人參化學成分與藥理作用研究新進展

于雪妮，馮小剛，張建民，黃建軍，張 倩*

（山東大學威海校區海洋學院·山東威海·264209）

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]。由于受第四世紀冰川的影響，人參的產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地，以吉林省的長白山區產量最多，栽培面積最大；韓國生產的錦山人參、江華人參、豐起人參等以地名為招牌的產品也已具有品牌效應。

據《神農本草經》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]。大補元氣是其最大的功效，可用于治療體虛肢冷、驚悸失眠、心力衰竭等。

人參含有的化學成分有人參皂苷、人參多糖、揮發油（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，現今常應用于各種保健食品以及酒水中，在臨床上應用廣泛，如免疫調節、抗腫瘤以及治療神經系統疾病等多方面均有應用。

1 化學成分研究

1.1 人參皂苷

皂苷是一種糖苷類成分，具有糖和苷元的結構，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品的質量。

由于人參種植戶眾多，各產地氣候、栽培技術等[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，導致人參藥材的品質參差不齊，人參總皂苷的含量與單體皂苷的種類、數量和含量各不相同。

1.1.1 人參總皂苷含量

國產人參樣品中人參總皂苷的含量總體高于韓國產的[7]，其中吉林產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

每種人參皂苷的結構各有特點，根據其結構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，我國學者已經從人參的根、莖、葉中共提取鑒定總計四十余種單體皂苷，并確定了它們的結構[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量評價的標準，而有的含量稀少如 Rg3、Rg5、Rhl等，在紅參中的含量僅有十萬分之三左右，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人參并無本質區別[9]。

1.2 人參多糖

人參多糖作為人參中不可缺少的化學組成成分，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，根據其單糖組成的種類和數量的差異，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，結構比較復雜[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 人參揮發油

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

人們在很早的時候（1964年）就進行過人參揮發油的研究，并從其中分離鑒定了17種化學成分，其含量與所處的植物部位有關，其中花的含量最高，遠遠超過根、莖、葉中的含量[16]。目前已成功從人參揮發油中最多分離出71種化學物質，其中有23種是最新發現的成分[17]。

1.4 氨基酸、肽類及蛋白質

人參的根與葉中均含多種有化學活性的氨基酸、肽類及蛋白質成分，它們與人參的藥理作用也有著密不可分的關系。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地的緯度影響，具體表現為高、低緯度地區間人參蛋白的表達差異較大，同一緯度地區間人參蛋白的表達差異較小[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，另外也會產生少量的氨基酸[20]。

1.5 其它

人參中還具有乙酸、丙二酸等低分子量有機酸[21]，以及酒石酸、馬來酸等其他種類的有機酸[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+等各種無機元素成分的含量較高，同時還含有對機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物質，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胞的停止增殖、轉移。其中人參皂苷Rh2可以遏制癌細胞的增殖與生長，促進其分化或凋亡[24]；人參皂苷Rg1的熱裂解產物能夠升高H22荷瘤小鼠血清中腫瘤壞死因子（TNF）-α、干擾素（IFN）-γ和白細胞介素（IL）-2水平，促進腫瘤細胞凋亡和壞死[25]；人參皂苷Rg3能夠影響各種信號通路進而影響各種蛋白的表達[24，26～28]，還可降低腫瘤血管的合成從而阻止腫瘤組織的擴散；人參皂苷Rg5可以使腫瘤組織發生細胞周期滯留，促其凋亡，對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抗腫瘤作用。人參多糖既能夠活化免疫活性T細胞，使機體的免疫能力明顯增強，間接抑制腫瘤細胞生長，又能夠直接殺傷腫瘤組織[30]；人參揮發油可能通過抑制癌細胞的各種基礎代謝過程從而抑制癌細胞生長，其中人參炔醇類物質能夠升高細胞內Ca2+水平，影響癌細胞內酶的活性、活性氧的含量以及蛋白的表達[31-33]，進而抑制癌細胞增殖及遷移[34]，促進腫瘤組織的凋亡，但是對機體的正常組織基本沒有影響。

2.2 抗衰老

人參作為《神農本草經》的“上品”藥材，其多種化學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受損，該作用或許與減弱氧化應激水平及下調其下游p53～p21信號通路有關[35]；人參花寡糖可以使多種相關酶的抗氧化能力增強，降低因氧化造成的機體損傷[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膚乳抹于小鼠皮膚后，小鼠皮膚的水分、透明質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重游泳時間明顯增長，體內的肝糖原明顯增加，而在體內積累的尿素等有害物質明顯減少[39]；人參精氨酸雙糖苷能使給藥組小鼠的強迫性游泳時間顯著增加，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、多肽類物質也具有明顯的抗疲勞作用，吉林人參低聚肽的抗疲勞實驗研究[41]得到了與人參精氨酸雙糖苷相類似的實驗結果。由于人參具有抗疲勞藥理活性，因此現在常將其與瑪珈片、枸杞、鹿胎、葡萄籽等物質制成復方顆粒或飲料，以滿足人類需要。

2.4 調節免疫力

人參皂苷能很好地調節機體的免疫系統功能。人參皂苷Rb1可以降低IL-17+T細胞的百分比，使Treg細胞和Th2細胞含量增多，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TNF-γ的分泌和淋巴細胞的增殖，其經過硫酸化修飾后能夠顯著增強巨噬細胞的功能[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，能夠促進血清剝奪誘導的Raw 264.7巨噬細胞自噬，發揮抗凋亡的保護作用[46]，還能激活T細胞，維持Th1/Th2的平衡，改善系統性紅斑狼瘡患者的免疫功能[47]。這些研究結果對人類多種免疫疾病治療方法的改善創新具有重要意義。

人參多糖最重要的藥理作用便是調節機體的免疫系統并維持其正常生理功能。它可以明顯促進自然殺傷細胞的活性，也可以上調活化受體的表達來激活NK92-MI細胞，提高細胞的殺傷功能[48]。在環磷酰胺免疫抑制模型中，人參多糖能夠使環磷酰胺造成免疫抑制效果降低甚至產生相反的結果；在刀豆蛋白A肝炎模型中，人參多糖能使相關的轉移酶和細胞因子的濃度顯著降低[49]。證明人參多糖調節免疫功能，使細胞免受抑制，緩解炎癥反應。

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，使血清中的IL-2和IgG的表達量增多，脾臟淋巴細胞的增殖指數及CD3、CD4、CD8的含量明顯提高，從而顯著加強免疫力弱的小鼠的免疫功能[40]。

2.5 對神經系統的作用

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

人參皂苷和糖蛋白可以保護神經細胞。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誘導的氧化損傷[52]；人參糖蛋白也能明顯抑制A引起的神經細胞凋亡，保護神經細胞免受氧化損傷[53]。

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

2.6 抗菌作用

人參中的親環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]，且人參揮發油可以影響細菌細胞膜、細胞壁的通透性和蛋白質、核酸的合成過程，可能因此發揮其抑菌作用[58]。

3 展望

人參作為我國自古以來寶貴的藥材，現已檢測發現其含有大量豐富的化學成分，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、調節神經系統功能等多種領域，但仍有需要繼續研究探索完善的地方。

首先，人參中富含大量的微量物質，有的物質含量極低，提純過程復雜，產率不高，因此需要創造一種簡便有效的提純方法以期高效高純度地獲得微量物質。其次，有的微量物質在人參藥理作用中起到的具體作用仍未探索清楚，甚至可能起到關鍵的調控作用，這些問題具有重要而又關鍵的臨床意義，需進一步研究清楚。在藥理作用方面，可以進一步研究人參各化學成分的結構與藥理活性的關系，以清楚地了解各成分在各種藥理作用方面的具體作用機制，以期形成系統的、完整的藥理機制體系。