刺五加化学成分和药理作用研究进展

高彦宇，李文慧，寇楠，沈芳玲，李冀

(黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

刺五加为五加科植物刺五加[Acanthopanaxsenticosus(Rupr.et Maxim.)Harms]的干燥根和根茎或茎，主要分布于黑龙江、吉林、辽宁、河北和山西，其味辛、微苦、性温，归脾、肾、心经，具有益气健脾、补肾安神的功效[1]。刺五加含有的活性成分较多，主要有三萜、多糖、黄酮、木脂素、香豆素，以及多种微量元素和氨基酸等[2]。现代药理学研究表明，刺五加具有保护中枢神经系统和心脑血管系统、抗肿瘤、抗衰老、抗辐射、增强机体免疫力等作用[3-4]。大量研究证实，刺五加还有显著的抗疲劳作用[5-7]。临床中广泛用于治疗风湿病、冠心病、心绞痛和脑梗死等[8]。

通过近年来国内外学者对刺五加的研究，发现目前研究刺五加药用部位主要集中在根及叶上，而其他部位报道较少，因此本文将从根茎入手,系统的分析整理刺五加的有效成分和现代药理作用研究进展。

1 根茎部位的化学成分

1.1 苷类化合物

刺五加根茎的主要成分为酚苷类化合物。研究发现主要包含7种刺五加苷，分别是胡萝卜苷(刺五加苷A)，紫丁香酚苷(刺五加苷B)，7-羟基-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)，还有紫丁香树脂酚葡萄糖苷的二种不同的构型(刺五加苷D和E)以及芝麻素等化合物，以上7种化学成分比为8∶30∶10∶12∶4∶2∶1[9]。有研究表明刺五加根茎水溶性部分能分离得到木栓酮(Friedelin)、β-谷甾醇(β- Sitosterol)和异嗪皮啶(Isofraxidin)[10]。采用HPLC法测定刺五加还含有紫丁香苷、刺五加苷E等[11]。近期在刺五加中又分离出新的苷类化合物，分别为大豆苷、3′-甲氧基大豆苷、紫丁香酸葡萄糖苷[12]。

1.2 黄酮类化合物

黄酮类化合物主要存在于植物的花叶、果实以及根茎中，在植物体以两种方式存在，一种以游离的形式，另一种以与糖结合成苷的形式，这也是黄酮类化合物在植物体内主要的存在形式[13]。研究表明刺五加根茎能分离得到3′-甲氧基葛根素、4′-甲氧基葛根素、葛根素、金合欢素和山奈酚等黄酮类化合物[12]。但以上成分药理作用研究报道较少，有待进一步研究。大量的实验证明黄酮类化合物具有增强动物的抗氧化性能以及清除自由基的作用[14]。在临床中黄酮类化合物能起到降血糖、降血脂的作用，还能防治心脑血管疾病以及降低发病率[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%碱性多糖及2.3%～5.7%水溶性多糖[17]。我国也从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，分子量分别为7 000和7 600，主要为1-3α-D葡萄毗喃糖(Pyrano glucose)及一些1-2与1-4连接的吡喃型己醛糖[18]。有学者利用色谱技术首次分离得到化合物4-羟基-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转氨酶活性降低，并且能减少炎性因子的分泌和表达，对刀豆蛋白A(Con A)造成的免疫性肝损伤有保护作用[20]。

1.4 微量元素及氨基酸

刺五加中含有钾、钠、钙等大量元素和铁、硼、锶等微量元素[21]。

有人用ICP- AES法分别测定不同月份、不同部位刺五加中钙、钠、铁、锶的质量分数，结果发现微量元素的质量分数因采集时间，以及采集部位不同含量也有很大的不同[22]。这对充分分离刺五加，合理开发中药材资源，提供了新的依据。还有学者研究发现短柄五加茎中可能含有16种氨基酸，其中7种为机体必需的氨基酸[23]，但具体含量报道较少有待进行深入分析。

1.5 其他成分

刺五加的根和根皮中还含有7-羟基-2,8-二甲基香豆素、硬脂酸、芝麻素、白桦脂酸、蔗糖、反式4,4′-二羟基-3,3-二甲氧基芪、维生素C和维生素E等[24-25]。

2 药理作用

刺五加根茎的提取物主要对中枢神经系统，心血管系统有一定的影响，并且还有抗疲劳、抗应激、增强免疫力、抗辐射及抗肿瘤等作用。

2.1 对心脑血管系统作用

刺五加苷类化合物能改善人体心肌缺血现象以及其所造成的局部损伤。通过刺五加对有关心脏病以及高脂血症模型大鼠的实验研究发现，刺五加具有明显的抑制血小板聚集，减少过氧化脂质在血清和肝组织中的含量，缩小心肌梗死面积，增强抗氧化酶活性，从而起到改善心律失常等症状的作用[26-27]。还有报道指出刺五加叶中的熊果酸、齐墩果酸、β-谷甾醇、胡萝卜苷等单体活性成分也能够明显的抑制血小板聚集，但其作用机制有待进一步研究[28]。

苷类化合物还能增强人体微循环，改善脑组织供血，减轻脑缺血所带来的临床症状。刺五加叶总黄酮可以提高红细胞膜的流动性，从而使血液黏稠度下降，最终达到治疗目的。研究刺五加叶总黄酮对脑缺血模型大鼠的实验，结果表明总黄酮能够起到提升相关蛋白表达，促进突触重新构建，具有减少脑缺血部位细胞凋亡等作用[29-30]。

2.2 对中枢神经系统作用

刺五加内含苷类、黄酮类化合物对中枢神经系统具有广泛作用。有研究表明,刺五加作用于神经系统的主要活性成分为皂苷类成分[21]。刺五加能调节中枢神经系统兴奋和抑制过程，改善大脑供血情况，促进脑细胞代谢和修复[31]。在临床应用中刺五加制剂具有镇静安神的作用，可以使患者提前入睡、增加睡眠时间和深度，可用来治疗神经衰弱[32]。因此刺五加作为神经系统疾病常用中药，具有改善睡眠、提高记忆力、抗焦虑、抗抑郁、抗帕金森病等作用，临床中大量用于治疗失眠、焦虑症、血管性痴呆、帕金森病以及抑郁症等，且治疗效果显著。

2.3 降血糖作用

刺五加根茎中含有主要活性成分为苷类和多糖，此外还含有香豆精、黄酮、琥珀酸和腺苷等化合物[33-34]。有报道指出含刺五加的注射液可以扩张心脑血管、降低心肌耗氧量、改善微循环、清除氧自由基[35]。并且还能提高葡萄糖转运能力、降低血糖，以此用来治疗糖尿病，这将有可能为临床治疗糖尿病，及预防糖尿病的机制提供新的思路。

2.4 抗疲劳作用

刺五加总苷是抗疲劳的主要成分，具有调节机体疲劳状态，以及调节应激反应的功效，可以起到保护机体的作用[36]。此外，还有学者认为刺五加可以通过增加运动中的脂肪供能，以减少机体内肌糖原以及肝糖原的供能，调节定量负荷，最终起到抗疲劳的作用[37]。最近研究显示刺五加中提取的刺五加苷E和绿原酸等活性成分可能具有抗疲劳的作用，其中刺五加苷E可能与恢复细胞活性和抑制皮质酮上升有密切关系[38]。

2.5 调节免疫功能作用

临床实验研究表明，五加科属的作用特征大致相似，都具有调节机体免疫功能的作用，能增加动物血液中的淋巴细胞的数量，起到增殖的作用，并且抗疲劳、抗老化的效果刺五加比人参更显著。特别是刺五加中的刺五加苷，能够显著提高机体活力，并对精神有刺激兴奋的效果[16]。刺五加含有超氧化物歧化酶(superoxide di-mutase，SOD)复合物，SOD具有很好的抗氧化能力，可以提高机体免疫力，最终起到促进健康的作用[39]。

2.6 抗紫外辐射作用

研究发现辐射主要会造成细胞周期的停滞以及细胞的非自然死亡，而刺五加的抗辐射机理主要是保护核酸免受侵袭，提高骨髓造血干细胞的造血率，从而增强机体的免疫力，阻滞由于辐射引起的氧化效应和有毒自由基的释放[40]。

最近国内外学者多关注天然的抗紫外线保护剂，主要研究的有刺五加苷E、刺五加多糖、黄酮类化合物、萜类化合物、鞣质类和香豆素类等[40-41]。此外很多实验表明刺五加在抗辐射方面具有很好疗效，刺五加多糖通过提高大鼠脾脏、胸腺指数及辐射损伤大鼠的睾丸、附睾指数及精子相对计数等方面，对60Co-γ射线辐照大鼠的免疫系统及生殖系统起到保护作用[42]。还有研究显示刺五加皂苷通过提高淋巴细胞的转换率，刺激造血系统等功能，以此来减轻经X射线照射所造成的小鼠免疫功能损伤[43]。

2.7 抗肿瘤作用

研究发现刺五加成分中苷类、多糖类化合物具有抗肿瘤作用。刺五加苷通过抑制有丝分裂以及脱氧核糖核酸的合成，从而减少癌细胞的增殖并促进其凋亡[44]。另一种是通过影响内蛋白表达，改变癌细胞的形态或周期动力学，加速癌细胞凋亡，起到抗肿瘤的作用[45]。刺五加多糖作为免疫增强剂，不仅能促进 T细胞、B细胞、NK细胞和M细胞等免疫细胞更好地发挥其免疫调节作用，同时也促进白介素、干扰素和肿瘤坏死因子等细胞因子的产生，以及增加免疫细胞的数量，使机体的免疫力增强，最终发挥其抗肿瘤作用[46-47]。有实验研究指出刺五加对小鼠Lewis肺癌侵袭转移具有干预作用，发现刺五加能抑制肿瘤生长，并在实验性肺癌侵袭转移过程中显示出明确的干预作用[48]。刺五加在抗肿瘤方面具有独特优势，如果开发成常规抗癌的辅助药物，具有很好的应用前景。

2.8 其他作用

有学者研究发现刺五加中的木脂素(+)-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，还能抑制转录因子AP-1和NF-κB活性[49]。并且通过建立小鼠巨噬细胞炎症模型和小鼠内毒素休克模型，证实刺五加水提物可能通过抑制巨噬细胞炎症介质以及对内毒素休克的保护作用，最终发挥其抗炎功效。这将为刺五加在炎症疾病的临床治疗及深入研究奠定了基础[50]。还有学者提出刺五加可能对治疗帕金森(PD)有效, 从刺五加对鱼藤酮诱导的帕金森(PD)实验中发现，刺五加能增强PD果蝇的攀爬能力，从而发现果蝇脑部多巴胺(dopamine,DA)含量增加并对剂量具有依赖性[51]。

3 小结

综上所述，刺五加作为五加科多年生草本植物，根茎有效成分有苷类、黄酮类、多糖类、微量元素及氨基酸以及其他化合物等。我们通过对刺五加根茎成分的研究，发现刺五加根茎中黄酮类化合物、微量元素及氨基酸成分含量文献较少。现代药理学研究表明，刺五加具有保护中枢神经系统和心脑血管系统的作用，还能抗肿瘤、抗衰老、抗炎、提高机体免疫力、以及明显的抗疲劳作用。随着现代化学及医学研究技术和手段的迅速发展，将会对刺五加的化学成分、药理作用及作用机制等方面的研究进行更加深入的探讨。