人参化学成分与药理作用研究新进展

于雪妮，冯小刚，张建民，黄建军，张 倩*

（山东大学威海校区海洋学院·山东威海·264209）

人参是五加科植物人参Panax ginseng C.A.Mey.的干燥根及根茎。它的表面呈灰黄色，主根为圆柱形或纺锤形，下部有2～3条支根，上面长有许多须根，须根上有小型的疣状突起。粉末呈淡黄白色，显微镜下可见明显的树脂道碎片[1]。由于受第四世纪冰川的影响，人参的产地主要在亚洲东部的中国、朝鲜半岛、日本和俄罗斯东部等地方[2]。其中我国是人参的最大生产地，以吉林省的长白山区产量最多，栽培面积最大；韩国生产的锦山人参、江华人参、丰起人参等以地名为招牌的产品也已具有品牌效应。

据《神农本草经》记载：人参属于上药，多服久服不伤人，可延年不老。味甘小寒，主辅五脏，安精神，开心益智[3]。大补元气是其最大的功效，可用于治疗体虚肢冷、惊悸失眠、心力衰竭等。

人参含有的化学成分有人参皂苷、人参多糖、挥发油（萜类、醇类、脂肪酸类等）和氨基酸等，具有抗疲劳、抗衰老、抗氧化和提高免疫力等药理作用，又是药食同源的药材，现今常应用于各种保健食品以及酒水中，在临床上应用广泛，如免疫调节、抗肿瘤以及治疗神经系统疾病等多方面均有应用。

1 化学成分研究

1.1 人参皂苷

皂苷是一种糖苷类成分，具有糖和苷元的结构，在植物中存在广泛。人参皂苷是一类连接有糖链的三萜类皂苷，作为人参中最重要的一种有效成分，其种类与含量决定产品的质量。

由于人参种植户众多，各产地气候、栽培技术等[4]影响因素各不相同且土壤肥力、土壤中微生物种类与含量等[5，6]因素难以人为控制，导致人参药材的品质参差不齐，人参总皂苷的含量与单体皂苷的种类、数量和含量各不相同。

1.1.1 人参总皂苷含量

国产人参样品中人参总皂苷的含量总体高于韩国产的[7]，其中吉林产的样品人参总皂苷含量最高，其次是辽宁和黑龙江[8]；而相同产地的人参样品中人参总皂苷含量随参龄变化的不同而不固定，但人参总皂苷含量最高的3个样品都来自吉林省[9]。

1.1.2 人参单体皂苷种类及含量

每种人参皂苷的结构各有特点，根据其结构类型的差异可以分为以下三类：原人参二醇（PPD）类，主要有人参皂苷Ra1、Rb1、Rc、Rd等； 丙二酰人参皂苷Rb1、Rc、Rd，西洋参皂苷 R1；原人参三醇（PPT）类，包括人参皂苷 Re、Rf、Rg1、Rh1，20-葡糖基-Rf， 三七皂苷R1等；齐墩果酸（OA）类，如人参皂苷R0。到目前为止，我国学者已经从人参的根、茎、叶中共提取鉴定总计四十余种单体皂苷，并确定了它们的结构[10]。各种单体皂苷在总的人参干重中约占4%，在人参主根干重中约占 2.0%～7.0%[11]。

不同种类的人参中所含人参单体皂苷的种类及含量均有差异，不同种类的人参单体皂苷在同一人参中的含量也大不相同，有的含量较高如Rbl、Rc、Rd、Re等，生晒参主根中的Rg1含量高达0.263% ，Rb1、Re、Rf、Rc 含 量 依 次 为 0.144% 、0.096% 、0.052% 、0.050%[11]，这些丰富的单体皂苷的含量常作为人参质量评价的标准，而有的含量稀少如 Rg3、Rg5、Rhl等，在红参中的含量仅有十万分之三左右，白参中没有稀有皂苷[12]，这些含量稀少的皂苷叫做稀有人参皂苷，可能具有重要的药理作用。韩国忠清南道锦山郡的人参中，人参单体皂苷的组成及含量与我国国产人参并无本质区别[9]。

1.2 人参多糖

人参多糖作为人参中不可缺少的化学组成成分，是研究较早的一种多糖类生物活性成分，呈淡黄色至黄褐色粉末，可溶于热水。

人参中的总多糖含量大约为5%左右，根据其单糖组成的种类和数量的差异，可分为中性糖和酸性果胶两大类。中性糖主要包括淀粉样葡聚糖，占人参多糖的绝大部分（约为80%），剩下的基本为酸性果胶，主要由杂多糖组成，结构比较复杂[13]。园参、韩国参和非林地参三者相比，总多糖含量相差不大，其中韩国参含量最高，园参含量最低[14]。

1.3 人参挥发油

人参所具有的特异香气主要来源于其中的挥发油成分，但是挥发油的含量很低，大约为0.1%到0.5%。倍半萜类物质在挥发油中含量最多，占人参总挥发油的40%左右[15]，除此外还有醇类、酮类、醛类等多种化学成分，聚乙炔醇类是其具备药理作用的主要活性成分。

人们在很早的时候（1964年）就进行过人参挥发油的研究，并从其中分离鉴定了17种化学成分，其含量与所处的植物部位有关，其中花的含量最高，远远超过根、茎、叶中的含量[16]。目前已成功从人参挥发油中最多分离出71种化学物质，其中有23种是最新发现的成分[17]。

1.4 氨基酸、肽类及蛋白质

人参的根与叶中均含多种有化学活性的氨基酸、肽类及蛋白质成分，它们与人参的药理作用也有着密不可分的关系。在从根提取的15种氨基酸中，必需氨基酸的比例较大，最多的是精氨酸，其次是谷氨酸[18]。人参蛋白的种类与含量受产地的纬度影响，具体表现为高、低纬度地区间人参蛋白的表达差异较大，同一纬度地区间人参蛋白的表达差异较小[19]。人参蛋白可分别被胃、胰蛋白酶以及双酶水解，酶解后主要生成低分子量的蛋白质，另外也会产生少量的氨基酸[20]。

1.5 其它

人参中还具有乙酸、丙二酸等低分子量有机酸[21]，以及酒石酸、马来酸等其他种类的有机酸[22]，但目前研究较少。此外，人参还含有具有较高活性的其他脂溶性成分比如亚油酸、甾醇、聚炔类等化合物。人参中的Ca2+、Mg2+、K+等各种无机元素成分的含量较高，同时还含有对机体有重要作用的锗元素等[23]。

2 药理研究

2.1 抗肿瘤

人参皂苷是人参中含量最多的化学物质，多种类型的单体皂苷都具有很好的抗肿瘤作用，能够较为有效地使多种癌细胞的停止增殖、转移。其中人参皂苷Rh2可以遏制癌细胞的增殖与生长，促进其分化或凋亡[24]；人参皂苷Rg1的热裂解产物能够升高H22荷瘤小鼠血清中肿瘤坏死因子（TNF）-α、干扰素（IFN）-γ和白细胞介素（IL）-2水平，促进肿瘤细胞凋亡和坏死[25]；人参皂苷Rg3能够影响各种信号通路进而影响各种蛋白的表达[24，26～28]，还可降低肿瘤血管的合成从而阻止肿瘤组织的扩散；人参皂苷Rg5可以使肿瘤组织发生细胞周期滞留，促其凋亡，对人食管癌的恶化具有显著的抑制作用[29]。

人参中所含的其它成分也具有较强抗肿瘤作用。人参多糖既能够活化免疫活性T细胞，使机体的免疫能力明显增强，间接抑制肿瘤细胞生长，又能够直接杀伤肿瘤组织[30]；人参挥发油可能通过抑制癌细胞的各种基础代谢过程从而抑制癌细胞生长，其中人参炔醇类物质能够升高细胞内Ca2+水平，影响癌细胞内酶的活性、活性氧的含量以及蛋白的表达[31-33]，进而抑制癌细胞增殖及迁移[34]，促进肿瘤组织的凋亡，但是对机体的正常组织基本没有影响。

2.2 抗衰老

人参作为《神农本草经》的“上品”药材，其多种化学成分能够起到抗氧化、抗衰老作用，从而使服用者“不老延年”。除用作药物外，它也常用于护肤品和保健品的制作。

人参皂苷Rg1能够拮抗小鼠因衰老造成的海马区受损，该作用或许与减弱氧化应激水平及下调其下游p53～p21信号通路有关[35]；人参花寡糖可以使多种相关酶的抗氧化能力增强，降低因氧化造成的机体损伤[36]；人参花多糖可以显著清除体外的多种自由基[37]，因此也能起到抗衰老的作用；而高剂量的人参参茸护肤乳抹于小鼠皮肤后，小鼠皮肤的水分、透明质酸和羟脯氨酸的含量以及多种抗氧化酶的活性显著升高，丙二醛的含量明显减少，说明其可以使衰老的皮肤状况得到改善[38]。

2.3 抗疲劳

抗疲劳也是人参的重要药理作用之一。高剂量的人参皂苷使小鼠负重游泳时间明显增长，体内的肝糖原明显增加，而在体内积累的尿素等有害物质明显减少[39]；人参精氨酸双糖苷能使给药组小鼠的强迫性游泳时间显著增加，血清中乳酸、尿素氮的含量明显下降，肝糖原和多种抗氧化酶的含量明显提高[40]；人参中的多种氨基酸、多肽类物质也具有明显的抗疲劳作用，吉林人参低聚肽的抗疲劳实验研究[41]得到了与人参精氨酸双糖苷相类似的实验结果。由于人参具有抗疲劳药理活性，因此现在常将其与玛珈片、枸杞、鹿胎、葡萄籽等物质制成复方颗粒或饮料，以满足人类需要。

2.4 调节免疫力

人参皂苷能很好地调节机体的免疫系统功能。人参皂苷Rb1可以降低IL-17+T细胞的百分比，使Treg细胞和Th2细胞含量增多，从而降低R97-116的抗体（IgG1和IgG2a）的含量，使大鼠的重症肌无力症状明显减轻[42]；人参皂苷Rh2的衍生物能够促进TNF-γ的分泌和淋巴细胞的增殖，其经过硫酸化修饰后能够显著增强巨噬细胞的功能[43，44]；人参皂苷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]，从而降低大鼠的免疫反应，能够促进血清剥夺诱导的Raw 264.7巨噬细胞自噬，发挥抗凋亡的保护作用[46]，还能激活T细胞，维持Th1/Th2的平衡，改善系统性红斑狼疮患者的免疫功能[47]。这些研究结果对人类多种免疫疾病治疗方法的改善创新具有重要意义。

人参多糖最重要的药理作用便是调节机体的免疫系统并维持其正常生理功能。它可以明显促进自然杀伤细胞的活性，也可以上调活化受体的表达来激活NK92-MI细胞，提高细胞的杀伤功能[48]。在环磷酰胺免疫抑制模型中，人参多糖能够使环磷酰胺造成免疫抑制效果降低甚至产生相反的结果；在刀豆蛋白A肝炎模型中，人参多糖能使相关的转移酶和细胞因子的浓度显著降低[49]。证明人参多糖调节免疫功能，使细胞免受抑制，缓解炎症反应。

人参精氨酸双糖苷在免疫抑制模型中能够提高治疗组小鼠的体重及免疫器官指数，使血清中的IL-2和IgG的表达量增多，脾脏淋巴细胞的增殖指数及CD3、CD4、CD8的含量明显提高，从而显著加强免疫力弱的小鼠的免疫功能[40]。

2.5 对神经系统的作用

人参皂苷、低聚糖和糖蛋白都有增强记忆力的作用。其中人参皂苷能明显增多小鼠大脑海马区的锥体细胞，人参低聚糖能够使小鼠海马区锥体细胞排列紧密有致，在海马皮层区域更加清晰可见，人参皂苷与低聚糖均能增 强 CDK5、MAP2、GAP-43、NF-κB、p65以及Tau蛋白在海马区的表达[50]，而糖蛋白也可以增强小鼠的学习和记忆功能[51]。

人参皂苷和糖蛋白可以保护神经细胞。人参皂苷Rb1和Re均能使淀粉样蛋白（A）氧化损伤造成的细胞死亡率显著减少，活性氧的含量也减少，使tau蛋白磷酸化程度下降，在一定程度上能减弱Aβ诱导的氧化损伤[52]；人参糖蛋白也能明显抑制A引起的神经细胞凋亡，保护神经细胞免受氧化损伤[53]。

另外，人参还具有镇静催眠等作用。人参糖蛋白能使小鼠的活动减弱，使阈下剂量注射戊巴比妥钠的小鼠睡眠潜伏期缩短，睡眠时间延长，因此具有镇静安眠的作用[54]；人参挥发油在少量使用时能使神经激动，剂量适中时可以镇静催眠，而剂量过大时则会麻痹神经[55]。

2.6 抗菌作用

人参中的亲环素蛋白具有较好的体外抗真菌活性[56]，人参果汁在不同浓度下均能够抑制微生物的生长[57]，且人参挥发油可以影响细菌细胞膜、细胞壁的通透性和蛋白质、核酸的合成过程，可能因此发挥其抑菌作用[58]。

3 展望

人参作为我国自古以来宝贵的药材，现已检测发现其含有大量丰富的化学成分，药理作用十分广泛，涉及到抗肿瘤、抗衰老、抗疲劳、提高免疫力、调节神经系统功能等多种领域，但仍有需要继续研究探索完善的地方。

首先，人参中富含大量的微量物质，有的物质含量极低，提纯过程复杂，产率不高，因此需要创造一种简便有效的提纯方法以期高效高纯度地获得微量物质。其次，有的微量物质在人参药理作用中起到的具体作用仍未探索清楚，甚至可能起到关键的调控作用，这些问题具有重要而又关键的临床意义，需进一步研究清楚。在药理作用方面，可以进一步研究人参各化学成分的结构与药理活性的关系，以清楚地了解各成分在各种药理作用方面的具体作用机制，以期形成系统的、完整的药理机制体系。