中药药理学研究简述与实例分析

**章 学术研究背景与研究内容 　　一、中药药理研究的发展概况 　　中药药理学是以中医药基本理论为指导，运用现代科学方法，研究中药和机体相互作用及作用规律的一门学科。中药是指以中医学理论为基础，用于防治疾病的天然药材；机体则指人体、动物体及病原体。中药药理学的研究内容分两部分，即中药药效学和中药药物代谢动力学。中药药效学是用现代科学的理论和方法，研究和揭示中药药理作用产生的机制和物质基础。中药药物代谢动力学是研究中药及其化学成分在体内的吸收、分布、代谢、排泄过程及其特点。 　　中药药理学是中药学的分支学科。历经几千年的发展，中药学的研究已经有了成熟的理论体系，但是用现代科学的理论和方法去研究和揭示中药功效产生的药理学基础、物质基础及中药的体内过程则始于近代。 　　中药药理学作为一个完整而独立的学科，是在1985年正式确立的。国内中药药理研究始于1923年陈克恢自美留学归国后在北京协和医学院与史米特、伊博恩等共同研究当归、麻黄的药理作用。现代中药药理学的发展大致经历了三个时期。 　　（一）20世纪20～40年代 　　中国近代中药药理研究初期以陈克恢、伊博恩等对于麻黄素及相关化合物的研究为代表，这些研究为北京协和医学院国内外药理学家所做，并依托于该系拥有的洛克菲勒基金会援助之实验仪器和设备，故研究比较深入和广泛，在当时达到了国际先进水平；中期以经利彬、刘绍光等学者的研究为代表，他们大多为欧美留学归国人员，掌握了先进的科学理论和实验技术，取得了令世界瞩目的成绩；后期由于受战争影响，研究成果较少，但在常山、鸦胆子等药理研究方面亦有相当成果。这一时期的研究不仅起到了开创性的作用，而且形成了延续至今的研究思路，即从天然药材中提取化学成分，通过筛选研究确定其有效成分，与天然药物研究模式极为相似。 　　20世纪30年代初期，伊博恩、赵承嘏、冯志东、朴柱秉等离开北京协和医学院，分别加入上海雷士德医学研究院、国立北平研究院等机构；同时，国民党北伐成功，提倡学术研究，除先后成立中央研究院及北平研究院外，并于全国经济委员会内成立卫生实验处；各医学院校也加以改组，充实师资和设备，于课余从事研究工作。20年代麻黄研究的惊人成就，予中药研究者以极大鼓舞，因此中药研究成为30年代朝野一致提倡的学术活动。当时进行专业中药药理研究的机构有国立北平研究院生理学研究所、全国经济委员会卫生实验处药物研究室、国立北平研究院与中法大学药物研究所、上海雷士德医学研究院生理科学组及国立上海医学院药理学系等。据不完全统计，在1934～1935年近2年的时间里，上述机构发表论文47篇（含同一文章发表于不同刊物），取得了很好的成果，之后随着抗日战争的全面爆发，中药药理研究一度停滞。 　　（二）20世纪50～80年代 　　中华人民共和国成立后，在国家与行业部门的引导支持下，中药药理学研究有了更加广泛与深入的发展。 　　中药药理研究着重在抗癌药、心血管系统及免疫系统药物的研究，其占比约50%。其中大部分是单味药的研究，约占87.8%；复方研究仅占12.2%。研究的制剂也不断纯化，单体及总成分的制剂比例从20世纪60年代的8.1%增加到1983年的44.8%。但是仍未广泛开展复方的研究与基础理论的研究。 　　标志性成果有丹参、川芎、冠心2号方活血化瘀作用研究，延胡索镇痛镇静作用研究，清热解毒药抗菌抗病毒作用研究等。初步揭示了这些中药药理作用的同时，还发现和确定了许多中药的有效成分，如小檗碱、川芎嗪、青蒿素、葛根黄酮等。 　　（三）20世纪90年代后 　　进入20世纪90年代，中药药理学研究的方向主要分两条：一是天然药物学研究思路，二是突出了中药复方的整体研究。著名药理学家周金黄教授提倡五个结合，形成中药药理学学科的基本构架，中药药理学的研究逐渐专门化、规范化。中药作用机制研究在此阶段有了较明显的提高，许多单味药的研究已经深入到细胞水平、分子水平甚至基因水平。一直困扰学术界的中药粗制剂体外研究的方法学问题，随着中药血清药理学的研究发展也得到了一定程度的解决。同时中药的毒理研究也有了较大的进展。更加重要的是中药复方研究的思路与方法渐渐形成了体系。复方中药是中药预防疾病的主要方式，中药复方具有丰富的中医理论，是目前医药利用中*为复杂、难度*大的研究之一。 　　总之，随着医药技术的进步，中药药理学的研究方法也在不断进步，同时也面临着新的挑战和机遇。总结已有的研究成果，发现问题并解决问题，提出更合理、更科学的研究方法使得研究更深入是中药药理学研究过程中一直追求的目标，不过这还需要临床工作的进一步探索。 　　二、学术研究的主要内容 　　（一）中药药性理论的药理研究 　　在宋代以前，“药性”一词的含义已有广义、狭义之分。广义的“药性”，泛指药物的各种性质，包括寒热温凉、质地润燥、功效、配伍等。狭义的药性，则专指药物的性能。现代药理所研究的药性多指药物内在物质所决定的与临床治疗相关的性质，其中包括药物的毒性及寒热之性等相关内容，包括“四气”“五味”“升降浮沉”“法象”“归经”“七情”“十剂”等许多内容。 　　寒凉、温热药性是其所含有效成分作用于机体的客观反映，有研究认为中药所含化学成分是其产生药理作用的基础，与其寒热药性具有密切关系。20世纪80～90年代，严永清选取400多种常用中药，运用统计学方法对其化学成分和寒热药性进行相关性分析，结果显示辛温药大多含挥发油成分，苦寒药多以生物碱、蒽醌苷、强心苷、皂苷为主要成分；甘平药的化学成分中糖类较多。李武等对212种寒凉药物进行分析，提出寒凉药物主要来自菊科、豆科、百合科、禾本科的植物；药效主要涉及涌吐、清热、利水渗湿、平肝息风；且消炎杀菌药多来自生物碱类，强心药多来自苷类，故清热药与其功用之间存在物质基础。 　　早在20世纪60年代，侯灿对72种中药的研究分析发现大多数寒性药具有退热、抗菌、抑制作用，而热性药具有兴奋、刺激作用。陈群等则通过检测反映能量代谢强弱的琥珀酸脱氢酶的变化，发现热证时琥珀酸脱氢酶活性升高，用清热中药治疗后活性有所降低，即能量代谢减弱。陈锐群等发现清热药可抑制Na+-K+-ATP酶的活性。彭淑红等对寒性中药的研究认为寒性中药可能通过降低肝脏线粒体琥珀酸脱氢酶的活性从而减少ATP的生成，降低肝脏Na+-K+-ATP酶、Ca2+-ATP酶的活性从而减少ATP的消耗，起到调节肝脏能量代谢的作用。 　　寒性、热性中药对中枢神经递质都有影响，寒性中药对其有抑制作用，而热性中药能兴奋中枢神经递质，目前已经有诸多文献支持这个观点，例如温阳药和补气药均能提高脑内去甲肾上腺素（NE）、多巴胺（DA）递质含量，提高血清多巴胺-β-羟化酶（DβH）活性，增加肾上腺皮质激素含量，同时降低脑内5-羟色胺（5-HT）的含量。同时寒性中药能降低交感神经的兴奋性，可能增强副交感神经的兴奋性；热性中药能加强交感神经的兴奋性。梁月华等发现寒凉药可以降低心率、DβH活性，温热中药可以增强心率、DβH活性。寒证患者用温热性方药治疗后，尿内儿茶酚胺、17-羟皮质类固醇排出量迅速增加；而热证患者用寒凉性方药治疗后，尿内儿茶酚胺、17-羟皮质类固醇排出量明显减少。 　　寒性、热性中药还对机体其他激素的分泌具有调整作用。如金星等发现寒性中药复方可使大鼠血清促甲状腺激素水平下降，垂体内促肾上腺皮质激素及黄体生成素释放减少。寒性、热性中药影响信号物质如激素递质释放而引起的药理作用，与第二信使尤其是环磷酸腺苷（cAMP）及环磷酸鸟苷（cGMP）的生成有密切关系。余惠曼等的研究发现温热药可提高促cAMP生成的腺苷酸环化酶的表达而导致cAMP的合成增多，而寒凉药则降低腺苷酸环化酶的表达。 　　对于药性的基础研究，匡海学教授的“中药性味科学内涵新假说”提出“中药同时具有性（气）与味，性（气）与味是中药（包括方剂、单味中药、有效部位或组分、单体化合物）同时兼具的两种特性。药味与药物的具体功效相关”。其采用超高效液相色谱-四极杆-飞行时间质谱联用（UPLC-QTOF-MS）法确定了18个与能量代谢相关的内源性生物标志物，而这些代谢物主要通过参与氨基酸代谢、糖代谢、花生四烯酸代谢、磷酸戊糖途径来影响机体的能量代谢。而王秋红等借助蛋白质组学研究思路与技术，针对复杂生物样本的特殊性，开发了全新的目标蛋白富集、目标蛋白定性定量——iTRAQ技术，基于此建立了温热中药（附子、干姜、花椒）对机体肝脏组织的能量代谢及物质代谢相关蛋白定量的方法。结果表明，热性中药附子、干姜、花椒影响机体物质代谢和能量代谢主要通过两条途径来实现。一是主要通过调控代谢相关蛋白的表达，如通过上调糖原磷酸化酶、尿苷二磷酸-葡萄糖-6-磷酸脱氢酶、磷酸烯醇式丙酮酸羟激酶等相关蛋白的表达，调节丙酮酸代谢、三羧酸循环、脂肪酸代谢、糖代谢（淀粉-蔗糖代谢、核糖体、糖酵解/糖异生）等途径的相关蛋白的表达影响机体代谢过程，加快肝糖原分解，减少糖原合成，增加体内热量的产生；并通过上调O-肉碱棕榈酰转移酶2、醛脱氢酶X蛋白的表达，促进脂肪酸代谢，增加体内热量的产生；通过过氧化物酶体增殖物激活受体（PPAR）途径上调乙酰辅酶A（CoA）合成酶，增加乙酰辅酶A的生成，进入三羧酸循环氧化供能，使热量生成增多；通过花生四烯酸代谢途径，上调细胞色素P4503A18，调控参与类固醇激素的合成，可促进激素转化，减少其灭活和排泄，增强机体代谢过程。二是热性中药附子、干姜、花椒通过调控氨基酸代谢相关蛋白的表达，如通过氨基酸代谢途径，上调蛋白醛氧化酶X、D-氨基酸氧化酶水平，增强体内氨基酸代谢、生酮或生糖氨基酸的分解代谢，产生三羧酸循环的中间产物或转变为糖或继续氧化提供能量；通过上调类固醇17-α-羟化酶的表达，调控参与类固醇激素的合成，促进生物体内类固醇代谢，并能通过N-聚糖生物合成途径，上调N-聚糖生物合成途径中的多萜基二磷酸寡聚糖蛋白糖基转移酶1，提高对能量的利用；通过脂肪酸生物合成途径，下调脂肪酸合酶的表达，提高对机体能量的利用；通过胰岛素信号通路上调相关的蛋白糖原合酶，使糖原合成增多，耗能增多。这与匡海学教授此前提出的理论与相关研究成果是一致的，并且提出了评价中药寒热药性的普适性方法。 　　中药药性的现代分析方法有：①中药药性本质多元学说：中药药性物质组学是研究中药药性物质组组成、作用及其相互关系的科学。以中药药性物质组为研究对象，用现代科学技术如原子吸收光谱法、化学计量法研究中药药性的本质，并借助计算机分析比较被测各元素与中药寒、凉、温、热之间的关系。尽管该方法采用现代科学技术手段，设计缜密，但把功能主治归结于化学元素的作用有所偏失。中药药性与生态因子有一定关联性，比如，凉性药材更多地分布在腐殖土和沙土中，略多地分布在寒冷的环境中。中药的有效化学成分是中药药性的物质基础，同时中药的有效化学成分会受到生态因子的影响。从分子水平认识中药，中药是一个复杂的分子巨系统，对于复方来讲，其分子组成更加巨大、复杂，面对如此复杂的分子巨系统，要将某种中药或某个复方的物质组成完全分析清楚，在目前的技术条件下是难以实现的，而且温热或寒凉药中各种物质分子的药性并不都是温热性或寒凉性，也就是说在温热药中可同时含有寒凉的物质分子，寒凉药中可同时含有温热的物质分子。例如，大黄中的番泻苷是其泻下作用*强的有效成分，同时含有的鞣质可收敛止泻。每个化学分子都与中药整体药性有关，但每个分子都代表不了中药整体药性。②基于生物热动力学的中药四性研究：通过建立中药四性的生物热谱图和热力学模型研究四性。③中药药性物质论：中药寒热药性的生理生化指标评价从寒热药性明确的常用中药出发，探讨了多个生理生化指标与中药寒热药性的关联关系，为中药药性的研究提供了新的思路。