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《本草拾遗》曰:味甘平,无毒,主恶气,令人身香。煮汁服之,主腹内冷痛。生安南,如茅根,道家用煮汤沐浴。
白茅香是禾本科多年生草本植物,叶子呈锯齿状,细长,花穗上密生白毛。古代把白茅香当作洁白、柔顺的象征,除了用来煮汤沐浴外,祭祀时也常用来包裹祭品。
白茅香的茎叶细弱、遇风就倒,看似柔弱,但其每节草茎都能长出根须,所以生命力非常顽强,多生于路旁、山坡、草地,而且是成片的生长,在荒野里呈现燎原之势,极具壮观美。白茅香的茎叶常用来搭盖屋顶,如八月高风怒号、卷我屋上三重茅。
白茅(学名:Imperata cylindrica (L.) Beauv.)是禾本科、白茅属多年生草本植物,秆直立,高可达80厘米,节无毛。叶鞘聚集于秆基,叶舌膜质,秆生叶片窄线形,通常内卷,顶端渐尖呈刺状,下部渐窄,质硬,基部上面具柔毛。圆锥花序稠密,第一外稃卵状披针形,第二外稃与其内稃近相等,卵圆形,顶端具齿裂及纤毛;花柱细长,紫黑色,颖果椭圆形,花果期4-6月。
分布于中国辽宁、河北、山西、山东、陕西、新疆等北方地区;也分布于非洲北部、土耳其、伊拉克、伊朗、中亚、高加索及地中海区域。生于低山带平原河岸草地、沙质草甸、荒漠与海滨。根茎可入药。
多年生草本,具粗壮的长根状茎。秆直立,高30-80厘米,具1-3节,节无毛。
叶鞘聚集于秆基,甚长于其节间,质地较厚,老后破碎呈纤维状;叶舌膜质,长约2毫米,紧贴其背部或鞘口具柔毛,分蘖叶片长约20厘米,宽约8毫米,扁平,质地较薄;秆生叶片长1-3厘米,窄线形,通常内卷,顶端渐尖呈刺状,下部渐窄,或具柄,质硬,被有白粉,基部上面具柔毛。
圆锥花序稠密,长20厘米,宽达3厘米,小穗长4.5-5(-6)毫米,基盘具长12-16毫米的丝状柔毛;两颖草质及边缘膜质,近相等,具5-9脉,顶端渐尖或稍钝,常具纤毛,脉间疏生长丝状毛,第一外稃卵状披针形,长为颖片的2/3,透明膜质,无脉,顶端尖或齿裂,第二外稃与其内稃近相等,长约为颖之半,卵圆形,顶端具齿裂及纤毛;雄蕊2枚,花药长3-4毫米;花柱细长,基部多少连合,柱头2,紫黑色,羽状,长约4毫米,自小穗顶端伸出。
颖果椭圆形,长约1毫米,胚长为颖果之半。染色体2n=20。花果期4-6月。
根名茹根,本经兰根,本经地筋别录。[时珍曰]茅叶如矛,故谓之茅。其根牵连,故谓之茹。易日,拔茅连茹,是也。有数种:夏花者为茅,秋花者为菅。二物功用相近,而名谓不同。诗云,白华菅兮,白茅束兮,是也。别录不分茅菅乃二种,谓茅根一名地管,一名地筋,而有名未用又出地筋,一名菅根。盖二物之根状皆如筋,可通名地筋,不可并名营也,正之。
[时珍曰]白茅短小,三四月开白花成穗,结细实。其根甚长,白软如筋而有节,味甘,俗呼丝茅。
性状
根茎呈长圆柱形,长30-60厘米,直径0.2-0.4厘米。表面黄白色或淡黄色,微有光泽,具纵皱纹,节明显,稍突起,节间长短不等,通常长1.5-3厘米。体轻,质略脆,断面皮部白色,多有裂隙,放射状排列,中柱淡黄色,易与皮部剥离。无臭,味微甜。
药材鉴别
(1)取根茎粗粉5克,加苯30毫升,加热回流1小时,滤过。取滤液5毫升,蒸干,残渣加醋酐l毫升使溶解,再加硫酸1-2滴,即显红色,后渐变成紫红色,蓝紫色,最后显污绿色。
(2)取根茎粗粉1克,加水10毫升,煮沸5-10分钟,滤过,滤液浓缩成1毫升,加碱性酒石酸铜试液1毫升,置水浴中加热,发生棕红色沉淀。
性味归经
中药白茅根:味甘,性寒。凉血,止血,清热利尿。
花序:味甘,性平。止血。
蒙药白茅根:味甘、涩,性平。利尿,解毒,止血,生津。
功能主治
中药白茅根主治:治吐血,衄血,尿血,小便不利,小便热淋,反胃,热淋涩痛,急性肾炎,水肿,湿热黄疸,胃热呕吐,肺热咳嗽,气喘。
花序主治:治衄血,吐血,外伤出血。鼻塞,刀箭金疮,蒙药治尿闭,淋病,水肿,各种出血,中毒症,体虚。
化学成分
根茎含有三萜成分芦竹素(Arundoin 0.1%)、白茅素(Cylindrin0.001%)、羊齿烯醇(Fernenol)、异乔木萜醇(Isoarborinol)、西米杜鹃醇(simiarenol)、羊齿烯酮(Arborinone)、乔木萜醇(Arborinol)、无羁萜(Friedelin);叶含乔木萜醇甲醚,黄酮类化合物苜蓿素-5-葡萄糖甙、异荭草素(Iso-orientin)、异荭草素-7-O-葡萄糖甙等。此外,全草含5-羟色胺、木犀草定(Luteolinidin)、薏苡素等。
药理作用
家兔实验白茅花水煎剂可降低出血、凝血时间,并可降低血管通透性。白茅根粉能明显缩短兔血浆的复钙时间,若撒于狗或兔的股动脉出血处,压迫1-2分钟,有止血作用。白茅根煎剂有利尿作用,另有报道:白茅根水提物有抗尿作用,使大白鼠尿量减少。白茅根无解热作用,煎剂在试管内对福氏、宋氏痢疾杆菌有抑制作用,对志贺氏和舒氏痢疾菌无抑制作用。
[别录]茅根生楚地山谷田野,六月采根。
[弘景曰]此即今白茅菅。
[诗云]露彼菅茅,是也。其根如渣芹甜美。
[颂曰]处处有之。春生芽,布地如针,俗谓之茅针,亦可嗷,甚益小儿。夏生白花茸茸然,至秋而枯。其根至洁白,六月采之。又有菅,亦茅类也。陆机草木疏云:营似茅而滑无毛,根下五寸中有白粉者,柔韧宜为索,沤之尤善。其未沤者名野菅,入药与茅功等。
[时珍曰]茅有白茅、菅茅、黄茅、香茅、芭茅数种,叶皆相似。白茅短小,三四月开白花成穗,结细实。其根甚长,白软如筋而有节,味甘,俗呼丝茅,可以苫盖,及供祭祀苞苴之用,本经所用茅根是也。其根干之,夜视有光,故腐则变为萤火。菅茅只生山上,似白茅而长,入秋抽茎,开花成穗如荻花,结实尖黑,长分许,粘衣刺人。其根短硬如细竹根,无节而微甘,亦可人药,功不及白茅,尔雅所谓白华野菅是也。黄茅似菅茅,而茎上开叶,茎下有白粉,根头有黄毛,根亦短而细硬无节,秋深开花穗如菅,可为索缅,古名黄菅,别录所用菅根是也。香茅一名菁茅,一名琼茅,生湖南及江淮间,叶有三脊,其气香芬,可以包藉及缩酒,禹贡所谓荆州苞匦菁茅是也。芭茅丛生,叶大如蒲,长六七尺,有二种,即芒也。见后芒下。
《史记·孝武本纪》载:“于是天子又刻玉印曰‘天道将军’,使使衣羽衣,夜立白茅上,五利将军亦衣羽衣,立白茅上受印,以示弗臣也。”
生长在路边的小草们,从种子落地萌芽开始,面对生存的环境一点也不轻松,看他们紧咬着牙根、努力奋战才能克服障碍,就算被踩踏、被拔除等多么严苛辛苦的环境一再降临,他们仍旧待在原地以绿意陪衬大地。
广东人爱用白茅的根作凉茶材料。人们于春秋二季采挖,切段生用,煲煮「竹蔗茅根水」于盛夏饮用,有凉血止血,清热解毒等效。《本草纲目·草二·白茅》曰:「茅有白茅、菅茅、黄茅、香茅、芭茅数种,叶皆相似。白茅短小,三四月开白花成穗,结细实,其根甚长,白软如筋而有节,味甘,俗呼丝茅。
白茅根中含有丰富的钾盐,故利尿作用十分明显,又因性寒味甘,故能除脾胃伏热、消渴、止诸血、治黄疸、水肿,且能生津凉血、通淋闭、治血尿及妇女血热妄行、崩中淋带。多用于治疗急性肾炎、急性传染性肝炎等症;也对高血压、上消化道出血有一定的效果。
野生动物怕人,然而也许是茄萣湿地内蔓生的芦苇、盐地鼠尾粟、裸花碱蓬、白茅等耐旱滨海植物,提供了鸟儿很好的隐蔽性,牠们安然地在食物充足的水泽中展露风姿,爱鸟者仅需简单的设备即可好好欣赏一番。能近距离观赏黑琵生态,也成为了茄萣湿地的独特之处。
继黄花风铃木盛放后,上水河上乡和坪輋一带最近长满大片的大白茅,大白茅与芒草同属禾本科,风起时大白茅随风摇摆,十分壮观,若正值黄昏,在日落映照,更可看到满园黄金的景象。
有关白茅香的研究进展
白茅:植物化学、药理及工业应用综述
白茅是一种原产于亚洲西南部和热带、亚热带的药用植物。迄今为止,从白茅中分离鉴定了72个化学成分,其中主要成分为皂苷、黄酮类化合物、酚类化合物和苷类化合物。通过对白茅药理活性的研究表明,白茅具有广泛的体内外免疫调节、抗菌、抗肿瘤、抗炎、保肝等作用。这篇综述的目的是对2019年以前白茅的研究进行概述。本文还综述了白茅在植物学、植物化学、药理和工业应用等方面的研究进展,为白茅在医药和食品领域的进一步研究和应用提供参考文献。
白茅中的化学成分
白茅的传统药用价值启发了许多药理学研究。从白茅植物中提取和分离的化合物具有利尿、止血、抗炎、抗肿瘤、抗菌、免疫调节等多种生物活性。在此,我们总结了进展和清单如下。
1.1 利尿
研究发现,白茅的利尿活性与其治疗水肿和排尿困难的传统用途有关。白茅水提物对正常家兔具有利尿作用,给药5 ~ 10 d后利尿作用最明显。这种作用可能与神经系统有关,切断肾脏周围神经,其利尿作用丧失。此外,水提取物可缓解肾小球血管痉挛,增加肾血流量和肾滤过率。
1.2 止血
白茅提取物对干酵母悬液联合无水乙醇诱导的大鼠血液热出血模型有止血作用。此外,白茅水提物可显著缩短其凝血酶原时间、凝血酶时间和活化的部分凝血酶时间,其止血作用与内源、外源凝血酶、内外源有关。其他研究表明,白茅水提物可增强内源性和外源性凝血系统活性,上调TXB2的表达,降低大鼠6-酮前列腺素F1α水平,促进血小板聚集,增强止血作用。
1.3 抗炎
据报道,炎症与各种疾病有关。白茅的水提取物被报道具有抗炎活性,通过减轻二甲苯引起的小鼠耳廓水肿,通过角叉菜胶改善大鼠爪肿胀,显著阻断冰醋酸增加的腹腔毛细血管通透性和能够显著抵抗酵母聚糖A诱导的大鼠爪肿胀。一些研究人员研究了白茅提取物对阿霉素肾病大鼠肾组织的保护作用。发现白茅根乙酸乙酯提取物对阿霉素肾病大鼠具有保护作用。可能与降低大鼠肾组织中 NF-κB p65 和TGF-β1 的表达以及 TNF-α 的含量,减轻肾组织炎症有关。2020 年,Putri 等人报道了白茅(I.cylindrica L.)根的乙醇提取物可以降低败血症症状并且不会对体重造成任何伤害。
1.4 抗氧化活性
用Fenton法和铁氰化钾还原法发现白茅具有良好的抗氧化能力。其清除羟基自由基的IC50为0.0948mg/mL,而抗坏血酸的IC50为0.1096 mg/mL;在铁氰化物显著还原法中,提取物表现出与抗坏血酸相当的还原能力。另有研究表明,白茅水提物可增强酗酒小鼠肝脏和脑组织中超氧化物歧化酶(SOD)的活性,抑制羟基自由基的活性,降低丙二醛水平,提高机体的抗氧化能力,减轻自由基对肝脏和脑组织的病理损伤。提示白茅对酒精中毒引起的肝、脑损伤有保护作用。通过 DPPH 测定,白茅根的醇提取物的抗氧化活性为 14.33 ± 0.045 (10 µg/mL) 至36.56 ± 0.053 (50 µg/mL)。抗氧化活性也通过 FRAP 测定得到证实。
1.5 抗肿瘤
1.5.1 粗提物
白茅水提液及多糖均能抑制人肝癌细胞株SMMC-7721、HepG2细胞及H22小鼠实体瘤的增殖。它们还能提高白细胞介导的荷瘤小鼠外周血白细胞介素2 (IL)的分泌水平,提示白茅提取物具有抗肝肿瘤作用。实验结果表明,不同浓度的白茅水提液对肝癌细胞SMMC-7721具有剂量依赖性的抑制作用。其作用机制是增加S期比值,同时降低G2/M期细胞比例,诱导细胞凋亡。在20 g/mL的浓度下白茅提取物具有较好的抗肿瘤活性。对MiaPaCa-2、CEM/ADR5000、CCRF-CEM三种癌细胞的增殖均有50%以上的抑制作用。在MiaPaCa-2和CCRF-CEM细胞上,白茅与马蹄莲提取物的IC50最低,分别为6.86 g/mL和3.91g/mL;在CEM /ADR5000细胞上,白茅与P.capense的IC50最低,为6.56g/mL。此外,白茅提取物还能抑制肿瘤细胞株的增殖,包括敏感和耐药表型。白茅提取物对CCRF-CEM细胞的IC50为3.28mg/mL(对HCT116 (p53−/−)细胞的IC50为33.43mg/mL(对HepG2细胞的IC50为33.43mg/mL)。白茅提取物对人口腔鳞癌细胞株SCC-9也有体外抗癌作用。在体外,对SCC-9细胞进行剂量依赖性治疗,导致细胞毒性和细胞死亡。此外,该处理还通过将细胞周期阻滞在G2/M期,显著降低了肿瘤发生电位,抑制了细胞增殖。
1.5.2 分离的化合物
芦竹素 (1)通过上调cleaved- caspase-3、cleaved - caspase-9、Bax的表达水平,下调Bcl-2,呈剂量依赖性,提示芦竹素可以抑制LNCap细胞增殖,诱导细胞凋亡。另一项研究指出芦竹素(1)可以增加聚腺苷二磷酸核糖聚合酶(PARP)的裂解,阻断PC3细胞的增殖,促进前列腺癌细胞系epc3的凋亡。
2-甲氧基雌酮(13)和苜蓿素(17)在体外对BT-549和HT-29癌细胞具有明显的生长抑制活性。化合物13和17对BT-549乳腺癌细胞株(72h)的半最大抑制浓度(IC50)分别为102µM和68µM。化合物13和17在HT-29结肠癌细胞株(72h)上的IC50分别为147µM和114µM。据报道,胡萝卜苷(6)对HL-7702、SMMC-7721和HepG2细胞的增殖具有浓度依赖性,其IC50值分别为214.99、143.40和138.73µg/mL。因此,这些结果表明化合物6显著抑制肝癌(HCC)细胞的增殖能力,且呈浓度依赖性。化合物6对人乳腺癌细胞株MCF-7和胃癌细胞株MGC803、BGC823、AGS的增殖具有剂量依赖性。此外,化合物6还能抑制ICR小鼠肝癌H22细胞的生长。化合物6的处理诱导细胞内ROS生成和自噬,但未引起细胞凋亡。
1.6 抑菌
白茅提取物对紫色杆菌CV026的群体感应代谢物具有抑菌活性,抑菌区为12 mm,群体感应抑制区为20 mm;对铜绿假单胞菌PA01无抑制作用。白茅不同溶剂提取物对5株菌株均有抑菌活性。其中乙酸乙酯提取物对产气克雷伯菌的抑菌效果最好,蒸煮提取物对大肠杆菌的抑菌效果最好,丙酮提取物对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最好,蒸煮提取物对枯草芽孢杆菌的抑菌效果最好,50%乙醇提取物对产气肠杆菌的抑菌圈大小分别为12.0、13.0、13.5、13.5、15.0mm。
1.7 免疫调节
在先天免疫中,补体系统具有重要的作用。补体成分可依次被经典途径、凝集素途径和替代途径激活,补体活性成分主要介导补体依赖的细胞毒性,以达到清除致病微生物和异常细胞的目的。实验结果表明,白茅醚提取物和白茅乙酸乙酯提取物均能降低补体C1、C2、C4、C3、C5活性,抑制补体经典通路的激活。
巨噬细胞是机体介导非特异性细胞免疫反应的固有免疫细胞的子集,直接吞噬和间接分泌细胞因子介导的免疫调节。给NIH小鼠灌胃白茅汤至第20天,然后腹腔注射5%淀粉和9%NaCl, 1h后注射1%鸡血红细胞。结果显示,小鼠腹腔巨噬细胞数量、吞噬百分率和吞噬指数均显著升高。说明白茅提取物具有增强机体非特异性免疫的作用。此外,另一项研究报道了白茅水提物对脂多糖诱导的小鼠巨噬细胞RAW264.7中一氧化氮的形成具有抑制作用。
在适应性免疫应答中,白茅提取物的免疫调节作用主要体现在T淋巴细胞的亚群结构、增殖能力和相关细胞因子的分泌等方面。动物实验表明,白茅根汤能提高免疫缺陷小鼠CD4+ T细胞比例,降低CD8+T细胞比例,调节CD +4 /CD8 + T细胞比例平衡,恢复免疫功能。同时,煎剂还能增加NIH小鼠脾脏中辅助性T细胞(Th细胞)的比例,增加IL-2的分泌。
1.8 保肝和护肾作用
白茅甲醇提取物能抑制四氯化碳对肝脏的损伤,且无毒副作用。有报道表明白茅对牛血清白蛋白+葡萄球菌肠毒素B法建立的IgA肾病大鼠模型有肾保护作用。与模型组比较,各给药组大鼠URBC、24hUP、Scr、BUN、PAF、TGF-β1表达均显著降低,血清IL-2显著升高(p< 0.01)。提示白茅根汤能明显减轻IgA肾病大鼠血尿、蛋白尿,减轻病理改变,改善肾功能。其机制可能与上调RI的IL-2分泌、抑制肾TGF-β1分泌表达等有关。
1.9 其他活性
白茅叶提取物对家兔空肠平滑肌细胞的收缩幅度有显著的剂量依赖性,与标准降压药肾上腺素相比,白茅叶提取物对家兔空肠平滑肌细胞的收缩幅度有显著的剂量依赖性。从266 mmHg到180mmHg, 160和320 mg/mL的白茅提取物显著降低了猫的心脏压力(p = 0.012),但对心率没有影响,其最小有效剂量EC50为0.013。白茅叶乙醇提取物具有类似肾上腺素作用机制的舒张血管、降压作用。该提取物可用于治疗高血压。
此外,白茅提取物还具有调节脂质代谢和抗缺氧的作用。白茅多糖可降低糖尿病小鼠血清中糖化血红蛋白、甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇水平,升高肝糖原、高密度脂蛋白胆固醇水平,调节糖脂代谢紊乱。小鼠口服白茅提取物50、100、200、400mg/kg和普萘洛尔20mg/kg时,耗氧量分别降低2.48%、23.14%、10.74%、5.79% 和28.93% 持续 0 到 5 分钟,以及2 .11 %、21.13%、16.90%、38.73%和 9.86% 持续5 到 10 分钟。缺氧小鼠在接受生理盐水、20 mg/kg普萘洛尔和50、100、200、400mg·kg- 1普萘洛尔缺氧和RIP 200和400mg/kg组小鼠存活时间分别延长33.16%、37.31%和35.23%。
工业应用
根据《本草纲目》和《本经》中的记载,白茅被认为对促进多种生理机能有效。包括止吐、改善肾功能、增加排尿、清热解毒、退热止血等。因此,可广泛用于治疗发热口渴、吐血、鼻衄、肺热、哮喘等。目前,现代方剂“清热通淋片”已获得国家食品药品监督管理总局批准(Z20050124),用于热水淋治疗。该配方主要由白茅根的提取物组成。白茅在中国以外的其他国家也有使用。在印度,它是印度各种传统药方的关键成分之一,具有多种药理用途。通常,它用作利尿剂和抗炎剂。在食品服务行业的应用,为人们选择含有白茅一些衍生物的果冻、醋、饮料、酱汁、调味剂、茶或酒等保健食品提供了一种新的选择。白茅也用于化妆品行业。例如,白茅根抑菌粉用于制作天然无毒牙膏。此外,用于中草药化合物的发酵液中含有白茅,用于制造控油和治疗痤疮的化妆品。
结论与展望
近年来,人们越来越重视现有药物中的多药耐药和药物的副作用问题,迫使研究人员和利益相关者不断尝试开发安全有效的药物。各种植物传统上和民族药理学上用于治疗各种疾病,有些被证明是有效的。因此,天然药物无疑是最佳的挖掘点。白茅是一种具有多种生物活性成分的优良药用植物。这种植物已被用于治疗各种疾病,并已开展了广泛的研究。虽然白茅的各个方面都在不断取得进展,但要开发和发现一种新的药物,甚至是一种对抗疾病的植物药物,还需要在临床前和临床期进行更详细的初步研究。
本文对该植物的生药学、植物化学和药理活性进行了综述。迄今共鉴定出72种化合物,其中黄酮类化合物和皂苷类化合物为主要成分。本文报道了白茅提取物和化合物的生物活性,主要活性成分为木脂素和黄酮类化合物,它们可能直接或间接地促进白茅属植物的生物效应。通过体内和体外实验进行的研究已经证实了白茅的生物活性,其中大多数支持其传统医学用途。药理研究主要集中在抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、保肝护肾等活性方面。此外,一些研究表明,它具有免疫调节功能。
然而,有些问题仍未澄清。首先,传统的利尿止血作用需要更多的现代药理学研究来阐明其潜在机制。目前活性研究多集中在体外,需要更多的体内研究和临床应用来进一步优化现代临床药物标准。此外,需要注意的是,在我们的综述中,我们观察到一些研究的结果存在冲突,这表明这些研究可能无法提供可重复的数据。此外,研究方案描述不当,研究方案存在异质性。这些因素可能会阻碍实验的重复。在确定白茅的药用潜力之前,需要强有力的科学方法。其次,药理学研究的活性成分数量有限。因此,我们需要回答这些被鉴定的物质是否能达到与白茅原料相同的效果,或者,如果不能,达到何种程度。第三,在常规治疗中,中药的传统应用通常与其他中药相结合。关于白茅与其他中药的相互作用及作用机制,还有待进一步研究。此外,目前对该植物的研究主要集中在其小分子化合物上,对其大分子化合物的研究较少。因此,今后白茅的研究应更多地关注其大分子化合物,特别是多糖。第四,由于中药制剂的成分复杂,为了控制中药质量,需要建立一个统一的国际标准的白茅药材鉴定方法,建立白茅药材的标准指纹图谱是必不可少的。最后,虽然白茅目前在世界许多地区广泛分布和种植,但管理这种植物的使用和避免过度开发也很重要。
我们相信,如果我们能深入解决上述问题,揭示出中医和其他中医的医学潜力,就能发掘和利用中医留给人类的宝贵医药储备。同时,希望通过本文的回顾,突出白茅的重要性,为白茅今后的发展提供一些方向。
参考文献:
[1]Jung, Young-Kyung & Shin, Dongyun. (2021). Imperata cylindrica: A Review ofPhytochemistry, Pharmacology, and Industrial Applications. Molecules. 26. 1454.10.3390/molecules26051454.