李希珍,張浩,王翠竹,盧丹
(吉林大學(xué),長(zhǎng)春 130000)
曼陀羅(DaturastramoniumL.)為茄科曼陀羅屬1年生直立草本植物,又名醉心花、狗核桃等。曼陀羅原產(chǎn)于熱帶及亞熱帶地區(qū),廣布于全國(guó)各地,喜溫暖、向陽(yáng)及排水良好的砂質(zhì)土壤,在我國(guó)常見(jiàn)的有曼陀羅(D.stramoniumL.)、毛曼陀羅(D.innoxiaMill.)、白花曼陀羅(D.metelL.)3種。全株有劇毒,其葉、花、籽均可入藥[1]。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn),曼陀羅具有多種生物活性,可廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。此外,曼陀羅由于自身理化性質(zhì)的特點(diǎn),如種子中的含油量(21.40wt%)、酸值(7.93mg KOH/g)、壓榨油中脂肪酸成分等,有望成為制備生物柴油的原料[2]。本文通過(guò)對(duì)其化學(xué)成分及生物活性的闡述,對(duì)曼陀羅開(kāi)發(fā)利用具有重要意義。
自20世紀(jì)40年代,Potlog等[3]研究發(fā)現(xiàn),曼陀羅中含有糖苷,隨后科研人員相繼研究了曼陀羅的化學(xué)成分,其中主要包含生物堿類化合物、揮發(fā)油、酚類化合物、醉茄內(nèi)酯類化合物等。
Berkov等[4]用GC-MS研究了曼陀羅植物各部位不同生長(zhǎng)時(shí)期莨菪烷類生物堿成分的變化,發(fā)現(xiàn)了64種莨菪烷類生物堿,其中48種已確定,包括3-苯基乙酰氧基-6,7-環(huán)氧降莨菪堿(3-phenylacetoxy-6,7-epoxynortropane)、7-羥基阿樸阿托品(7-hydroxyapoatropine)、3-(羥基乙酰氧基)莨菪烷[3-(hydroxyacetoxy)tropane]、3-羥基-6-(2-甲基丁酰氧基)-莨菪烷[3-hydroxy-6-(2-methylbutyryloxy)tropane]、3β-馬豆酰羧基-6-羥基莨菪烷(3β-tigloyloxy-6-hydroxytropane)、3,7-二羥基-6-馬豆酰羧基莨菪烷(3,7-dihydroxy-6-tigloyloxytropane)、3-馬豆酰羧基-6-丙酰氧基莨菪烷(3-tigloyloxy-6-propionyloxytropane)、3-苯基乙酰氧基-6-羥基莨菪烷(3-phenylacetoxy-6-hydroxytropane)、N-去甲基東莨菪堿(aponorscopolamine)、3β,6β-雙馬豆酰羧基莨菪烷(3β,6β-ditigloyloxytropane)、7-羥基莨菪堿(7-hydroxyhyoscyamine)、3-乙酸基-6-異丁酰氧基莨菪烷(3-acetoxy-6-isobutyryloxytropane)。李振宇等[5]用色譜法在洋金花的乙醇提取物中分離生物堿類化學(xué)成分,并用NMR和MS分析其化學(xué)結(jié)構(gòu),結(jié)果得到6個(gè)生物堿類化合物,分別為曼陀羅堿(meteloidine)、莨菪堿(hyoscyamine)、去水阿托品(apoatropine)、山莨菪堿(anisodamine)、東莨菪堿(hyoscine)和9H-吡啶并-[3,4-b]吲哚(norharman)。
金振國(guó)等[6]用水蒸氣蒸餾法從曼陀羅的果實(shí)中提取揮發(fā)油,并用GC-MS對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分離和結(jié)構(gòu)鑒定,用峰面積歸一化法確定各成分的相對(duì)含量。結(jié)果確定了68種化合物,占揮發(fā)油總量的82.83%,其主要成分為6-戊基-5,6-二氫化吡喃-2-酮(6-pentyl-5,6-dihydro-2H-pyrarl-2-one)、3,7,11,15-四甲基-2-十六碳稀-1-醇((E)-3,7,11,15-tetramethyl-2-hexadecen-l-ol)、二苯酮(benzophenone)和1-己醇(1-hexanol)等。郁浩翔等[7]采用水蒸氣蒸餾法提取曼陀羅葉中的揮發(fā)油,并用GC-MS對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分析,分離出21個(gè)色譜峰,鑒定出18個(gè)化合物。已鑒定的化合物占總峰面積的91.26%。結(jié)果顯示,曼陀羅葉揮發(fā)油的主要成分以烷烴類化合物為主,其中以二十一烷、二十三烷和二十四烷含量最高,分別為12.20%、11.15%和11.59%。
努爾阿米娜·阿尤甫等[8]用乙醇浸提法從曼陀羅種子中提取出黃酮類化合物,并用正交試驗(yàn)分析出乙醇提取曼陀羅種子總黃酮的工藝條件。Hossain等[9]用Folin-Ciocalteu試劑法測(cè)定了白花曼陀羅果實(shí)5種粗提物(氯仿、甲醇、正丁醇、乙酸乙酯和正己烷)中總酚的含量,并用GC-MS對(duì)其化學(xué)成分進(jìn)行分析。不同色譜圖的結(jié)果顯示,含量較多的成分為高分子量化合物,如聚酚醛樹(shù)酯及其衍生物、黃酮類化合物、三萜類化合物和碳?xì)浠衔锏取4痔嵛镏蟹尤?shù)脂的含量在氯仿中最高,為335.12mg/g,其次甲醇中的含量為234.75mg/g,正丁醇中的含量為144.70mg/g,乙酸乙酯中的含量為135.36mg/g,正己烷中含量最低,為41.50mg/g。
李文超等[10]采用硫酸銨分級(jí)分離技術(shù)提取出曼陀羅種子總蛋白。結(jié)果發(fā)現(xiàn),曼陀羅蛋白質(zhì)在0.05mol/L、pH 7.2的磷酸緩沖液中得率最高,含量達(dá)到317.37μg/mL。
現(xiàn)代研究發(fā)現(xiàn),曼陀羅有多種生物活性。曼陀羅富含的生物堿對(duì)多種病蟲(chóng)鼠害有防治作用,而且安全性高、不污染環(huán)境,是新型的植物源農(nóng)藥及滅鼠劑[3];同時(shí)曼陀羅的浸提液對(duì)大腸桿菌、枯草桿菌等革蘭氏陽(yáng)性和陰性細(xì)菌均有一定的抑制作用,是新型的抑菌劑。此外,曼陀羅還有平喘、抗癌、驅(qū)蚊等活性[11],但服用劑量過(guò)大則會(huì)引起中毒,而且孕婦用其治療哮喘時(shí)易引起流產(chǎn)[12]。
2.1.1殺鼠活性張宏利等[13]研究曼陀羅的殺鼠活性得出,曼陀羅各部分均有殺鼠活性,其中種子的活性最強(qiáng),其次為莖、果殼和葉,每100g體重試鼠取食種子、莖、果殼和葉的最小量分別為0.402g、0.729g、1.016g和1.054g。
2.1.2殺蟲(chóng)活性甄占萱等[14]以家蠶為實(shí)驗(yàn)材料,取新鮮和隔年的白花曼陀羅植株,用常溫水和沸水浸提,并用浸提液分別浸泡和涂抹桑葉飼喂家蠶,研究白花曼陀羅對(duì)昆蟲(chóng)的藥殺效果,結(jié)果顯示,不同浸提液間的藥效無(wú)明顯差別;其浸提液對(duì)家蠶沒(méi)有觸殺作用,但有麻醉作用;家蠶不食用雙面涂藥的桑葉。陸秀紅等[15]研究了白花曼陀羅葉提取物對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的影響,結(jié)果表明,白花曼陀羅葉提取物對(duì)南方根結(jié)線蟲(chóng)胚胎發(fā)育和胚后發(fā)育有抑制作用;1%白花曼陀羅葉提取物處理48h,僅有19.88%的卵完成胚胎發(fā)育,且變異卵增多;胚后發(fā)育歷程、初侵染、初產(chǎn)卵日分別推遲2d、4d和6d,雌蟲(chóng)產(chǎn)卵量降低。陸秀紅等[16]研究表明,生物堿是白花曼陀羅葉的重要?dú)⒕€活性物質(zhì)。Elbadri等[17]研究曼陀羅葉甲醇提取物對(duì)根線蟲(chóng)幼蟲(chóng)的觸殺作用結(jié)果表明,其殺蟲(chóng)率高達(dá)80%~94%。顧地周等[18]應(yīng)用均勻設(shè)計(jì)法研究了曼陀羅全草的乙醇、乙醚、水蒸氣蒸餾液對(duì)玉米螟的觸殺作用,結(jié)果表明,乙醇浸提液對(duì)玉米螟具有較高的觸殺作用,對(duì)玉米螟72h的致死濃度為17.3mg/mL,觸殺致死率為96.1%;乙醚浸提液和水蒸氣蒸餾液對(duì)玉米螟的觸殺作用不明顯。
周琳等[19]以小麥、高粱、油菜、黃瓜為受體植物,采用培養(yǎng)皿濾紙法測(cè)定了曼陀羅植物不同組織、不同溶劑提取物的除草活性。結(jié)果表明,曼陀羅的不同組織粉末在100mg/mL的添加濃度下對(duì)各受體植物幼苗生長(zhǎng)具有不同程度的抑制作用。其中花的抑制活性最強(qiáng),特別是對(duì)油菜、黃瓜的幼根和幼莖生長(zhǎng)抑制率均在96%以上,種子、葉片的抑制活性次之,根和莖的抑制活性最弱。曼陀羅葉片、花和種子的乙酸乙酯提取物的抑制活性最強(qiáng),其次是甲醇提取物和蒸餾水提取物,石油醚提取物的活性最弱。曼陀羅提取物對(duì)受體植物幼根的抑制效果高于對(duì)幼芽的抑制效果。
Eftekhar等[20]研究毛曼陀羅和曼陀羅的抑菌活性,結(jié)果表明,毛曼陀羅甲醇提取物對(duì)枯草芽孢桿菌、糞腸球菌、金黃色葡萄球菌顯示抗菌活性,且活性與劑量有關(guān);曼陀羅的甲醇提取物在劑量為2.5mg/mL時(shí)對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌顯示輕微的抗菌活性,低于此劑量則無(wú)活性。二者的提取物對(duì)大腸桿菌和綠膿桿菌有輕微或無(wú)抑制活性。李文超等[10]提取了曼陀羅種子總蛋白,并以霉菌、酵母菌和土壤桿菌為實(shí)驗(yàn)菌檢測(cè)其生物活性。結(jié)果表明,總蛋白對(duì)土壤桿菌無(wú)抑制活性,而對(duì)霉菌、酵母菌存在明顯的抑制作用,當(dāng)培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)濃度為10μg/mL時(shí)對(duì)霉菌、酵母菌的抑制率分別達(dá)到92.6%和75%;當(dāng)?shù)鞍诐舛仍黾?倍后,其對(duì)霉菌、酵母菌的抑制率分別增大到100%和90%。金振國(guó)等[21]用水蒸汽蒸餾法從白花曼陀羅中提取揮發(fā)油,以煙草赤星菌、蘋(píng)果干腐病菌、棉立枯病菌、茄腐皮病鐮孢霉和草燕麥鐮孢霉為供試靶標(biāo)菌進(jìn)行離體抑菌活性試驗(yàn),結(jié)果表明,白花曼陀羅揮發(fā)油對(duì)5種植物病原菌的活性有不同程度的抑制作用,且作用的大小順序?yàn)樘O(píng)果干腐病菌>草燕麥鐮孢霉>茄腐皮病鐮孢霉>棉立枯病菌>煙草赤星菌。
曼陀羅的主要有毒成分是莨菪堿、阿托品及東莨菪堿等生物堿。阿托品是一種毒蕈堿阻滯劑,競(jìng)爭(zhēng)毒蕈堿受體,阻斷副交感神經(jīng)的支配作用,還能阻塞交感類神經(jīng)元,例如神經(jīng)汗腺,但不阻塞煙堿酸受體。抑制受體后膽堿能神經(jīng)支配平滑肌與腺體活動(dòng),并根據(jù)劑量大小,有刺激或抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用。東莨菪堿與阿托品一樣是一種顛茄堿,是毒蕈堿阻滯劑,并且產(chǎn)生類似于阿托品的外圍作用,能阻斷M膽堿受體,對(duì)呼吸中樞有興奮作用,中樞作用以抑制為主,能抑制腺體分泌,對(duì)大腦有鎮(zhèn)靜催眠作用。莨菪堿也是一種與阿托品相似的毒蕈堿阻滯藥,但它在外圍和中樞的作用更強(qiáng)。它被用作膽堿酯酶的解毒劑和類膽堿能附加體[22]。
曼陀羅的毒性機(jī)制主要表現(xiàn)為對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的作用,先興奮、后抑制,阻斷M-膽堿反應(yīng)系統(tǒng),對(duì)抗和麻痹迷走神經(jīng)。中毒表現(xiàn)為興奮、煩躁、發(fā)熱、瞳孔散大、面部潮紅、干燥無(wú)汗、四肢肌張力增高等,另有患者表現(xiàn)為昏迷、抽搐、雙眼視力驟降、意識(shí)不清、出現(xiàn)幻覺(jué)、多語(yǔ)等[23~27]。
在誤食曼陀羅中毒并確診后,應(yīng)立即就醫(yī)治療。急救方法[28]:(1)洗胃去除毒物;(2)解毒劑等藥物的應(yīng)用,如維生素C、毛果蕓香堿、新斯的明等;(3)對(duì)癥治療和支持治療,如呼吸抑制時(shí)及時(shí)給予氧氣,早期適量應(yīng)用糖皮質(zhì)激素、泮托拉挫等;(4)護(hù)理。還可以采用中西醫(yī)結(jié)合的方法解救[29]:(1)西醫(yī)治療:立即用清水洗胃、利尿、鎮(zhèn)靜、對(duì)癥治療,并維持水鹽電解質(zhì)平衡;(2)中醫(yī)治療:成藥予清開(kāi)靈注射液30mL兌入10%葡萄糖液250mL中靜滴,然后湯藥予綠豆150g、金銀花60g、連翹30g、甘草15g,加水1000mL,煎至200mL后口服,每次50mL,2h 1次。
曼陀羅中毒,大多由于誤食引起,且發(fā)病急驟,臨床罕見(jiàn)。大部分商業(yè)糧食如大豆、小麥等,偶爾在收獲時(shí)混入曼陀羅雜草種子,因此,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)該類毒性中藥的宣傳,教育人們?nèi)绾巫R(shí)別曼陀羅及使用方法,防止其混入食物中,以免造成生命危險(xiǎn)[30,31]。
綜上所述,曼陀羅由于具有多種生物堿和酚類化合物,因此可用于治療多種疾病,例如哮喘咳嗽、風(fēng)濕痹痛、癲癇等,尤其是其殺鼠活性和除草活性極具開(kāi)發(fā)前景?,F(xiàn)有的化學(xué)農(nóng)藥本身有使害蟲(chóng)產(chǎn)生抗藥性、環(huán)境污染等許多缺點(diǎn),加上人們長(zhǎng)期不合理地使用,造成了生態(tài)平衡破壞,嚴(yán)重危害人體健康。因此,世界各國(guó)都大力提倡“綠色農(nóng)藥”。曼陀羅在我國(guó)各地大量分布,自然資源豐富,對(duì)曼陀羅的進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā),有利于研發(fā)出新型藥物和綠色農(nóng)藥。
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