人参有效成分抗疲劳作用机制的研究进展

王中泰

人参有效成分抗疲劳作用机制的研究进展

         

疲劳可分为心理疲劳［1］、术后疲劳［2］和运动性疲劳［3］等。疲劳会导致眩晕、身体机能下降等，若不能及时缓解，甚至会导致免疫功能异常、情绪不稳定，对日常生活造成严重影响［4］。人参为五加科植物人参Panax ginseng C. A. Mey.的干燥根和根茎，具有固元培本、补脾益肺、安神益智等多种功效，拥有悠久的药用历史。人参皂苷是其主要活性成分，人参还含有人参多糖、寡肽、蛋白质等功效成分，已有研究证实其对运动性疲劳［5］、术后疲劳［6］和慢性疲劳综合症［7］具有明显作用。

         

近年来，众多研究证实人参抗疲劳的主要成分为人参多糖与人参皂苷等，人参茎叶多糖可以通过消除大鼠由于大强度运动产生的自由基缓解运动性疲劳［8-9］。人参皂苷Rg3对多种疲劳均具有显著改善作用，可以通过提高疲劳小鼠的肌糖元含量、降低尿素氮（BUN）含量，提高肌肉组织Na+，K+-ATP酶活力进而改善小鼠运动疲劳，也可提高骨骼肌线粒体供能效力改善缺氧疲劳。Zhang等［10-11］研究发现人参可以增加疲劳小鼠肝糖元和肌糖元含量，同时降低BUN和血乳酸（BLA）的含量，人参提取物可激活磷脂酰肌醇-3-羟激酶（PI3K）/蛋白激酶B（Akt）/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路从而改善小鼠运动疲劳。组培人参可减少过氧化氢（H2O2）干预引起的氧化损伤导致的肝脏细胞凋亡，降低细胞中丙二醛（MDA）含量，从而产生抗疲劳作用［12］。

         

已有报道人参抗疲劳功效物质在中枢性疲劳及慢性疲劳抵抗方面均有较好的缓解作用［13-14］，市场上已见到越来越多的人参抗疲劳产品。为了更好地了解人参及其有效成分在抗疲劳产品中的作用机制，对国内外发表的人参有效成分抗疲劳药理作用以及作用机制进行综述与归纳，以其为后续的深入研究奠定基础。

         

1、人参多糖

人参多糖可分为人参根多糖、人参茎叶多糖和人参果多糖，其药理活性主要为抗疲劳［8］、抗肿瘤［15］和免疫调节［16］等。田明建［8］采用大鼠力竭游泳模型，在运动前2 h ig给予人参茎叶多糖溶液低、中、高剂量（800、1 200、1 600 mg·kg-1），结果表明高剂量人参茎叶多糖（1 600 mg·kg-1）可以明显延长大鼠游泳至力竭的时间，可能是通过抑制血清和骨骼中自由基生成，提高抗氧化酶活性，减少MDA生成，从而产生抗疲劳作用。

         

林华等［9］探讨人参茎叶多糖营养干预对大鼠血清自由基的清除能力以及对大鼠抗疲劳能力的影响，将大鼠随机分为5组，即安静对照组、运动对照组和运动给药低、中、高剂量组（人参茎叶多糖0.8、1.2、1.6 g·kg-1），结果显示运动给药组力竭游泳时间明显高于运动对照组，且超氧化物歧化酶活性（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性也明显升高，提示人参茎叶多糖通过消除自由基，防止机体对蛋白质过度利用，延缓疲劳的发生。

         

王等［15］将人参果胶多糖（50、100、200 mg·kg-1）、酸性亚组人参果胶多糖A（40、100、160、200 mg·kg-1）及淀粉样多糖N（40、100、160、200 mg·kg-1）每日1次ig给予小鼠，持续15 d，评估其对氧化应激的生理标志物和骨骼肌线粒体形态的影响。强迫游泳实验结果表明，人参果胶多糖和酸性亚组人参果胶多糖A能延长游泳时间，而淀粉样多糖N不能延长游泳时间，血清中MDA和乳酸脱氢酶（LDH）水平升高，而SOD和谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）的活性降低，证实其可以通过抑制细胞氧化损伤能力而改善慢性疲劳综合征。由此可见，人参多糖类物质可通过影响抗氧化酶活性，减少自由基产生，从而产生抗疲劳作用，但淀粉样多糖对抗疲劳无显著作用。

         

2、蛋白质

人参寡肽（GOP）是从人参中分离得到的小分子寡肽。Bao等［16］将小鼠随机分为4组，除空白组外分别给予125、250、500 mg·kg-1 GOP，连续给药30 d后，进行强迫游泳实验。与空白组比较，给药组可显著延长小鼠强迫游泳时间，提高LDH活性和肝糖原含量，延缓BUN和BLA的蓄积，并显著改善疲劳诱导的氧化应激生物标志物和抗氧化酶的改变。增加小鼠骨骼肌中线粒体生物合成因子的mRNA表达和DNA含量，从而缓解运动性疲劳。

         

人参组培不定根是野山参经过组织培养得到的，在遗传信息方面与野山参具有高度相似性。王曼莹等［17］通过小鼠负重游泳建立疲劳模型，将小鼠随机分为5组，运动给药组分别给予低、中、高剂量（0.25、0.5、1 g·kg-1）人参组培不定根蛋白（GARP）药液，结果表明中（0.5 g·kg-1）和高剂量（1 g·kg-1）GARP组小鼠游泳时间明显延长，血清中血乳酸（BLA）和BUN水平明显降低，小鼠肝组织中谷胱甘肽（GSH）水平和SOD活性及肝糖原和肌糖原水平均明显升高。与对照组比较，细胞的葡萄糖摄取能力明显增强，磷酸化-磷酸腺苷活化蛋白激酶（p-AMPK）/磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMPK）比值和GLUT4蛋白表达水平显著升高，研究表明其可能通过激活AMPK/葡萄糖转位载体4（GLUT4）通路促进糖摄取和转运过程、增强糖原储备缓解运动疲劳。人参多糖、寡肽及蛋白质抗疲劳作用机制总结见表1

。

         

3、人参皂苷

Ji等［18］利用多黏芽孢杆菌转化人参，采用高效液相色谱法（HPLC）对转化产物中的12种人参皂苷进行检测。结果表明，人参皂苷Rb3、Re、Rd、CK及原人参二醇含量显著增加。经药效学验证，人参皂苷能够明显延长小鼠游泳时间。其作用机制是通过减少运动后小鼠血清中LDH和SUN的含量，改善肝糖原和肌糖原的消耗从而缓解小鼠运动性疲劳。刘佳等［19］通过力竭游泳实验探讨人参茎叶总皂苷有效剂量及抗疲劳作用机制，结果提示人参茎叶总皂苷药液250 mg·kg-1可延缓疲劳且能明显延长游泳时间，调节糖原储存、增加LDH活性、调整血BUN含量。亦有研究证实人参茎叶总皂苷还可通过提高机体有氧代谢合成ATP的能力，增加肌肉供能及机体对底物糖的利用率缓解疲劳［20］。刘飞祥等［21］连续给予小鼠0.04、0.08、0.16 g·kg-1人参总皂苷溶液21 d。结果发现，人参总皂苷溶液可能通过上调信号转导与转录激活因子 1（STAT1）和丝氨酸/苏氨酸激酶（AKT1） 基因的表达，下调前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）和原癌基因（JUN）mRNA 的表达抵抗免疫性疲劳。

         

人参皂苷主要含有原人参二醇型（PPD）与原人参三醇型（PPT），已有研究证实PPD和PPT对运动性疲劳皆有缓解作用。王丽娜等［22］研究了二醇型人参茎叶总皂苷（PPD-Gsls）和三醇型人参茎叶总皂苷（PPT-Gsls）对小鼠负重游泳模型的抗疲劳作用，以红景天胶囊为阳性对照药，实验组分别ig给予10、20、40 mg·kg-1的PPD-Gsls和PPT-Gsls。结果表明PPD-Gsls和PPT-Gsls低（10 mg·kg-1）、高剂量组（40 mg·kg-1）均可显著延长小鼠的力竭游泳时间，分别是阳性对照组的1.38倍和1.62倍。但两者影响糖原蓄积类型有所差异，PPD显著影响肌糖原含量，而PPT显著影响肝糖原，从而降低血清中LDH含量及提高LDH活力缓解运动疲劳，本文还将对PPD与PPT中的单体皂苷抗疲劳作用进行综述（表2）。

         

3、人参皂苷

Ji等［18］利用多黏芽孢杆菌转化人参，采用高效液相色谱法（HPLC）对转化产物中的12种人参皂苷进行检测。结果表明，人参皂苷Rb3、Re、Rd、CK及原人参二醇含量显著增加。经药效学验证，人参皂苷能够明显延长小鼠游泳时间。其作用机制是通过减少运动后小鼠血清中LDH和SUN的含量，改善肝糖原和肌糖原的消耗从而缓解小鼠运动性疲劳。刘佳等［19］通过力竭游泳实验探讨人参茎叶总皂苷有效剂量及抗疲劳作用机制，结果提示人参茎叶总皂苷药液250 mg·kg-1可延缓疲劳且能明显延长游泳时间，调节糖原储存、增加LDH活性、调整血BUN含量。亦有研究证实人参茎叶总皂苷还可通过提高机体有氧代谢合成ATP的能力，增加肌肉供能及机体对底物糖的利用率缓解疲劳［20］。刘飞祥等［21］连续给予小鼠0.04、0.08、0.16 g·kg-1人参总皂苷溶液21 d。结果发现，人参总皂苷溶液可能通过上调信号转导与转录激活因子 1（STAT1）和丝氨酸/苏氨酸激酶（AKT1） 基因的表达，下调前列腺素内过氧化物合酶2（PTGS2）和原癌基因（JUN）mRNA 的表达抵抗免疫性疲劳。

         

王中泰

人参皂苷主要含有原人参二醇型（PPD）与原人参三醇型（PPT），已有研究证实PPD和PPT对运动性疲劳皆有缓解作用。王丽娜等［22］研究了二醇型人参茎叶总皂苷（PPD-Gsls）和三醇型人参茎叶总皂苷（PPT-Gsls）对小鼠负重游泳模型的抗疲劳作用，以红景天胶囊为阳性对照药，实验组分别ig给予10、20、40 mg·kg-1的PPD-Gsls和PPT-Gsls。结果表明PPD-Gsls和PPT-Gsls低（10 mg·kg-1）、高剂量组（40 mg·kg-1）均可显著延长小鼠的力竭游泳时间，分别是阳性对照组的1.38倍和1.62倍。但两者影响糖原蓄积类型有所差异，PPD显著影响肌糖原含量，而PPT显著影响肝糖原，从而降低血清中LDH含量及提高LDH活力缓解运动疲劳，本文还将对PPD与PPT中的单体皂苷抗疲劳作用进行综述（表2）。

         

3.2　人参皂苷Rg1

人参皂苷Rg1对慢性疲劳、运动性疲劳与免疫疲劳均有较好改善作用，慢性疲劳与普通疲劳表现有所差异，慢性疲劳是由于极度疲劳导致基本生活受到严重影响，长时间地处于无法正常工作的状态。在缓解慢性疲劳综合症研究方面，Lei等［34］使用网络药理学预测蛋白激酶B抗体（AKT1）、血管内皮生长因子A（VEGFA）和表皮生长因子受体（EGFR）为人参皂苷Rg1抗疲劳作用的关键靶点。通过代谢组学分析，确定慢性疲劳综合征大鼠血清中存在代谢紊乱现象，生物学结果提示人参皂苷Rg1抗疲劳作用机制是通过调节EGFR来影响牛磺酸和6-磷酸（M6P）的代谢。

         

宋姌等［35］通过束缚法和冷水游泳相结合的方法成功建立慢性疲劳综合征大鼠模型，验证运动与人参皂苷Rg1结合疗法对慢性疲劳综合征的干预效果。结果表明人参皂苷Rg1（60 mg·kg-1）ig治疗后的慢性疲劳综合征大鼠与空白组比较可提高脑组织抗氧化酶系统活性、减轻脂质过氧化物的沉积，缓解慢性疲劳综合症造成的抑郁、体重减轻等症状。He等［36］将冷水强迫游泳和慢性束缚法结合建立小鼠脊髓损伤模型，尾静脉注射0.5 mL·100 g-1人参皂苷Rg1药液，与人参皂苷Rg1和针刺穴位联合组比较。结果提示联合组与单独给药组比较游泳时间有显著提升，因此人参皂苷Rg1和针刺背俞穴均可产生抗疲劳作用，且两者具有协同作用。其机制是通过调节慢性疲劳综合征大鼠T细胞亚群，从而增强细胞免疫功能缓解小鼠疲劳。

         

孔凡秀等［37］使用环磷酰胺造模，分别给予小鼠12.5、25、50 mg·kg-1人参皂苷Rg1药液。与模型组比较，人参皂苷Rg1对于血清中运动相关副产物有很好的调节作用，改善骨骼肌线粒体生物合成相关因子表达以及过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助激活因子-1α（PGC-1α）、AMPK、核呼吸因子-1（NRF-1）、线粒体转录因子A（TFAM）蛋白的表达，加速调节线粒体生物合成的作用，最终达到抗运动性疲劳的效果。Li等［38］通过小鼠强迫游泳实验，分别给予不同剂量人参皂苷Rg1，与对照组相比，高剂量组人参皂苷Rg1（20 mg·kg-1）可提升肝糖原和肌糖原水平，明显延长小鼠力竭游泳时间。

         

孔凡秀等［39-40］利用免疫低下模型小鼠负重游泳力竭实验人参皂苷Rg1抗疲劳作用。结果表明，人参皂苷Rg1中剂量组（25 mg·kg-1）与空白组比较，力竭游泳时间增加了271.4%，阳性药贞芪扶正颗粒与空白组比较仅增加了26.3%。表示人参皂苷Rg1具有明显抗疲劳作用，且显著增加小鼠骨骼肌中TFAM mRNA和NRF-1 mRNA表达水平。他们还通过小鼠爬杆时间验证人参皂苷Rg1高剂量组（25 mg·kg-1）较空白运动组与模型组小鼠爬杆时间分别增加了38.6%和84.1%，人参皂苷Rg1可显著降低小鼠肝、骨骼肌中MDA含量。综上，人参皂苷Rg1可显著提高运动耐力及调节血清、肝和骨骼肌中疲劳相关生化指标的水平，抗疲劳作用显著。人参皂苷Rg1抗疲劳作用机制见表4。

         

3.3　人参皂苷Rg3

Xu等［41］通过建立强迫游泳疲劳模型研究人参皂苷Rg3对酪氨酸羟化酶（TH）的影响及其机制。游泳前分别ig给予大鼠10、50、100 mg·kg-1的Rg3，结果表示人参皂苷Rg3显著抑制了负重强迫游泳疲劳大鼠不同脑区的TH表达和TH磷酸化水平的降低。其作用机制是通过激活蛋白激酶Aα（PKAα）、细胞外信号调节激酶1/2（ERK 1/2）、Akt信号通路，降低TH的表达和磷酸化水平，从而改善小鼠运动型疲劳。

         

Li等［42］通过建立小鼠强迫游泳疲劳模型验证人参皂苷Rg3抗疲劳作用。每天ig给予小鼠不同剂量的20（S）-人参皂苷Rg3（10、20、40 mg·kg-1），连续给药28 d。然后进行强制游泳测试，结果显示20（S）-人参皂苷Rg3显著延长了小鼠力竭游泳时间，降低BLA和血清BUN水平，显著增加糖原、SOD及肝脏和肌肉中的GSH和H2O2酶含量，降低肝脏和肌肉中的MDA水平。表明20（S）-人参皂苷Rg3具有抗疲劳作用，其抗疲劳机制可能与激活能量代谢，消除代谢产物的积累并保护运动引起的氧化压力有关。

         

Yang等［43］通过切除70%小肠建立大鼠POFS模型来研究人参皂苷Rg3对POFS的治疗作用，采用旷场实验评价不同组大鼠的一般活动和探索行为。体外实验检测了人参皂苷Rg3对沉默信息转录调节因子1（SIRT1）活性和p53转录活性的影响，结果提示人参皂苷Rg3可能通过提高SIRT1脱乙酰酶活性来改善运动表现并抵抗疲劳。杨佳丹等［44］在模拟海拔5 000 m高度的低压舱中喂养建立缺氧模型，ig给药前1 h将大鼠从舱内取出，人参皂苷Rg3剂量为20 mg·kg-1·d-1。通过观察大鼠在正常环境和模拟高原环境下力竭游泳时间，发现人参皂苷Rg3可通过维持血糖水平，提高骨骼肌线粒体供能效力和加快自由基清除缓解运动产生对缺氧性疲劳。

         

人参皂苷Rg3抗疲劳作用机制见表5。

         

3.4　其他皂苷

其他类型的人参皂苷对运动性疲劳也具有一定的抗疲劳效果，Ma等［45］探讨了人参皂苷Ro对运动疲劳及其生化指标的影响，除空白组外分别给予0、5、25 mg·kg-1人参皂苷Ro药液。结果表示人参皂苷Ro可显著延长力竭游泳时间，增加相对肌肉雷竞技百科 、降低BLA和BUN水平，作用机制可能是通过激活AMPK信号促进AMPK活化调节代谢过程，从而缓解小鼠运动性疲劳。蓝瑞高等［46］探讨人参皂苷CK对力竭游泳大鼠抗疲劳作用及骨骼肌氧化应激的影响，将大鼠分为5组，除空白组、模型组外分别ig给予10、20、40 mg·kg-1人参皂苷CK溶液，连续给药28 d，末次给药后进行力竭游泳实验。结果发现，与运动模型组比较，人参皂苷CK低、中、高剂量组大鼠力竭游泳时间、肌糖原和肝糖原储备水平及Nrf2/血红素加氧酶-1（HO-1）蛋白表达增加，BLA、BUN以及骨骼肌MDA水平降低，提示人参皂苷CK可能通过激活Nrf2/HO-1信号通路，进而增强骨骼肌的抗氧化应激能力，产生抗疲劳作用。

         

王中泰

4、结语

随着社会压力不断增加，不良的生活作息、情绪紊乱都会导致疲劳的发生，因而促使疲劳越来越年轻化、普遍化。目前，临床上常用的抗疲劳作用中成药有六味地黄丸、黄芪精口服液等，但由于其会产生恶心呕吐、腹泻、心悸等不良反应，因此亟需开发具有抗疲劳、增强免疫力作用、不良反应少且不含对人体有害的成分的抗疲劳产品。而人参作为天然可食用资源，因其物产资源丰富、价格相对低廉、不良反应少而吸引广大学者的关注［47］，从而成为开发抗疲劳的产品研究的热点。

         

人参在中国的药用历史悠久，常用于大补元气、复脉固脱、健脾益肺等。现阶段人参及其有效成分人参多糖、寡肽和皂苷的抗疲劳作用研究主要集中在运动疲劳［5］、术后疲劳［6］、慢性疲劳综合症［7］。人参淀粉样多糖主要是由不同相对分子雷竞技百科 的葡聚糖和少量的阿拉伯半乳糖构成，其可以减少氧化应激对肌细胞的损伤进而缓解氧化应激性疲劳。人参果胶主要是由阿拉伯半乳糖、果胶构成，人参果胶抗疲劳活性高于人参淀粉样多糖，人参果胶的抗疲劳活性可能是通过抗氧化过程或修饰抗氧化酶的活性从而减少氧化应激介导的疲劳［23］。此外，人参果胶还通过减少糖原摄取保持血糖浓度的稳态减少能源耗竭引起的疲劳。

         

人参皂苷是人参缓解疲劳的关键有效成分，人参总皂苷可以通过减少运动后小鼠血清中LDH和SUN的含量、提高机体有氧代谢合成ATP的能力、增加肌肉供能、机体对底物糖的利用率、上调STAT1和AKT1基因的表达、下调PTGS2和JUN基因的表达，达到缓解疲劳的目的；人参单体皂苷Rb1，在缓解术后疲劳方面较为突出，可通过激活Nrf2/ARE通路，减轻骨骼肌氧化应激损伤，从而缓解术后疲劳，还可通过抑制中枢内炎症通路，缓解中枢性疲劳，从而抵抗术后疲劳；人参单体皂苷Rg1主要作用于慢性疲劳综合症，通过强迫游泳与束缚法相结合动物模型，验证其通过调节EGFR来影响牛磺酸和M6P的代谢抵抗慢性疲劳综合症；不同的是，人参单体皂苷Rg3可提高骨骼肌线粒体供能效力和加快自由基清除在模拟高原缺氧环境下抵抗缺氧性疲劳。

         

综上所述，人参皂苷Rb1在抗术后疲劳方面效果显著，患者术后康复过程中使用可明显缓解因手术而造成的疲劳。人参皂苷Rg1与Rg3在缓解慢性疲劳、免疫疲劳及运动性疲劳方面效果显著，且其作用机制表明其都与糖原贮积有一定关系，而其他类型人参皂苷抗运动性疲劳作用也主要表现在可明显缓解乳酸代谢、提高ATP合成与肝糖原贮积方面。人参及其抗疲劳作用有效成分及其主要作用机制见图1。

         

以上研究提示人参抗疲劳的有效成分作用机制主要与激活PI3K/Akt通路、ATP合成及糖原贮积相关。人参各类功效物质可以影响神经递质的释放调节神经中枢缓解疲劳，也可调节糖代谢及乳酸堆积相关靶点缓解机体外周机制。虽然目前抗疲劳作用研究较为广泛，但是仍在存在不足之处，主要总结为以下3个方面：

（1）对人参及其有效成分的抗疲劳作用研究主要停留在细胞水平和动物在体水平，且某些作用靶点还尚未明确，仅停留在理论阶段，有待深入探讨其抗疲劳作用机制。

（2）现阶段关于人参抗疲劳功效物质的相关动物实验研究较多，但临床研究数据较少，尤其是单体成分、大样本的临床研究更为少见，后续应在现阶段动物实验研究基础上，逐步开展临床综合性研究从而进一步明确其临床疗效。

（3）以现有的人参及其有效成分抗疲劳作用的研究结果为依据，大力开展人参有效成分用于抗各类疲劳功能产品的综合开发，为所需人群提供服用安全，效果明显和雷竞技百科 可控的保健食品。

综上所述，人参及其有效成分药理作用广泛、功效明显、不良反应少，发展前景广阔。后续应深入挖掘其抗疲劳作用机制，进一步明确作用靶点及各成分之间的相互关联网络，从而为更好地开发利用该资源提供依据。

参考文献（略） 来  源：郑怡菲，李涛，赵余庆．人参有效成分抗疲劳作用机制的研究进展  [J]. 药物评价研究, 2023, 46(11): 2496-2504.

来源：中草药杂志社