刺五加化學成分和藥理作用研究進展

高彥宇，李文慧，寇楠，沈芳玲，李冀

(黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040)

刺五加為五加科植物刺五加[Acanthopanaxsenticosus(Rupr.et Maxim.)Harms]的干燥根和根莖或莖，主要分布于黑龍江、吉林、遼寧、河北和山西，其味辛、微苦、性溫，歸脾、腎、心經(jīng)，具有益氣健脾、補腎安神的功效[1]。刺五加含有的活性成分較多，主要有三萜、多糖、黃酮、木脂素、香豆素，以及多種微量元素和氨基酸等[2]。現(xiàn)代藥理學研究表明，刺五加具有保護中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心腦血管系統(tǒng)、抗腫瘤、抗衰老、抗輻射、增強機體免疫力等作用[3-4]。大量研究證實，刺五加還有顯著的抗疲勞作用[5-7]。臨床中廣泛用于治療風濕病、冠心病、心絞痛和腦梗死等[8]。

通過近年來國內(nèi)外學者對刺五加的研究，發(fā)現(xiàn)目前研究刺五加藥用部位主要集中在根及葉上，而其他部位報道較少，因此本文將從根莖入手,系統(tǒng)的分析整理刺五加的有效成分和現(xiàn)代藥理作用研究進展。

1 根莖部位的化學成分

1.1 苷類化合物

刺五加根莖的主要成分為酚苷類化合物。研究發(fā)現(xiàn)主要包含7種刺五加苷，分別是胡蘿卜苷(刺五加苷A)，紫丁香酚苷(刺五加苷B)，7-羥基-6，8-二甲基香豆精葡萄糖苷(刺五加苷B1)，乙基-半乳糖苷(刺五加苷C)，還有紫丁香樹脂酚葡萄糖苷的二種不同的構(gòu)型(刺五加苷D和E)以及芝麻素等化合物，以上7種化學成分比為8∶30∶10∶12∶4∶2∶1[9]。有研究表明刺五加根莖水溶性部分能分離得到木栓酮(Friedelin)、β-谷甾醇(β- Sitosterol)和異嗪皮啶(Isofraxidin)[10]。采用HPLC法測定刺五加還含有紫丁香苷、刺五加苷E等[11]。近期在刺五加中又分離出新的苷類化合物，分別為大豆苷、3′-甲氧基大豆苷、紫丁香酸葡萄糖苷[12]。

1.2 黃酮類化合物

黃酮類化合物主要存在于植物的花葉、果實以及根莖中，在植物體以兩種方式存在，一種以游離的形式，另一種以與糖結(jié)合成苷的形式，這也是黃酮類化合物在植物體內(nèi)主要的存在形式[13]。研究表明刺五加根莖能分離得到3′-甲氧基葛根素、4′-甲氧基葛根素、葛根素、金合歡素和山奈酚等黃酮類化合物[12]。但以上成分藥理作用研究報道較少，有待進一步研究。大量的實驗證明黃酮類化合物具有增強動物的抗氧化性能以及清除自由基的作用[14]。在臨床中黃酮類化合物能起到降血糖、降血脂的作用，還能防治心腦血管疾病以及降低發(fā)病率[15]。

1.3 多糖

刺五加多糖(Acathopanas senticosus Polysaccharides,ASPS)具有免疫活性，包括葡萄糖、果糖、阿拉伯糖等[16]。刺五加含2%～8%堿性多糖及2.3%～5.7%水溶性多糖[17]。我國也從刺五加中提取出刺五加多糖(PES)，其中被命名PES-A和PES-B的多糖，分子量分別為7 000和7 600，主要為1-3α-D葡萄毗喃糖(Pyrano glucose)及一些1-2與1-4連接的吡喃型己醛糖[18]。有學者利用色譜技術(shù)首次分離得到化合物4-羥基-2-甲氧基苯基-1-O-β-D-葡萄糖苷[19]。研究表明刺五加多糖可以使轉(zhuǎn)氨酶活性降低，并且能減少炎性因子的分泌和表達，對刀豆蛋白A(Con A)造成的免疫性肝損傷有保護作用[20]。

1.4 微量元素及氨基酸

刺五加中含有鉀、鈉、鈣等大量元素和鐵、硼、鍶等微量元素[21]。

有人用ICP- AES法分別測定不同月份、不同部位刺五加中鈣、鈉、鐵、鍶的質(zhì)量分數(shù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)微量元素的質(zhì)量分數(shù)因采集時間，以及采集部位不同含量也有很大的不同[22]。這對充分分離刺五加，合理開發(fā)中藥材資源，提供了新的依據(jù)。還有學者研究發(fā)現(xiàn)短柄五加莖中可能含有16種氨基酸，其中7種為機體必需的氨基酸[23]，但具體含量報道較少有待進行深入分析。

1.5 其他成分

刺五加的根和根皮中還含有7-羥基-2,8-二甲基香豆素、硬脂酸、芝麻素、白樺脂酸、蔗糖、反式4,4′-二羥基-3,3-二甲氧基芪、維生素C和維生素E等[24-25]。

2 藥理作用

刺五加根莖的提取物主要對中樞神經(jīng)系統(tǒng)，心血管系統(tǒng)有一定的影響，并且還有抗疲勞、抗應(yīng)激、增強免疫力、抗輻射及抗腫瘤等作用。

2.1 對心腦血管系統(tǒng)作用

刺五加苷類化合物能改善人體心肌缺血現(xiàn)象以及其所造成的局部損傷。通過刺五加對有關(guān)心臟病以及高脂血癥模型大鼠的實驗研究發(fā)現(xiàn)，刺五加具有明顯的抑制血小板聚集，減少過氧化脂質(zhì)在血清和肝組織中的含量，縮小心肌梗死面積，增強抗氧化酶活性，從而起到改善心律失常等癥狀的作用[26-27]。還有報道指出刺五加葉中的熊果酸、齊墩果酸、β-谷甾醇、胡蘿卜苷等單體活性成分也能夠明顯的抑制血小板聚集，但其作用機制有待進一步研究[28]。

苷類化合物還能增強人體微循環(huán)，改善腦組織供血，減輕腦缺血所帶來的臨床癥狀。刺五加葉總黃酮可以提高紅細胞膜的流動性，從而使血液黏稠度下降，最終達到治療目的。研究刺五加葉總黃酮對腦缺血模型大鼠的實驗，結(jié)果表明總黃酮能夠起到提升相關(guān)蛋白表達，促進突觸重新構(gòu)建，具有減少腦缺血部位細胞凋亡等作用[29-30]。

2.2 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)作用

刺五加內(nèi)含苷類、黃酮類化合物對中樞神經(jīng)系統(tǒng)具有廣泛作用。有研究表明,刺五加作用于神經(jīng)系統(tǒng)的主要活性成分為皂苷類成分[21]。刺五加能調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮和抑制過程，改善大腦供血情況，促進腦細胞代謝和修復(fù)[31]。在臨床應(yīng)用中刺五加制劑具有鎮(zhèn)靜安神的作用，可以使患者提前入睡、增加睡眠時間和深度，可用來治療神經(jīng)衰弱[32]。因此刺五加作為神經(jīng)系統(tǒng)疾病常用中藥，具有改善睡眠、提高記憶力、抗焦慮、抗抑郁、抗帕金森病等作用，臨床中大量用于治療失眠、焦慮癥、血管性癡呆、帕金森病以及抑郁癥等，且治療效果顯著。

2.3 降血糖作用

刺五加根莖中含有主要活性成分為苷類和多糖，此外還含有香豆精、黃酮、琥珀酸和腺苷等化合物[33-34]。有報道指出含刺五加的注射液可以擴張心腦血管、降低心肌耗氧量、改善微循環(huán)、清除氧自由基[35]。并且還能提高葡萄糖轉(zhuǎn)運能力、降低血糖，以此用來治療糖尿病，這將有可能為臨床治療糖尿病，及預(yù)防糖尿病的機制提供新的思路。

2.4 抗疲勞作用

刺五加總苷是抗疲勞的主要成分，具有調(diào)節(jié)機體疲勞狀態(tài)，以及調(diào)節(jié)應(yīng)激反應(yīng)的功效，可以起到保護機體的作用[36]。此外，還有學者認為刺五加可以通過增加運動中的脂肪供能，以減少機體內(nèi)肌糖原以及肝糖原的供能，調(diào)節(jié)定量負荷，最終起到抗疲勞的作用[37]。最近研究顯示刺五加中提取的刺五加苷E和綠原酸等活性成分可能具有抗疲勞的作用，其中刺五加苷E可能與恢復(fù)細胞活性和抑制皮質(zhì)酮上升有密切關(guān)系[38]。

2.5 調(diào)節(jié)免疫功能作用

臨床實驗研究表明，五加科屬的作用特征大致相似，都具有調(diào)節(jié)機體免疫功能的作用，能增加動物血液中的淋巴細胞的數(shù)量，起到增殖的作用，并且抗疲勞、抗老化的效果刺五加比人參更顯著。特別是刺五加中的刺五加苷，能夠顯著提高機體活力，并對精神有刺激興奮的效果[16]。刺五加含有超氧化物歧化酶(superoxide di-mutase，SOD)復(fù)合物，SOD具有很好的抗氧化能力，可以提高機體免疫力，最終起到促進健康的作用[39]。

2.6 抗紫外輻射作用

研究發(fā)現(xiàn)輻射主要會造成細胞周期的停滯以及細胞的非自然死亡，而刺五加的抗輻射機理主要是保護核酸免受侵襲，提高骨髓造血干細胞的造血率，從而增強機體的免疫力，阻滯由于輻射引起的氧化效應(yīng)和有毒自由基的釋放[40]。

最近國內(nèi)外學者多關(guān)注天然的抗紫外線保護劑，主要研究的有刺五加苷E、刺五加多糖、黃酮類化合物、萜類化合物、鞣質(zhì)類和香豆素類等[40-41]。此外很多實驗表明刺五加在抗輻射方面具有很好療效，刺五加多糖通過提高大鼠脾臟、胸腺指數(shù)及輻射損傷大鼠的睪丸、附睪指數(shù)及精子相對計數(shù)等方面，對60Co-γ射線輻照大鼠的免疫系統(tǒng)及生殖系統(tǒng)起到保護作用[42]。還有研究顯示刺五加皂苷通過提高淋巴細胞的轉(zhuǎn)換率，刺激造血系統(tǒng)等功能，以此來減輕經(jīng)X射線照射所造成的小鼠免疫功能損傷[43]。

2.7 抗腫瘤作用

研究發(fā)現(xiàn)刺五加成分中苷類、多糖類化合物具有抗腫瘤作用。刺五加苷通過抑制有絲分裂以及脫氧核糖核酸的合成，從而減少癌細胞的增殖并促進其凋亡[44]。另一種是通過影響內(nèi)蛋白表達，改變癌細胞的形態(tài)或周期動力學，加速癌細胞凋亡，起到抗腫瘤的作用[45]。刺五加多糖作為免疫增強劑，不僅能促進 T細胞、B細胞、NK細胞和M細胞等免疫細胞更好地發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用，同時也促進白介素、干擾素和腫瘤壞死因子等細胞因子的產(chǎn)生，以及增加免疫細胞的數(shù)量，使機體的免疫力增強，最終發(fā)揮其抗腫瘤作用[46-47]。有實驗研究指出刺五加對小鼠Lewis肺癌侵襲轉(zhuǎn)移具有干預(yù)作用，發(fā)現(xiàn)刺五加能抑制腫瘤生長，并在實驗性肺癌侵襲轉(zhuǎn)移過程中顯示出明確的干預(yù)作用[48]。刺五加在抗腫瘤方面具有獨特優(yōu)勢，如果開發(fā)成常規(guī)抗癌的輔助藥物，具有很好的應(yīng)用前景。

2.8 其他作用

有學者研究發(fā)現(xiàn)刺五加中的木脂素(+)-Syringaresinol-di-O-β-D-glucoside具有抗炎作用，并且能起到抑制IL-1、IL-6、COX-2的作用，還能抑制轉(zhuǎn)錄因子AP-1和NF-κB活性[49]。并且通過建立小鼠巨噬細胞炎癥模型和小鼠內(nèi)毒素休克模型，證實刺五加水提物可能通過抑制巨噬細胞炎癥介質(zhì)以及對內(nèi)毒素休克的保護作用，最終發(fā)揮其抗炎功效。這將為刺五加在炎癥疾病的臨床治療及深入研究奠定了基礎(chǔ)[50]。還有學者提出刺五加可能對治療帕金森(PD)有效, 從刺五加對魚藤酮誘導(dǎo)的帕金森(PD)實驗中發(fā)現(xiàn)，刺五加能增強PD果蠅的攀爬能力，從而發(fā)現(xiàn)果蠅腦部多巴胺(dopamine,DA)含量增加并對劑量具有依賴性[51]。

3 小結(jié)

綜上所述，刺五加作為五加科多年生草本植物，根莖有效成分有苷類、黃酮類、多糖類、微量元素及氨基酸以及其他化合物等。我們通過對刺五加根莖成分的研究，發(fā)現(xiàn)刺五加根莖中黃酮類化合物、微量元素及氨基酸成分含量文獻較少。現(xiàn)代藥理學研究表明，刺五加具有保護中樞神經(jīng)系統(tǒng)和心腦血管系統(tǒng)的作用，還能抗腫瘤、抗衰老、抗炎、提高機體免疫力、以及明顯的抗疲勞作用。隨著現(xiàn)代化學及醫(yī)學研究技術(shù)和手段的迅速發(fā)展，將會對刺五加的化學成分、藥理作用及作用機制等方面的研究進行更加深入的探討。