哈萨克斯坦中部地区柳穿鱼（Linaria vulgaris Mill.）地上部分的生药学、植物化学与抗氧化活性表征

《Plants》：Pharmacognostic, Phytochemical, and Antioxidant Characterization of Linaria vulgaris Mill. Aerial Parts from Central Kazakhstan

　　

摘要专业翻译 摘要：柳穿鱼（Linaria vulgaris Mill.；车前科）是一种药用植物，但其生药学特征、化学成分及生物活性仍缺乏充分记录。本研究旨在评估生长于哈萨克斯坦中部（卡拉干达州；2024年7–8月采集）的柳穿鱼地上部分，为该药用植物原料的标准化提供科学依据。研究人员进行了资源评估、生药学分析、放射化学与元素分析、高效液相色谱法（HPLC）、气相色谱-质谱联用法（GC-MS）及体外抗氧化活性测定。在Molodezhnoye村附近及Karkaraly山脉分别记录到最高原料产量（232和225 kg/ha）。主要质量参数得以确立：干燥失重（6.35 ± 0.07%）、总灰分（7.37 ± 0.05%）、酸不溶性灰分（0.65 ± 0.02%）以及70%乙醇浸出物含量（11.34 ± 0.18%）。137Cs和90Sr的含量低于国家规定限值，所分析的元素未显示显著污染；然而，完整的安全性评估还需测定汞、农药残留、微生物污染及真菌毒素。植物化学分析揭示了氨基酸和黄酮类化合物的存在，其中蒙花苷（linarin）为主要黄酮类成分（3.91%），表明其可作为标准化的标志性化合物。精油（得率0.04%）的气相色谱-质谱联用法（GC-MS）分析初步鉴定出22种成分（占总峰面积的52.52%），其中六氢法尼基丙酮、植醇、棕榈酸和苯甲醛为主要成分。70%乙醇提取物显示出浓度依赖性的还原力和DPPH自由基清除活性。这些发现为来自哈萨克斯坦中部的柳穿鱼原料提供了新数据，并支持对其在细胞及体内模型中的质量、标准化及生物活性开展进一步研究。

论文解读文章

1. 研究背景与研究意义

药用植物是生物活性化合物的重要来源，全球约有20,000种药用植物被用于治疗多种慢性疾病。哈萨克斯坦拥有约6,400种植物，其中超过700种在传统医学中使用，但仅有67种被纳入该国药典。因此，对当地有潜力的物种进行包括资源、质量参数及生物活性化合物在内的综合研究，为其标准化及纳入欧亚经济联盟（EAEU）药典提供科学依据，显得尤为迫切。

柳穿鱼属（Linaria Mill.）是车前科（Plantaginaceae）中最大的属，含有超过150个分类群，具有重要的药典学价值。柳穿鱼（Linaria vulgaris Mill.）是一种多年生草本植物，在传统医学中用于治疗消化和泌尿系统疾病，以及外用于化脓性伤口和皮疹。尽管该物种含有多种次生代谢产物，如生物碱、环烯醚萜苷、黄酮类和橙酮类化合物，但其化学成分和生物活性在哈萨克斯坦特定区域（尤其是中部地区）的研究几乎空白。此前研究人员已对该地区柳穿鱼的叶片和茎组织进行了组织化学研究，首次揭示了黄酮类、酚类、精油成分、生物碱和倍半萜内酯的存在。然而，关于该地区柳穿鱼的原料资源、药典质量参数、元素和氨基酸组成、黄酮类图谱、精油成分及抗氧化活性的数据均未见报道，这阻碍了该物种规范性文件的制定。基于此，研究人员提出假设：哈萨克斯坦中部的柳穿鱼自然种群可提供充足的原料资源，且其地上部分具有以蒙花苷（linarin）为主导的特征性黄酮类图谱，适合用于标准化。因此，本研究旨在评估该地区柳穿鱼的原料资源，并对其地上部分进行药典学、放射化学、元素、植物化学（氨基酸、黄酮类及精油）及体外抗氧化活性表征，为其标准化和质量控制奠定基础。

2. 研究方法概述

研究人员采用样方法对六个地点的柳穿鱼地上部分进行资源评估。生药学评价依据哈萨克斯坦共和国国家药典进行。放射化学方法用于测定¹³⁷Cs和⁹⁰Sr含量，电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）用于元素组成分析。植物化学分析方面，采用气相色谱法（GLC）测定氨基酸组成，反相高效液相色谱法（RP-HPLC）定量检测黄酮类化合物，水蒸气蒸馏法提取精油后利用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）分析其成分。体外抗氧化活性通过铁离子还原力（FRAP）和DPPH自由基清除两种互补的化学方法进行评估。

3. 研究结果

3.1. 柳穿鱼在哈萨克斯坦中部的分布与原料资源

柳穿鱼是一种喜光的中旱生植物，对土壤肥力要求不高。路线调查确定了其在哈萨克斯坦中部的主要分布区。在六个地点中，Molodezhnoye村附近（232 kg/ha）和Karkaraly山脉（225 kg/ha）的产量最高，而Botakara村附近的努拉河漫滩面积最大（4.1公顷）。整个调查区域内，总可利用储量估计为3.58吨，年潜在采收量为2.51吨。这些初步估算表明存在可供采收的种群，但在确定可持续采收限度前需进行多年监测。

3.2. 柳穿鱼原料的药典学评价

商品评价确立了原料的主要质量参数：干燥失重（LOD）为6.35 ± 0.07%，总灰分为7.37 ± 0.05%，10%盐酸中酸不溶性灰分为0.65 ± 0.02%。不同浓度乙醇的浸出物含量测定结果显示，70%乙醇的浸出物产率最高（11.34 ± 0.18%），且初步实验也表明70%乙醇的黄酮类化合物得率更高。因此，后续研究选用70%乙醇超声提取60分钟制备提取物。

3.3. 原料的安全性与辐射纯度

3.3.1. 放射性核素（¹³⁷Cs和⁹⁰Sr）的测定：根据哈萨克斯坦共和国卫生部2022年第71号令，药用植物中¹³⁷Cs和⁹⁰Sr的允许水平分别为400 Bq/kg和200 Bq/kg。研究样品中这两种放射性核素的含量均远低于上述限值，符合辐射安全要求。

3.3.2. 柳穿鱼药用植物原料的矿物质组成：通过ICP-OES分析了元素组成。砷（As）、镉（Cd）、锑（Sb）、铊（Tl）、铀（U）和钍（Th）的含量低于检测限，汞（Hg）未测定。镍（Ni）含量（4.7 mg/kg）低于口服制剂20 mg/kg的参考值。铅（Pb）含量（0.520 mg/kg）接近口服药物0.5 mg/kg的指示性限值，但远低于欧洲药典规定的草药5.0 mg/kg限值。主要元素包括磷（P，2522 mg/kg）、铁（Fe，453 mg/kg）、铝（Al，263 mg/kg）、锶（Sr，63.4 mg/kg）、锌（Zn，45.7 mg/kg）、锰（Mn，33.7 mg/kg）和钛（Ti，24 mg/kg）。总体而言，在分析方法灵敏度范围内，未发现显著有毒元素污染的证据，但由于汞未测定，无法对元素安全性做出完整结论。

3.4. 柳穿鱼的植物化学研究

3.4.1. 气相色谱法定量测定氨基酸：酸水解后通过GLC分析，共测定了多种氨基酸（色氨酸因需单独碱性水解而未测定）。谷氨酸（2820 mg/100g）和天冬氨酸（1516 mg/100g）含量最高，表明酸性氨基酸比例较高。必需氨基酸包括亮氨酸（315 mg/100g）、异亮氨酸（336 mg/100g）、缬氨酸（252 mg/100g）、赖氨酸（328 mg/100g）、苯丙氨酸（316 mg/100g）、苏氨酸（216 mg/100g）和甲硫氨酸（65 mg/100g）。精氨酸（415 mg/100g）、组氨酸（256 mg/100g）和酪氨酸（335 mg/100g）等参与调节和代谢过程的氨基酸含量也较为可观。胱氨酸和羟脯氨酸仅痕量检出。

3.4.2. 高效液相色谱法定量测定黄酮类化合物：对70%乙醇提取物进行RP-HPLC分析，鉴定并定量了四种黄酮类化合物。蒙花苷（linarin）是提取物中的主要黄酮（3.91%），其次为槲皮素（quercetin，0.47%）、芦丁（rutin，0.37%）和芹菜素（apigenin，0.19%）。蒙花苷的高含量具有特别的药理学意义，已有报道其具有显著的抗炎和抗氧化作用。该结果支持蒙花苷作为柳穿鱼标准化标志性化合物的潜力。

3.4.3. 柳穿鱼精油的定性与定量组成：通过水蒸气蒸馏获得深绿色精油，得率为0.04%（w/w，以风干材料计）。GC-MS分析初步鉴定了22种化合物，占总色谱峰面积的52.52%。主要成分为六氢法尼基丙酮（hexahydrofarnesyl acetone，11.71%）、植醇（phytol，11.53%）、棕榈酸（palmitic acid，6.82%）和苯甲醛（benzaldehyde，6.75%）。此外还包含脂肪族和芳香醛、羧酸、降异戊二烯、倍半萜及其衍生物、醇类和酚类化合物。值得注意的是，仍有47.48%的总峰面积未被鉴定，因此该结果仅为初步图谱。

3.5. 柳穿鱼提取物的抗氧化活性

3.5.1. 还原力活性：70%乙醇提取物表现出浓度依赖性的三价铁离子还原能力。在0.25 mg/mL至1.0 mg/mL浓度范围内，700 nm处的吸光度从0.7066 ± 0.012增加至1.2124 ± 0.02，表明其参与电子转移反应的能力随浓度升高而增强。在所有测试浓度下，提取物的还原能力均低于抗坏血酸。

3.5.2. DPPH自由基清除活性：提取物同样表现出浓度依赖性的DPPH自由基清除活性。抑制率从0.25 mg/mL时的27.05%上升至1.00 mg/mL时的76.65%，最显著的增长发生在0.25至0.50 mg/mL之间。在1.00 mg/mL时，提取物的活性接近于阳性对照丁基羟基茴香醚（BHA）。

4. 总结与结论

讨论总结：本研究的讨论部分将所得结果与现有文献进行了比较。在资源方面，指出柳穿鱼在卡拉干达州分布广泛，局部形成适宜采收的较大群落。在安全性方面，虽然放射性核素和多数有毒元素符合标准，但强调完整的风险评估仍需补充汞、农药残留、微生物及真菌毒素的数据。对于植物化学结果，将高含量的蒙花苷与其他已知富含蒙花苷的植物（如野菊花）进行比较，证实其为柳穿鱼的特征性成分。同时，将高脯氨酸含量归因于植物对干旱胁迫的响应，并将丰富的黄酮类积累与大陆性气候下的强光照和水分亏缺联系起来。对于精油，通过与同科其他属（如婆婆纳属、玄参属）的比较，指出环境因素和发育阶段对挥发物谱的巨大影响。在抗氧化活性方面，与同属其他物种（如L. scariosa, L. corifolia, L. reflexa）的研究结果一致，表明DPPH清除能力在该属中普遍存在，但强度因物种和提取条件而异。研究明确指出，观察到的还原力是提取物的整体效应，而非单一成分（如蒙花苷）的贡献。

研究结论翻译：本研究首次全面表征了来自哈萨克斯坦中部的柳穿鱼药用植物原料，为其标准化提供了科学依据。研究确定了该物种的主要分布区和原料资源，年潜在采收量估计为2.51吨。¹³⁷Cs和⁹⁰Sr含量低于国家限值，所分析的有毒元素低于检测限或参考值；然而，完整的安全性评估还需测定汞、农药残留、微生物污染及真菌毒素。地上部分含有氨基酸和黄酮类化合物，其中蒙花苷（linarin）为主要黄酮（3.91%），支持其作为柳穿鱼原料鉴定和标准化化学标志物的潜力。首次获得了精油的初步图谱，六氢法尼基丙酮和植醇为初步鉴定的主要成分，但仍有47.48%的总峰面积未被鉴定。70%乙醇提取物显示出浓度依赖性的还原力和自由基清除能力，这需要在生物模型中得到验证。总之，资源、药典、化学及体外抗氧化数据为制定该药用植物原料的管理文件、质量标准及标准化参数提供了科学基础。