人参皂苷三醇型与二醇型在不同量比下对大鼠机体燥性的影响研究

李金昱，宋成，张凡，曾菁菁，倪梦璐，郭雨欣，赵欣，孙明宇

(辽宁中医药大学药学院，辽宁 大连 116600)

人参为五加科植物人参(PanaxginsengC.A.Mey.)的干燥根和根茎[1]，最早记载于《神农本草经》，具有大补元气，益气生津，复脉固脱，补脾益肺，安神益智之功效[2]。人参虽为补益佳品，但由于其具有温燥之性，因此使用不当或用量过大会导致“人参中毒综合征”，如出现精神高度兴奋、出鼻血、血压升高、烦躁不安、失眠、抽搐等症状[3]。人参所具有的温燥之性，主要是由于人参内部化学成分引起的，对人参化学成分的研究可探析人参温燥之性的物质基础。人参皂苷是人参的药效物质基础，人参皂苷(ginsenoside)根据结构不同可分为齐墩果烷型(oleanane-type)和达玛烷型(dammarane-type)两种类型[4]。达玛烷型进一步可分为人参皂苷三醇型(panaxatriol)和人参皂苷二醇型(panaxadiol)。从构型上分类，其中人参皂苷Rg1、Re、Rf为三醇型皂苷，人参皂苷Rb1、Rc、Rb2为二醇型皂苷(见图1)。有学者研究推测，在高温高压条件下人参皂苷会发生降解和转化[5]。

A.人参皂苷三醇型；B.人参皂苷二醇型 1.人参皂苷Rg1； 2.人参皂苷Re；3.人参皂苷Rf；4.人参皂苷Rb1；5.人参皂苷Rc；6.人参皂苷Rb2图1 人参皂苷三醇型与二醇型分子式构型

人参燥性会导致机体明显的致热作用和精神高度兴奋，并可能是导致机体气机塞滞、产生动血之患的主要原因。有研究表明，人参皂苷三醇型可能与人参致热作用相关[6-7]。根据文献报道，人参皂苷对记忆缺陷的大鼠具有改善学习和记忆的能力，并认为人参皂苷的药理作用可能取决于人参皂苷的组成，而不是人参皂苷的含量[8]。人参有效成分中的人参皂苷(人参二醇皂苷和人参三醇皂苷)被认为是人参的主要药用成分。研究显示，人参三醇皂苷能够使缬氨酸水平增高，这对应激、能量和肌肉代谢的反应至关重要[9]。有学者对人参皂苷三醇型与二醇型成分的含量比值进行了研究，发现该比值的变化会影响人参的整体质量；同时，有较多学者认为该比值与燥性相关，且该比值越小，燥性可能越低，并认为人参皂苷不同含量和比例是人参生物活性变化的主要原因[10]。因此，通过对人参皂苷类成分不同量比变化与人参燥性的相关性进行研究具有重要意义。本文将人参皂苷三醇型与人参皂苷二醇型的比值定义为R，即R=人参皂苷三醇型的含量(Rg1+Re+Rf)/人参皂苷二醇型的含量(Rb1+Rc+Rb2)。为了研究不同量比的人参皂苷三醇型与二醇型对机体能量代谢、物质代谢及神经兴奋变化，本实验以大鼠血中与机体能量代谢及物质代谢相关的Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、乳酸脱氢酶(LDH)、琥珀酸脱氢酶(SDH)，以及能反应中枢神经兴奋的脑中胆碱酯酶(ChE)、乙酰胆碱酯酶(AchE)的含量为指标，探讨不同构型人参皂苷量比变化对机体的燥性影响。

1 材料

1.1 仪器 Mettler AE240型分析天平(十万分之一，瑞士Mettler公司)；FA1004B型电子天平(上海精密科学仪器有限公司)；KQ-250DB型数控超声波清洗器(昆山市超声仪器有限公司)；TGL-16G型离心机(上海安亭科学仪器厂)；FSH-2可调高速电动匀浆器(江苏佳美仪器有限公司)；XW-80A涡旋混合器(上海青浦沪西仪器厂)；Thermo Fisher Finnpipette Steppers单道连续分配移液器(芬兰雷勃公司)。

1.2 实验动物 SD雄性大鼠[许可证号：SCXK(辽)2010-0001]30只，体质量180～200 g，6～8周龄，由辽宁长生生物技术有限公司提供。在正式实验前，大鼠适应性喂养一周，预饲养期间自由饮食饮水，室温(22±2)℃，湿度60%±2%。本实验的动物实验伦理审查批件号：2019YS(DW)-029-01。

1.3 药品与试剂 人参皂苷Rg1、Re、Rf、Rb1、Rc、Rb2对照品(大连美仑生物技术有限公司，批号分别为A0503AS、S0317AS、J0404AS、D0718AS、O0303AS、J0322AS、纯度均>98%)；超纯水；生理盐水。

大鼠胆碱酯酶(ChE)试剂盒(批号：21032434N)、大鼠乙酰胆碱酯酶(AchE)试剂盒(批号：21032435N)、Na+-K+-ATP酶试剂盒(批号：21032425N)、Ca2+-Mg2+-ATP酶试剂盒(批号：21032438N)、乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒(批号：21032431N)、琥珀酸脱氢酶(SDH)试剂盒(批号：21032426N)均购自上海科兴贸易有限公司。

2 方法

2.1 给药样品的制备 人参皂苷三醇型与人参皂苷二醇型不同量比给药液的配制：人参皂苷Rb1给药剂量按照《中国药典》2020年版(一部)人参用最高剂量的6.17倍等效剂量，作为R=0.5组大鼠的给药剂量。各组人参皂苷样品的总浓度均为0.345 6 mg·mL-1，按R=人参皂苷三醇组含量总和(Rg1+Re+Rf)/人参皂苷二醇组含量总和(Rb1+Rc+Rb2)，常规配比R=(10∶4∶1)/(5∶2∶1)计算，配制R=0.5、1.0、1.5、2.0的4组不同配比的样品。最后将配制好的各组样品，置于4 ℃储存备用。

2.2 动物分组及给药 动物随机分成5组，每组6只。分别为空白组、人参皂苷三醇型与二醇型不同量比(R值=0.5、1、1.5、2)的4个实验组。各组大鼠灌胃给予相对应的药物溶液，4 mL·kg-1，每天一次，连续给药7 d。空白组给予等容积的生理盐水。

2.3 指标检测

2.3.1 血样的处理 将取得各组大鼠全血，以3 000 r·min-1离心15 min，取上清液，将各组血样置于-80 ℃保存待测。

2.3.2 脑组织的处理 将取得的各组大鼠的脑组织进行搅匀，称取0.2 g，分别放入EP管中，用匀浆机进行匀浆后，放入离心机中以3 500 r·min-1离心5 min，取上清液，将各组脑组织样品置于-80 ℃保存待测。

2.3.3 指标检测 最后一次给药2 h后，用乌拉坦对各组大鼠进行麻醉，经腹主动脉取血5 mL。取出脑组织，并用生理盐水洗净血污。所有指标均用ELISA法检测，血中检测的指标为Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、LDH和SDH；脑中检测的指标为ChE和AchE。所有指标检测的操作均按照试剂盒使用说明书进行。同时观察大鼠的肛温、神志反应、毛发光亮程度，并作为各组大鼠药效学的差异考察的辅助指标。

3 结果

3.1 血中Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、LDH、SDH指标的测定结果 由表1可知，与空白组进行比较，R=1.5组及R=1.0组在Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶两个指标中显著升高(P<0.01或P<0.05)。R=1.0组在LDH、SDH两个指标中呈升高趋势，但无统计学意义；R=1.5组在SDH指标中显著升高(P<0.01)；R=2.0组在LDH指标中呈升高趋势(P<0.05)。

表1 不同人参皂苷量比对大鼠血中Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、LDH、SDH指标含量的影响

3.2 脑中ChE、AchE指标的测定结果 如表2所示，不同人参皂苷量比对大鼠脑中ChE、AchE指标影响的检测中，ChE含量没有规律性的变化，AchE含量出现了规律性的变化。与空白组进行比较，R=0.5组、R=1.5组在ChE指标中显著降低(P<0.05或P<0.01)；R=2.0组在AchE指标中显著降低(P<0.05)。

表2 不同人参皂苷量比对大鼠脑中ChE、AchE指标含量的影响

4 讨论

能量代谢与物质代谢是人体和外界环境之间的能量与物质交换的过程，是机体生命活动的基本特征[11]，而Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、LDH、SDH是机体能量代谢与物质代谢的重要指标。胆碱酯酶(ChE)是一类催化酰基胆碱水解的酶类，由乙酰胆碱酯酶(AChE)和丁酰胆碱酯酶(BuChE)两类组成。ChE活性升高，可导致胆碱能突触间隙处的神经递质乙酰胆碱(ACh)含量降低。AChE可高效水解ACh，维持正常的神经冲动传导[12]。可见，ChE或AChE含量的减少，都会使ACh堆积，导致神经兴奋加强，因此ChE和AChE的含量能够反应机体中枢神经的活跃程度。故本实验以大鼠血中Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、LDH、SDH以及脑中ChE、AchE含量为指标，探析不同量比的人参皂苷三醇型与二醇型对机体能量代谢和脑神经兴奋的影响。

在上述各指标中，Na+-K+-ATP酶是维持细胞正常内外离子浓度和膜电位水平的关键酶[6]；Ca2+-Mg2+-ATP酶对维持细胞内Ca2+和Mg2+浓度水平，以及在神经细胞动作电位的传导等方面具有重要影响[12]，二者均是细胞膜上重要的酶。因此，Na+-K+-ATP酶及Ca2+-Mg2+-ATP酶活性是衡量线粒体功能和能量代谢水平的重要的指标[13]。实验结果显示，不同人参皂苷量比给药后，与空白组相比较，在R=2.0组、R=1.5组大鼠血中Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶指标均显著上升，从而体现出在较大的R值下，这两组大鼠的能量代谢和物质代谢有所增加。LDH是检测糖酵解途径反应强弱的指标之一，参与糖酵解途径的最后一部分反应，催化丙酮酸(PA)生成乳酸。SDH位于线粒体内，是呼吸链的氧化还原酶复合体的组成成分之一，也是反应糖氧化程度的检测指标之一，是三羧酸循环中的关键酶[14]。实验数据显示，与空白组进行比较，R=2.0组在LDH指标中显著升高，R=1.5组在SDH指标中显著升高。说明R值越大，大鼠血中的能量代谢和物质代谢有一定的加强。AChE是乙酰胆碱(ACh)的水解酶，胆碱能神经元突触间的信息传递依赖于AChE对ACh的水解，进而对脑功能进行调控。因AChE在胆碱能神经元内具有较高的活性，所以其活性可以在一定程度上代表胆碱能神经元的活性[15]。对大鼠脑中ChE、AchE指标进行检测发现，不同R组别之间，ChE含量并无规律性变化。与空白组进行比较，R=0.5组、R=1.5组在ChE指标中明显下降，R=2.0组在AchE指标中显著降低，可见当R值较大时，大鼠脑中神经中枢较活跃。

综上所述，在R值较大的情况下，大鼠血中Na+-K+-ATP酶、Ca2+-Mg2+-ATP酶、LDH、SDH指标含量会有不同程度的增加，脑中ChE、AchE指标含量则有不同程度的降低。反映R值较大的人参样品会加强机体的能量代谢和物质代谢，并提高中枢神经兴奋性。实验过程中，在给药第3天后，与空白组、R=0.5及R=1.0组相比，R=1.5组大鼠表现出反应灵敏，活泼好动，外观毛发光亮，并伴有立毛现象，该组大鼠肛温在第6天和第7天相对较高。通过对实验数据及宏观指标的分析，R值与人参燥性有一定的关联性，在较大的R值下，人参体现出一定的燥性，然而在R值较低的情况下，这种作用并不明显。

本实验探析了不同量比的人参皂苷三醇型与二醇型对机体的能量代谢、物质代谢和中枢神经兴奋的影响。研究结果表明，R值大小与人参燥性具有一定关联性。R值越大，机体的能量代谢、物质代谢增加，中枢神经兴奋性提高，进而体现出人参燥性增强。为了能在临床上安全合理的用药，在使用人参时应着重关注R值的大小，意在降低人参皂苷三醇型的含量或提高人参皂苷二醇型的含量。通过相关文献的研究，部分人参皂苷三醇型在蒸制过程中易发生水解，转化为人参皂苷二醇型[16]。通过这种方法，有目的的对人参进行炮制加工和栽培，通过控制人参皂苷三醇型与人参皂苷二醇型含量比值大小有效降低人参燥性，使人参更适合患者用药。