这些地区也是道地药材的集中分布区。r6, http://www.100md.com
体现道地药材的药物属性——独特的化学特征r6, http://www.100md.com
道地药材的化学组成有其独特的自适应特征。道地药材良好的临床疗效的物质基础是其化学组成的独特特征。如笔者对茅苍术道地药材的挥发油组成特征分析显示，茅苍术挥发油主要组分的含量明显不同于非道地药材南苍术，茅苍术总挥发油含量显著低(P(黄璐琦；陈美兰；肖培根 )