達瑪烷皂苷和苷元

天馬研究室

一、達瑪烷皂苷和去醣皂苷（苷元）

皂苷是一類較複雜的苷類化合物，在植物界分佈很廣，如人參、三七、知母、遠志、甘草、桔梗、柴胡等都含有皂苷。

皂苷大多數為白色無定形粉末或無色結晶，味微甘苦，具有吸濕性, 多含有一定的結晶水並有一定的熔點。一般對酸不穩定（皂苷Ro除外），弱酸下即可水解，但水解後得不到真正的原形皂苷元。皂苷易溶于水、甲醇、乙醇，可溶於正丁醇、醋酸、乙酸乙酯，不溶於乙醚、苯，具有光學活性，多呈右光性，水溶液振搖產生強烈泡沫。

從化學結構上看，皂苷是由苷元(Aglycone)骨架與醣基(Glycosyl)通過醣苷鍵(glycosidic linkage)相連構成的醣苷類化合物。依其皂苷元的結構不同，皂苷類化合物可分為三大類（圖1）：①達瑪烷型(Dammarane)，②奧克梯婁型(Ocotillol)，③齊墩果酸型(Oleanane)。天然植物中的皂苷主要為達瑪烷類型，而克梯婁型和齊墩果酸型含量較少。達瑪烷型皂苷屬四環三萜結構，可分為二醇組（母環結構為Protopanaxatriol）和三醇組(母環結構為Protopanaxatriol)兩個亞型。

苷元是不含醣基的皂苷母環結構，它的理化性質和皂苷有所不同。苷元屬於親脂性化合物，在水中溶解度較低，當易溶於有機溶劑。同時，苷元和皂苷在藥理作用上也有區別，例如，達瑪烷苷元的抗腫瘤作用比絕大多數的皂苷要強。

圖1.皂苷的苷元結構

經過20世紀70到90年代中外國學者的廣泛研究，皂苷成分進行代謝化學、半合成、或水解的分離鑒定，到目前為止，發現了不下40餘種的皂苷成分（表1）。常見的皂苷有Ro、Ra1、Ra2、Ra3、Rb1、Rb2、Rb3、Rc、Rd、Re、Rf、Rg1、Rg2、Rg3、F4、Rk及Rs等，單體皂苷的命名，是根據其在薄層色層分離譜的Rf值的大小順序而定。另外，有10余種稀有成分（如20(R)-Rh2、Rh3、-La、-F4、25-hydroxy-Rg2、25-hydroxy-Rh1、-Ia，-Ib、R1和-R2）為中國學者首次發現。

表1. 達瑪烷皂苷的化學結構和分類表

注：1. (1)glc=glucose; ara=arabinose;  ma=mannose; xyl=xylose; ra=ramnose.
(2)(p)=pyranosy1；(f)=fuianosy1.

二、達瑪烷皂苷在腸道的代謝

達瑪烷型皂苷（原人參二醇和原人參三醇類型皂苷）是植物皂苷的主要成分。自從20世紀末以來，越來越多的科學研究表明：皂苷在人體中的藥物活性不是通過其原形吸收而起作用，皂苷只是藥物的前體，只有經過胃腸道菌的去醣代謝活化后，才產生了具有藥物療效的活性成分，從同類皂苷去醣後取得的某些次苷或苷元不僅改變了其母體皂苷的療效，而且還因除去醣原而增強了藥用活性，例如其抗癌活性增加了十倍以上，皂苷的細胞毒也隨其化學結構中醣原個數減少而增強。因此，口服皂苷後，真正在人體內起療效作用的是皂苷的代謝次生產物次苷、和苷元（protopanaxadiol/aPPD和protopanaxatriol/aPPT）。

原人參二醇和原人參三醇類型皂苷在胃和腸道中代謝方式不相同。三醇類型皂苷在胃和腸道中代謝反應規律為：1）在胃液(酸性條件)作用下，發生C-20絕對構型轉變（由不穩定 的20(S)型轉變為20(R)型）及雙鍵（△24（25））的水合反應．2）在腸液(鹼性條件)中化合物在酶或菌的作用下醣苷鍵逐步斷裂，先失去醣鏈上的外側醣，再失去內側醣。如三醇類型皂苷Re經過一系列代謝后生成苷元/aPPT，它的代謝途徑為：Re→Rg1→Rh1(F1)→20(S)-aPPT(圖 2)。二醇類型皂苷的代謝主要發生在大腸中，如皂苷-Rb1在腸中菌和酶作用下，生成主要產物有類似在胃中產生的過氧化物以及皂苷Rd、F2等成分。通過對皂苷在人腸道中的代謝進行體外模擬實驗，研究表明皂苷Re和Rg1代謝較慢，需2天時間；皂苷Rb1和Rb2在8小時內代謝。Rb1的代謝途徑為：Rb1→Rd→F2→Compound K→20(S)-aPPD(圖 3)。

達瑪烷型皂苷在經腸道或體外的方式水解后，產生的終結代謝物稱為為達瑪烷苷元，即aPPD和aPPT。在細胞和動物水平上，發現這些達瑪烷苷元的作用比未經水解的皂苷藥理作用更強，這個特點也被臨床試驗所證實。

圖 2. 原人參三醇型皂苷在人腸道中的代謝過程

圖 3. 原人參二醇型皂苷在人腸道中的代謝過程