姚杰,王文姌,郭盛磊,孟祥才
黑龍江中醫(yī)藥大學,黑龍江 哈爾濱 150040
芍藥PaeonialactifloraPall.為芍藥科芍藥屬植物,臨床應用較廣。東漢時期,醫(yī)圣張仲景《傷寒雜病論》中運用芍藥的頻率僅次于甘草、桂枝、大棗和生姜,用量較大。來自于該種植物的白芍和赤芍均為我國傳統(tǒng)大宗常用中藥。近代以后《醫(yī)學衷中參西錄》《藥物出產(chǎn)辨》《本草藥品實地之觀察》《中國北部之藥草》《中華本草》等著作記載白芍為產(chǎn)于浙江、安徽、四川等地的栽培品,而赤芍為產(chǎn)于山東、山西、陜西及東北的野生品[1]。而各版《中華人民共和國藥典》(以下簡稱《中國藥典》)規(guī)定白芍為芍藥夏、秋二季采挖,經(jīng)置沸水中煮后除去外皮或去皮后再煮后的干燥品;赤芍則直接干燥,與上述本草記載有差異。如果僅根據(jù)加工方法而不考慮種質,生產(chǎn)出來的赤芍就會出現(xiàn)白芍的部分性狀,芍藥苷含量較低,芍藥的種質影響了藥材質量。歷代本草記載、《中國藥典》標準、現(xiàn)實情況并不統(tǒng)一,造成白芍和赤芍資源利用較混亂,因此,本文對2種藥材來源進行探討。
據(jù)考證,漢代就有栽培芍藥,歷史悠久。
南北朝陶弘景在《本草經(jīng)集注》(公元502年)中以根、花的顏色區(qū)分赤芍和白芍:“白芍,其花莼白,大而美麗,根亦白色,故名,……,芍藥今出白山、蔣山、茅山最好,白而長大,余處亦有而多赤,赤者小利”,此期已指出“白”與“赤”的差異?!鞍咨帧睙崽幚硎家娪凇独坠谥苏摗?公元588年),后《備急千金要方》中載有“熬(焙)令黃”[2],可見芍藥加工技術的應用晚于藥用至少80余年,在未出現(xiàn)熱處理的加工技術之前就已經(jīng)存在赤芍和白芍藥效的差異認識,這種差異無疑是種質的差異造成的。
宋代王懷隱《太平圣惠方》(公元922年)將芍藥獨立成了白芍和赤芍2種藥物?!堕_寶本草》(公元973年)明確指出:“芍藥有赤白兩種,其花亦有赤白二色,赤者利小便下氣,白者止痛散血”[3],指出不同根色的種質影響藥材質量。五代時期《日華子本草》(公元907—979年)記載:“赤色者多補氣,白者治血,此便是芍藥花根。海、鹽、杭、越俱好”[4],根據(jù)藥性,這里的“白”與“赤”應該指花色。蘇頌《本草圖經(jīng)》(公元1061年)提出白芍、赤芍的用法、加工有所不同,載:“芍藥有二種,一者金芍藥(即白芍),二者木芍藥(即赤芍)。救病用金芍藥,色白多脂肉;木芍藥色紫瘦”[5],“色白多脂肉”為栽培芍藥的特征,“色紫瘦”是北方或野生芍藥的特點,種質對藥效的差異有不可或缺的影響?!侗静輬D經(jīng)》也記載:“芍藥,生丘陵山谷,今處處有之,淮南者勝”[5]。宋代《重修政和經(jīng)史證類備用本草》(公元1092年)記載中引陳承《本草別說》:“別說云:謹按《本經(jīng)》:芍藥生丘陵山谷,今世所用者,多是人家種植……每歲八九月取其根分削,因利以為藥,遂曝干貨賣,今淮南真陽尤多”[6]。真陽位于河南南部,與現(xiàn)白芍主產(chǎn)地之一安徽亳州及淮南毗鄰,指出白芍主要來自栽培。宋·寇宗《本草衍義》(公元1116年)記載:“芍藥全用根,其品亦多,須用花紅而單葉,山中者為佳?;ㄈ~多,即根虛。然其根多赤色,其味澀苦,或有色白粗肥者益好”[7],這些信息與赤芍相符,“山中者”“根虛”也是野生品的性狀。宋代是芍藥藥用分化的重要時期,各本草記載均體現(xiàn)了種質的差異,也指出白芍為栽培品。
明代李時珍《本草綱目》(公元1578年):“根之赤白隨花之色也”,使用上分金芍藥和木芍藥。清代《本草崇原》(公元1674年):“開赤花者為赤芍,開白花者為白芍”,表明了明清兩代赤芍和白芍的來源基本無變化[8]。
《醫(yī)學衷中參西錄》(公元1909年)記載:“芍藥原有白赤二種,以白者為良,故方書多用白芍,至于化瘀血,赤者較優(yōu)?!咨殖瞿戏?,杭州產(chǎn)者最佳,其色白而微紅,其皮則紅色又微重。為其色紅白相兼,故調和氣血之力獨優(yōu)。赤芍出于北方關東三省,各山皆有,肉紅皮赤,其質甚粗,若野草之根?!浠ㄈ~皆小,且花皆單瓣,其花或粉紅或紫紅,然無論何色,其根之色皆同”。民國《藥物出產(chǎn)辨》(1930年)中記載:“赤芍,原產(chǎn)陜西漢中府……近所用者俱產(chǎn)自北口外由天津運來,山西產(chǎn)者為京赤芍,四川亦有出,次之”?!侗静菟幤穼嵉刂^察》(1937年)中記載:“芍藥,其原植物為毛茛科之芍藥PaeonialactiforaPall.,赤芍為野生干燥品,白芍為栽培加工品”?!吨袊辈恐幉荨?1950年)中記載:“中國赤芍藥產(chǎn)于山東、太原、漢中、興安、四川,北路亦產(chǎn),白芍藥則產(chǎn)于杭州及四川”?!吨腥A本草》指出,藥材赤芍都為芍藥組多種野生植物的根,經(jīng)直接曬干而得,而白芍為栽培品的根,水煮,刮去外皮,曬干或切片。近代的文獻記載中指出,白芍和赤芍產(chǎn)地不同、性狀不同,白芍和赤芍藥材的種質差異明顯[8]。
古代主要根據(jù)花色和根的顏色區(qū)分使用2種藥材,白花者為白芍,赤花者為赤芍。后來人們發(fā)現(xiàn)無論開白花還是紅花的芍藥,其根均為白色。而在北方恰恰相反,通常白花芍藥的根為粉紅色。中醫(yī)認為:青入肝、赤入心、黃入脾、白入肺、黑入腎,藥材的顏色可以反映藥材的成分及含量,“以色定效”“以色定質”能夠更客觀反映藥材的療效,有一定科學道理。赤芍斷面粉白色或粉紅色,白芍類白色或微帶棕紅色,這絕不僅僅是由于水煮造成的,說明我國古代就已經(jīng)認識到了芍藥的種質問題。
綜上所述,我國古代就已經(jīng)明確了白芍和赤芍的種質差異。
芍藥適宜溫暖濕潤的氣候條件,具有喜光、喜溫、喜肥和一定的耐寒特性,分布在我國的四川、陜西、甘肅、山西、寧夏、河北、內蒙古及東北[9],范圍為E90°~117.7° 、N24.4°~36.5°,分布廣泛。芍藥易于種植,花大、色多而艷,秦朝時期(公元前221—206年)芍藥就已普遍栽培,自宋代,各地引種栽培芍藥P.lactifloraPall.《全芳備祖前集卷三》記載:“芍藥有自他方移來,種之者經(jīng)歲至則盛至有十倍其初”[2],浙江、江蘇、安徽等地有大面積種植,分布區(qū)進一步擴大。芍藥不同產(chǎn)地自然條件見表1。
一個穩(wěn)定的種質是生態(tài)環(huán)境長期作用下自然選擇的結果,野生藥材的種質與環(huán)境是相對應的,不同產(chǎn)地種質也會有明顯的差異,次生代謝產(chǎn)物也會隨之改變。同一物種不同產(chǎn)地的藥材質量也會存在顯著變化。浙江屬亞熱帶季風氣候,冬短夏長,冬季氣溫在0 ℃以上,夏季氣溫高且持久,夏季降雨量高且集中,年降雨量可達內蒙古多倫縣4倍以上,無霜期在200 d以上;多倫縣屬于中溫帶半干旱向半溫潤過渡地區(qū)的典型大陸性氣候,冬季寒冷而漫長,最低溫度可達-38.5 ℃,夏季溫度不高,降雨量較少,春秋溫度變化快,無霜期僅為100 d左右;大興安嶺冬季更加寒冷,夏季更短,無霜期90~120 d。不同分布區(qū)的自然條件引起較大差異,不同區(qū)域的芍藥種群發(fā)生變異。實踐證明,華中地區(qū)的芍藥引入北方栽培,出現(xiàn)了較多的性狀差異,如南部地區(qū)的芍藥出苗晚、葉色綠、枯萎晚、根味酸澀、花為紅色、種莢小、種子緊密而色深,越冬芽多生于根的頂端。北方的芍藥(赤芍)出苗晚于南方芍藥半月左右,葉色發(fā)紅,在8月下旬就開始枯萎,種子較大,越冬芽常生在莖的下部,根味苦,這意味著不同產(chǎn)地的芍藥明顯分化為不同的生態(tài)型,其次生代謝產(chǎn)物也會存在很大不同。
因此,南北不同區(qū)域芍藥的種質存在較大差異。
種質是影響藥材質量的主要因素[10],不同種質的藥用價值也會存在很大差異。對11個產(chǎn)地的43株有代表性的芍藥樣品進行分析,野生群體與栽培群體間的遺傳變異明顯分為2大類群。野生芍藥的遺傳多樣性極為豐富,多態(tài)率最高達77.61%,表型上差異明顯,其花有紅白2種顏色,根也有粉紅和白2種顏色[11]。芍藥的群體間變異占了總變異的25%以上,而一般異交蟲媒的物種只有20%的變異[12]。芍藥野生群體的遺傳多樣性為品種選育提供豐富的基本材料。
人工栽培選育可以引導中藥材種質的變化,如藥材川芎沒有野生來源,考證后認為其可能是藁本經(jīng)長期馴化后形成的新物種[13];枸杞的野生品味苦,經(jīng)過多年的品種選育使其味甘甜,與早期枸杞相差較大[14]。由于芍藥栽培歷史較長,栽培過程種質不斷優(yōu)化和提純,如毫州芍藥經(jīng)過長期的栽培選育,形成線條、蒲棒和雞爪3個品種。線條根分枝呈長圓柱形,根條少而長;蒲棒根分枝略呈紡錘形,短粗;雞爪主根不明顯,多分枝,分枝呈圓錐形[15]。毛果芍藥P.lactifloraPall.var.trichocarpa(Bunge) Stern為芍藥的1個變種,其心皮被毛的多少是逐漸過渡的,《Flora of China》將毛果芍藥列入芍藥[16]。目前出現(xiàn)不同品種[17],白芍是芍藥長江流域的栽培品,利用簡單重復序列區(qū)間(ISSR)分子標記技術對24個群居白芍進行檢測,發(fā)現(xiàn)不同道地產(chǎn)區(qū)之間、道地與非道地產(chǎn)區(qū)之間的栽培芍藥均存在遺傳差異[18]。
各產(chǎn)地藥用栽培群體的花色與白芍原植物及根部的形態(tài)解剖存在顯著差異,如木質部占根半徑的比例、中央導管群微管組織和薄壁細胞存在較大不同[19],也顯示芍藥有很大的遺傳多樣性。對浙江磐安、四川中江、安徽亳州、上海崇明、江蘇宿遷和山東荷澤居群白芍的基因組DNA進行隨機擴增,8條多態(tài)性強 、重復性好的引物檢測出215個位點,其中多態(tài)性位點137個,多態(tài)位點比率為63.7%。非加權組平均法(UPGMA)聚類可以將不同來源的白芍很好地區(qū)分開,但產(chǎn)地內的變異水平較低(24.29%)[20]。野生芍藥遺傳多樣性較高,而栽培白芍遺傳多樣性較低,表明白芍是經(jīng)過選育而來。
綜上所述,現(xiàn)代科學證明栽培白芍是古代選育的栽培品種。
白芍與赤芍的功效具有顯著的差異,是由藥效物質基礎的差異所致。對16個地區(qū)白芍和赤芍的成分進行測定,發(fā)現(xiàn)赤芍中芍藥苷的質量分數(shù)>6.4%、D-兒茶精的質量分數(shù)>0.05%、沒食子酸的質量分數(shù)<0.05%,而白芍中芍藥苷的質量分數(shù)<6.0%、沒食子酸的質量分數(shù)>0.07%,沒有檢測到D-兒茶精。赤芍的醇提部分化學成分豐富,總含量高,白芍的醇提部分化學成分單一,總含量低[21]。芍藥內酯苷在白芍中最高可達2.28%[22],而赤芍中的芍藥內酯苷最高僅為0.28%,甚至在內蒙古、吉林地區(qū)的赤芍中未檢測到芍藥內酯苷[23-24]。除芍藥苷外,芍藥內酯苷是兩者最大的差異成分,是白芍主要特色成分。
現(xiàn)代研究已證明,芍藥苷具有抗自由基損傷、抑制細胞內鈣超載和抗神經(jīng)毒性作用,具有較強的降低血液黏度、抗血小板聚集、擴張血管、改善微循環(huán)、抗氧化、抗驚厥等多種生物學效應,降低血黏度的作用更強,其藥理作用與赤芍的功效相關[32]。芍藥內酯苷能夠升高紅細胞數(shù)、提升血紅蛋白含量,而且作用優(yōu)于芍藥苷,其機制是芍藥內酯苷對造血負向調控因子的作用更強,能夠減輕其對造血功能的抑制[25-30],芍藥內酯苷還具有抗抑郁的作用[31],而白芍抗抑郁作用較強,因此芍藥內酯苷的2種作用與白芍的功效相關。芍藥內酯苷是芍藥苷的同分異構體,白芍中含量較高,藥效獨特,而赤芍中含量低甚至沒有。因此,芍藥內酯苷含量是反映白芍與赤芍藥材藥效差異的本質,應為評價白芍與赤芍差異的主要依據(jù)之一。
白芍和赤芍藥材中芍藥內酯苷的化學成分存在巨大差異,加工方式是影響芍藥內酯苷的主要原因[33],然而種質是否為影響白芍與赤芍藥效分化的關鍵和決定因素?
藥用植物的藥效成分多為其次生代謝產(chǎn)物[34],次生代謝產(chǎn)物是植物受環(huán)境脅迫所產(chǎn)生的用于保護自己的物質,但決定其次生代謝產(chǎn)物的是遺傳物質基因和環(huán)境因素的共同結果,其中環(huán)境主要影響植物的數(shù)量性狀影響數(shù)量[35],芍藥分布廣闊,各地環(huán)境差異較大,長期的進化過程促使芍藥出現(xiàn)栽培(白芍)和野生(赤芍)2種種質?,F(xiàn)代研究證明,芍藥內酯苷在南部地區(qū)的芍藥(白芍)中含量最高,質量分數(shù)為1.75%~2.79%,而在北部地區(qū)其質量分數(shù)為0.31%~0.74%。而河北產(chǎn)芍藥的芍藥苷含量最高,質量分數(shù)為4.81%~5.16%,南部地區(qū)質量分數(shù)為2.64%~2.83%。不同產(chǎn)地芍藥內在成分含量有很大差別。即便在同一產(chǎn)地種植,2種成分含量也存在差異[34,36-37]。南部地區(qū)芍藥中的芍藥苷含量差異說明了白芍和赤芍為不同的種質[38]。就含有酯類化合物的中藥材而言,其基本分布在我國南部地區(qū),如穿心蓮、川芎、銀杏、八角等。青蒿分布廣泛,北部地區(qū)青蒿素的含量僅為南方地區(qū)的1/6左右[39],因此,白芍與赤芍成分的含量在未加工前就有顯著差異,白芍與赤芍的功效差異不能歸結于加工方法,與種質的關系最密切,種質對兩者的成分積累影響很大。
綜上所述,從化學成分含量分析,種質對藥材成分含量有著決定性影響。
赤芍與白芍的本草記載、《中國藥典》規(guī)定和現(xiàn)實情況并不統(tǒng)一。本草記載與現(xiàn)代研究表明,白芍和赤芍種質存在顯著差異,白芍應是野生芍藥在分布區(qū)以外經(jīng)過近千年選育而來的栽培品種,應為P.lactiflora′Baishao′。白芍與赤芍2種藥材種質的明確,可闡明2種藥材產(chǎn)地不同的本質原因,栽培的芍藥可作為赤芍藥材的來源。