麻黄资源的利用与研究开发进展①

    1

    查丽杭 1

    苏志国 2

    张国政 1

    欧阳藩 1

    (中国科学院过程工程研究所,生化工程国家重点实验室 北京 100080)

    2

    (新疆托峰药业有限责任公司 阿克苏 843100)

    摘要 本文介绍了麻黄资源的现状、麻黄碱的特性以及代谢途径 ,评述了有机合成、植物提取、组织培养

    以及微生物发酵半合成等生产麻黄碱方法及存在的问题 ,详细讨论了近年来麻黄组织培养的进展及其

    影响因素。强调生物技术应是解决麻黄碱生产中资源枯竭和保护环境的有效手段。

    关键词 生物代谢途径 , 麻黄 ,麻黄碱 ,组织培养 ,资源

    Application and Research on Ephedra Resource

    1

    ZHA Li-Hang 1

    SU Zhi- Guo 2

    ZHANG Guo- Zheng 1

    OUYANG Fan

    1

    ( Institute of Process Engineering , The Chinese Academy of Sciences , The State Key lab of Biochemical Engineering , Beijing 100080)

    2

    ( Xinjiang TUOFENG Pharmaceutical Co. Ltd , Akesu 843100)

    Abstract This review presents a brief outline of the Ephedra resource status in resent years , the

    characteristic and metabolism pathway of ephedrine , the methods of obtaining ephedrine by chemical

    synthesis , extraction from plant , plant cell culture and fermentation. The advance and influence

    factors of plant cell culture from Ephedra are discussed in detail . This study represents an initial at2

    tempt to protect the wild resources and environment . It is emphasized that the biotechnology is the

    important method in dissolving the short of Ephedra resources and protecting the environment of the

    ephedrine production process.

    Key words Biometabolic pathway , Ephedra , Ephedrine , Plant tissue culture , Resource

    麻黄碱在医药等工业方面有重要的应用价值 ,而且 ,中国也是世界麻黄碱的主要生产

    国。近年来野生麻黄植物被大量采挖 ,资源频临枯竭。有必要对麻黄资源进行合理的利

    用和规划 ,特别是从人工栽培、组织培养、化学合成以及转基因工程技术等多方面开发麻

    黄资源 ,这对于保护环境、保护草场以及保护荒漠植被极为有利。

    1 麻黄植物资源状况

    麻黄是一种重要的药用植物,其中主要药用成分为麻黄碱和伪麻黄碱。麻黄碱的作

    用:1)对心血管系统的作用:麻黄碱使心肌收缩力增加 ,心输出量增加 ,而心率变化不大。

    麻黄碱的三种异构体的升压作用 ,以左旋麻黄碱最强 ,右旋伪麻黄碱最弱 ,约为左旋的一

    半 ,人工合成的消旋麻黄碱居其中。麻黄次碱也能够降低血压。麻黄碱使冠脉、脑、肌肉

    ① 作者简介:查丽杭,副研究员,从事植物细胞反应器大规模培养及天然产物分离提取研究,发表文章多篇,申请了

    专利6项。欧阳藩,研究员,博士生导师,获国家级有突出贡献中青年科学家称号,承担多项国家级重大项目,获

    国家科技进步二等奖,中科院科技成果一等奖,全国科学大会奖及美国宇航局技术发明一等奖等。

    收稿日期:2001207202 接受日期:2002202224 责任编辑:姜联合

    植物学通报 2002 , 19 (4) :396～405

    Chinese Bulletin of Botany

    ? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.血管扩张 ,血流量增加;使肾、脾等内脏和皮肤、粘膜血管收缩 ,血流量降低。麻黄碱对鼻

    粘膜血管的收缩作用比伪麻黄碱强 ,维持时间亦较长。2)对中枢神经的作用:麻黄碱有明

    显的中枢神经兴奋作用 ,较大治疗量即能够引起大脑皮层和皮层下中枢的兴奋 ,引起失

    眠、神经过敏、不安、震颤等症状。对呼吸中枢和血管运动中枢也有兴奋作用 ,麻黄碱能够

    提高中枢性痛觉阀值 ,产生镇痛作用。对骨髓产生兴奋作用 ,能使中枢部位脑内的多巴胺

    游离 ,引起定型的运动。3)对呼吸系统的作用:低浓度的麻黄碱和伪麻黄碱均能够引起支

    气管扩张。甲基麻黄碱亦能舒张支气管平滑肌。4)对平滑肌的作用:麻黄碱能使胃肠道

    平滑肌松弛 ,抑制蠕动 ,延缓胃肠道内容物的推进以及排空。麻黄碱能使膀胱三角肌和括

    约肌的张力增强 ,能使排尿次数减少 ,足够量可以产生尿潴留 ,用于儿童遗尿症和儿童腹

    泻。5)其它:麻黄碱可以使疲劳的骨骼肌紧张度显著持久地升高。具有抗炎作用并对金

    黄色葡萄球菌、甲种和乙种链球菌、炭疽杆菌、白喉杆菌、伤寒杆菌等有不同的抑制作用

    (赵承侠 ,1995 ;阴建和郭力弓 ,1993) 。

    麻黄( Ephedra)属裸子植物 ,为多年生小半灌木植物 , 我国大约有 12 种 ,其中有草麻

    黄( E. sinica Stapf) 、木贼麻黄( E. equisitina Bunge) 、中麻黄( E. intermedia Schrenk ex Mey) 、西藏麻黄( E. intermedia var. tibetica Stapf ) 、丽江麻黄 ( E. likiangensis Florin) 、单子麻黄

    ( E. monosperma Gmel . ex Mey) 、异株矮麻黄( E. minuta var. dioeca C. Y. Cheng) 、山岭麻黄

    ( E. gerardiana Wall ) 、藏麻黄 ( E. saxatilis Royle ex Florin) 、窄膜麻黄 ( E. lomatolepis

    Schrenk) 、斑子麻黄( E. lepidosperma C. Y. Cheng) 、膜果麻黄( E. pezewalskii Stapf) (张建生

    等 ,1989b) 。分布在新疆、内蒙、宁夏、甘肃、四川、西藏、陕西、山西、辽宁、青海、云南等 23

    个地区(陈发奎 ,1997) 。《中国药典》 1985 年版收载作为药用的麻黄植物主要有木贼麻黄

    ( E. equisetina Bunge) 、草麻黄( E. sinica Stapf)和中麻黄( E. intermedia Schrenk ex Mey) 。

    在新疆 ,从低于海平面154米的吐鲁番到海拔4000 米以上的高山谷地中都有麻黄植

    物分布 ,主要以木贼麻黄( E. equisetina Bge) 、中麻黄( E. intermedia Schrenk et Mey)和蓝麻

    黄( E. glauca Rgl)为主 ,还有草麻黄( E. sinica Stapf) ......