通草為五加科植物通脫木［tetrapanaxpapyriferus(Hook.)K.Koch］的干燥莖髓,主產(chǎn)于貴州、云南、四川、臺灣、廣西等地,其性味甘、淡、微寒，歸肺、胃經(jīng)。現(xiàn)代藥理研究表明，通草具有利尿、抗炎、解熱作用，同時該類藥物對人體的免疫功能也會產(chǎn)生一定的影響。在臨床應(yīng)用方面，通草類藥物氣寒味淡而體輕，入太陰肺經(jīng)引熱下降而利小便，既通淋，又消腫，尤宜熱淋之小便不利，淋瀝澀痛方面的治療；另外由于本品入胃經(jīng)，使胃氣上達(dá)而下乳汁，且味甘淡，多用于產(chǎn)后乳汁不暢或不下［1］。

現(xiàn)代中醫(yī)藥理論認(rèn)為，中藥藥效不僅同中藥材中的有機成分有關(guān)，而且同其無機微量元素有關(guān)。實驗證明，中藥微量元素不僅影響藥效，有的甚至直接參與作用。因此中藥微量元素含量測定是探索中藥療效機制的物質(zhì)基礎(chǔ)［2–3］。中藥中無機元素的種類和含量受中藥品種和特定生長環(huán)境的影響，來源于不同產(chǎn)地和品種的通草類中藥在無機元素的含量上存在差異，因此無機元素的含量可作為區(qū)分通草類中藥品質(zhì)功效的重要指標(biāo)。筆者以11種通草類中藥中的無機元素Zn，Cu，F(xiàn)e，Mn，Se，Co的含量為指標(biāo)，運用主成分分析和聚類分析對這11種通草類中藥進(jìn)行了分類研究，解釋了這些微量元素與藥材療效之間的相關(guān)性，以期為中草藥的開發(fā)和利用提供科學(xué)依據(jù)和理論基礎(chǔ)。

1實驗部分

11種通草類中藥微量元素數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)［4］，其原始數(shù)值見表1。先將原始數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，以消除由原始變量的量綱不同和數(shù)據(jù)差異過大而對結(jié)果產(chǎn)生的影響，使標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)具有可比性并遵循正態(tài)分布規(guī)律(0，1)。

2結(jié)果與討論

2.1通草類中藥的主成分分析

主成分分析是一種降維或者把多個指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)的一種方法。假設(shè)有來自某個總體的n個樣本，而每個樣本測得p個指標(biāo)數(shù)(p≤n)。這p個指標(biāo)之間往往互有影響，需要從p個指標(biāo)中尋找少數(shù)幾個綜合性的指標(biāo)，而這幾個綜合性的指標(biāo)既能反映原來數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)特征而不丟失信息，又能達(dá)到彼此之間互不相關(guān)［5］。

2.1.1相關(guān)分析

先計算標(biāo)準(zhǔn)化處理后數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)矩陣R，然后計算相關(guān)矩陣R的特征值、特征向量和方差的貢獻(xiàn)率，計算所得6個特征值及其方差貢獻(xiàn)率和累計方差貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表2。

主成分的特征值及貢獻(xiàn)率是選擇主成分的依據(jù)，前3個主成分累計貢獻(xiàn)率為84.50%，大于80%，故前3個主成分能代表通草類中藥微量元素含量84.50%的信息。

2.1.2主成分分析

選取前3個主成分來表示原始無機元素在中藥中的主要信息，對主成分分析的意義作解釋，一般由權(quán)重較大的幾個指標(biāo)的綜合意義來確定。在主成分分析中，一般認(rèn)為大于0.30的載荷就是顯著的，可用來解釋原始變量與主成分的相關(guān)性。計算所得第1、第2、第3個主成分得分值及根據(jù)特征值的貢獻(xiàn)率大小為分配系數(shù)，計算綜合得分并排名，所得結(jié)果

見表3。

建立的主因子模型如下：

F1=0.226XZn+0.517XCu–0.102XFe+0.589XMn+0.210XSe+0.528XCo

F2=0.207XZn+0.240XCu+0.671XFe–0.056XMn–0.654XSe+0.128XCo

F3=0.892XZn–0.252XCu+0.106XFe+0.042XMn+0.245XSe–0.258XCo

2.1.3結(jié)果分析

從主因子模型來看，**主成分F1在變量XCu，XMn，XCo元素上有高的載荷系數(shù)，即說明變量Cu，Mn，Co與第1主成分有高的相關(guān)。研究表明，Cu是體內(nèi)多種酶的輔基，如細(xì)胞色素氧化酶等，銅離子在將電子傳遞給氧的過程中是不可缺少的。Cu是血紅蛋白的活化劑，參與多種酶的代謝，它能影響能量代謝，缺銅時機體易受到自由基的損害［6］。

Mn主要為多種酶的組成成分及活性劑，如RNA聚合酶、超氧化物歧化酶等。缺錳時生長發(fā)育會受到影響。此外，Mn與刺激紅細(xì)胞生成素和促進(jìn)造血功能有關(guān)，能提高機體免疫力，刺激抗毒素的合成；Mn與消除自由基、鈣磷代謝、生殖與生長發(fā)育都有密切關(guān)系，并有改善動物睪丸退化，性功能低下的作用［7］。Co在體內(nèi)主要以維生素B12的形式發(fā)揮作用，B12的缺乏可引起巨幼紅細(xì)胞性貧血。第2主成分F2在變量XFe，XSe元素上有高的載荷系數(shù)，即說明變量Fe，Se與第2主成分有高的相關(guān)。Fe是血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素系統(tǒng)、過氧化物酶及過氧化氫酶的重要組成部分。Fe與機體造血過程密切關(guān)，參與機體血紅蛋白的形成，而血紅蛋白與機體的物質(zhì)代謝相關(guān)。此外Fe參與機體多種酶的反應(yīng)，對細(xì)胞能量代謝和對細(xì)胞膜的穩(wěn)定性具有促進(jìn)作用［8］。Se主要作為谷胱甘肽過氧化物酶的活性中心的一部分，該種酶具有利用H2O2使有毒的過氧化物還原成相對無毒的羥化物，此外，Se還可加強維生素E的抗氧化作用，并參與輔酶Q和輔酶A的合成。第3主成分F3在變量XZn元素上有高的載荷系數(shù)，說明變量Zn與第3主成分有高的相關(guān)。鋅在體內(nèi)與80多種酶的活性有關(guān)，如碳酸酐酶、DNA和RNA聚合酶等。許多蛋白質(zhì)如反式作用因子、類固醇激素及甲狀腺素的受體的DNA結(jié)合區(qū)，都有鋅參與形成的鋅指結(jié)構(gòu)，在轉(zhuǎn)錄調(diào)控中起著重要的作用，故缺鋅必然會引起機體代謝紊亂［9］；同時，鋅能加速創(chuàng)傷組織愈合，增加機體抗感染力，是參與免疫功能的一種重要元素。實驗研究發(fā)現(xiàn)，如果缺鋅將導(dǎo)致內(nèi)分泌功能低下或腺體萎縮、習(xí)慣性流產(chǎn)等腎主生殖發(fā)育的病理變化，即表現(xiàn)為中醫(yī)腎虛癥候。

2.2通草類中藥的系統(tǒng)聚類分析

中藥的鑒別與質(zhì)量評價與中藥生產(chǎn)和應(yīng)用密切相關(guān)。聚類分析是一種探索性的統(tǒng)計分析方法。按照“物以聚類”的原則，**將研究對象各自成類，用距離測量方法定義類與類之間的距離，然后將距離*近的兩類合并，再重新計算新類和其它類間的距離并按照*小距離歸類。重復(fù)此過程，每次減少一類，直到所有對象成為一類為止，這樣就可以把研究對象的多種特征綜合為一個可供比較研究對象之間親疏關(guān)系的相似性統(tǒng)計量。在原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，采用平均距離法將11種通草類中藥進(jìn)行聚類分析，得到聚類譜系圖見圖1。聚類譜系圖直觀地反映了11種通草類中藥之間的相似性和差異。從聚類譜系圖可看出11種通草類中藥可聚為3類，其中7號（中國旌節(jié)花）、8號（青莢葉）、6號（喜馬山旌節(jié)花）、2號（盤葉掌葉樹）聚為一類，這幾種藥材Zn、Mn含量較抵，但Fe含量高；4號（粗毛楤木）、10號（西南繡球）、9號（棣棠花）、11號（穗序鵝掌柴）聚為一類，這幾種藥材Zn含量相對較低，但Fe、Mn含量相對較高；3號

（羅傘）、5號（紅河鵝掌柴）、1號（通脫木）聚為一類，這幾種藥材Zn、Fe、Mn含量都比較高，尤其是1號（通脫木）Zn、Fe、Mn含量都高，但其Zn含量*高，故而在聚類譜系圖上與其它藥材相比位置要突出一些。這個聚類結(jié)果和主成分分析結(jié)果是一致的，說明通草類中藥的微量元素譜系存在相似性，為進(jìn)一步開展通草類中藥的藥理研究提供了依據(jù)。

3結(jié)論

通草類中藥的6種微量元素都是對人體有一定功能的元素，從這11種藥材來看其Zn，F(xiàn)e，Mn含量都比較高。Zn，F(xiàn)e，Mn與藥材中的有機成分形成絡(luò)合物和鹽類，從而起到清熱、抗菌作用［10–11］；另一方面，Zn，Mn被視為“歸腎經(jīng)”的物質(zhì)基礎(chǔ)，它們在補腎方面發(fā)揮著重要的作用［12］。

綜上所述，無論是主成分分析還是聚類分析都證實微量元素與中藥藥效存在相關(guān)性。通過測定中藥中微量元素的含量，在一定程度上能反映中藥性能，為進(jìn)一步研究中藥的藥效提供指導(dǎo)。中藥中微量元素對機體而言，一方面直接作用于機體發(fā)揮藥理作用；另一方面在一定條件下與有機分子形成絡(luò)合物，增加有機成分的藥理活性。在中藥方劑應(yīng)用

中，單獨使用方劑中某一單味中藥則效果不明顯，而應(yīng)用整個方劑有明顯療效，這需要合適的配方。通過測定中藥中所含微量元素的種類、含量，再運用主成分分析和聚類分析等方法解析藥物中微量元素的含量、各藥物的相似性和差異性，可以為中藥組方提供豐富的信息和理論指導(dǎo)。