人參皂苷Re 抗UVB 輻射作用研究進(jìn)展

朱 爽，韓燕燕，姜 濤，陳 雪，王 歡，王恩鵬，陳長(zhǎng)寶

（長(zhǎng)春中醫(yī)藥大學(xué)，長(zhǎng)春 130117）

紫外線(xiàn)輻射主要指100～400 nm 波長(zhǎng)的電磁波，根據(jù)波長(zhǎng)的不同，將其劃分為三個(gè)波段，短波紫外線(xiàn)（ultraviolet C，UVC）、中波紫外線(xiàn)（ultraviolet B，UVB）和長(zhǎng)波紫外線(xiàn)（ultraviolet A，UVA）[1]。中波紫外線(xiàn)是紫外線(xiàn)的曬傷波段，是重點(diǎn)防預(yù)的波段，它的能階較高，對(duì)皮膚有一定的影響，絕大部分可被皮膚吸收產(chǎn)生強(qiáng)烈的光損傷。UVB 輻射具有強(qiáng)烈的生物學(xué)效應(yīng)，長(zhǎng)時(shí)間的照射會(huì)引起過(guò)量的中波紫外線(xiàn)照射還可導(dǎo)致機(jī)體中抗氧化酶的減少，引起氧化應(yīng)激反應(yīng)，積累大量自由基和活性氧，進(jìn)而引發(fā)機(jī)體損傷皮膚出現(xiàn)水泡、紅腫、血管擴(kuò)張等癥狀，甚至可引發(fā)皮膚癌[2-4]。西醫(yī)藥物療法不良反應(yīng)較大，使得不良反應(yīng)較小的傳統(tǒng)中藥成為研究熱點(diǎn)。本文對(duì)中藥人參中的主要成分人參皂苷Re 抗輻射的藥效作用機(jī)制研究進(jìn)展進(jìn)行了整理與歸納，為合理開(kāi)發(fā)利用人參資源提供思路和方法。

1 概述

人參（panax ginseng C.A.Mey.）為五加科植物，是我國(guó)特產(chǎn)珍貴藥材，具有良好的抗輻射功效，在清除自由基、抗氧化應(yīng)激、抗衰等方面具有較強(qiáng)的生物學(xué)活性[5-6]。人參皂苷（ginsenoside，GS）是人參的主要化學(xué)成分，含量在40%左右，是一種固醇類(lèi)化合物，根據(jù)苷元結(jié)構(gòu)的不同可分為人參二醇型皂苷、人參三醇型皂苷和齊墩果烷型皂苷[7]。人參皂苷 Re（Ginsenoside Re，G-Re）是人參的主要活性成分，約占總皂苷含量的30%，其分子式為C48H82O18。國(guó)內(nèi)外大量研究表明，G-Re 對(duì)UVB 誘導(dǎo)的皮膚損傷具有很好的保護(hù)作用，其作用機(jī)制與清除自由基、抗氧化作用有關(guān)；此外G-Re 還可通過(guò)對(duì)免疫系統(tǒng)、心血管系統(tǒng)的保護(hù)、抗氧化應(yīng)激、抑制細(xì)胞凋亡和減輕脂質(zhì)過(guò)氧化等方面起到抗輻射損傷的作用[8-10]。G-Re 結(jié)構(gòu)式，見(jiàn)圖1。

圖1 G-Re 結(jié)構(gòu)式

2 人參皂苷Re 抗UVB 輻射作用研究

2.1 對(duì)心血管系統(tǒng)的保護(hù)作用 心血管系統(tǒng)是輻射敏感靶器官之一。研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期暴露在輻射環(huán)境下，心血管系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)功能性改變，發(fā)生心率失常、低血壓、心電圖波形改變、心臟電生理特性的變化等現(xiàn)象[11]。大量報(bào)道證實(shí)，G-Re 具有對(duì)心血管系統(tǒng)多方面的治療效果，如抗心律失常、抗缺血、增加心肌收縮力、改善心電圖、促進(jìn)血管生成、再生成和對(duì)心臟電生理特性的影響等[12-14]。G-Re 主要影響心臟活動(dòng)的自律性和收縮性。在G-Re 影響體外大鼠主動(dòng)脈收縮性的早期研究中顯示，G-Re 可引起內(nèi)皮細(xì)胞依賴(lài)性舒張，這主要與其增強(qiáng)血管內(nèi)皮細(xì)胞中L-精氨酸釋放一氧化氮（NO）有關(guān)[15]。SCOTT G I 等[16]深入研究G-Re 影響體外成年大鼠心臟收縮性，證實(shí)了G-Re 可以抑制心肌細(xì)胞的收縮，并且部分是通過(guò)增加NO 產(chǎn)生來(lái)調(diào)節(jié)的。陳彩霞等[17]取家兔注射異丙腎上腺素，導(dǎo)致室性心律失常，研究G-Re 對(duì)其抑制作用，實(shí)驗(yàn)表明，G-Re 對(duì)心律失常具有很好的療效，組織病理學(xué)檢查顯示，G-Re 還可改善由心律失常引起的心肌損傷。高瑩等[18]對(duì)大鼠心肌缺血再灌注后給予G-Re，證實(shí)G-Re 能夠很好的保護(hù)心肌細(xì)胞。LIM K H 等[19]對(duì)人參皂苷Re 改善心臟缺血再灌注損傷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明，人參皂苷Re 可以促進(jìn)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)(心率、灌注壓、主動(dòng)脈血流、冠狀動(dòng)脈血流、心輸出量等)的恢復(fù)，改善心電圖異常，對(duì)大鼠心臟有明顯的保護(hù)作用。

2.2 對(duì)免疫系統(tǒng)的保護(hù)作用 機(jī)體受到紫外線(xiàn)照射后，免疫功能會(huì)出現(xiàn)紊亂，引起免疫活性細(xì)胞減少，導(dǎo)致抗體形成紊亂、細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)異常等現(xiàn)象，機(jī)體長(zhǎng)期處于免疫功能障礙會(huì)使患者對(duì)于細(xì)菌病毒等病原體比較敏感，從而引發(fā)其他并發(fā)癥，導(dǎo)致疾病加重或死亡[20-21]。國(guó)內(nèi)外研究表明，G-Re 對(duì)輻射引發(fā)的免疫系統(tǒng)損傷具有治療作用。金光輝等[22]發(fā)現(xiàn)人參三醇皂苷對(duì)UVB 輻射導(dǎo)致的皮膚損傷有一定的治療效果。實(shí)驗(yàn)表明，10～50 μg/mL 濃度的人參三醇皂苷對(duì)UVB 誘導(dǎo)的Colo16 細(xì)胞S 周期阻滯及細(xì)胞凋亡有明顯的釋放及抑制作用。劉偉宏等[23]對(duì)人參三醇皂苷防治紫外照射大鼠損傷的免疫器官進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，人參三醇皂苷能使外周血白細(xì)胞數(shù)量明顯增多，脾及胸腺質(zhì)量降低的情況得到明顯抑制，其脾和胸腺細(xì)胞數(shù)量也明顯增加。證明人參三醇皂苷對(duì)紫外線(xiàn)照射損害的免疫器官起到防護(hù)效果，并提高生物體的防護(hù)功能。徐志立等[24]研究G-Re 對(duì)小鼠免疫功能的作用，實(shí)驗(yàn)通過(guò)建立小鼠脾虛模型，給予G-Re 后，觀(guān)察碳粒清除功能、體質(zhì)增長(zhǎng)率、脾及胸腺指數(shù)變化，發(fā)現(xiàn)G-Re能夠提高小鼠的炭粒廓清能力，加快內(nèi)皮網(wǎng)狀系統(tǒng)吞噬異物，并提高生物體免疫能力。

2.3 清除自由基、抗氧化作用 機(jī)體受到紫外線(xiàn)照射后，會(huì)生成大量H+、OH-、H2O2等自由基，人參皂苷Re 可明顯促進(jìn)氧自由基的清除、減少脂質(zhì)過(guò)氧化物的生成及增強(qiáng)生物體的抗氧化作用[25]。宋志斌等[26]研究了體外G-Re 抗氧化及對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用，實(shí)驗(yàn)考察G-Re 體外清除二苯代苦味酰肼（DPPH）作用及測(cè)定其還原能力，并研究其對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，G-Re 的抗氧化功效并非通過(guò)傳遞電子達(dá)到其作用，而是具有神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的功能，為神經(jīng)細(xì)胞提供養(yǎng)分，從而達(dá)到維護(hù)血清剝奪損害的神經(jīng)細(xì)胞，抑制其凋亡的作用。朱海波等[27]研究了G-Re 對(duì)腦缺血再灌注時(shí)導(dǎo)致?lián)p害的防護(hù)作用，發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶（SOD）活性下降的情況能夠明顯減輕，代謝物丙二醛（MDA）產(chǎn)量顯著提高，從而證明G-Re 可以清除自由基、抗氧化，降低脂質(zhì)過(guò)氧化物的生成。OH Y 等[28]研究了人參皂苷Re 通過(guò)上調(diào)HaCaT 角質(zhì)形成細(xì)胞中的谷胱甘肽和超氧化物歧化酶對(duì)細(xì)胞氧化還原穩(wěn)態(tài)的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人參皂苷Re 通過(guò)上調(diào)HaCaT 角質(zhì)形成細(xì)胞中的某些抗氧化成分包括總谷胱甘肽和超氧化物歧化酶，具有抗氧化作用，進(jìn)而發(fā)揮其維持細(xì)胞氧化還原穩(wěn)態(tài)的潛在作用。

2.4 氧化應(yīng)激的防御作用 氧化應(yīng)激是指生物體內(nèi)氧自由基清除的失衡，此時(shí)機(jī)體累積大量活性氧類(lèi)（ROS），包括過(guò)氧化氫（H2O2）、羥自由基（OH）等，過(guò)量的ROS 會(huì)損害體內(nèi)大分子（如核酸、蛋白質(zhì)等），從而導(dǎo)致生物體發(fā)生病變[29-30]。紫外線(xiàn)輻射可以誘導(dǎo)機(jī)體內(nèi)過(guò)氧化氫、超氧化物等活性氧類(lèi)大量產(chǎn)生，導(dǎo)致機(jī)體的氧化系統(tǒng)與抗氧化系統(tǒng)的失衡，機(jī)體清除ROS 的能力下降，使其含量增加，導(dǎo)致進(jìn)一步累積，從而損傷機(jī)體。研究表明，G-Re 可以很好的防御氧化應(yīng)激。金光輝等[22]通過(guò)UVB 輻射Colo16 細(xì)胞，研究人參三醇皂苷對(duì)其保護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人參三醇皂苷顯著減少UVB 照射引起的Colo16 細(xì)胞凋亡，并減輕其導(dǎo)致的Colo16 細(xì)胞內(nèi)H2O2升高和SOD 活性下降的情況，證明人參三醇皂苷對(duì)UVB 輻射傷害皮膚的防御作用與其增強(qiáng)SOD 活性、清除細(xì)胞內(nèi)H2O2有關(guān)。曹霞[31]研究了G-Re 對(duì)心肌缺血再灌注時(shí)導(dǎo)致?lián)p傷的防護(hù)作用。實(shí)驗(yàn)中檢測(cè)SOD 活性和心肌細(xì)胞中活性氧的含量，結(jié)果表明，G-Re能夠顯著提高SOD活性，并且減少活性氧的含量，進(jìn)而降低對(duì)心肌細(xì)胞的損害，證明了其作用機(jī)制和G-Re 降低心肌缺血再灌注時(shí)的氧化應(yīng)激損傷有關(guān)。SHIN D 等[32]研究了人參皂苷Re對(duì)HaCaT 角質(zhì)形成細(xì)胞內(nèi)谷胱甘肽和超氧化物歧化酶對(duì)中波紫外線(xiàn)（UVB）誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激的防御作用，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)HaCaT 細(xì)胞在UVB 照射前用人參皂苷Re 預(yù)處理時(shí)，人參皂苷Re 可顯著抑制UVB 誘導(dǎo)的ROS 升高，還可減弱UVB 誘導(dǎo)的proMMP-2 和-9的活性和蛋白水平的升高，可以初步評(píng)估人參皂苷Re對(duì)UVB誘導(dǎo)的HaCaT角質(zhì)形成細(xì)胞抗氧化應(yīng)激作用，這意味著人參皂苷Re 具有潛在的皮膚抗光老化特性。

2.5 對(duì)細(xì)胞凋亡的抑制作用 細(xì)胞凋亡是機(jī)體為維系內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，以基因調(diào)控的自發(fā)、規(guī)律的死亡過(guò)程。機(jī)體受到紫外線(xiàn)輻射后，細(xì)胞凋亡率顯著提升，其導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的機(jī)制包括內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線(xiàn)粒體和死亡受體等通路，通過(guò)誘導(dǎo)有關(guān)基因及細(xì)胞因子，加快其死亡進(jìn)程。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，G-Re 能夠很好的減少細(xì)胞凋亡。曹霞[31]4研究G-Re對(duì)心肌缺血再灌注導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡，結(jié)果顯示，損傷的大鼠基因組DNA 在電泳上呈現(xiàn)DNA Ladder 即細(xì)胞凋亡，而給藥組并未出現(xiàn)此現(xiàn)象，說(shuō)明G-Re 可以抑制細(xì)胞凋亡。曾和松等[33]研究了G-Re 對(duì)有關(guān)基因表達(dá)和心肌細(xì)胞凋亡的影響，通過(guò)電子顯微鏡確認(rèn)細(xì)胞凋亡，利用原位雜交和免疫組化染色法研究Bcl-2、Bax 和Fas 基因的mRNA 和蛋白表達(dá)，并定量檢測(cè)蛋白和mRNA 表達(dá)的陽(yáng)性視野的平均光密度（OD），發(fā)現(xiàn)G-Re 可明顯減輕由心肌缺血再灌注導(dǎo)致的細(xì)胞凋亡現(xiàn)象，其機(jī)制與G-Re 抑制Bax 基因和Fas 基因的表達(dá)和提高Bcl-2/Bax 的比例有關(guān)。YANG K 等[34]研究了丹參酚酸B 和人參皂苷Re 通過(guò)抗氧化和抗炎機(jī)制協(xié)同保護(hù)氧化型低密度脂蛋白（Ox-LDL）誘導(dǎo)的內(nèi)皮細(xì)胞凋亡。結(jié)果表明，兩者可顯著降低炎癥介質(zhì)的含量，提高抗氧化酶的活性，恢復(fù)平衡細(xì)胞的氧化還原狀態(tài)，通過(guò)抗氧化和抗炎機(jī)制有效地保護(hù)了內(nèi)皮細(xì)胞抵抗氧化型低密度脂蛋白誘導(dǎo)的凋亡。

3 總結(jié)

隨著人們生活水平的提高，對(duì)抗輻射的防護(hù)意識(shí)不斷增強(qiáng)，篩選出一種天然有效的抗輻射藥物已經(jīng)成為許多科研工作者的研究熱點(diǎn)。人參是我國(guó)著名的美容養(yǎng)生藥材，被譽(yù)為“百草之王”，在吉林省東部山區(qū)的秋冬季節(jié)，經(jīng)常將其用于治療皮膚皸裂、護(hù)膚等，所以其在民間皮膚護(hù)理方面的應(yīng)用具有悠久的歷史與廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。人參皂苷Re 是人參主要有效成分，具有較為顯著的抗UVB 輻射、抗氧化衰老的作用，其作用機(jī)制仍需科研人員進(jìn)行更深入的挖掘與探索，為今后開(kāi)發(fā)新型抗輻射損傷藥物及護(hù)膚產(chǎn)品提供理論依據(jù)。