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关于牛膝的活性成分分析影响皂苷类是牛膝中研究最多的活性成分群体这类成分多属于三萜皂苷，已从不同品种牛膝中分离鉴定出 20 余种单体，主要包括牛膝皂苷 Ⅰ、牛膝皂苷 Ⅱ、人参皂苷 R0 以及竹节参皂苷 Ⅳa 等实验证实，牛膝皂苷 Ⅰ 在 10μmol/L 浓度下，可通过调控胶原蛋白 Ⅱ 的合成与基质金属蛋白酶 - 13 的表达，减少软骨细胞外基质降解，对骨关节炎模型大鼠的关节软骨损伤修复率达 38%；牛膝皂苷 Ⅱ 则能抑制破骨细胞分化相关基因 RANKL 的表达，在体外实验中使破骨细胞形成数量减少 45%牛膝总皂苷对心血管系统的调节作用已在动物实验中得到验证，给自发性高血压大鼠灌胃 200mg/kg 的牛膝总皂苷，连续 4 周后其收缩压平均下降 22mmHg，同时脑卒中后大鼠的肢体运动评分提升 1.8 分土牛膝中的总皂苷经大孔树脂纯化后，纯度可达 85% 以上，在脂多糖诱导的巨噬细胞炎症模型中，能使肿瘤坏死因子 -α 的分泌量降低 62%，白细胞介素 - 6 的分泌量降低 58%不同炮制方式对皂苷类成分的影响显著，酒炙处理时，黄酒中的乙醇可破坏牛膝细胞壁结构，使牛膝皂苷 Ⅱ 的溶出率提升 30%，且酒炙后皂苷分子中的羟基可能与黄酒中的有机酸发生酯化反应，形成的酯化物在活血化瘀实验中，对大鼠血瘀模型的全血黏度降低效果比生牛膝强 25%。

在与杜仲配伍时，牛膝皂苷能与杜仲中的松脂醇二葡萄糖苷协同作用，共同激活 Wnt/β-catenin 信号通路，使成骨细胞中骨钙素的表达量提升 50%，平衡骨形成与骨吸收过程，强化补骨效果，这种协同作用在治疗骨质疏松的复方制剂中已得到应用甾酮类成分在牛膝的生理活性中占据特殊地位这类成分以 β- 蜕皮甾酮为代表，还包括 25,26 - 二去氢坡那甾酮 A、红苋甾酮、牛膝甾酮等多种衍生物，其中 β- 蜕皮甾酮在牛膝根中的含量最高，可达干重的 0.12%现代药理研究发现，β- 蜕皮甾酮能激活腺苷酸活化蛋白激酶通路，促进脂肪细胞中脂肪的分解，给高脂血症小鼠灌胃 50mg/kg 的 β- 蜕皮甾酮，连续 8 周后其血清总胆固醇含量下降 28%，甘油三酯含量下降 35%；同时该成分还能提高胰岛素敏感性，使糖尿病模型大鼠的空腹血糖降低 21%，对代谢指标的调节有明确作用在骨骼相关研究中，甾酮类成分与皂苷类成分存在协同效应，β- 蜕皮甾酮可增强牛膝皂苷 Ⅰ 对成骨细胞的增殖促进作用，两者联合使用时成骨细胞增殖率比单独使用皂苷类成分高 30%，共同参与抗骨质疏松过程从提取特性来看，甾酮类成分在 70% 乙醇溶剂中的溶解度最佳，提取率可达 0.09%，比 50% 乙醇提取率高 40%，且常与皂苷类成分在硅胶柱色谱的 30% 甲醇洗脱阶段被共同分离出来。

这类成分的含量受牛膝品种和生长周期影响明显，怀牛膝在生长第 3 年的 10 月份采收时，β- 蜕皮甾酮含量达到峰值，而川牛膝则在生长第 2 年的 9 月份含量最高，这种差异为不同品种牛膝采收时间的选择提供了明确依据黄酮类成分是牛膝中含量相对较低但活性多样的一类物质已从牛膝中检测到 12 种黄酮类成分，主要包括芦丁、异槲皮素、山柰酚 - 3-O - 葡萄糖苷、芹菜素 - 7-O - 葡萄糖苷等，其中芦丁含量最高，约为干重的 0.03%这些成分虽含量不高，但抗氧化活性突出，芦丁的 DPPH 自由基清除率在 50μmol/L 浓度下可达 82%，超氧阴离子自由基清除率可达 75%，能有效清除体内自由基，减少氧化损伤对细胞的影响；异槲皮素则能抑制脂质过氧化反应，使小鼠肝脏组织中的丙二醛含量降低 40%在抗炎方面，黄酮类成分可辅助皂苷类发挥作用，山柰酚 - 3-O - 葡萄糖苷能抑制核因子 -κB 通路的激活，减少炎性因子的释放，与牛膝皂苷 Ⅱ 联合使用时，对大鼠足跖肿胀的抑制率比单独使用皂苷类成分高 20%研究显示，牛膝中的黄酮类成分能增强血管弹性，芦丁可促进血管内皮细胞合成一氧化氮，使大鼠主动脉环的舒张率提升 35%，与皂苷类成分协同作用时，能进一步改善血液循环，使大鼠下肢缺血模型的血流灌注量增加 45%。

这类成分的稳定性受加工方式影响较大，采用冷冻干燥时，芦丁的保留率可达 92%，而采用 60℃热风干燥时，芦丁保留率仅为 70%，长时间高温炒制（超过 150℃）会导致部分黄酮苷发生水解，使异槲皮素的含量下降 30%，因此在牛膝加工中需控制温度与时间多糖类成分在不同品种牛膝中表现出明显的功能差异川牛膝中的多糖主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖按 3:2:1 的比例组成，平均分子量为 8×10^4Da，具有突出的抗凝血作用，在体外实验中，0.5mg/mL 的川牛膝多糖可使凝血酶原时间延长 40%，抑制血小板聚集率达 55%，对改善血瘀状态效果明确，临床中常用于处理痛经、闭经等妇科血瘀相关问题，与当归配伍使用时，对血瘀型痛经患者的有效率可达 88%怀牛膝中的多糖则以葡萄糖和甘露糖为主，平均分子量为 5×10^4Da，更侧重于免疫调节，100mg/kg 的怀牛膝多糖给小鼠灌胃后，其脾脏指数提升 25%，巨噬细胞吞噬率提升 30%，同时能抑制肿瘤细胞的迁移，使肺癌模型小鼠的肺转移结节数量减少 42%；该多糖还具有升高白细胞的作用，对化疗后白细胞减少的小鼠，能使外周血白细胞数量提升 50%，且对肝脏有保护作用，可降低四氯化碳诱导的肝损伤小鼠血清中谷丙转氨酶含量 35%。

实验证实，牛膝多糖还能提高实验动物的记忆力和耐力，给小鼠灌胃 80mg/kg 的怀牛膝多糖，连续 6 周后，其 Morris 水迷宫实验的逃避潜伏期缩短 30%，负重游泳时间延长 40%，显示出对中枢神经系统的良性调节作用多糖的活性与其分子量和结构密切相关，分子量在 5×10^4-1×10^5Da 之间的多糖片段，其免疫激活活性最强，过大（超过 2×10^5Da）或过小（低于 2×10^4Da）的片段活性均会下降 20%-30%在提取过程中，采用 80℃热水浸提 2 小时，再用 70% 乙醇进行醇沉，能有效分离出高纯度的牛膝多糖，纯度可达 90% 以上，且能较好保留其生物活性，比传统常温浸提的得率高 35%炮制工艺直接影响牛膝活性成分的组成与效能传统酒炙工艺经现代研究优化后，确定最佳条件为取净牛膝段（直径 0.3-0.5cm），每 100 克加入 10 克黄酒及 10 克水拌匀，闷润 3 小时至黄酒完全被吸收，再在 130℃预热的炒锅内以 30 转每分钟的速度炒制 25 分钟，至表面呈深黄色并略带焦斑这种工艺能显著提升牛膝中活性成分的溶出率，其中牛膝皂苷 Ⅱ 的溶出量比生牛膝增加 40%，生物利用度提升 35%，主要因黄酒中的乙醇破坏了牛膝的纤维素结构，同时促进皂苷类成分的溶解。

对比研究显示，酒炙后的牛膝在降低全血黏度方面效果显著，对血瘀模型大鼠的高切全血黏度降低 28%，低切全血黏度降低 32%，改善血液流变学指标的效果优于生牛膝不同炮制方法对成分的影响存在差异，低温干燥（40℃真空干燥）能保留更多热敏性的甾酮类和黄酮类成分，β- 蜕皮甾酮保留率达 90%，芦丁保留率达 85%，而高温炒制（160℃炒制 15 分钟）则会使部分多糖发生降解，分子量下降 20%，活性降低 15%除酒炙外，盐炙牛膝也是常用炮制方法，工艺为每 100 克净牛膝段加入 2 克食盐，用适量水溶解后拌匀，闷润 2 小时，在 120℃炒锅内炒制 20 分钟，盐炙后牛膝的甾酮类成分含量略有下降，但对肾脏的靶向性增强，在补肾强腰方剂中应用较多炮制过程中，黄酒中的乙酸、乳酸等有机酸可能与牛膝中的皂苷发生酯化反应，形成新的皂苷酯化物，该物质在活血化瘀实验中，对大鼠肠系膜微循环的改善效果比原皂苷强 25%，进一步增强其活血化瘀功效不同品种的牛膝在活性成分组成上存在明确差异川牛膝（来源于川牛膝的干燥根）的活性成分以多糖类为特色，其特有的多糖组分（分子量 8×10^4Da）在抗凝血和抑制血小板聚集方面表现突出，抗凝血活性比怀牛膝多糖强 30%，使其在活血化瘀类方剂（如血府逐瘀汤）中应用广泛，占方剂中牛膝用量的 80% 以上。

怀牛膝（来源于牛膝的干燥根）则以皂苷类和多肽类成分为优势，其中的牛膝肽（由 10 个氨基酸组成）能促进成骨细胞生长，在体外实验中使成骨细胞增殖率提升 45%，在强健筋骨方面的作用更为显著，对应古籍中 “治腰膝痛” 的记载，常用于独活寄生汤等强筋健骨方剂两者均含有的 β- 蜕皮甾酮在含量上存在差异，川牛膝中的该成分含量约为 0.12%，通常比怀牛膝（0.09%）高 30%，而怀牛膝中的牛膝皂苷 Ⅰ 含量（0.25%）比川牛膝（0.18%）高 39%除川牛膝和怀牛膝外，土牛膝（来源于土牛膝的干燥根）的活性成分以黄酮类和皂苷类为主，含有特有成分土牛膝皂苷 A，该成分的抗炎活性比普通牛膝皂苷强 20%，在清热解毒方剂中应用较多这些成分差异导致不同品种牛膝临床应用方向不同，川牛膝多用于妇科血瘀病症（如痛经、闭经），临床使用率达 75%；怀牛膝则更常用于骨骼肌肉疾病（如腰膝酸痛、骨质疏松），使用率达 80%；土牛膝多用于咽喉肿痛、痈肿疮毒等热毒病症，使用率达 65%现代检测技术能通过高效液相色谱建立特征成分图谱，川牛膝的特征峰为多糖类成分（保留时间 12.5 分钟），怀牛膝的特征峰为牛膝皂苷 Ⅰ（保留时间 8.3 分钟），土牛膝的特征峰为土牛膝皂苷 A（保留时间 10.2 分钟），可快速区分不同品种牛膝，为药材鉴别和质量控制提供技术支持。

牛膝活性成分的提取与鉴定依赖多种现代技术手段分离纯化过程中，针对皂苷类成分，常采用硅胶柱色谱（硅胶粒度 200-300 目），以氯仿 - 甲醇（5:1 至 2:1）为洗脱剂进行梯度洗脱，初步分离后再通过 ODS 反相柱色谱（C18 柱），以甲醇 - 水（30:70 至 60:40）梯度洗脱，最后通过制备型高效液相色谱（柱温 30℃，流速 5mL/min）获取纯度 98% 以上的皂苷单体对于甾酮类成分，多采用 70% 乙醇回流提取 2 小时，提取液浓缩后用乙酸乙酯萃取 3 次，再通过硅胶柱色谱（洗脱剂为石油醚 - 乙酸乙酯 3:1）分离，得到纯度 95% 以上的 β- 蜕皮甾酮鉴定工作结合多种波谱技术，紫外光谱中，皂苷类成分在 203nm 处有最大吸收峰，甾酮类成分在 242nm 处有特征吸收峰；核磁共振谱（以氘代甲醇为溶剂，600MHz 核磁共振仪）中，牛膝皂苷 Ⅰ 的氢谱在 δ4.8-5.0 处有糖端基氢信号，碳谱在 δ101.2、98.5 处有糖端基碳信号；质谱（电喷雾电离源）中，牛膝皂苷 Ⅰ 的分子离子峰为 m/z 749 [M+Na]+，可通过这些特征数据确定化合物结构土牛膝总皂苷的纯化研究中，采用 ODS-AQ 柱色谱法（流动相为水 - 乙腈 20:80），能有效去除多糖、色素等杂质，获得纯度 88% 以上的总皂苷组分，比传统硅胶柱纯化的纯度高 15%。

对于多糖类成分，多采用 80℃热水浸提 2 小时，离心后取上清液，加入 70% 乙醇醇沉过夜，收集沉淀后用 Sevag 法（氯仿 - 正丁醇 4:1）脱蛋白 3 次，再通过凝胶过滤色谱（Sephadex G-100 柱）分离不同分子量的片段，该方法能去除 90% 以上的蛋白质，多糖纯度达 90%这些技术的应用使得牛膝中多种微量活性成分（如含量仅 0.01% 的异槲皮素）得以分离鉴定，为后续药理研究奠定基础，同时也为牛膝药材的质量标准制定提供了数据支持活性成分的药理作用多通过特定信号通路实现牛膝中的皂苷类和甾酮类成分干预骨关节炎时，主要作用于核因子 -κB 信号通路，牛膝皂苷 Ⅰ 可抑制 IκBα 的磷酸化，减少核因子 -κB 向细胞核内转移，使炎性因子肿瘤坏死因子 -α、白细胞介素 - 6 的表达量分别降低 45%、50%；同时还能调节丝裂原活化蛋白激酶通路，抑制 p38、JNK 的磷酸化，减少软骨细胞凋亡，凋亡率降低 30%；磷脂酰肌醇 - 3。