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中藥化學(xué)成分概述
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一、植物的新陳代謝產(chǎn)物
植物為了維持生長、運動、繁殖等生命活動，必須不斷地與周圍環(huán)境進行物質(zhì)交換，在此過程中所發(fā)生的物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化和分解的化學(xué)變化，總稱為代謝(metabolism)。
植物一方面從環(huán)境中吸收簡單無機物，轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的有機物，綜合成自身的一部分，同時把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，貯存于有機物中。這種在合成物質(zhì)的同時又獲得能量的代謝過程，叫做同化作用(assimilaiton)或合成(anabolism)。另一方面，植物又將體內(nèi)復(fù)雜的有機物分解成簡單的無機物，同時把貯存在有機物中的能量釋放出來，供生命活動。這種在分解物質(zhì)的同時又釋放能量的代謝過程，叫做異化作用(disassimilation)或分解(catabolism)。
有些植物，能直接利用無機碳化合物來合成有機物，這些植物稱為自養(yǎng)植物(autophyte)，如大多數(shù)高等植物和少數(shù)具有色素的微生物。另有些植物，只能利用現(xiàn)成的有機物，經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化為自身的生命物質(zhì)，這些植物稱為異養(yǎng)植物(heterophyte)，如某些微生物和少數(shù)缺乏色素的寄生高等植物。從進化觀點來看，異養(yǎng)植物是最先出現(xiàn)的一些比較原始的生物類型，光合細(xì)菌是異養(yǎng)植物發(fā)展到自養(yǎng)植物的橋梁。自養(yǎng)植物在植物界最普通且很重要。
自養(yǎng)植物的同化作用又分兩種類型：綠色植物通過光合作用(photosynthesis)進行合成，即吸收陽光的能量，同化二氧化碳和水，合成碳水化合物，并釋放氧氣。此過程可用下列方程式表示：6CO2+ 6H2O = C6H12O6 + 6O2
不具備光合色素的自養(yǎng)型細(xì)菌，通過化能合成作用(chemosynthesis)來合成，即只能利用無機物氧化分解放出的化學(xué)能量，作為還原二氧化碳的能量來源，它只能在有氧氣的環(huán)境中進行。
有合成必然有降解，兩者構(gòu)成了植物代謝的過程。各種化合物的合成和降解，分別稱為合成代謝和降解代謝，在每個合成或降解反應(yīng)中都由酶進行調(diào)節(jié)。合成生命活動必需物質(zhì)的代謝和降解代謝，在每個合成或降解反應(yīng)中都由酶進行調(diào)節(jié)。合成生命活動必需物質(zhì)的代謝過程稱為初生代謝(primary metabolism)，所生成的物質(zhì)有蛋白質(zhì)類、氨基酸類、糖類、脂肪類、RNA、DNA等，這些產(chǎn)物稱為初生代謝產(chǎn)物(primary metabolites)。利用初生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生對植物本身無明顯作用的化合物，如：甙類、生物堿類、萜類、內(nèi)酯類、酚類化合物等，它們稱為次生代謝產(chǎn)物(secondary metabolites)，這個代謝過程稱次生代謝(secondary metabolism)。
二、有效成分、輔成分和無效成分
生藥雖來源于植物、動物和礦物，但95%以上來自植物，其所含的化學(xué)成分主要是指植物新陳代謝所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物。大多為維持本身生命活動所必需的化合物，這些成分含量較高，而生理活性一般較小，臨床應(yīng)用不多。而植物的次生代謝產(chǎn)物，它們是存在于植物體內(nèi)的特殊成分，含量較低，但生理活性較強，具有臨床應(yīng)用的價值。通常把生藥的化學(xué)成分分為三類：
1. 有效成分(active substances)
指具有顯著生理活性和藥理作用，在臨床上有一定應(yīng)用價值的成分。這類成分僅存在于某些植物中，包括生物堿類、甙類、揮發(fā)油類等等，如：利血平(reserpine)是蘿芙木降壓的有效成分，苦杏仁甙(amygdalin)是苦杏仁止咳平喘的有效成分，薄荷揮發(fā)油中的薄荷醇(emnthol)和薄荷酮(menthone)是薄荷辛涼解表的有效成分。
2. 輔成分(adjuvant substances)
指具有次要生理活性和藥理作用的成分，有時候，它們在臨床上也有一定的應(yīng)用價值。有些輔成分能促進有效成分的吸收，增強療效，如：洋地黃皂甙能促進洋地黃強心甙的吸收，從而增強洋地黃的強心作用。有些輔成分能使有效成分更好地發(fā)揮作用，如檳榔中的鞣質(zhì)，可保護檳榔堿(arecoline)在胃液中不溶解，而到腸中才被游離出來，木栓、角質(zhì)、粘液、色素、樹脂等。在生藥鑒定、有效成分測定或在制備藥劑時必須考慮它們的存在與性質(zhì)。
3. 無效成分(inactive substances)
指無生理活性，在臨床上沒有醫(yī)療作用的成分。它們包括纖維素、木栓、角質(zhì)、粘液、色素、樹脂等。在生藥鑒定、有效成分測定或在制備藥劑時必須考慮它們的存在與性質(zhì)。
上述分類并不是絕對的和固定不變的，應(yīng)根據(jù)具體的生藥進行具體分析，才能確定某成分是否是有效成分、輔成分或無效成分。如：鞣質(zhì)在地榆與五倍子中為有效成分，在大黃中為輔成分，而在肉桂中為無效成分。同時應(yīng)從發(fā)展的觀點來分析，隨著人們的不斷實踐，特別是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生藥中越來越多的化學(xué)成分被認(rèn)識，用于藥理研究，進而被開發(fā)用于臨床。原來認(rèn)為是無效成分，現(xiàn)在不少已發(fā)現(xiàn)了它們的醫(yī)療價值，而成為有效成分了。如：天花粉蛋白質(zhì)有引產(chǎn)、抗癌作用，蘑菇多糖(lentian)對實驗動物的腫瘤有明顯抑制作用，葉綠素能促使肉芽生長，菠蘿蛋白酶有驅(qū)蟲、抗炎、抗水腫的作用。
生藥的化學(xué)成分不僅與藥理作用、臨床應(yīng)用有密切的聯(lián)系，而且對于生藥的鑒定、質(zhì)量評價、新制劑的開發(fā)研究、新資源的發(fā)掘利用均有密切聯(lián)系。隨著化學(xué)成分的生源(biogenesis)和生物合成(biosynthesis)研究的深入，對植物新陳代謝及其代謝產(chǎn)物的內(nèi)涵也將不斷充實和發(fā)展。
本教材簡要介紹生藥中有關(guān)成分的基本概念、結(jié)構(gòu)類型、分布、通性、鑒別反應(yīng)和含量測定等，為生藥的鑒定、質(zhì)量評價與常用生藥的開發(fā)利用打下必要的基礎(chǔ)。至于各類成分的提取分離、結(jié)構(gòu)測定等內(nèi)容將在天然藥物化學(xué)課程中介紹。 |
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