麻黄

第一节  麻黄资源汲其利用概况

一、麻黄资源分布概况

麻黄在植物分类学上属于种子植物门〔Spermatophyta〕、裸子植物亚门(Gymnospermae)、麻黄科(Ephedraceae)、麻黄属(Ephedra)。麻黄科植物起源古老,是植物区系中属于古老的科属。全世界已知麻黄属植物有67种,分布于亚洲、欧洲东南部、美洲及非洲北部等干旱荒漠化地区。中国定名的12种(其中有4个变种),主要分布在北纬2549度范围内,包括东北、华北、西北的部分产区,形成三大产区:一是以内蒙古东部科尔沁草原为主;东自吉林省白城地区,西至内蒙古哲里木盟和昭乌达盟。麻黄多生长在地下水位较高的半荒漠草原和沙地;该区以草麻黄为主,麻黄碱占生物总碱70%以上,是我国开发最早的麻黄生产基地。二是以内蒙古西部毛乌素沙地(伊克昭盟)为主,向南伸深到陕西省榆林地区,向西顺延至宁夏回族自治区盐池、陶乐、灵武等县(市),该地区海拔较东部高,且更干旱,麻黄品种主要为草麻黄,总碱含量高,生物碱中以麻黄碱(L-ephedrine)为主,伪麻黄碱(L-pseudoephedrine含量也很丰富。三是青海、新疆、甘肃等地区的中麻黄、木贼麻黄产区。该区麻黄生长在山地且种类多,可供药用的有中麻黄(生长在海拔1200米以下的低山地带),木贼麻黄(生长在海拔1500米的中山地带)、蓝枝麻黄(生长在海拔13002900米的山地中);另外在该区荒漠、半荒漠地带广泛分布着膜果麻黄,为木质茎明显的直立灌木,生境复杂,群落面积大,但麻黄碱含量极少,多为固沙植物。此外,同属还有多种分布在其他区域,如分布在西藏地区的藏麻黄(Ephedra Saxatiles Royle)、山岭麻黄(E. gerardiana Wall),分布在云南四川等地的丽江麻黄(E. likiangensis Florin);分布在东北等省的单子麻黄(E. monospercma Gmel. Ex. Mey)和分布在贺兰山麓东西区域的班子麻黄(E. rhytidospma Pachom)等。

现将分布面积广种群数量大的主要品种分述如下:

(一)草麻黄(Ephedra sinica stap

别名;麻黄、华麻黄等。

分布中心在内蒙古科尔沁沙地和毛乌素沙地的广阔地域,草麻黄广泛分布于我国内蒙古、黑龙江、吉林、辽宁、宁夏、陕西等省区,在河北、山西月南省西北部也有零散分布,蒙古国也有较大面积的分布。

(二)木贼麻黄(EphedlaepUsehnabo

别名;山麻黄、木麻黄。

分布中心在我国的荒漠、半荒漠地区,主要分布在新疆、青海、甘肃,在内蒙古阿拉善盟、巴彦淖尔盟、锡林郭勒盟等地均有分布,宁夏、陕西、山西、河北等省区荒漠化地区也有分布。并广布于蒙古国、俄罗斯以及中亚地区国家。

(三)中麻黄(Ephedra intermedia Schrenk)

亚洲广布种,生长于海拔swt500米的干旱荒漠、沙滩地域以及干旱、半于旱山坡、梁沛和悬崖陡壁的右隙中。分布于我国新疆、青海、甘肃、辽宁、内蒙古以及河北、陕西、山东、山西等省区。蒙古。俄罗斯及哈萨克斯坦。阿富汗、伊朗、印度等中亚国家也有分布。

(四)膜果麻黄(Ephedra Przewalskii Stapf

别名:蛇麻黄、勃氏麻黄。

分布中心在荒漠干旱地带,建群种多集中在新疆、青海省北部、甘肃省北部以及内蒙古阿拉善盟、巴彦淖尔盟、蒙古、哈萨克斯坦、阿富汗等国家也有分布。

二、麻黄资源利用概况

麻黄是我国特产而闻名世界的一种中药材,早在两千年前就用于发汗、平喘、止咳,现在麻黄制剂的应用领域更加广泛。我国生产的麻黄产量之大、质量之佳,在全世界均占首位,特别是经深加工后提出的纯麻黄生物碱及其衍生物,更成为出口创汇的重要财源。

追溯历史,早在1885年,日本人山梨(G. Yamanas hi)曾由中国生产的麻黄草中提出一种质量不纯的粗提物,当时未进行药理实验。1887年日本人长井长义从麻黄中提得麻黄碱并命名为ephedrine1921年我国著名药学家陈克恢在北京协和医院工作时,从麻黄中提出了纯麻黄素(麻黄碱),并进行多次药理实验,发现麻黄素对平滑肌、循环系统、中枢神经系统都有作用,同时肯定了麻黄素在医疗上的治疗价值。1926年,我国药物化学家赵承嘏利用草酸盐法分离了麻黄碱和伪麻黄碱;以后又发现了其它生物碱多种,使麻黄的研究工作深入了一步,在此基础上,继续进行研究,改进生产工艺,使用了不同溶剂,探讨了麻黄碱的理化特征,掌握了结晶特点及其规律,制出了各种不同的晶体、为我国的植化研究开拓了新领域。并传人西欧各国。曾在有关化学研究刊物上发表论文,博得国内外好评。

自从麻黄碱问世以来,由于其疗效可靠,对治疗哮喘等常见病起了很大作用,曾制成片剂、注射剂、喷雾剂等多种剂型供医疗界使用,麻黄素及其盐酸盐等载入了1930年出版的《中华药典》。抗战时期,日本商人曾在天津设厂生产麻黄碱,使用内蒙古产地的麻黄草为原料,掠夺中国资源大批量生产,在中国市场倾销并远销海内外。解放前虽然我国科学家早已掌握了生产麻黄碱的手段。但苦无资金又得不到政府的重视,麻黄资源一直没有很好开发利用。

新中国成立后,政府先后投资在内蒙古麻黄生产区,建立了赤峰、通辽、大同等麻黄素生产厂。大量生产麻黄生物碱,特别是赤峰制药厂出品的“红马牌”左旋盐酸麻黄素及其去氧盐酸麻黄碱、去甲基盐酸麻黄碱等。深受外商青睐,除满足国内需求外,还大量出口为国家赚取外汇。

之后,在毛乌素沙地产区、甘肃产区、青海、新疆产区先后又建起了多家以生产麻黄碱及其行生物的制药厂。至80年代,全国加工、生产麻黄草制品的厂家多达26家,年需原料麻黄草约10万一15万吨,较小的厂年需原料2000吨,较大的厂年需原料过万吨。目前全国各麻黄素厂均缺原料,不能满负荷生产。由于麻黄素原粉(左旋麻黄碱lephedrine)出厂价已从每吨40万元上扬到53万元,提炼的其它精品麻黄碱价格更高,出口需求量大,厂家为扩大生产,追求利润;增加产值,每年收购麻黄草季节,争夺原料市场相当激烈。如宁夏永宁制药厂,年需求原料草5000吨。每年就地只能收到2000吨,仅能维持4个月生产,其余全靠从甘肃省及内蒙古的伊、阿、乌各盟调人。宁夏灵武制药厂因无原料,厂子常年处于停顿状态。为了争夺原料,竞相提高收购价,七八十年代每千克鲜草麻黄收购价只有几角钱,进人90年代后,每千克上涨到2.02.50元,仍供不应求。

由于无遏制的乱采乱挖,不注意封育保护。天然麻黄资源遭受破坏极其严重,特别是有些农牧民为了增加麻黄草的重量和产量,连根刨挖,更使麻黄绝迹。宁夏灵武、盐池一带麻黄原产地,已经难以找到野生天然麻黄,麻黄草原料全靠人工种植。麻黄生长区域大多是风沙危害的荒漠化地区,生态环境十分脆弱;保护不当,环境更加恶劣,为此,加强对天然麻黄草场的人工抚育与合理开发利用,已成为产区地方政府和人民的当务之急。现在惟一的途径是,合理开发利用天然资源与扩大种植人工麻黄草相结合,走永续利用可持续发展的道路。

三、麻黄的有效成分及应用价值

麻黄是古来就使用的生药,《神农本草经》列为中品;作为发汗、解热、镇咳药使用。《日本药局方》规定生药麻黄为Ephedrine sinica stapf及其同属植物的地上茎。其主要成分有麻黄碱类的3组立体导购的生物碱:左旋麻黄碱(l-ephedrine)、右旋伪麻黄碱(dpseudoephedrine)、左旋去甲基麻黄碱(l-norephedrine)、右旋去甲基伪麻黄碱(dnorpseudoephedrine)norPSedoeapne)。左旋甲基麻黄碱(l-methylephedrine)、右旋甲基伪麻黄碱(dmethylpseudoephedrine)。这六种生物碱虽然结构相似;但药理作用有所不同,作用强度也有很大差异。此外,还含有噁唑啉(oxazoline)类生物碱、苯丙酸类(Propanoiid)及黄酮类。

北京医科大学药学院张建生等人应用高效液相色谱法对我国24个产地所产的12种麻黄进行了六种生物碱的定量分析;分析结果表明;麻黄碱和伪麻黄碱是麻黄类生药中生物碱的主要成分。草麻黄、木贼麻黄、单子麻黄以及西藏中麻黄的总生物碱含量高(其中木贼麻黄和单子麻黄的总生物碱含量均超过2.0%)。生物碱中以麻黄碱为主,伪麻黄碱较少,在中麻黄和窄膜麻黄中,总生物碱的含量也较高(1.178~1.564%),但以伪麻黄碱为主;山岭麻黄、藏麻黄、异株矮麻黄的总生物碱含量低于草麻黄,但各生物碱之间的比例与草麻黄接近。适当增加用量可以作为麻黄入药,丽江麻黄中总生物碱含量与草麻黄相似,但各种生物碱的含量之比随产地不同有所差别。云南丽江产者含伪麻黄碱较多,而四川西南部产者含麻黄碱较多。膜果麻黄、斑子麻黄两种生物碱含量甚微,因此不能作为麻黄入药,特别是膜果麻黄;蕴藏量大且性状与中麻黄很相似,应注意鉴别(表9)。

9  12种国产麻黄的品质评价及比较(%)

品种

六种麻黄生物碱含量

总生物

碱含量

E

PE

NE

NPE

ME

MPE

1.草麻黄

O.973

0.312

0.051

0.140

0.094

0.012

1.582

2.木贼麻黄

1.103

0.395

0.053

O.467

0.045

 

2.093

3.中麻黄

0.303

1.063

O.036

0.148

O.O17

 

1.564

4.酉藏中麻黄

1.060

0.070

0.037

0.026

0.158

 

1.355

5.丽江麻黄

0.657

0.630

0.047

0.121

0.030

0.010

1.495

6.单子麻黄

1.147

0.681

O.152

0.245

O.041

 

2.266

7.异株矮麻黄

0.742

0.253

0.078

0.079

0.037

 

1.182

8.山岭麻黄

0.696

0.144

0.085

O.075

0.043

0.015

l.058

9.藏麻黄

0.601

0.062

0.059

0.028

0.056

 

0.806

10.窄膜麻黄

0.159

0.735

0.033

0.251

 

 

1.178

11.斑子麻黄

0.024

0.011

0.006

0.011

 

 

0.052

12.膜果麻黄

0.015

O.008

0.005

O.O12

0.006

 

0.046

注:E(左旋麻黄碱);(PE右旋伪麻黄碱);

NE(左旋去甲基麻黄碱);NPE(右旋去甲基伪麻黄碱);

ME(左旋甲基麻黄碱);MPE(右旋甲基伪麻黄碱);

另据报导,麻黄素类生物碱主要存在于茎的髓部,因此,髓部多的节间含量高于髓部少的节。节间的平均含量为0.687S的平均含量为0.287%。由此证明;节和节间之所以具有不同的药理活性,是由于生物碱含量的不同所造成的。

根据以上实验结果,可以看出麻黄中生物碱含量的高低以及各种生物碱比例的不同主要是由植物种的特征所决定,其次产地因素也起一定的影响.而不是如前人所说,主要由产地决定的。由此可知,人工种植麻黄草应选择总生物碱中麻黄碱含量高的草麻黄、单子麻黄、木贼麻黄和西藏中麻黄品种。此外,还发现人工栽培的草麻黄总生物碱含量比野生的天然麻黄较低,但随着栽培麻黄生长年龄的增长生物碱的含量比率也随之增加,这与前人的报道是一致的。

麻黄的药理作用。本品能兴奋中枢神经,对于大脑、中脑及间脑、呼吸与循环中枢均有兴奋作用;还有类似肾上腺素的作用;由于人和动物的汗腺分布不同,当人处于高温时用了麻黄碱sbego毫克在小时内汗腺分泌比未用药时更高更快;能抗过敏,亦可用于尊麻疹。局部作用能使鼻新膜血管收缩;麻黄挥发油对流感病毒有抑制作用;对人工发热的家兔有解热作用;麻黄油乳剂有镇静作用,对蟾蜍心脏有抑制作用;麻黄定碱能降低血压。增加豚鼠的离休子宫及离体兔肠的收缩;伪麻黄碱有显著的利尿作用。

麻黄和麻黄根是二个不同药效药材,它们的药理作用完全相反。麻黄的功能为发汗散寒,宣肺平喘、利水消肿。用于风寒感冒、胸闷喘咳、风水浮肿、支气管哮喘等症;而麻黄根的功能为止汗。用于自汗、盗汗等症。麻黄与麻黄根混用,结果是相互抵消其功能,减弱了麻黄发汗的疗效。因此,在采集麻黄时要注意防止麻黄茎根混杂现象。

麻黄在畜牧业生产中也占有重要地位,首先在北方的天然草地中具有其它牧草不可媲美的四季常青的经济特性,在冷季发挥了独有的资源优势。它含有高达78.6%的无氮浸出物,是一种含热量丰富的牧草,冷季采食达67个月,具有保暖御寒的作用。在春旱年份,秋季麻黄草高2040厘米,第二年春季只剩7.58厘米的草茬,中外草地经营者一致认为麻黄草场是理想的冬春放牧场。美国和日本等国家还在食品饮料中添加麻黄碱作为清脑提神和能量的补充剂。麻黄经提取后的残渣草,经过酶工程加工后,营养仍很丰富,是动物很好的蛋白饲料。另外,麻黄还是防风固沙、改善生态环境的根孽型常绿旱生草本状小灌木。主要生于沙质干旱地带,对固定流沙,防止水土流失都有其它植物难以替代的作用。

第二节麻黄的特征、特性

一、麻黄的形态学特征

(一)草麻黄 (Ephedra sinica Stapf)

草麻黄为多年生草本状灌木。天然麻黄株高2040厘米。人工栽培多在40厘米以上,个别达 80厘米。基部多分枝,丛生;木质茎短或成匍匐状,小枝直立或稍弯曲,对生,绿色。圆筒形、具节,表面具细纵槽纹,触之有粗糙感。节间长24厘米。径11.52)毫米,先端急尖,鞘长1.52)毫米,上部膜质而薄,几乎全为褐色,其余略为白色。麻黄的花没有花萼、花瓣。花由花粉球和花种子球花(雄和雌的孢子叶球)组成、花单性,雌雄异株都球花单生或数个密集生,雄球花为复穗状,长约14毫米。具总梗,梗长2.5毫米,苞片常为4对。淡黄绿色,雄蕊7810)。花丝合生或顶端稍分离;雌球花单生,腑生于老技,顶生于当年生枝。具短梗,长l1.5毫米,幼花卵圆形或矩圆形,苞片4对。下面的或中间的苞片卵形,在先端锐尖或近锐尖。下面的苞片长 12毫米,基部合生。中间的苞片较宽,合生部分占1/41/3,边缘膜质。其余的为暗黄色,最上一对合生部分达12以上。雌花2,珠被管长21.5毫米,直立或顶端稍弯曲,管口裂缝窄长;占全长l4l2。常被疏茸毛;长68毫米,径56毫米。球花成熟时苞片肉质,红色,种子通常2粒,包于红色肉质苞片内。不外露或与苞片等长,长卵形,长约6毫米,径为3毫米,深褐色,一侧扁平凹下,具二条槽纹,较光滑,种脐明显,千粒重79克(图5)。

(二)木贼麻黄(EPhedra epuisetina Bunge)。

直立小灌木,高达1米,木质茎明显、直立或部分呈匍匐状;小枝细,对生或轮生,直径约 1毫米,节间短,通遍常长 l.52.5厘米,纵槽纹不明显,多被白粉呈蓝绿色或灰绿色。叶膜质鞘状,大部合生,仅上部约l4分离;裂片2,钝三角形;长l.52毫米。雄球花单生或34集生于节上,苞片34对。基部约13合生;雄花有68个雄蕊,花丝全部合生,微外露,花约2(稀3);雄球花常两个对生于节上。苞片3对,最上1对约23合生,雌花l2朵,珠被管长达2毫米,弯曲。雌球花成熟时苞片肉质,红色,长卵形或卵圆形、长810毫米。直径45毫米;种子通常1粒,窄长卵形。麻黄总生物碱含量高,生物碱中以麻黄碱为主(图6)。

(三)中麻黄(Ephedra intermedia schrenk)。

灌木,高达1米以上;茎直立。粗壮;小枝对生或轮生,圆筒形,灰绿色,有节,节间通常长36厘米,直径23毫米。叶退化成膜质鞘状,上部约13分裂,裂片通常3(稀2),钝三角形或三角形。

雄球花常数个(稀23)密集于节上呈团状,苞片57对交互对生或57轮(每轮3);雄花有雄蕊58;雌球花23生于节上,由35轮生或交互对生的苞片所组成,仅先端1轮或1对苞片生有23雌花;珠被管长达3毫米,常螺旋状弯曲,稀较短而不明显弯曲。雌球花熟时苞片肉质,红色;种子通常3(稀2),包藏于肉质苞片内,不外露,长56毫米。直径约3毫米。生物碱含量高,可供药用(图7)。

(四)膜果麻黄(Ephedra przewalskii stapf

灌木,高50240厘米;木质茎明显,直立茎的上部具密生分枝;小枝绿色,节间粗长,长2.55厘米,直径23毫米。叶膜质鞘状。上部通常3裂,间或2裂。裂片三角形,先端急尖或渐尖。球花常数个密集成团状复穗花序,对生或轮生于节上;雄球花的苞片34轮,膜质;基部约12合生;雄花有78雄蕊,花丝大部合生;雌球花近圆形,苞片45轮〔每轮3),稀对生。膜质,几全部离生。最上1轮苞片各生1雌花;珠被管长l.52毫米,伸出,直或弯曲。种子通常3粒(稀2)。长卵形,包于膜质苞片之内。

分部于内蒙古西北部、甘肃西部、青海北部和新疆(天山南北坡);蒙古也有。为固沙植物。麻黄素含量极低,无药用价值(图8)。

我们在对麻黄的调查研究过程中还发现一种株体变异现象;分布在西北地区的麻黄,有的植株其小枝顶端常出现卷曲,当地群众称之为蛇麻黄或曲枝麻黄,细心观察;我们发现同一产地的同一种麻黄可同时见到直枝和曲校两个类型,而且这种现象并不局限于一种麻黄。故曲枝现象不是麻黄中某个种固有的特征。但在麻黄中以中麻黄和膜果麻黄所见曲枝现象为多。草麻黄一般极少出现曲枝现象(图9)。

二、麻黄的生物学特性

草麻黄为旱生草本状灌木、根系发达。直径l3厘米,长达l5米。草麻黄根系属于根蘖性类型。主根粗壮,水平根发达。水平根位于20厘米左右土层中,水平根上有分布不均匀的休眠芽,休眠芽在适宜的条件下,可以向上长出地上枝,同时产生许多不定根。垂向根分布位置没有一定规律性,也可能垂向根某一部位产生水平走向的支根。草麻黄地上枝条多数是由根茎部位发出,越冬枝条紧靠地表面。地上枝条的高度和根系发达程度及水平根分布规律都与不同生境而有差异。根据典型草原地带和荒漠草原地带观察的结果:在典型草原中草麻黄植株高度为2535厘米。水平根分布在20厘米以上上层里,根系人土深仅915厘米,在荒漠草原地带水平根分布在20厘米以下土层里,根系入士最深35厘米。但是在沙地环境中草麻黄变异突出,根据在内蒙古伊克昭盟乌审旗毛乌素沙地调查:草麻黄耐沙埋。枝条被沙埋之后部分死亡,其中一部分枝条随着沙面提高;枝条逐渐适应沙土流动性而往上生长。从沙剖面观察,可以反应出不同生活时期,不定根和枝条层次特点。在伊盟鄂托克前旗毛乌素沙地调查:草麻黄耐风沙,根部几乎一半被风刮出后仍然活着,从沙地剖面观察根系纵横繁殖。主根明显,粗约2厘米,长达5米以上。地上枝条茂密,茂密最高达每平方米500株,植株高度2040厘米。

草麻黄在毛乌素沙地3月底4月初返青,4月下旬至5月上旬生长迅速。5月中旬开花,开花期约2030天。草麻黄为单性花,雌雄异株,雄球花多数密集生于老枝成为复穗状,雌球花单生于老枝条腋间或者单生于新枝顶端。麻黄为风媒植物。草麻黄种子成熟期在7月下旬至8月上旬。自然落粒的草麻黄种子,生态环境未破坏,在封闭且充足的水分条件下,能自然衍生后代、并且部分种子当年就出苗。地上发芽,子叶2片,线形,长34厘米,宽约1毫米。先端钝,深绿色,上面有小沟槽。幼茎中空,有棱角,粗糙。初生叶鳞形,椭圆状披针形。对生,小,无柄,苍白绿色,以后变褐色。

麻黄的根部、花、假浆果(肉质苞片)和种子均不含麻黄碱;新生幼枝的生物碱含量很低;随着植物年龄增长,茎中麻黄碱含量逐渐增加,根据检测,在天然麻黄的麻黄碱积累过程中,一个生命周期内形成两个高峰期:第一个高峰期在7月中旬花后期形成对月下旬后麻黄进人种子成熟阶段。生物碱的积累处于停滞或下降趋势;第二个高峰期在9月下旬果熟后期形成。

草麻黄随年龄层次不同而麻黄碱含量也有差别;一年生麻黄茎中含碱量0.12%-0.33%,二年生为0.76%,三年生为1.12%,四年生总生物碱稳定在1.20%以上,但不合理的管理水平会降低生物碱含量,导致麻黄达不到药典规定要求;科学的管理,可使麻黄碱含量迅速提高。如鄂托克前旗的栽培麻黄第三年总生物碱含量最高可达到1.5%以上。

麻黄碱的含量及其组成,自原植物品种的不同和生长地区的差异而有较大变化。其中环境的影响主要与海拔高度、温度。光照度以及土壤有关,在相对湿度小、阳光充足的地方可得到品质较好的麻黄草。因此,在人工栽培条件下;提高麻黄碱含量要与因地施肥。因麻黄生长不同阶段施肥、控制灌水量、灌水次数、松土、株行间密度、适宜刈割时间等相应措施配套,才能既提高产量,又提高质量。

三、麻黄的生态学特性。

麻黄是适应性很强的植物,草麻黄喜生于干旱和半干旱沙质土壤,多分布于阳光充足的草原和半荒漠地区;而中麻黄等则生长在条件更为恶劣的荒漠戈壁和石质山地。麻黄可在年平均气温l.1℃一14.7℃下生存,兼有嗜温、耐热、耐寒、不耐水湿的特性,在极端生境条件下有较大的生存概率。就以生存条件较为优越的草麻黄为例,在年平均气温4.28.0℃范围内正常生长发育,在6.0℃一