[科普中国]-海参皂甙

生源分类

根据Pawson et Fell的分类系统，海参纲主要可分为6个目：平足目(Elasipodida)，檐手目(Aspidochirotida)，枝手目(Dendrochirotida)，指手目(Dactylochirotida)，芋参目(Molpadida)和无足目(Apodida)。目前获得的海参皂苷主要来自檐手目和枝手目。根据对国内外文献的不完全统计，已经完成了对61种海参（檐手目33种，枝手目26种）中的海参皂苷的研究，共分离获得了147种海参皂苷（檐手目59种，枝手目88种）。对芋参目和无足目中的个别海参也进行过研究，但尚未分离出海参皂苷1。

结构特征海参皂甙的分子结构非常复杂，皂甙元中碳碳双键、羟基、酮基以及其它功能基的取代位置，糖链中单糖的组成、位置及数量决定了皂甙分子结构的多样性，按照甙元的类型可将海参皂甙分为两种，海参烷型(holostane)甙元一般为18(20)-内酯环，非海参烷型(nonholostane)甙元有18(16)-内酯环或无内酯环结构。在其构效关系的研究中，其甙元上18(20)-内酯基团和靠近该基团的氧基对于保持皂甙的各种生物活性具有重要意义。糖链中单糖组成有D-木糖、奎诺糖、D-葡萄糖、D-3-O-甲基葡萄糖、D-3-O-甲基木糖。大多数海参皂甙都具有较强的溶血活性，其溶血活性与皂甙糖链上硫酸基的位置，末端单糖结构中是否存在3-O-CH3基团以及甙元结构的特性有非常重要的关系。有研究表明，糖链结构上与甙元相连的木糖C4位存在的-SO4可以提高其溶血活性，而第三个单糖C6位存在的-SO4则会降低其溶血活性；第一个木糖结构中存在磺酸基而末端单糖结构中不存在3-O-CH3基团会显著降低其溶血活性；甙元结构中存在7(8)双键而C16氧化成酮基后其溶血活性降低2。

提取分离和纯化冰冻保存或新鲜的海参个体洗净切碎，以80%～95%乙醇加热回流或冷浸提取2～3次可以将海参体内的大部分皂苷类成分抽提出来，得到海参提取液。海参属于海洋生物，体内含有较多的盐分，它的存在会严重影响萃取时溶剂的分层效果及后续的分离纯化过程。因此，在进行进一步的分离纯化之前，要先将海参提取液中的盐分除去。大孔吸附树脂柱层析是一种很好的除盐方法，选用合适的大孔树脂，既可以除去提取物中的盐分，还可以富集皂苷类成分。用于处理海参皂苷的大孔树脂主要有Amberlite XAD-2、Polychrom-1(powerded Teflon，biolar Latvia)和国产DAl01型。洗脱时先用蒸馏水洗脱除去盐分、糖类等高极性成分，接着用50%的乙醇（甲醇、丙酮）洗脱，海参皂苷将大多数富集在此部分。

海参的第二、三次提取物中，所含盐分较少，可以将其流浸膏均匀分散在水中后，直接用二氯甲烷（氯仿、乙醚）、正丁醇依次萃取，海参皂苷主要集中于正丁醇部分。

海参总皂苷的进一步纯化在硅胶柱上分配柱层析进行，洗脱溶剂主要是不同配比的二氯甲烷（氯仿）：甲醇：水混合液，使用时取其下层。硅胶分配柱层析有比较好的分离效果，但对于其中的一些色素成分很难除去，而一些结构十分相似的皂苷成分也很难分离。一种海参中的皂苷成分，在正相HPTLC板上，可能只呈现2、3个主斑点，但每一个“单点”并非只是1个皂苷化合物，其中可能会有2个甚至更多的皂苷类单体化合物。硅胶正相柱层析可以将这些斑点很好的分开，但对每一个斑点中结构类似的皂苷成分几乎是无能为力的。因此，海参皂苷的最后纯化要用反相硅胶ODS RP C-18完成。

一般情况下，ODS低压柱层析对除去海参皂苷中的色素成分非常有效，而相似化合物的分离还要借助反相HPLC才能完成。选用合适的条件，使用反相HPLC可以把正相HPTLC板上单点中结构十分相似的各个皂苷类成分分开，得到两个或更多的海参皂苷单体化合物。需要提到的是，海参皂苷多数没有紫外吸收或只有末端吸收，使用紫外检测器对海参皂苷不能起到检测作用。对海参皂苷有效的检测器是折光示差检测器(differential refractometer, refractive index detector，RID)，影响该检测器的环境因素比较多，使用时要特别注意3。

药理活性抗肿瘤及免疫调节作用药理实验证明，多种海参皂甙具有显著的抗肿瘤活性及免疫调节作用，所以该类化合物将成为抗癌药物研究的重要筛选对象。黄添友等的研究表明，海参提取物诱导细胞对EB病毒感染鼻咽癌患者外周血B细胞的激活、增殖与分化有明显的抑制作用，其机理可能与CD4和CD8细胞被激活有关4。

细胞毒性无论是海参皂甙还是其它的皂甙，都是强的表面活性剂，在体内或体外都能使红细胞溶血。由溶血活性而导致海参皂甙具有强的毒鱼活性，从而避免了鱼类对海参的捕食，这也是该物种长期进化的结果。早期的研究表明，海参类皂甙对各种动植物细胞都具有广泛的毒性。1990年，Mats等5发现从海参(Stichopusjaponicus Selenka)分离的皂甙混合物(holotoxins A1 and B1)具有抑制排卵和刺激子宫收缩的作用，所以海参皂甙可以开发成避孕药品。海参皂甙能够抑制DNA和RNA的合成，引起细胞有丝分裂过程异常和蛋白质合成障碍，从而产生抗有丝分裂效应抑制细胞增殖。另外，海参皂甙具有抑制Na-K-ATP酶的活性，而Na—K-ATP酶对维持细胞膜的正常生理功能非常重要。

抗菌活性近年来研究发现，海参皂甙对白色念珠菌、沙门氏菌，酵母菌等有很强的抗真菌作用。对海参毒素A，B(holothurin A，B)的构效关系的研究表明，甙元部分的16位酮基和18，20位上的7-内酯环一旦打开，则失去其抗菌活性。糖链部分由于水解程度不同，抗菌效价和抗菌谱也稍有不同，并且必须保留木糖、奎诺糖、葡萄糖和3-O-甲基葡萄糖这四个基本单糖，才不致影响其抗菌效价。所以海参皂甙的抗菌活性与其化学结构密不可分2。