从化学、药效和毒性角度比较认识正品大黄与土大黄(1)
[摘要]土大黄与药典收载的正品大黄具有某些功效的相似性，常常被用作大黄替代品应用。究竟土大黄与正品大黄能否简单的替换使用，或者说两者之间有无差异，差异在何处？对此进行研究，对于正确认识土大黄，以及临床与市场上的正确应用等都具有重要意义。该文在作者己有的工作基础上，结合相关文献报道，以大黄的主要功效“泻下”为基本点，从化学、药效及其毒性等方面进行了探讨。分析结果表明，华北大黄(土大黄)的泻下作用弱于正品大黄，其原因在于两者间结合型蒽醌类成分的含量差异，同时华北大黄的小鼠急性毒性也强于正品大黄，因此，华北大黄不宜简单的替代正品大黄使用。
[关键词]大黄；华北大黄；化学成分；药效；毒性
大黄是临床常用中药，具有明确的泻下作用。近年来的研究表明了大黄具有多种药理作用，临床也用于复合组方治疗多种病证。由于大黄的广泛应用，市场需求量不断地增大，在一些地方常常将当地生长的类似大黄药材替代大黄入药，所谓俗称“土大黄”。土大黄能否替代大黄入药，也曾有过研究报道。作者在己有工作的基础上，结合文献报道，对此进行了对比分析，以期对合理使用土大黄、以及准确使用大黄有所裨益。为了便于表述，这里的正品大黄是指2010年版《中国药典》收载的大黄[1]。本文实验工作所用的大黄为掌叶大黄Rheum palmatum L.。华北大黄R. franzenbachii Munt为地方药材，非药典所收载，将其作为“土大黄”进行对比研究。
, http://www.100md.com
1 大黄泻下作用的肾上腺素能受体靶点的确证
1.1 大黄泻下作用的结合型蒽醌与游离型蒽醌的关系 长期以来，蓼科大黄属(Polygonaceae Rheum)的多种植物的根茎提取物一直作为泻下药被广泛地使用。尤其是在国内，大黄作为药典收录的常用传统中药，有着较为重要的地位。大黄的根茎提取物最显著也是研究最多的药理作用为泻下作用，作为药物的多种大黄均有明显的泻下作用[2]。以药典收录的掌叶大黄R. palmatum为例，0.6 g·kg-1的掌叶大黄提取物可以降低小鼠的排便潜伏期、增加小鼠6 h排便量[3]。近年来随着对大黄的进一步研究，人们发现大黄属植物的提取物具有抗凝[4]、抗炎[5]、抗慢性肾衰竭[6]等多种作用。
研究发现大黄提取物中的蒽醌类化合物可以起到调节肠道蠕动和导致腹泻的作用。在对多种大黄的药物分析实验中发现，5种蒽醌衍生物及其葡糖苷为普遍存在的成分[7](图1)。药典中对大黄含量测定和质量控制的规定中，选取的也是这5种化合物[1]。
, 百拇医药
尽管这些化合物在大黄属的不同种植物中广泛存在，但是却不是所有含有蒽醌类化合物的大黄均有泻下作用。有文献报道尽管同属大黄属的华北大黄等植物的总蒽醌含量与掌叶大黄相近，但是其提取物促进腹泻的效果不明显甚至无效。早在20世纪40年代就有文献报道，与相应蒽醌苷相比，大黄提取物中的游离蒽醌类化合物口服时促进腹泻的活性很弱[8]。对于经不同炮制方法处理的大黄的药理研究也表明，当炮制处理导致结合型蒽醌降低而游离型蒽醌增加时，其导致腹泻的作用会明显减弱。这些实验均说明，经口服方式给药时，起到腹泻作用的成分应主要是蒽醌苷而非游离蒽醌。
然而，将游离蒽醌直接注入大鼠结肠可导致水分重吸收被抑制[9]。类似的结果也在小鼠的实验中得到[10]。这些实验结果表明，游离蒽醌可以直接作用于大肠而导致腹泻。这似乎与口服给药的结果相矛盾，但这一问题在药物代谢方面的研究中得到了很好地解释。对于大黄蒽醌类化合物在人和大鼠体内的吸收和代谢的研究表明，经口服给药后的游离蒽醌类化合物可以较为快速地被小肠吸收，而到达大肠的蒽醌类化合物的量十分有限[11-13]，因此其剂量不足以导致腹泻。而蒽醌苷类成分难以被小肠吸收，从而有较大的量到达大肠。在大肠中，蒽醌苷会因为细菌的代谢作用而脱掉糖，使蒽醌游离出来，从而作用于大肠，导致腹泻。在给药的同时给氯霉素的实验以及对无菌大鼠给药的实验中，蒽醌苷类均无法导致腹泻[14]，这一实验结果很好地支持了这种观点。
, 百拇医药
综上所述，在大黄提取物中，口服给药导致腹泻的有效成分为蒽醌苷类，这种化合物并非直接被吸收产生作用，而是在大肠中经过细菌的代谢转化为游离蒽醌，后者刺激大肠产生泻下药效。
1.2 游离型蒽醌与肠平滑肌β肾上腺素受体的关系 消化道平滑肌受到肠道内神经丛和自主神经2个系统支配，自主神经主要包括起抑制作用的交感神经和起兴奋作用的副交感神经。目前发现的肾上腺素能受体有5种，分别为α1型肾上腺素受体、α2型肾上腺素受体、β1型肾上腺素受体、β2型肾上腺素受体和β3型肾上腺素受体。肾上腺素受体为典型的G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor，GPCR)，为一种膜蛋白，结构上最大的特点为跨膜结构含有7个排列成筒状的α螺旋组成的7次跨膜域，肾上腺素的结合位点即在7次跨膜域中部[15] 。肠道上有多个亚型的肾上腺素受体分布，但是具体哪一种受体参与到了交感神经对肠道的抑制作用有一定的争议。多篇文献报道，用特异性抑制剂在豚鼠回肠进行实验，结果显示β1受体的激活可以导致肠平滑肌的抑制[16-17]。也有文献对此观点提出了质疑并认为有某些非典型的肾上腺素受体参与了这一过程[18]。一般认为，参与肠平滑肌抑制的受体为β2型肾上腺素受体[19]。不过无论哪种亚型的受体参与反应，公认的一点是β肾上腺素确实可以抑制肠平滑肌的收缩。由于肠道平滑肌活性水平是一种副交感神经的正向调节与交感神经的负向调节的平衡，M受体的竞争性抑制剂(例如阿托品)可以通过拮抗其中一种作用而打破这种平衡，从而达到对肠道的促进或抑制。经过分子对接实验计算结果表明，大黄蒽醌类成分对β肾上腺素受体有高度的亲和力，这种亲和力的结合位点与β肾上腺素受体阻断剂普萘洛尔(propranolol)高度重合。提示这些成分可以直接作用于肾上腺素受体，起到相应的药理作用(图2)。随后作者通过体外肠肌实验进行了验证。结果表明，大黄中的主要游离型蒽醌成分之一的大黄素可以阻断肾上腺素所引起的小肠平滑肌的收缩抑制，而这一点与β2型肾上腺素受体阻断剂普萘洛尔所表现出来的结果一致。由此证明了大黄蒽醌类成分主要通过阻断β2型肾上腺素受体从而促进了肠平滑蠕动，最终产生泻下的效应[20]。有报道大黄素可以促进结肠平滑肌的收缩，此结果与笔者的实验结果可以印证[21]。早期的研究报道表明大黄提取液低浓度可以增强离体大鼠的心率及心肌收缩力，高浓度时则心脏抑制，并通过静脉给药在猫身上得到验证[22]。而这一低浓度的兴奋，高浓度的抑制效应也在十二指肠平滑肌实验中得到进一步的印证[23]。但不管如何，大黄素作用于β2肾上腺素受体这一结果是确证的。, 百拇医药(严孝金 冯天师 王玉刚 袁梽漪 雷帆 肖新月 邢东明 杜力军)
[关键词]大黄；华北大黄；化学成分；药效；毒性
大黄是临床常用中药，具有明确的泻下作用。近年来的研究表明了大黄具有多种药理作用，临床也用于复合组方治疗多种病证。由于大黄的广泛应用，市场需求量不断地增大，在一些地方常常将当地生长的类似大黄药材替代大黄入药，所谓俗称“土大黄”。土大黄能否替代大黄入药，也曾有过研究报道。作者在己有工作的基础上，结合文献报道，对此进行了对比分析，以期对合理使用土大黄、以及准确使用大黄有所裨益。为了便于表述，这里的正品大黄是指2010年版《中国药典》收载的大黄[1]。本文实验工作所用的大黄为掌叶大黄Rheum palmatum L.。华北大黄R. franzenbachii Munt为地方药材，非药典所收载，将其作为“土大黄”进行对比研究。
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1 大黄泻下作用的肾上腺素能受体靶点的确证
1.1 大黄泻下作用的结合型蒽醌与游离型蒽醌的关系 长期以来，蓼科大黄属(Polygonaceae Rheum)的多种植物的根茎提取物一直作为泻下药被广泛地使用。尤其是在国内，大黄作为药典收录的常用传统中药，有着较为重要的地位。大黄的根茎提取物最显著也是研究最多的药理作用为泻下作用，作为药物的多种大黄均有明显的泻下作用[2]。以药典收录的掌叶大黄R. palmatum为例，0.6 g·kg-1的掌叶大黄提取物可以降低小鼠的排便潜伏期、增加小鼠6 h排便量[3]。近年来随着对大黄的进一步研究，人们发现大黄属植物的提取物具有抗凝[4]、抗炎[5]、抗慢性肾衰竭[6]等多种作用。
研究发现大黄提取物中的蒽醌类化合物可以起到调节肠道蠕动和导致腹泻的作用。在对多种大黄的药物分析实验中发现，5种蒽醌衍生物及其葡糖苷为普遍存在的成分[7](图1)。药典中对大黄含量测定和质量控制的规定中，选取的也是这5种化合物[1]。
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尽管这些化合物在大黄属的不同种植物中广泛存在，但是却不是所有含有蒽醌类化合物的大黄均有泻下作用。有文献报道尽管同属大黄属的华北大黄等植物的总蒽醌含量与掌叶大黄相近，但是其提取物促进腹泻的效果不明显甚至无效。早在20世纪40年代就有文献报道，与相应蒽醌苷相比，大黄提取物中的游离蒽醌类化合物口服时促进腹泻的活性很弱[8]。对于经不同炮制方法处理的大黄的药理研究也表明，当炮制处理导致结合型蒽醌降低而游离型蒽醌增加时，其导致腹泻的作用会明显减弱。这些实验均说明，经口服方式给药时，起到腹泻作用的成分应主要是蒽醌苷而非游离蒽醌。
然而，将游离蒽醌直接注入大鼠结肠可导致水分重吸收被抑制[9]。类似的结果也在小鼠的实验中得到[10]。这些实验结果表明，游离蒽醌可以直接作用于大肠而导致腹泻。这似乎与口服给药的结果相矛盾，但这一问题在药物代谢方面的研究中得到了很好地解释。对于大黄蒽醌类化合物在人和大鼠体内的吸收和代谢的研究表明，经口服给药后的游离蒽醌类化合物可以较为快速地被小肠吸收，而到达大肠的蒽醌类化合物的量十分有限[11-13]，因此其剂量不足以导致腹泻。而蒽醌苷类成分难以被小肠吸收，从而有较大的量到达大肠。在大肠中，蒽醌苷会因为细菌的代谢作用而脱掉糖，使蒽醌游离出来，从而作用于大肠，导致腹泻。在给药的同时给氯霉素的实验以及对无菌大鼠给药的实验中，蒽醌苷类均无法导致腹泻[14]，这一实验结果很好地支持了这种观点。
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综上所述，在大黄提取物中，口服给药导致腹泻的有效成分为蒽醌苷类，这种化合物并非直接被吸收产生作用，而是在大肠中经过细菌的代谢转化为游离蒽醌，后者刺激大肠产生泻下药效。
1.2 游离型蒽醌与肠平滑肌β肾上腺素受体的关系 消化道平滑肌受到肠道内神经丛和自主神经2个系统支配，自主神经主要包括起抑制作用的交感神经和起兴奋作用的副交感神经。目前发现的肾上腺素能受体有5种，分别为α1型肾上腺素受体、α2型肾上腺素受体、β1型肾上腺素受体、β2型肾上腺素受体和β3型肾上腺素受体。肾上腺素受体为典型的G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor，GPCR)，为一种膜蛋白，结构上最大的特点为跨膜结构含有7个排列成筒状的α螺旋组成的7次跨膜域，肾上腺素的结合位点即在7次跨膜域中部[15] 。肠道上有多个亚型的肾上腺素受体分布，但是具体哪一种受体参与到了交感神经对肠道的抑制作用有一定的争议。多篇文献报道，用特异性抑制剂在豚鼠回肠进行实验，结果显示β1受体的激活可以导致肠平滑肌的抑制[16-17]。也有文献对此观点提出了质疑并认为有某些非典型的肾上腺素受体参与了这一过程[18]。一般认为，参与肠平滑肌抑制的受体为β2型肾上腺素受体[19]。不过无论哪种亚型的受体参与反应，公认的一点是β肾上腺素确实可以抑制肠平滑肌的收缩。由于肠道平滑肌活性水平是一种副交感神经的正向调节与交感神经的负向调节的平衡，M受体的竞争性抑制剂(例如阿托品)可以通过拮抗其中一种作用而打破这种平衡，从而达到对肠道的促进或抑制。经过分子对接实验计算结果表明，大黄蒽醌类成分对β肾上腺素受体有高度的亲和力，这种亲和力的结合位点与β肾上腺素受体阻断剂普萘洛尔(propranolol)高度重合。提示这些成分可以直接作用于肾上腺素受体，起到相应的药理作用(图2)。随后作者通过体外肠肌实验进行了验证。结果表明，大黄中的主要游离型蒽醌成分之一的大黄素可以阻断肾上腺素所引起的小肠平滑肌的收缩抑制，而这一点与β2型肾上腺素受体阻断剂普萘洛尔所表现出来的结果一致。由此证明了大黄蒽醌类成分主要通过阻断β2型肾上腺素受体从而促进了肠平滑蠕动，最终产生泻下的效应[20]。有报道大黄素可以促进结肠平滑肌的收缩，此结果与笔者的实验结果可以印证[21]。早期的研究报道表明大黄提取液低浓度可以增强离体大鼠的心率及心肌收缩力，高浓度时则心脏抑制，并通过静脉给药在猫身上得到验证[22]。而这一低浓度的兴奋，高浓度的抑制效应也在十二指肠平滑肌实验中得到进一步的印证[23]。但不管如何，大黄素作用于β2肾上腺素受体这一结果是确证的。, 百拇医药(严孝金 冯天师 王玉刚 袁梽漪 雷帆 肖新月 邢东明 杜力军)