李玉平，武 煊，李小桥

（重庆市动物疫病预防控制中心，重庆 401120）

中草药是我国宝贵的医学财富，其应用中医学扶正祛邪的治疗原则和现代医学整合调整理论，重在调节机体自身免疫力，使得机体免疫功能恢复平衡，并且可以降低抗生素和其他化学合成药物的残留和细菌产生抗药性的几率，同时，其来源广泛、毒性低、副作用小，目前被广泛应用于畜禽业养殖中。

研究表明，中草药有效成分的发挥，不仅与所含有机成分有关，而且与其所含微量元素的种类和含量有关[1-2]。因此，研究和开发中草药微量元素具有重要的意义，可为传统的药理、毒理及药品的分类提供依据，为改造和创造新药提供一定的信息和基础，对鉴别药品的真伪、中草药的种植与综合利用开发提供指导。本文从中草药微量元素研究的必要性以及微量元素相关方面的研究现状进行概述，结合中草药以及微量元素在畜牧业中的应用，对其存在问题和前景进行进行了探讨。

1 中草药微量元素研究的必要性

1.1 有利于药物开发

机体缺乏某些微量元素会引起代谢紊乱、生理功能异常，甚至导致某些疾病的发生，但有研究发现，微量元素对机体的某些疾病也有很好的改善和治疗作用。有研究显示，糖尿病与微量元素之间具有高度相关性，微量元素可直接调整葡萄糖的自稳态。微量元素的缺乏可导致机体正常的葡萄糖耐量受损，从而导致糖耐量降低甚至发生糖尿病，中草药中含有丰富的微量元素，可维持体内微量元素平衡，进而对糖尿病的预防和治疗有重大意义[3]。郭毅等将64名血糖控制不满意T2DM患者分为富含微量元素中草药煎组和不添加组，结果表明，对于药物治疗血糖难以控制的T2DM，用富含微量元素中草药煎剂，可以起到较好的控制血糖作用，这可能与微量元素具有修复胰岛B细胞的功能，增强胰岛素受体的活性等作用有关[4]。张磊艺等研究了微量元素铬对大鼠糖脂代谢的影响，结果显示，有机铬可降低血糖、血清总胆固醇、低密度脂蛋白和甘油三酯，升高高密度脂蛋白，能改善糖尿病大鼠糖脂代谢[5]。

1.2 有利于进行中草药品质鉴定

由于中草药中所含的微量元素与中草药质量有密切的关系，故可以通过对中草药微量元素的测定分析或经过含量的比较来区别天然品和人工栽培品，正品与伪品，也用于地道药材产地的鉴别。姜华等测定了不同产地柴胡中微量元素钙、镁、铁、铜、锌的含量，结果表明，不同产地柴胡中富含的钙、镁、铁、铜、锌等微量元素的含量有所差异，为鉴别药材的产地特征提供了依据[6]。单静颖等为正确区分野生防风与栽培防风，通过用原子吸收分光光度法对防风中的5种微量元素进行含量测定，结果显示，野生防风与栽培防风之间微量元素的含量具有差异，可以得出野生防风优于栽培防风[7]。蔡立鹏等测定了7产地人参、6产地鹿茸和4产地冬虫夏草中的P、B、Zn、Fe、Ca、Mn、Na、Cr、Mg和K 10种元素的含量，并比较了K与Na、Ca与Mg、Zn与Cu、Fe与Mn、P与B的含量比例关系，结果表明，不同产地人参、鹿茸和冬虫夏草的10种元素的5个比例值存在极显著差异（P＜0.01），此结果可用来鉴定是否为原产地人参，鹿茸及冬虫夏草，便于鉴定保健中草药的优劣[8]。

1.3 有利于开展具有美容效果的中草药研究

随着社会的发展和生活水平的提高，人们逐渐发现药物在美容领域里具有广泛的应用，尤其是毒副作用小的中草药，通过对具有美容作用的中草药微量元素的测定和分析，从而加强对美容中草药的开发和利用。苟改仙等选用几种经临床使用后对皮肤有消除色素沉着斑和炎症，减少皱纹，延缓衰老，使皮肤洁白细嫩等功效的当归、川穹、黄连、黄芩、黄芪、地龙、野菊花和珍珠粉8种中草药，对这些中草药采用等离子体发射光谱法测定其微量元素，得出这几种中草药中含有丰富的微量元素，如 Mn、Cr、Ni、Mo、Cu、Fe、Pb、Sr、Ba等[9]。王秀萍等测定13种美容中草药，即芦荟、黄芪、党参、人参、白术、山药、甘草、当归、何首乌、熟地、枸杞子、桑葚、五味子的微量元素含量，得出13种中草药中含有丰富的有美容作用的微量元素，含量由高至低顺序依次为Mg＞Ca＞Fe＞Mn＞Zn ＞Cu ＞Se[10]。

1.4 有利于中草药的开发

民族药是指各少数民族用于防治疾病的天然药物，通过对一些民族中草药中微量元素的测定和分析，可以为这些中草药的利用开发提供一定的理论依据，便于更好的探索这些中草药的质量和药用价值。牛迎风等通过测定7种藏药材镰形棘豆、珠芽蓼、绿绒蒿、甘青青兰、夏至草、细果角茴香、花锚中8种微量元素钙、铜、铁、锰、锌、钾、镁和钠的含量，结果表明，这7种藏药材中含有较丰富的钾、镁、钠，而且这几种藏药中钙、铜、铁、锰、锌、钾、镁和钠的含量有差异，为这7种藏药材的合理药用提供了可靠依据[11]。韦薇等对彝药三棵针进行了微量元素的分析测定，结果表明，中草药材中含有丰富的常量元素Ca、Mg、P、S和微量元素Fe、Zn、Cu、Mn，测定出的这些元素表明，其存在将有利于清热解毒的功效发挥，即其含量与药理作用之间的相关性[12]。此外，测定中草药中的微量元素还有一些方面的应用，如通过对单味中草药与复方制剂中微量元素的测定来研究中草药的组方、药效和作用机理及临床用药，便于寻找一些具有较好疗效的医药组方。通过对一些具有食用价值的中草药进行微量元素的测定，便于检出有害元素，来加强食品质量安全的监测等。

2 中草药微量元素的研究现状

2.1 含量

不同产地的同一中草药、同一中草药的不同药用部位及其不同生长期所含的必需微量元素及其含量是不同的，而且对同一中草药在不同的采收期或采用的炮制方法不同，也都会引起中草药中微量元素发生改变。程存归等对同属不同种菊科植物杭白菊及野菊中的 Ni、Zn、Mn、Cu、Mg、Fe、Ca和Pb等无机元素进行了分析测定，结果显示，杭白菊中的Ni、Zn、Fe、Pb含量较高，而野菊花的Mn、Ca含量较高[13]。谭明雄等对广西中草药白花丹根、茎、叶3个部位的20种微量元素进行测定，结果显示，白花丹中含有多种常量元素和微量元素，而且各元素的含量在白花丹的根、茎、叶中分布不同，如 Na、K、Ca、Zn、Fe、Mn、Sr、Cu、Co等在叶中含量最高，根次之[14]。刘成林等测定了5个不同产地的中草药材牛膝中微量元素的种类和相对含量，结果表明，不同产地的牛膝样品中所含微量元素的种类基本相同，但是其相对含量有明显的差异，此外，牛膝中K的含量最多，Ca、Fe、Cu、Zn等含量次之，钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、Mn、镍（Ni）和硒（Se）的含量较少。而且不同产地样品的中心区域和边缘区域微量元素的相对含量及其变化规律也是不相同的，在样品微量元素的总量中所占的比例也是不相同的[15]。

2.2 存在形态

中草药的药效不仅与中草药中所含微量元素的含量有关，而且与微量元素的存在形态也具有密切的相关性。微量元素存在状态不同，呈现出的药理作用也不同。中草药中微量元素的形态研究的内容有：微量元素在原生药中的存在形态，中草药煎出液中的存在形态，中草药各种制剂（如针剂、酊剂、浸膏、胶囊）中的存在形态，同种微量元素在不同中草药及中成药、各种制剂中存在的状态以及被人体吸收过程中的存在形态等。杨恒锐等结合鱼腥草的药效，采用原子吸收光谱法对其中Mg的分布及存在形态进行了研究，发现鱼腥草中的微量元素Mg含量丰富，而且大部分Mg的结合形态为阳离子形态，能溶于水，而Mg可能是鱼腥草的药用有效成分之一[16]。郭春梅等结合香青兰中的药效，对所含的Cu、Zn、Mn、Fe、Mg、Ni的含量和形态进行了分析，结果表明，Cu、Zn、Mn、Fe、Mg、Ni是各以某种形态为主的多种形态共存的混杂体系，而且其水煎液中Mg含量最高达713.7μg·g-1，可溶态含量及其百分率则分别为608.0μg·g-1和85.2%[17]。潘秀红等采取中草药常用煎煮方法对当归、黄芪及当归补血汤中Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Sr和Zn进行提取；用传统方法分离出可溶态、不溶态、有机态和无机态[18]。

2.3 药效

中草药的药效与中草药中所含微量元素的含量高低有关，某些中草药中微量元素含量的高低对中草药的药理作用有一定的作用。范文秀等通过测定临床上常用的30种清热中草药中Mg、Ca、Fe、Zn、Mn、K、Cr、Cd、Pb、Cu含量，结果显示，30种清热中草药中对人体有益的微量元素含量丰富，大部分清热中草药中K与Cu含量丰富，不同药物中元素含量有所差异，清热解毒药中K、Mg含量高于其他中草药，清热泻火类中草药Zn、Mn含量高于其他中草药[19]。李龙等测定了抗病毒类中草药板蓝根、金银花、鱼腥草中Fe、Cu、Zn的含量，结果表明，3种抗病毒类中草药中Fe含量相对较高，Zn含量次之，Cu含量相对较低，铁是人体血液中交换与输送所必需的一种元素，也是生物体内许多氧化还原体系所必需的[20]。刘利等测定了祛寒类中草药香加皮、伸筋草、丝瓜络中Fe、Mn、Zn的含量，结果表明，3种祛寒类中草药中Fe含量相对较高，Mn含量次之，Zn含量相对较低，3种祛寒类中草药中铁含量较丰富，铁是维持生命活动所必需的微量元素之一，是血红蛋白、肌红蛋白、细胞色素及其他酶系统的主要成分，并帮助氧运输，促进脂肪氧化[21]。桂肖林等通过测定大黄、郁李仁、枳实、杏仁4种具清热润肠功效中草药Mn、Cu的含量，结果表明，4种典型的清热润肠中草药中Mn、Cu含量存在差异[22]。

2.4 处理方法

试样的前处理，是确保分析结果准确可靠的先决条件。常用的消化处理方法有传统酸消化法、灰化法及微波消化法。通过不同消化方法对中草药材微量元素测定结果的影响，可进一步为中草药中微量元素测定的前处理方法提供试验依据。陈晖等采用干法灰化、湿法消解、微波消解法对西北9种道地药材进行消解，再用火焰原子吸收法测定各药材中Fe、Mn、Cu、Zn、Mg、Ca的含量，结果显示，同一样品的预处理方法不同，测得的结果有较大差别，微波消解效率最高，其次是干法灰化和湿法消解[23]。陈则永采用干法和湿法处理中草药样品，进而比较不同消化方法对样品中微量元素含量测定结果的影响，结果表明，所测中草药中含锌、铜、锰、铁、铅和镉的数值较高，并且表明湿式消化法优于干式灰化法[24]。叶大林等采用微波消解7种抗癌中草药，再用火焰原子吸收法测定其中 K、Na、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu、Cr 8种元素，进而探讨微波消解试剂和消解条件，结果表明，该法准确、快速、简便，8种金属元素的检出范围为0.006～0.035 g·mL-1；线性关系良好，相关系数r=0.999 0；回收率为96.00%～103.98%；RSD＜2%[25]。

2.5 含量测定方法

目前，对微量元素的测定方法有化学分析法、分光光度分析法、原子光谱分析法和电化学分析法等，通过对微量元素检测方法的不断研究，筛选出操作简单、分析速度快、线性范围广、灵敏度低的方法，可有效提高微量元素的含量，同时可以减少微量元素的严重损失。闫清华用微波消解法对清热解毒类中草药样品进行消化，以电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-AES）检测样品中Cu、 Fe、 Zn、 Mn、 Na、 K、 Ca、 Mg、 Cr、 Ni、Pb、Se、As、Cd的含量，结果表明，这些中草药中含有丰富的对人体有益的常微量元素，同时采用微波消解技术和ICP－AES相结合检测常微量元素具有省时、省力、环境污染小、测定结果快速准确等优点[26]。曹志源等采用离子体发射光谱法（ICP-OES）对10种中草药中的18种微量元素Al、As、 B、 Ba、 Ca、 Cd、 Cr、 Cu、 Fe、 Mo、 Mg、Mn、Na、Ni、P、Pb、Sr、Zn 进行测定，结果表明，除As、Cd、Mo、Pb外，各元素相对标准偏差（RSD）＜5%，各元素的加标回收率为95%～106%[27]。孙桃用火焰原子吸收光谱法测定了金银花、黄柏、生地、蒲公英、连翘、板蓝根、车前草、决明子等清热解毒类中草药中的铜、锌、锰、钙、镁、铁6种微量元素，结果表明，清热解毒中草药中钙、镁、铁含量较为丰富，加标回收率为97.28%～101.4%，RSD为0.81%～1.73%[28]。

3 中草药和微量元素在畜牧业中的应用

3.1 中草药在畜牧业中的应用

随着畜牧业上动物疾病的不断增多，长期使用化学药物可使病原产生耐药性，且药物毒副作用大，导致肉蛋奶中草药物残留量高，影响了人类的健康。而且目前多数畜禽传染病多为病毒性疾病，化学药物对其治疗效果不佳。许多中草药具有抗菌、抗病毒、抗真菌、提高机体免疫力等作用。冯翠兰用两个复方制剂对人工感染肠炎沙门氏菌的病鸭作治疗保护试验，结果显示“肠炎康1号”高、中、低3个剂量组和“肠炎康2号”高剂量组及氟甲砜霉素对照组对人工感染肠炎沙门氏菌的病鸭均有较好的治疗作用[29]。赵恒章等采用61种单味中草药的水煮液制成浓度为1 g·mL-1的溶液，对从发病猪的肺脏、淋巴结、血液、关节液等病料中分离鉴定后的致病性链球菌进行体外抑菌试验，结果显示，不同中草药材对致病性链球菌具有不同的抑菌作用，中草药对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌的体外抑菌效果有差异，对革兰氏阴性菌的抑菌作用强于革兰氏阳性菌[30]。胡梅等试验结果表明，板蓝根水提物体外对繁殖与呼吸综合征病毒有显著的直接杀灭作用，连翘、黄芪水提物和黄芪多糖在体外对猪繁殖与呼吸综合征病毒有阻断和抑制作用[31]。陈昌元用黄味中芩、黄柏、大黄、白术、龙胆草等12味中草药煎水，滤液煮豆至干，以药豆喂鸭，3次·d-1，治疗患鸭瘟的病鸭120只，康复92只，有效率达76.7%[32]。

3.2 微量元素在畜牧业中的应用

微量元素是生命科学的组成部分，微量元素对动物新陈代谢和健康起着重要作用，是体内各种酶、激素、维生素等活性物质的重要成分之一，在体内各自发挥着独特的生理作用。微量元素不仅直接影响动物免疫器官的发育，而且对于机体内微生物的生长、繁殖、代谢及毒素的产生也具有十分重要的调控作用。微量元素缺乏将导致机体物质代谢紊乱，引起动物生长发育停滞，内分泌机能紊乱，免疫能力和抗病能力下降，给畜牧业带来巨大损失。邱瑾丽等采用畜禽用多种微量元素注射液和生理盐水组的对比，进行酸性α-醋酸萘脂酶法实验、溶血空斑实验并对血清溶血素抗体（HC50）进行测定，结果显示，即“畜禽用多种微量元素注射液”能显著提高小鼠的免疫功能[33]。张巧娥等研究结果表明，饲粮中添加不同水平的硒，对各个饲养阶段生长育肥猪的日增重、日采食量和饲料报酬无显著影响，但从全期来看，饲粮中添加硒日增重最高，料重比最低，而且肌肉保水性、嫩度较好[34]。

4 存在问题与展望

目前，研究微量元素的具体存在形式与疗效之间关系的资料很少。因此，在以后的研究中应以中草药中的微量元素存在状态为核心，微量元素与有机成分之间的相互作用为基础来进行中草药物种形态与生物活性的研究工作，并同时从分子水平来研究不同微量元素之间的协同或颉颃作用、微量元素与有机成分之间的作用以及微量元素与生物体之间的相互作用。根据中草药有效化学成分的配位化学学说，可以利用中草药中的有机成分和无机成分之间的协同和颉颃作用，从中草药配合物的生物活性去筛选和研制新药。利用中草药中的活性有机成分和微量元素合成配合物，以其生理活性和药理作用来筛选高效低毒的中草药新药。可利用有机成分或微量元素来改造现有的中草药复方，以提高疗效或降低毒副作用。微量元素在调节机体免疫功能方面起着极其重要的作用，其对动物的特异性免疫和非特异性免疫有着积极的影响。而中草药增强机体抵抗力，被广泛的用于作为饲料添加剂以及预防、治疗某些细菌性疾病和病毒性疾病，因此加强中草药及其微量元素之间的相互协同作用机制的研究，确定药物有效成分质控指标，是中草药产业化发展的必然要求，也是畜禽业方面所面临的重要趋势。

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