人参挥发油化学成分及其主要活性成分聚乙炔醇类药理作用研究进展Δ

赵 岩，王 红，蔡恩博，郜玉钢，何忠梅，杨 鹤，刘双利，张连学（吉林农业大学中药材学院，长春 130118）

·综述讲座·

人参挥发油化学成分及其主要活性成分聚乙炔醇类药理作用研究进展Δ

赵 岩＊，王 红，蔡恩博，郜玉钢，何忠梅，杨 鹤，刘双利，张连学#（吉林农业大学中药材学院，长春 130118）

目的：为进一步研究及开发利用人参提供参考。方法：以“人参”“挥发油”“活性成分”“聚乙炔醇类”“药理作用”“Panax ginseng”“Volatileoils”等为关键词，组合查询1977年1月－2016年9月的PubMed、Elsevier、ScienceDirect、中国知网、万方、维普等数据库中的相关文献，对人参挥发油化学成分及其主要活性成分聚乙炔醇类药理作用进行综述。结果与结论：共检索到相关文献108篇，其中有效文献44篇。人参挥发油化学成分包括萜类、醇类、酮类、醛类、酚类、杂环类、脂肪酸及其酯类化合物、烷烃及其他化合物等，目前对醇类所含以人参炔醇、人参环氧炔醇为代表的聚乙炔醇类物质的药理作用研究较为深入，该类物质具有营养及保护神经细胞、抗肿瘤、预防心脑血管系统疾病、抗炎止痛等药理作用。萜类中的倍半萜类是人参挥发油化学成分的主要组成物质，但对其有效部位的研究较欠缺。建议在化学成分方面，应着重围绕人参挥发油中倍半萜类有效部位、聚乙炔醇类有效部位的各单体结构确证、结构转化等方面展开研究；在药理作用方面，对聚乙炔醇类物质在神经系统保护、抗肿瘤、防治心脑血管系统疾病等的作用机制及构效关系展开研究；在开发利用方面，对人参挥发油的成药性、有效部位或有效成分制备工艺、稳定性、储存条件、安全性等展开研究。

人参；挥发油；活性成分；聚乙炔醇类；药理作用；研究进展

人参为五加科植物人参（Panax ginseng C.A.Mey.）的干燥根和根茎[1]，俗称人衔、鬼盖、地精、孩儿参等，是传统名贵中药材，药用价值和食用价值非常高，位列“东北三宝”（人参、貂皮、鹿茸）之首，2012年被列为新资源食品（现称新食品原料）。《神农本草经》记载，人参能“补五脏，安精神，定魂魄，止惊悸，除邪气，明目开心益智。久服轻身延年”。对人参化学成分的研究始于20世纪初，但直到20世纪60年代才逐步深入。到目前为止，已阐明的人参化学成分有皂苷、多糖、挥发油、聚炔醇、蛋白质、多肽、氨基酸、有机酸、维生素、微量元素等[2]，具有抗肿瘤、抗辐射、抗疲劳、抗衰老、提高组织抗缺氧能力、改善微循环、抑制血小板聚集等多种生物活性[3]。目前，国内外学者对人参的研究多集中在关于人参皂苷类成分及糖类成分，而人参挥发油由于性质特殊，对其研究并不多。但随着人们对人参研究的逐渐深入，对于人参挥发油的研究也逐渐得到了更多学者的关注和重视。笔者以“人参”“挥发油”“活性成分”“聚乙炔醇类”“药理作用”“Panax ginseng”“Volatileoils”等为关键词，组合查询1977年1月－2016年9月的PubMed、Elsevier、ScienceDirect、中国知网、万方、维普等数据库中的相关文献。结果，共检索到相关文献108篇，其中有效文献44篇。现对人参挥发油的化学成分及其主要活性成分聚乙炔醇类药理作用进行综述，为其进一步研究及开发利用提供参考。

1 人参挥发油化学成分的研究

早在1939年就有人参挥发油研究的相关报道，但近代研究是从1964年日本学者高桥三雄开始的。人参挥发油的化学成分主要包括萜类、醇类、酮类、醛类、酚类、杂环类、烷烃及其他化合物等。

1.1 萜类化合物

萜类化合物因分布广、骨架庞杂、生物活性多等特点，一直备受关注，是天然药物化学研究以及新药开发的重要化合物来源[4]。在自然界中，倍半萜类化合物较多，无论是从数目上看，还是从结构骨架类型上看，都是萜类化合物中最多的一支。人参挥发油中的萜类化合物主要有α-愈创木烯、β-广蕾香烯、α-金合欢烯、β-金合欢烯、β-古芸烯、β-榄香烯、γ-榄香烯、艾里莫酚烯、反式-丁香烯、α-荜澄茄油烯、β-荜澄茄油烯、β-没药烯、姜烯、α-人参烯、β-人参烯、α-新丁香三环烯、β-新丁香三环烯、α-芹子烯、β-芹子烯、γ-芹子烯、芹子二烯、丁香烯、丁香烯醇、角鲨烯、人参萜醇、人参新萜醇、双环吉马烯、α-檀香烯、柏木烯、α-石竹烯、β-石竹烯、γ-石竹烯、（+）-白菖油萜、（+）-香橙烯等[5-7]。以上大部分为倍半萜类化合物。

1.2 脂肪酸及其酯类化合物

人参中脂肪酸成分以不饱和脂肪酸为主，主要包括油酸、亚油酸、亚麻油酸、硬脂酸等，其中亚油酸含量最高（62%～65%），硬脂酸含量最低（不足1%）[8]。人参挥发油中的脂肪酸类化合物主要有辛酸乙烯酯、肉豆蔻脑酸甲酯、硬脂酸-2-羟基-1-甲基丙基酯、2，5-十八碳二炔酸甲酯、12，15-十八烷酸甲酯、十五酸甲酯、十六酸甲酯、11，14-十八烷酸甲酯、棕榈酸、亚油酸甲酯、10-十八烯酸甲酯、11，14-十四烷二烯甲酯、4，7-十八碳二炔酸甲酯、2-羟基-1-羟甲基-十六酸乙酯、硬脂酸-2-羟基-1-甲基丙基酯、9，12-十八碳二烯酸丁酯、十六烷酸-1-（1-甲基乙基）-1，2-乙二醇酯、（Z，Z）-2-羟基-1-（羟甲基）-9，12-十八碳二烯酸乙酯、10，12-二十八碳二炔酸、棕榈酸甲酯、乙酸-13-十四碳烯-1-酯、1，2-苯二羧酸二异辛酯、十七烷醇、1，2-苯二羧酸二异辛酯、乙酸-13-十四碳烯-1-酯、十七烷酸、山嵛酸、二十三烷酸、二十四烷酸、异油酸、5-十八烯酸、15-二十四碳烯酸、1-二十烯酸、10，13-十八碳二烯酸、8，11-二十碳二烯酸、3-辛基-环氧乙烷基辛酸等[6-7，9]。

1.3 醇类化合物

人参挥发油中的醇类化合物主要有叔十六硫醇、菜油甾醇、豆甾-7-烯-3-醇、2，6，10，10-四甲基-三环[7.2.0.0（2，6）]十一碳-5-醇、人参新萜醇、豆甾醇、γ-谷甾醇、人参炔醇、人参环氧炔醇、人参炔二醇、人参炔三醇[10-11]。其中人参炔醇、人参环氧炔醇、人参炔二醇、人参炔三醇是人参脂溶性成分中重要的化合物。

1.4 酮类、醛类化合物

人参挥发油中酮类和醛类化合物主要有豆甾-3，5-二烯-7-酮、豆甾-4-烯-3-酮、5-乙氧基二氢-2（3H）-呋喃酮、十七烷酮-2、十七烷酮、2-（5-氧己基）环戊酮、2-甲基-2-（3-甲基-2-氧代丁基）1-环己酮、（+）-八氢-4，8，8，9-四甲基-1，4，4-甲薁-7（1H）-酮、反-5-十二烯醛、顺式-十二碳-5-烯醛、辛醛、顺式-十二碳-5-烯醛、顺-9-十六碳醛等[6-7]。

1.5 酚类、杂环类化合物

人参挥发油中酚类和杂环类化合物主要有2-甲氧基-4-乙烯基苯酚、维生素E、2，2′-亚甲基双[6-（1，1-二甲基乙基）-4-甲基苯酚]、7，11-二甲基-3-亚甲基-1，6，10-十二碳三烯、2，3-二氢苯并呋喃、异香橙烯等[6-7，12]。

1.6 烷烃及其他化合物

人参挥发油中烷烃及其他化合物主要有2-甲基十四烷、三十六烷、二十八烷、二十一烷、十五烷、1-（1，5-二甲基己基）-4-甲基苯、2-（环己基亚甲基）肼-1-硫代甲酰胺、二乙烯基硫醚、十四烷基环氧乙烷、1（22），7（16）-二环氧-三环[20.8.0.0（7，16）]三十烷、4，6，6-三甲基-2-（3-甲基-1，3-丁二烯基）-3-氧杂三环[5.1.0.0（2，4）]辛烷等[6-7]。

此外，研究表明，人参茎叶及花的挥发油在化学组成及各成分的含量方面与根挥发油相比有很大差异，气味也不相同，故人参茎叶及花挥发油不能代替人参根的挥发油使用[5]。鉴于人参茎叶，特别是花挥发油含量较高，应考虑对其药理活性进行深入研究，以实现对其的开发利用。

2 人参挥发油主要活性成分聚乙炔醇类药理作用

大量实验研究表明，人参挥发油具有抗炎、镇咳、抗疲劳、降血脂、解酒防醉、兴奋中枢神经和抑制肿瘤等多种药理作用[13-20]。人参挥发油的抗癌机制可能与其抑制癌细胞的能量代谢、糖代谢及核酸代谢从而抑制癌细胞生长相关。天然药物化学及药理学研究表明，人参挥发油中的倍半萜是活性成分[18-19]。由于人参挥发油化学成分复杂、种类众多，且普遍含量微小、分离困难，故人参挥发油中倍半萜单体药理活性的文献报道较少。而聚乙炔醇类化合物作为人参根的醚溶主要成分，得到药学工作者较为广泛的研究。下文对人参中的聚乙炔醇类成分中的2种化合物——人参炔醇和人参环氧炔醇的药理活性进行详细阐述。

2.1 营养及保护神经细胞作用

人参挥发油中的人参炔醇和人参环氧炔醇对神经细胞具有营养和保护作用。有研究报道，人参炔醇对大鼠海马神经细胞的缺氧、缺糖、缺血和过氧化氢所致损伤具有保护作用[21-22]，但对谷氨酸所致损伤无保护作用；其保护作用机制可能与提高神经细胞内环磷酸腺苷（cAMP）含量[21]、活化cAMP及胞内磷脂酰肌醇激酶途径[23]、增加细胞内超氧化物歧化酶的活性[24]、调节低氧诱导因子1的表达[22]以及降低细胞的凋亡率有关[25]。人参炔醇还可促进大鼠嗜铬细胞瘤PC12细胞突触生长，并具有时间和剂量依赖性[26]。人参环氧炔醇对神经元退行性疾病如阿尔茨海默病的神经细胞损伤有保护作用[27]，其作用机制可能与其促进神经生长因子的分泌表达、增强细胞骨架的重要组成部分——肌动蛋白的合成[27-28]有关。因此，人参炔醇和人参环氧炔醇可作为早期治疗阿尔茨海默病的候选药物。人参炔醇和人参环氧炔醇可通过抑制钙内流和自由基的产生而对抗细胞凋亡，从而缓解淀粉样蛋白25-35片段诱导的早期神经元变性[29]；还可通过调节凋亡相关基因，对硝普钠诱导的神经元皮质凋亡发挥保护作用[30]。

2.2 抗肿瘤作用

人参环氧炔醇和人参炔醇均具有抑制肿瘤细胞增殖、促进肿瘤细胞凋亡的作用。人参环氧炔醇能诱导癌细胞的凋亡，并优先诱导转化细胞的凋亡，而对非转化细胞的影响很小；其机制与升高细胞内Ca2+水平、活化c-Jun氨基末端激酶和p38丝裂原活化蛋白激酶、提高烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化酶依赖的活性氧水平相关[31]。还有文献报道，人参环氧炔醇能抑制肝癌细胞HepG2的增殖，引起其类似于过成熟形式的肝细胞的形态和超微结构的变化；还能显著地降低甲胎蛋白的分泌、γ-谷氨酰转移酶的活性，提高白蛋白的分泌、碱性磷酸酶的活性[32]。人参炔醇对多种肿瘤细胞均有明显的增殖抑制作用[33]。有文献报道，人参炔醇具有细胞毒活性，能抑制潜伏的淋巴白血病细胞L1210的DNA、RNA和蛋白质的合成作用[34]；人参炔醇的细胞毒活性大小与其结构中C-9和C-10化学结构组成有关，可以通过调控细胞周期来抑制细胞增殖[35]；其抑制人类恶性肿瘤细胞增殖的分子机制是提高细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子P27kip1、P21waf1和降低细胞分裂周期蛋白2蛋白表达水平，使细胞生长停滞在G1期[34，36]；人参炔醇处理的人早幼粒白血病细胞HL-60恶性程度显著降低，并向单核/巨噬细胞方向分化，其诱导分化作用与细胞内蛋白激酶C、cAMP信号通路的活化有关[37]。

2.3 预防心脑血管系统疾病作用

血管平滑肌细胞增殖是血管重塑性疾病（如高血压、动脉粥样硬化和血管再狭窄等）的共同细胞病理学基础。人参炔醇能显著地抑制血小板衍生因子BB诱导的大鼠主动脉平滑肌细胞增殖[38]。人参炔醇还是胆固醇酰基转移酶（ACAT）抑制剂，可抑制体内小肠、肝及动脉的ACAT，进而降低血浆总胆固醇及低密度脂蛋白胆固醇水平，阻止胆固醇酯化，减少胆固醇在动脉壁的沉积，从而预防动脉粥样硬化产生[39]。12/15-脂氧合酶（12/ 15-LOX）可通过多种机制促进冠状动脉粥样硬化性心脏病的发生和发展，人参炔醇对12-LOX和15-LOX均有抑制作用[40]。人参炔醇能延长小鼠的凝血时间[41]；还能抑制由胶原、二磷酸腺苷、凝血酶等引起的兔血小板聚集、血小板中三磷酸腺苷的释放和血栓烷的形成，能完全抑制由胶原引起的血小板聚集反应[39]。人参炔醇还能抑制由血管紧张素Ⅱ引起的大鼠主动脉血管收缩反应，发挥降压的作用[42]。

2.4 抗炎、止痛作用

人参炔醇具有抗炎作用[20]。相关研究表明，人参炔醇的抗炎作用与其通过非竞争性抑制胞浆中15-羟基前列腺素脱氢酶有关，而对来源于外源性花生四烯酸的前列腺素E2、前列腺素F2a和前列腺素D2的合成无活性作用[43]。人参炔醇还具有较强的止痛作用，能显著降低乙酸致扭体模型小鼠的扭体反应次数，提高热板法和温热致痛法实验中的温热痛阈[44]。

3 结语

人参挥发油具有较为广泛的生物活性，目前对其所含以人参炔醇、人参环氧炔醇为代表的聚乙炔醇类物质的药理活性研究较为深入。虽然萜类中的倍半萜类是人参挥发油化学成分的主要组成物质，但对其有效部位的研究较欠缺。建议在化学成分方面，应着重围绕人参挥发油中倍半萜类有效部位、聚乙炔醇类有效部位的各单体结构确证、结构转化等展开研究；在药理作用方面，对聚乙炔醇类物质在神经系统保护、抗肿瘤、防治心脑血管系统疾病等的作用机制及构效关系展开研究；在开发利用方面，对人参挥发油的成药性、有效部位或有效成分制备工艺、稳定性、储存条件、安全性等展开研究。

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1001-0408（2017）13-1856-04

2016-08-06

2016-10-28）

（编辑：余庆华）

国家公益性行业科研专项项目（No.201303111）；吉林省科技发展计划项目（No.20140204013YY，20150307012YY）

＊教授，硕士生导师，博士。研究方向：天然药物化学成分与生物活性。E-mail：zhyjlu79@163.com

#通信作者：教授，博士。研究方向：药用植物栽培与加工。E-mail：zlx863@163.com

DOI10.6039/j.issn.1001-0408.2017.13.36