探討石斛屬植物歷史發展及藥用價值

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石斛是蘭科植物中第二大物種,在亞洲地區作為普遍的補健中藥和健康食品。一直以來不同種類的石斛屬植物均具有高度的經濟價值,本文與大家介紹石斛屬植物歷史發展以及藥理學研究近況。

科屬植物擁有被子植物(高等植物)中最為複雜的物種多樣性,自古約有25000-35000種。筆者對其中一類籣花植物情有獨鍾,就是著名的石斛屬植物。石斛(Dendrobium)俗稱「黃草」,屬於第二大蘭科植物。只要打開古代世界地圖,你會發現廣泛分布在亞洲、澳洲和歐洲各國,特別是位於亞洲的印度和中國更有使用石斛的久遠歷史。

回顧印度和中國的歷史典籍,你會驚訝的發現,原來石斛品種是中國首次發現的一種蘭科植物。早在公元前的中國醫藥已有使用石斛,直到秦漢時期,編修完成的第一部中藥學專著《神農本草經》提及石斛可作為養生補品,並有一定的藥用價值,包括收澀、鎮痛和抗炎等功效。到了宋朝(末年)至明朝(整個朝代)期間,堪稱中國第一藥典的著作《本草綱目》面世,全書收集了大量的中藥材和處方,各類石斛屬植物品種都有明文記載,並開始在民間廣泛流傳。在印度歷史方面,早在公元前,最古老的兩部學術文集《Charaka Samhita》和《Ayurveda》已有記錄石斛屬植物的作用。據《Ayurveda》記錄,介紹了兩種不同類型的石斛,一種是「 Jeevanti」, 另一種叫「Jewanti」,其中「 Jeevanti」被視為一種壯陽藥物,亦可用治哮喘、支氣管炎等呼吸系統的疾病。

雖然亞洲是最早提及石斛藥用價值的地區,但對石斛開展科學性的研究卻始見於歐洲地域的英國。資料顯示,來自英國雷丁大學(University of Reading)植物科學研究所的Williams CA及Harborne JB教授對石斛物種感到興趣,經過多年的研究,先後發現石斛屬植物內含豐富的活性成分,並開展現代藥理學的深入探索,為石斛品種的進一步研究奠定基礎。

石斛屬植物種類

直到今天,常見的石斛品種包括:兜唇石斛(D. Aphyllum)、鐵皮石斛(D. Candidum)、黃草石斛(D. Chrysanthum)、密花石斛(D. Densiflorum)、霍山石斛(D. Huoshanense)、金釵石斛(D. Nobile)、鼓槌石斛(D. Chrysotoxum)、美花石斛(D. Formosum)、龍馬石斛(D. Draconis)、球花石斛(D. Thyrsiflorum)、叠鞘石斛(D. Aurantiacum)及齒瓣石斛(D. Devonianum)。

植物活性及藥理

不同種類的石斛藥用部位(根莖部)經過純化、分離及鑑定後,證實超過100種活性成分,主要分為四大類,包括生物鹼類(Alkaloids)、倍半萜類(Sesquiterpenoids)、多糖類(Polysaccharide)及黃酮類(Flavonoids),相關的化學成分分別具有抗炎、抗氧化、抗菌(真菌和細菌)、抗血小板活性和免疫調節等藥理功效,可用於治療糖尿病(包括糖尿眼)、乾燥綜合症、癌症(包含抗突變)及神經退行疾病(泛指帕金遜症)。

乾燥綜合症

乾燥綜合症(Sjogren’s Syndrome)是一種慢性免疫疾病,由於免疫功能的影響引起全身水分分泌障礙,輕微症状會感到眼、口、唇、舌和喉嚨乾燥不適,長期乾燥可以發展成為各種炎症疾病,如咽喉炎、風濕關節炎以及系統性紅斑狼瘡等等。

根據中醫古典文獻記載,石斛具有生津止渴的功能,可以增加體液的分泌(包括唾液和皮膚水分)以緩解乾燥問題。為了證明石斛針對乾燥綜合症的作用,研究員評估了鐵皮石斛(D. Candidum)所製成的口服製劑對患者的成效,臨床研究顯示,當患者飲用鐵皮石斛制劑一周後,其唾液分泌顯著增加約65%,有效緩解五官乾燥不適,值得一提的是,研究員發現鐵皮石斛口服液內含一系列多醣類成分,可能是緩解乾燥症狀重要成分之一。科學研究指出,多醣類成分可以改善因「燥熱太過」而引起的炎症反應,並進一步預防乾燥持續所引起的各種症狀。除此以外,專家亦發現另一種石斛 ── 鼓槌石斛(D. Nobile)亦有對抗炎症反應的一種活性成分,定名為 Chrysotoxine,但針對眼睛乾澀所引起的角膜炎成效顯著,或可開發為眼疾製劑。

柏金遜綜合症

柏金遜綜合症(Parkinson’s Disease)是最為常見的神經退化疾病之一,由於病變部位廣泛,病情發展不一,直到目前對該病的病理成因尚未完全確定,只知柏金遜綜合症的病因可能與腦內特定區域的組織變性(黑質紋狀體)和阻礙神經傳導物質有關,最終可引致腦細胞缺氧而死亡。

從石斛物種分離獲得多種活性衍生物,包括:Chrysotoxine、Moscatilin、 Crepidatin、Nobilin B 及 Chrysotobibenzyl,同樣顯示潛在神經保護作用,尤其Chrysotoxine在腦神經系統的藥效學研究有較多描述。早前的一項動物實驗評估了Chrysotoxine對神經系統的藥代動力學影響,分析儀器使用液相色譜法-質譜聯用(Liquid Chromatography-mass Spectrometry),顯示了Chrysotoxine可以通過調節细胞信號通路中的兩種酶(即是6-OHDA和SH-SY5Y),防止神經遞質傳導路徑被阻斷,同時亦可通過抗氧化作用對抗DPPH(自由基)來保護腦細胞線粒體避免損傷。

糖尿病

糖尿病(Diabetes Mellitus)是一種慢性疾病,即使接受治療也無法完全康復, 病情持續日久可以影響視力(糖尿眼)和手腳四肢(如糖尿足),亦會引起許多不同的併發症,可以禍及心、肝與腎臟等功能,危及生命。近年來,天然產物專家評估了霍山石斛、鐡皮石斛、金釵石斛以及鼓槌石斛的降血糖作用,比較之下,發現霍山石斛降血糖效果優於其他3種石斛。霍山石斛強效降糖活性亦可預防糖尿病對肝臟和腎臟的殘傷,保護肝腎臟功能主要通過下調氧化物(自由基)水平。

糖尿病視網膜病變

糖尿病視網膜病變(Background Retinopathy)俗稱糖尿上眼,是一種糖尿病患者常見的眼疾,由視網膜血管受損所出現的角膜溢血或水腫較為普遍,因對視力並沒有明顯影響,當患者察覺時常已失去最佳治療時機。專家發現,鼓槌石斛可用治糖尿病引起的視網膜病變。一項動物實驗發現,鼓槌石斛乙醇提取物可以通過複雜的分子調節機理誘導基因表達來改善糖尿眼。

腫瘤

現時腫瘤為全球關注的疾病,大多癌症早期階段可通過手術或手術後化療治愈,但經手術後化療的患者對身體所造成的損傷卻無可避免,開發天然植物作為化療輔助藥物有效減輕治療者的痛苦和副作用,具有潛在開發利用前景。

黃草石斛(D. Chrysanthum)提純所得的毛蘭素(Erianin)是現時科學家認為具抗腫瘤的物質,眾多體外體內的動物實驗表明,毛蘭素可以通過抑制肝腫瘤癌細胞生成血管(阻礙腫瘤攝取營養來源),防止進一步發展。有趣的是這種抗肝腫瘤活性物質從另種石斛物種(鼓槌石斛)亦能找到,報告指出,鼓槌石斛根莖分離出的三種酮類衍生物(Fluorenone Derivatives)同樣顯示抑制人類肝腫瘤细胞(Bel-7402)的生長,其中一種酮類衍生物抑制肝癌细胞(Bel-7402)活性亦強。由此觀之,黃草石斛的毛蘭素以及鼓槌石斛酮類衍生物有潛在開發成抗肝腫藥物,當然,研究仍需進一步探討。

除此以外,近年對石斛物種抗腫瘤研究較為深入的可說是金釵石斛,在人體以及動物實驗中表明,金釵石斛多醣衍生物(Polysaccharide Derivatives)和菲類衍生物(Phenanthrene Derivatives)也有一定的抑制腫瘤效果,多醣衍生物交代了不同的多醣異構體抑制血癌活性物質,而菲類化合物則說明了抗胃癌作用機制。

淋巴瘤

淋巴瘤(Lymphoma)是一種淋巴造血系統的惡性腫瘤,一項體外MTT動物實驗顯示,美花石斛乙醇提取物可令罹患達爾頓淋巴瘤(Dalton’s Lymphoma)的實驗性小鼠顯著延長生存時間。

肺腫瘤

肺腫瘤(Lung Cancer)是存在肺部的惡性腫瘤,研究員嘗試分離龍馬石斛的一種聯苄類化合物石斛酚(Gigantol)觀察有否抗腫瘤活性,結果顯示Gigantol可抑制多種癌细胞殖株活性,尤其是肺腫瘤細胞殖株。

抗突變

突變(Mutation)又稱為基因變異,意指細胞核內的基因(遺傳物)序列在複製過程中出現錯誤,可以導致細胞畸形,這種細胞大多會死亡,部分倖存的畸形細胞可能會變得行為異常並且「獨斷獨行」,不再受到神經系統支配,成為完全單獨的個體(即是腫瘤細胞)。從金釵石斛所獲得的Moscatilin是一種抗突變化合物。Moscatilin可以預防細胞遺傳信息在複製過程中出現錯誤的原因有兩方面:對抗來自外環境的紫外光誘導致突變反應及對抗空氣中的氧化物(自由基)攻擊機體誘導致突變反應。

抗菌及抗真菌

石斛是一種具有商業價值的植物,很多農務工作者以栽培石斛植物為生,但大多數的石斛屬品種易受蟲菌侵害而凋謝,令種植者蒙受巨大的經濟損失。據以往的報告指出,其中四種的石斛屬植物,包括鼓槌石斛、黃草石斛、球花石斛和叠鞘石斛於幼苗時期易受腐霉病菌感染而凋謝。諷刺的是,石斛屬植物卻具有一定的抗菌活性,其抗菌物質竟然來自植物體的益生菌。

近年,植物學家從齒瓣石斛和球花石斛的根莖部分分離出大量的內生真菌,經生物學活性篩選方法(依據菌類物種與分子形態分類),分離出具有強效抗菌活性的內生真菌,分析結果顯示,齒瓣石斛分離出53種內生真菌,其中10種活性較強;球花石斛分離出23種內生菌,其中11種有顯著活性。除此以外,其中3種有益的內生菌(Phoma、Epicoccum及Fusarium)是齒瓣石斛和球花石斛同樣擁有的活性內生真菌,其中Phoma和Epicoccum對金黃葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和枯草芽孢桿菌(Bacillus subtilis)同樣有一定的抑制作用。

抗血小板聚集

血小板(Platelet)又名血栓細胞(Thrombocyte),是由一種巨核細胞脫下的細胞小塊,這種小塊擁有凝固血液的活性,具有止血作用。不幸的是當心血管疾病引起血管損傷時,血小板聚集會令血管壁形成血栓,收窄了血管直徑的大小,提高了罹患動脈粥樣硬化和心肌梗塞等風險。在醫療體系的應用上,已開發了不同種類的抗血小板聚集製劑,科學原理是通過抑制凝血酶(Thrombin)、花生四烯酸(Arachidonic Acid)、膠原蛋白(Collagen)和血小板活化因子(Platelet-activating Factor)從而產生抗血小板黏附作用。

不同種的石斛品種也有抗血小板聚集活性。一項動物實驗顯示,美花石斛和密花石斛某些成分可以通過抑制花生四烯酸、膠原蛋白和血小板活化因子達到抗血小板聚集的目的,特別是通過花生四烯酸抑制路徑的活性較後兩者更強。除此以外,針對於抗凝血物質的體外動物實驗研究主要圍繞著環草石斛和密花石斛。環草石斛抗凝血活性成分部分來自Moscatilin、Moscatin和Diacetate,而密花石斛所純化分離的五種對抗物質包括了Moscatilin、Homoeriodictyol、Scoparone、Scopoletin和Gigantol,特別是Scoparone對比上述所有活性成分有更強抑制血小板作用,但抑制路徑尚未明確。

總結

「蘭科」屬植物擁有被子植物(高等植物)中最為複雜的物種多樣性,以石斛屬蘭科植物為第二大物種,早在數千年的印度和中國醫藥典籍中已有記載,及後對石斛屬植物進行深入的藥理學研究由英國學者開展。目前常見石斛品種有12種,即是兜唇石斛、鐵皮石斛、黃草石斛、密花石斛、霍山石斛、金釵石斛、鼓槌石斛、美花石斛、龍馬石斛、球花石斛、叠鞘石斛及齒瓣石斛。石斛屬品種所分離的化學成分約百多種,主要類別來自生物鹼(Alkaloids)、倍半萜(Sesquiterpenoids)、多醣類(Polysaccharide)及黃酮類(Flavonoids)等衍生物。

相關藥理研究確定具有抗癌(含抗突變)、抗菌(含抗細菌和抗真菌)和抗血小板聚集等活性,亦可用於糖尿病(含糖尿眼)、乾燥綜合症和神經退行疾病。3

參考資料:

  1. Lam Y, Ng T B, Yao R M, et al. Evaluation of Chemical Constituents and Important Mechanism of Pharmacological Biology in Dendrobium Plants[J]. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2015.
  2. http://www.sanqi.com.tw/Chinese_pages/Chinese_Herb_Introduction/Recognizing_Chinese_Herb/Shihu/about-Shihu.htm

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