石菖蒲化學成分及其藥理作用概述

梅婷婷，閆珺，陳晶

（1. 黑龍江中醫藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040；2. 黑龍江中醫藥大學附屬第一醫院，黑龍江 哈爾濱 150040）

石菖蒲為天南星科菖蒲屬植物石菖蒲（Acorus tatarinowiiSchott）的干燥根莖。質硬，切面纖維性，類白色或微紅色，有明顯環紋及油點，主產于四川、湖北、湖南等地。《中華人民共和國藥典》規定將樹皮作為藥用部位，性溫，味辛、苦，歸心、胃經，有開竅豁痰、醒神益智、化濕開胃等功效，可用于治療神昏癲癇，健忘失眠，耳鳴耳聾，脘痞不饑，噤口下痢等［1］。石菖蒲又名昌本、菖蒲、昌陽、昌羊、堯時薤、堯韭、水蜈蚣等。《神農本草經》［2］將其列為上品，載其：“主風寒痹，咳逆上氣，開心孔，補五臟，通九竅，明耳目，出音聲。久服輕身，不忘，不迷惑，延年”。《名醫別錄》［3］載其：“主治癰瘡，溫腸胃，止小便利，四肢濕痹，不得屈伸，小兒溫瘧，身積熱不解，可作浴湯。久服輕身，聰耳明目，益心智，高志不老”。《藥性論》［4］載其：“治風濕瘕痹，耳鳴，頭風，淚下，鬼氣。殺諸蟲，惡瘡疥瘙”。《千金方》［5］載其：“胎動半產”“風癬有蟲”，解“大戟毒”。《本草綱目》［6］載其：“心積伏梁（王好古）……治中惡猝死，客忤癲癇，下血崩中，安胎漏，散癰腫。搗汁服，解巴豆、大戟毒”。《本草再新》［7］載其：“止鼻血而散牙癰”。

孔圣枕中丹（《備急千金要方》）、滌痰湯（《濟生方》）、菖蒲郁金湯（《溫病全書》）、清心溫膽湯（《古今醫鑒》）、生鐵落飲（《醫學心悟》）、安神定志丸（《醫學心悟》）、連樸飲（《霍亂論》）、開噤散（《醫學心悟》）等都是含有石菖蒲的經典方劑。筆者對近年來石菖蒲化學成分及藥理作用研究情況進行綜述，為石菖蒲的進一步研究提供依據。

1 化學成分

石菖蒲化學成分主要可劃分為苯丙素類、萜類等揮發油成分以及生物堿類、黃酮類、有機酸等非揮發性成分。

1.1 揮發油

《中華人民共和國藥典》［1］規定，石菖蒲藥材含揮發油含量不得少于1.0%（mL/g）；石菖蒲飲片含揮發油含量不得少于0.7%（mL/g）。經過分析發現，石菖蒲揮發油中主要含有苯丙素類、萜類化合物等。

1.1.1 苯丙素類

目前已報道的石菖蒲中苯丙素類主要有α-細辛醚、β-細辛醚、甲基丁香酚、欖香素等，β-細辛醚為其中含量最高的化合物［8］。

1.1.2 萜類

石菖蒲中的萜類化學物包括單萜類的芳樟醇、萜品醇、香檜烯、3-蒈烯、蒎烯等［9］；倍半萜類的乙酸橙花醇酯、紅沒藥醇、欖香烯、吉馬烯、菖蒲烯、石竹烯等以及二萜類的Tatarol、Tataroside［10］。

1.1.3 其他

石菖蒲揮發油中還有甲基異丁香酚、2，5-二叔丁基-1，4苯醌乙酸冰片酯等［11］。

1.2 生物堿類

目前報道過的石菖蒲中生物堿類化合物主要有N-反式香豆酰酪胺、菖蒲堿甲、9-吖啶胺、N-月桂基二乙醇胺、5-丁基尿苷、4-羥雙氫鞘氨醇等［12］。

1.3 黃酮類

目前石菖蒲中可提取的黃酮類化合物有8-異戊二烯基山柰酚、異夏佛塔苷、野漆樹苷、紫云英苷等［13］。

1.4 有機酸

石菖蒲中的有機酸類主要有羧酸、十六烷酸、原兒茶酸、琥珀酸等［10］。

1.5 其他

此外，石菖蒲中還含有氨基酸類、糖類、木質素等。董玉等對石菖蒲煎液進行氨基酸自動分析［14］，分析得到賴氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸等8種人體必需氨基酸，精氨酸、絲氨酸2 種非必需氨基酸，以及天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸等7種游離氨基酸。另有研究表明，石菖蒲中含有葡萄糖、果糖、半乳糖、鼠李糖等多糖成分［15］。

2 藥理作用

2.1 對中樞神經系統的作用

2.1.1 改善認知障礙

認知障礙是各種類型癡呆早期階段的常見癥狀之一，有效干預認知障礙，有助于降低癡呆的發病率。多項研究共同表明，石菖蒲能夠改善學習記憶能力。朱梅菊等［16］發現，石菖蒲及其成分α-細辛醚能夠明顯降低海馬腦組織中MDA 含量，抑制SOD、NOS 活性及nNOS 蛋白表達，從而改善疲勞運動大鼠學習記憶能力。孫曉雪等［17］發現，石菖蒲中的β-細辛醚可通過調控APP/PS1雙轉基因小鼠海馬神經突觸可塑性相關因子GAP-43 的表達發揮，改善小鼠學習記憶能力障礙。WANG 等［18］發現，β-細辛醚可與淫羊藿苷（ICA）聯合使用，通過誘導APP/PS1 小鼠海馬自噬/線粒體自噬來抑制細胞核線粒體的損傷，增強線粒體自噬活性，促進Aβ 和Tau 清除，逆轉認知缺陷。YANG 等［19］發現，β-細辛醚可以通過血腦屏障，上調NR2B、Arc 和Wnt7a的蛋白表達，抑制Arc/Arg3.1和Wnt7a mRNA水平，發揮神經保護作用，從而改善Pb 誘導大鼠的記憶障礙。

2.1.2 抗抑郁

抑郁癥是一種以顯著而持久的心境低落為主要特征的情感障礙疾病。研究發現，石菖蒲可通過降低血清中促炎因子的含量，提高血清中抑炎因子的含量，減少雄性SD 大鼠礦場實驗總分，縮短游泳不動時間，改善抑郁大鼠行為學能力，發揮抗抑郁作用［20］。其他研究也證實β-細辛醚可通過增加抑郁小鼠中腦及紋狀體中5-HT、5-HIAA 和DA 的含量，發揮抗抑郁作用［21］。

2.1.3 抗焦慮

焦慮癥是慢性疼痛的常見合并癥，TIAN 等通過研究發現石菖蒲揮發油中的有效成分α-細辛醚可通過維持BLA 中興奮性/抑制性神經元的興奮性/抑制性傳遞和衰減神經元過度興奮性之間的平衡發揮抗焦慮作用［22］。

2.1.4 抗癲癇

癲癇是一種由于大腦神經元突發性異常放電導致的短暫性的大腦功能障礙的慢性疾病，其特征是反復發作，發病常與大腦興奮性遞質水平異常有關。石菖蒲揮發油中的有效成分α-細辛醚能夠提高腦組織的興奮域，減弱病灶的興奮擴散，從而防治癲癇發作。楊立彬等［23］推斷α-細辛醚可能通過降低海馬神經元內NMDA受體-1（NMDAR1）的表達水平，降低細胞表面NMDAR1密度，和（或）抑制其活性，進一步降低大腦皮層的興奮性，提高癲癇發作的閾值，抑制NMDA引起的興奮性神經毒性導致的癲癇發生和發展。袁斯遠等［24］進一步研究證明，α-細辛醚可以干預癲癇大鼠腦組織中的P-gp和Mdr1a mRNA的表達，發揮抗癲癇作用。

2.1.5 抗帕金森

帕金森病（PD）是一種由顱內黑質紋狀體多巴胺能神經元減少、缺失引起的運動障礙性疾病，其發病機制與α-突觸核蛋白異常積聚、線粒體功能障礙、自噬等相關。研究表明，石菖蒲揮發油主要有效成分β-細辛醚可減輕6-羥基多巴胺（6-OHDA）誘導的帕金森病大鼠癥狀，抑制GRP78和CHOP mRNA 水平，促進p-IRE1 和XBP1 的表達，β-細辛醚可能通過IRE1/XBP1途徑對6-OHDA 誘導的帕金森病大鼠具有保護作用［25］。也有研究表明，β-細辛醚可通過抑制PERK/CHOP/Bcl-2/Beclin-1 通路來調節內質網應激-自噬來發揮抗帕金森作用［26］。

2.2 對心血管系統作用

2.2.1 心血管保護作用

ZANG 等［27］通過研究發現，石菖蒲揮發油主要有效成分β-細辛醚可降低SOD含量，升高LDH含量，下調抑制細胞凋亡的COX-2 蛋白，上調調節能量代謝的PPAR-α 蛋白，激活VEGF 和cAMP 信號通路，減輕鹽酸異丙腎上腺素誘導大鼠心肌缺血的病理表現，發揮抗急性心肌缺血的治療作用。XIAO 等［28］通過動物實驗揭示了石菖蒲揮發油可通過抑制急性心肌缺血損傷的大鼠模型炎癥反應，減少粒細胞浸潤，減輕心臟組織水腫，降低組織MPO 含量，抑制NLRP3 信號通路和心臟細胞的焦變，減少ASC和NLRP3的蛋白質表達，降低Caspase-1 和GSDMSD 的水平，降低血清IL-1β 濃度，并通過抑制炎癥反應和抑制NLRP3 炎癥小體介導的骨變性，對心肌缺血再灌注損傷發揮保護作用。

2.2.2 降壓

吳長艷等［29］通過構建原發性高血壓（SHR）大鼠模型，探討石菖蒲提取物的降壓作用及機制，發現石菖蒲提取物可通過激活血管內皮eNOS 途徑使NO 合成增加，從而引起血管舒張，其機制可能與減少自由基對機體的損傷，從而對內皮細胞、心肌細胞和血管重構起到保護作用。

2.3 對呼吸系統作用

研究表明，石菖蒲具有顯著抑制氣管痙攣、延長哮喘潛伏期、抗過敏等作用。楊社華等［30］利用氣管容積法觀察石菖蒲及其有效成分對豚鼠平滑肌的作用，研究發現，β-細辛醚、α-細辛醚等能夠顯著抑制豚鼠氣管痙攣性收縮。徐建民［31］對組胺-乙酰膽堿致喘豚鼠模型分別進行整體、離體平喘及抗過敏實驗后發現，β-細辛醚可延長哮喘發作潛伏期和跌倒潛伏期，減輕哮喘程度，達到平喘效果；可松弛豚鼠離體平滑肌；并可減少豚鼠氣管、支氣管和肺組織中的肥大細胞脫顆粒數，起到抗過敏的作用。

2.4 對消化系統的作用

現代藥理研究證明，石菖蒲具有抑制胃腸收縮的作用。秦曉民等［32］研究發現，石菖蒲水提取液可抑制胃、十二指腸鋒電振幅和慢波的頻率、振幅以及十二指腸鋒電發生率，抑制胃腸收縮活動，緩解胃腸收縮，其對胃腸的抑制作用可能是通過阻斷膽堿能M 受體實現的。

2.5 抗腫瘤

現代藥理研究證明，石菖蒲主要成分β-細辛醚可作用于A549、PC3、PC9-R腫瘤細胞，抑制腫瘤細胞的生長，阻滯細胞周期，抑制DNA 的合成，促進細胞凋亡，抑制細胞遷移，發揮抗腫瘤的作用［33］。吳堅等［34］進一步從分子層面證明，β-細辛醚可通過抑制PI3K/AKT 通路，抑制胃癌上皮間質轉化，抑制胃癌細胞，發揮抗腫瘤作用。

2.6 抗菌

現代藥理學研究證明，石菖蒲揮發油可對表皮葡萄球菌、A 群鏈球菌、福氏志賀菌、蘋果炭疽病菌、核桃枯梢病菌等有不同程度的抑制作用。

2.7 其他作用

石菖蒲還具有抗骨質疏松、安胎等作用。實驗研究證明，石菖蒲中的多糖成分可以通過調節NFATc1抑制破骨細胞生成，減輕脂多糖（LPS）誘導的骨細胞丟失，從而治療骨質疏松［35］。王曉丹等［36］研究發現，石菖蒲可抑制LPS 的流產作用，可通過調節CD4+/CD8+T細胞及巨噬細胞含量，減低LPS 誘導的小鼠流產率和胚胎吸收率，從而起到安胎的作用。

3 討論

石菖蒲是開竅類中藥的代表藥物之一，主要功效是開竅豁痰、醒神益智、化濕開胃，多用于治療中樞神經系統、心血管系統疾病，其發揮作用的主要成分是揮發油類，以β-細辛醚、α-細辛醚為主。盡管石菖蒲被證明在多種不同系統的疾病中，都發揮著一定的藥理作用，但是筆者認為，石菖蒲在治療中樞神經系統疾病方面可替代藥物更少，研究價值更大。由于受到血腦屏障的影響，大多數中藥無法直接通過血腦屏障進入顱內發揮藥理作用，只有石菖蒲、麝香、冰片等少數藥物能夠調控血腦屏障通透性，發揮保護腦組織、治療中樞神經系統疾病的作用［37］。石菖蒲能夠通過改變腦組織的超微結構；開放微血管內皮細胞之間緊密連接，增加細胞吞飲小泡數量；升高5-羥色胺（5-HT）含量；下調P-g 使血腦屏障開放，提高血腦屏障通透性［38］。此外，吳 雪 等［39］發 現 羥基 紅花 黃 色素A（HSYA）與石菖蒲合用后，AUC腦/AUC血均顯著升高，說明石菖蒲不僅能透過血腦屏障，還能作為“使藥”，促進藥物入腦。

石菖蒲對中樞神經系統的作用，不僅體現在單味藥、單成分的研究中，在復方制劑中仍然是客觀有效的［40］。需要注意的問題是，中藥需要作為整體或復方發揮作用，單味藥成分及藥理作用的研究，有助于明確方劑的藥效物質基礎及化學成分，但不能唯成分論［41］，無論中醫藥現代研究如何進步，都不能背離中醫整體觀念和辨證論治的總體原則。