2.2　红茂草主要成分及其功能作用

中草药是我国医药学的一个重要组成部分，利用中草药治病是我国独有的方法，它不但能根除病根，而且无不良反应，故自古至今广为国人所喜用。中草药化学成分复杂，结构类型多种多样，重要的化学成分主要包括：生物碱、黄酮类化合物、挥发油、萜类、香豆素、木脂素、鞣质、多糖、氨基酸、蛋白质、有机酸、无机微量元素等。结合最新文献报道，发现红茂草主要生物碱成分为多种异喹啉类生物碱，目前研究发现，并记录的共有20个主要的异喹啉类生物碱，其中7个阿普菲类、5个普托品类、5个苯并菲啶类、2个吗啡烷类生物碱和1个原小檗碱类生物碱，其主要物理参数如表2-1所示。

2.2.1　红茂草生物碱的生物活性与毒性

生物碱（alkaloid）是一类源于生物界（以植物为主）的天然含氮有机化合物，大多数具有复杂的环状结构。生物碱最早由德国的一位药剂师F W Serturner在1806年发现，他把氨水加到盛有鸦片的水浸提液中，经放置后发现器壁上有结晶生成，并认为这是鸦片麻醉机的主要成分，而命名为吗啡（morphione）。这是生物碱的首次发现，并从生药中首次分离得到结晶性生物碱，从而在临床上开始得到应用。从那以后生物碱的研究，开始迅速的发展，如1817～1820年从吐根子中分离得到吐根碱，从马钱子中分离得到马钱子碱，从金鸡纳树皮中分离出奎宁之后，又于1878年从石榴皮分离出石榴碱，1887年从麻黄中分离得到麻黄碱。生物碱分子结构很复杂，多数生物碱分子中的氮原子在环状结构内（如小檗碱、吗啡碱、槟榔次碱、异紫堇碱等），少数在侧链上（如麻黄碱等）。目前已知生物碱种类很多，在13万种左右，有一些结构式还没有完全确定，它们结构比较复杂，可分为59种类型。生物碱有似碱的性质，所以过去又称为赝碱，具有较强的生理活性和特殊的医疗效果。大多数生物碱具有光学活性和碱性，可以和酸结合成盐；生物碱结构复杂，而且氮原子多结合在环内形成氮杂环；多数生物碱具有显著的生物学活性，而且是中草药中主要的活性成分和有效成分。生物碱的活性主要表现在抗菌、抗病毒、抗风湿、抗炎镇痛、抗肿瘤等方面。生物碱主要分布在植物界，高等植物分布更为广泛，尤其是双子叶植物，主要有毛茛科（如黄连、乌头、附子等）、罂粟科（如罂粟、延胡索、红茂草等）、茄科（如洋金花、颠茄、曼陀罗等）、防己科（如汉防己、北豆根等）。单子叶植物中分布较少，如百合科和石蒜科等。裸子植物中分布更少，如麻黄科等。低等植物中，极个别植物存在，如麦角。在植物体内，除少数碱性比较弱的生物碱外，大多数生物碱都是通过与植物体内的有机酸（如酒石酸和草酸等）或无机酸（硫酸和盐酸等）结合成盐的形式存在；个别生物碱也可能以酯、苷和氮氧化物的形式存在，也有呈游离状态的生物碱。大多数生物碱可以与一些沉淀试剂反应，生成配合物沉淀，不少生物碱还与显色试剂（如碘化铋钾试剂）反应而呈现出特有的颜色，可用于生物碱的预鉴别。

大多数多生物碱为无色或白色，中有少数生物碱因为具有较长共轭体系，因此呈现特殊的颜色。有的为结晶形物质、少数常温为液体，个别生物碱如麻黄碱或液体生物碱具有挥发性，可随水蒸气蒸馏。生物碱味苦，一般都有旋光性，并且旋光性易受pH和溶剂等因素的影响，生理活性和旋光性密切相关。游离生物碱极性较小，不溶或难溶于水，能溶于三氯甲烷、乙醚、苯、丙酮、乙醇等有机溶剂，尤其在三氯甲烷中溶解性更好，因此，常作为生物碱类成分的提取纯化试剂；游离生物碱在酸水中能够形成盐类而易于溶解，所以，稀酸水也常作为生物碱的提取溶剂。生物碱盐类易溶解于水和乙醇，不溶或难溶于有机溶剂。有些生物碱可以发生相关的沉淀反应和显色反应。

2.2.1.1　主要生物碱的生物活性与毒性

（1）紫堇碱

①生物活性

是延胡索、红茂草等药材的活性成分之一，具有兴奋子宫、止痛，抑制乙酰胆碱酯酶的作用有明显的止痛作用，但强度不及吗啡，能兴奋子宫；有降血压和抑制去甲肾上腺素（NA）引起的血管收缩效应；对小鼠实验性肝损伤有保护作用；可抑制由TPA引起的Raji细胞对EB病毒的早期抗原活性。静脉注射紫堇总生物碱可对动脉血压产生影响，显著降低动脉血压。而紫堇总生物碱对心脏似乎具有兴奋作用，引起收缩压与舒张压的压差增大，提示它可能加强心脏收缩功能。紫堇总生物碱对NA引起的主动脉平滑肌收缩具有显著抑制作用，使NA引起的主动脉平滑肌收缩作用显著减弱，NA量效收缩曲线右移，但不能完全消除NA的效应。紫堇总生物碱对NA浓度为5～10mol/L与7～10mol/L各组间的抑制作用均较为显著，因此提示，紫堇总生物碱对抗NA引起的收缩血管的效应可能是紫堇总生物碱对整体动物血压降低作用的因素之一。具有抗癌活性，有较强的细胞毒活性，可损伤DNA，体外对KB细胞的细胞毒IC50值为733μg/mL。有抗原虫活性，对恶性疟原虫抑制作用的IC50值为（22.3±1.46）μmol/L；对溶组织内阿米巴抑制作用的IC50值为90.6μmol/L。

②毒性

有兴奋作用，毒性不及吗啡，类似罂粟碱。

（2）异紫堇碱

①生物活性

有抗失血性休克；对心血管系统的作用；解痉作用；抗缺氧作用；有松弛血管平滑肌作用、钙拮抗和抗癌作用。为抗肾上腺素能剂，药理作用与紫堇碱类似。异紫堇碱在小鼠腹腔注射后会出现过动现象，较大剂量则会出现流涎、呕吐、困倦、惊厥、以致僵直等状态。按0.25～3.0mg/kg给予犬有刺激呼吸和短期降压作用，按30～60mg/kg剂量给小鼠皮下注射有增强戊四唑（60mg/kg）致惊厥作用。给予大鼠腹腔注射其盐酸盐10～15mg，能抑制条件回避反射；5～100mg/kg能促使猫流涎和流泪，并出现共济失调、僵直和其他神经紊乱；给犬按5～15mg/kg剂量静脉注射，亦有上述作用。将异紫堇碱N-甲基氯化物淋巴给药，对蟾蜍有强而持久的缩瞳作用。有学者研究结果显示，异紫堇碱对高K+和去甲肾上腺素所致的高Ca2+有抑制作用，对血管平滑肌细胞扩张的作用可能与鸟苷酸循环的活化有关。异紫堇碱可以逆转及阻止缺血及缺血—重灌条件所致的生物膜损伤，具有明显的预防肺水肿效应。有实验结果表明，异紫堇碱能有效诱导SMMC-7721人肝癌细胞的萎缩，对犬有微弱的镇咳作用。吴芹等研究发现异紫堇啡碱对血管平滑肌细胞（SMC）的电压依赖性钙通道和受体操纵性钙通道均有抑制作用，异紫堇啡碱的扩血管作用与其降低不同因子所致的[Ca2+]水平有关。

②毒性

异紫堇碱N-甲基氯化物大鼠腹腔注射LD50为（10.9±0.9）mg/kg。

（3）木兰碱

①生物活性

木兰碱对肿瘤细胞系有细胞毒性、抗菌、有降血压、抗氧化、抗炎、松弛平滑肌等作用。有降血压作用，对猫、狗、和大鼠皆有显著的降压活性，对慢性肾性高血压狗也有一定的降压活性，口服有效剂量是注射剂量的10～20倍。抗油酸氧化的作用，并对（2，2-二苯基-1-苦肼基，DPPH）自由基有捕捉活性，对羟基自由基有消除作用，消除率为33.3%。抗炎作用，对炎症因子造成的小鼠胃损伤具有抑制作用，陈家辉等采用平板法用兰碱的β、α异构体测定二者的抗菌作用，实验结果证明，β-木兰碱对榛色青霉UC-4376最小抑菌浓度为10μg/disc，对稻瘟病菌最小抑菌浓度为100μg/disc；α-木兰碱对榛色青霉最小抑菌浓度为5μg/disc。抗肿瘤作用，（+）-木兰碱对P338、KB16、A549和HT-29等肿瘤细胞系有细胞毒性，ED50小于1μg/mL。对KCl和去甲肾上腺素引起的大鼠主动脉平滑肌收缩有一定的抑制作用。有细胞免疫作用，给小鼠按5～20mg/kg剂量腹腔注射木兰碱，连续8天，能抑制局部移植物对宿主（GvH）的反应。有抗疲劳作用，对运动员运动前后有关生化指标具有有益的作用，可抗运动性疲劳使心血管系统处于高动力状态，其利于运动员较长时间维持高强度运动能力。

②毒性

给小鼠注射木兰碱的LD50为20mg/kg，给药后5min即有毒性反应，包括呼吸困难、运动失调、惊厥样症状，死亡动物多集中在给药后5min，剂量大则注射后立即死亡。按100mg/kg和200mg/kg剂量给小鼠灌胃木兰碱，进行亚急性毒性实验，连续给药4周，未见明显毒性作用。分别按1.0%、2.5%、5.0%和10.0%给家兔在背部注射，注射部位未发现刺激症状。

（4）异紫堇啡碱

①生物活性

有较明显的镇痛、镇静和解平滑肌痉挛药理作用，按10mg/kg剂量给小鼠腹腔注射硫酸异紫堇啡碱，有镇静作用；有降压和增加冠脉血流量，钙拮抗，抗癌等作用；对中枢和平滑肌有抑制作用；对心肌肥大有抑制作用；对心肌内游离钙有影响；对血管平滑肌钙内流和钙释放有抑制作用；可增加失血性休克时红细胞膜脂质的流动性；对小鼠腹腔巨噬细胞免疫功能有较强的促进作用；在1∶8000时有抗钩端螺旋体的作用；对芽枝霉的生长有抑制作用，最小抑制浓度为3μg/平板；可以改善冠脉循环和动脉血流量，在离体和整体均可扩张冠脉，增加冠脉流量，增加动脉流量，有实验表明该生物碱可以增加小白鼠的耐缺氧时间，减少氧耗量，增加体循环速度，调节心律，使高心率明显减慢，血流速度明显加快，有改善心率的功能。黄燮南等观察异紫堇啡碱对去甲肾上腺素（NA）和高钾所致心肌细胞内游离钙浓度增高的影响，分析该药心脏效应的作用原理，结果显示，异紫堇啡碱培养乳鼠心肌细胞的静息Ca2+浓度无影响，但能降低由去甲肾上腺素所升高的心肌细胞Ca2+浓度。蒋青松等研究发现，异紫堇啡碱抑制受体中介的钙释放和钙内流，10-4mol/L可明显抑制PGF2α诱导心肌细胞肥大。赵子厚等采用热板法、松田弘幸法分别研究镇痛、镇静作用，结果显示异紫菫啡碱对小白鼠具有较好的镇痛及镇静作用；LD50分别为（55.8±6.4）mg/kg、（103.6±11.9）mg/kg。实验研究结果表明异紫堇啡碱能够缓解豚鼠回肠、子宫、支气管及离体心脏冠状动脉血管平滑肌痉挛，并可使某些处于痉挛状态的平滑肌兴奋性降低降压作用。赵永强等研究发现低浓度（3μmol/L）异紫堇啡碱能延长窦房结和心室肌动作电位时程，并延长心室肌有效不应期，可减少期前激动的发生机会，而且还能阻断兴奋折返，异紫茧啡碱还增加ERP/APD90之比值，而该比值的增加又是判断一个药物具有抗心律失常作用的指标；高浓度（30μmol/L和300μmol/L）异紫堇啡碱能明显降低窦房结动作电位振幅、减慢零相除极速率和舒张期自动除极速率，可以推测，高浓度异紫堇啡碱可能阻滞慢内向电流。高浓度异紫堇啡碱缩短心室肌动作电位时程亦可能与阻滞慢内向电流有关，表明异紫堇啡碱可作为一种抗心律失常药物。

②毒性

异紫堇啡碱在大剂量（30～900mg/kg）给药时导致动物产生过动状态、流涎、呕吐、困倦、惊厥以至僵硬。

（5）原阿片碱

①生物活性

原阿片碱是罂粟科植物的主要成分之一，具有促进胆汁分泌的作用，对肝损伤的保护作用、松弛平滑肌、抗心律失常、抗血小板聚集、抗疟作用、镇痛、降压等作用。在临床上可用作防治动脉粥样硬化的有效药物，有镇痛、解痉、止咳、平喘、抗疟、降压、改善微血管循环、松弛多种平滑肌、促进胆汁分泌、扩张支气管、抗血小板聚集，保护血小板内部超微结构、抗心律失常、抗心肌缺血、扩血管等作用；能促进戊巴比妥钠的催眠作用；有弱的杀菌和抗肿瘤作用；对小鼠腹腔巨噬细胞免疫功能有较强的促进作用；对肝损伤具有保护作用，在体外能抑制CCl4引起的肝微粒体脂质过氧化及CCl4转化；有降低心房自律性、抑制心房肌收缩力、延长其功能性不应期的作用；能显著抑制正常及内皮素（ET）诱导的血管平滑肌细胞（VSMC）增殖，并且对ET诱导的VSMC增殖抑制作用更明显。

a.对肝损伤的保护作用　原阿片碱对肝损伤具有保护作用，对CCl4、硫代乙酰胺、扑热息痛所致的小鼠肝损伤均有保护作用，使SGPT显著降低，肝病理损伤程度减轻，能显著升高肝微粒体，细胞色素P450含量及依赖P450的有关酶活性，提示原阿片碱提高肝脏解毒功能可能是通过抑制肝微粒体药物代谢酶阻止化学物质诱导肝毒性。

b.对平滑肌的作用　原阿片碱具有松弛多种平滑肌的作用。松弛平滑肌的机制可能通过抑制Ca2+释放和（或）Ca2+内流来降低Na和高钾所致血管平滑肌[Ca2+]的升高，从而抑制血管平滑肌的收缩反应；主要通过提高细胞中血小板内环腺苷酸（cAMP）水平，抑制气管平滑肌磷酸二酯酶（PDE）活性进而松弛气管平滑肌。原阿片碱扩血管效应似为在有Na存在的情况下，其降Ca2+作用、升高cAMP和cGMP的作用及其对蛋白激酶C影响等几方面的综合结果。另外原阿片碱有较强的扩张支气管的作用。

c.对心脏的作用　原阿片碱具有降低心房自律性、抑制心房肌收缩力、延长其功能性不应期的作用，有抗心肌缺血等作用，其效应可能与抑制心肌细胞外钙内流和内钙释放有关。原阿片碱对乌头碱、毒K、中枢性心肌缺血再灌注、氯仿、苯肾上腺等引起的心率失常有保护作用，负性频率作用和延长有效不应期是其抗心率失常作用的基础，其机制主要与其阻滞心肌细胞Na+通道，延长有效不应期有关。原阿片碱对由乌头碱、氯化钙、苯-肾上腺素引起的大鼠心律失常、氯仿所致的小鼠心室纤颤、电刺激致的家兔心室纤颤均有保护作用，作用机制似主要与其阻滞心肌细胞Na+通道，延长有效不应期有关。原阿片碱具有对抗血小板聚集，影响血小板生物活性物质的释放，保护血小板内部超微结构的作用。抗血小板聚集机制可能升高cAMP水平，抑制血小板释放活性物质有关。

d.抗疟作用、镇痛、降压等作用　原阿片碱衍生物具有抗疟作用，有效衍生物抗疟作用机制推测可能是喹啉环有效基因与疟原虫体内DNA上环核苷酸中碱基相结合，形成分子复合物干扰核酸的合成，由于疟原虫代谢发生障碍，最终被机体所消灭。原阿片碱对化学刺激和电热刺激引起的疼痛有明显的镇痛作用，但其镇痛作用较吗啡为弱，镇痛作用主要是通过阿片及钙机制，部分是通过肾上腺素能机制。原阿片碱通过直接舒张血管平滑肌，降低外周阻力来实现降压作用。原阿片碱能使胆汁分泌低的大鼠胆汁排出量、胆固醇和胆红累都有增加。原阿片碱能终止早期妊娠，原阿片碱浓度依赖性地抑制乙酰胆碱酯酶。

②毒性

其小鼠腹腔注射LD50为0.482g/kg。

2.2.2　其他生物碱的生物活性与毒性

（1）秃疮花红碱

①生物活性

秃疮花红碱为阿普菲类生物碱类化合物，经过系列体外、体内的药理实验表明，秃疮花红碱具有较强的抗癌、抗肿瘤活性，可预防及治疗宫颈癌、可抑制人乳头瘤病毒（HPV）。其生物学和药理学活性，还有待于进一步研究。

②毒性

未知。

（2）海罂粟碱

①生物活性

有抗炎、镇痛、治疗哮喘的作用。海罂粟碱对致敏原所致急性支气管收缩有抑制作用，具有抗变态反应、抗肾上腺素、松弛肌肉和抑制条件回避反应等作用，能延长环己烯巴比妥和水合氯醛所致睡眠时间，能抑制电刺激所致猫咳嗽反射，对动物肉芽组织有抗炎作用。按0.5mg/kg剂量皮下注射盐酸海罂粟碱，能抑制电刺激所致猫咳嗽反射。有松弛肌肉、抗肾上腺素、抗变态反应以及抑制条件回避反应等作用。对致敏原所致急性支气管收缩有抑制作用。

②毒性

未知。

（3）N-甲基莲叶桐文碱

①生物活性

具有消肿、止痛、抗癌、抗肿瘤活性。可预防及治疗宫颈癌、可抑制人乳头瘤病毒（HPV）。可用于肢体麻木疼痛、脘腹冷痛、疝气疼痛、咽喉肿痛、癣疮瘙痒等症。对恶性肿瘤、宫颈癌和人乳头瘤病毒有一定的抑制作用，对神经系统及心血管系统疾病有辅助疗效。

②毒性

未知。

（4）隐品碱

①生物活性

能延长离体豚鼠心耳标本的兴奋期，类似于别隐品碱，而不同于小檗碱。静脉注射使豚鼠及兔血压轻度升高，大量则引起下降。引起心律不齐，增敏肾上腺素所致心律不齐。在离体心脏模型可扩张冠状动脉，降低心脏收缩力、振幅及频率。有降低兔眼压并缩瞳、引起离体小肠伸缩、镇咳等作用。

②毒性

毒性表现为动物的运动失调、不安、抽搐流涎并伴有姿态及循环障碍等，小鼠腹腔注射的LD50为0.2mg/kg。

（5）别隐品碱

①生物活性

有抗肿瘤、抑菌、杀虫、抗心律失常等作用。别隐品碱有抗肿瘤的作用，抑制DNA拓扑异构酶的可能是它抗肿瘤的机制。对金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、溶血性链球菌、脑膜炎球菌、炭疽杆菌和枯草杆菌的生长有较强抑制作用，对菜粉蝶幼虫、赤拟谷盗成虫及致倦库蚊有杀灭作用。别隐品碱作用于磷酸二酯酶和肾上腺素受体而使回肠舒张和膀胱收缩。有抗动物心律失常作

用，够减轻缺血对心肌的损伤和抗实验性心律失常，按10mg/kg剂量给大鼠静脉注射，有明显的抗实验性心律失常作用。

②毒性

未知。

（6）血根碱

①生物活性

有较好的抗菌、抗炎作用，对子宫癌疗效显著，对金黄色葡萄球菌的MIC值为1.95～3.9μg/mL。抗锥虫作用，对布氏锥虫和刚果锥虫血流的形成有抑制作用，ED50小于10mol/mL。抗肿瘤作用，对艾氏腹水瘤有较弱的抑制作用，可使人白血病细胞K562死亡，有效对抗子宫颈癌细胞的药物耐受性，对HeLa细胞IC50为0.8mg/mL。Tolkacheb O N、Vichkanova S A等的研究结果表明，血根碱酸性硫酸盐在717mg/L浓度，对考夫-沃尔克毛菌和絮状表皮癣菌有抑制作用；对金黄色葡萄球菌、白假丝酵母和羊毛状小孢霉菌有抗菌作用，对金黄色葡萄球菌最低抑制浓度为1.95～3.9mg/L。王高学等的研究表明，血根碱对嗜水气单胞菌的活性较强，其最低抑菌浓度和最低抗菌浓度分别为12.5mg/L和25mg/L。对哈维弧菌、鳗弧菌、杀鲑气单胞菌的活性较弱。Merschjohann K等的研究表明，血根碱有抗锥虫作用，对布氏锥虫和刚果锥虫血流的形成有抑制作用，ED50<10mmol/L；其硫酸盐和硝酸盐的1/40000溶液对路易银虫在24h后的抑制作用仍为100%。Hladon Boguslaw等的研究表明，血根碱可使人白血病K562死亡，能对抗宫颈癌细胞的药物耐受性，对艾氏腹水瘤有抑制作用，抑制宫颈癌细胞的生长和转移，可以诱导p53-mutant和p53-null克隆癌细胞系、人胰腺癌细胞AsPC-1和BxPC-3的凋亡，对肝癌细胞具有明显杀伤作用，体外实验对人前列腺癌细胞证实有很强的细胞毒活性。另外血根碱对中枢神经有麻醉作用，可降低胆碱酯酶活力，可提高组织对乙酰胆碱的敏感性，抑制氨基肽酶N和二肤酶Ⅳ的活性，可抑制小鼠单胺氧化酶活性，阻滞钙通道抑制苯基肾上腺素所致离体大鼠胸动脉血管收缩，特异性作用于酵母细胞的钠泵，在酶的参与下引起K+的流出，剂量依赖性地引起小鼠骨骼肌的收缩，兴奋小肠、子宫及唾液腺。血根碱对卵巢癌SK-OV-3细胞的生长及放射敏感性有一定的影响，可以显著抑制卵巢癌SK-OV-3细胞的生长，诱导细胞凋亡和周期阻滞，而且在低剂量下，血根碱可以增加卵巢癌细胞的放射治疗敏感性。血根碱对人脑胶质瘤A172细胞的生长及放射敏感性的影响，可以通过诱导细胞周期阻滞、细胞凋亡和ROS的产生抑制脑胶质瘤A172细胞的生长，而且在低剂量下，血根碱预处理可增加放射敏感性。对中枢神经有麻醉作用，可提高组织对乙酰胆碱的敏感性，抑制氨基肽酶N和二肽酶Ⅳ的活性，在50mol/mL浓度的抑制率分别为82%和62%。可引起小鼠骨骼肌的收缩，兴奋小肠、子宫及唾液腺，提高小肠、子宫平滑肌的张力。血根碱作为植物源农药，对鱼类指环虫、梨木虱、钉螺、螨虫等具一定的毒杀作用，而且具有低毒、低残留、无环境污染等优点。刘铭等的研究表明，血根碱对鱼类指环虫、苹果二斑叶螨、钉螺有杀灭作用。血根碱对菜青虫羧酸酯酶、碱性磷酸酯酶、酸性磷酸酯酶和细胞色素P450有明显的激活作用；对谷胱甘肽S-转移酶的影响较为复杂；对乙酰胆碱酯酶具有强烈的抑制作用。其中羧酸酯酶处理后36h比活力最大，为同期对照的2.20倍；碱性和酸性磷酸酯酶分别于处理后12h和24h逐渐被激活，且与对照差异显著；细胞色素P450处理后48h比活力为同期对照的3.70倍；对乙酰胆碱酯酶36h抑制率最大为95.12%。可见，血根碱可明显影响昆虫的代谢酶系，且其对乙酰胆碱酯酶抑制作用可能与其毒杀作用有关。

②毒性

血根碱中毒引起短时麻醉后，可发生士的宁样惊厥，增进肠蠕动及唾液分泌，对局部也时先刺激而后转入麻痹，还能通过脑组织发生丙酮酸氧化作用和抑制。小鼠静脉注射本品的LD50为19.4mg/kg，腹腔注射为10mg/kg。

（7）白屈菜红碱

①生物活性

具有抗菌、抗肿瘤、保肝等作用，对金黄色葡萄球菌的MIC值为19μg/mL，对大肠埃希氏杆菌的MIC值为156μg/mL。抗癌和诱导细胞凋亡、抑制细胞生长、抑制微管蛋白的聚合的作用，体外对NK109细胞的IC50值为1.24μg/mL，对HeLa S3细胞的IC50值为1.22μg/mL。白屈菜红碱对变形链球菌细胞表面疏水性和黏附性具有抑制作用；有良好的防龋作用；实验结果证明，白屈菜红碱对致龋菌、伴放线杆菌、变链杆菌有抑制作用，对多种瓜果和蔬菜的病原菌有抑制作用，能有效地诱导人胃癌BGC823细胞凋亡，且其诱导的凋亡具有周期依赖性，说明其可能是一个很有用的抗肿瘤药物。对大鼠肝脏L-丙氨酸氨基转移酶有抑制作用。

②毒性

白屈菜红碱中毒症状是昏睡，血管运动中枢麻痹，一般无恶心、呕吐，但严重时伴有强烈的胃肠刺激症状，小剂量引起豚鼠流产，大剂量引起麻痹、死亡。该生物碱神经肌毒性，对心脏亦有抑制作用。可抑制秋水仙碱和鬼臼毒素与微管结合，IC50值分别为55μmol/L和60μmol/L。

（8）白屈菜碱

①生物活性

a.对神经系统作用　有催眠和镇静作用，对中枢神经有抑制，与吗啡相比，对中枢作用较弱，对外周作用较强。治疗剂量不抑制呼吸，但大剂量可减慢呼吸。对反射无明显抑制，也无脊髓兴奋作用。能麻痹感觉及运动神经末梢，但对神经干无作用。可引起猫血压轻度、持久性降低。能延迟或阻止豚鼠的组织胺性休克或抗原引起的过敏性休克。

b.抗肿瘤作用　白屈菜碱是一种有丝分裂细胞毒，体外实验在2.5×10-6mol/L浓度能抑制纤维母细胞的有丝分裂。对人HeLa细胞有细胞毒活性，其ED50为0.27μg/mL。对小鼠肉瘤180和艾氏腹水癌细胞的生长存在抑制作用，但副作用及毒性较大。对RNA肿瘤病毒的IC50为200μg/mL，抑制效果较弱。按50μg/kg给予小鼠7d以上，对小鼠肉瘤180和艾氏瘤的抑制率分别为25%和22%。

c.对平滑肌作用　能抑制各种平滑肌，有解肌作用，且毒性较低，其作用与罂粟碱相似。在低浓度，可增加离体兔肠、子宫的张力，但在较高浓度呈抑制作用。高剂量还能抑制心肌、减慢心率、停止于舒张期。对横纹肌也有抑制作用。

d.其他作用　有消炎、镇痛、抗菌、抗病毒和抑螨等作用。

②毒性

有弱的细胞毒作用。

（9）二氢血根碱

①生物活性

具有抗菌、抗炎、抗高血压、抗肿瘤及促进动物生长等作用。二氢血根碱对黏虫幼虫有毒杀活性，其对黏虫中枢神经系统乙酰胆碱酯酶（AChE）、腺苷三磷酸酶（ATPase）和几种代谢酶系活性的有一定的影响。二氢血根碱对黏虫5龄幼虫具有较强的胃毒毒杀活性，处理后72h的LC50为0.259mg/mL，其对AChE有明显的抑制作用。具有一定的抗乙肝病毒活性。对鱼类小瓜虫有杀灭作用，半数致死浓度分别为5.18mg/L和9.43mg/L。对多种植物病原菌具有显著的抑制活性。对莴苣幼苗根生长及其细胞分裂存在一定影响，较低浓度（25μmol/L、50μmol/L）二氢血根碱能显著促进莴苣根的生长，较高浓度（200μmol/L、300μmol/L）二氢血根碱显著抑制根的生长；二氢血根碱（10μmol/L、20μmol/L、30μmol/L、40μmol/L、50μmol/L）对莴苣幼苗根毛发育有极显著的抑制作用，且两者均表现了浓度依赖性。较低浓度（25μmol/L、50μmol/L）二氢血根碱使根尖细胞有丝分裂指数显著增加，而对根尖细胞DNA没有显著影响；较高浓度（200μmol/L、300μmol/L）二氢血根碱使根尖细胞有丝分裂指数显著下降，同时根尖细胞DNA受到显著性损伤。研究发现，低浓度的二氢血根碱对莴苣幼苗根生长的促进作用主要是由于根尖细胞有丝分裂活力增加所致；而高浓度二氢血根碱对莴苣幼苗根的抑制作用极可能是由于根尖细胞DNA受到损伤，使得细胞分裂活力降低，分裂期细胞数目减少，从而导致根生长受到抑制。

②毒性

未知。

（10）6-丙酮基-5，6-二氢血根碱

①生物活性

具有抗乙肝病毒、杀菌活性，对水稻纹枯病菌、水稻稻瘟病菌、番茄霜霉病菌、黄瓜角斑病菌、黄瓜枯萎病菌、水稻纹枯病菌和西瓜枯萎病菌等均有抑制作用。

②毒性

未知。

（11）清风藤碱

①生物活性

清风藤碱具有较弱的消炎、镇痛、降压和神经节阻断作用，对中枢神经和神经毒性有抑制作用，清风藤碱的碘化钾基季铵盐对横纹肌有一定的松弛作用。可治疗原发性肾小球肾炎，稍有抑制咳嗽反射作用。

②毒性

未知。

（12）青藤碱

①生物活性

a.青藤碱抗癌作用　张虹等首次研究发现盐酸青藤碱对胶质瘤细胞株C6具有抑制作用，可抑制肿瘤坏死因子的形成，从而保护半乳糖胺/脂多糖所致的肝损伤。陆德如等研究了青藤碱以及含青藤碱的复方药物组合物的抗肿瘤作用，研究的实验表明，青藤碱以及含青藤碱的复方药物组合物可以有效地抑制肿瘤。郑杰等研究青藤碱体外对胃癌细胞株hBGC-823细胞生长抑制及凋亡的影响，结果显示青藤碱能抑制胃癌细胞株hBGC-823细胞生长，并呈时间和浓度依赖性；倒置显微镜和免疫荧光显微镜下，细胞呈现典型的凋亡形态特征。王玮等研究青藤碱对宫颈癌HeLa细胞增殖的影响，结果显示青藤碱处理HeLa细胞后，细胞增殖明显受到抑制。童向民研究了青藤碱诱导的K562细胞的影响，结果提示青藤碱可以诱导K562细胞凋亡。

b.免疫调节和抗炎作用　青藤碱有抗炎、镇痛、抗风湿、免疫调节作用。其在体内能抑制LPS及PMA诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖，在体外能抑制ConA，LPS和anti-CD3诱导小鼠脾淋巴细胞增殖，可使大鼠升高的CD4/CD8比值降低，而且在体外能使小鼠脾淋巴细胞早期凋亡百分比显著增加。青藤碱可抑制IL-2的合成，缩短活化的T-淋巴细胞的形成周期，提高高免疫应答个体的存活率，抑制巨噬细胞和T-淋巴细胞。体外实验中能使小鼠巨噬细胞降低前列腺素E2、白三烯C4的合成及抑制NO的产生。青藤碱对大鼠甲醛性及蛋青性“关节炎”有显著的消退作用，对脉鼠的主动性过敏性休克有预防作用，对佐剂性关节炎大鼠有治疗作用。

c.其他药理作用　青藤碱在小鼠和家兔动物实验中有镇痛作用，镇痛剂量为吗啡的10倍，但持续时间较短。在小鼠、犬、猴动物实验中有显著的镇静作用，在小鼠和猫动物实验中有镇咳作用，与可待因相仿，豚鼠实验为可待因的1/4。对家兔角膜有局部麻醉作用，青藤碱还能抑制离体肠肌的收缩。青藤碱是药用植物中强的组胺释放剂之一，犬静脉注射青藤碱后，能使血浆中组胺含量上升、血压下降、门静脉压上升，促进淋巴现成，这些作用可作为抗组胺药物所抑制。给犬、猫、兔和大鼠静脉注射或灌胃本品，有显著的降压作用，且作用迅速、显著而持久。能抑制离体肠肌的收缩，能对抗毛果芸香碱、组胺和乙酰胆碱对离体肠肌的作用。有一定的亲脂性，可穿透裸鼠皮肤并在皮肤内聚集。

②毒性

给小鼠、犬和猴灌胃青藤碱，其LD50分别为580mg/kg、45mg/kg和95mg/kg。给小鼠皮下或腹腔注射LD50分别为535mg/kg和285mg/kg。该生物碱易致急性耐受，连续用药后毒性显著减轻，可导致药疹。

（13）去氢紫堇碱

①生物活性

具有抗胃溃疡及抑制胃液分泌，对大鼠实验性胃溃疡，特别是由幽门结扎以及阿司匹林所致溃疡有明显的抑制作用。能提高耐缺氧力，在小鼠实验中使用该生物碱，可以提高小鼠耐缺氧力，可扩张冠脉，增加冠脉血流量，其作用类似罂粟碱。有松弛血管平滑肌作用、抑制血小板聚集和抗变态反应等作用。去氢紫堇碱对动物离体胸主动脉环的收缩反应和血管平滑肌收缩有拮抗作用，外钙内流及内钙释放可能与去氢紫堇碱对血管平滑肌的松弛作用有关。去氢紫堇碱对豚鼠和家免有肾上腺素能神经阻断作用，可增加血小板中cAMP的质量浓度，且有抑制血小板聚集作用，与对照组相比有显著性差异，是其抑制血小板聚集的机制之一。在大鼠Ⅰ型和Ⅳ型变态反应模型中，给大鼠灌胃0.5mmol/kg的去氢紫堇碱，有抗变态反应作用，并影响细胞介导的变态反应。对胃液分泌有抑制作用。静脉或灌胃给予小鼠和大鼠去氢紫堇碱，其在肝脏中呈时间异性分布，且滞留时间短。静脉给予后循环进入肝脏就很快分布到非肝脏组织，仅在小叶肝细胞发现去氢紫堇碱，且在全体几乎不发生再分布。灌胃给药，去氢紫堇碱的器官分布是相当有限的，即消化道、肝脏和肾脏。与静脉给药比较，发现去氢紫堇碱存在首过效应，其在肝脏中的分布随给药途径不同而不同。去氢紫堇碱在正常大鼠和实验性胃溃疡大鼠的体内处置模式没有本质上的区别。去氢紫堇碱的排泄途径主要是粪便，其由尿液和胆汁排泄很少。去氢紫堇碱的体内代谢主要是O-去甲基化和随后与葡萄糖醛酸结合，与原形药物相比，代谢产物是微量的。

②毒性

未知。

2.2.3　红茂草其他成分的药理作用

（1）黄酮类化合物

黄酮类化合物（Flavonoids）又称黄酮体、黄碱素，是一类广泛分布于植物体内的低分子多酚类物质，又泛指两个具有酚羟基的苯环通过中央三个碳链连接而成的一系列化合物。由于这一类化合物多具有颜色且较早发现的化合物具有2-苯色原酮的结构，故称为黄酮或黄酮体。黄酮类化合物在植物界主要存在于双子叶植物中，如豆科、唇形科、菊科等。据统计，已经得到分离的黄酮类化合物总数超过4000多个。早期的黄酮主要是指以-2-苯基色原酮为基本母核结构的一类化合物，现在则泛指具有C3-C6-C3基本母核结构的一类化合物的总称。黄酮类化合物在自然界分布相当广泛，尤以芦丁为主，芦丁（Rutin）黄酮双糖苷，又名芸香苷，其化学名称为：5，7，3'，4'，-四羟基、3-芸香糖黄酮是黄酮类化合物的主要成分之一，也是许多中草药有效成分。常见的含有黄酮类成分的中草药有：黄芩、槐米、补骨脂、葛根、芫花、陈皮、忍冬、银杏叶等。

自然界的黄酮类化合物大多数为结晶型固体，少数（如黄酮苷）为无定形粉末；一般黄酮类化合物都有颜色，其颜色的深浅与分子中是否存在交叉共轭体系及助色团（—OH、—OCH3）的数目和种类有关。大部分黄酮类化合物具有旋光性和不同颜色的荧光。黄酮类化合物的溶解性与存在状态有关，一般情况下黄酮苷易溶于水、甲醇、乙醇等强极性溶剂，难溶或不溶于苯、三氯甲烷等有机溶剂。游离的黄酮类化合物易溶于甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙醚等有机溶剂及稀碱水溶液。其水溶性与其分子的平面性有关，分子平面性比较强，则比较难溶于水；如果分子的平面性被破坏，水分子就易于进入其结构内部，使水溶性增加。此外，黄酮类化合物的水溶性还与分子中的取代基团有关，其所含羟基数目越多，在水中的溶解度就越大，羟基烷基化后，水溶解度下降，而在有机溶剂中的溶解度则增加。黄酮类化合物由于具有较多的酚羟基而具有一定的酸性，利用此性质可以提取分离黄酮类化合物。黄酮类化合物多含酚羟基，因此显酸性，从而可溶于碱性溶液中。

黄酮类化合物的提取以溶剂法为主，提取溶剂的选择，主要依据目标物的存在形式及伴存的杂质来确定。常用溶剂如：沸水、甲醇、乙醇等，为了增大溶解度，可用碱提酸沉法进行提取。黄酮类化合物的分离包括有效成分与杂质的分离、有效部位苷与苷元的分离及化学成分单体的分离。所采用的方法有经典溶剂法（系统溶剂法、两相溶剂萃取法等）、pH梯度萃取法（主要用于苷元的分离），近年来，大孔吸附树脂技术、聚酰胺色谱技术在黄酮类化合物的分离纯化中得到了广泛的应用，具有富集、纯化和部位分离的作用。黄酮类化合物的单体分离主要以色谱分离为主，常用的有聚酰胺色谱、硅胶色谱、葡聚糖凝胶色谱、高效液相色谱、高速逆流色谱等。目前在科学研究中，黄酮类化合物的提取分离多采用：醇提取—梯度萃取—色谱分离。

黄酮类化合物结构复杂，种类很多，具有抗菌消炎、扩张冠状动脉、增加血流量、降低心肌耗氧量、防治高血压、糖尿病、止咳祛痰、扩张支气管、抗癌抗肿瘤等多方面生物活性。研究发现其具有显著的生理及药理活性，不仅有抗癌、抗肿瘤、抗氧化、抗炎抑菌、降血糖、抗辐射以及增强免疫能力等药理作用，还具有改善记忆、抗焦虑、抗抑郁、中枢抑制和神经保护等功能，能够防治心脑血管系统和呼吸系统的疾病。为了科学、充分的利用红茂草药物中的黄酮类化合物资源，对其黄酮类化合物的提取工艺条件进行了优化，建立了响应面法提取工艺，并对提取物进行了高效液相色谱法检测，用电化学方法研究红茂草中提取的黄酮化合物（芦丁）对卵磷脂双层膜电化学行为的影响，论证了该药物在细胞间渗透的程度与部位直接影响其对病毒的抑制机理以及其他的生理作用，测试了药物与细胞膜的相互作用，为体内抗病毒活性疗效机理研究做出了贡献。将红茂草中提取的黄酮化合物（芦丁）与Cu2+、Zn2+、Mn2+和Ni2+作用，生成一系列芦丁金属配合物，对其进行电化学分析、摩尔电导率、热重-差热测定，确定配合物结构和稳定性，并通过模拟生物膜对芦丁药物效能的机理进行识别和研究，用所提取的芦丁及芦丁配合物进行抗氧化活性体和外抑菌活性测定。

（2）挥发油

挥发油（volatile oils）又称精油（essential oils），是一类与水不相混溶的、在常温下能挥发的、可随水蒸气蒸馏的、具有香气和挥发性的油状液体混合物。挥发油在植物界中广泛存在，特别是菊科植物（苍术、白术、木香等）、芸香科植物（降香、吴茱萸等）、伞形科植物（白芷、柴胡、当归等）、唇形科植物（薄荷、藿香等）、樟科植物（乌药、肉桂等），主要存在于植物的腺毛、油室、油管、分泌细胞或树脂道等各种组织和器官中。

大多数挥发油在常温下多为无色或淡黄色油状液体，少数具有特殊颜色。大多数具有特殊而强烈的香气和辛辣味，少数具有臭气或腥气味。具有挥发性，室温下可自行挥发而不留任何痕迹，可随水蒸气蒸馏，因此，水蒸气蒸馏法可作为目前挥发油提取的常用方法。有些挥发油成分经低温冷冻，可析出结晶，这种结晶称为“脑”，分出“脑”的挥发油称为“脱脑油”。除少数中草药挥发油如丁香油、桂皮油等密度比水重以外，大多数挥发油均比水轻。挥发油易溶于乙醚、三氯甲烷、石油醚、二氧化硫和脂肪油等有机溶剂中，能完全溶于无水乙醇，在其他浓度的醇中溶解度减小，利用挥发油在醇中的溶解度可以检查挥发油的纯度。挥发油易于被氧化，露置空气中可被氧化而使颜色变深、密度增大、黏度增加，甚至产生刺鼻的气味，因此在挥发油的贮存过程中一定要注意避光、密闭保存。

挥发油为多种化学成分的混合物，一种挥发油常含有几十种到上百种成分，大体上可分为四类化合物，即萜类化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物以及含硫含氮化合物。常见的挥发性组分有30多种，分别为：单萜、倍半萜、芳烃和卤代芳烃、脂肪醇、芳香醇、萜醇、酚类、醚类、脂肪醛、芳香醛、其他醛类、脂肪酮类、芳香酮类、萜酮类、其他酮类、缩醛类、缩酮类、脂肪羧酸、芳香羧酸、饱和脂肪酸酯、不饱和脂肪酸酯、二元脂肪酸酯、芳香羧酸酯、其他羧酸酯、内酯、邻氨基苯甲酸酯、腈、硫醇、硫醚、呋喃、噻唑、吡咯、吡啶、吡嗪、吲哚、喹啉等。

中医传统理论认为，中药中的挥发油成分具有发散解表、芳香开窍、理气止痛、驱风除湿、活血化瘀、祛寒温里、清热解毒、解暑祛秽、止咳平喘等功效。现代药理研究表明，挥发油具有抗过敏、抗氧化、抗微生物、抗炎、抗病毒、抗突变及抗肿瘤、酶抑制以及驱虫、杀虫等多种生理活性；有些植物的挥发油还具有良好的中枢神经系统镇静、抗惊厥以及降压、解痉、利尿、强心、抗实验性抑郁等药理作用。利用CO2超临界萃取法提取红茂草中挥发油，并用毛细管气相色谱-质谱面积归一化法，测定各组分的相对含量，GC-MS法鉴定其化学成分，共检出201个色谱峰，采用计算机对各峰质谱图进行NIST02标准谱库检索，并根据质谱裂解规律进行核对，鉴定出了46个化合物（相对含量在0.20%以上），采用归一化法计算了各组化合物的含量，其占挥发油总量的96.59%，将其对DPPH、·OH和·自由基进行抗氧化能力和抑菌活性研究，表明其由一定的效果，为进一步研究和开发红茂草资源奠定了基础。

（3）多糖

多糖（polysaccharide）是由单糖缩合、失水而生成的，是由酮基和醛基靠糖苷键相连的一类分子，结构很复杂，相对分子质量一般很大。多糖广泛存在于植物、微生物的细胞壁和动物的细胞膜中。多糖其实并不甜，在水中只能形成胶体，无变旋性，没有还原性，但是其具有明显的旋光性。自然界中最丰富的均一性多糖是淀粉和糖原、纤维素。多糖生物活性的基础是其化学结构。

多糖的结构与核酸和蛋白质结构相比，比较复杂，也可以分为初级结构、二级结构、三级结构、四级结构。多糖的一级结构主要包括单糖残基的组成方式、单糖残基的排列顺序及相邻残基连接方式等；二级结构指多糖骨架间凭借氢键形成的聚合体结构；多糖链中一级结构的重复序列简单地称为多糖的三级结构；四级结构是指在多糖链之间靠非共价键结合在一起的结构。

多糖是生物大分子，几乎所有生物中都含有多糖，多糖包括游离型多糖与结合型多糖两种。结合型多糖是指多糖常与蛋白质或者脂质结合在一起的多糖。在提取之前，首先要根据多糖的存在形式及部位来决定是否要进行预处理。需要作预处理的一般用80%的乙醇除去脂溶性物质及单糖和低聚糖等成分。

植物细胞壁中也含有大量多糖，提取前需要先将其进行粉碎，再进行提取。常见的提取方法包括水提法，碱提取法，酸提取法，酶提取法及醇提取法等。原料不同，则多糖的提取方法不同，各种方法各有利弊。水提法提取成本较低，适用于游离态多糖的提取，且干扰物质少，杂质易除去；碱提方法适用于含果胶类物质少，黏度小的原料，该法易使多糖的糖苷键断裂，通常要充氮气加以保护；酸提法会引起多糖降解，因此在提取时应保持低温，时间不应过长；酶法提取虽然得率高，但是提取成本太高。

多糖具有免疫调节、抗癌、抗病毒、降血糖以及美容等作用，20世纪50年代发现真菌多糖具有抗癌作用，后来又发现地衣、花粉及许多植物均含有多糖类化合物，并进行分离提纯，确定了其化学结构、物理化学性质、药理作用，尤其对多糖类化合物的抗肿瘤和免疫增强作用进行深入研究。

红茂草中多糖虽然不是其主要成分，但是其作用是不可忽视的。采用正交分析法和响应面法优化红茂草多糖提取工艺，确定了其最佳提取条件，为该药物今后的研究与开发拓展了新的思路和领域。

（4）微量元素

药用植物中微量元素（microelement）的研究是一项新兴学科，最近十几年发展非常迅速，它的特点是从微量元素角度来探讨中医药理论和实践之间的有关问题。药用植物对疾病的治疗依赖于其中的有效化学成分，中药有效化学成分的研究具有十分重要的理论和实践意义。近十几年来，微量元素研究深入到各个领域，我国的医药工作者在中药微量元素的研究工作做了大量工作，并取得了不少有益的成果。原子吸收光谱分析技术作为一项重要的微量元素测定方法，在中草药及成药分析中起到了重要的作用。近几年来国内外用原子吸收分光光度法测定176种中药中Zn、Cu、Fe、Mn四种元素的含量。结果表明：具有收涩、温理、芳香化湿、补阳作用的中药中的Mn含量较高，这几类中药Mn含量与其各类药Mn含量相比，其差异均有显著性意义；Fe含量比例较大而Mn含量比例较小的中药可能有补阴，化痰和理气的作用；Mn含量比例较大而Fe含量比例较小的中药可能有收涩、芳香湿和温理的功效；Zn含量比例较大而Fe和Mn比例较小的中药可能有平肝息风的作用。根据上述情况，中药的功效除了与微量元素的含量有关外还与中药中微量元素含量比例有关，中药功效与微量元素之间可能存在着一种内在关系，可能与微量元素的生物活性有关。

微量元素在人体内含量虽然微乎其微，但却能起到重要生理作用。如果某种元素供给不足，就会发生该种元素缺乏症，如果某种微量元素摄入过多，也可以发生中毒。钾和钠一起作用，维持人体内水分平衡和心率的正常，钾和钠平衡失调时会损坏神经和肌肉的机能，钾可输送氧气到脑部增进思路的清晰，帮助体内处理废物，降低血压，还有助于对过敏症的治疗。钠可以防止因过热而疲劳和中暑，协助神经和肌肉正常工作。铁参与血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶过氧化氢酶的合成，在营养免疫、能量代谢方面起着重要作用。一旦缺铁，会引起贫血、抵抗力下降，影响细胞及机体的寿命。锌是许多酶的组成成分与活化剂，并参与生殖、免疫功能，人体若缺锌生育机能将受到影响与抑制，同时使脑细胞的能量代谢发生障碍，味觉和嗅觉异常。钙和镁可拮抗钠，使血管舒张，并参与人体生骨造髓的生理过程。钙缺乏可导致儿童佝偻病和成人骨质疏松症及软骨病。镁缺乏易患高血压心律不齐、心肌梗塞。铜参与造血过程，主要影响铁的吸收，运送和利用，参与细胞色素氧化酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶等的合成，并维持其活性，对细胞吸收，经和内分泌均具有一定的作用。铜主要在小肠段吸收，肝是铜代谢的中心，大部分随胆汁和含量复合物的上皮细胞脱落从肠道排出。血清铜升高见于恶性肿瘤、白血病及各种贫血等；还见于呼吸系统疾病（支气管炎、肺炎、肺气肿）、自身免疫性疾病、结合和急性心肌梗塞等。血清铜降低是诊断肝豆状核变性的重要指标，血清铜降低还见于营养不良、小肠吸收不良综合征、肾病综合征等。羊膜早破的产妇及胎血清铜含量也显著降低。

红茂草在我国青海、甘肃、陕西等省有广泛分布，其含有丰富的微量元素，对人体有益元素含量相对较高，对人体健康、机体免疫等具有良好的作用。红茂草有较好预防疾病及康复保健作用，是有着较大开发价值的药用植物资源，利用离子化火焰原子吸收光谱对红茂草干草粉末中的Cu、Zn、Fe、Mn、Co、Ni、Cr、Cd、As、K、Na、Ca、Mg、Li、Sr、Al、Pb、Se、Hg等19微量金属元素进行了测定，对计算结果运用SPSS 18.0进行统计学分析，以期对红茂草药物资源的开发和利用，提供一定的研究资料。

（5）氨基酸

氨基酸（amino acid）是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，生物功能大分子蛋白质的基本组成单位，赋予蛋白质特定的分子结构形态，使它的分子具有生化活性。氨基酸是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物，构成了动物营养所需蛋白质的基本物质，蛋白质是生物体内重要的活性分子，包括催化新陈代谢的酶。构成蛋白质的氨基酸都是一类含有羧基并在与羧基相连的碳原子下连有氨基的有机化合物，自然界中尚未发现蛋白质中有氨基和羧基不连在同一个碳原子上的氨基酸。

氨基酸为无色晶体，熔点极高，一般在200℃以上。不同的氨基酸其味不同，有的无味，有的味甜，有的味苦，谷氨酸的单钠盐有鲜味，是味精的主要成分。各种氨基酸在水中的溶解度差别很大，并能溶解于稀酸或稀碱中，但不能溶于有机溶剂。通常酒精能把氨基酸从其溶液中沉淀析出。据分析，氨基酸中的谷氨酸，不仅是人体一种重要的营养成分，而且是治疗肝病、神经系统疾病和精神病的常用药物，对肝病、精神分裂症、神经衰弱均有疗效。

蛋白质的基本单位是氨基酸，如果人体缺乏任何一种必需氨基酸，就可导致生理功能异常，影响抗体代谢的正常进行，最后导致疾病。同样，如果人体内缺乏某些非必需氨基酸，会产生抗体代谢障碍。精氨酸和瓜氨酸对形成尿素十分重要；胱氨酸摄入不足就会引起胰岛素减少，血糖升高。又如创伤后胱氨酸和精氨酸的需要量大增，如缺乏，即使热能充足仍不能顺利合成蛋白质。总之，氨基酸在人体内通过代谢可以发挥下列一些作用：a.合成组织蛋白质；b.变成酸、激素、抗体、肌酸等含氨物质；c.转变为碳水化合物和脂肪；d.氧化成二氧化碳和水及尿素，产生能量；e.促进大脑和智力发育；f.促进机体生长；g.强化营养。因此，氨基酸在人体中的存在，不仅提供了合成蛋白质的重要原料，而且对于促进生长，进行正常代谢、维持生命提供了物质基础。如果人体缺乏或减少其中某一种，人体的正常生命代谢就会受到障碍，甚至导致各种疾病的发生或生命活动终止。由此可见，氨基酸在人体生命活动中显得多么需要。

对药用植物红茂草不同部位氨基酸成分含量进行比较分析，并进一步阐明其营养价值，可以该药物资源的开发和利于提供理论依据和资源开发方向。

（6）五环三萜类化合物

五环三萜类化合物（pentacyclic triterpenes）是一类重要的天然产物，大多以游离形式或者与糖结合成苷的形式广泛存在于自然界中。大量研究表明，五环三萜同类物具有抗肿瘤、抗HIV、抗菌、保肝和增强免疫功能多种生物学活性。

目前已发现的三萜类化合物多数为四环三萜和五环三萜。五环三萜类成分在药用植物中较为常见，主要的结构类型有乌苏烷型、齐墩果烷型、羽扇豆烷型和木栓烷型等。乌苏烷型又称α-香树脂烷型，如熊果酸、积雪草酸、蔷薇酸、坡模酸、2α-羟基乌苏酸，其代表物为乌苏酸，又称熊果酸；齐墩果烷型又称β-香树脂烷型，如齐墩果酸、甘草酸、甘草次酸、丝石竹皂苷元、蒲公英萜醇、刺囊酸等，本型的代表物为齐墩果酸和甘草酸；羽扇豆烷型如白桦脂醇、白桦脂酸、羽扇豆醇、乙酸羽扇豆醇酯等，本型的代表物为白桦酸，又称桦木酸；木栓烷型如木栓酮、雷公藤红素等，本型的代表物为雷公藤酮。

①抗肿瘤作用

a.齐墩果烷型五环三萜化合物的抗肿瘤活性　Ohigashi H等的实验结果证明，齐墩果酸（OA）对人淋巴瘤细胞具有一定的增殖抑制作用。Zhand等实验结果证明齐墩果酸对人白血病细胞的增殖有抑制作用，呈时间剂量依赖性。Sun等发现3β-羟基-12-齐墩果烯-27-乌苏酸对人宫颈癌细胞HeLa具有细胞毒作用，对HeLa细胞的抑制呈现时间剂量依赖性。

b.乌苏烷型五环三萜化合物的抗肿瘤活性　抗肿瘤活性是熊果酸最主要的生物活性.张秋萍等发现熊果酸可以抑制人白血病细胞K562的体外增殖，并呈明显的剂量依赖性，同时可以诱导K562细胞的凋亡。E Kassi等发现熊果酸对人体激素难治性前列腺癌细胞PC-3和雄激素敏感的前列腺癌细胞LNCaP细胞具有显著的抑制活性。邵敬伟等从枇杷叶中分离出熊果酸，发现UA可以诱导人肝癌细胞HepG2、人胃癌细胞MGC803、BGC823及人乳腺癌细胞M231的凋亡。

c.羽扇豆烷型五环三萜化合物的抗肿瘤活性　羽扇豆烷型五环三萜化合物的代表主要是桦木酸，许多研究证实桦木酸具有抗肿瘤作用。倪明宇等通过建立小鼠体内荷S180肉瘤模型，测定桦木酸的体内抑瘤率，发现桦木酸对S180肉瘤有显著的抑制作用.张秀娟等的研究表明，桦木酸可以提高H22荷瘤小鼠的生存时间。

d.木栓烷型五环三萜化合物的抗肿瘤活性　从雷公藤中分离纯化的南蛇藤素，也叫雷公藤红素，属于木栓烷型的五环三萜。Zhou等分别对南蛇藤素体内体外对人脑胶质瘤生长的影响及抗血管生成作用进行了研究，结果显示南蛇藤素对人血管内皮细胞ECV-304的增殖有显著的抑制作用。周5次连续4周给移植了人胶质瘤细胞SHG-44的小鼠皮下注射南蛇藤素，可显著抑制胶质瘤的体积增大。

②抗炎、抗菌作用

实验研究表明，大多数五环三萜皂苷具有抗炎作用，并已应用于临床。白桦脂酸及其衍生物能抑制炎症的进程；H Ismaili等的实验结果证明，齐墩果酸和熊果酸具有抗炎活性；木栓酮具有抗炎作用，还有抑制真菌生长的作用；蔷薇酸具有抗炎和抗菌作用。从植物雷公藤得到的五环三萜化合物具有抗菌和免疫抑制等多种作用，1000μg/mL浓度时对107G+有抗菌活性。

③其他作用

研究发现五环三萜类部分化合物是一种非常具有潜力的抗HIV药物，具有广阔的开发和应用前景。熊果酸对HIV-1蛋白酶活性有强的抑制作用。对桦木酸进行结构改造，将C3位羟基改造成酯，提高了抑制HIV-1的活性。从雷公藤根皮中得到的五环三萜化合物salaspermic acid具有抗HIV的活性。五环三萜类部分化合物具有保肝活性，其中齐墩果烷、甘草酸等已作为保肝药物在临床分别应用于急性黄胆型肝炎和病毒性肝炎的治疗，并通过组织病理学的检查证实齐墩果烷的保肝作用。T J Raphael等报道甘草酸、熊果酸、齐墩果酸等具有免疫调节活性，能提高白细胞总数和骨髓细胞数量，并抑制迟发型超敏反应。雷公藤提取物2，3-dihydroxy-friedel 6，9（11）-en-29-oic acid能用于治疗类风湿、系统性红斑狼疮。羽扇豆醇具有降血压活性。给予大鼠静脉注射5mg/kg、15mg/kg，大鼠的平均动脉血压分别降44%、52%，而乙酸羽扇豆醇酯具有更加明显的作用。桦木科桦木属植物白桦树皮中含有的白桦脂酸具镇咳祛痰作用。

（7）植物甾醇

植物甾醇（phytosterol）是植物中的一种具有生物活性的成分，在结构上与动物性甾醇如胆甾醇相似。甾醇为环戊全氢菲的三羟基化合物，C5上有双键的称甾醇，C5饱和的称甾烷醇。相互间区别在于支链大小和双键数目的不同。甾醇在植物体内有4种存在形式：游离态、甾醇酯（脂肪酸酯和酚酸酯）、甾基糖苷和酰化甾基糖苷。游离甾醇和甾醇酯可溶于非极性溶剂如正己烷，而甾基糖苷和酰化甾基糖苷需要极性改性剂方可溶解。大部分的植物甾醇是固体，如谷甾醇、菜油甾醇和豆甾醇，它们的熔点分别是140℃，157～158℃和170℃。侧链越大，自醇的疏水性越强。侧链上的双键使甾醇具有亲水性。

植物甾醇及相关化合物250多种，大致分三类：a.4-无甲基甾醇，如β-谷甾醇、豆甾醇、菜油甾醇、菜籽甾醇、燕麦甾醇和麦角甾醇；b.4-甲基甾醇，如禾本甾醇、柠檬甾二烯醇、洛飞烯醇；c.4，4'-二甲基甾醇，如环木菠萝醇、环木菠萝烯醇、2，4-亚甲基环木菠萝醇。植物甾醇广泛存在于植物的根、茎、叶、果实和种子中，不同植物种类其含量不同，植物油及含油食品是植物甾醇的主要天然来源，其次是谷物、谷物制品及坚果，植物甾醇最常见的是4-无甲基甾醇。

①类激素和降低胆固醇作用

β-谷甾醇是一类具有生理活性的物质，可用于合成调节水、蛋白质、糖和盐代谢的甾体激素药。例如β-谷甾醇通过生物降解（发酵法生产），C17位侧链切断，修饰生成甾体药物半合成的中间体，雄甾4-烯-3，17-二酮（4AD）或雄甾-1，4-二烯-3，17-二酮（ADD），通过结构修饰和进一步的合成可制备出药物市场上的口服避孕药和高血压药等几乎所有的甾体药物。植物甾醇在体内能表现出一定的激素活性，并且无激素的副作用。Malini等比较了β-谷甾醇，17β-雌二醇和黄体酮对卵巢切除后成年大鼠子宫生化指标的影响，发现β-谷甾醇、雌激素或两者联用可引起子宫细胞内糖原浓度显著增加，葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、磷酸己糖异构酶及总乳酸脱氢酶的活性也显著增加，但黄体酮与β-谷甾醇联用可部分消除β-谷甾醇诱导的子宫糖原浓度和葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性增加的效应，证明了β-谷甾醇对子宫内物质代谢有类似于雌激素的作用；MacLatchv等观察了β-谷甾醇对金鱼激素分泌的影响。给孵化四天的金鱼腹膜内注射β-谷甾醇后，发现雄性金鱼的睾丸激素和11-睾丸酮含量显著降低，雌性金鱼的罕丸激素和17β-雌二醇水平也显著降低。体外实验中还发现，注射过β-谷甾醇的金鱼睾丸对人绒毛膜促性腺激素的敏感性下降。这些结果暗示，β-谷甾醇可能通过影响胆固醇的生物利用率或一些酶来降低性腺组织合成类固醇激素的能力。

植物固醇可以促进胆固醇的排泄，Hayes等的研究结果表明游离植物固醇能促进内源性胆固醇的排泄。胆汁酸微团溶解于小肠腔内是胆固醇能被吸收的必要条件，而植物固醇将胆固醇从微团中替换出来，使之不能被胆汁酸微团运送到小肠微绒毛的吸收部位。2005年Shin等研究结果表明小剂量水溶性植物固醇微团可以有效降低胆固醇的吸收。Kaneko等认为植物固醇降低胆固醇的效应至少部分是由于这些化合物转变为肝X受体（LXR）激动剂，激活固醇流出转运体基因ABC家族。然而也有相反的研究结果，Calpe-Berdiel等就认为植物固醇抑制胆固醇的吸收与ABC无关。许多实验研究证明植物甾醇能不同程度地改善高脂血症和高脂食物实验人和动物的血脂水平，降低血清总胆固醇（TC）、低密度脂蛋白胆固醇（LDL-C）水平，升高血清高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）水平，从而使实验动物的HDL-C/LDL-C和血清高密度脂蛋白胆固醇（HDL-C）/TC比值增加、动脉硬化指数（AI）减小。

②抗癌作用

许多研究证明β-谷甾醇对机体某些癌症如乳腺癌、胃癌、肠癌的发生和发展有一定抑制作用。Awad等用植物甾醇饲喂小鼠研究其对乳腺癌的影响时发现，饲喂植物甾醇组癌症的转移率下降，表明其对乳腺癌细胞转移扩散有一定的阻碍及抑制作用。Janezic等研究证明，胆酸能显著增加结肠上皮细胞增殖，而植物甾醇可显著减少胆酸引起的细胞增殖，并且呈现出一定的剂量依赖性关系。体实验也证明β-谷甾醇可以阻止HT29人类大肠癌细胞的生长，并且这一效应与鞘磷脂循环的激活有关。DeStefani等的研究证明，摄入较多植物甾醇可降低胃癌发生的危险性。Mendilaharsu等的研究则证明，植物甾醇的摄入量与肺癌发生率之间呈负相关关系。Jia等研究了植物固醇及其类似物对大田鼠结肠黏膜细胞增殖的影响。结果表明用抗坏血酸酯化的植物固醇在结肠可能具有抗癌的活性，这可以通过抑制结肠黏膜细胞的增殖来表现；然而，却没有发现游离的植物固醇或者甾烷醇有这种效应。De等研究表明，乌拉圭人谷固醇、豆固醇和菜油固醇的摄入量与胃癌的发生呈负相关。Ling等人研究发现，食用高植物性脂肪的日本人群乳腺癌的发病率低，而食用高动物性脂肪的西方人群乳腺癌发病率较高。且由于亚洲男性日常生活中摄入大量的植物固醇，其前列腺癌发病率低于食用大量动物胆固醇的西方人。为了证明植物固醇可以降低乳腺癌、结肠癌、胃癌、肺腺癌的发病危险的这种保护作用机制，Awad等研究了β-谷固醇、菜油固醇对MDA-MB-231细胞的甲羟戊酸和促分裂原活化蛋白激酶（MAPK）途径的影响。这些路径在细胞生长凋亡中发挥一定的作用。这些数据表明，甲羟戊酸和MAPK途径的刺激对胆固醇合成的负调节在β-谷固醇抑制MDA-MB-231细胞生长中发挥作用。目前人们对于植物固醇的抗癌机制进行了大量的研究。但是其具体作用机制尚不清楚，可能的机制是植物固醇对细胞膜的作用、对细胞信号转导途径、细胞凋亡以及免疫反应的影响。此外，植物甾醇还可以促进更多抗癌系统对癌细胞的回应，如免疫应答等。有学者研究表明，植物甾醇均可在雌性依赖和雌性独立的细胞中表现毒性，特别是在乳腺癌细胞系中。Blazer等的实验证明，植物甾醇在表现多重耐药性的细胞中起一定作用。

2.2.4　抗病毒、抗氧化作用

Eugster等研究发现组织与植物固醇温育后可明显拮抗HIV诱导的细胞病理改变，在体外阻断人巨细胞病毒（HCMV）感染细胞抗原的表达，并可在早期阻断与单纯疱疹病毒（HSV）有关的传代细胞（VERO）抗原的表达。

β-谷甾醇可逆转TPA引起的还原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽比例失常，升高超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，降低过氧化氢酶的活性。β-谷甾醇可显著减少氧自由基达78.2%。β-谷甾醇使抗氧化酶活性增加.减少线粒体细胞色素c的释放，减少细胞内活性氧分子的产生，降低放射线引起的T细胞死亡和细胞核DNA的断裂。β-谷甾醇可降低TPA诱导的鼠巨噬细胞产O2-和H2O2生下降，β-谷甾醇可使NO合成下降。β-谷甾醇能抑制环氧合酶-2的活性，但对环氧合酶-1的活性没有影响。Mora-Ranjeva等研究结果表明植物固醇对紫外线介导的脂质过氧化有很大影响，谷固醇使脂质过氧化物比对照组显著降低30%。

2.2.5　免疫调节作用

Bouic等的实验证明，给马拉松长跑运动员服用β-谷甾醇及其糖苷混合物后，受试组血中白细胞总数明显低于空白对照组，CD3和CD4细胞上升，血清白介素-6水平降低；100∶1的β-谷甾醇和β-谷甾醇葡萄糖苷在体外可以刺激血液淋巴细胞繁殖。2002年Bouic等人报道植物甾醇混合物可以提高自然杀伤性细胞对癌细胞的吞噬能力，刺激Th-1型CD4细胞的活性。