综述:系统层面、分子与细胞层面的选定植物适应原机制——一篇综述

时间:2026年3月17日
来源:Nutrients

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本文系统阐述了七种关键植物适应原(红景天、五味子、睡茄、刺五加、人参、圣罗勒、假马齿苋)在慢性应激与生活方式相关疾病中的分子作用机制。文章通过综述现有科学文献,深入分析了其多效性活性,包括调节HPA轴、诱导Hsp70/Hsp16表达、调节SAPK/JNK/FOXO/NF-κB通路以及发挥抗氧化和线粒体保护作用,为适应原在应激相关疾病、抑郁、焦虑及神经退行性疾病等整合医学领域的应用提供了分子机制支持。

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系统层面、分子与细胞层面的选定植物适应原机制——一篇综述
摘要
适应原是一类源自植物的物质,能够通过使生理功能正常化,来增强机体对物理、化学、生物及心理应激源的非特异性抵抗力。本文重点讨论了七种关键植物适应原在慢性应激和生活方式相关疾病中的分子作用机制。通过回顾包括临床前研究、随机对照试验、网络药理学及分子对接等科学文献,文章揭示了适应原的多效性活性。其核心机制包括调节下丘脑-垂体-肾上腺轴、诱导热休克蛋白表达、调控关键信号通路以及发挥抗氧化和线粒体保护作用。临床研究证实,适应原能有效降低皮质醇水平、减轻疲劳并改善认知功能。理解其分子机制有助于支持其在整合医学中治疗应激相关疾病的应用。
1. 引言
适应原在阿育吠陀和中医等传统医学体系中已有数千年应用历史,其核心特征是增强机体对各种应激源的抵抗力,并产生双向调节的正常化效应,且不产生依赖性或耐受性。与通常作用于单一靶点的传统药物不同,适应原展现出多效性治疗活性,可同时调节多个信号通路和分子靶点。本文选取的七种适应原在植物化学组成和作用机制上既各有侧重,又存在部分重叠,为从整合视角理解其在神经-内分泌-免疫轴中的活性提供了比较基础。
2. 材料与方法
本综述基于对2010年至2025年间科学文献的系统检索与分析。分析方法整合了临床前研究、随机对照试验、网络药理学、分子对接及基因表达谱分析,旨在从分子和细胞水平综合阐释适应原的多靶点作用机制。
3. 选定适应原的作用机制
尽管所有适应原都具有多效性并汇聚于共同的信号通路,但每种植物都有一个特征性的主要分子靶点。
3.1. 红景天
红景天的主要活性成分红景天苷,通过调节PI3K/Akt/GSK-3β信号通路发挥神经保护作用。它能激活抗氧化Nrf2通路,保护线粒体呼吸链复合物I活性,从而防止活性氧积累和细胞凋亡。另一种成分酪醇则能增强内皮型一氧化氮合酶和转录因子FOXO3a的磷酸化,并诱导长寿蛋白SIRT1的表达。红景天特有的蔷薇苷类化合物能与红景天苷协同调节HPA轴,抑制应激下过度的皮质醇产生。临床研究证实,补充红景天提取物可显著降低唾液皮质醇水平,改善疲劳症状和认知功能。
3.2. 五味子
五味子的主要活性成分五味子乙素,具有强大的神经保护作用,与刺激健康神经元中热休克蛋白70的表达有关。这种 hormetic 效应通过Hsp70诱导适应性增强细胞对氧化应激的抵抗力。五味子乙素还能改善线粒体谷胱甘肽状态,保护电子传递链复合物免受氧化损伤。在阿尔茨海默病模型中,它能通过抑制RAGE/NF-κB/MAPK信号通路来抑制β-淀粉样蛋白积累。网络药理学研究表明,五味子通过AGEs/RAGE通路发挥作用,减轻糖尿病肾病中的炎症反应。
3.3. 睡茄
睡茄,俗称南非醉茄或印度人参,其主要生物活性成分是睡茄内酯,包括醉茄素A、睡茄内酯A和睡茄内酯D。醉茄素A具有强效的神经保护、抗癌和抗炎特性,部分通过调节PI3K/Akt通路实现。它还靶向蛋白Mortalin,从而激活肿瘤抑制蛋白p53。睡茄内酯还能作为磷酸二酯酶-4D的抑制剂,这可能通过增加细胞内cAMP水平来解释其抗抑郁和抗焦虑作用。在HPA轴水平,睡茄可调节阿片受体表达。临床研究显示,补充标准化根提取物可降低血清和唾液皮质醇水平,减轻慢性压力症状,改善焦虑、抑郁和睡眠质量。
3.4. 刺五加
刺五加,俗称西伯利亚人参,其主要酚类活性成分是刺五加苷E和刺五加苷B。刺五加苷E的化学结构与儿茶酚胺相似,这解释了其调节急性应激神经内分泌反应的快速适应原效应。临床研究表明,补充刺五加根提取物可显著提高身体机能和最大摄氧量,减轻疲劳。在应激条件下,它能降低肾上腺皮质和交感神经系统活性,并适度增强中枢神经系统兴奋性,这种对HPA轴的双向调节作用是适应原的特征。其神经保护活性包括增加脑源性神经营养因子的表达,并具有通过激活Nrf2通路实现的强抗氧化特性。
3.5. 人参
人参的主要生物活性成分是人参皂苷,分为原人参二醇型和原人参三醇型。人参皂苷Rc和Rg3等可通过抑制糖皮质激素受体上的FK506结合蛋白51来调节HPA轴,从而减轻抑郁样行为。FKBP51负向调节GR敏感性,人参皂苷对其的抑制增强了糖皮质激素-GR复合物的核转位。人参总皂苷通过抑制CX3CL1/CX3CR1信号轴发挥抗抑郁作用。人参皂苷Rc还能通过增加过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α的活性来增强线粒体生物合成。20(S)-原人参二醇则通过SIRT1/PGC-1α信号通路缓解线粒体功能障碍。临床研究表明,人参可降低感知压力,改善认知功能,并调节情绪处理。
3.6. 圣罗勒
圣罗勒,俗称印度圣罗勒或图尔西,含有超过150种生物活性化合物。其适应原效应通过对HPA轴的多层次调节实现。圣罗勒提取物对促肾上腺皮质激素释放因子受体1表现出拮抗活性,从而抑制皮质醇释放。其主要成分丁子香酚通过激活Nrf2信号通路发挥强抗氧化活性。另一种成分熊果酸则通过调节细胞凋亡通路和增加海马中脑源性神经营养因子的表达来发挥神经保护作用。临床研究证实,补充圣罗勒叶提取物可减轻广泛性焦虑症状,降低血清皮质醇水平,并改善记忆和注意力。
3.7. 假马齿苋
假马齿苋,俗称婆罗米,其主要生物活性成分是假马齿苋皂苷A和B。其作用机制包括通过激活胆碱乙酰转移酶增强乙酰胆碱合成,以及抑制乙酰胆碱酯酶,从而改善大脑中的胆碱能神经传递。假马齿苋还具有强大的抗氧化特性,通过激活转录因子Nrf2实现。它能调节多种神经递质水平,并促进海马神经发生。此外,假马齿苋还能通过多种机制减少大脑中β-淀粉样蛋白的积累,并抑制tau蛋白的磷酸化。临床研究显示,补充标准化提取物可改善言语记忆、信息处理速度和执行功能,在轻度认知障碍老年患者中也能提高认知评分。
4. 讨论
现有证据表明,植物适应原通过多效性和多轴调节机体的应激反应发挥作用,这与针对单一分子实体的经典药物截然不同。其活性的一个关键组成部分是使HPA轴功能正常化,并整合神经内分泌、免疫和代谢反应。在分子水平上,适应原活性的一个共同点是调节PI3K/Akt、AMPK/SIRT1/PGC-1α和Nrf2/NF-κB等信号通路。热休克蛋白的诱导及相关细胞兴奋效应也对适应原的长期效应有重要贡献。网络药理学研究进一步证实,适应原的功效源于多种生物活性化合物的协同作用。然而,提取物成分的异质性、标准化程序的差异以及实验模型的不同,仍是现有证据的重要局限。
5. 结论
现有证据证实,植物适应原是在分子、细胞和系统层面调节机体应激反应的合理工具。其活性基于对HPA轴以及参与能量稳态、神经保护和炎症过程控制的关键信号通路的调节。不同适应原在分子靶点上的差异,表明可以根据主要病理生理机制有针对性地选择植物原料。适应原的功效与提取物植物化学完整性的保持密切相关。未来研究应侧重于功能性的标准化,并需要通过精心设计的临床试验,将分子数据与临床参数和治疗反应生物标志物相结合,以将其充分整合到临床实践中。

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