石菖蒲提取物
石菖蒲提取物 性质
石菖蒲提取物为天南星科植物石菖蒲Acorus tatarinowii Schott. 的干燥根茎提取物，主要含有挥发油类等成分。石菖蒲提取物既可芳香宁神( 镇静抗惊) ，又可醒脑开窍( 兴奋、抗抑郁) ，因此，其在临床上既用于治疗昏迷，又用于镇惊疗痫。石菖蒲水煎剂、去油水提剂、α － 细辛醚都有抗惊厥的作用。由于老年性痴呆与胆碱能神经传导缺损有关，也可能与脑内单胺类递质5 － 羟色胺的含量有关。石菖蒲对单胺类神经递质及其代谢物均有影响，因此可用于治疗老年性痴呆。此外，α － 细辛醚( 癫痫宁) 在临床上还可用于治疗支气管哮喘、慢性支气管炎等。本信息是由Chemicalbook的侍艳编辑整理。石菖蒲为天南星科植物石菖蒲Acorus tatarinowii Schott. 的干燥根茎。又名菖蒲、九节菖蒲、水剑草、粉葛、剑叶菖蒲、水蜈蚣、十香和、凌水档、菖本、菖羊。石菖蒲，多年生草本，植株较菖蒲小。根茎横卧，直径5～8毫米，外皮黄褐色。叶根生，剑状线形，长30～50厘米，宽3～10毫米，先端渐尖，暗绿色，有光泽，叶脉平行，无中脉。花茎高10～30厘米，扁三棱形；佛焰苞叶状，长7～20厘米，宽2～4毫米；肉穗花序自佛焰苞中部旁侧裸露而出，无梗，斜上或稍直立，呈狭圆柱形，柔弱，长5～12厘米，直径2～4毫米；花两性，淡黄绿色，密生；花被6，倒卵形；雄蕊6，稍长于花被，花药黄色，花丝扁线形；子房长椭圆形。浆果肉质，倒卵形，直径约2毫米。花期6～7月；果期8月。 生境与分布：生于山涧溪流附近或水石之间。北起山东、南至广东，东起江苏、西至云南等地，均有分布。炮制：除去杂质，洗净，润透，切厚片，晒干。饮片外皮灰棕色或棕褐色，粗糙多节，切面淡红色或白色，内皮层环纹明显。
图1为石菖蒲目前从石菖蒲提取物中分离鉴定出的化学成分主要有单萜类、倍半萜类、二萜类、苯丙素类等挥发油成分及黄酮类、生物碱、糖类、有机酸、氨基酸等非挥发性成分，其中主要含有挥发油, 其不仅供药用, 也是一种香料,含油率随产地不同差异较大0.5% ～ 3.27%, 最主要成分为β-细辛醚(0.705% ～ 1.53%)和α-细辛醚(0.035% ～ 0.258%) ,近年来测得石菖蒲挥发油中29个化合物, 分别是蒿脑、α-细辛醚、β-细辛醚、莰烯、L-龙脑、β -榄香烯、甲基丁香酚、吉马烯-B等, 这些成分占挥发油的99.315% 。除挥发油外, 有人测得去油水煎液共有10个色谱峰, 证明至少含有10种水溶性成分 。近来鉴定为2, 3-二氢-3, 5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮, 5-羟甲基糠醛, 细辛酮, 2, 4, 5-三甲氧基苯甲酸, 4-羟基-3-甲氧基苯甲酸,2, 4, 5, -三甲氧基苯甲醛,双[ 甲酰基糠基] -醚和2, 5-二甲氧基苯醌。除上述成分外, 还含有糖类, 有机酸和氨基酸等。
1.β-细辛醚(β-Asarone，顺式)：异名为细辛脑。分子式C12H16O3，分子量208.25，mp. 62℃～63℃，bp.162℃～163℃/12mmHg。
2.α-细辛醚(Asarone)：异名为细辛醚、细辛脑。分子式C12H16O3，分子量208.25。微黄色结晶，mp.59℃～60℃，不溶于水，溶于乙醇、醋酸乙酯、乙醚及氯仿等。针状结晶(轻石油醚)， mp.62℃～63℃，bp.296℃。
3.石竹烯(Caryophyllene)：异名为β-石竹烯、β-丁香烯。分子式C15H24，分子量204.34。 bp.127℃～130℃/14mm。
图2为结构式植物材料的提取采用溶剂冷浸法，将采集的石菖蒲茎和叶洗净泥土和杂质,放在室内通风处晾干, 于60 ℃恒温鼓风干燥箱中烘干至发脆, 用植物粉碎机粉碎。称取一定质量的干粉, 放入锥形瓶中, 加5倍量的甲醇溶剂于室温下浸提48 h(其间每隔12h振摇1次), 抽滤。重复2次, 将2次滤液合并, 用旋转蒸发仪在水浴中减压浓缩,蒸干溶剂后得膏状提取物。
图3为石菖蒲有机酸类化学成分的提取分离
Ⅰ 2，4，5-三甲氧基苯甲酸 Ⅱ 2，4，5-三甲氧基苯甲醛 Ⅲ 2，5-二甲氧基苯醌 Ⅳ 5-羟甲基糖醛 Ⅴ 双-[5-甲酰基糠基]-醚 Ⅵ 4-羟基-3-甲氧基苯甲酸 Ⅶ 丁二酸 Ⅷ 辛二酸1.镇静、抗惊厥作用
石菖蒲醇提物、氯仿提取物、去油水煎剂都有镇静作用。水煎剂可明显降低小鼠的自主活动, 并与戊巴比妥钠有协同作用。挥发油的镇静作用更强。石菖蒲醇提取物能明显对抗大鼠、小鼠的最大电休克发作和小鼠的戊四氮最小阈发作及小鼠的士的宁的惊厥反应。
2.脑保护、益智作用
石菖蒲挥发油和水溶性成分能有效清除自由基、阻止过氧化物形成, 减少NO 的神经毒性,对脑细胞具有保护作用。石菖蒲水提醇沉液可促使AlCl3所导致的痴呆大鼠学习记忆改善,通过迷宫时间缩短,使海马CA3区突触后膜致密性物质增厚, 神经元细胞器的病理性改变有一定程度的恢复。
3.对心血管作用
石菖蒲醇提物的水溶液和挥发油对心脏有抑制作用，能降低蛙心收缩频率和幅度，其中β － 细辛醚作用强而持久; 非挥发油成分通过对异位节律点的抑制而发挥抗心律失常用，挥发油有奎尼丁样作用。β － 细辛醚在一定浓度下能使豚鼠冠状动脉扩张，这可能与其增加冠脉流量有关，也可能与其镇静、改善消化功能、平喘、镇咳作用有关; α －细辛醚40 mg / kg 静脉注射能对抗垂体后叶素引起的家兔心肌缺血; 二聚细辛醚有显著的降脂作用。
4.对呼吸系统的作用
石菖蒲提取物中含有多种解痉平喘成分。挥发油中以细辛醚解痉作用较强，其完全阻断致痉剂对气管作用的质量浓度为10 μg /mL，远低于氨茶碱。β － 细辛醚的解痉作用强度为α － 细辛醚的一半。40 g / L 的α － 细辛醚能完全对抗乙酰胆碱引起的豚鼠气管平滑肌收缩，对抗5 － 羟色胺和组胺的最低有效质量浓度均为10 g /L。β － 细辛醚亦能对抗组胺的支气管收缩作用。石菖蒲挥发油静脉注射与舒喘灵吸入后的即时疗效相似，临床上对支气管哮喘患者的肺通气功能有改善作用。这些作用可能是其广泛用于治疗肺性脑病的药理基础。
5.对消化系统的作用
石菖蒲水提液对胃和十二指肠肌电活动表明, 石菖蒲对胃、十二指肠峰电振幅率, 振幅以及十二指肠峰电发生率都有抑制作用, 可能是通过阻断胆碱能M受体而实现的 。
6.对肿瘤细胞的作用
α, β-细辛醚对人宫颈细胞Hela株, 人肺转移癌P6和人胃癌SGD-7901株均有抑杀能力, 20%石菖蒲煎剂在体外能杀死小鼠腹水癌细胞, 对正常唾液腺细胞无影响 。
7.促进学习记忆的作用
石菖蒲水提醇沉液(0.1g/10g，0.2g/10g)灌服能明显促进正常小鼠记忆的作用，对东莨菪碱、亚硝酸钠、乙醇造成的记忆障碍或再现缺失，均有明显改善作用。
8.其他作用
研究表明石菖蒲提取物对金黄色葡萄球菌, 肺炎双球菌有抑制作用, α-细辛醚对金黄色葡萄球菌, 肺炎双球菌, 大肠杆菌有不同程度的作用 。通过对离体蟾蜍坐骨神经干进行石菖蒲处理, 测定其复合动作电位表明, 其对神经干复合动作电位有显著的影响, 可阻滞坐骨神经传导, 作用机制可能牵涉到膜离子通道的改变, 或导致Na+-K+-ATP酶活性受到抑制, 从而使神经元的能量代谢发生障碍而导致动作电位的产生, 传导受到影响 。性状鉴别
根茎呈扁圆柱形，多弯曲，常有分枝，长4～20cm，直径0.4～1cm。表面棕褐色或灰棕色，环节明显，节间长0.2～0.8cm，具细纵皱纹，上侧有三角形叶痕，左右交互排列，有的其上残留毛鳞状叶基，下侧有圆点状须根痕。质硬而脆，易折断，断面纤维性，类白色或微红色，环纹(内皮层) 明显，有多数棕色的油点。气芳香，味苦、微辛。以条粗、坚实、断面色类白、香气浓者为佳。
显微鉴别
根茎横切面 表皮细胞类方形，外壁增厚，有的含红棕色物。皮层宽广，散有纤维束及叶迹维管束，叶迹维管束有限外韧型，维管束鞘纤维成环，木化，内皮层明显。中柱维管束散列，周木型及有限外韧型，束鞘纤维较少。纤维束及维管束鞘纤维周围细胞中含草酸钙方晶。薄壁组织中散有类圆形的油细胞，薄壁细胞中含淀粉粒。粉末 黄棕色，气芳香。1.淀粉粒多为单粒，球形，直径约4μm，脐点不明显。2.导管为螺纹、网纹，直径17～35μm。3.油细胞黄棕色，壁稍厚，直径为10～40μm。4.纤维束周围薄壁细胞含草酸钙方晶，形成晶鞘纤维。5.木栓细胞红棕色，呈长方形或长多角形，薄壁细胞类圆形。
紫外光谱鉴别
石菖蒲的紫外光谱
(1)取过100目筛的样品粉末25mg，分别加无水乙醇、乙醚、乙酸乙酯适量浸泡2h，时时振摇，过滤，滤液定容至25ml，于岛津UV-300型分光光度计上测定其紫外光谱。扫描范围 200～400nm，扫描速度60nm/min。结果石菖蒲λmaxEtOH为209(中强)、286(中)nm;λmaxEt2O为225 (中强)、288(中)nm;λmaxEtOAc为250(弱)、286(弱)nm。
(2)取样品粉末0.2g，加乙醇20ml，放置12h，过滤，滤液用乙醇稀释，制成每1ml约含 5mg药材的溶液，测定其紫外光谱。扫描范围200～400nm，吸收度量程0～2A，狭缝宽度 2nm，尺度扩张40nm/cm。结果石菖蒲在253±2、299±2nm波长处有最大吸收。1.癫痫 ①用33%石菖蒲煎剂每次10mL，1日3次，治癫痫大发作60例，结果显效17 例，有效28例，总有效率为75%。②癫痫持续状态18例，用α-细辛醚肌注或静滴，结果全部有效。③癫痫用α-细辛醚治疗90例，有效率83.3%。
2.癌症 用石菖蒲的复方煎剂，治疗颅脑肿瘤213例，结果5年存活率29.7%，3年存活率34.9%，1年存活率71.2%;用菖蒲复方煎剂加中药抗癌液3号治疗食道癌35例，结果显效7例，有效17例，无效11例。
3.肺性脑病及脑炎等昏迷 用石菖蒲注射液 (每支2mL，含挥发油10mg，β-细辛醚占 82%)，治疗肺性脑病昏迷279例，显效128例，好转81例，无效37例，死亡33例。
4.气管炎、支气管哮喘 口服石菖蒲挥发油片剂或胶囊剂，每日120～240mg。治疗支气管哮喘54例，平喘有效率达81.5%。用α-细辛醚8mg加葡萄糖注射液静注，治哮喘发作期病人104例，有效率81.7%。用α-细辛醚片每次60mg (2片)，1日3次，用药30天。治慢性支气管炎105例，有效率97.2%。石菖蒲油对小白鼠急性中毒主要症状是抽搐，动物死于强直性惊厥，主要作用是兴奋脊髓，LD50为0.157ml/kg，1/6～1/3 LD50的剂量有镇静及降低体温作用。报道用含β-细辛醚的挥发油以100万分之500～1000混入饲料，喂大鼠59周，可见十二指肠部位发生肿瘤。我国传统医药学认为，石菖蒲根茎性味辛，微温。入心、肝、脾三经。有理气，活血，开窍，豁痰，散风，去湿等功用。 其花有调经行血等功用。
图1为石菖蒲目前从石菖蒲提取物中分离鉴定出的化学成分主要有单萜类、倍半萜类、二萜类、苯丙素类等挥发油成分及黄酮类、生物碱、糖类、有机酸、氨基酸等非挥发性成分，其中主要含有挥发油, 其不仅供药用, 也是一种香料,含油率随产地不同差异较大0.5% ～ 3.27%, 最主要成分为β-细辛醚(0.705% ～ 1.53%)和α-细辛醚(0.035% ～ 0.258%) ,近年来测得石菖蒲挥发油中29个化合物, 分别是蒿脑、α-细辛醚、β-细辛醚、莰烯、L-龙脑、β -榄香烯、甲基丁香酚、吉马烯-B等, 这些成分占挥发油的99.315% 。除挥发油外, 有人测得去油水煎液共有10个色谱峰, 证明至少含有10种水溶性成分 。近来鉴定为2, 3-二氢-3, 5-二羟基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮, 5-羟甲基糠醛, 细辛酮, 2, 4, 5-三甲氧基苯甲酸, 4-羟基-3-甲氧基苯甲酸,2, 4, 5, -三甲氧基苯甲醛,双[ 甲酰基糠基] -醚和2, 5-二甲氧基苯醌。除上述成分外, 还含有糖类, 有机酸和氨基酸等。
1.β-细辛醚(β-Asarone，顺式)：异名为细辛脑。分子式C12H16O3，分子量208.25，mp. 62℃～63℃，bp.162℃～163℃/12mmHg。
2.α-细辛醚(Asarone)：异名为细辛醚、细辛脑。分子式C12H16O3，分子量208.25。微黄色结晶，mp.59℃～60℃，不溶于水，溶于乙醇、醋酸乙酯、乙醚及氯仿等。针状结晶(轻石油醚)， mp.62℃～63℃，bp.296℃。
3.石竹烯(Caryophyllene)：异名为β-石竹烯、β-丁香烯。分子式C15H24，分子量204.34。 bp.127℃～130℃/14mm。
图2为结构式植物材料的提取采用溶剂冷浸法，将采集的石菖蒲茎和叶洗净泥土和杂质,放在室内通风处晾干, 于60 ℃恒温鼓风干燥箱中烘干至发脆, 用植物粉碎机粉碎。称取一定质量的干粉, 放入锥形瓶中, 加5倍量的甲醇溶剂于室温下浸提48 h(其间每隔12h振摇1次), 抽滤。重复2次, 将2次滤液合并, 用旋转蒸发仪在水浴中减压浓缩,蒸干溶剂后得膏状提取物。
图3为石菖蒲有机酸类化学成分的提取分离
Ⅰ 2，4，5-三甲氧基苯甲酸 Ⅱ 2，4，5-三甲氧基苯甲醛 Ⅲ 2，5-二甲氧基苯醌 Ⅳ 5-羟甲基糖醛 Ⅴ 双-[5-甲酰基糠基]-醚 Ⅵ 4-羟基-3-甲氧基苯甲酸 Ⅶ 丁二酸 Ⅷ 辛二酸1.镇静、抗惊厥作用
石菖蒲醇提物、氯仿提取物、去油水煎剂都有镇静作用。水煎剂可明显降低小鼠的自主活动, 并与戊巴比妥钠有协同作用。挥发油的镇静作用更强。石菖蒲醇提取物能明显对抗大鼠、小鼠的最大电休克发作和小鼠的戊四氮最小阈发作及小鼠的士的宁的惊厥反应。
2.脑保护、益智作用
石菖蒲挥发油和水溶性成分能有效清除自由基、阻止过氧化物形成, 减少NO 的神经毒性,对脑细胞具有保护作用。石菖蒲水提醇沉液可促使AlCl3所导致的痴呆大鼠学习记忆改善,通过迷宫时间缩短,使海马CA3区突触后膜致密性物质增厚, 神经元细胞器的病理性改变有一定程度的恢复。
3.对心血管作用
石菖蒲醇提物的水溶液和挥发油对心脏有抑制作用，能降低蛙心收缩频率和幅度，其中β － 细辛醚作用强而持久; 非挥发油成分通过对异位节律点的抑制而发挥抗心律失常用，挥发油有奎尼丁样作用。β － 细辛醚在一定浓度下能使豚鼠冠状动脉扩张，这可能与其增加冠脉流量有关，也可能与其镇静、改善消化功能、平喘、镇咳作用有关; α －细辛醚40 mg / kg 静脉注射能对抗垂体后叶素引起的家兔心肌缺血; 二聚细辛醚有显著的降脂作用。
4.对呼吸系统的作用
石菖蒲提取物中含有多种解痉平喘成分。挥发油中以细辛醚解痉作用较强，其完全阻断致痉剂对气管作用的质量浓度为10 μg /mL，远低于氨茶碱。β － 细辛醚的解痉作用强度为α － 细辛醚的一半。40 g / L 的α － 细辛醚能完全对抗乙酰胆碱引起的豚鼠气管平滑肌收缩，对抗5 － 羟色胺和组胺的最低有效质量浓度均为10 g /L。β － 细辛醚亦能对抗组胺的支气管收缩作用。石菖蒲挥发油静脉注射与舒喘灵吸入后的即时疗效相似，临床上对支气管哮喘患者的肺通气功能有改善作用。这些作用可能是其广泛用于治疗肺性脑病的药理基础。
5.对消化系统的作用
石菖蒲水提液对胃和十二指肠肌电活动表明, 石菖蒲对胃、十二指肠峰电振幅率, 振幅以及十二指肠峰电发生率都有抑制作用, 可能是通过阻断胆碱能M受体而实现的 。
6.对肿瘤细胞的作用
α, β-细辛醚对人宫颈细胞Hela株, 人肺转移癌P6和人胃癌SGD-7901株均有抑杀能力, 20%石菖蒲煎剂在体外能杀死小鼠腹水癌细胞, 对正常唾液腺细胞无影响 。
7.促进学习记忆的作用
石菖蒲水提醇沉液(0.1g/10g，0.2g/10g)灌服能明显促进正常小鼠记忆的作用，对东莨菪碱、亚硝酸钠、乙醇造成的记忆障碍或再现缺失，均有明显改善作用。
8.其他作用
研究表明石菖蒲提取物对金黄色葡萄球菌, 肺炎双球菌有抑制作用, α-细辛醚对金黄色葡萄球菌, 肺炎双球菌, 大肠杆菌有不同程度的作用 。通过对离体蟾蜍坐骨神经干进行石菖蒲处理, 测定其复合动作电位表明, 其对神经干复合动作电位有显著的影响, 可阻滞坐骨神经传导, 作用机制可能牵涉到膜离子通道的改变, 或导致Na+-K+-ATP酶活性受到抑制, 从而使神经元的能量代谢发生障碍而导致动作电位的产生, 传导受到影响 。性状鉴别
根茎呈扁圆柱形，多弯曲，常有分枝，长4～20cm，直径0.4～1cm。表面棕褐色或灰棕色，环节明显，节间长0.2～0.8cm，具细纵皱纹，上侧有三角形叶痕，左右交互排列，有的其上残留毛鳞状叶基，下侧有圆点状须根痕。质硬而脆，易折断，断面纤维性，类白色或微红色，环纹(内皮层) 明显，有多数棕色的油点。气芳香，味苦、微辛。以条粗、坚实、断面色类白、香气浓者为佳。
显微鉴别
根茎横切面 表皮细胞类方形，外壁增厚，有的含红棕色物。皮层宽广，散有纤维束及叶迹维管束，叶迹维管束有限外韧型，维管束鞘纤维成环，木化，内皮层明显。中柱维管束散列，周木型及有限外韧型，束鞘纤维较少。纤维束及维管束鞘纤维周围细胞中含草酸钙方晶。薄壁组织中散有类圆形的油细胞，薄壁细胞中含淀粉粒。粉末 黄棕色，气芳香。1.淀粉粒多为单粒，球形，直径约4μm，脐点不明显。2.导管为螺纹、网纹，直径17～35μm。3.油细胞黄棕色，壁稍厚，直径为10～40μm。4.纤维束周围薄壁细胞含草酸钙方晶，形成晶鞘纤维。5.木栓细胞红棕色，呈长方形或长多角形，薄壁细胞类圆形。
紫外光谱鉴别
石菖蒲的紫外光谱
(1)取过100目筛的样品粉末25mg，分别加无水乙醇、乙醚、乙酸乙酯适量浸泡2h，时时振摇，过滤，滤液定容至25ml，于岛津UV-300型分光光度计上测定其紫外光谱。扫描范围 200～400nm，扫描速度60nm/min。结果石菖蒲λmaxEtOH为209(中强)、286(中)nm;λmaxEt2O为225 (中强)、288(中)nm;λmaxEtOAc为250(弱)、286(弱)nm。
(2)取样品粉末0.2g，加乙醇20ml，放置12h，过滤，滤液用乙醇稀释，制成每1ml约含 5mg药材的溶液，测定其紫外光谱。扫描范围200～400nm，吸收度量程0～2A，狭缝宽度 2nm，尺度扩张40nm/cm。结果石菖蒲在253±2、299±2nm波长处有最大吸收。1.癫痫 ①用33%石菖蒲煎剂每次10mL，1日3次，治癫痫大发作60例，结果显效17 例，有效28例，总有效率为75%。②癫痫持续状态18例，用α-细辛醚肌注或静滴，结果全部有效。③癫痫用α-细辛醚治疗90例，有效率83.3%。
2.癌症 用石菖蒲的复方煎剂，治疗颅脑肿瘤213例，结果5年存活率29.7%，3年存活率34.9%，1年存活率71.2%;用菖蒲复方煎剂加中药抗癌液3号治疗食道癌35例，结果显效7例，有效17例，无效11例。
3.肺性脑病及脑炎等昏迷 用石菖蒲注射液 (每支2mL，含挥发油10mg，β-细辛醚占 82%)，治疗肺性脑病昏迷279例，显效128例，好转81例，无效37例，死亡33例。
4.气管炎、支气管哮喘 口服石菖蒲挥发油片剂或胶囊剂，每日120～240mg。治疗支气管哮喘54例，平喘有效率达81.5%。用α-细辛醚8mg加葡萄糖注射液静注，治哮喘发作期病人104例，有效率81.7%。用α-细辛醚片每次60mg (2片)，1日3次，用药30天。治慢性支气管炎105例，有效率97.2%。石菖蒲油对小白鼠急性中毒主要症状是抽搐，动物死于强直性惊厥，主要作用是兴奋脊髓，LD50为0.157ml/kg，1/6～1/3 LD50的剂量有镇静及降低体温作用。报道用含β-细辛醚的挥发油以100万分之500～1000混入饲料，喂大鼠59周，可见十二指肠部位发生肿瘤。我国传统医药学认为，石菖蒲根茎性味辛，微温。入心、肝、脾三经。有理气，活血，开窍，豁痰，散风，去湿等功用。 其花有调经行血等功用。