[科普中国]-挥发物

挥发物是指一些在常温下为气体的物质。包括氢、氦、氨气、二氧化碳和甲烷等。颜料等物中均含挥发物。

森林挥发物保健功能研究进展简介森林挥发物是指植物通过体内次生代谢途径合成一些相对分子质量在100 ～ 200左右的挥发性有机物（BVOCs）。植物每年可向大气排放BVOCs约1035TgC，占全球挥发性有机物（VOCs） 排放量的90%以上。在小尺度上，BVOCs作为植物间信息传递的重要“工具”，其具有抵御环境胁迫，影响种子萌发及植物生长，通过直接或间接作用诱导防御昆虫侵害，抑制微生物生长等作用； 在大尺度上，其经过一系列氧化还原反应改变对流层的化学成分，对全球气候变化、陆地生态系统碳循环、光化学烟雾的形成等均有一定的影响，BVOCs在生物科学、环境科学、保健科学以及化学生态学等领域均为当前的研究热点。

森林挥发物对人体的益处森林环境对人体的保健功能是多种环境因子（如温度、湿度、空气、光照、声音等） 之间的协同作用，其主要通过人的五感（视觉、嗅觉、听觉、触觉以及味觉） 对人体产生影响。其中，森林挥发物中一些对人体有益的有机化合物成分又被称之为芬多精（ 植物杀菌素） 或植物精气，它是森林疗养研究的核心要素之一。

李卿认为，芬多精主要是通过嗅觉处理途径影响人体生理。其影响人体的机制尚没有确切定论，但主流观点认为，芬多精一方面通过鼻通道中的毛细血管进入上体血液循环传入大脑，刺激中枢神经系统的下丘脑调节腺体分泌； 另一方面通过刺激丘脑，以脑电活动传导方式接近控制人体情绪的大脑边缘系统。目前，关于芬多精的人体保健功能研究主要集中在抗癌、调节血压、缓解精神障碍等方面，在降低血糖、缓解疼痛、抗痉挛方面也有一定研究。1

芬多精芬多精的抗癌作用关于芬多精的抗癌机制研究主要分为如何预防癌症以及治疗癌症2个方面。Li等统计了日本全部县区的森林覆盖率数据，以及各县区的肺癌、胃癌、肾癌、结肠癌、前列腺癌、乳腺癌和子宫癌患者的标准死亡率（SMR） 数据，发现居住在低森林覆盖率地区癌症患者的SMR比居住在高森林覆盖率地区患者要高，森林覆盖率与癌症患者SMR呈显著负相关。这一发现指出了高森林覆盖率可能对降低癌症死亡率具有一定的贡献。目前，已有一些研究证明从天然产物中分离出的精油具有增强免疫功能、抗氧化、抗增殖以及抗突变的作用，其参与癌症治疗机制主要有诱发癌细胞凋亡、阻滞癌症细胞周期、抗转移和抗血管生成、激活解毒酶、修复DNA及信号等。Li等通过多年研究发现，森林环境中的芬多精能显著提高人体免疫功能，增强自然杀伤细胞（NK细胞）活性，增加细胞数、穿孔数、细胞内颗粒溶数和颗粒酶A / B表达细胞数，并降低肾上腺素（E） 和去甲肾上腺素（NE） 的浓度。NK细胞释放的抗癌蛋白能有效杀死肿瘤细胞，吸入芬多精能有效预防以及与常规治疗方法（ 化学疗法、放射疗法等） 一起联合治疗癌症。

研究表明，氧化应激不仅能引起人体消化系统、心血管系统、神经系统、免疫系统、皮肤等疾病的发生，而且能损伤DNA，活化原癌基因，造成细胞内多种信号分子异常，导致细胞癌变。植物中的萜类化合物能消除DPPH自由基，在预防DNA氧化损伤及细胞内脂方面具有较强抗氧化作用。植物芬多精对癌细胞增殖具有一定的抑制作用，并能诱发癌细胞凋亡。薰衣草精油挥发性成分（主要成分有芳樟醇、乙酸芳樟酯等） 具有抑制HepG2细胞增殖的作用，并能诱导细胞凋亡； 姜黄素及其衍生物以及小球藻精油挥发性成分（ 主要成分为十六烷、乙酸、乙酸乙酯、甲苯等） 不仅能抑制结肠癌细胞的增殖，而且能阻滞癌细胞周期，诱导细胞凋亡； 人参皂苷Rg3对肝癌细胞QGY和HepG2有抗增殖的作用，并能诱导细胞凋亡； 更有学者证明含硫化合物（ 如大蒜素） 及三萜类化合物不仅能抗癌细胞增殖，还能抑制端粒酶活性，使癌细胞在有限次的分裂之后停止复制。

有研究显示，茶多酚、白藜芦醇、d－柠檬烯等成分有较强的防癌抗突变作用，对肿瘤形成的每一个阶段都有一定程度的抑制作用，不仅可以作为去突变剂，还可以作为抗突变剂；能抑制诱变剂进入细胞内，抑制诱变剂前体形成以及诱变剂的代谢活化，促使无差错的DNA修复和减少错误修复，诱导激活细胞内解毒酶活性等。

芬多精调节血压的作用已有学者对芬多精是否能影响人体血压进行了研究，发现某些化合物成分具有降低血压和升高血压的作用。高翔等研究薰衣草、柠檬桉、刺柏等18种芳香植物组合成的疗养区对人体血压的影响，在闻香之后，受试者收缩压和舒张压显著降低； 甜橙精油（ 主要成分为d-柠檬烯、α-蒎烯、芳樟醇等）及薰衣草精油能显著降低人体平均动脉压； 唇香草精油主要成分为胡薄荷酮、顺-5-甲基-2 -（1-甲基乙基） 环己酮、辛烷等具有显著降低自发性高血压大鼠收缩压和舒张压的作用。

芬多精降低血压的机制还没有确切定论，目前对降压机制的研究主要有2个方面： 一是芬多精通过嗅觉处理途径进入中枢神经系统发挥降低血压的作用，但其是直接作用于血管调节中枢还是通过间接途径调节血压尚不明确。已有研究表明，高血压的病因之一就是肾交感神经系统过度激活，交感神经系统的兴奋程度与血压水平呈正相关。而芬多精能显著降低尿液中E和NE的浓度（ 可以用来评价交感神经活动） ，抑制交感神经活动，增强副交感神经活动。二是吸入芬多精能缓解高血压患者的精神紧张与躯体紧张（ 如骨骼肌、血管紧张度下降） ，改善机体紊乱，稳定自律神经活动（ 交感及副交感神经） ，导致血压下降。另外值得注意的是并不是所有的天然挥发性有机物成分都具有降血压的作用，如西柚精油（ 主要成分为d-柠檬烯、月桂烯等）和迷迭香精油（ 主要成分为α-蒎烯、1，8-桉叶素等）等具有抑制副交感神经活动、增强交感神经活动、升高血压的作用，这对低血压患者的治疗具有一定指导意义。但血压变化是由于单一有机物成分作用影响，还是各成分之间协同作用影响还有待研究。

芬多精缓解精神障碍的作用医学上认为，抑郁症与脑内单胺类神经递质系统失调有关，而抗抑郁药可以通过快速升高脑内单胺水平，如5-羟色胺（5-HT）、NE、多巴胺（DA） 等来治疗抑郁症。经研究发现，一些芬多精也能通过增强单胺类神经递质来改善抑郁症状，如乳香精油（主要成分为芳樟醇、醋酸辛酯等）、薰衣草精油、迷迭香精油等具有显著的抗抑郁功效。张业奇等发现，乳香精油灌胃对慢性不可预见性应激抑郁小鼠行为学具有改善作用，小鼠脑内5-HT的含量显著升高； 刘瑶等利用乳香精油挥发物结合艾灸法治疗抑郁症患者，发现治疗后患者汉密尔顿抑郁量表（HAMD） 评分及血浆5-HT含量显著提高； 牛利华等发现，吸入薰衣草精油对慢性不可预见性应激抑郁小鼠行为学具有改善作用，小鼠下丘脑、杏仁核、海马内5-HT表达有明显增加； 佟棽棽等对2种抑郁模型的小鼠进行嗅闻迷迭香活体香气试验，迷迭香香气对小鼠行为学具有改善作用；Sasaki等认为迷迭香中鼠尾草酸、迷迭香酸、木犀草素等可以增加小鼠神经递质NE、DA、5-HT、乙酰胆碱（ACh） 水平来发挥抗抑郁功效。

芬多精其他保健功能据报道，植物芬多精除了具有抗癌、调节血压、缓解精神障碍等作用以外，还具有降低血糖、缓解疼痛、抗痉挛的作用。目前，国内外关于芬多精降血糖机制的研究较少，还需要进一步研究。Ohtsuka等发现，在森林中行走能显著降低糖尿病患者的血糖值，认为森林环境改变了人体荷尔蒙分泌和植物神经系统功能，他推测这与增加卡路里消耗和胰岛素敏感性有关； 李卿进行了森林环境行走对人体血糖影响的试验，对2型糖尿病患者“森林浴”前后的血糖值测定发现，在森林环境中行走能显著降低人体血糖值，他认为除了行走能降低血糖水平之外，林中的芬多精与血糖水平下降也有关。1

研究展望目前，国内外关于森林环境对人体保健功能的研究还较少，未能形成一套完整的理论体系，其作用于人体的保健机制还没有明确定论。森林挥发物作为森林疗养最重要的要素之一，其研究还应注重以下2点：

一是森林挥发物有益及有害成分的确定。国内外关于森林挥发物成分的鉴定已经进行多年，常见园林绿化树种的挥发物成分已基本确立。但哪些成分在什么浓度范围内对人体起到什么保健功能、植物挥发物之间的协同作用等还有待探明。

二是森林挥发物保健时效性的深入研究。森林挥发物的保健功效有目共睹，目前多数研究主要关注重点是挥发物是否能产生保健功效，但其保健功能的时效性却鲜有研究。

综上所述，国内外关于森林挥发物保健功能的研究还处于初步探索阶段，存在对植物个体挥发物研究较多、对植物挥发物之间协同作用的研究较少，对植物精油挥发物保健功能研究较多、对活体植物挥发物保健功能研究较少，对植物挥发物保健功效研究较多、对保健机制研究较少等情况。而破解这些难题，需要临床医学、林产化学、心理学等多学科学者之间的通力合作，对森林挥发物保健功能的基础理论进行研究，总结出一套可操作性强、具有指导意义的保健型森林挥发物指标体系，为我国森林疗养产业的发展提供理论依据。1

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学