各种熟地黄的水及醇提取物较生、干地黄多，但各种方法炮制的熟地黄，水或醇提取物相差不大。干地黄中的特有的环烯醚萜及环烯醚萜甙，而熟地中几乎没有。熟地黄中含葡萄糖8.57%，较鲜地黄中含量（1.56%）为高，提示熟地经炮制后，部分多糖转化为单糖。在干地黄和熟地黄的炮制过程中，甙类成分亦有不同程度的分解，其中以单糖甙分解最多，其次是双糖甙，而三糖甙的地黄宁甙D（RehmanniosideD）几乎不分解，熟地黄除梓醇（Catalpol）分解不及干地黄外，两者的差异不明显。 有报告指出，生地黄含五种水溶性氨基酸，而熟地黄中只含微量水溶性氨基酸。生地中的氨基酸可因炮制而迅速减少，特别是碱性氨基酸、赖氨酸和精氨酸此倾向更为显著。熟地中氨基酸含量低，主要是由于糖类生成的果糖或5-羟基甲糠醛（5-Hydroxymethylfurfural）与氨基酸类反应形成蛋白黑素（Melanoidin）的原因。
熟地黄含较少量的环烯醚萜类成分，已分离得到：益母草甙（leonuride）、桃叶珊瑚甙（aucubin）、梓醇（catalpol）、地黄甙（rehmannioside）A、B、C、D，美利妥双甙（melittoside），地黄素（rehma-glutin）A、D，地黄氯化臭蚁醛甙（glutinoside）等。又含单萜成分：焦地黄素（jioglutin）A、B、C，焦地黄内酯（jioglutolide）、焦地黄呋喃（jiofuran），地黄苦甙元（rehmapicrogenin）等。又含氨基酸，其组成与干地黄比较，不含赖氨酸（lysine）且含量均相应减少。也含糖类，其中单糖的含量比鲜地黄中多2倍以上。另含三羟基-β-紫罗兰酮（trihydroxy-β-lonone）、二羟基-β-紫罗兰酮（dihydroxy-p-lonone）、野菰酸（aegineticacid）、5-羟基野菰酸（sec-hydroxyaegineticacid），琥珀酸（succinicacid）、5-氧脯氨酸（5-oxoproline）、5-羟甲基糠酸（5-hydroxymethylfuroicacid）、尿嘧啶（uracil）、尿核甙（uridine）等。又从石油醚提取物中分离得到：亚油酸（linoleicacid）、棕榈酸（palmiticacid）、硬脂酸（stearicacid）、花生酸（arachidicacid）、山萮酸（be-henicacid）、十五酸（pentadecanoicacid）、棕榈油酸（palmitoleicacid）、肉豆蔻酸（myristicacid）、十九碳酸（nonadecanOicacid）、二十-碳酸（heneicosanoicacid）、十七碳酸（margaricacid）。
取该品粉末1g，加乙醇10ml，浸泡24小时，滤过，滤液作为供试品溶液。另取5-羟甲基糠醛对照品，加乙醇制成每lml含0.5mg的溶液，作为对照品溶液。吸取供试品溶液10μl、对照品溶液5μl，分别点于同一硅胶GF254薄层板上，以石油醚（60～90℃）醋酸乙酯（1：1）为展开剂，展开，取出，晾干，置紫外光灯（254nm）下检视。供试品色谱中，在与对照品色谱相应的位置上，显相同颜色的斑点。
关于熟地黄和生地黄对血管内血栓形成综合征作用的药效比较表明：中国产的猪胆状的粗熟地能够强烈抑制肝脏出血性坏死灶及单纯性坏死。而熟地抗凝血酶的作用较弱。应用纤维蛋白平板法通过纤维蛋白溶酶原激活作用探讨对纤溶系统的活化作用，发现熟地具有活化作用，而生地无此作用。 亦有报告认为，地黄炒炭前后均有止血作用，且地黄制炭后止血作用并未增强。对生地黄、熟地黄、生地炭、熟地炭的水煎液止血效果进行分析，结果无显著性差异。[3]
实验发现：怀庆熟地黄水煎剂灌服，能使甲亢型阴虚大鼠的体重减轻得以缓解，24小时饮水量及尿量明显减少，血浆T3、T4浓度水平有显著改善（即T3降低、T4升高）及AD（血浆中醛固酮）水平明显升高。证明其确有较强的滋阴作用。并初步认为，熟地滋阴补肾的作用与改善体内AD水平有关。
熟地水煎剂给小鼠灌服，可明显增高动物血清中谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性；降低血清中过氧化脂质的含量。可使血中超氧化物歧化酶（SOD）的活性有一定程度的升高，但无统计学的意义。对血中过氧化氢酶活性无影响。
实验表明：以熟地为主药的六味地黄汤对正常小鼠除可增加体重、延长游泳时间外、增强体力外，还能降低N-亚硝基肌氨酸乙酯引起的小鼠前胃鳞癌的诱发率，使接受化学致癌物的动物脾脏淋巴小结生发中心增生活跃，在接种移植性肿瘤的初期可增强单核巨噬系统的吞噬活性，提高荷瘤动物血中白蛋白和球蛋白的比例，似可延长荷瘤动物的存活时间。
⑴熟地黄延缓小鼠衰老的作用熟地黄20%水煎液每日灌胃0.3ml共45天，处死取血，测定超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活力和过氧化脂质（LPO）的含量。结果熟地可增强GSH-Px活性和降低血清中LPO的含量，与对照组相比较分别为P0.05）。但造模以后，阴虚组和正常组相比，则有非常显著变化，如兴奋好斗，体重减轻，24小时饮水量及饮量增加，T3浓度升高，T4、AD浓度降低等。而阴虚大鼠给以熟地黄后上述症状及各项指标均显著改善，趋于正常（和阴虚组相比）。如阴虚加熟地黄组和阴虚组相比，血浆AD浓度显著升高（P0.05），提示地黄用于止血似不需要炮制。
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