現代藥理研究則證實，烏頭具有鎮痛、抗腫瘤等作用，對心血管系統則表現為強心、降血壓、擴血管等作用。

鎮痛活性：烏頭屬藥用植物無論內服或外用都具有顯著的鎮痛作用，在臨床上常用于多種痛癥的治療，其鎮痛的活性成分主要是其中烏頭類生物堿。

抗腫瘤作用：至上世紀八十年代，烏頭被藥理研究證實，其烏頭堿成分有一定抗癌作用。用中藥烏頭提取精制的烏頭注射液進行動物和胃癌病人的臨床研究表明，肌肉注射烏頭注射液有抑制癌瘤生長和癌細胞自發轉移的作用，臨床用于治療晚期胃癌等消化系統惡性腫瘤均收到一定效果。烏頭注射液對肝癌也有一定療效，可改善臨床癥狀，增加食欲，延長病人的存活期。

心血管系統活性：烏頭堿具有擴張冠狀血管和四肢血管的作用，可增強心肌收縮力，而達到強心的效果。但研究中發現，一旦劑量掌握不好，往往引起心律失常，結果造成毒性反應。因而，烏頭堿作為強心藥的使用，仍有待進一步研究。

另外，現代中醫在治療頑固的風濕痛時，也時常會用上烏頭。例如，常用的風濕藥小活絡丹中，就含有烏頭。烏頭外用比較安全，皮膚無破口時直接敷用，制成膏藥或藥酒飲用及外用，可治療腰膝冷痛、肩周炎、骨質增生、關節炎。此外，烏頭還有抗炎，調節免疫的作用。

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