中藥是我國人民經過長期實踐與總結得到的醫藥瑰寶,它是我國古代醫學的結晶。 其中藏紅花具有強烈的活血化瘀和散郁開結的功效[1],土鱉蟲具有溶解血栓、抗凝血、抗腫瘤、促進骨折愈合、調節血脂、抗突變、耐缺氧等[2]. 穿山甲為臨床常用中藥,具有通經下乳,消腫排膿,搜風通絡之功[3]. 微量元素作為中藥的有效組分,是傳統中藥理論量化的物質基礎,它與人類的健康息息相關。 微量元素攝入過量、缺乏或不平衡都會不同程度地引起人體生理的異?;蛞l身體機能的病變[4-5]. 研究表明,微量元素在抗病、防癌、延年益壽等方面起著非常重要的作用[6-8]. 論文對11種中藥中微量元素的含量進行主成分分析,得到了不同微量元素之間的相互關系,并對不同中草藥的質量進行綜合評價。 利用主成分分析法分析了微量元素與人類健康的關系,這為進一步研究中草藥的功效提供了理論依據。
1 主成分分析原理
主成分分析法是采取一種數學降維的方法,找出幾個綜合變量來代替原來眾多的變量,使這些綜合變量能盡可能地代表原來變量信息的一種統計技術。其中每個綜合變量都是原始變量的線性組合,且各綜合變量之間互不相關,這樣可以避免各化學信息的互相重疊,從而在一定程度上反映始變量的絕大部分信息。
2 中草藥中微量元素的主成分分析
2.1原始數據
數據源自文獻,11種中草藥中微量元素的原始數據(其中藏紅花選自西藏,丹參選自山西,川芍選自山西,赤芍藥選自吉林)見表1.
2.2數據處理
首先對原始數據進行標準化處理,以消除原始數據之間量綱不同的影響。進而使標準化后的數據具有可比性,數據之間正交歸一,并遵循正態分布規律。
2.3結果與分析
由表2主因子的特征值和方差貢獻率可知,前四個因子的方差累計貢獻率為92.18%,大于80%.也就是說,通過前四個因子可以解釋92.19%的原始信息,可以利用前四個因子進行主成分分析。運用SPSS13.0軟件計算了11種中藥中微量元素之間的相關關系矩陣、載荷矩陣(見表3)及各種中草藥中微量元素質量的綜合得分(見表4)。載荷矩陣反映了各個原始變量與主成分的相關程度,也反映了變量的重要程度及作用;綜合得分反映了各中草藥的質量優劣,可以較為精確的評價各種中草藥的療效?!?】
根據中草藥中微量元素之間的載荷矩陣可得出各個因子的得分,根據各因子的得分進行排名,找出影響各因子的主要元素。并以各因子的貢獻率作為權重進行線性加權求和,得出各種中草藥的綜合得分,從而對中草藥的質量優劣進行綜合評價。
各因子得分:【0】
根據綜合得分可知,藏紅花、土鱉蟲、穿山甲質量最優,其次是血竭、沒藥、水蛭等,質量最差的是桃仁、赤芍、藥乳香。 因此,使用者在選擇補益中草藥時優先選擇藏紅花、土鱉蟲、穿山甲,這樣可以提高治療的療效。
3 討論
1)根據載荷矩陣可知:第一主成分與鉻元素關系密切[9]. 藥理學和毒理學方面研究表明,微量元素的鉻是胰島素的一種“協同激素,作為胰島素增敏劑激活胰島素受體上酪氨酸激酶的活性,增強胰島素的功能。 缺鉻可以使糖耐量異常、B細胞敏感性降低及胰島素受體減少而引起糖尿病。 補充鉻營養劑不僅可以降低糖尿病病人的血糖、改善胰島素抵抗癥狀,而且可以降低血脂,并具有劑量依賴性。 鉻營養劑在糖尿病控制和預防中具有一定的輔助療效,其安全性與鉻化合物的配體結構有關。
2)主成分和第四主成分主要與鋅元素有關,鋅作為生物體的必須微量元素,它幾乎參與了生長發育、皮膚及其衍生物生長、骨骼發育和繁殖機能新陳代謝等各個環節[10],微量元素鋅可以維持細胞周期的正常運行,促進細胞增殖分化,參與核酸蛋白質代謝等。 機體含鋅量及其變化,機體對鋅的需要量、吸收、運輸、利用、貯存、排泄和丟失,鋅在動物體內的分布與存在狀態,鋅的生理功能與營養作用,鋅代謝紊亂所引起的病變,鋅的臨床作用,鋅的缺乏和中毒,鋅的補充途徑等。 鋅作為動物的一種必需微量元素,已在調控基因表達中起著重要作用。
3)主成分與微量元素錳相關程度較高,即第四個主成分主要反映了錳元素的特征。 缺錳影響細胞膜的完整性和傳遞信息的核酸功能,所以會產生畸變的細胞染色體,造成先天性畸形及其它染色體病癥[11];錳在體內的含量是隨著年齡的增長而逐年下降的,老年組則更加明顯;因而適當的補充錳元素,對人類的健康長壽是非常有益的,人體缺乏錳元素易引起生長發育障礙及代謝性障礙等病癥;微量元素錳還具有趨脂作用,臨床上對治療高血壓、冠心病、高脂血癥具有活血化瘀的作用。
由以上分析得出,利用主成分分析法對11種中藥的微量元素的療效分析和質量評價是比較科學的,采用綜合得分來選擇合適的中草藥對患者來說是科學合理的。
4 結語
運用主成分分析法對中草藥中的微量元素進行分析,一方面可以有效地為使用者評價中草藥的質量優劣提供理論依據;另一方面為研究中藥的藥理藥性提供了一定的理論基礎。
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