人參化學(xué)成分與藥理作用研究新進(jìn)展

于雪妮，馮小剛，張建民，黃建軍，張 倩*

（山東大學(xué)威海校區(qū)海洋學(xué)院·山東威?！?64209）

人參是五加科植物人參Panax ginseng C.A.Mey.的干燥根及根莖。它的表面呈灰黃色，主根為圓柱形或紡錘形，下部有2～3條支根，上面長有許多須根，須根上有小型的疣狀突起。粉末呈淡黃白色，顯微鏡下可見明顯的樹脂道碎片[1]。由于受第四世紀(jì)冰川的影響，人參的產(chǎn)地主要在亞洲東部的中國、朝鮮半島、日本和俄羅斯東部等地方[2]。其中我國是人參的最大生產(chǎn)地，以吉林省的長白山區(qū)產(chǎn)量最多，栽培面積最大；韓國生產(chǎn)的錦山人參、江華人參、豐起人參等以地名為招牌的產(chǎn)品也已具有品牌效應(yīng)。

據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》記載：人參屬于上藥，多服久服不傷人，可延年不老。味甘小寒，主輔五臟，安精神，開心益智[3]。大補(bǔ)元?dú)馐瞧渥畲蟮墓πВ捎糜谥委燇w虛肢冷、驚悸失眠、心力衰竭等。

人參含有的化學(xué)成分有人參皂苷、人參多糖、揮發(fā)油（萜類、醇類、脂肪酸類等）和氨基酸等，具有抗疲勞、抗衰老、抗氧化和提高免疫力等藥理作用，又是藥食同源的藥材，現(xiàn)今常應(yīng)用于各種保健食品以及酒水中，在臨床上應(yīng)用廣泛，如免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤以及治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病等多方面均有應(yīng)用。

1 化學(xué)成分研究

1.1 人參皂苷

皂苷是一種糖苷類成分，具有糖和苷元的結(jié)構(gòu)，在植物中存在廣泛。人參皂苷是一類連接有糖鏈的三萜類皂苷，作為人參中最重要的一種有效成分，其種類與含量決定產(chǎn)品的質(zhì)量。

由于人參種植戶眾多，各產(chǎn)地氣候、栽培技術(shù)等[4]影響因素各不相同且土壤肥力、土壤中微生物種類與含量等[5，6]因素難以人為控制，導(dǎo)致人參藥材的品質(zhì)參差不齊，人參總皂苷的含量與單體皂苷的種類、數(shù)量和含量各不相同。

1.1.1 人參總皂苷含量

國產(chǎn)人參樣品中人參總皂苷的含量總體高于韓國產(chǎn)的[7]，其中吉林產(chǎn)的樣品人參總皂苷含量最高，其次是遼寧和黑龍江[8]；而相同產(chǎn)地的人參樣品中人參總皂苷含量隨參齡變化的不同而不固定，但人參總皂苷含量最高的3個(gè)樣品都來自吉林省[9]。

1.1.2 人參單體皂苷種類及含量

每種人參皂苷的結(jié)構(gòu)各有特點(diǎn)，根據(jù)其結(jié)構(gòu)類型的差異可以分為以下三類：原人參二醇（PPD）類，主要有人參皂苷Ra1、Rb1、Rc、Rd等； 丙二酰人參皂苷Rb1、Rc、Rd，西洋參皂苷 R1；原人參三醇（PPT）類，包括人參皂苷 Re、Rf、Rg1、Rh1，20-葡糖基-Rf， 三七皂苷R1等；齊墩果酸（OA）類，如人參皂苷R0。到目前為止，我國學(xué)者已經(jīng)從人參的根、莖、葉中共提取鑒定總計(jì)四十余種單體皂苷，并確定了它們的結(jié)構(gòu)[10]。各種單體皂苷在總的人參干重中約占4%，在人參主根干重中約占 2.0%～7.0%[11]。

不同種類的人參中所含人參單體皂苷的種類及含量均有差異，不同種類的人參單體皂苷在同一人參中的含量也大不相同，有的含量較高如Rbl、Rc、Rd、Re等，生曬參主根中的Rg1含量高達(dá)0.263% ，Rb1、Re、Rf、Rc 含 量 依 次 為 0.144% 、0.096% 、0.052% 、0.050%[11]，這些豐富的單體皂苷的含量常作為人參質(zhì)量評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)，而有的含量稀少如 Rg3、Rg5、Rhl等，在紅參中的含量?jī)H有十萬分之三左右，白參中沒有稀有皂苷[12]，這些含量稀少的皂苷叫做稀有人參皂苷，可能具有重要的藥理作用。韓國忠清南道錦山郡的人參中，人參單體皂苷的組成及含量與我國國產(chǎn)人參并無本質(zhì)區(qū)別[9]。

1.2 人參多糖

人參多糖作為人參中不可缺少的化學(xué)組成成分，是研究較早的一種多糖類生物活性成分，呈淡黃色至黃褐色粉末，可溶于熱水。

人參中的總多糖含量大約為5%左右，根據(jù)其單糖組成的種類和數(shù)量的差異，可分為中性糖和酸性果膠兩大類。中性糖主要包括淀粉樣葡聚糖，占人參多糖的絕大部分（約為80%），剩下的基本為酸性果膠，主要由雜多糖組成，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜[13]。園參、韓國參和非林地參三者相比，總多糖含量相差不大，其中韓國參含量最高，園參含量最低[14]。

1.3 人參揮發(fā)油

人參所具有的特異香氣主要來源于其中的揮發(fā)油成分，但是揮發(fā)油的含量很低，大約為0.1%到0.5%。倍半萜類物質(zhì)在揮發(fā)油中含量最多，占人參總揮發(fā)油的40%左右[15]，除此外還有醇類、酮類、醛類等多種化學(xué)成分，聚乙炔醇類是其具備藥理作用的主要活性成分。

人們?cè)诤茉绲臅r(shí)候（1964年）就進(jìn)行過人參揮發(fā)油的研究，并從其中分離鑒定了17種化學(xué)成分，其含量與所處的植物部位有關(guān)，其中花的含量最高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過根、莖、葉中的含量[16]。目前已成功從人參揮發(fā)油中最多分離出71種化學(xué)物質(zhì)，其中有23種是最新發(fā)現(xiàn)的成分[17]。

1.4 氨基酸、肽類及蛋白質(zhì)

人參的根與葉中均含多種有化學(xué)活性的氨基酸、肽類及蛋白質(zhì)成分，它們與人參的藥理作用也有著密不可分的關(guān)系。在從根提取的15種氨基酸中，必需氨基酸的比例較大，最多的是精氨酸，其次是谷氨酸[18]。人參蛋白的種類與含量受產(chǎn)地的緯度影響，具體表現(xiàn)為高、低緯度地區(qū)間人參蛋白的表達(dá)差異較大，同一緯度地區(qū)間人參蛋白的表達(dá)差異較小[19]。人參蛋白可分別被胃、胰蛋白酶以及雙酶水解，酶解后主要生成低分子量的蛋白質(zhì)，另外也會(huì)產(chǎn)生少量的氨基酸[20]。

1.5 其它

人參中還具有乙酸、丙二酸等低分子量有機(jī)酸[21]，以及酒石酸、馬來酸等其他種類的有機(jī)酸[22]，但目前研究較少。此外，人參還含有具有較高活性的其他脂溶性成分比如亞油酸、甾醇、聚炔類等化合物。人參中的Ca2+、Mg2+、K+等各種無機(jī)元素成分的含量較高，同時(shí)還含有對(duì)機(jī)體有重要作用的鍺元素等[23]。

2 藥理研究

2.1 抗腫瘤

人參皂苷是人參中含量最多的化學(xué)物質(zhì)，多種類型的單體皂苷都具有很好的抗腫瘤作用，能夠較為有效地使多種癌細(xì)胞的停止增殖、轉(zhuǎn)移。其中人參皂苷Rh2可以遏制癌細(xì)胞的增殖與生長，促進(jìn)其分化或凋亡[24]；人參皂苷Rg1的熱裂解產(chǎn)物能夠升高H22荷瘤小鼠血清中腫瘤壞死因子（TNF）-α、干擾素（IFN）-γ和白細(xì)胞介素（IL）-2水平，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞凋亡和壞死[25]；人參皂苷Rg3能夠影響各種信號(hào)通路進(jìn)而影響各種蛋白的表達(dá)[24，26～28]，還可降低腫瘤血管的合成從而阻止腫瘤組織的擴(kuò)散；人參皂苷Rg5可以使腫瘤組織發(fā)生細(xì)胞周期滯留，促其凋亡，對(duì)人食管癌的惡化具有顯著的抑制作用[29]。

人參中所含的其它成分也具有較強(qiáng)抗腫瘤作用。人參多糖既能夠活化免疫活性T細(xì)胞，使機(jī)體的免疫能力明顯增強(qiáng)，間接抑制腫瘤細(xì)胞生長，又能夠直接殺傷腫瘤組織[30]；人參揮發(fā)油可能通過抑制癌細(xì)胞的各種基礎(chǔ)代謝過程從而抑制癌細(xì)胞生長，其中人參炔醇類物質(zhì)能夠升高細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平，影響癌細(xì)胞內(nèi)酶的活性、活性氧的含量以及蛋白的表達(dá)[31-33]，進(jìn)而抑制癌細(xì)胞增殖及遷移[34]，促進(jìn)腫瘤組織的凋亡，但是對(duì)機(jī)體的正常組織基本沒有影響。

2.2 抗衰老

人參作為《神農(nóng)本草經(jīng)》的“上品”藥材，其多種化學(xué)成分能夠起到抗氧化、抗衰老作用，從而使服用者“不老延年”。除用作藥物外，它也常用于護(hù)膚品和保健品的制作。

人參皂苷Rg1能夠拮抗小鼠因衰老造成的海馬區(qū)受損，該作用或許與減弱氧化應(yīng)激水平及下調(diào)其下游p53～p21信號(hào)通路有關(guān)[35]；人參花寡糖可以使多種相關(guān)酶的抗氧化能力增強(qiáng)，降低因氧化造成的機(jī)體損傷[36]；人參花多糖可以顯著清除體外的多種自由基[37]，因此也能起到抗衰老的作用；而高劑量的人參參茸護(hù)膚乳抹于小鼠皮膚后，小鼠皮膚的水分、透明質(zhì)酸和羥脯氨酸的含量以及多種抗氧化酶的活性顯著升高，丙二醛的含量明顯減少，說明其可以使衰老的皮膚狀況得到改善[38]。

2.3 抗疲勞

抗疲勞也是人參的重要藥理作用之一。高劑量的人參皂苷使小鼠負(fù)重游泳時(shí)間明顯增長，體內(nèi)的肝糖原明顯增加，而在體內(nèi)積累的尿素等有害物質(zhì)明顯減少[39]；人參精氨酸雙糖苷能使給藥組小鼠的強(qiáng)迫性游泳時(shí)間顯著增加，血清中乳酸、尿素氮的含量明顯下降，肝糖原和多種抗氧化酶的含量明顯提高[40]；人參中的多種氨基酸、多肽類物質(zhì)也具有明顯的抗疲勞作用，吉林人參低聚肽的抗疲勞實(shí)驗(yàn)研究[41]得到了與人參精氨酸雙糖苷相類似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。由于人參具有抗疲勞藥理活性，因此現(xiàn)在常將其與瑪珈片、枸杞、鹿胎、葡萄籽等物質(zhì)制成復(fù)方顆?；蝻嬃?，以滿足人類需要。

2.4 調(diào)節(jié)免疫力

人參皂苷能很好地調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫系統(tǒng)功能。人參皂苷Rb1可以降低IL-17+T細(xì)胞的百分比，使Treg細(xì)胞和Th2細(xì)胞含量增多，從而降低R97-116的抗體（IgG1和IgG2a）的含量，使大鼠的重癥肌無力癥狀明顯減輕[42]；人參皂苷Rh2的衍生物能夠促進(jìn)TNF-γ的分泌和淋巴細(xì)胞的增殖，其經(jīng)過硫酸化修飾后能夠顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的功能[43，44]；人參皂苷Rg1可使患Ⅲ型前列腺炎的大鼠血清中 IL-8、TGF-β、IL-4、TNF-α水平均有所降低[45]，從而降低大鼠的免疫反應(yīng)，能夠促進(jìn)血清剝奪誘導(dǎo)的Raw 264.7巨噬細(xì)胞自噬，發(fā)揮抗凋亡的保護(hù)作用[46]，還能激活T細(xì)胞，維持Th1/Th2的平衡，改善系統(tǒng)性紅斑狼瘡患者的免疫功能[47]。這些研究結(jié)果對(duì)人類多種免疫疾病治療方法的改善創(chuàng)新具有重要意義。

人參多糖最重要的藥理作用便是調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫系統(tǒng)并維持其正常生理功能。它可以明顯促進(jìn)自然殺傷細(xì)胞的活性，也可以上調(diào)活化受體的表達(dá)來激活NK92-MI細(xì)胞，提高細(xì)胞的殺傷功能[48]。在環(huán)磷酰胺免疫抑制模型中，人參多糖能夠使環(huán)磷酰胺造成免疫抑制效果降低甚至產(chǎn)生相反的結(jié)果；在刀豆蛋白A肝炎模型中，人參多糖能使相關(guān)的轉(zhuǎn)移酶和細(xì)胞因子的濃度顯著降低[49]。證明人參多糖調(diào)節(jié)免疫功能，使細(xì)胞免受抑制，緩解炎癥反應(yīng)。

人參精氨酸雙糖苷在免疫抑制模型中能夠提高治療組小鼠的體重及免疫器官指數(shù)，使血清中的IL-2和IgG的表達(dá)量增多，脾臟淋巴細(xì)胞的增殖指數(shù)及CD3、CD4、CD8的含量明顯提高，從而顯著加強(qiáng)免疫力弱的小鼠的免疫功能[40]。

2.5 對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)的作用

人參皂苷、低聚糖和糖蛋白都有增強(qiáng)記憶力的作用。其中人參皂苷能明顯增多小鼠大腦海馬區(qū)的錐體細(xì)胞，人參低聚糖能夠使小鼠海馬區(qū)錐體細(xì)胞排列緊密有致，在海馬皮層區(qū)域更加清晰可見，人參皂苷與低聚糖均能增 強(qiáng) CDK5、MAP2、GAP-43、NF-κB、p65以及Tau蛋白在海馬區(qū)的表達(dá)[50]，而糖蛋白也可以增強(qiáng)小鼠的學(xué)習(xí)和記憶功能[51]。

人參皂苷和糖蛋白可以保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞。人參皂苷Rb1和Re均能使淀粉樣蛋白（A）氧化損傷造成的細(xì)胞死亡率顯著減少，活性氧的含量也減少，使tau蛋白磷酸化程度下降，在一定程度上能減弱Aβ誘導(dǎo)的氧化損傷[52]；人參糖蛋白也能明顯抑制A引起的神經(jīng)細(xì)胞凋亡，保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞免受氧化損傷[53]。

另外，人參還具有鎮(zhèn)靜催眠等作用。人參糖蛋白能使小鼠的活動(dòng)減弱，使閾下劑量注射戊巴比妥鈉的小鼠睡眠潛伏期縮短，睡眠時(shí)間延長，因此具有鎮(zhèn)靜安眠的作用[54]；人參揮發(fā)油在少量使用時(shí)能使神經(jīng)激動(dòng)，劑量適中時(shí)可以鎮(zhèn)靜催眠，而劑量過大時(shí)則會(huì)麻痹神經(jīng)[55]。

2.6 抗菌作用

人參中的親環(huán)素蛋白具有較好的體外抗真菌活性[56]，人參果汁在不同濃度下均能夠抑制微生物的生長[57]，且人參揮發(fā)油可以影響細(xì)菌細(xì)胞膜、細(xì)胞壁的通透性和蛋白質(zhì)、核酸的合成過程，可能因此發(fā)揮其抑菌作用[58]。

3 展望

人參作為我國自古以來寶貴的藥材，現(xiàn)已檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其含有大量豐富的化學(xué)成分，藥理作用十分廣泛，涉及到抗腫瘤、抗衰老、抗疲勞、提高免疫力、調(diào)節(jié)神經(jīng)系統(tǒng)功能等多種領(lǐng)域，但仍有需要繼續(xù)研究探索完善的地方。

首先，人參中富含大量的微量物質(zhì)，有的物質(zhì)含量極低，提純過程復(fù)雜，產(chǎn)率不高，因此需要?jiǎng)?chuàng)造一種簡(jiǎn)便有效的提純方法以期高效高純度地獲得微量物質(zhì)。其次，有的微量物質(zhì)在人參藥理作用中起到的具體作用仍未探索清楚，甚至可能起到關(guān)鍵的調(diào)控作用，這些問題具有重要而又關(guān)鍵的臨床意義，需進(jìn)一步研究清楚。在藥理作用方面，可以進(jìn)一步研究人參各化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)與藥理活性的關(guān)系，以清楚地了解各成分在各種藥理作用方面的具體作用機(jī)制，以期形成系統(tǒng)的、完整的藥理機(jī)制體系。