牛膝综述

牛膝的主要化学成分和药理作用研究进展
摘要：本文根据近年来对牛膝的研究，对其化学成分和药理作用，进行了总结。

关键词:牛膝；化学成分；药理活性；研究进展
牛膝为苋科植物牛膝(Achyranthese bidentataB)的干燥根,在我国有悠久的药用历史，被收载入我国最早的药学专著《神农本草经》，列为上品。

具有活血祛瘀、补肝肾、强筋骨、利尿通淋、引血下行功效,临床用于瘀血阻滞的月经不调、痛经、闭经、产后瘀阻腹痛、跌打损伤及腰膝酸痛、下肢无力、尿血、小便不利、尿道涩痛等症[1]。

近年来,对牛膝的研究取得了一些进展,本文就其化学成分、药理作用进行综述。

1牛膝主要化学成分
1.1皂苷类化合物(Saponins)
牛膝中含有多种皂苷类成分,其中以齐墩果酸型三萜皂苷为主[2]。

牛膝中齐墩果酸型三萜皂苷大多具有1~4个糖残基联接在齐墩果酸的C-3或/和C-28位,形成单糖链或双糖链,糖链由1~2个单糖残基组成,主要为葡萄糖、鼠李糖和葡萄糖醛酸。

三萜皂苷是牛膝中的主要活性成分[3]。

王广树[4]等人采用大孔树脂、硅胶、ODS柱色谱分离纯化,经理化常数、光谱学方法鉴定结构，分离鉴定了2个酸性皂苷,结构分别为3-O-(3″-羧甲氧基-3-氧丙酮酸-3′-缩醛-4′-半缩酮)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸基齐墩果酸-28-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(牛膝皂苷Ⅲ,achyranthosideⅢ,1)和齐墩果酸3-O-(3″-羧甲氧基-3-氧丙酮酸-3′-缩醛-4′-半缩酮)-β-D-吡喃葡萄糖醛酸苷(牛膝皂苷Ⅳ,achyranthosideⅣ,2)，两者均为首次从牛膝中得到。

图1：牛膝皂苷的结构式
1.2 甾酮类化合物(Phytosterone)
根据报道，牛膝里有蜕皮甾酮: 2β, 3β, 5β, 14α, 20β,22α, 25-七羟基-7-烯-胆甾-6-酮(polypodine B)；2β, 3β,14α, 20β, 22α, 25-六羟基-7-烯-胆甾-6-酮(β-蜕皮甾酮)；2β, 3β, 20β, 22α, 25-五羟基-8, 14-二烯-胆甾-6-酮；25-R-牛膝甾酮(25-R-inokosterone)、25 -S-牛膝甾酮(25 -S- inokos-terone) [5]等。

1.3 多糖类化合物(Polysaccharide)
牛膝多糖为禾本科型果聚糖,化学组成中主要有葡萄糖、甘露糖和果糖3种单糖组分。

元素分析结果不含N、P和S等杂元素,表明无氨基糖、多肽、磷脂和硫酸酯等。

单糖组分分析表明牛膝多糖由果糖∶葡萄糖(8∶1)组成,其分子量为1 400 D,而且该多糖为均一成分。

牛膝多糖是由不同聚合度的六碳糖组成,含有4~21糖;糖链中既含有1, 2-连接的果糖残基和2, 6-连接的果糖残基,又含有分支
[6]。

牛膝中水溶性寡聚糖AbS,由葡萄糖和甘露糖组成。

图2：Abs的结构式
1.4 多肽类化合物(Polypeptides)
南通大学神经再生重点实验室从牛膝浸出液中分离提取出一种活性成分—牛膝多肽，发现ABPP对中枢及周围神经元均有保护作用[7]。

1.5 黄酮类(Flavonoid)和生物碱类(Alkaloids)
Nicolovstefan[27]等人应用2一D纸色谱方法从牛膝中提取分离得到了五种酚性化合物，其中利用柱层析和制备纸层析方法得到了其中四种纯净的化合物。

通过与标准品比较、在甲醇以及其他诊断试剂中进行UV测定，确定了这四种为普类化合物，分别是槲皮素一3一O一芸香糖苷、槲皮素一3一O一葡萄糖普、山奈酚一3一O一葡萄糖苷。

RatraP~inde[28]等人，首次分别对怀牛膝和土牛膝的生物碱类成分进行了分析。

在这之后，Bisht[29]等人从牛膝中进一步分离得到了生物碱类化合物以及香豆素类化合物。

2 牛膝的药理作用
2.1血液系统的作用
吴国学[8]等人通过比较不同种类、不同乙醇含量酒炮制牛膝饮片对急性血瘀模型大鼠血液流变学的影响，得出牛膝各样品均能不同程度的改善急性血瘀模型大鼠血液流变学指标。

张再云等[9]认为常规给予西医对症治疗基础上，早期加用牛膝与其他益气活血通络药组成中药方，治疗脑卒中，可加快血肿吸收和血栓溶解，减轻脑水肿，并能促进血肿周围组织开放或建立侧支循环，从而改善大脑组织供血，改善恢复脑细胞功能，尤其在“水肿期”后重用牛膝，减轻脑水肿，对促进脑细胞的恢复，减轻后遗症。

2.2抗骨质疏松的作用
任心慈[10]等人通过实验，说明牛膝总皂苷可升高骨质疏松大鼠血钙含量，升高碱性磷酸酶活性和血清骨钙素水平，降低尿中羟脯氨酸水平。

证明牛膝总皂苷可改善骨质疏松大鼠的骨代谢。

于大永[25]等人，以牛膝中三萜皂苷进行抑制破骨细胞形成的实验显示，考察的7个三萜皂苷类成分均能不同程度地抑制破骨细胞分化,其中竹节参苷IVa 和木鳖子皂苷Ib抑制作用最强,且其抑制作用具有可逆性。

牛膝中三萜皂苷类成分可有效抑制破骨细胞形成,提示其可能作为骨吸收抑制剂用于防治骨质疏松症。

2.3 对心血管的作用
王丽君[11]等人，通过实验测定牛膝总皂苷对卒中型自发性高血压大鼠( SHRsp) 卒中后血压、存活时间及平均寿命、神经症状、脑系数的影响，说明牛膝总皂苷可降低SHRsp 大鼠血压，改善SHRsp 脑卒中后的神经症状，延长卒中后存活时间，降低脑系数，降低脑卒中后大鼠死亡率，保护海马区神经元。

得出牛膝总皂苷对实验性SHRsp 脑卒中有一定治疗作用的结论，证明三萜皂苷可能是其降压活性成分。

邹小明[12]等人，探讨怀牛膝总皂苷(ABS)大鼠血管平滑肌细胞增殖、迁移的影响,阐明其抗动脉粥样硬化的机制，采用ox-LDL诱导大鼠主动脉平滑肌细胞增殖的方法,采用MTT法测定VSMC增殖,采用伤口愈合法测定VSMC迁移能力,观察ABS对ox-LDL诱导的大鼠血管平滑肌细胞增殖、迁移的影响。

结果ox-LDL 浓度为30mg/L促进VSMC增殖最强；ABS(50、100、150mg/L)显著抑制ox-LDL 诱导的VSMC增殖，作用呈浓度依赖性;ABS(20mg/L)显著抑制ox-LDL诱导的VSMC迁移。

说明其具有抑制血管内膜增厚和斑块形成的作用。

2.4 对免疫系统的作用
李凯[13]等人，通过采用硬膜外自由落体打击法建立重型颅脑损伤模型,研究不同剂量怀牛膝水煎剂对重型颅脑损伤大鼠血清白介素-2(IL-2)、可溶性白介素-2受体(sIL-2R)及外周血中性粒细胞(PMN)吞噬功能的影响，发现重型颅脑损伤后大鼠的免疫功能状态受抑制，中、高剂量怀牛膝水煎剂可以改善重型颅脑损伤后免疫功能抑制状态，尤以高剂量明显，猜测可能与怀牛膝本身能增强免疫功能及改善中枢神经免疫调控障碍等有关。

孙丽莎[14]等人，研究牛膝多糖与锌单用及合用在异源性抗原负载的条件下对小鼠树突状细胞(DC)增殖分化和抗原提呈能力的影响,并通过体内实验证实其对荷瘤小鼠的免疫效应,探讨其发生机制。

结果，牛膝多糖和锌单用在异源性抗原负载的情况下能够促进小鼠骨髓源性DC的分化、成熟及表面标记CD86、CD11a 的表达，增强DC诱导的细胞毒性T淋巴细胞反应，能够使荷瘤小鼠免疫器官脾脏和胸腺的质量增加,明显抑制肿瘤的生长,并存在明显量效关系；中剂量为正性效应，高剂量为负性效应；但牛膝多糖和锌合用并不协同增强效应。

牛膝多糖和锌在异源性抗原负载的条件下能够通过刺激DC的分化成熟,提高其抗原提呈能力，进而起到提高机体细胞免疫的作用。

崔维[15]等人，研究牛膝饮片及其有效成分牛膝多糖对免疫功能的影响，探讨二者作用的一致性。

牛膝饮片、牛膝多糖均能提高环磷酰胺造成免疫抑制模型小鼠胸腺、脾脏质量、吞噬百分率、吞噬指数，促进溶血素、溶血斑形成，提高淋巴细胞转化率；与模型组相比，两者均能提高免疫抑制小鼠各免疫指数，且差异显著( P＜0. 01或P＜0. 05) ；在本实验用药剂量下( 牛膝饮片20 g·kg-1，牛膝多糖0.5g·kg-1)两者作用强度相当。

牛膝多糖是牛膝中增强免疫的主要有效成分。

Xiaotong Zhu[16]等人，通过用致死型约氏疟原虫做模型，研究牛膝多糖(APBS)能否调节宿主对疟疾的免疫以及提高治疗疟疾的效果，证实牛膝多糖可以提高Th1免疫细胞对疟疾扩散的控制力，并且可以延长感染疟疾的大鼠的存活时间。

Yuntian Shen[17]等人，通过提取牛膝多肽(ABPS)的有效成分ABPP-E4，研究ABPP-E4潜在的治疗作用，经过实验得出结论，表明ABPP-E4可能通过运用对抗除去免疫血清，诱导神经元的细胞凋亡，调节SH-SY5Y细胞中PI3K/Akt/Gsk3b 通路。

Yaxuan Zou[18]等人，研究精制的牛膝多糖(ABP)对成熟的鼠树突细胞(DCs)的表型和功能的调节，发现牛膝多糖(ABP)通过增加CD86,CD40和MHC II的表达诱导表型成熟的显示，功能实验显示对树突细胞(DCs)中的酰基载体蛋白的下调作用，牛膝多糖(ABP)促进IL-12的产生。

这些实验说明牛膝多糖(ABP)对成熟的鼠树突细胞(DCs)有正向调节作用。

Jinyang Lin[19]等人，通过研究牛膝多糖(ABPS)在高强度运动后的鼠肝组织
中对Bcl-2基因（即B细胞淋巴瘤/白血病-2基因）和相关蛋白bax表达的影响。

结果证实，Bcl-2基因（即B细胞淋巴瘤/白血病-2基因）和相关蛋白bax联合起来调节运动诱发的肝细胞凋亡。

给鼠灌服牛膝多糖(ABPS)可以抑制高强度运动后的肝细胞凋亡。

2.5 抗骨质疏松作用
目前骨质疏松症的防治主要以抑制骨吸收为主,牛膝中的三萜皂苷类成分可以抑制破骨细胞形成从而发挥抗骨质疏松的作用。

Cui-Cui He[20]等人，已知中药牛膝根有效抑制甲状腺旁素(PTH)引起的骨再吸收减少，通过实验证实正丁醇提取的牛膝根提取物，可有效抑制骨质疏松大鼠的骨流失，还极有可能作为一个治疗骨质疏松的选择性的工具。

李建新[21]等发现牛膝醇提液的乙酸乙酯、正丁醇部位具有骨吸收亢进抑制作用,活性成分为三萜皂苷类,并以齐墩果酸的葡萄糖酸苷活性最强;其中正丁醇部位对大鼠双侧卵巢摘除模型的骨密度降低具有明显的防治作用,且未见雌激素样副作用。

2.6 引经作用
引经，又称“引经报使”，是方剂组成原则中的一个环节，属于“使”的范畴。

引经药是指某些药物能引导其它药的药力到达病变部位，或与疾病有关的某一经脉，而起“向导”作用的药物[22]。

牛膝药性沉降,既善引火引血下行,又能引诸药下行于人体下半身,以治疗下半身的疾患[23]。

有学者研究三妙丸中牛膝对关节炎大鼠引药作用的机制。

结果: 牛膝能够引导三妙丸中主要有效成分小檗碱的靶组织分布，并与其药效作用相吻合。

其促进小檗碱组织分布的作用和其活血作用可能有一定关系[24]。

林月泉[26]等人，研究牛膝对双氯芬酸钠治疗佐剂型关节炎大鼠的影响，牛膝双氯芬酸钠复方组的抗炎效果明显优于双氯芬酸钠组(P<0.05)，药物组织分布比双氯芬酸钠组更为合理，体内PGE2及IL-1β水平也更接近正常水平(P<0.05)。

结论牛膝能够提高双氯芬酸钠在炎症靶点的组织分布，并与其药效作用相吻合。

其降低体内PGE2的作用可能和促进双氯芬酸钠向病灶组织分布蓄积有关。

牛膝有“通利筋脉”的作用，使药物可以穿透屏障，使得关节中的药物浓度得到提高。

该作用不仅可以使牛膝在中药复方中发挥引药下行的功效，同时对使用化学药治疗下肢疾病也具有一定的提高药物靶向性，增强疗效的作用。

2.7子宫兴奋作用与抗生育作用
郭胜民等[30]研究了怀牛膝皂苷A对动物子宫平滑肌及离体子宫的作用。

结果发现:动物给药后子宫收缩幅度增高,频率加快,张力增加,子宫收缩曲线下面积亦显著增加,并呈一定的浓度依赖关系。

但对幼龄子宫作用最弱,对晚孕子宫
作用最强;对宫角平滑肌有明显兴奋作用,对宫颈兴奋作用不明显。

朱和等[31]在实验中观察到:小鼠妊娠的第1~10 d,灌胃给ABS具有显著的抗生育作用,并呈剂量依赖性关系。

小鼠妊娠的第1~5 d。

ABS灌胃给药具有明显的抗着床作用。

但对大鼠无抗生育和堕胎作用。

2.8 抗炎作用
牛膝提取液有较强的抗炎消肿作用,此作用并非由于肾上腺皮质释放皮质激素所致,其机理在于牛膝可提高肌体免疫功能,激活小鼠外周血巨噬细胞对细菌的吞噬能力以及扩张血管、改善循环、促进炎性病变吸收等作用;对角叉菜胶所致小鼠足肿胀,亦有明显抑制作用[32]。

牛膝总皂苷能明显减轻二甲苯所致小鼠耳肿胀、蛋清致大鼠足肿胀等急性炎性反应,能降低大鼠琼脂肉芽肿质量,延长热板上小鼠舔足时间,改善血液流变性
各项指标,显示明显的抗炎镇痛及活血作用[33]。

2.9 降血糖作用
从牛膝根离析得到了蜕皮甾酮及牛膝甾酮,能使降低血糖[34,35]。

薛胜霞[36]等认为牛膝多糖及其衍生物具有降糖作用,并且以硫酸酯衍生物降
糖效果最佳。

糖尿病会引发严重并发症累积多器官系统损害,尤其是肾脏,栾海艳[37]等发
现牛膝多糖通过降低肾脏转化生长因子-β1(TGF-β1)对糖尿病肾病有一定的防治。

最近研究还发现牛膝多糖可以上调survivin表达,降低bax表达,对糖尿病大鼠视网膜病变具有一定的保护作用[38]。

3 展望
牛膝中含有多种化学成分,其成分的类型也较多。

所以其药理作用必然与其成分相联系。

牛膝多糖的药理活性较多,主要为免疫调节作用和抗肿瘤作用。

另外,多糖也可能是细胞毒性的成分之一。

皂苷类成分的药理活性、主要为子宫平滑肌兴奋作用和抗生育作用。

蜕皮甾酮具有促进学习记忆和改善脑功能障碍的药理活性。

临床中,只应用了牛膝生药材或牛膝多糖成分,而对牛膝中的皂苷类,甾酮类
等活性成分的开发与应用还很少。

而且,目前对牛膝的化学研究中,比较集中于对牛膝多糖的研究,对其它类型的化合物研究报道较少,其药理活性也没有进一步的研究。

还有，牛膝的“引药下行”作用，起到引经作用的，具体是牛膝中的哪种成分，还是几种成分相互作用，其机制还有待进一步研究。

希望在在中医引经理论的指导下,运用现代科学技术,完全可以从这些已知的化学成分中筛选出最具引导作用的活性成分,抑或能够发现起独特引导作用的“亲和素”或“靶向子”活性成分,为今后研制专门的“引经制剂”提供物质基础,更为验证中医药引经理论、发展中医药理论铺平道路。

传统中药博大精深，对牛膝的药理作用还有待的进一步探究。

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