传统矿物中药的研究进展

传统矿物中药的研究进展
传统矿物中药是中药富有特色的组成部分，在中医药学的发展上有其独特的作用。

随着科技的发展和医疗水平的提高，传统矿物中药的研究逐渐深入、广泛。

近几年，传统矿物中药的研究内容主要包括矿物药的物理性质、结构、化学成分、药理学和治病机制的研究。

上述几个方面的研究在矿物药的实际应用和理论方面有着重要的意义。

该研究对上述几个方面的研究现状及研究中存在的问题做了简要的总结和评述，并对其发展做了展望，以便对今后传统矿物中药的深入研究提供借鉴。

标签：矿物药；物理性质；结构；化学成分；药理学；综述
2013-08-04
传统矿物中药是中药富有特色的组成部分，在中医药学的发展上有其独特的作用。

随着科技的发展和医疗水平的提高，传统矿物中药的研究逐渐系统、深入，涉及内容广泛。

近几年传统矿物中药的研究包括矿物药的物理性质、结构、化学成分和药理学等，尤其是对矿物药治病机制的研究，在实际应用和理论方面有着重要的意义。

现着重从以下几方面对近年来矿物药研究的现状作简要综述。

1矿物药的物理性质及结构的研究
矿物药的性状特征在其整理、鉴别和质量评价等方面起了许多积极作用。

但不同产地的矿物药，其共存元素和伴生矿物等不尽相同，其物理性状会有一定的变化范围，主要凭外观性状来判别矿物药的质量及真伪易产生许多问题。

如同为白色、类白色的粉块有：白砒石、砒霜、白矾或枯矾、石膏或硬石膏、软滑石、铅霜和水粉等，形色相似，尤其是粉碎后更不易辨认，相互混淆误用时有发生。

有的矿物药成分、外观相似而晶型结构不同，如方解石为三方晶系，文石为斜方晶系，两者崩解的温度和溶解性等不同，其药用功效也有差别。

因此，研究人员逐渐应用X线衍射、热分析及红外光谱等现代测试方法对矿物药的物理性状和结构进行深入的研究。

在研究矿物药的物理性质方面，热分析技术在药物热稳定性、药物多晶型及晶型转变和药物真伪鉴别等方面的应用已逐渐引起关注[1]。

例如自然铜在缺氧条件下加热升温至150 ℃，部分转化为具有强磁性的单斜晶系的FeS，升温超过420 ℃时转化为具有弱磁性的六方晶系的FeS，在800 ℃以上缺氧条件下将产生磁铁矿。

显然随着温度的变化，矿物药的结构、理化性质都有改变。

在矿物药结晶格架特征及伴生矿物等研究方面也开展了许多工作。

例如，湖南产的低温热液型汞矿床的朱砂，X线衍射分析测量的晶胞参数变化甚微，均近似理论数据，说明该矿物药成分纯净，药材质量佳[2]；又如有人对某产地的禹余粮进行X线衍射分析[3]，结果主要物相为赤铁矿、石英、方解石等，在氧化带中形成含水铁矿物（包括水铁矿、水赤铁矿），部分形成菱铁矿，结合电子显
微镜的应用，对晶胞参数、表面形貌进行了测定和观察，并应用红外光谱证明有结合强弱程度不同的2种水（结构水和吸附水）存在；再如，李刚等[4]采用X 射线衍射、扫描电镜、等离子发射光谱、热重一差示扫描量热仪等现代分析手段研究白矾，发现白矾的主要物相是KAl（SO4 ）2·12H2O，首次观察到白矾纹理表面的孔穴，孔内蠕虫状条纹以及条纹端点处的孪生斑点，加热失去全部结晶水，经历了从晶态KAl（SO4）2·12H2O （室温至65 ℃）到非晶态（约70～240 ℃）再到晶态KAl（SO4 ）2，240 ℃以上）的过程，同时白矾中含有Zn，Ca，Fe，Cu，Mg等微量元素。

这对矿物药的进一步研究提供了有用的信息。

目前，矿物药的结构与其药效之间的联系以及矿物药在炮制过程中的结构、理化性质的变化等方面的研究越来越引起人们的重视。

2矿物药的成分、含量及元素赋存状态的研究
矿物药的成分及其赋存状态是其药性、毒性和临床效用的物质基础。

《中国药典》对所收载的矿物药材大部分列出了主成分的化学鉴别方法及含量测定方法，部分列有重金属、砷盐及其他杂质的限量检查项。

为了完善矿物药的成分分析方法，研究人员开展了多方面的研究工作。

例如有文献报道[5]对某产地的中药磁石进行测定与分析，结果发现在磁石中主要含有Fe3O4，其次为Fe2O3，SiO2，Al2Si2O5（OH）4·2H2O及少量MgO等。

另外，有人对煅绿矾所含主成分硫酸亚铁进行了定性鉴别和分光光度法测定含量，并作了高铁盐、重金属和砷盐的限量检查，对其进行了较系统的质量标准研究[6]。

此外，李刚等[4]采用X射线衍射分析白矾，认为白矾“坚骨齿”的作用，实际可能是由于其中的微量元素钙在起作用。

另外李刚等通过离子发射光谱测出白矾中还含有微量的Mg，Zn，Fe，Cu。

镁是酶的催化剂，有助于钙的吸收；锌可防止生暗疮，有助于制造胶原蛋白，增强免疫力及加速伤口愈合。

而铜和铁由于白矾在入药过程中加热容易煎出，铁是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分，铜参与造血过程，与铁的代谢有关，铜影响铁的吸收运转和利用，以上元素的存在也与白矾“收湿敛疮，止血化腐”的药用非常吻合。

自20世纪70年代以来，研究发现机体内某些微量元素的过量和缺乏可能是导致一些原因不明疾病的重要因素，研究人员采用一些现代测试方法测定矿物药中微量元素的含量。

研究表明[7]，由于矿物形成过程过程中的各种元素的伴生作用，矿物类药含有极其丰富的微量元素。

根据37种常用矿物类药材所含主要元素的统计，其中含有3种以上元素的矿物类药32种，占87%；含有5种以上元素的矿物类要23种，占30%；有的药材如自然铜含有铁、钴、砷、锑、铜、钼、镍等15 种元素之多；含有最多的是铁（37%），镁（62%），钙（60%），铝（51%），硅（35%），氯（27%）。

所以服用某种矿物类药，实际上摄入了几种乃至十几种化学元素。

这些不同的元素，尤其是微量元素代表了各类矿物药的主要性能和作用。

如雄黄、砒石含有的砷，能与蛋白质的巯基结合，是蛋白变性，这是雄黄、砒石杀虫、灭菌、解蛇虫毒的主要机制。

也有研究人员通过对不同产地矿物药中微量元素的种类和含量进行测定，为进一步研究矿物药的质量标准和药理等提供数据。

梁伟等[8]研究发现不同品种、不同产地的矿物中药其微量元素的含量有较大的差异，因此其药效也不同。

通过朱砂中微量元素的测定发现，铜、锌、硒、碲、铁这几种元素在朱砂中普遍存在，但产地不同，含量也会有一定变
化，并且微量元素的含量与药材的外观性状和质量等级也有一定的联系[2]。

李钢等[9]用X射线衍射法和等离子体发射光谱法对不同产地的禹粮石进行微量元素分析，结果表明在各产地禹粮石中，与人体健康有关的8种微量元素的含量因产地而异。

另外，研究发现，某些地道药材与普通药材相比较，其主成分并没有什么区别，只是微量元素的种类和含量有所不同，这也说明微量元素对药材质量有较大的影响。

近年来的研究结果表明，矿物药中元素的价态和结合方式等与其药效、毒性有密切关系。

如Fe3+人体不易吸收，而Fe2+则易被吸收；硫酸锌是常用的锌强化剂，氯化锌却是毒性和腐蚀性都比较强的无机盐，而葡萄糖酸锌是新开发的一种新型补锌药物，它较硫酸锌有吸收快、LD50大、毒性小、耐受性好等特点，已被广泛用于临床。

哈尔滨医科大学研究人员将剧毒药物砒霜制成砷制剂，治疗白血病（ALP）取得显著疗效，己获国家发明专利。

此举促进了对其他重金属药物研究的继续和深入。

此外，从中药配位化学的角度看，中药有效化学成分主要是有机分子与微量元素组成的配位化合物[10]。

有1例可供参考，茜草科植物水杨梅治疗菌痢很有效，虽然已从其中分离得到了多种单体，但仍未找到水杨梅的有效化学成分，而且发现分离提纯的化合物纯度越高，药理活性越差[11]。

显然有效成分就存在于水杨梅中，问题是在分离过程中是否将有效成分丢失或破坏，它们究竟是有机成分还是微量元素，或是两者之间形成的配合物，还有待进一步研究。

目前，矿物药成分含量及元素赋存状态方面的基础研究尚欠广泛、深入。

在矿物药成分含量研究方面，大多是研究单味矿物药生品或其炮制品的成分含量，而对复方制剂的研究较少。

在复方制剂中由于其他药物的影响，矿物药成分含量往往会发生较大变化，测定矿物药在复方制剂中成分的含量对指导临床安全用药有重要意义；对元素赋存状态的研究涉及面广，难度较大，研究进展较缓慢，急待加强检测手段的研究。

有文献报道[12]，采用裂解气相色谱、红外光谱及穆斯堡尔谱等方法对矿物药中元素赋存形式进行研究，得出一些初步的结果。

这方面还需加强化学、药理、临床等多学科的协作，是值得系统、深入研究的课题。

3矿物药的药理及毒理的研究
近年来对矿物药的配伍、炮制等与其药效、毒性的关系进行了许多研究。

如有文献报道[13-14]，用小白鼠对雄黄生品与其酸奶飞炮制品进行了镇痛、抗炎、中枢抑制和毒性等方面比较，结果表明：雄黄生品与其酸奶飞炮制品对动物的镇痛、抗炎作用相同，对中枢神经系统均无抑制作用，而其炮制品的毒性比生品显著降低。

还有研究人员以家兔为实验对象，研究了朱砂安神丸、朱砂、去除朱砂后的朱砂安神丸的抗心律失常作用与镇心安神功效的关系，结果三者均呈现抗心律失常作用，作用强度为：朱砂安神丸>朱砂>去除朱砂后的朱砂安神丸，尤其是朱砂安神丸作用远强于去除朱砂后的朱砂安神丸（P＜0.05）[15]。

目前，矿物药的药理和毒理的研究还处于基础阶段，存在不少问题，例如，大多数研究工作是对矿物药或其复方的整体药效、毒性进行研究，不少是观测的一些宏观指标，从分子水平阐明其作用机制的还不多。

例如：据文献记载[16]，
矿物中药硇砂具有消积软坚，破瘀散结之功。

临床报道治疗食管和鼻咽癌等均取得较好的疗效。

国内多家研究单位的结果也提示该矿物中药有较好的抗肿瘤作用，不同的提取制备工艺对其疗效影响较大[16-19]。

朱争艳等[19]研究发现：硇砂提取液有较好的体外杀伤小鼠肝癌细胞和体内抑制肝癌细胞作用。

但是硇砂为什么可以抑制、杀伤肿瘤细胞，到目前为止作用机制还不清楚。

张仲景将石膏视为清热泻火、除烦止渴的要药。

众所周知的白虎汤、竹叶石膏汤中均以石膏为主药。

近年研究表明：石膏的地道产地为湖北应城，其中CaSO4·2H2O质量分数为98.87%，Mn为0.005%，Zn为0.06%，Fe为0.05%，Cu为<0.001%[20] ；石膏对体温调节中枢和发汗中枢有抑制作用，故解热而不发汗，无伤津之弊[21] ；石膏的钙离子能抑制神经肌肉兴奋性，减少血管通透性作用，故有镇痉、抗渗、抗过敏、抗炎作用。

血中钙离子浓度是调节体温中枢的关键，在石膏溶出度上有影响[22] 。

此外微量元素是石膏具有广泛药理作用的基础，对机体作用时相互间有影响，还受到机体各方面影响[23-24] 。

石膏在临床上有很多功效，但是到目前为止，很多功效依然是“知其然，不知其所以然”。

还有许多矿物药对人体治病作用和中毒作用的剂量相当接近，其用量规定及作用机制尚缺乏充分的实验依据，给临床安全、有效用药带来许多困难。

以目前研究较多的朱砂为例，朱砂的主要成分是硫化汞，朱砂含汞，服用方法不当可以引起中毒反应。

朱砂可以导致大鼠事件性学习记忆行为改变，诱导肾损伤[25]，小鼠灌胃给药，朱砂超过一定剂量用药达到1个月以上，肾脏和肝脏均可见与朱砂毒性有关的病理改变[26]。

国外限制朱砂及含朱砂复方的使用，其标准是以总汞含量衡量朱砂的毒性，因此，中药复方的含汞量大大超过各国标准。

而付中详等[27]的实验结果表明：等汞含量和等汞浸出量的朱砂、朱砂安神丸、廖元和堂化风丸对HL-7702人肝细胞的存活率与正常组无明显差异，毒性远小于与等汞含量和等汞浸出量氯化汞、甲基汞。

由此可以得到这样的结论：朱砂含的汞的毒性并不是主要取决于含量，而更主要的取决于其不同的存在形式。

因此用总汞的含量来衡量朱砂的毒性是不合理的。

但是含朱砂复方其药理、毒理作用与用量究竟存在怎样的联系？多大的剂量，用多长时间是安全的？梁爱华等[26]建议反复使用朱砂时，建议在可溶性汞质量分数≤21 μg·g-1的条件下，朱砂的用药剂量不宜超过0.05～0.1 g，用药时间不宜超过2周。

朱砂的用量和用药时间，还需要大量的实验来验证。

4展望
矿物中药在治疗疾病中能够经得起历史的考验，是因为矿物药有其独特的优势。

首先，疗效可靠。

传统矿物药疗效确切，如礞石具有坠痰、消炎、下气、平肝之作用[28]，著名的治疗哮喘的礞石滚痰丸中即以礞石为主药；近代名中医张锡纯善用代赭石，见解独特、运用甚佳，常用其治疗呕噫、恶阻、吐衄、牙痛、大便燥结、皮肤疮疡、难产虚喘，又可潜阳、定癫痫、开结胸、安神志，是一种清热要药。

另外还有白硇砂、芒硝、朱砂、炉甘石、禹余粮、寒水石等矿物药均为疗效可靠的药物。

其次，药源丰富。

矿物药蕴藏量丰富，可以说取之不尽，用之不竭，尤其是被称为世界屋脊的青藏高原，地域辽阔，具有极其丰富的矿物药资源。

据《青藏药用矿物药》一书记载，比较常用的矿物药就有70多种。

因此，
应尽可能地开发和使用矿物药。

第三，价格便宜。

几年来，药费随着物价的上涨而不断上扬，但许多矿物药与植物药和动物药相比，都没有大幅度上涨，如石膏、滑石、紫石英等价格上波动不大。

给人们以启示，在需要某种动物药或植物药时，只要功效作用相似就可以优先选用相应的矿物药代之，这样既保护了动植物资源，又节约了经费。

近代医家对矿物药的应用曾经一度减少，这是由于重金属砷、汞、铅、锑等无机化合物的毒性较大而逐渐被合成有机药物所替代。

已有的中成药，如安宫牛黄丸、牛黄解毒丸等，为了达到出口要求，其中的雄黄、朱砂等矿物药也被取消，矿物药的应用范围有进一步缩小的趋势。

由雄黄的应用来看，矿物药的作用机制及药效与毒性的关系的研究，对矿物药今后的应用关系重大。

近年纳米中药的研究渐热，已有国家科技部等资助研究纳米雄黄、硫磺、炉甘石等的研究。

据报道，纳米雄黄具有较广泛的抗肿瘤作用，刘嵘等[29-30]研究报道纳米雄黄混悬液可抑制HeLa，Siha等肿瘤细胞的生长增殖并能够诱导其凋亡，达到抗宫颈癌的作用。

此外，纳米雄黄可有效诱导肺癌A549细胞发生凋亡[31]，纳米雄黄可以显著诱导白血病药物敏感K562细胞发生凋亡[32]。

随着科学研究的不断深入，相信不久的将来，纳米雄黄很快成为高效低度的临床高品质药物[33]。

纳米药物可以提高生物利用度，降低毒性，为矿物药的应用开辟了新的天地。

近年来，随着科技发展、认识深化和新的发现，对以金属为基础的药物有了新层次的认识。

美国癌症研究所的临床研究表明，含铂络合物抑制癌细胞的分裂有显著疗效。

现已证实多种顺铂（[Pt（NH3）2Cl2]）及其一些类似物对子宫癌、肺癌、睾丸癌有明显疗效。

在中药复方中有使用金属金的经验，但不知其机制。

最近发现含金化合物的代谢产物[Au（CN）2]有抗病毒作用，而且金化合物可以抑制NADPH氧化酶，从而阻断自由基链传递，有助于终止炎症反应。

另外中药复方中使用砒霜和雄黄，最近发现三氧化二砷促进细胞凋亡，增加了现代医学应用砷化合物治疗疾病的可能性。

目前用钒化合物治疗糖尿病、用锌化合物预防治疗流感，都已成功的在临床试用。

这些金属化合物被发现具有药物的治疗作用，说明人们对金属及其化合物的药理作用已在深化和逐步认识。

特别是我国含矿物的中药复方，其治疗效果是肯定的，但其中的药理作用和化学问题尚须不断研究和进一步深入，这一领域在未来将会成为医药研究的一个重要发展方向。

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Research progress of traditional mineral Chinese medicine
CHEN Bing-chun1*，ZHENG Li-li1，WANG Hai-yan1，DONG Wei1，FU
Xian-jun2，WANG Yu3
（1.Medical School，Shandong Xiehe College，Jinan 250109，China；
2.School of Information Management，Shandong University of Tradittional Chinese Medicine，Ji′nan 250355，China；
3.School of Medicine and Pharmacy，Ocean University of China，Qingdao 266003，China）
[Abstract]Traditional mineral Chinese medicine is a characteristic part of Chinese medicine，in the development of traditional Chinese medicine has its unique role. With the development of science and technology and the increase of the medical level，traditional mineral medicine research is gradually thorough and wide-ranging. In recent years，traditional mineral Chinese medicine research mainly includes the physical properties of mineral medicine，structure，chemical composition，pharmacology and treatment mechanism research. The above several aspects of research in the mineral medicine has important practical and theoretical significance.The above several aspects of research status and the problems existing in the research were briefly summarized and reviewed in this paper，and its development were discussed，to provide reference for further studies in the future.
[Key words]mineral medicine；physical properties；structure；chemical composition；pharmacology；review
doi：10.4268/cjcmm20140205。