由于多年使用经验和草药制剂的有效性验证，植物疗法在各种病理的综合治疗和预防中发挥着重要作用[1]。与合成药物不同，草药制剂对病理过程具有广泛的作用，兼具抗炎、祛痰、解痉等多种功效[2]。其中一种剂型是药用草本混合物（物种），定义为两种或更多种药用植物原料的混合物，经过不同方式处理（压碎、磨成粉末），较少以整株形式使用，用于制备水提取物（浸剂和煎剂）[3]。
中国使用草药制剂的历史可追溯到数千年前。中国方法的关键区别在于使用复合配方（物种），而不是单一草药，每种成分都有明确的用途[4]。在现代俄罗斯实践中，有超过70种药用草本混合物获得批准用于医疗，并在质量和成分方面进行了标准化[5]。草药物种在俄罗斯草药制剂市场中的占比约为15.2%。2025年，多组分草药的需求比2024年增长了47%[6]。
第四种胸草（含有20%的菊苣花，20%的金盏花，20>沼泽百合球茎，20>紫罗兰草，15%的甘草根，5%的薄荷叶）在俄罗斯、乌克兰、白俄罗斯、哈萨克斯坦、亚美尼亚、吉尔吉斯斯坦等国家使用[7]。二十多年来，第四种胸草被广泛用于治疗肺部疾病。根据DSM集团2023年的数据，第四种胸草的销售额达到了710万美元[8]。
每种成分通过生物活性物质和元素的组合共同发挥治疗效果[9]。这些生物活性物质的协同作用有助于减少炎症反应并稀释痰液，从而作用于病理过程的多个方面。草药中的元素组成同样重要。必需微量元素作为许多酶促过程的辅因子，并参与关键代谢途径。锌、铁、铜等微量元素调节免疫反应，保护肺组织免受氧化应激的损害[10]、[11]、[12]。生物元素的平衡补充了植物疗法的高效性，特别是在伴有咳嗽和炎症的呼吸系统疾病治疗中尤为重要[13]、[14]、[15]。
临床观察证实，体内必需元素的水平与呼吸系统症状的缓解速度之间存在相关性[16]。慢性呼吸系统疾病患者由于代谢需求增加和全身性炎症，常常缺乏必需微量元素。锌和铜对于纠正这些患者的营养状况尤为重要，因为这些元素对抗氧化防御和免疫反应至关重要[17]。
此外，还需要考虑体内各种元素之间的相互作用——协同作用和拮抗作用。特别是硒和锌的协同作用可以增强身体的抗氧化防御能力，而铁过量则可能导致锌和铜的生物利用性受到抑制[18]、[19]。已知多种因素会影响元素的生物利用性（植物基质中元素的化学化合物类型、存在协同剂和拮抗剂、剂型），以及患者的个体代谢特征[20]、[21]。从现代元素学的角度来看，不仅要考虑物体中元素的总含量，还要考虑其生物利用性[22]。目前关于草药制品的生物利用性数据几乎不存在。
生物可利用性是指化合物在消化过程中从基质释放到胃肠道的部分，使其有可能被肠道吸收。这是生物利用性的前提步骤[23]。来自药用植物的必需微量元素（如铁、锌、硒和铜）的生物可利用性是决定其营养和治疗效果的关键因素[24]。
与纯化补充剂不同，这些元素存在于复杂的植物基质中，其中含有多种生物活性化合物，如多酚、膳食纤维和有机酸，这些成分会显著影响其吸收[25]。某些成分（如抗坏血酸或有机酸，例如柠檬酸、苹果酸）可以通过形成螯合物来提高溶解度并促进吸收。然而，其他成分，尤其是多酚和植酸，会形成不溶性复合物，显著抑制元素的生物利用性[26]。
具体的植物种类、生长条件、采后处理方法以及制备方式（如煎剂、浸剂、粉末）都会影响矿物质的释放和化学形态[27]。因此，评估药用植物中微量元素的生物利用性时，不仅需要考虑总元素含量，还需要考虑制剂中各种增强剂和抑制剂的综合影响[28]。
元素的生物利用性可以在体外进行建模，这已在食品和合成药物研究中得到广泛研究，但在药用植物研究中尚未完全实现。一项使用体外协议研究罗勒、薄荷和迷迭香等辛辣植物中微量元素的生物可利用性的研究表明，铜（24–84%）、锰（39–52%）和锌（8–43%）的生物可利用性最高，而铁的生物可利用性低于2%[29]。对阿育吠陀制剂的研究发现，在模拟胃液中的元素提取率显著高于在模拟肠液中的提取率[30]。对36种传统药物（印度阿育吠陀、中国和加纳药物）中潜在必需微量元素的生物可利用性研究表明，元素含量存在很大差异：铬（0.01–698 mg/kg）、锰（0.01–1140 mg/kg）、铁（15–73300 mg/kg）[31]。尽管如此，关于药用植物原料和草药制剂中微量元素生物利用性的研究仍然非常有限[32]。
本研究的目的是在模拟人体消化条件的情况下（体外），评估草药制品（以第四种胸草为例）中元素的生物可利用性。
