人参的研究进展 东北刺人参的研究进展

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  [摘要]东北刺人参为五加科刺人参属的一种多年生药用植物,以根及根茎入药。《全国中草药汇编》记载其性温,味辛、苦,具有补气,助阳之功效。本文对其近三十年间化学成分、药理作用以及栽培方法进行了综述,并提出了对未来研究的展望。
  [关键词]东北刺人参;化学成分;药理作用;栽培
  
  东北刺人参Oplopanax elatus Nakai,又名刺参,为五加科刺人参属的一种多年生药用植物,以根及根茎入药[1]。东北刺人参生于海拔1 400~1 500 m落叶阔叶林下。自然分布于我国吉林省长白山区、俄罗斯远东地区和朝鲜北部山区等地,黑龙江省森林植物园也已人工栽培成功[2]。刺人参性温,味辛、苦,具有补气,助阳,兴奋中枢神经等功能,用以治疗神经衰弱、精神抑郁、低血压、阳痿、精神分裂症及糖尿病等,并有类似人参的作用[3]。但近些年来,其野生资源日益减少,加之分布区域狭窄,生态幅度小,已处于濒危状态,被列为国家二级保护植物[4] 。
  多年来,国内外专家学者对刺人参的化学成分、药理作用、临床应用及栽培方法等方面进行了大量研究。为了更好的合理开发利用刺人参资源,本文对近30年的研究成果进行整理,现综述如下:
  
  1. 化学成分研究
  
  1.1挥发油类
  李淑子等[5]利用水蒸气蒸馏法从刺人参的干燥根及根茎中得到挥发油。经过分离、衍生物的制备,并用中性氧化铝柱层离得到3种成分,即α-蒎烯、β-蒎烯和正-辛醛。
  宓鹤鸣等[6]运用气相色谱-质谱-光谱法,通过不同仪器及分离条件核实、分析鉴定了刺人参挥发油的30种成分,证明挥发油中主要组分为单萜烃类、倍半萜类及其含氧衍生物,其中橙花叔醇、榧叶醇、δ-毕澄茄烯、乙酸龙脑子酯和α-十二烯己醛等几个化合物的含量占总油量的50%以上,为刺人参挥发油中的主要成分。
  李向高等[7]经GC-MS-COMP联用仪进行气相色谱分离、质谱鉴定、计算机检索并与标准图谱核对,分离得到相似指数高且与标准图谱完全相符的化合物16种。采用归一化法测定挥发油中各种成分的相对含量,经鉴定,其中有7种倍半萜类化合物。在根皮中以β-甜没药烯相对含量最高,γ-依兰烯次之;在全根中以β-金合欢烯含量最高,α-古芸烯和反式β-金合欢次之。
  张宏桂等[8]将刺人参茎用750 mL/L乙醇提取,经乙醚萃取后得挥发物,用GC-MS分离出28种挥发性成分,查对质谱标准图谱鉴定了其中10种,并确定了相对含量,分别是甲基环丙烷( 30.13%)、2-甲基-1-丙烯(1.33%)、3-甲基-2-丁烯醛(0.59%)、3-甲氧基-1,2-丁二烯(0.39%)、1,1-二丁氧基乙烷(2.22%)、(E,E)-2-4-己二烯醛(0.62%)、α-芫荽醇-2-戊醇-4-酮(1.11%)、1-乙基-1,3-二甲基-顺-环己烷(0.32%)、2,2-二甲基-3-丙基环氧乙烷(0.73%)、4-甲基-4-乙基-2-环己烯-1-酮(1.39%)。之后,张宏桂等[9]又从野生东北刺人参茎中提得3.1%的挥发油,经气相色谱和红外光谱分析,鉴定出32种化合物,其中25种首次从该植物中鉴定出,其主要成分为α蒎烯(6.2%)、辛醛(8.7%)、二甲基-2-2亚甲基原蒎烷(6.1%)和甲基己醛(5.9%)。
  胡鑫尧等[10]对东北刺人参的根皮、根茎、茎和叶各部位分别进行了GC-MS和GC-FTIR分析研究,初步认定根皮和根的组分相似;根茎和茎的组分相似;而叶含有的组分最多。各部位共有的化合物包括己醛、β-蒎烯、2-戊基呋喃、正辛醛、β-罗勒烯、α-芘澄茄烯、橙花叔醇、愈创醇、香榧醇和布藜醇等,以橙花叔醇含量最高,可达挥发油总量的40%左右。
  刘昕[11]等采用GC-MS法,从东北刺人参根的挥发油中分离出15种成分,鉴定了14种化合物。其中有12种化合物为首次从该植物根中分得,其中7,ll-二甲基-3-亚甲基-1,6,10-十二碳三烯和7-甲基-3-亚甲基-l,6-辛二烯为主要成分,二者均为含有亚甲基的多烯化合物。
  1.2苷类
  许颂[12]等对刺人参原生药才进行分离提取,得到化合物V、化合物Ⅵ、化合物Ⅶ。经过鉴定并与文献对照,确认化合物V为紫丁香苷(syringin,V)、化合物Ⅵ为豆甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷、化合物Ⅶ为β谷甾醇-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷。其中化合物Ⅵ、化合物Ⅶ为首次从该植物中分得。
  张宏桂[9]等在对野生东北刺人参根、茎化学成分的对比研究中发现木脂素-β-D-吡喃葡萄糖苷。经过进一步的含量测定,该化合物在根中的含量约为茎中的4倍。
  王广树等[13]利用热甲醇提取、水与乙醚萃取、硅胶柱层析的方法,从刺人参叶中分离得到2种黄酮甙和1种三萜皂甙,并经物理化学常数及光谱数据测定了结构,黄酮甙分别是山奈黄素-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-(1-2)-β-D-吡喃葡萄糖甙、槲皮素-3-O-β-D-吡喃半乳糖基-β-D-吡喃葡萄糖甙,另一种三萜皂甙是3α-羟基羽扇豆-20(29)-烯-23,28-二羧28-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1-4)-β-D-吡喃葡萄糖基(1→6)-β-D吡喃葡萄糖甙。此后,王广树[14]等采用层析分离技术,分得两种皂苷单体A和单体B。经理化常数和光谱解析确定其结构分别鉴定为常春藤皂苷配基-28-氧-α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖基(1→6)-β-D吡喃葡萄糖苷(A);3-表白桦脂酸-28-氧-α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖基(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖苷(B)。这两种皂苷均为首次从刺人参叶中分离得到。1997年,再次分离出3种新皂苷,分别为丝石竹皂甙元3-O-α-β-D吡喃葡萄糖基-28-0-α-L吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖基(1→6)-β-D吡喃葡萄糖苷、3β-羟基羽扇豆-20(29)-烯-23-醛28酸-3-O-β-D-吡喃葡萄糖苷28-O-α-L吡喃鼠李糖基(1→4)β-D-吡喃葡萄糖基(1→6)β-D-吡喃葡萄糖苷和3-O-β-D-吡喃葡萄糖基3β羟基齐墩果-9-(11)[15] ,12-二烯-28-酸-28 O-α-L吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡萄糖基(1→6)-β-D-吡喃葡萄糖甙.第三种甙又被命名为刺人参苷S[16]。2004年,王广树[17]等采用大孔树脂、硅胶、ODS柱色谱分离纯化,经理化常数、光谱学方法鉴定结构.从东北刺人参叶中分离得到了4个新三萜皂苷,其结构分别鉴定为3-O-β-D-吡喃葡糖基3β,23-二羟基羽扇豆-20(29)-烯-28-酸-28-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡糖基(1→6)-β-D-吡喃葡糖苷;3-O-β-D-吡哺葡糖基常春藤皂苷元-28-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡糖基(1→6)-β-D-吡喃葡糖苷;3-O-β-D-吡哺葡糖基3β-羟基齐墩果-9(11),12-二烯-28-酸-28-O-α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡糖基(1→6)-β-D-吡喃葡糖苷;3α-羟基齐墩果-12-烯-23,28-二酸-28-D-α-L-吡喃鼠李糖基(1→4)-β-D-吡喃葡糖基(1→6)-β-D-吡喃葡糖苷。
  1.3甾体类
  李向高等[18]将刺人参中分离的组分II经反复硅胶柱层析,用石油醚:乙酸乙酯(9.5:0.5)洗脱,得到结晶II。经过鉴定,综合理化鉴定和光谱解析确认结晶II为β-谷甾醇。
  许颂[12]等对刺人参原生药才进行分离提取,得到化合物Ⅷ。经过鉴定并与文献对照,确认化合物Ⅷ为豆甾醇(stigmasterol,Ⅷ)。
  刘金平[19]等将东北刺人参根进行提取分离,得到白色结晶型粉末状单体III。将数据与文献对照分析,确定该单体为胡萝卜苷(CHCl3-MeOH)。
  1.4蒽醌类
  许颂等[20]从刺人参茎、根氯仿萃取中分得4个蒽醌甙元,经理化性质和波谱特征分析鉴定为:大黄酚(chrysophanol,I)、大黄素甲醚(physeion,II)、大黄素(emodin,III)和芦荟大黄素(aloe―emodin,IV)。
  武星[21]等对东北刺人参的小分子化合物进行了进一步研究,采用大孔树脂层析,硅胶层析等方法分离纯化得到单体化合物并通过1HNMR、13CNMR、ESI-MS、DEPT、H1-H1COSY等光谱分析,首次确定大黄酸的结构。
  1.5 木脂素类
  李向高等[18]将刺人参中分离的组分IV经反复硅胶柱层析,用石油醚:乙酸乙酯(9:1)洗脱,得到结晶IV。经过鉴定,综合理化鉴定和光谱解析确认结晶IV为芝麻素。
  赵月然[22]等,利用硅胶柱色谱、ODS常规柱、制备液相等手段,通过谱学及化学的方法进行完全的结构分析,并对其信号进行了确定了2个新木脂素类化合物,刺人参苷A,刺人参苷B。其结构为:2,3-二氢-2-(4-O-β-D-吡喃葡萄糖基-3-甲氧基苯基)-3-(4-0-β-D-吡喃葡萄糖基甲基)-5-ω-羟丙基-7-甲氧基-苯并呋喃;(-)erythro-3-methoxy-4-O-β-D-glueopyranosyl-phenyl propane-7,8,9-triol或(-)erthro-guaiacyl glycerol 4-O-β-D-glucopyranoside。
  1.6其他成分
  1.6.1脂肪酸 张宏桂等[23]用GC-MS分离出35种成分,计算机检索,核对质谱标准谱图鉴定了其中18种脂肪酸,其中主要成分6,9-十八碳二烯酸(34.20%),其它不饱和脂肪酸有油酸、棕榈油酸等。
  刘金平等[24],东北刺人参根、茎的总离子图分别给出29个峰和35个峰,质谱图经计算机库存信号检索及文献资料核对,分别从根和茎中鉴定出14种和18种脂肪酸。采用数据处理系统对给出的色谱峰面积进行归一化处理,计算出各种成分的相对百分含量。根部脂肪酸主要成分为异油酸(28.8%)、壬二酸(16.4%)和3-羟基十六酸(6.2%);茎部脂肪酸主要成分为6,9-十八碳二烯酸(34.2%)和棕榈油酸(5.4%)。
  许颂[12]等对刺人参原生药才进行分离提取,得到化合物X、化合物XI。经过鉴定并与文献对照,确认化合物X为二十二烷酸(behenieaeid,X)、化合物XI(tetraeosanoieacid,XI)。
  1.6.2 脂肪醇 刘金平[19]等将东北刺人参根进行提取分离,得到白色粉末状单体I。将数据与文献对照分析,确定该单体为正二十七烷醇。
  1.6.3微量元素 刘建国[25]等用原子吸收分光光度法对东北刺人参和人参的Cu、Fe、Zn、Mn、Cr、Sr、Ag和Al元素进行测定和对比研究时发现,Fe、Zn和Mn是刺人参和人参的主要微量元素成分,且刺人参Mn元素的含量比人参高许多。
  
  2.药理作用研究
  
  2.1 对中枢神经系统的作用
  曲淑岩[26]等给小鼠腹腔注射刺人参油乳剂0.67 ml/kg时,可见动物安静、驯服、自主活动减少;剂量为2.76 ml/kg时,动物伏卧、眼睑下垂,保持对外界传入刺激的反应性,能回避有害刺激。刺人参油乳剂对戊巴比妥钠、水合氯醛和氯丙嗪、眠尔通有协同作用,对戊四唑引起的惊厥或电惊厥有拮抗作用。
  2.2 抗炎作用
  刺人参挥发油或乳剂对角叉菜胶引起的正常大鼠和切除肾上腺的大鼠足肿胀均有抑制作用;对组胺或PGE2引起的大鼠足肿胀也有抑制作用,能降低炎症组织渗出液中组胺或PGE2的含量;并能对抗组胺或PGE2 引起的毛细血管通透性的增加;对白细胞游走及大鼠棉球肉芽肿均有抑制作用[27]。
  2.3 抗菌作用
  付爱华[28]等经实验研究证明,刺人参挥发油在0.0625%~0.25%低浓度即可对多种皮肤癣菌有显著的抑菌和杀菌作用。用1%刺人参挥发油配制的霜剂对皮肤无刺激性,治疗浅部真菌病有效率为90%。
  宓鹤鸣[6]等通过实验研究证实,刺人参挥发油含量在0.062 5%时即可对石膏样小孢子菌、羊毛状小孢子菌、石膏样发癣菌、红色发癣菌及絮状表皮癣菌有明显的抑杀作用.
  张宏桂[9]等采用体外抗菌实验证实,野生东北刺人参茎挥发油对红色毛癣菌等7种皮肤癣菌抗菌活性MIC为0.063%~0.125%,MFC为0.125%~0.25%,并且从野生东北刺人参茎挥发油分离得到已知的抗菌有效成分里哪醇(2.4%)和对-聚伞花素(1.8%)。
  2.4 对血压的影响
  陈霞[29]等通过实验结果表明,刺人参皂苷10mg/kg)静脉注射可使MAP下降,而增加剂量(30、100mg/kg)可引起MAP升高,其结果与人参茎叶皂苷的作用相似。
  2.5 抗衰老作用
  傅颖新[30]、宓鹤鸣[31]均通过D-半乳糖球后注射对小鼠造成亚急性衰老病理模型对刺人参的抗衰老作用进行了研究。各项检测结果表明,刺人参确有延缓衰老的作用。其中以皮肤羚脯氨酸含量的增加、心肌脂褐质含量下降尤为显著,刺人参组与人参阳性对照组比较,两组呈现一致的抗衰老作用。在降血糖、清除心肌脂褐质以及小鼠游泳时间增加率、耐缺氧时间、耐低温能力等方面刺人参比人参的作用还略强一点。
  2.6 解热镇痛作用
  曲淑岩[26]等采用醋酸扭体抑制法观察小鼠对化学引起的疼痛反应,结果显示刺人参油乳剂对化学性引起的疼痛有镇痛作用。曲淑岩[26]等亦报道了刺人参挥发油的油乳剂对sc啤酒酵母引起的人工发热有明显的解热作用,并具有降低大鼠正常体温的作用。
  2.7 抗辐射
  刺人参乙醇和乙醚提取物,在离体条件下有抗辐射的作用[32]。
  2.8 对垂体、肾上腺皮质功能的作用
  给大白鼠po本品茎的40%醇浸出物10g/kg可使大白鼠两侧肾上腺内维生素C的含量明显降低,当垂体切除后本品的上述作用则消失,表明本品兴奋肾上腺皮质功能是通过垂体或垂体以上部位进行的,预先注射戊巴比妥钠不能阻止刺人参上述兴奋作用,但能被预先注射氯丙嗪加戊巴比妥钠所滞[32]。
  
  3 人工栽培研究
  
  3.1无性繁殖
  刺人参无性繁殖是可行的,但离开其适生的自然生态环境不易成活。刺人参是浅根性树种,无性繁殖时根茎不宜埋得太深,最深不能超过3 cm,在湿润土壤上2 cm即可;无性繁殖的最佳根、茎段是老龄段[33]。
  刺人参切干移栽成活率较高。移栽一般不受苗龄影响,埋干、扦插都能成活。激素对扦插成活有一定的促进作用,以顶枝扦插成活率较高。刺人参无性繁殖中有假死现象,经一段时间后能恢复生机,平茬和压蔓也可繁殖[34]。
  3.2 有性繁殖
  采取有性繁殖方法扩大东北刺人参种群数量,是目前所有繁殖方法中最为科学有效的,它可以避免其它繁殖方法破坏现有资源的不足。虽然东北刺人参可以通过有性途径进行繁殖,但由于对其种子成熟、休眠和萌发的机理了解太少、太不透彻,目前种子发芽率还很低,而且幼苗对化学药剂敏感,所以有性繁殖还尚不能成为有效的扩繁手段[35]。
  
  4 展望
  
  通过查阅文献不难发现,对东北刺人参的化学成分和药理作用的研究相对较多,但是对临床应用的研究还是不够,应该加强东北刺人参在临床应用方面的研究。
  由于刺人参挥发油中有4种成分与已报的人参挥发油中所含成分相同[36-38],刺人参实验组与人参对照组在抗衰老作用方面呈现一致的抗衰老活性,而且红细胞数,胸腺重量,脑脂褐素量,皮肤中羟脯氨酸量,血糖,血脂等指标,刺人参的作用较人参强[31], 这对刺人参作为具有抗衰老作用的新药的研制和开发具有积极的指导意义。
  刺人参挥发油霜剂具有良好的抗真菌活性,且具有纯天然、无毒副作用、生产成本低、治疗有效率高的特点,对多处癣菌有显著的杀菌和抑菌作用,适宜作为抗皮肤癣菌的新药进一步研制。
  此外,刺人参油表现出对中枢神经系统的抑制作用,但其产生这一作用的有效成分及作用机理尚不清楚,有待进一步研究。
  东北刺人参是我国长白山的道地药材,目前已栽培成功。合理开发和利用这一资源,对发展东北的中药经济具有前瞻性的意义。
  
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  * 通讯作者
  (收稿日期:2008-11-07)

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