1、生物碱乌头碱及其衍生物的 研究1乌头属植物的研究乌头属（Aconitum L.）毛茛科多年生、二年生或一年生草本开花植物，本属有250多个种。 乌头属植物药材的主要活性物质是生物碱，近年来已经分离鉴定了900 多种二萜类生物碱，其中从乌头属植物中分离得到的有 400 多种。 201C18二萜类生物碱02C19 二萜类生物碱03C20 二萜类生物碱04双二萜类生物碱 乌头类生物碱大都属于四环或五环二萜类衍生物，都在C18、C19 和C20 位上与一个胺基氮原子相连，按化合物的母核结构可以分为：3 C18二萜碱型生物碱是含量最少的一类二萜类生物碱，可以细分为高乌宁碱（lappacinitines）
2、和冉乌宁碱（ranaconitines）。高乌宁碱和冉乌宁碱的主要差别是C7 位上是否有含氧基团。4 C19 二萜碱型生物碱是从乌头属植物中得到最多的一类二萜类生物碱。按照C7 上有无含氧基团和骨架的差异可以分为：乌头碱型（Aconitines），牛扁碱型（Lycoctonines），7，17-次裂型（7,17-Seco-type），内酯型（Lactone-type），热解型（Pyro-type）和重排型（Rearraged-type）56 相对于C18、C19 二萜碱型生物碱，C20 二萜碱型生物碱骨架复杂多样，大多数都具有环外双键结构。该类生物碱醇胺型生物碱居多，氧化程度低并且取代基较少，
3、部分常与苯甲酸或乙酸形成单酯型生物碱，毒性较低，且在乌头属植物中分布较少。根据骨架差异C20 型二萜型生物碱可分为 7 个类型：阿替生型（Atisines）、维特钦型（Veatchines）、海替定型（Hetidines）、海替生型（Hetisines）、光翠雀碱型（Denudatines）、纳哌啉型（Veatchines）和阿诺特啉型（Anopterines）78双二萜碱型可以看作是两分子的二萜类生物碱缩合而成trichocarpine A trichocarpine B9乌头碱的物理性质分子式：C34H47NO11 六方形片状结晶熔点204旋光度D+17.3水溶液对石蕊呈碱性反应pK 5.
4、88溶于无水乙醇、乙醚和水，微溶于石油醚乌头碱属二元酯类，容易被水解乌头碱为双酯类生物碱，具有麻辣感(1/10000溶液即可产生麻辣感)。10乌头碱的药理作用1、对心血管的作用、对心血管的作用乌头碱具有扩张冠状血管和四肢血管的作用, 在小剂量(未致心室纤颤)时, 就已产生抗急性心肌缺血的作用, 并有明显的常压耐缺氧作用。近年来的相关研究证实:乌头碱是一个钠通道激动剂,它的正性肌力作用也是通过激动钠通道,增加钠离子内流,从而通过反向 Na+ /Ca2+交换使细胞内的钙离子浓度增高,增强心肌收缩力,而达到强心的效果。但迄今没有把乌头碱作为强心药物研究与应用,是由于乌头碱极易引起快速心律失常和室颤的
5、缘故。112、抗肿瘤作用、抗肿瘤作用乌头碱抑瘤及抗肿瘤转移研究始于 20世纪 80年代,药理研究表明,乌头有抗癌作用。用中药乌头提取精制的乌头注射液进行动物和胃癌病人的临床研究表明, 肌注乌头注射液 2mL /d (总生物碱 0.18mg)有抑制癌瘤生长和癌细胞自发转移的作用, 临床用于治疗晚期胃癌等消化系统恶性肿瘤均收到一定效果。乌头注射液对肝癌也有 一定疗效,对在体小鼠腹水型肝癌抑制率为 47.8 % 57.4 %,能抑制癌细胞的有丝分裂,临床应用于原发性肝癌,效果较好,可改善临床症状,增加食欲,延长存活期。123、抗癫痫作用、抗癫痫作用 乌头碱如拉普乌头碱，6一苯基异叶碱、1一苯基欧乌头
6、碱和美沙乌头碱都能抑制实验性诱导的癫痫症，拉普乌头碱已经显示能抑制癫痫发作时随后的组峰，这显示了其毒理学活性，而保留它的第一个突触后波峰这表现了其正常的神经活性美沙乌头碱在单一浓度状态下能减弱激发型和自发型癫痫症并可降低癫痫发作的频率、持续时间、幅度134、抗炎作用、抗炎作用动物模型研究表明, 乌头碱有较强的抗炎活性,口服能明显对抗角叉菜胶引起的大鼠和小鼠后踝关节肿, 抑制蛋清、组织胺等致炎剂引起的皮肤渗透性增加,减少受精鸡胚浆膜囊上肉芽组织形成。但临床抗炎效果目前尚无法得到证实。145、免疫抑制作用、免疫抑制作用乌头碱对免疫器官的影响和体液免疫均呈免疫抑制作用。它能对T细胞及其亚群产生抑制作
7、用，从而影响B细胞功能。且这种抑制作用是可逆的,停药后完全恢复正常状态。156、局麻作用、局麻作用乌头碱能刺激局部皮肤粘膜的感觉神经末稍，先兴奋产生瘙痒与灼热之感，继以麻醉、丧失知觉。乌头碱对神经肌肉接头活动和神经干复合电位首先是阻遏兴奋神经末稍的传导，高浓度下也可使神经干完全丧失兴奋和传导冲动的能力。165/14/2022177、镇痛作用、镇痛作用具有显著的镇痛作用，临床上用于缓解癌痛，尤其适用于消化系统癌痛；外用时能麻痹周围神经末梢，产生局部麻醉和镇痛作用。18构效关系1、镇痛活性的构效关系、镇痛活性的构效关系 二萜生物碱的镇痛活性与中枢神经系统细胞膜的Na+通道有关，具有镇痛活性的主要是
8、C18及C19型二萜生物碱，且双酯型的镇痛活性最强，单酯型其次，胺醇型最弱，8位、14位酯基对活性的影响很大。有研究通过对乌头碱、3-乙酰乌头碱和草乌甲素的镇痛活性比较发现，3位羟基的引入使镇痛活性增大，同时也使毒性增大，而此羟基乙酰化后又可降低其毒性，即3位羟基乙酰化可提高此类生物碱的镇痛指数。C-14 位连接芳酰基或芳酯基的镇痛活性强于 C-4 位连接芳酯基的活性，且芳香环的 C-5 位的反应活性系数对于镇痛活性来说是一个最重要的因子。C18和 C19型二萜生物碱的镇痛作用的必需基团为: A 环的三价N; C-8 位的乙酰氧基或乙氧基取代; C-14 位的芳基取代; D 环处于饱和状态，且
9、3-羟基或5 位羟基能增强化合物的镇痛活性。192 、抗炎活性的构效关系、抗炎活性的构效关系 乌头在中医上长期被用于治疗关节炎等，其抗炎机制可能与抑制炎证介质组胺、5-HT 等有关。有实验表明，乌头碱、中乌头碱、次乌头碱煎煮后的水解产物苯甲酰乌头碱、苯甲酰中乌头碱、苯甲酰次乌头碱具有显著的抗炎活性，水解产物的抗炎活性强于原型乌头碱，且具有抗炎活性的滇乌碱结构中 C-8 位也含有乙酰氧基。因此，对于 C19-型二萜生物碱来说，其抗炎活性可能与 C-8 位乙酰氧基有密切的 关系。且与乌头碱相比，C-8 位有长链酯基取代的衍生物毒性也会降低。 203、局部麻醉的构效关系、局部麻醉的构效关系研究认为，
10、在 C-14 位连芳酯基最具局部麻醉作用，而 C-4 位连接芳酯基活性相对较弱。 此外，乌头型生物碱的局部麻醉活性的 ED50 与分子量、核-核之间的排斥能量、空间的能量等具有显著地联系，其中分子量是最重要的结构参数，与其正相关，其次是芳香环上 C-5及 C-2的反应活性指数，与其负相关。 214、对运动神经和颈上神经节的作用、对运动神经和颈上神经节的作用C-18 位的苯甲酸酯基上的苯甲酸酯上的邻甲基丁二酸内酰胺基对受体亲和力影响很大，若离去或开环都会使活性显著降低，C-7、C-8 位的偕羟基对活性影响较弱。C-18 上的酯基影响着生物碱与 Ach 能 N 受体在神经肌肉结合处突出的亲和力，若
11、失去则毒性及效力均大大降低。22乌头碱的毒性乌头属的二萜生物碱的毒性主要表现为神经毒性、心脏毒性和细胞毒性。乌头碱首先兴奋 麻痹感觉神经和中枢神经，其次是兴奋胆碱能神经和呼吸中枢而出现一系列胆碱能神经 M 样和 N 样症状，最后则由于呼吸麻痹和中枢抑制而导致机体死亡; 心脏的毒性是其对钠通道的激动作用，严重的心律失常、室颤以及猝死是乌头碱导致心肌兴奋性增高、促进膜去极化而产生异位节律的结果。但是，正因为二萜生物碱的细胞毒性，一些二萜生物碱表现出了抗肿瘤活性。23在临床上毒性反应的表现: 消化系统主要表现为恶心、呕吐、流涎、腹痛、肠鸣、腹泻，严重者可出现大小便失禁; 循环系统表现为面色苍白，唇青
12、肢冷或大汗淋漓，心慌胸闷，心率缓慢或节律紊乱，血压下降以致休克如不及时治疗易引起死亡; 神经系统轻者口、舌发麻，四肢麻木，皮肤感觉先减退后消失，伴有头晕，头痛、烦躁; 重者全身发硬，四肢抽搐，语言及神志不清，呼吸先加快后减慢，直至麻痹。24乌头属二萜生物碱的毒性与结构之间的构效关系主要有几个方面: 结构类型: 乌头碱型双酯碱 牛扁碱型酯碱 乌头碱型单酯碱 C19-及 C20-醇胺型碱 内酯型碱。 且双酯型生物碱的毒性与4、 8 和14 位的酯基有关，C-14-OBZ是乌头碱的主要毒性基团，C-8-OAC 也发挥了重要作用。取代基的数目:乌头碱型酯碱中，含氧取代基多的毒性大于含氧取代基少的，且羟
13、基酯化后毒性有所降低，并与酯化程度成反比。取代基位置: C19型乌头碱中， 3 位羟基的消除或酯化比15 位羟基的消除使毒性下降更为明显。二萜生物碱的分子量越大、疏水性越强、氮原子形成分子内氢键的能力越强其毒性越小。 25正是由于乌头属二萜生物碱的毒性，若想将其应用于临床，首要问题是消除其毒性。 中药炮制学教材中记述的双酯型乌头碱的水解过程是，通过加水，加热处理，使极毒的双酯型乌头碱位上的乙酸基水解（或分解），失去一分子醋酸，得到相应的苯甲酰单酯型，其毒性为双酯型乌头碱的1/50 1/100；再进一步将位上的苯甲酰基水解（或分解），失去一分子苯甲酸，得到亲水性氨基醇类乌头原碱，其毒性仅为双酯型
14、乌头碱的1/2000 1/4000。另一个过程可能是由于在炮制过程中脂肪酰基取代了上的乙酰基，生成脂碱，从而降低了毒性。2627乌头碱的衍生物虽然乌头碱有很多的生理活性，但由于其极强的毒副作用，并不能将其应用于临床。研究发现，乌头碱型二萜生物碱的基本结构骨架和其药理活性密切相关，而侧链的改变将引起活性和毒性大小的改变。3位羟基的引入使镇痛活性增大,毒性也增大而羟基乙酰化可降低毒性和镇痛活性,但后者的下降幅度较小而加大了治疗指数。同时发现,8位、14位酯基的改变对活性和毒性的影响也很大,具有8、14位双酯的乌头碱毒性最大,而水解掉一个酯基变成单酯基化合物则毒性大大降低而镇痛活性下降不多。同时氮原
15、子的状态可能也会对镇痛活性有所影响。28药理实验证明具有较强的中枢镇痛作用。它主要是通过阻滞电压依从性的钠离子通道,抑制神经传导,抑制突触前膜对去甲肾上腺素的重摄取,使突触间的去甲肾上腺素增加,从而抑制传入纤维物质的释放,而发挥镇痛效应。抗炎消热，对多种炎症模型导致的毛细血管通透性增高及渗出，肿胀等有明显的抑制作用和增强肾上腺皮质功能的作用。同时，可以抑制毛细血管通透性，消除耳廓、足趾、关节、下肢肿胀、抑制球内芽肿形成。高乌甲素（拉巴乌头碱或刺乌头碱 ）29增强免疫力：能刺激网状内皮细胞增生，增强白细胞和单核巨噬细胞的吞噬能力，从而提高免疫力作用持久，高乌头的麻醉异构体有较强的由深层至浅层的麻醉作用，临床证明局部麻醉作用等同于可卡因；神经传导阻滞作用是可卡因的5.25倍，是普鲁卡因的13倍；浸润麻醉作用远远强于普鲁卡因和可卡因降温消热，对各种发热有显著的解热作用，临床证实解热作用优于氢基比林，其降温作用等于阿司匹林等西药。高度安全性，具有高安全性，无成瘾性、致突变和致癌作用，对免疫系统也无蓄积、刺激，变态反应以及毒性作用。经临床应用证明，在规定的用法与用量范围内无一例中毒病例发生。30谢谢315/14/202232
