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瑪咖的植物學及其藥理作用研究概況
發布時間:2017-06-08 ????文章來源:www.rjsfro.com??????? 點擊次數:417

  瑪咖的植物學及其藥理作用研究概況

  摘要:本文對南美安第斯山區重要的藥用植物瑪咖(Maca)的分類學、植物學特征、化學成分、藥理作用及開發應用等方面的研究進展進行了綜述,為研究和開發利用瑪咖提供了依據。

  瑪咖(Maca),又名Peruvian ginseng、maka、 maca-maca、maino、ayak chichira、ayak willku等,原產于海拔3500~4500米的南美安第斯山區,現在主要分布在秘魯中部的Puno生態區和秘魯東南部城市Puno,為十字花科(Cruciferae)獨行菜屬(Lepidi- um)植物。

  瑪咖得到人們的普遍重視是在90年代初,研究者在尋找"偉哥"替代品時發現了這種植物在提高性功能上的顯著功效,使瑪咖一舉成為國際保健品和藥品中的一顆新星;而在這之前,當西班牙人于 1526年占領南美的時候,殖民者們就把瑪咖作為生息繁衍扎根安第斯山區的必備品用于解決人畜不育的難題,而且至今仍然作為具有提高精力、生殖力作用以及良好滋補作用的貢品,被西班牙皇室廣泛使用。其實瑪咖在南美的食用歷史已經有5800多年,傳統上用于強壯身體,提高生育力,改善性功能,抗抑郁,抗貧血等。從20世紀60年代初期到80年代,關于瑪咖植物學和藥用價值的研究逐步系統化,瑪咖的一些傳統作用得到德國和北美植物學研究者的科學驗證,尤其是80年代以后,聯合國糧農組織(FAO)建設世界各國推廣對瑪咖的種植,瑪咖的化學成分鑒定、活性成分分離及其藥理作用等得到了進一步的探討,其中瑪咖提高生育力、改善性功能、抗癌、抗白血病、治療更年期綜合癥等作用成為當前的研究熱點。作為獨特的藥用十字花科植物;瑪咖在我國還沒有種植,其研究也剛剛起步,為了促進該植物的深入研究和綜合開發,本文對該植物的分類、植物學特征、化學成分、藥理作用及開發應用等方面進行了綜述。

  1瑪咖的分類學現狀

  雖然瑪咖屬于十字花科獨行菜屬已經確定,但其具體種名有較大的爭議。1843年,德國植物學家 Gerhard Walpers首先對瑪咖進行植物學鑒定,并命名為Lepidium meyenii Walp.,后來秘魯生物學家 Gloria Chacon通過對生長在秘魯中部Puno生態區的瑪咖進行胚軸組織顯微觀察,證明Puno生態區的瑪咖與保存在德國和美國的Lepidium meyenii Walp.干燥標本有較大差別,因此將它命名為瑪咖的一個新種Lepidium peruvianum Chacon.,而認為真正的Lepidium meyenii Walp.現在分布在 Puno生態區以外的地方,如秘魯東南部城市 Puno。雖然Gloria Chacon的關于瑪咖新種的研究得到了普遍認可,但是對瑪咖種的歷史起源還不清楚,而且不同瑪咖種的藥效和總體植物外觀是相同的,因此人們習慣了統稱為"Maca"(可音譯為 "瑪咖")、"Peruvian ginseng"(秘魯人參)等。

  2瑪咖的植物學描述

  瑪咖是一年生或兩年生草本,有貯藏根、貼地生長的短莖和葉。地下膨大的貯藏報是主要食用部分,直徑2~5cm,表面顏色大多為黃色或紫色,肉質白色或淡黃色,具有刺激性氣味。葉子有12~20 片,條形,長約10~20cm,寬1~2cm,有平坦的肉質軸,現狀深裂,葉片呈玫瑰花形排列,新的葉子不斷從玫瑰形的中心長出來進行更新??偁罨ㄐ蝽斏?,花小而多,正常有六個雄蕊,一般只有兩個完整的,極少數有三個完整的?,斂е饕獮樽曰ㄊ诜?,花期1~2個月,大多數花可以形成果實,果實呈短角狀,長4~5cm,分裂成兩個隆起的小管,每一個果實里面有一粒種子。果實5個星期可以成熟,并分裂釋放種子。種子呈橢圓形,長2~2.5cm,微紅灰色?,斂榘吮扼w植株,64條染色體。

  瑪咖生長能力極強,生長高度可以達到海拔 4500米,如在秘魯的Puno生態區,海拔在3500米以上,周圍又有Junin湖,因此那里溫度低、風大、濕潤、晝夜溫差大、常有霜凍,幾乎沒有別的農作物可以生長。在瑪咖生長的自然條件中,溫度和水分是最為關鍵的,尤其是溫度,此外肥料也很重要,當地人通過施用牛羊糞以提高瑪咖產量。

  3瑪咖的化學成分

  有關瑪咖的化學成分的研究60年代開始增多,主要圍繞著瑪咖的營養成分、生物堿(alkaloids)和芥子油苷(glucosinolates,β-Thioglucoside-N-hydroxy- sulfates.屬于硫甙),90年代以后則更為系統,表現在新物質瑪咖酸胺(macamides)和瑪咖烯(macaenes)的發現,以及芥子油苷、甾醇(sterol)和類固醇(steroid)等物質的深入研究。

  3.1瑪咖酰胺和瑪咖烯

  瑪咖酰胺和瑪咖烯是在干燥的瑪咖根中得到的兩類新物質。1998年Zheng,B.L.等人鑒定了三種新的成分:①N-benzyl octanamide,②N-benzyl-16- hydroxy-9-oxo-10E,12E,14E-octadecatrieneamide, ③N-benzyl-9,16-dioxo-10E,12E,14E-octadecatrie- neamide;另外還含17種類似物?,斂0泛同斂┰诂斂崛∥镏械暮靠蛇_到0.6%。

  3.2芥子油苷和異硫氰酸酯(ixothiocyanate)

  芥子油苷為十字花種植物中特有的生物活性成分,由于所帶R基的不同有100多種,而且不同的芥子油苷其生物活性也不同。芥子油苷在芥子酶或胃腸道中的細菌酶的作用下會產生氰類、唑烷硫酮、硫氰酸酯及異硫氰酸酯(如圖1)。

  1980年,Johns等在瑪咖中發現了芥子油苷和具有擇發性的異硫氰酸酯類物質,研究表明芥子油苷中以芳香族芥子油苷為主,異硫氰酸酯類物質主要有異硫氰酸對甲氧基于酯(p-methoxy-benzyl isothiocyanate)、異硫氰酸芐酯(benzyl isothio- cyanate)。芥子油苷在新鮮瑪咖根中的含量約為1%,異流氰酸等酯在干燥瑪咖根提取物中含量為0.10~0.15%,最近Genyi Li等人報道瑪咖中還含有幾種吲哚類芥子油苷和脂肪酸類芥子油苷。

  3.3甾醇(sterol)及其衍生物

  瑪咖中的甾醇及其衍生物包含β-谷甾醇(beta- sitstetol)、菜子甾醇(brassicosterol)、菜油甾醇(campesterol)、豆甾醇(stigmasterol)、麥角甾醇(er- gosterol)、菜子甾醇(brassicasterol)、△7,22-麥角二烷醇(delta7,22ergostadienol)、β-蛻皮激素(beta- ecdysone)等。甾醇往往以甙或乙酸酯形式存在,然而瑪咖中甾體皂甙的檢測和結構鑒定還沒有相關報道。干燥瑪咖報中的甾醇在瑪咖根提取物中的含量可達到0.03~0.04%。

  3.4生物堿(alkaloids)

  生物堿是瑪咖中較早發現的次生代謝物質, 1961年Chacon R.C.從瑪咖中獲得了四種微量的生物堿,但至今對這四種生物堿的結構還沒有報道。

  3.5其它化學成分

  3.5.1其它次生物質

  在瑪咖中還有一些微量的次生代謝物質如單寧(tannins)等。

  3.5.2瑪咖中的營養成分

  瑪咖中含有豐富的營養成分,干燥瑪咖根中含蛋白質10.2%、還原糖9~12%、碳水化合物59%,礦物質鉀、鈣、鐵、鋅的含量尤為突出;瑪咖的氨基酸結構合理,其中有重要生理活性的支鏈氨基酸含量較高;瑪咖脂肪含量不高,但不飽和脂肪酸如亞油酸、亞麻酸等在脂肪酸中的比例可達到52%以上。

  4瑪咖的藥理作用

  我國獨行菜屬植物中用于藥材的主要是北葶藶子(semen,lepidium apetalum willd.的種子),用于治療肺氣腫、氣管炎、肺炎等,并且有強心作用?,斂б灿邢嗨频墓δ?,并有自己獨特的藥理作用。

  4.1提高生育力

  瑪咖傳統上就用于解決人和牲畜的不育問題, 90年代以來,瑪咖在提高哺乳動物和魚類生育力方面的作用有了許多報道,如在幾內亞豬的飼料中加入6~10%的瑪咖,可以發現產崽率提高 36~45%,豬崽出生重量提高40~73%?,斂岣呱Φ臋C理可能是提高動物成熟卵抱小體的數量、精子的流動性和精子的數量,因此與瑪咖中含有的生物堿、豐富的精氨酸和果糖等關系密切?,斂е猩飰A可以刺激動物生殖系統,用生物堿提取液喂小鼠可以使雌鼠成熟的卵抱小體成倍增加,雄鼠精子產生數增加;而精氨酸對提高生育力也有明顯作用,不僅因為精氨酸是精子中氨基酸組成的主要成分,而且表現在可以提高精子的運動性上;瑪咖中仿果糖則可以為精子提供能量。

  4.2改善性功能

  瑪咖改善性功能的作用在60年代就有提及,研究者通過用瑪咖喂養小鼠,發現小鼠的撲捉能力提高,而2000年Zheca,B.L.等人通過對瑪咖進行分離提取,獲得含有瑪咖烯和瑪咖酰胺、甾醇等物質的提取物,用提取物喂養小鼠后發現雌雄小鼠的性功能有了明顯提高,雄鼠勃起能力提高,而且通過實驗推斷引起性功能改善的物質可能是瑪咖烯和瑪咖酰胺,而且芥子油甙和異硫氰酸芐酯也可能對改善性功能有影響。而最近的報道進一步證明了瑪咖無論在短期還是長期喂養中,都會提高小鼠的性能力,另外,研究者還對瑪咖改善性能力和瑪咖喂養量的劑量關系進行了初步探討。

  4.3調節內分泌功能

  女性更年期綜合癥是由于女性進入更年期以后雌性激素和孕激素減少,下丘腦和腦垂體功能亢進引起的?,斂鹘y上可用于治療女性更年期綜合癥,經現代研究表明,瑪咖中含有的生物堿作用于視丘下部和腦垂體,具有調節內分泌腺如腎上腺、甲狀腺、胰腺、卵巢等的功能,從而可以平衡荷爾蒙。而且瑪咖可以作為外源雌激素替代物來緩解下丘腦和腦垂體功能亢進,因為其中的生物堿也可以補充膠二醇分泌的不足。另外,瑪咖中甾醇和皂甙可以作為多種激素如甾體激素的前體,瑪咖中芥子油苷和異硫氰酸芐酯也與內分泌有關。有報道像瑪咖這樣合有芥子油苷的植物在世界上廣泛用于再生荷爾蒙。

  4.4抗腫瘤作用

  瑪咖傳統上可用于抗癌,但目前未得到進一步證實。但瑪咖中含有芥子油苷和異硫氨酸芐酯等含硫有機化合物,已有不少報道表明這兩種物質具有抗癌效果,如它們對胃癌、食道癌、肺癌、白血病等均有一定的作用,十字花科植物花椰菜(cauliflower)作為抗癌食品在國外倍受推崇,其抗癌成分中就有芥子油苷。此外,瑪咖中含有的多不飽和脂肪酸和維生素C也有抗癌輔助作用。

  4.5其它功能

  瑪咖由于含有豐富的營養成分,尤其是其中的蛋白質、支鍵氨基酸和多種礦物質,因此還具有很好的抗疲勞功能,瑪咖還可用于治療慢性疲勞綜合癥,這可能與瑪咖調節內分泌作用有關;另外一些傳統上的功能還沒有得到進一步證實,如瑪咖有平喘作用,可以用于治療哮喘癥,可能是由于瑪咖中含有的類固醇以及促腎上腺素類物質在起作用,碼咖的強化肌肉的作用可能與含有的高蛋白和甾醇有關,瑪咖還可以預防各種類型的貧血,很可能與瑪咖的高營養尤其是其中的礦物質如鈣、鐵密不可分。

  5瑪咖的應用和開發

  重視天然藥物的研究是21世紀國際新藥研究的重要趨勢,瑪咖獨特的藥理作用、豐富的營養價值、純天然藥用植物的特性及幾千年傳統食用的安全性已使瑪咖風靡歐洲、美國、日本、澳大利亞等國。這些在國際上的瑪咖產品多是利用瑪咖的"藥膳兩用"性質開發成各種各樣的保健食品和營養補充劑,也有把瑪咖提取液和其它藥材一起制成非處方藥的,都主要用于增強精力、改善性功能、調節荷爾蒙。要想進一步開拓瑪咖的醫藥應用,必須轉變目前瑪咖在醫藥基礎研究方面不足的現狀,推進瑪咖農藝學、瑪咖有效成分分析及藥理作用研究的深入,尤其是把瑪咖與我國傳統中草藥研究開發緊密結合。


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