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【摘要】
目的介紹藏藥花錨屬植物的化學成分、組織培養及其藥理作用的研究狀況。方法參閱近年來國內外發表的相關文獻,對其進行分析、整理和歸納。結果花錨屬植物的主要化學成分為(口山)酮及(口山)酮苷類、裂環烯醚萜類、三萜類、黃酮類以及一些生物堿類化合物等。而其主要有效成分為(口山)酮及(口山)酮苷、裂環烯醚萜類、三萜類化合物及其它黃酮苷等,具有抗肝炎、抗氧化活性、降血糖和調節免疫等功效。橢圓葉花錨人工引種栽培技術的開發已經成功,而組織培養技術至今尚未見成功的報道。結論進一步從該屬植物中篩選抗肝炎和治療糖尿病的有效成分以及研究采用人工的方法達到該藥物資源的可持續利用已成為目前及今后對該屬植物重點研究的目標,具有重要的理論和應用價值。
【關鍵詞】 花錨 化學成分 藥理活性
花錨屬植物全球約有八十余種,分布在北半球及南美,其中已進行有關植化研究的只有4 種:Halenia corniculata,H.elliptica,H. campanulata和H.asclepiadea。我國有該屬植物兩種,為花錨H. corniculata和橢圓葉花錨H.ellipitica D.Don[1,2]。橢圓葉花錨(又名黑及草;藏語稱“去合斗拉果瑪”;蒙名為希赫日-地格達),是一年生或兩年生草本植物[2],為龍膽科Gentianaceae 花錨屬Halenia Borkh 植物。主要分布于我國的西藏、青海、四川、甘肅等地,生于海拔2 500 ~4 400 m 的林下或草原[3]。它性味苦寒,全草入藥,為藏蒙藥系統中治療肝膽系統疾病的常用藥物,現代醫學驗證其對治療肝炎有療效。以花錨為主藥材研制、開發的治療肝膽系統疾病的成品藏藥,具有療效穩定,效率高等特點,市場前景廣闊。隨著我國藏藥事業的迅速發展,橢圓葉花錨的藥用資源需求量快速增加,由于過度采挖,導致其野生植物資源日益枯竭。為了擴大花錨資源的有效利用,筆者對其近年來國內外研究者分離到的化學成分、有效活性成分及其藥理活性和人工引種栽培技術、組織培養等方面的研究成果作一綜述,為該植物的進一步研究和合理開發利用提供參考。
1 化學成分
現代醫學研究表明,花錨屬植物的主要化學成分為(口山)酮及(口山)酮苷類、裂環烯醚萜類、三萜類、黃酮類以及一些生物堿類化合物等。
1.1 (口山)酮及(口山)酮苷孫洪發等[4]從橢圓葉花錨中得到五種(口山)酮成分,分別為1,7 -二羥基-2,3,4,5 -四甲氧基(口山)酮,1,5 -二羥基-2,3,7 -三甲氧基(口山)酮,1,2 -二羥基-3,4,5 -三甲氧基(口山)酮,1,5 -二羥基-2,3 -二甲氧基(口山)酮和1,7 -二羥基-2,3 -二甲氧基(口山)酮。
孫洪發等[5]又從橢圓葉花錨中得到3種(口山)酮苷成分,分別為1 -o -[β-D -木吡喃糖-(1 -6) -β-D -葡萄吡喃糖]-2,3,5,7 -四甲氧基(口山)酮,1 -o -[β-D -木吡喃糖-(1 -6) -β-D -葡萄吡喃糖] -2,3,5 -三甲氧基(口山)酮和1 -o -[β-D -木吡喃糖-(1 -6) -β-D -葡萄吡喃糖[ -2,3,4,5 -四甲氧基(口山)酮。其中1 -o -[β-D -木吡喃糖-(1 -6) -β-D -葡萄吡喃糖] -2,3,5,7 -四甲氧基(口山)酮(花錨苷)和1 -o -[β-D -木吡喃糖-(1 -6) -β-D -葡萄吡喃糖[ -2,3,5 -三甲氧基(口山)酮(去甲氧基花錨苷)為該屬植物抗肝炎的兩種有效成分。
張德等[6]采用元素分析(EA )、核磁共振波譜(NMR)、質譜(MS)、紅外光譜(IR)、紫外光譜(UV )、差示掃描量熱(DSC) 等分析方法首次從藏藥花錨中分離得到兩種針狀結晶化合物, 分別為1 -羥基-3, 7, 8 -三甲氧基(口山)酮(1 -hydroxy -3, 7, 8 -trimethoxyxanthone) 和1, 7 -二羥基-3, 8 -二甲氧基((口山))酮(1, 7 -dihydroxy -3, 8 -dimethoxyxanthone)。
高潔等[7]從橢葉花錨乙醇提取物醋酸乙酯萃取部分分離得到8 個(口山)酮化合物,分別為1,7 -二羥基-2,3,5 -三甲氧基(口山)酮,1 -羥基-2,3,4,7 -四甲氧基(口山)酮,1,7 -二羥基-2,3,4,5 -四甲氧基(口山)酮,1,7 -二羥基-2,3 -二甲氧基(口山)酮,1,5 -二羥基-2,3 -二甲氧基(口山)酮,1 -羥基-2,3,5 -三甲氧基(口山)酮,1 -羥基-2,3,4,5 -四甲氧基(口山)酮和1 -羥基-2,3,5,7 -四甲氧基(口山)酮。
1.2 其它成分Rodrigaez 等[8]從花錨中分離得到了一種的黃酮類葡萄糖苷;高光躍等[9]從橢圓葉花錨全草中測出含有獐牙菜苦苷和當藥苷;Dhasmana 等[10]從橢圓葉花錨全草中分離得到齊墩果酸和谷甾醇葡萄糖苷;Rodrigaez 等[11]從花錨中分離得到了一種二糖酯裂環烯醚萜。
2 藥理活性
花錨為藏蒙藥中治療肝膽系統疾病的常用藥物,其主要分布于我國的西藏、青海、四川、甘肅等地藏民族地區,目前對花錨藥理活性的研究報道較少,有待進一步深入研究。
2.1 保肝降酶作用張經明等[12]采用花錨煎劑(含花錨苷)對CCl4 造成的肝損傷模型的研究表明,花錨苷可明顯增加核糖核酸;藥理實驗證明,花錨中的花錨苷和去甲氧基花錨苷具有明顯的保肝作用,可增加核糖核酸,增加肝糖元,促進蛋白質的合成,促進肝細胞的再生,加速壞死組織的修復,是該植物抗肝炎的主要有效成分。周富強[13]通過不同劑量西寧花錨對CCl4 實驗性肝損傷后肝糖元的含量的研究,發現西寧花錨對CCl4 損傷后小鼠肝糖元的儲存的恢復有一定的藥效,可顯著提高肝糖元的含量。
馬學惠等[14]在齊墩果酸防治CCl4 引起的大鼠急性肝損傷作用的研究中,發現該藥物能使血清GPT 明顯下降,肝內甘油三酯積累量減少;同時,能使肝細胞變性、壞死明顯減輕,糖原蓄積增加,具有明顯的保肝降酶作用。宮新江等[15]的齊墩果酸對環磷酰胺所致大鼠肝細胞損傷的保護作用的研究表明,齊墩果酸能抑制環磷酰胺所致的肝細胞上清液ALT,AST 及LDH 活力升高,肝細胞MTT 值減小,說明齊墩果酸可抗環磷酰胺所致肝細胞損傷。
王曉峰等[16]采用原代培養的小鼠肝細胞,以3H -胸腺嘧啶和3H -亮氨酸摻入的方法,研究經齊墩果酸預處理后的小鼠的肝細胞DNA 和蛋白質合成速率的變化,結果發現齊墩果酸能促進肝細胞DNA 及蛋白質合成,且合成速率明顯增高,具有保肝作用。另外王曉峰等[17]報道齊墩果酸在對小鼠肝內谷丙轉氨酶及谷草轉氨酶的直接作用時,小鼠血清樣品與不同濃度的齊墩果酸分別作用后, 谷丙轉氨酶活性則顯著降低,說明齊墩果酸對谷丙轉氨酶活性具有明顯抑制作用。
2.2 降血糖作用苗德田等[18]研究了齊墩果酸對大鼠血糖的影響,結果顯示,齊墩果酸對化學性高血糖模型大鼠有顯著的降血糖作用。柳占彪等[19]用齊墩果酸對高血糖大鼠治療,結果發現單一的齊墩果酸具有降低高血糖的作用,同時在血糖降低時肝糖原和血清胰島素均有明顯升高。
2.3 抗炎作用戴岳等[20]采用多種實驗性炎癥模型證實齊墩果酸對二甲苯與乙酸引起的小鼠皮膚和腹腔毛細血管通透性增高及對角叉菜膠等多種致炎物引起的大量足墊腫脹都具有明顯抑制作用。
2.4 抗氧化活性肝細胞膜的脂質過氧化是造成肝損傷的重要原因之一,高潔等[7]在研究藏藥花錨中(口山)酮類成分及其抗氧化活性時,從橢葉花錨乙醇提取物醋酸乙酯萃取部分分離得到8 個(口山)酮化合物,且該類化合物在一定程度上能顯著抑制Fe2 + -Cys 誘導大鼠肝微粒體丙二醛的生成,有效降低肝微粒體膜的氧化損傷。因此,具有一定的抗氧化活性。
2.5 其他作用橢圓葉花錨的干浸膏可提高單核-巨噬細胞吞噬功能,具有調節體液免疫的作用,使降低的血清溶血素及脾細胞免疫溶血活性提高到正常水平[21]。另有報道橢圓葉花錨全草的氯仿可溶部分(富含口山酮葡萄糖苷)具有抗阿米巴作用[22]。
3 人工栽培
高原野生重要植物資源的持續發展必須建立在生物資源可持續利用和生態環境保護的基礎上,培育地道地產中藏藥材是實現高原地區中藏藥資源可持續利用的主要途徑之一,也是保證中藏藥產業持續發展的必然選擇。
3.1 人工栽培的重要意義花錨屬與獐牙菜屬植物等同屬于藏茵陳類藥物,被稱為“藏藥中的奇葩”,是治療肝中毒、肝炎的最佳藥物之一。但是這種藥物資源一般生長在人跡罕至的高寒缺氧環境中,其再生周期較長甚至不能再生,藏茵陳供需矛盾也由此變得越來越突出。
盡管野生橢圓葉花錨在青藏高原地區分布廣泛,資源較為豐富。但是近十多年來,隨著我國民族醫藥特別是藏藥事業的迅速發展,越來越多的企業開始投資藏醫藥領域,橢圓葉花錨的藥用資源需求量快速增加。但是,藏藥產業一度出現重成品生產輕藥材來源、重開發輕保護的問題,造成過度的采挖及收購現象,特別是在植物生長階段的花期大量采收導致資源量銳減,野生植物資源日益枯竭。因此,對作為原料植物藥的橢圓葉花錨進行人工栽培的研究具有十分重要的意義。
3.2 人工引種栽培為了解決藏茵陳類藥材資源嚴重短缺的實際問題,中國科學院西北高原生物研究所經過3年的栽培與試驗,成功地解決了以往藏茵陳種子萌發率低、出苗率低、人工栽培難以成活等關鍵技術問題。3種藏茵陳類藥用植物——川西獐牙菜、抱莖獐牙菜和花錨人工種植成功,并通過鑒定。經過專家的監測和對比分析,這次人工栽培的3種植物,其主要有效成分齊墩果酸和芒果苷的含量基本接近于天然野生資源,川西獐牙菜的有效成分含量甚至顯著高于野生資源,人工條件下栽培藏茵陳類藥用植物的質量及其本身的藥用價值完全可以得到保證。隨著青海省產業結構的調整,橢圓葉花錨人工引種栽培技術的開發研究, 青海省橢圓葉花錨人工種植規模逐漸擴大。橢圓葉花錨人工引種栽培試驗在該省也初見成效。陳桂琛等[23]對橢圓葉花錨的引種栽培的研究表明,栽培的橢圓葉花錨植株在植株高度、分枝數量、單株生物量等生長狀況指標明顯高于野生植株,其有效化學成分接近野生狀態的水平,說明野生橢圓葉花錨的人工栽培是可行的。吉文鶴等[24]運用RP -HPLC 建立了花錨中青蘭苷、去甲氧基花錨苷和花錨苷的含量分析方法, 為栽培花錨替代野生花錨入藥提供一定的科學依據。研究表明,栽培花錨中花錨苷和去甲氧基花錨苷的含量和在野生花錨中的含量相比無明顯差別, 可以初步證明栽培花錨可以替代野生花錨入藥。紀蘭菊等[25]在研究栽培花錨的品質能否代替野生花錨入藥時,通過指紋圖譜的相似度分析,得出結論:同一產地的野生與栽培花錨藥材色譜分離圖疊加比較,顯示了良好的相似度。證明栽培花錨中的主要化學成分及數量符合花錨藥材的指紋特征,可以代替野生花錨藥材入藥。
3.3 組織培養隨著對花錨屬植物藥用成分不斷深入的研究,藥用潛力的挖掘,該屬植物的需求量大大增加,造成了該屬植物野生資源的日益匱乏且面臨枯竭。該屬植物的人工引種栽培技術在一定程度上已經可行,但是,還需要通過多種途徑來提高對其的培育效率。
藥用植物的組織培養技術及應用已有多年的發展歷史,但還有相當多的植物目前尚沒有相應的離體培養技術。目前,花錨屬植物的組織培養技術至今尚未見成功的報道,仍然是個空缺。因此,建立該屬藥用植物的離體快繁技術的需求日漸增加,它也是實現高原地區中藏藥資源可持續利用的主要途徑之一。
4 最佳采集時期
從生物量的角度考慮,花期的生物量高于果期,更高于其他時期。楊慧玲等[26]在研究不同地區和生長物候期藏藥花錨有效成分齊墩果酸的含量變化實驗中,比較了野生狀態下不同海拔、栽培條件下不同生長時期花錨的齊墩果酸含量,為確定該藥材的采收時期、不同地區藥材的質量以及栽培地點的選擇提供理論依據。該研究發現花錨花期齊墩果酸含量最高,而幼苗期、蕾期和果期都低于花期的含量。因此,花期得到的藥材最多質量也最好。
吉文鶴等[24]研究了花錨中去甲氧基花錨苷和花錨苷的含量隨著不同生長期的變化趨勢,為藥材的合理栽培和采收提供科學依據。該研究表明,去甲氧基花錨苷和花錨苷含量在營養期含量最高,從6 ~9 月逐漸降低,從抗肝炎活性成分的含量角度考慮,6月份(營養期)為花錨的最佳采收期。
5 結語
花錨屬植物是藏蒙藥中治療肝炎類疾病的常用藥物,全草入藥,具有重要的藥用價值。該屬植物的主要有效成分為(口山)酮及(口山)酮苷、裂環烯醚萜類、三萜類化合物及其它黃酮苷等,具有抗肝炎、抗氧化活性和降血糖等功效。在我國,該屬植物藥用歷史較長,故具有很高的藥理研究價值,特別是有關抗肝炎方面的研究顯示出較大的市場潛力,值得進一步深入研究;其降血糖作用、抗氧化活性和調節體液免疫的藥理活性研究報道較少,這些研究工作都亟待進一步的深入;另外對野生植物的過度采挖造成資源貧乏,采用人工的方法達到該藥物資源的可持續利用也已成為目前及今后對該屬植物重點研究的目標。
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種植義齒是口腔科領域中發展最快,最令人興奮的一個分支,已成為與高速渦輪牙機、全景X線機、高分子粘固材料并列的20世紀牙科發展的四項重大突破之一。一個成功的人工種植體應該和骨組織直接結合,形成良好的生物力學相容性,將咀嚼壓力均勻分布到周圍骨組織,應力過大或過小,都無益于種植牙周骨組織的重建,都將導致種植牙的失敗。據此,本文特將人工種植牙的生物力學研究進展作一概述。
1 應力分布研究方法的發展
在20世紀70年代以前,生物力學研究和應力分布的檢測多采用電測法和光彈法,電測法和光彈法屬于實驗應力分析法。電測法是實驗應力分析方法中最基本的方法之一,它的靈敏度與精確度較高,可用于現場測定,用于各種復雜環境下測量多種力學參數,但電測法只能逐點測量物件表面的應變,且僅能獲得應變片所在位置的應變平均值,不能直觀得出構件應力分布的全貌,在環境條件惡劣時誤差較大。光彈應力分析法具有直觀性和全場性的優點,可用以分析各種形狀的復雜構件和表面應力,也是口腔生物力學常采用的研究方法,但光彈法不能把材料力學和彈性理論聯系起來,如不能計算出模型內任意處的應力值和位移值。自從1973年Theresher和Farah幾乎同時將有限元法(finite element method,FEM)應用于口腔醫學領域,FEM已成為一種有效的數學工具,在口腔生物力學研究中得到廣泛應用。FEM具有以下優點:可以準確地表達復雜的幾何形狀;可以在同一模型上對不同性質的材料進行力學分析;可以進行復雜載荷條件下的應力分析;模型的轉換較為簡便;對應力的內部狀態及其它力學性能定量測定的代表性好,同時FEM在應用中自身也不斷得到完善,其中從二維到三維是FEM發展的一個飛躍。1976年Weinstein等應用二維FEM分析了多孔圓柱種植體界面的應力分布,將FEM引入了口腔種植領域,從此,有關種植義齒生物力學的研究進入了一個新的階段。Meijer等[1]將二維有限元法和三維有限元法進行了比較,認為后者的模型相似性好,可客觀反映被分析受力結構的信息,但是有限元法的單元在大小、形狀、數目、載荷情況、假設條件與真實情況差異及邊界條件等均影響結果。因此,為使結果更加真實可信,有限元法的研究手段不斷完善,目前已從靜態研究發展到動態研究,并有向非線性發展的趨勢。
2 種植體材料對應力分布的影響
人工牙種植體的研究和應用已有30多年的歷史,但迄今為止,只有少數幾種材料的種植體為人們所接受,其中應用歷史最長、也最廣泛的是鈦質種植體,金屬鈦具有良好的生物相容性,與骨組織形成緊密、牢固的結合,而且其彈性模量與骨很接近,與骨結合所形成的界面是動態的,在適當負荷的刺激下,種植體與骨的接觸程度在一年后會從53%增加到74%[2],所以說鈦是一種理想的種植材料。Mailath(1989)等[3]用有限元法對種植體材料進行了研究得出結論,種植體材料的彈性模量至少為110,000N/mm2(1.1×10MPa)。Clelland(1991)等[4]用三維有限元法研究了Screwvent骨內種植體及支持組織應力分布情況,這種商業純鈦種植體最大應力區是在種植體的頸部,這些應力比商業純鈦的疲勞極限(259,90MPa)低18倍,骨內最大壓力值(19.57MPa)是在頸部的舌側區,而且Screwvent種植體近遠中應力(最大為0.38MPa)比種植體頰、舌側低得多。這一點和以前放射照片研究的骨吸收發生在種植體的近遠中不同。為了更快的形成骨整合,人們還從種植體的表面涂層入手。尤其是羥基磷灰石噴涂(hydroxyapatite,HA)研究最多,但還是有很大爭議,生物活性材料的涂層,可以改善與骨的結合方式,從生化角度上看,對種植牙長期成功是有益的,但從生物力學角度是否有明顯的改善并不清楚[5]。Rieger(1989)進行了研究認為:骨結合界面與骨適應界面比較,從生物力學上看種植牙周圍骨內的應力分布比較并沒有明顯的改善,這還有待于進一步研究。最近Meijer(1997)等[6,7]使用柔韌高分子生物材料(polyactiv,PL)即聚丁烯對二苯酸鹽(酯)聚合物(polyethyleneoxide polybutylenete rephthalate(PEO:PBT)copolymer)和硬性HA穿齦種植體進行動物(狗)實驗研究,從組織學上和臨床方面作一比較,PL設有三種(一種密集型,兩種多孔型)6個月加載,PL和HA種植體周圍骨組織在第6周有骨吸收(高度失去1mm),第12周可見重建,18周后恢復到原來的水平,結果PL比HA引起密度上較少的降低。這個結果顯示:柔韌種植材料更有利于應力向周圍骨組織傳導。臨床方面PEO:PBT和陶瓷、生物玻璃、鈦、和其他材料相比較,結果:PEO:PBT是一種柔韌材料,能降低穿齦種植體頸部應力峰值,致密型PL功能合適,運動性能與天然牙相近似,表現出最好的臨床功能,也能減少種植體周圍應力峰值。從組織學觀察得出結論:柔韌的骨結合,種植體更能較好地把應力傳導到周圍骨組織,因此它可能是硬性種植體有前途的替代物。
3 種植體形態結構對應力分布的影響
成功的種植體不僅取決于種植體材料的生物學性質及手術技術,種植體的表面形態也十分重要。近年來,國外學者圍繞著種植體以什么樣的形態結構才具有最佳的生物力學相容性,作了大量的研究。關于口腔種植體宏觀形態基本上認為以單個旋轉對稱為最佳,所以新近出現的或改良的種植體系列極少看到過去傳統的錨狀或翼狀形態。對種植體表面微觀形態,自70年代以來也是人們研究的熱門,在這個問題上雖然還有不同看法,但有一點是比較一致的,即粗糙的種植體表面更利于新骨生長,形成更廣泛骨種植體結合區。Mailath(1989)使用有限元法研究了骨內種植體形狀與應力分布的關系得出結論,圓柱形種植體比圓錐形種植體更可取,因為它降低了應力在骨皮質上的峰值。Rieger(1990)等[8]應用二維有限元法,對6種種植牙(Branemark,CoreVent,Denar,Miter,Stryker和一種實驗用種植牙—RBT411)進行定量分析,結果表明:所有6種種植牙都有根尖沖擊應力的存在,Denar種植牙應力最大,Denar、Miter和Stryker種植牙可出現牙槽嵴部病理性骨吸收,Miter和實驗用RBT411種植牙應力分布最好。Hurson(1994)[9]對3.25mm和3.8mm螺紋種植體進行了工程力學分析,闡述了螺紋設計原則,材料的強度,力學疲勞分析,提出了螺紋設計的標準。Binon(1996)[10]評價了六角形種植體(hexagonal implants)力學性質,與基臺相連的抗扭強度及適合的裝置,建議生產商應該提高種植體的耐受性、精確性、逼真性和堅固性。Arpinar(1996)等[11]用有限元法對兩種硬性種植體設計進行研究,結果為:中空螺旋種植體(ITI1)在頂點區域產生高和應力集中,而實心螺旋種植體(ITI2)應力的分散轉移要比中空好得多。1996年黃輝等[12]對螺紋頂角角度對柱狀螺旋根管內種植體應力分布進行了研究,結果表明:螺紋頂角角度的改變,可以導致種植體在支持組織的應力分布水平的變化,螺紋頂角為60度的種植體應力分布較合理,為種植體設計、應用提供理論依據。
4 種植體的長度和直徑對應力分布的影響
對于種植體長度和直徑與種植體周圍骨面應力反應的關系,目前國外研究報告的觀點不一致。Mailath(1989)等[3]用有限元法對不同直徑的種植體進行生物力學研究,結果發現大直徑種植體產生有利的應力分布效果。Block(1990)[13]通過動物試驗證明,種植體從骨中拉出力與其長度關系極大,而與其直徑關系不大。Lum(1991)[14]發現骨界面應力主要集中于種植體頸部的牙槽嵴頂而非整個種植體周圍,并據此推論使用短種植體可能對骨界面應力集中值影響不大。Lum(1992)[15]用工程統計學方法,分析了軸向力和水平力作用下種植體力的傳導,結果發現,在軸向力作用下,僅僅長度為10mm,直徑為4mm的種植體,能傳導平均最大咬合力,支持骨受到張力在正常生理限度內。在水平力作用下長度大于12mm時,再增加長度對力的傳導無顯著差異。Meijer(1992)等[16]使用短種植體對其周圍的應力無太大影響。鄒敬才(1996)等[17]應用二維有限方法,對3mm,4mm,5mm三種不同直徑的螺旋型種植體進行對比分析,結果表明:螺旋型種植體直徑增加,對骨界面的總體應力分布規律影響不大,但隨著直徑的增加,對骨界面應力降低,種植體與骨界面的相對位移運動也相應減小,有利于骨界面的應力分布。提示臨床盡可能選擇直徑稍粗的一些種植體。Tuncelli(1997)[18]等應用有限元法,比較了ITI中空圓柱兩段式種植體不同直徑(3.5mm,4.5mm,6mm)應力分布。結果發現:相對較大的直徑種植體更有利于下頜后部區域(應力分布好)。張少鋒(1997)等[19]用有限元法研究了種植體長度和直徑對種植全口義齒應力的影響,得出結論:種植體周圍骨界面應力的大小與種植體長度密切相關,呈負相關關系。種植體直徑在臨床常用范圍內變化時,僅引起自身應力集中值的改變,而對種植全口義齒的其它結構和組織應力狀況影響不大。
5 種植體上部結構的連接裝置對應力分布的影響
人們為了去模仿天然牙牙周膜的緩沖作用,一些學者用一些具有粘彈性的材料如聚甲醛制成內動部件,連接種植體和附著體。McClumphy(1989)在種植牙上用聚甲醛材料設計了一個具有彈性的內連接體,并用鈦制作一相同的內連接體作對照,用光彈應力分析法對兩者進行了應力分布的對比研究,結果:在骨界面上應力分布兩者沒有顯著差異。van rossen(1990)等[20]通過二維有限元法,對不同彈性連接體彈性模量和不同外形的內連接體在單個種植體上進行分析,結果:內彈性連接體彈性模量的改變對周圍骨應力分布沒有影響。Chapman(1990)等[21]設計一種內部減震器(shockabsor_ber),把種植體與義齒相連接,用鈦制作對比,結果:兩者有顯著性差別,可減少咬合力。elChkawi hG(1990)在種植體上部結構下面使用一層彈性材料,種植體不動,而上部結構可動,結果發現這種改進使應力和位移分布和天然牙相類似。Kraut(1993)等[23]設計了一種彈性內動連接系統,結果表明這套系統能吸收應力,減少達到種植體和周圍骨的應力值。
關鍵詞:心肌缺血;動物模型;模型制備
本文實驗研究已制備了多種心肌缺血動物模型,如藥物注射方法 ,冠狀動脈結扎法,這些均是借助物理、化學實驗方法使血管急性阻塞,造成心肌急性缺血,藥物注射方法都是一過性的,對慢性試驗難以適合,冠狀動脈結扎法臨床相關性好,是一個比較理想的心肌缺血模型,但此模型需要復雜的開胸手術,對動物損傷大。因此,為提高該病的臨床療效,為心肌缺血的臨床和實驗研究提供一個更加合適的研究平臺,急需有待建立一種更加符合臨床病理生理過程,適合能多次給藥與能長期觀察心功能的心肌缺血模型。因此本文對目前心肌缺血模型制備的方法學進行綜述,旨在為臨床應用提供參考,具體報道如下。
1 藥物法
1.1垂體后葉素(Pit)致動物心肌缺血模型 王怡等采用與實驗前1d,以0.35U/Kg的劑量,舌下靜脈注射濃度為1U/2mL 垂體后葉素Pit的方法,通過心電圖變化,對動物經行Pit敏感性篩查, T波明顯抬高,ST段抬高超過0.1mv 的大鼠方可用于實驗。合格的大鼠,灌胃給藥后,采用腹腔注射3% 戊巴比妥納(30 mg/kg)麻醉處理,仰位固定,通過多道生理記錄儀,對Ⅱ導聯心電圖經行動態描記,正常者舌下靜脈注Pit 0.35 U/kg,于5s內完成,觀測3h內生理指標如:①觀察動態心電圖變化;②心臟取血,檢測各項生化指標如CK、SOD、LDH、MDA。結果顯示:模型組大鼠注射Pit后,第1期心電圖即可發生變化:T波即刻顯著抬高,15s時達到最高峰,注射Pit 1min后,第2期心電圖發生變化:T波出現低平、雙相、倒置,心率變慢,Q-T及P-R間期延長等,生化指標LDH、CK、MDA升高,而SOD下降。
1.2異丙腎上腺素(Iso)致動物心肌缺血模型 高光華等選用健康純系Wistar大鼠,給予腹腔內注射ISO 0.5mg?kg-1?d-1,共2次,檢測下列指標:①心動圖;②超氧化物歧化酶MDA、SOD;③病理組織學心肌TTC染色; 結果以T波高聳,S-T段抬高,MDA升高,SOD降低,NO降低。張騰等選用4% Iso,給大鼠皮下注射50mg/kg,共2次,檢測下列指標:①心動圖;②心肌酶CK,LDH;③病理組織學心肌TTC染色; 結果以T波高聳,S-T段抬高,CK,LDH都升高。
2 冠狀動脈結扎方法
2.1借助呼吸機經氣管切開插管 高秀梅等選用(200±50)g雄性大鼠,采用3%戊巴比妥鈉按照30mg/kg的劑量腹腔注射經行麻醉處理,仰位固定,連接心電圖,觀察記錄標準Ⅱ導聯心電圖,在無菌條件下,充分顯露氣管,與第2~3氣管環間橫行切開,插氣管插管,深度約為0.5~1cm。通過呼吸機經行人工控制呼吸,頻率控制在90次/min,潮氣量10~12ml,呼吸比為1:1,于胸骨第3~4肋問切開皮膚約1cm,將組織逐層分離,于2~3肋骨間開胸,暴露心臟及大血管根部,剪開心包,將心臟擠出,取LAD起始部,用6-0 Prolene線縫針,進針深度控制在0.1cm,寬度為0.1~0.2cm;將心臟回置胸廓內,待經歷數十次心動周期后,結扎處理,數分鐘后,徹底止血后逐層關胸?;謴痛笫笞灾骱粑?,氣管切口及頸部切口開放,不作縫合。手術過程中分別與開胸后、縫針后、結扎后和關胸后四個點觀察記錄心電圖變化;合格動物于第2w與第6w后復查心電圖。術后連續5d抗感染治療。檢測下列指標:①動態觀察心電圖變化;②各項生化指標(LDH、CK、MDA、SOD);③病理組織學心肌TTC染色。結果顯示:大鼠結扎LAD 10min后 ST 段明顯抬高(≥0.1mv),大鼠結扎LAD21h 后壞死面積高60.35%,21h后心臟取血以檢測得出LDH、CK、MDA升高,SOD下降。
2.2借助呼吸機經口鼻氣管插管 李貽奎等在結扎LAD時,其他操作同上,只是把上面的氣管切開后氣管插管接呼吸機改為經口插管,不作氣管切開,優點:操作對動物損傷小,術后對動物影響小,降低死亡率。但此法應用報道的比較少,且經口插管時,操作有難度,不易把握。
2.3不使用呼吸機直接開胸法 韓燕全在不借助呼吸機的情況下,結扎LAD時,直接于左第4肋間開胸暴露心臟,距LAD起點2~3mm處,穿5個0手術線結扎,閉胸。結扎LAD后心電圖顯示ST段立即抬高、局部心肌紫紺的大鼠為模型成功。此操作技術較高,開胸后10s左右就要把心臟結扎好放回心腔,然后迅速把心腔的空氣擠出縫合心腔。此法對手術操作者要求很高,要達到快、準,對初學者不適用。
3 冠狀動脈內栓塞方法
Terp等以Minipig為實驗動物,常規麻醉處理,氣管插管,呼吸機控制通氣,采用介入技術,將2mL含有Sephadex D25光滑微球濃度為2.5g/L的鹽水溶液,經皮穿刺導管經主動脈根部進入LCX和LAD,觀察左心室射血分數、超聲心動圖及心肌病理組織學等指標,結果:2~3w后,模型動物左心室射血分數明顯減少,出現心肌梗死灶,左心室容積縮小。
4 機械壓迫冠狀動脈方法
4.1 Ameroid 收縮環法 Laham等采用Yorkshire豬,無性別限制,氯胺酮聯合氟烷麻醉,為方便血壓檢測與取樣,切開右腿彎部,于4F動脈導管插管。與第4肋間隙行術開胸,切開心包,分離左冠狀動脈回旋支,放置Ameroid收縮環(內徑:2.5mm),聚丙烯紡織纖維線(6號)縫合心包與胸腔,視動物生理情況經行肌注抗生素和止痛藥處理,3w后采用心包內注射成纖維細胞生長因子-2進行治療,第5w檢測如下指標:①微球流量;②冠狀動脈造影;③病理組織學;④磁共振掃描;⑤毒理學。結果顯示:模型動物冠狀動脈血流量減少,LCX支配區域的心室壁厚度增加,FGF-2能明顯促進冠狀動脈側枝循環的形成,增加冠狀動脈血流量。
4.2 Delran收縮環法 James等選用Minipig,常規麻醉,氣管插管,呼吸機控制通氣,開胸,分離LAD和LCX,兩動脈分別放置Delran收縮環(內徑1.5mm),進行下列指標檢查:①超聲心動圖觀察;②血流動力學測定;③冠狀動脈造影;④病理組織學觀察;⑤SR蛋白Westerm分析;模型動物的兩冠狀動脈近端因栓塞從而造成局部功能失常,導致射血分數降低,同事伴有左心室功能下降,出現冬眠心肌反應典型癥狀,模型動物平均經過69~75d栓塞后便可成功造模。
5 電刺激法
電刺激法是目前造成動物實驗性心肌缺血一種較新的造模方法。實驗多選用成年的雄性家兔,麻醉處理后,將連有定向儀的兩支絕緣的不銹鋼針插入右側下丘腦背內側核,以弱、強刺激交替的方法刺激(弱刺激為0.8~1.6mA,強刺激為4~8Ma),刺激5min/次,間隔1~3min。
在選擇制備急性心肌缺血模型時,我們一般選擇藥物舌下注射法,這種方法操作簡單,但是一過性的。一般慢性心肌缺血模型,我們選擇大鼠冠脈結扎法比較多見,這種方法動物來源方便,經濟實惠,臨床相關性比較好。若條件允許,可以以Minipig作為實驗動物,因其心臟解剖結構及側枝循環與人類十分相似,動脈口徑大,導管介入簡單易行,且凝血因子和纖溶活性與人的相近程度要遠遠高于其它實驗動物。
綜上所述,有關心肌缺血動物模型制備方法的研究己取得一定進展,但與臨床心肌缺血的病理過程還有一定的差異。在實驗動物的選擇,制備模型的實驗技術,特別是心肌缺血動物模型的標準尚有待進一步統一和制定。借助放射影像學介入技術,在不開胸的前提下,經心導管制備心肌缺血動物模型,因其具有諸多優點,將成為今后研究的一個發展趨勢。
參考文獻:
目前高血壓的治療主要由藥物治療與非藥物治療兩部分組成。所謂非藥物治療主要是指生活方式的改善,如限制鹽的攝入,富含水果和蔬菜的膳食,適當的體育鍛煉,維持合理的體重,限制酒精攝入,增加膳食鉀、鈣,戒煙,保持良好心情等。WHO在2003年的高血壓防治指南中對非藥物治療的評價是:不論何種血壓水平,所有的高血壓患者都應適當改善生活方式[2]。
1 高血壓干預試驗(TOHP)
上世紀90年代,美國開展了一項兩階段的高血壓干預試驗(TOHP-1,TOHP-2),TOHP-1總共有2 182名參與者。對其中部分參與者給予了減輕體重、限制鈉攝入和控制壓力的干預,18個月后,減重組體重減少了3.9 kg(P
表1平均體重變化(kg)
2 老年人的非藥物干預試驗(TONE)
為了解非藥物干預對老年高血壓患者的效果,美國又開展了TONE。試驗將585名肥胖患者隨機分到減重組、限鈉組、減重合并限鈉組、常規護理組。390名非肥胖患者隨機分到限鈉組、常規護理組。結果顯示,在所有參與者中,限鈉措施對危險事件(如血壓升高,發生心肌梗死、心力衰竭、不穩定心絞痛、腦卒中)的相對危險度為0.69 (95% CI, 0.59~0.81),有明顯的保護作用。在肥胖的患者中,限鈉措施的相對危險度為0.60(95% CI, 0.45-0.80),減重措施的相對危險度為0.64(95% CI, 0.49-0.85),減重合并限鈉措施的相對危險度為0.47(95% CI, 0.35-0.64)[5]。可見限制鈉的攝入和減輕體重對高血壓有明顯的保護作用,兩種措施聯用效果更大。
3 膳食干預為基礎,綜合多種方法防治高血壓
3.1 膳食干預防治高血壓(DASH)
1997年,美國開展了一系列通過膳食防治高血壓的實踐,提出了DASH的概念。該試驗獲得了良好的效果,試驗所實施的干預措施在以后的研究中被大量采用。試驗有459名參加者,其中30%為高血壓患者。在開始的3個星期里,參加者均食用對照組膳食缺少水果、蔬菜和奶制品、脂肪含量同美國典型膳食的平均脂肪含量相同。接下來的8個星期中,他們被隨機的分到對照組、富含水果、蔬菜膳食組、DASH膳食組(富含水果、蔬菜和低脂奶制品、減少總脂肪含量和飽和脂肪酸含量的膳食)。在這期間,鈉的攝入量保持衡定,體重維持基本不變。試驗結果顯示,在高血壓患者中,DASH組的血壓分別比對照組多下降了11.4 mmHg /5.5mmHg(兩者P
3.2 DASH膳食聯合限鈉干預
2001年美國開展了一項聯合DASH膳食和限制鈉攝入的干預試驗。試驗中有412名參加者,其中41%為高血壓患者。試驗分常規(美國式)膳食和DASH膳食兩組,再在每個組內分出高、中、低3個鈉含量。兩組受試者在開始的兩周內均食用高鈉含量的常規膳食,隨后根據隨機的順序食用3種鈉含量的膳食各30 d。結果顯示(如圖1、圖2), 從兩組的血壓水平來看,DASH組在各個鈉水平的血壓都比常規膳食組要低;這種差異在高鈉組比低鈉組更大。兩種膳食組內比較,中等鈉水平與高鈉水平相比,DASH組收縮壓下降1.3mmHg(P=0.03),常規膳食組下降2.1mmHg(P
圖1 鈉水平-收縮壓圖
圖2 鈉水平-舒張壓圖
3.3 膳食、運動、減輕體重的綜合干預(Dew-IT)
2002年的一項研究應用了膳食、運動、減輕體重的綜合干預手段來控制高血壓。試驗入選44名超重且使用同一種血壓治療方案的高血壓患者(成人)。在9個星期中,實驗組采用低卡路里的DASH膳食,鈉含量為100mmol/d,與此同時,每星期參加3次有監督的中等強度鍛煉。通過對24h動態血壓、血清脂含量、體重和體形的測量。結果顯示,干預結束時,實驗組的平均體重凈下降(對比對照組)4.9kg,24h動態血壓平均凈下降9.5/5.3mmHg(P
3.4 PREMIER試驗
2003的一項大型試驗――PREMIER試驗評估了綜合改善生活方式對血壓控制的效果。試驗選擇了810名成人,其中37.5%為高血壓患者,其余為血壓正常高值,所有參與者均未接受藥物治療。干預分3組,分別為A 常規行為干預組(減重、限鈉、限制酒精攝入、增加體育鍛煉);B 常規+DASH干預組;C建議組(內容同B組)。A和B組的干預通過多次的患者討論會以及面對面的單獨指導來完成;C組則在試驗開始時進行30 min健康教育并給予相關資料。試驗觀察了血壓值的水平和6個月內的血壓狀況。結果顯示,兩個行為干預組在體重下降,改善體形和降低鈉的攝入方面均有顯著性。減去對照組的改變,平均收縮壓的凈下降:A組3.7 mmHg,B組4.3 mmHg(兩者均P
綜上所述,限制鈉的攝入、食用富含水果、蔬菜和低脂奶制品、低總脂肪含量和飽和脂肪酸含量的膳食、減輕體重、適當運動都是控制高血壓病的有效措施。對超重肥胖者來說減輕體重的降壓效果最佳,而對正常體重的患者,DASH膳食更加有效。綜合應用這些干預措施比實施單個措施效果更好。
4 參考文獻
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關鍵詞:杜鵑花屬;木藜蘆烷型二萜;黃酮;化學成分;生物活性
中圖分類號:R284
文獻標識碼:A
文章編號:1007―2349(2008)05―0051―03
杜鵑花科(Ericaceae)植物在全世界約有70屬,分布廣泛,主要分布在亞熱帶地區;我國有20屬,約800余種,分布于全國,以西南地區最多。其中杜鵑花屬(Rhododendron)是杜鵑花科中最大的一個屬,全世界約960種,我國約542種(不包括種下等級),除新疆、寧夏外,各地均有分布,但80%以上的種類集中分布在東南、云南西北、四川西南,是世界杜鵑花屬植物的主要分布中心。
杜鵑花屬植物或具有較高的欣賞價值,或有很高的藥用價值,具有廣闊的開發應用前景,已引起國內外的重視。杜鵑花屬植物主要含有木藜蘆型及其相關的二萜,此外還含有黃酮、三萜及其苷、酚類、鞣質、揮發油等多種化學物質,許多成分有藥用價值,有止咳、祛痰、平喘、降壓、降膽固醇、利尿、抗菌等多方面的用途,還可用于治療心血管病和風濕等。
杜鵑花科植物的毒性早就引起了人們的注意,明代的《本草綱目》記載了羊躑躅(又名黃杜鵑)(R.moll G.Don)的毒性:“花、根、葉有大毒。羊食其葉,躑躅而死,曾有人以其根入酒飲,遂至于斃也?!苯泧鴥韧鈱W者對杜鵑花科植物的研究,在上世紀80年代就確定了該科植物的有毒成分主要為木藜蘆烷類二萜。
國內外學者對杜鵑花屬藥用植物的化學成分及生物活性進行了一系列的研究,取得了一定的進展,本文擬對此進行綜述,為進一步開發利用杜鵑花屬植物資源提供一定的依據。
1、化學成分
1.1二萜類化合物 從杜鵑花屬植物中分離得到的二萜化合物根據化學結構的不同可分為4種骨架類型:木藜蘆烷型,leueothane,1,5一開環一木藜蘆烷型和山月桂烷型。木藜蘆烷型二萜為多羥基四環二萜,擁有較為特異的A環縮環B環擴環的對映貝殼杉烷類骨架,是由C5―C7―C6―C5四環駢合而成,大部分的此類二萜環的連接方式為trans/eis/cis(H-1處于a位,A,B環反式稠合),少量的連接方式為eis/cis/cis(A,B環順式稠合);由木藜蘆烷型二萜為基本骨架變化而來的leucothane為多羥基四環二萜,擁有A環擴環,B環縮環的木藜蘆烷型骨架(A-homo-B-nor granyanane skeleton,6/6/6/5ring system);1,5一開環一木藜蘆烷型二萜為多羥基三環二萜,擁有1,5開環的十元環的木藜蘆烷型骨架(10/6/5 ringsystem);山月桂烷型二萜為多羥基四環二萜,擁有B環擴環,C環縮環的木藜蘆烷型骨架(5/8/5/5 ring system)[4]。
到目前為止,從杜鵑花屬植物中分離得到41個木藜蘆烷型及相關二萜類化合物,見表1。
1.2其他類化合物 杜鵑花屬植物中除含有二萜類化合物外,還含有黃酮,三萜,酚類及揮發油等多種物質。E.CHosson等從銹色杜鵑(R.ferrugineum)中分離得到兩個新的黃烷酮醇trans-taxifolin 3-O-a-arabinopyranoside和cis-taxifolin 3-O-ar―abinopyran-oside;Hironobu Talahashi等從杜鵑(R.simsii)中分離得到一個新的黃烷苷7-0-β-D-apiofuranosyl-(16)-β-D-glucopyranosyl matteucinol。戴勝軍等從烈香杜鵑(R anthopogonoide)的地上部分分離得到了一個新的化合物(2R-4-phenyl-2-0-[β-D-xylopyranosyl(16)-β-D-glucopyr-anosy]Butane);Hironobu Talahashi等從杜鵑中分離得到一新的三萜酸(19,24-dihydroxyurs-12-em3-one-28-oicacid);汪禮權等從羊躑躅的根中分離得到2個新的酚苷(ester-2-0-β-D-xylopyranosyl-(16)-β-D-glucopyranoside和7-hydroxy-5-methoxyphthaide-7-β-xylopyranosyl-(16)-β-D-glucopyranoside);樊成奇等從鹿角杜鵑(R.1atoucheae)的葉中分離得到2個新的環烯醚萜rhodolatouside A and B;Li-Kang Ho等從西施花(R.ellipticum)的葉中分離得到一個新的櫟基苷(5,4'-dimethyleher);Yoshiki Kashiwada等從興安杜鵑(R.dauricum)中分離得到2個新的化合物rhodoau―richromanic A和B,具有潛在的抗HIV病毒活性。
2、生物活性
2.1降壓作用 從羊躑躅果實中分離得到的鬧羊花毒素Ⅲ能夠降低血壓。減慢心率;且降壓速度快,降壓幅度大;其降壓效果與給藥劑量、給藥速度有關。從大白花杜鵑(R.decrum)葉中分離得到的木藜蘆毒素Ⅰ,對小鼠腹腔注射急性毒性,其LD50為1.05mg/kg。對大鼠給予1~100μg/kg劑量時有明顯降壓作用,其特點是作用快,給藥后1~2min血壓降到最低值,但持續時間短,一般15min后恢復正常。
2.2殺蟲作用 杜鵑花科植物中,作為殺蟲劑而應用最廣,研究最早,最詳的是羊躑躅,羊躑躅作為我國傳統高效的特有的殺蟲植物,在我國民間很早就有使用。早在上世紀三十年代,研究人員就發現,羊躑躅的殺蟲毒力僅次于除蟲菊,對蚜蟲的毒力僅次于煙堿。直到上世紀80年代,華南農業大學趙善歡院士帶領科研人員率先在國內外重新系統深入研究羊躑躅的殺蟲作用,先后發現羊躑躅提取物和及其主要活性成分鬧羊花毒素Ⅲ對馬鈴薯甲蟲、菜粉蝶、小菜蛾、家蠅、蚜蟲等重要害蟲具有突出的生物活性,且作用方式多樣,包括拒食、胃毒、觸殺、生長發育抑制、種群增長抑制、產卵忌避、內吸、熏蒸等多種方式,有望開發成為一種新型高效生物合理性殺蟲劑。
2.3鎮痛作用 宋小平等研究發現杜鵑花總黃酮(TFR)在濃度為100和200mg/kg可明顯延長小鼠熱板舔足反應潛伏期及小鼠熱水縮尾時間,且明顯抑制小鼠福爾馬林試驗I相反應;TFR在50和100mg/kg時可明顯抑制小鼠扭體反應數;100mg/kg TFR能升高小鼠血清中NO的含量,200mg/kg
TFR能升高腦組織中NO的含量。TFR可明顯降低小鼠腦組織PGE2含量,100mg/kg可降低血清中PGE2含量。試驗表明杜鵑花總黃酮有明顯的鎮痛作用,且對平滑肌的解痙作用明顯,TFR不僅對一般炎癥疼痛有效,而且更適合于內臟平滑肌的疼痛。其鎮痛作用機制與中樞作用有關,且與促進NO釋放及抑制PGEz合成有關。宋小平等還研究發現灌胃(ig)杜鵑總黃酮(TFR)在濃度為100和200mg/kg可明顯抑制小鼠扭體反應數及小鼠福爾馬林實驗Ⅱ相反應,灌胃100mg/kg可延長小鼠熱水縮尾時間,灌胃200mg/kg可延長小鼠熱板舔足反應潛伏期。小鼠腦室內注射(icv)TFR(5、10mg/kg)可明顯抑制小鼠扭體反應數。其鎮痛作用機制與中樞作用相關。