無機元素與中藥關系研究進展

魏小成，李成義，周瑞娟，張廣袤，馮慧敏，李玥，賈妙婷，強正澤，王明偉

甘肅中醫藥大學藥學院，甘肅 蘭州 730101

隨著健康中國戰略的提出，中藥品質及中藥材高質量發展成為中藥領域的研究熱點。中藥品質受種質、環境及人為因素等影響，《唐本草》所謂“離其本土，則質同而效異”，土壤無機元素是中藥無機元素的主要來源，不同中藥對土壤無機元素的富集能力不同。土壤無機元素影響中藥無機元素的累積，最終導致中藥質量不同。研究表明，無機元素與中藥四性有關，中藥有機成分與微量元素配位形成配合物成為藥效成分，無機元素的種類和含量與中藥寒熱藥性相關，以及中藥品質可能與土壤無機元素含量有關等。茲歸納近十余年無機元素與中藥相關性研究成果，并對二者關系進行闡述，以期為后續相關研究提供參考。

1 無機元素與中藥相關性

1.1 無機元素與中藥四氣

中藥四氣，又稱四性。《神農本草經》云：“藥有酸、咸、甘、苦、辛五味，又有寒、熱、溫、涼四氣。”四氣是中藥藥性理論的重要組成部分，對研究藥物共性及臨床用藥具有重要意義。研究發現，不同藥性的中藥所含無機元素的種類、數量不同，如涼性藥中鈣（Ca）、鎂（Mg）和鋅（Zn）含量高。中藥藥性影響中藥中無機元素的累積，表現為元素含量在不同藥性的中藥中有差異。此外，鐵（Fe）、錳（Mn）元素含量比值也影響中藥藥性，Fe/Mn值小，藥性偏熱，反之偏寒。故可作為區分寒熱藥性的標準之一。胡育筑等研究發現，在中藥藥性與無機元素含量關系上，寒涼藥＞溫熱藥＞平性藥，并推測不同元素主導不同的中藥藥性。這反映出不同藥性的中藥富集元素能力不同，且寒涼藥富集能力最強。研究顯示，溫熱藥Mn含量高，寒涼藥Fe含量高，與相關研究結果基本一致，表明Fe、Mn含量在不同藥性的中藥中差別較大，可作為區別中藥藥性的特征元素。甚至有學者認為無機元素是決定植物藥四性的主要因素。基于以上研究，筆者認為，從無機元素角度研究中藥藥性是科學和必要的。無機元素的種類和含量能影響中藥藥性，其中Fe、Mn與中藥藥性的關系更為密切，值得深入探究。

1.2 無機元素與中藥五味

中藥五味與五行、陰陽、歸經及功效等密切相關，是中醫臨證擇方用藥的重要依據。研究表明，辛味藥Mn含量高于酸味藥，咸味藥銅（Cu）、Fe含量高于苦味藥。不同藥“味”的元素含量差異較大，如甘味藥與非甘味藥鋰（Li）含量顯著不同，辛味藥Mn含量高。根據中藥藥性理論，辛、甘味屬陽，酸、苦及咸味屬陰。湯學軍等發現，陽性藥中稀土元素含量高于陰性藥。由于不同藥“味”的元素含量不同，探究無機元素與中藥“陰陽性”的關系，從不同角度認識無機元素與中藥五味的關系，能更全面了解二者關系。此外，用元素含量判別藥“味”可替代“口嘗”及“推論”藥味的傳統方法，表明藥味的確定出現新方法。用現代科學技術手段代替傳統方法，有利于中醫藥現代化發展進程。由于甘味藥Li含量高，故可選擇Li含量建立數字化標準模型，用以區分甘味藥和非甘味藥。但四氣五味是中藥稟受天地陰陽自然元素之變化而形成，因此，無機元素與中藥五味關系較為復雜，后續研究值得關注。

1.3 無機元素與中藥歸經

研究表明，無機元素與中藥歸經存在聯系。四氣五味說明中藥的寒熱屬性和藥效，歸經指出治病具體范圍，而無機元素則可作為四氣五味與中藥歸經理論結合的樞紐。探究無機元素與中藥歸經的關系，可使中藥歸經有效結合四氣五味，更準確指導臨床用藥。研究顯示，歸經藥與相應非歸經藥中微量元素含量有差異，歸脾經藥的Mn、歸肺經藥的鉍（Bi）、歸膽經藥的Cu和歸膀胱藥的鍺（Ge）含量顯著高于非歸經藥。另外，無機元素總量也不同，其中含量最高的是腎經藥，最低的是膀胱經藥。由此推測，腎經藥以Mn為特征，肝經藥以Fe為特征。總之，以無機元素為樞紐，將四氣五味與歸經理論結合起來，可做到全面準確分析無機元素與中藥藥性的關系。

1.4 無機元素與中藥功效

功效是中藥治療疾病的基本概述，是中醫藥傳承的精華。無機元素與中藥功效密切相關。比較不同功效中藥無機元素含量發現，Fe/Mn值高有化痰理氣功效，反之則有收斂、化濕及溫里等功效，且補陽藥Mn含量高，補陰藥Zn含量高。推測無機元素能區別補陰或補陽藥，Mn、Zn可作為鑒別特征元素。王健等研究發現，鎮咳藥和鎮痛藥的無機元素總量不同，表明元素含量影響中藥功效。

無機元素與中藥共同維護人體健康，不同元素所發揮的生理作用也不同。如Ca有止血消腫作用，Mg和鉀（K）具有擴張血管等作用。此外，無機元素與不同類別中藥功效密切相關，如止血類中藥普遍含有較豐富的Zn、Ca、Fe，補益類中藥與鈷（Co）、鉬（Mo）、鎳（Ni）、Fe 和Mn 元素有一定聯系，而Zn、Cu元素則相對獨立。總之，無機元素是影響中藥功效的因素，無機元素種類和含量在一定程度上能反映中藥功效，Fe、Mn在中藥四氣、五味、歸經及功效上都發揮重要作用，今后可以Fe、Mn為主導，著重探究其與中藥藥性理論及功效的關系，闡明無機元素與中藥性味歸經及功效關系。

2 無機元素與中藥質量的相關性

2.1 無機元素與道地藥材

《本草經集注》“諸藥所生，皆有其界”，闡明生境與中藥材密切相關。藥材道地性與非道地性受土壤元素的調控，無機元素與藥材道地性有關，道地產區與非道地產區藥材和土壤中的無機元素含量存在明顯差異，且道地藥材對元素的吸收有選擇性。如可用無機元素含量區別當歸藥材產地，進而區分當歸質量；安徽銅陵的牡丹皮為道地藥材，藥材品質好，研究顯示可能與微量元素含量相關；承德地區土壤中Fe含量高，適合當地道地藥材黃芩生長。此外，微量元素對藥材質量也產生影響，如特征微量元素對道地藥材牡丹皮質量有特殊作用，故在建立道地藥材化學指紋圖譜時應加入微量元素的特征圖譜。郭蘭萍等研究發現，道地產區茅蒼術藥材中Ni平均含量高，且對Ca的富集能力較強。對不同產地當歸中無機元素的特征性及地域性分布進行分析，按無機元素特征可分為道地產區“岷歸”與非道地產區“云歸”兩類，呈明顯的地域分布特征，無機元素與地域相關性強，使其與中藥材的道地性聯系緊密。Li等研究發現，Fe等可作為黃芪道地產區與非道地產區的鑒別特征元素，Fe與黃芩及黃芪的道地性都有關，可將其歸為一類研究。與當歸藥材道地性的關系影響較大的無機元素包括鉻（Cr）、Fe、鈦（Ti）、Ni 和釩（V），而道地產區岷縣當歸中以上元素的含量低于均值。此外，遺傳因素可通過調節體內代謝途徑有選擇地吸收和積累無機元素，使相同藥材的元素含量明顯不同。可見，道地藥材形成過程比較復雜，相關基因可通過調節代謝途徑影響中藥無機元素累積，進而影響藥材的道地性。從基因層面探究無機元素與道地藥材的關系，對闡明二者作用機制有一定意義，將被廣泛采用。

2.2 無機元素與中藥炮制

炮制是中藥材向中藥飲片轉化過程中必要的加工方法，目的是減毒增效。研究顯示，中藥炮制前后有機成分和無機成分均有變化。中藥炮制后溫性藥的微量元素含量大多降低，寒涼藥的微量元素含量大多增加。分析多種中藥炮制前后增效和有害元素的含量發現，炮制后有害元素含量大多降低，增效元素含量增加明顯，說明炮制對降低有害元素有積極作用，在一定程度上也能解釋中藥炮制增效減毒作用的科學內涵。

2.3 無機元素與中藥化學成分

中藥作用人體為多成分、多靶點及多通路。無機元素與中藥有機成分結合成多種狀態，如溶解態、膠體和螯合物等。無機元素在中藥中存在不同的價態、化合態、聚合態及空間結構等，使其生物活性也隨之變化。無機元素與中藥化學成分的關系成新的研究方向，研究較多的是土壤無機元素對黃酮類成分合成代謝的調控。通過合理增施特定無機肥等調控前胡中香豆素類成分的含量，以保證前胡質量。劉振成等在研究土壤因子對朝鮮淫羊藿有效成分的影響時發現，增施鈣肥和減施鎂肥有利于提高其活性成分的質量濃度。噴施適量鉀鹽有利于紅芪生長和異黃酮類成分的積累，表明K能提高紅芪藥效成分含量。研究顯示，土壤無機元素Mn是黃芩藥效成分含量積累的主要影響因子，增加有效Mn有利于黃芩苷的積累。無機元素與中藥藥效成分相關性的研究，表明無機元素與中藥有效成分顯著相關。中藥藥效成分累積受多種因素的影響，土壤無機元素是影響因素之一。土壤為植物生長提供多種元素且相互間存在影響，土壤無機元素影響中藥化學成分的合成進而影響其品質。探究土壤無機元素與中藥化學成分的關系，有利于中藥材高質量發展。目前大多數研究集中在單一成分及少數元素含量的變化，尚不能充分解釋相關問題，應加強多種無機元素與多組化學成分作用的相關研究，深入探討無機元素影響中藥藥效成分的機制，以提高中藥品質。近年來無機元素與中藥化學成分的相關研究見表1。

表1 無機元素參與調控的中藥化學成分

2.4 無機元素與中藥毒性

土壤中的重金屬及有害元素會被中藥吸收進而殘留，影響用藥安全。如當歸藥材不同部位重金屬及有害元素殘留不同，土壤中Cu、砷（As）影響當歸藥材殘留。因此，加強對栽培基地的土壤進行重金屬及有害元素的檢測，有利于中藥產業健康發展。由于不同產地同種藥材重金屬含量差異較大，部分產地出現重金屬含量超標現象，有必要建立相對應的檢測標準。另外，費毅琴等研究發現，葉類和全草類最易蓄積重金屬和有害元素，因此檢測不同藥用部位時應有不同的檢測標準。研究比較冬蟲夏草人工繁育品和野生品重金屬及有害元素含量發現，人工繁育品低于野生品，且野生冬蟲夏草大多存在As超標現象。說明來源不同的藥材重金屬及無機元素含量不同，應對栽培（養殖）和野生中藥材進行外源性安全檢測時設立相應檢測標準，并對其進行源頭控制，以保證用藥安全。

3 結語

中藥質量受多種因素復合作用，尤其無機元素與中藥之間存在復雜的作用關系，因此研究無機元素與中藥的關系顯得尤為重要。近年來，隨著分子生藥學及各種組學快速發展，在基因層面解釋無機元素與中藥的關系將成為研究熱點。基于大數據及多元統計的分析方法為無機元素影響中藥質量的研究提供便利，多組學聯用能更清楚闡明無機元素與中藥之間的關系。但目前無機元素與中藥關系的研究過于注重無機元素影響中藥材次生代謝產物的積累，缺乏相關作用機制方面的研究；另外，無機元素通過調節基因表達進而影響中藥品質的相關研究也不足。建議后續研究加強相應基因水平的研究，通過更深層次研究無機元素與中藥的關系，使臨床用藥更加合理。