羌活的研究進展

摘要：隨著羌活需用量的不斷增加，以及人們對野生羌活的大量采挖，使得羌活資源日漸短缺。文章根據(jù)前人的研究成果，從羌活的分類、生物學特性、化學成分、藥理作用以及人工栽培等方面做了較為全面的綜述，并提出在今后羌活的研究中，應(yīng)注重對羌活種子的研究。
關(guān)鍵詞：羌活；化學成分；藥理作用；人工栽培
中圖分類號：S567  文獻標識碼：A    文章編號：1674-0432（2011）-12-        
藥用羌活（N.incisum Ting ex H.T.chang）和寬葉羌活（Notopterygium forbesii Boiss）是羌活屬(Notopterygium)的兩個種，屬于傘形科，是一種多年生草本植物，主要生長在高海拔地帶，喜陰冷環(huán)境，以種子和塊莖兩種方式進行繁殖，自然繁殖率低。羌活的化學成分豐富，具有極其廣泛的藥理作用。然而，隨著其用量的增加，以及人們大量的采挖，導致野生羌活的資源頻臨滅絕。
前人關(guān)于羌活的研究成果眾多，尤其是在對羌活的分類，化學成分，藥理作用，人工栽培等領(lǐng)域做了較為詳細的研究，也有部分人關(guān)于某些方面做過較為詳盡的綜述。但是，到目前為止，能夠全面綜述羌活的各個方面的文獻仍少之又少。為了能使廣大讀者或?qū)W者能夠較為全面、方便的了解到羌活的一些相關(guān)性質(zhì)，本文借鑒前人的研究結(jié)果，從羌活的分類，生物學特性，化學成分，藥理作用，人工栽培等幾方面做了較為詳細的綜述。
1 羌活的生物學特性
1.1 形態(tài)特征
羌活是一種多年生草本植物，一般株高在60cm-120cm之間，其地下有塊狀或長圓柱狀的根狀莖和根，有種香氣，是多種中藥藥方的組分。它的上部分是莖，直立，形狀大致是圓柱狀，內(nèi)為空，表面分布有縱直細條紋，無毛。羌活的葉片為二至三回單數(shù)羽狀復(fù)葉，近似長圓狀卵形至披針形，有不等的鈍鋸齒分布在其邊緣，基生葉一般連有長約10cm-22cm的柄，基部擴大成鞘，抱莖，頂部葉一般沒有柄，具有較長的葉鞘膜質(zhì)。羌活一般在7月份左右開花，花多數(shù)成復(fù)傘形排列，萼片5，為三角形裂片；花瓣5，顏色為白色，先端尖，向內(nèi)折卷，形狀近似卵形至長圓狀卵形；雄蕊5，花絲細，彎曲；子房下位，2室，花柱2，短而反折，花柱基部扁壓狀圓錐形。羌活果期一般是8-9月，雙懸果寬卵形，側(cè)棱無翅，楞槽間有3-4油管，合生面有5-6油管[1]。
1.2 生態(tài)環(huán)境及地理分布
根據(jù)蔣舜媛[2]和李云霞[3]的研究表明:羌活和寬葉羌活生長在地形地貌主要是高山峽谷，植被主要是亞高山草地、亞高山灌叢、橫斷山區(qū)的高山峽谷海撥2500m以上的次生林和灌叢，分布區(qū)有藏族，羌族，土族等少數(shù)民族世居，產(chǎn)業(yè)以半農(nóng)半牧或農(nóng)業(yè)為主。羌活是短日照植物，喜歡冷涼、耐寒、怕強光、喜肥，適生于寒冷濕潤氣候。主要生長在山地棕壤，褐色土及高山草甸土上，土壤質(zhì)地疏松，具有極高的腐殖質(zhì)的中性或微酸性土壤。生境為陰坡中上部的針葉林下，林緣和灌木叢根際，或高山流石灘石縫中，坡度大約在30°左右。寬葉羌活生境的適合環(huán)境條件為較為冷涼的氣候，較高的海拔，較高的大氣濕度以及較高有機質(zhì)量的土壤條件。其適宜的生態(tài)環(huán)境因子為：年降水量400mm-1000mm；日照時數(shù)2000h/a -3000h/a；海拔高度2500m-3800m；濕度50%-70%；七月均溫5℃-16℃；一月均溫-13℃--3℃；土壤主要為黑氈土，高山灌叢草甸土，灰褐土，山地森林土，暗棕壤，土壤的有機質(zhì)的量一般比較高。
根據(jù)方子森[4]的調(diào)查表明：羌活的分布范圍大致為北緯24°-41°，東經(jīng)95°-113°西到西藏丁青，北到內(nèi)蒙古的涼城，東南到湖北的房縣，長陽一帶。羌活主要分別于海拔3000m-5000m之間；寬葉羌活的分布區(qū)域主要在橫斷山脈北段海拔1700m-4900m的陽坡林緣，林窗及亞高山，高山灌叢下，集中分布在2500m-4000m的林緣，林窗以及疏林和灌叢下。其主要分布區(qū)在青藏高原東南緣的西藏東部高原山區(qū)、西藏南部高海拔山地、四川西部高原和高山峽谷、青海東南部以及與甘肅接界的祁連山地，還要云南的西北高原地帶，主要集中于橫斷山區(qū)和祁連山地。此外，還有河北，河南和寧夏的部分縣市，新疆天山，山西交城，陜西藍田，內(nèi)蒙涼城等個別地區(qū)。
1.3 繁殖特點                                          
羌活和寬葉羌活的種子較小，而且外殼堅硬有絨毛，在常溫下休眠期達8-10個月。尚文艷[5]的研究表明：要打破寬葉羌活種子休眠，需要經(jīng)過一個由高溫到低溫的過程才能打破休眠。同時，用一定濃度的赤霉素處理種子可以代替低溫過程而打破休眠，而對高溫階段沒明顯效果。
羌活有兩種繁殖方式，即種子繁殖和根莖繁殖，羌活種子屬雙重性休眠，也就是說種胚未成熟伴隨種子未完成后熟。在自然條件下，野生羌活的繁殖是以有性繁殖為主，即種子繁殖。種子自然繁殖率極低，僅為0.52％[4]。羌活的生長環(huán)境比較獨特，生長期一般很短，而且生長緩慢，周期長，一般為5a-7a才能基本達到藥用標準，然而，一般的人工栽培羌活則需2a-3a后便可采挖。羌活種子的發(fā)芽溫度最適在10℃-15℃之間。羌活于5月上旬至6月上旬發(fā)芽后，生長迅速，生長約30d后，株高便可達70cm-100cm，年生長期90d-110d。
2 羌活的化學成分
表1 羌活的主要化學成分
分     類 化    學    成     分
揮   發(fā)   油 侯永芳[1]的研究表明羌活中的揮發(fā)油有庚烷（heptane）、己醛（hexannal）、4-羥基-4-甲基-2-戊酮（4-hydroxy-4-methy-2-pentanone）、4-壬烯（4-nonene）、庚醛（heplal-dehyde）、α-側(cè)柏烯（α-thujene）、α-蒎烯（α-pinene）、p-蒎烯（p-pinene）、莰檜（camphene）、香葉烯（myrene）、2-戊基呋喃（2-pehtyl-furan）、辛醛（octanal）、α-水芹烯（α-pheHandreene）、δ-3-蒈烯（d-3-carene）、α-萜品烯（α-terpinene）、對-傘花素（P-cymene）、檸檬烯（fimonene）、β-水芹烯（β-phellandrene）、β-順式羅勒烯（β-cis-oci-mene）、β-反式羅勒烯（β-trans-ocimene）、γ-萜品烯（γ-terpinene）、α-異萜品油烯（α-terpinolene）、2-壬酮（2-nonanone）、α-龍腦烯醛（α-compholene aldehyde）、反式-松香芹醇（trans-pincarveol）、2-壬烯醇（2-nonanone）、樟腦（camphor）、2-壬烯醛（2-nonenal）、龍腦（borneol）、萜烯醇-4（terpinen-4-ol）、α-萜品醇（α-terpinol）、桃金娘烯醇（mytenol）、E,Z-2,4-癸二烯醛（E,Z-2,4-decadienal）、δ-欖香烯（d-elemene）、β-雪松烯（β-cedrene）、β-古蕓烯（β-gru-junene）、法呢烯（trans-β-farnesene）、草烯（humulene）、β-花柏烯（β-Chamigrene）、β-蓽澄茄油烯（β-cubebene）、β-芹子烯（β-se-Hnene）、異丙月桂烯（isopropyl cinnamate）、γ-杜松萜烯（γ-cadinene）、δ-杜松萜烯（d-cadimol）、欖香醇（clemol）、匙葉按油醇（spathulenol）、愈創(chuàng)木醇（guaiol）、δ-杜松油醇（d-cadimol）、δ-桉葉油醇（d-eudesmol）、β-桉葉油醇（β-eudesmol）、10-表-α-桉葉油醇（10-epi-α-eudesmol）、水楊酸酯（benzyl benzoate）、酞酸二丁酯（dibutyl phthalate）、乙酸龍腦脂（bornylacetute）、香檜烯（sabinene）、月桂烯（myrcene）、蒈烯-4（Carene-4）、γ-松油烯（γ-terpinene）、異松油烯（terpinolenne）、葛縷醇（tarredearveol）、α-松油醇（α-terpined）、乙酸龍腦脂（Bronyl acetata）、2-甲基-3-丁烯-2-醇（2-methyl-3-buten-2-ol）、2-甲基-3-丁烯-1-醇（2-methl-3-buten-1-ol）、2,2-二甲基-3-己烯（2,2-dimethyl-3-hexene）、三環(huán)烯（tficy-clene）、β-側(cè)柏烯（β-thujene）、α-松油烯（α-terpinene）、水楊醛（salicylaldehyde）、順-香檜烯水合物（cis-sabinenehydrate）、辛酸（capryhc acid）、反-香檜烯水合物（trans-sabinene）、3-甲基丁酸-3-甲基丁酯-2-烯-1-醇（（3-methylbutyl-3-methylbutyrate）-2-en-1-ol）、α-異莰烯醛（α-campholene aldehyde）、甲基苯乙酮（netgtkacetophe-none）、對-甲基-1,5-二烯-8-醇（P-mentha-1,5-dien-8-ol）、松油烯-4-醇（terplnen-4-ol）、對傘花素-α-醇（P-cymene-α-ol）、桃金娘醇（myrtenol）、乙酸辛酸（cotyl acetate）、乙酸瑪鞭草烯酯（verbenylacetate）、2-異丙基-5-甲基茴香醚（2-Isoptopy-5-methylanisole）、百里香酚（thymol）、α-庫比烯（α-cubebene）、胡椒烯（copaene）、乙酸虧癸酯（decyl acetate）、β-柏木烯（β-cedrene）、反-石竹烯（trans-caryophyllenen）、未得烯（weddrene）、α-欖香烯（α-elemene）、反-β-金合歡烯（trans-β-farnesene）、大攏牛兒烯D（germacreneD）、β-蓽澄茄烯（β-cadinen）、γ-依蘭油烯（γ-muurolene）、β-花柏烯（β-pchamlgrene）、β-依蘭烯（β-muurolene）、α-依蘭油烯（α-muurolene）、β-甜沒藥烯（β-bisabolene）、叩巴烯（cuparene）、β-阿拉斯加烯（β-alaskene）、γ-蓽澄茄烯（γ-cadinen）、δ-蓽澄茄烯（d-cadinen）、7-表-α-芹子烯（7-epi-selinene）、α-桉葉醇（α-cudesmol）、大攏牛兒烯D-4-醇（germacrene D-4-ol）、β-防風烯酮（β-oplopanone）、頡草萜烯醇（valerianol）、布黎醇（bulnesol）、α-甜沒藥醇（α-bisabolol）、十六烷醇（hexahecanol）等成分。
香豆素 李云霞[3]的研究表明，羌活中的香豆素有異歐芹素(isoimperatorin)、佛手柑內(nèi)酯( bergapten)、佛手柑亭( bergamot tin)、佛手酚(bergaptol)、羌活酚(notoptol)、羌活醇( notopterol)、脫水羌活酚(anthydronotoptol)、乙基羌活醇(ethyl-notopterol)、羌活酚縮醛( notoptolide)、環(huán)氧脫水羌活酚(anhydronotoptoloxide)、花椒毒酚( xanthotox-ol)、紫花前胡苷( nonakenin)、去甲呋喃羽葉云香素(demethylfuropinnarin)、7-異戊烯氧基-6-甲氧基香豆精 (7-isopentenyloxy262methoxy2coumarin)、7-( 3,7-二甲基-2,6-辛二烯氧基)-6-甲氧基香豆精[ 7-(3,7-dimethyl-2,6- octadienyloxy )-2,6-methoxly-coumarim]、8-甲氧基異歐前胡內(nèi)酯(cnidilin)、6-O-反-阿魏酸酰紫花前胡苷 ( 6′-o-( trans-feruloyl nodakenin)、佛手酚葡萄糖苷(bergaptol-o-β-D-gluco-ryranoside) 、前胡苷V(decurosideV)、5-羥基-8-(1′,1′-二甲基丙烯基) 補骨脂素[5-hydroxy-8-(1′,1′-dimethylallyl) psoralen]、哥倫比亞苷元(columbianetin)、哥倫比亞苷(columbiananin)、異紫花前胡苷元(marmesin)、歐芹屬素乙(imperatorin)珊瑚菜內(nèi)酯(phellopterin)。
糖類 鼠李糖、 果糖、葡萄糖和蔗糖。
氨基酸 賴氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、一氨基丁酸、天門冬氨酸、亮氨酸等二十種。
有機酸及有機酸酯 油酸( oleic acid)、亞油酸 ( linoleic acid)、阿魏酸(ferulic acid)、茴香酸對羥基苯乙酯(p-hydroxyphenethylanisate)、苯乙基阿魏酸酯(phenethyl ferulate) 、十四烷酸、對羥基間甲氧基苯甲酸 ( p-hydroxy-m-methoxy-ben-zonic acid)、十六烷酸等。
其它 β-谷甾醇(β-sitosterol)、娠烯醇酮(pre-nenolone)、β-谷甾醇葡萄糖苷(β-sitosterol gluco-side)、鐮葉芹二醇(farcarindiol)、胡蘿卜苷(dau-costerol)、4-羥基-3,5-二甲氧基芪(4′-hydroxy-3,5-dimethoxystilbene)。

蔣舜媛[2]等發(fā)現(xiàn)了在羌活中，還含有Pb、Cu、Cr、Cd和As等元素。其中Pb的含量普遍較低，小于0.005mg/kg；而Cu、Cr、Cd和As等元素的含量隨不同地區(qū)呈顯著性差異，Cr含量變幅在0.48-8.37mg/kg間；Cd含量在0-0.29mg/kg間；總砷含量變化不大，從0-4.41mg/kg不等；而Cu的含量普遍很高，在21.89-67.01mg/kg間。
3 羌活的分類
根據(jù)溥發(fā)鼎[6]的研究，羌活可分為細葉組和羌活組。
細葉組可分為羌活(N.incisum Ting)、細葉羌活（N.tenuifolium）、羽苞羌活(N.pinnatiinvolucellatum)。
羌活是藥用羌活的主要來源。羌活的基生葉與莖下部葉三至四回羽狀分裂，末回裂片線形。趙敏[7]的研究中提到：按照羌活的根和根莖的形狀分為蠶羌，竹節(jié)羌，條羌，頭羌。蠶羌的根莖略彎曲，環(huán)節(jié)緊密似蠶，顯棕褐色至棕黑色，有點狀根痕及棕色破碎鱗片，外皮脫落處呈棕黃色。竹節(jié)羌的根莖形狀近似竹節(jié)狀，環(huán)節(jié)疏生。頭羌的根頸粗大，呈不規(guī)則環(huán)節(jié)狀，側(cè)根較多。條羌的根莖部具有莖基及葉鞘殘基，根莖及根的形狀近似圓柱形，根部具縱紋及皮孔。
溥發(fā)鼎[6]等的研究表明：細葉羌活的基生葉與莖下部葉三出式三回羽狀分裂，末回裂片線性，體態(tài)與藻本屬Ligusticum L.植物相近。
羽苞羌活與羌活(N.incisum Ting)較為相近，只是羽苞羌活的小孢子比羌活的較發(fā)達，成倒披針形，長度明顯比果期小傘形花序長。
羌活組又可分為寬葉羌活(N.forbesii Bull.Herb.boiss)和瀾滄羌活(Notopterygium forrestii)。
寬葉羌活的基生葉葉片是三出式二至三回羽狀復(fù)葉，末回裂片形狀近似卵圓狀披針形，裂片邊緣為粗鋸齒。卵葉羌活（oviforme）是寬葉羌活的一個亞種，它的小總苞片近等于或長于小傘形花序，基生葉和莖下部葉二回三出式分裂，末回裂片寬卵圓形，邊緣具圓鈍齒，葉表皮氣孔垂周壁深波狀。
瀾滄羌活基生葉和莖下部葉三出式二至三回羽狀分裂，末回裂片邊緣為不規(guī)則的圓齒，小總苞片短于花柄，葉的末回裂片卵狀披針形。
4 羌活的藥理作用
楊林林[8]等總結(jié)出羌活在傳統(tǒng)的醫(yī)藥應(yīng)用上，羌活可用于治療風寒感冒，用于行痹、痛痹、著痹癥，治中風偏癱，治小兒癇癥，治陽痿，治偏頭痛等。
根據(jù)馬玉林[9]、李云霞[3]和秦彩玲[10]等的研究，總結(jié)出了羌活具有以下藥理作用：
4.1 具有鎮(zhèn)痛、解熱的作用
羌活的香豆素類成分中有一種叫紫花前胡苷的化學成分，而經(jīng)有效單體的藥理實驗發(fā)現(xiàn)，紫花前胡苷具有顯著的鎮(zhèn)痛作用。另外，給酵母致熱性大鼠灌或者注射一定劑量的羌活揮發(fā)油，能使其體表溫度有明顯的降低。
4.2 具有抗炎、抗菌、抗過敏和抗病毒的作用
適當劑量的羌活水提醇溶液對大鼠蛋清形足腫脹、小鼠二甲苯所致耳腫脹、紙片所致小鼠炎性增生、小鼠胸腔毛細血管的通透性的增加、弗氏完全佐劑所致大鼠足腫脹的第Ⅰ、Ⅱ期炎癥腫脹等具有明顯的抑制作用，還能夠直接殺死小鼠肺內(nèi)的流感病毒，降低肺內(nèi)流感病毒的血凝滴度和感染力，而且，羌活揮發(fā)油能使2,4—二硝基氯苯所致小鼠遲發(fā)型超敏反應(yīng)受到一定的抑制作用。另外，0.002ml/ml的羌活稀釋液對弗氏痢疾桿菌，大腸桿菌126、傷寒桿菌、綠膿桿菌有一定的抵抗作用。
4.3 對凝血、心肌缺血、血栓形成和心律失常有一定的抵抗作用
給大鼠灌服75%的羌活醇提物能夠明顯延長電刺激大鼠頸總動脈的血栓形成時間和凝血時間；口服羌活提取物4g/kg水溶液可推延烏頭堿導致的大鼠心律失常的出現(xiàn)時間，對心律失常起到保護作用。此外，羌活的揮發(fā)油具有減緩心率、擴張冠脈及增加心肌營養(yǎng)性血流量等作用。水煎醇沉淀液可抑制離體兔血小板聚集、血小板血栓形成、纖維蛋白血栓形成和血栓增長速度，也有弱抗凝血酶的作用，使體外血栓形成時間得以延長。
4.4 能夠促進腦循環(huán)
靜脈注射可以增加麻醉貓和麻醉犬的腦血流量，但不引起外周血流量的增加，不會使心率加快，也不升高血壓，從而使上焦疼痛減緩。
4.5 其他作用
羌活能使因腎上素引起的小鼠腸系膜微動脈、微靜脈收縮。另外，羌活中的苯乙基阿魏酸酯和鐮葉芹二醇能夠抑制5—脂肪加氧酶和環(huán)加氧酶活性。
5 羌活的人工栽培
5.1 種子處理
根據(jù)張恩和[11]的研究，羌活的種子屬胚后熟休眠類型，也就是說，羌活種子在剛成熟收獲后，種胚尚未形成或處于原胚階段尚未分化，需要吸足水分和處在一定溫度下，直到使胚分化發(fā)育完成并通過生理后熟，才能萌發(fā)，所以，野生種子發(fā)芽成苗率只有0.52%。種子的休眠機制造成了它成苗率低下，只有解除其種子休眠，才能很大程度上提高羌活的成活率。目前，解除休眠機制的方法是現(xiàn)將種子用流水沖洗，再用赤霉素或細胞分裂素處理，最后經(jīng)先暖溫后低溫的變溫層積處理便可用以種植，這樣可提高其出苗率。
5.2 土壤要求
蔣舜媛[2]等的研究表明：羌活根系的發(fā)育能力很差，一般比較淺，深度在20cm之內(nèi)，而且大多數(shù)只長有較短的一段直根，只有在土壤很疏松的情況下，其根才有可能擴展得稍深些。羌活分布在較為隱蔽的環(huán)境中時，其長勢較好，這是因為羌活對水分的穩(wěn)定性要求較高。然而，寬葉羌活的根系發(fā)育較好，入土較深，大都在20cm以下，最深的可達40cm以上，吸收水分和養(yǎng)分的范圍較為廣泛。另外，寬葉羌活對有機質(zhì)含量要求較低，容重較大，土壤黏性較重。
5.3 溫度條件
史靜[12]等的研究表明：羌活種子在溫度為15℃左右的發(fā)芽率較好，因此，羌活種子易選擇在地溫大約為15℃左右時播種，此時種植的羌活其出苗才能較為整齊。另外，種植時，覆土深度對出苗率及子葉出土時間和出苗期也有影響，覆土深度以1.0-1.5cm合適，若覆土超過2cm厚，則其出芽率極低。
5.4 光照強度
根據(jù)陳鐵柱[13]等的研究表明：羌活具有較強的適應(yīng)弱光環(huán)境的能力，是一種陽性耐陰植物，然而，羌活耐受午間強光、高溫的能力弱。因此，引種馴化羌活適宜選擇海拔和隱蔽度較高的環(huán)境栽培，以利于其生長和存活。
5.5 栽培管理
羌活在人工栽培時，需先打破其種子休眠機制，然后再選擇質(zhì)地疏松，環(huán)境、溫度適宜的地帶進行播種。待苗出土后，要及時做好田間管理工作，包括澆水、松土、施肥、控溫、除蟲等一系列工作。2-3a后收獲，以栽后3a收獲的產(chǎn)量高，品質(zhì)好。一般在秋末莖葉枯萎后或早春土壤解凍羌活萌發(fā)前采挖。
6 展望
如今，野生的羌活資源越來越少，幾乎頻臨滅絕，只有大力發(fā)展羌活的人工栽培才有望改善目前的窘境。但是由于羌活的種子小，對環(huán)境的要求苛刻，使得其在人工栽培方面仍有很多困難。因此，對羌活人工栽培方面的研究應(yīng)是今后研究的主題，尤其是在破除羌活種子休眠方面。
羌活在人工栽培方面的問題主要表現(xiàn)是出苗率偏低，其原因是羌活的種子屬胚后熟，絕大多數(shù)種子在脫落后的一段時間里，沒有合適的外界條件，使得其胚不能完成后熟。為了能使羌活的人工栽培技術(shù)進一步成熟，在以后羌活的研究中，應(yīng)重點研究羌活種子的胚成熟問題，主要是羌活的種子在剛成熟后一段時間里，保持恒定、合適的溫度，以及提供所需的營養(yǎng)物質(zhì)，使得胚完成后熟，從而提高羌活種子的出苗率。
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作者簡介：馬濤（1989-），男，回族，甘肅平?jīng)鋈耍m州交通大學化學與生物工程學院生物工程專業(yè)本科生。