刺五加的研究进展和产业化应用

摘要:刺五加（Acanthopanax senticosu）是中国传统的兼具药用和食用功效，益气健脾、补肾安神的中药材，主要含皂苷、黄酮、酚类、多糖、木脂素、氨基酸等成分，具有抗疲劳、抗肿瘤、免疫调节及神经调节等药理作用。对刺五加的主要化学成分和药理作用，以及刺五加在临床、功能性饲料添加剂和功能性饮料等方面的应用现状进行总结，以期为刺五加的深入研究和开发利用提供参考。

关键词:刺五加化学成分药理作用应用

刺五加[（Acanthopanax senticosus(Rupr.et Maxim.) Harms]隶属于五加科（Araliaceae）五加属（Acanthopanax）植物，其根和根茎作为传统中药收载于中国药典。刺五加广泛分布于世界温带地区朝鲜北部、日本北海道及俄罗斯远东等地区，我国具有丰富的刺五加植物资源，东北、河北等地是刺五加的主要产地之一[1]。刺五加在我国药用历史悠久，据考证，《本草纲目》《名医别录》中等历代本草对刺五加的功用、主治均有记载。刺五加性温、味辛、微苦，无毒，归脾肾经，中医学上主用于心体虚乏力，脾肾阳虚，失眠多梦等症[2,3][2,3]。刺五加中含有多种化学成分，皂苷、黄酮、多糖、酚类、木脂素在其抗疲劳、抗肿瘤、中枢神经和心血管保护活性中发挥了重要作用，此外，微量元素、氨基酸等成分也可参与人体免疫调节、增强人体微循坏等[4]。目前，以刺五加为君药的中成药制剂等应用于临床治疗各种病症取得良好疗效，且作用平和，毒副作用小，发挥着中医中药的独特优势[5]。

近年来，刺五加因其具有较高的药用价值和临床应用效果，显示出了其广阔的开发前景，已成为广大科研人员关注的热点。本文通过检索归纳国内外刺五加相关文献报道，对刺五加的化学成分、药理作用及应用情况进行综述，以其为刺五加的深入研究及进一步科学合理开发，推进刺五加在药物、功能性饲料添加剂和饮料等领域的产业化应用提供参考依据。

1 刺五加的化学成分

1.1 刺五加皂苷类化合物

刺五加苷类化合物包括刺五加苷和刺五加皂苷，是主要活性物质，发挥着重要的药理作用。刺五加苷主要存在于根和根茎中，大部分为酚苷类化合物；刺五加皂苷（Acanthopanax Senticosus Saponins,ASS）主要存在于刺五加叶和果实中，不同产地刺五加叶中总皂苷的含量在31.20～52.14 mg·g-1范围内[6]，其中大部分为三萜皂苷，主要为齐墩果烷型（刺五加苷A1,A2,A3,A4,B,C1,C2,C3,C4,D1,D2,D3,E）和裂环羽扇豆烷型（Chiisanoside,isochii‐sanoside,diaroside,22α‐hydroxychiisanoside)[7‐9][7‐9][7‐9]。刺五加皂苷类成分的母核结构见图1。

1.2 刺五加黄酮类化合物

黄酮类化合物广泛存在于自然界中，化学结构上以C6‐C3‐C6为基本骨架，刺五加黄酮主要以与糖结合成苷类的形式存在于植物中[10]。Liu等[11]发现刺五加根及根茎部总黄酮含量为（36.95±0.05) mg·g‐1。表1总结了刺五加主要黄酮类化合物的名称，具体结构见图2。从表1、图2可知，刺五加黄酮类化合物的苷元主要有山柰酚、槲皮素和木犀草素，糖基主要为鼠李糖、半乳糖和葡萄糖。

1.3 刺五加多糖类化合物

多糖也称多聚糖，是由10个以上相同或不同单糖以糖苷键连接聚合形成的天然高分子化合物，是药用植物重要的活性成分之一[17]。刺五加多糖(acanathopanax senticosus polysaccharides,ASPS）具有抗氧化、抗肿瘤等活性，根及根茎部位水溶性多糖约占2.3%～5%，碱溶性多糖约占2.0%～6.0%[4,18][4,18]。结构表征结果表明刺五加中性多糖ADPN主要由半乳糖（32.9%）、葡萄糖（25.7%）以及阿拉伯糖（22.6%）构成，刺五加酸性多糖ASPA含有RG‐1、AG和XGA型果胶结构域。刺五加主要多糖类化合物的单糖组成及分子量，见表2。

1.4 刺五加酚类化合物

酚类化合物是由羟基取代芳香烃环上的氢所形成的一类的芳烃衍生物，主要由酚酸类、类黄酮类和单宁类组成，在制药和药用领域是生物活性剂的潜在替代品[26]。刺五加酚类化合物主要为酚酸类化合物，刺五加主要酚类化合物见表3，具体结构见图3。

1.5 刺五加木脂素类化合物

刺五加中主要含有骈双四氢味喃类木脂素、二苯基丁烷衍生物类木脂素及新木脂素。目前，研究人员从刺五加中分离得到的木脂素类化合物包括丁香脂素（Syringaresinol），落叶松脂醇（Larici‐resinol),Tripterygiol，桧脂素（Savinin），芝麻脂素（Sesamin)[31]和刺五加苷E (Eleutheroside E)[32]，新木脂素化合物丁香树脂酚（Syringaresinol)[32]，刺五加酮（Ciwujiatone)[33]、蛇菰宁（Balanophonin)[31]，骈双四氢味喃类木脂素丁香树脂酚葡萄糖（刺五加苷D,Eleutheroside D)[36]。

1.6 其他成分

随着刺五加活性成分研究的不断深入，学者还在刺五加中发现了异嗦皮啶、刺五加甙B1等香豆素类[34]，甘氨酸、丝氨酸等氨基酸类[35]、棕榈酸、邻苯二甲酸二辛酯等有机酸类活性物质[14]。

图1 刺五加皂苷类化合物母核

表1 刺五加中主要黄酮类化合物

2 刺五加的药理作用

2.1 刺五加抗疲劳作用

刺五加多常被用作具有特定抗疲劳作用的膳食补充剂或保健品，研究[36]表明刺五加抗疲劳机制与能量耗尽理论、代谢物积累理论、内部环境紊乱理论有关。Zhang等[37]发现刺五加茎皮水提物明显延长了小鼠的游泳时间，延缓血液中乳酸的增加，延缓身体疲劳的出现；此外，小鼠组织糖原的含量升高，机制可能是通过改善糖原储备或减少运动期间的糖原消耗。此外，吴立群等[38]研究结果表明，刺五加苷B能通过加速致疲劳代谢物质的清除，减少体内代谢废物的堆积，延缓机体疲劳的出现，加速疲劳的消除。古鹏鑫等[39]发现ASPS能延长小鼠游泳时间，增加肌糖原和肝糖原的含量，同时降低血尿素氮（BUN）、乳酸、血糖及血氨含量，其机制可能是与抑制小鼠骨骼肌NOX2、NOX4及Keap1基因的表达，同时增加Nrf2和HO‐1基因的表达有关，进而抑制氧化应激发挥抗疲劳作用。

2.2 刺五加抗肿瘤作用

刺五加中含有丰富的羽扇豆三萜类化合物，Wang等[40]发现羽扇豆三萜类化合物能有效诱导Hep G2细胞凋亡，SSG可以通过控制多靶点抑制PI3K/AKT信号通路。Meng等[41]发现ASPS能抑制对带有固体和腹水的荷瘤小鼠中的S180,H22和U14细胞的生长，其机制与调节免疫细胞因子IL‐2,IL‐12以及INF‐γ有关。孙尚凡[42]发现刺五加苷B能抑制SMMC‐7721细胞和He La细胞增殖，上调E‐cad‐herin蛋白的表达防止和抑制SMMC‐7721细胞和He La细胞迁移和侵袭，诱导SMMC‐7721细胞和He La细胞发生自噬。佟潇禹[43]发现从刺五加果中分离纯化出的均一分子量水多糖（ASPF）能抑制人肺癌A549细胞的增殖、迁移、凋亡，其机制可能与ASPF从上调Bax、下调Bcl‐2的表达，增强Caspase‐3,8,9酶活性有关。

图2 刺五加黄酮类化合物的化学结构

2.3 刺五加对免疫功能的调节作用

刺五加提取物、多糖、糖蛋白、丁香苷、刺五加苷E和异嗪皮啶等活性成分已被证明具有免疫调节功能，刺五加对机体的免疫调节功能可能是使机体的免疫器官重量增加、增强巨噬细胞吞噬功能、刺激细胞因子产生来实现的[44]。Li等[45]发现刺五加多糖纳米乳通过激活巨噬细胞的P65/JNK/ikkα信号通路及调控Th1/Th2细胞因子免疫调节活性，提示刺五加多糖纳米乳制剂在药物递送和诱导有效和持续的免疫反应方面具有发展潜力。此外，崔雪娇等[46]研究发现ASPF能显著促进RAW 264.7细胞的增殖和吞噬，并提高RAW 264.7细胞分泌IL‐6、IL‐1β和NO的能力。Zhang等[47]研究发现补充刺五加可以增强先天免疫，改变健康小鼠的几种相关免疫因子和细胞，且不影响生长性能。

2.4 刺五加对神经系统的作用

现代药理学研究表明，刺五加具有神经保护功能，能有效治疗帕金森病（PD）、阿尔茨海默病（AD）及缺血性脑卒中等病症[48]。Mei等[49]发现刺五加提取物通过p38‐CREB途径诱导的HO‐1表达在抗神经炎和神经保护反应的产生中起重要作用，还增加了Nrf2的转运，以调节HO‐1的表达，在海马和小胶质细胞中发挥神经保护作用。Liu等[50]推测刺五加提取物的神经保护作用与保护小鼠免受环境毒素1‐甲基‐4‐苯基‐1,2,3,6‐四氢吡啶（MPTP）诱导的线粒体功能障碍和结构损伤有关。此外，刺五加苷E能增强褪黑素MT2受体的细胞外信号调节激酶（ERK）磷酸化水平，刺五加苷E能较好的与MT2R结合，揭示刺五加苷E可能以MT2R为靶点发挥镇静安神作用[51]。

表2 刺五加主要多糖类化合物

表3 刺五加主要酚类化合物

2.5 其他药理作用

刺五加还具有降血糖、抗应激、保护肝脏、抗氧化等药理作用。研究表明，刺五加叶甲醇提取物能缓解糖尿病大鼠高血糖、高血脂和氧化应激[52]。此外，刺五加酸可以改善肝纤维化[53]。Song等[54]研究结果表明刺五加可以防止受照射小鼠的学习和记忆能力受损，保护受照射小鼠的神经元，同时，功能成分ASPS、黄酮、丁香苷和刺五加苷E增加了受照射小鼠的抗氧化活性。

3 刺五加的应用

3.1 临床应用

3.1.1 刺五加注射剂的临床应用

刺五加注射液是以刺五加为主要原料的全株水提取物，常用于治疗脑血管和中枢神经系统疾病，能显著改善急性脑梗死患者血脂水平和内皮细胞功能，促进脑缺血脑组织神经干细胞增殖，并对高血压、脑梗塞等脑血管疾病具有良好疗效[55]。研究表明，刺五加注射液具有预防短暂性脑缺血发作和防治脑动脉硬化的作用，用于治疗急性脑梗死可提高临床疗效，改善血管内皮功能，减轻炎症和神经损伤，改善认知功能[56]。

3.1.2 刺五加胶囊的临床应用

刺五加胶囊是刺五加总黄酮制成的单方纯中成药，临床上用于治疗冠心病、心绞痛、高脂血症等病症。Wang等[57]发现刺五加胶囊治疗可改善抑郁大鼠结肠的病理改变，对大鼠抑郁模型结肠产生明显的治疗作用，可能是由于其抗氧化作用和花生四烯酸代谢的抑制，提示刺五加胶囊可作为治疗某些由心理因素引起的结肠疾病的有效药物。由金丝桃和刺五加两味中药组成的舒肝解郁胶囊，因金丝桃属于清利药，而清中带补，刺五加属于补气药，而补中带清；两味中药合用，既可增强清利，又可增强补益，用于治疗郁症，具有良好疗效和安全性[58]。

3.2 功能性饲料添加剂的应用

刺五加及其提取物作为添加剂应用于猪、禽类等动物的饲料中，刺五加作为一种中草药添加剂，兼具营养性和药用性，是良好的抗生素替代品。薛沾枚等[59]发现ASPS能显著提高育肥猪生长性能、免疫力及抗病力。在肉鸡中基础日粮中添加不同剂量的刺五加提取物，结果表明，所有剂量均不同程度提高肉鸡的生长性能，含2.0%刺五加提取物的日粮效果最佳，经济效益最好，说明该养殖方式适合于大规模推广[60]。以中药为添加剂发展功能性饲料，可维持动物健康发育、预防动物疾病、改善畜产品品质，同时实现绿色无公害养殖，具有重要的经济意义与社会意义。

3.3 功能性饮料的应用

目前，采用国家规定的药食同源植物及传统中药原料开发增强人体免疫、抗衰老或缓解疲劳的功能型保健饮料的消费量不断增加，刺五加属于国家卫健委公布的可用于保健食品的中药，以刺五加为原料研制的功能性饮料的研究日益渐多，如刺五加速溶茶[61]、枸杞刺五加运动饮料[62]、刺五加复合果醋[63]等。研究结果表明，以刺五加为原料的功能性饮料一般具有增强运动能、免疫调节、改善心肺功能等作用，通过与一些“药食同源”组合更好的发挥药材的药用功效，具有非常好的市场前景。

4 结语与展望

4.1 发掘药效基础物质和药理作用机制

刺五加中成药临床应用已取得良好疗效，显示其广阔前景，但其药效组分复杂，尚有较多药效基础物质和药理作用机制不明确，仍有较大的研究空间，有待进一步对其药效基础物质和药理作用机制进行研究，以提供科学的用药依据。刺五加功能成分及其药理作用研究已取得了一些进展，深入细致的发掘功效成分、研究药效基础物质和药理作用机制，为探索和发展刺五加的药理作用及应用提供良好的理论基础，对刺五加产业的发展至关重要。

4.2 应用前景展望

中药配方颗粒的产生源于对传统汤剂的改革，是由单味中药饮片经水提、浓缩、干燥、制粒而成，经中医临床配方后，供患者即冲即服的颗粒，适应现代社会快节奏的需求，具有方便使用、便于调配等优点，利于推广使用[64,65][64,65]。目前，中药配方颗粒在我国30个省的1 000多家医院供临床使用。因此，加快刺五加配方颗粒的开发，使其更安全、更有效、更方便地服务于临床一线，扩大中药在国际市场的份额，让具有几千年历史的传统中医药更好地为人类健康做贡献。

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排版：陈金秋     审核：蒋涵如  

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