人参的化学成分及药理活性的研究进展与展望

　　人参的研究可分为二个阶段，在本世纪60年代以前，人参的研究进展缓慢，人们只能根据直觉、直观的判断进行研究，称为古代朴素的研究阶段，在此阶段中积累了大量的临床经验．60年代以后，由于科学技术发展，人参研究突飞猛进，把这一阶段称为现代科学研究阶段．作者对近年来人参的化学成分及药理活性研究作一简要回顾，并对其未来发展作一展望。
　　1　化学成分研究

　　1.1人参皂苷类化学成分研究本世纪90年代初我国学者在国内外研究基础上，对人参根及其地上部分的皂苷成分又深入地进行了分离鉴定，对单体皂苷的代谢化学、半合成、碱水解及分析方法进行系统研究，自人参茎叶中得到10种新的皂苷成分，分别为20（R）-ginsenoside-Rh2、-Rh3、-La、-F4、25-hydrox-y-ginsenoside-Rg2、25-hydroxy-ginsenoside-Rh1、-Ia，-Ib、koryoginsenoside-R1和-R2〔1～3〕。到目前为止，从植物人参中已分离并确定了结构的皂苷成分计40余种。

　　1.1.1 人参与西洋参的鉴别

　　关于二者的主要鉴别方法有：形体鉴别、显微鉴别、红外光谱鉴别、荧光光谱鉴别以及同工酶谱法〔4〕等，但这些方法对于西洋参和人参的制剂区分显得力不从心．作者在国内外研究基础上，发现人参皂苷-Rf是人参的特征成分，而24（R）-假人参皂苷-F11是西洋参的特征成分〔5〕。因此通过检查这两个特征成分可区分人参和西洋参。这种方法不仅适用于生药鉴别，也适用于其制剂的鉴别。

　　1.1.2　人参皂苷代谢研究

　　原人参二醇和原人参三醇型皂苷是人参中主要的皂苷成分，二者在胃和肠道中代谢方式不相同。

　　原人参三醇型皂苷在胃和肠道中代谢反应规律为：1）在胃液作用下，发生C-20绝对构型转变（由不稳定的20（S）型转变为20（R）型）及双键（△24（25））的水合反应．2）在肠液中化合物在酶或菌的作用下苷键逐步断裂，先失去糖链上的外侧糖，再失去内侧糖〔6，7〕。以人参皂苷-Rb1和-Rb2为例〔8，9〕对人参二醇型皂苷研究表明，人参皂苷-Rb1在胃中只有部分代谢，代谢产物与体外水解实验不同，在胃中发生过氧化反应，过氧化物主要为Rb1的25-hydroperoxy-23-ene的衍生物．二醇型皂苷的代谢主要发生在大肠中，人参皂苷-Rb1在肠中菌和酶作用下，生成主要产物有类似在胃中产生的过氧化物以及人参皂苷-Rd、F2等成分。

　　有人对人参皂苷在人的肠道中代谢进行了体外实验〔10〕。研究表明人参皂苷-Rb1在8h内代谢；人参皂苷-Rg1代谢较慢，需2天时间．两者在肠菌的作用下经历以下代谢途径：G-Rb1→G-Rd→G-F2→compoundk→20（S）-PPD；G-Rg1→G-Rh1→20（S）-PPT。

　　1.2　其它化学成分研究

　　人参根、茎叶及花蕾各部分挥发油不仅含量不同而且性状和化学组成也各不相同．陈氏根据三者挥发油中都含有β-金合欢烯，提出人参皂苷生合成途径的初步设想。到目前为止，已从人参挥发性成分中鉴定了90余种化合物〔11〕。

　　人参含有的糖类成分主要有单糖、低聚糖和多糖．有一定生理活性的人参糖类成分为人参多糖，人参果胶中分出的有生理活性的多糖有SA、SB、PA、PN等〔12〕。人参中含有12种以上生物碱，如N9-formy1、harman、norharman、腺苷、胆碱等以及天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸等20种以上的氨基酸，其中有些是人体所必需的氨基酸。此外还含有具有生物活性的低聚肽及多肽等成分〔13〕。除上述成分外，人参中还含有多种对人体有益的微量元素、维生素及酶类物质．人参茎叶中还含有山萘酚、三叶豆苷、人参黄酮苷等黄酮类化合物以及酚酸类、甾醇类成分〔14〕。

　　2　人参药理活性研究

　　2.1　人参皂苷的抗肿瘤抗心律失常构效关系研究〔1〕

　　抗肿瘤活性构效关系规律如下：（1）抗肿瘤活性受母核影响，其强弱规律是：齐墩果酸型＞原人参二醇型＞原人参三醇型；（2）抗肿瘤活性受糖影响强弱规律是：苷元＞单糖苷＞二糖苷＞三糖苷＞四糖苷；（3）抗肿瘤活性受C20构型影响的强弱规律是：20（R）-人参皂苷＞20（S）-人参皂苷．此外还发现人参皂苷-RA1可明显增强肿瘤坏死因子（TNF）的抗肿瘤作用，体外可增强80倍，体内可达10倍，是一个有希望的先导化合物。该实验从一个侧面反映了祖国医学中关于人参扶正（例如增强TNF活性）祛邪（如抗肿瘤）记载的正确性和科学性。

　　以ADP诱导兔血小板聚集为模型，对15种单体皂苷及苷元进行抗血小板聚集活性测试，探讨其构效关系如下：苷元强度为：PPT＞PPD＞OA；人参皂苷活性强度为：PPT型＞OA型＞PPD型；PPT型皂苷：单糖苷＞双糖苷＞苷元；OA型皂苷：RO＞OA；PPD型皂苷：Rb1，Rb2＞Rc，Rd＞PPD＞Rh2。

　　对9种人参皂苷抗大鼠心律失常活性研究表明：当苷元不同、连接糖数目相同时，其活性强度顺序为：原人参三醇型＞齐墩果酸型＞原人参二醇型；当苷元相同时，人参三糖苷＞人参二糖型＞人参单糖苷。人参皂苷B的抗心律失常活性很强。这与祖国医学记载的人参能通血脉，治疗脉大无伦的经验相符。

　　2.2　人参的抗衰老和益智作用机制的研究

　　2.2.1　人参皂苷的抗衰老作用为了探索人参茎叶皂苷（GSL）的抗衰老作用，选择了过氧化脂质、脂褐素、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶作为指标〔15〕。实验结果表明：GSL可明显抑制脑和肝中过氧化脂质形成，减少大脑皮质和肝中脂褐素的含量，同时也能增加超氧化物歧化酶和过氧化氢酶在血液中的含量。这个结果表明GSL具有抗氧化作用。这个结果也证实了GSL类似人参根，具有抗氧化作用。

　　钟氏等〔16〕报道人参二醇组皂苷和人参三醇组皂苷均具有拮抗O－·2自由基引起的心肌细胞损伤作用。对超氧化阴离子清除作用PDS略高于PTS。因此PDS和PTS都具有保护心肌细胞免于氧化损伤作用。

　　为进一步研究人参皂苷的抗氧化作用，试验了11种人参皂苷〔17〕，结果表明人参皂苷-Rd对自由基含量无明显影响，8种人参皂苷即人参皂苷-Rb1、-Rb2、Rd、-Rc、-Re、Rg1、Rg2、-Rh1可不同程度地减少自由基含量，但人参皂苷-Rf和人参皂苷RO增加自由基含量。人参皂苷-Rb1和-Rg1清除自由基效果最好。

　　在过去的几年中，人们发现在抗衰老方面人参皂苷-Rg1和-Rb1在人参中是主要的活性化合物．人参皂苷-Rb1和-Rg1抗衰老机制的研究近年来又有新突破〔18〕。人参皂苷-Rg1（不是-Rb1）可增强老年鼠的T-淋巴细胞增殖能力和IL-2的基因表达及IL-2的蛋白质水平。而对于幼鼠则无明显影响，表明人参皂苷-Rg1可选择性增强老年大鼠的免疫功能。

　　尽管人参皂苷-Rg1和Rb1不是Ca2＋的拮抗剂，但它们能延长衰老神经细胞的存活时间．进一步研究证明人参皂苷-Rb1和-Rg1可选择性地抑制由于高浓度谷氨酸和K＋引起的钙浓度增高，表明人参皂苷-Rb1和-Rg1的神经保护活性与阻止Ca2＋过多进入神经细胞有关〔19〕。

　　当给予-Rg1，老化的脑皮层细胞膜流动性明显增加，这一结果表明：神经细胞衰老伴随着膜的流动性改变，增加膜流动性是人参皂苷抗衰老作用机制的一个指标〔20〕。

　　实验观察到人参皂苷对老年鼠海马CA3区神经细胞超微结构改变的影响并证实脂褐素的增加和线粒体及其它细胞器的退化是衰老组织的一个变化特征，人参皂苷可延缓神经细胞衰老并降低老年发生的记忆损伤，提示人参皂苷具有稳定膜结构和增加蛋白质合成作用。因此人参皂苷可以提高老年人记忆能力〔21〕。

　　2.2.2　人参皂苷-Rg1和Rb1的益智作用

　　在益智方面，传统中医的益智和现代医学“促智”几乎是同义语，人参皂苷-Rg1和Rb1是人参中益智作用主要成分。药理作用机制研究表明〔22〕，人参皂苷-Rb1和Rg1均可促进幼鼠身体发育，并易化小鼠成年后跳台法和避暗法记忆获得过程，用突出定量技术发现-Rb1和Rg1可明显增加小鼠海马CA3区细胞突触数目。这是人参皂苷促进学习和记忆的组织形态学基础。人参皂苷的益智作用和它的提高神经系统功能有关。

　　按照不同实验结果，人参皂苷的抗衰老作用与下列作用有关：（1）抗氧化作用；（2）增强免疫系统功能；（3）提高衰老神经系统功能。从目前取得的成果可以总结以下结论：（1）人参皂苷和一些酚酸化合物是人参抗衰老主要活性成分；（2）不同人参皂苷抗衰老作用强弱不同；（3）人参皂苷-Rb1和Rg1在抗衰老方面是最有希望的先导化合物。

　　2.3　人参药理作用的多样性

　　人参具有多种化学成分，每种成分在药理方面又有其各自的特点〔23，24〕。人参皂苷按苷元的结构可分为3类；齐墩果酸型如人参皂苷Ro，主要有抗炎、抗血小板释放作用。原人参二醇型如人参皂苷-Rb1和-Rb2表现为中枢神经抑制、降低细胞内钙、抗氧化、清除自由基和改善心肌缺血再灌注损伤等作用，原人参二醇组皂苷无溶血活性．原人参三醇组皂苷有溶血活性．原人参三醇型皂苷如-Rg1则表现为中枢神经兴奋，促智，促进蛋白质、DNA和RNA的合成等作351第2期窦德强等：人参的化学成分及药理活性的研究进展与展望用；-Re是抗心律失常有效成分，可抑制吗啡诱发小鼠产生的耐药性等作用。-Rg2可抑制兔血小板释放反应等作用．非皂苷类成分中，炔醇类化合物有抗癌、止痛、消炎作用；酚类化合物如香草酸、麦芽酚等具有抗氧化作用；多糖类成分的生物活性主要在4方面：（1）能增强机体免疫能力；（2）可用于防治肿瘤的辅助药剂；（3）可明显抑制四氯化碳所致肝损伤；（4）降血糖作用．低聚肽类有抗脂肪分解的活性。此外，人参中含有糖蛋白具有抗病毒作用，人参蛋白具有促进轴突生成增加脑细胞数量作用．总之，人参含有多种化学成分，且其作用各不相同，甚至在有些方面截然相反。有些成分的作用是专一的，其它成分虽增至很大量也不产生该作用。

　　综上所述，人参药理作用十分广泛，现对现代药理学研究的人参药理作用特点作一简要总结．第一，人参对机体功能和代谢具有双向调节作用，这种双向调节，主要是向着有利于机体功能恢复和加强的方向进行，即主要是改善因内部（衰老等）和外部（应激、外界药物刺激等）因素引起的机体功能低下，而对于正常机体影响很小。如：人参不仅能明显减少小鼠在高温（46℃）的死亡率，而且也能减少低温（－9℃）条件下死亡率〔25〕。再如人参对于大剂量应用醋酸泼尼松引起动物“耗竭”现象具有明显改善作用，对于醋酸泼尼松引起的血清总脂、甘油三酯、胆固醇升高和皮质醇下降均有抑制作用〔26〕。再如人参对于不正常血糖水平具有调节作用，而对于正常血糖无明显影响〔27〕。第二，人参产生药理作用所需剂量应适宜，过大过小效果均不佳。如人参皂苷减轻醋酸泼尼松副作用以剂量为60mg／kg效果最好，120mg／kg和30mg／kg效果不好。第三，人参皂苷基本上能代表人参主要药效指标，对于人参单体成分药理研究表明，某些成分的药理作用是独有的，其它成分即使量很大也不产生该作用。再者人参在治疗剂量下几乎无任何毒副作用，无致畸和其它方面异常发生〔27〕。第四，人参主要是预防和治疗机体功能低下，由于人参靶器官较多，尤其适用于各器官功能趋于全面衰退的老年人，是老年人的保健理想用药．第五，人参主要用作增强健康、强壮和补益的药物，尤其适用于老年人。中国古老的关于中药的药学典籍《神农本草经》把人参列为上品，言其具有“主补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，明目，开心益智，久服有轻身延年之功效”。人参增强免疫系统功能，促进生长发育，增强动物对外部或内部因素引起功能低下的抵抗力和适应性即抗应激作用与中医滋补强壮含义是接近的。现代医学的“促智”和“抗衰老”与中医“益智”和“轻身延年”是对应的。现代药理学研究表明人参是适应原性药物，具有双向调节作用．人参的双向调节作用是指向着有利于机体功能恢复和加强的方向进行调节。这个结论与传统中医关于人参“扶正祛邪”的作用是相符的。

　　3　人参研究的展望

　　3.1　人参化学研究

　　人参皂苷是人参中主要活性成分，目前它的全合成还未成功，仍需从人参根、茎、叶等部位提取以满足医疗需要。因此，对于某些含量较低、活性较强的单体皂苷的新药开发还比较困难，如前述人参皂苷-Rh2有较强抗癌活性，国内外学者已采用不同方法半合成人参皂苷-Rh2及其类似物〔28〕，这项工作有待于进一步研究。合成工作的另一方面意义在于对已阐明活性的化合物进行结构修饰与改造以寻找活性更强的化合物，而且也能改善某些人参皂苷的性质，增加其生物利用度。

　　对于人参皂苷的代谢化学进行研究也应给予高度重视，目前已发现某些代谢产物具有较强的生物活性。前述主要研究的是人参皂苷-Rb1、Rb2、Rg1等成分，其它成分未进行研究。人参皂苷的代谢有待深入研究和反复验证，这对于研究人参皂苷在体内的吸收与分布、阐明人参皂苷的药理作用机制、寻找新的活性化合物有重要作用。

　　3.2　药理活性研究研究

　　单体的生物活性至关重要，因可排除其它成分的存在，易于阐明它的确切药理作用和分析机制．如人参皂苷-Rb1具有中枢抑制作用，而-Rg1具有中枢兴奋作用．另一方面，通过多种单体皂苷成分的构效关系研究也易于发现活性较强化合物，如前述我们对人参皂苷抗肿瘤活性构效关系进行研究，发现人参皂苷-Rh2具有较强活性。目前单体化合物多集中于Rg1、Rb1、Re、Rb2等含量较高成分。其它成分及非皂苷成分有待深入研究和反复验证。值得提及的是人参在胃和肠道中代谢产物以及红参与白参中特有成分的药理活性研究应给予重视。总之，单体化合物研究对于发现人参新的生物活性和评价人参药用价值是很有益处的。

　　随着人参药理作用机制不断阐明，建立有效的多方位的活性化合物筛选体系是药理学研究的另一发展趋势。所谓多方位，一方面是指多种药理活性筛选同时进行，另一方面是指某一药理活性可用多种指标来评价。前述人参皂苷抑制醋酸泼尼松所致的血清总酯、甘油三酯、胆固醇升高与人参皂苷抗高脂血症有关。人参皂苷抑制小鼠的体重下降、血清皮质醇降低表明人参皂苷有助阳活性．

　　3.3　人参制品的发展趋势

　　人参及其制品目前在世界上已达数百种之多，随着人们保健需要，人参及其制品将有一个更大发展，其发展趋势如下：（1）发展标准化的人参标准提取物．前述人参单体成分某些药理作用截然相反，这些成分在制剂中差别较大，势必会影响疗效。目前有些药理活性研究结果相互矛盾，如有些人认为人参总皂苷有溶血活性，而有人却报道无溶血活性。主要是因为所用原料及提取方法不同所致。另外人参制品虽多，但质量差异较大。因此为确保疗效，要发展标准化人参提取物。（2）发展无农药残留、无重金属残留的人参制品。世界卫生组织明文限制植物药的农药和重金属残留限量，我国为同世界接轨，将在2000年版药典中对部分药材增加重金属及农药残留量限量的规定。（3）单体化合物制剂也是一个发展趋势。如现在已证明抗心律失常以Re和Rg2较强，抗肿瘤Rh2和Rg3较强。正由于单体皂苷作用不同，有必要制成单体皂苷制剂．