第四节 苷类化合物
苷类化合物（glycosides）是植物糖分子中的半缩醛羟基和非糖化合物中的羟基缩合而成的具有环状缩醛结构的化合物，也称为糖苷。一般味苦，可溶于水和醇中，易被酸或酶水解，水解的最终产物为糖及苷元。广泛存在于植物的茎、叶和根中。
一、结构与分类
（一）结构
苷元的化学结构不同，苷的种类也有多种，主要有皂苷、氰苷等。皂苷（saponins）又名皂素，由皂苷元、糖和糖醛酸（或其他有机酸）组成。皂苷中的糖链一般较短，含2～5个糖基且组成比较简单，主要包含的糖基有D-葡萄糖（D-Glc）、D-木糖（D-Xyl）、D-半乳糖（D-Gal）、D-岩藻糖（D-Fuc）、L-阿拉伯糖（L-Ara）、L-鼠李糖（L-Rha）、D-葡萄糖醛酸（D-GlcA）和D-半乳糖醛酸（D-GalA）等其他戊糖类，但其结构变化非常多，同时皂苷糖链上的自由羟基经常有修饰基，如乙酰基、硫酸基或其他有机酸（桂皮酸、阿魏酸）等。皂苷的复杂性与多样性是由糖链的结构差异决定的，糖链的链接方式与组成不同导致了皂苷在生物活性上的差异。
氰苷类化合物包括生氰苷（cyanogenic glycosides）、假生氰苷（psudoeyanogenic glyeoside）和非生氰苷（noneyanogenic glyeosides）3种。生氰苷指经酶解或水解能够生产氰化氢气体的一类化合物，约占含腈基化合物的75%，是一类α-羟基氰苷类化合物，由氨基酸转化形成。目前认为它们是由L-缬氨酸、L-亮氨酸、L-异亮氨酸、L-苯丙氨酸、L-酪氨酸和环戊烯甘氨酸等6种氨基酸转化生成的。
（二）分类
皂苷类化合物主要包括三萜皂苷与甾体皂苷。三萜皂苷的皂苷元由30个碳原子组成，基本骨架为齐墩果烷。已发现含三萜皂苷的植物有600多种，在豆科、报春花科、五加科、葫芦科、伞形花科等植物中比较普遍，其中以五环三萜为常见（如人参、三七等），四环三萜型皂苷中以达玛烷型（dammarane type）研究较深入，其生理活性也被较多关注。甾体皂苷的皂苷元由27个碳原子组成，其基本骨架为螺旋甾烷（spirostane）及其异构体异螺旋甾烷（Iisospirostane）。
氰苷多具有较大的毒性，误食则导致中毒。但同时一些氰苷（如苦杏仁苷）则有较强的药理活性。
二、生物活性作用
（一）抗氧化作用
皂苷具有良好的抗氧化功能，苦瓜皂苷可通过对干扰素α的刺激而增强超氧化物歧化酶、还原型谷胱甘肽的活力。大豆皂苷也具有抗脂质氧化效应，可减轻自由基对细胞的损伤，降低电离辐射诱导的小鼠骨髓细胞染色体畸变与微核的形成。人参茎叶皂苷能明显提高多柔比星中毒小鼠血清及心肌组织中的SOD活力，减轻脂质过氧化程度。绞股蓝总皂苷、人参皂苷能抑制LDL的氧化从而起到降低血脂的作用。柴胡皂苷减少了经CCL4损伤的肝细胞中乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）的释放，减少了脂质氧化产物丙二醛的形成。三七皂苷能提高血清超氧化物歧化酶、还原型谷胱甘肽、过氧化氢酶（catalase，CAT）水平，说明其具有较强的抗自由基、抗氧化作用。
（二）免疫功能的调节
植物皂苷通过促进免疫器官、细胞及细胞因子的功能来提高机体的免疫力。动物实验表明柴胡皂苷可增加小鼠胸腺、脾脏质量，加强巨噬细胞聚集和吞噬作用，并刺激T、B细胞的免疫调节，从而增强特异性与非特异性免疫；人参皂苷Rg3能明显提高正常小鼠胸腺的质量，增大腹腔巨噬细胞吞噬百分比和吞噬指数，从而提高衰老小鼠的免疫功能；苦瓜皂苷能促进小鼠白介素-2（IL-2）的分泌与CD4+和CD8+双阳性T细胞的成熟，增强CD8+T细胞的增殖活性，加强对胸腺细胞的反馈调节，改变T细胞亚群的组成，使机体免疫状态趋向年轻化。大豆皂苷对T细胞功能有明显增强作用，具有促进IL-2分泌和T细胞产生淋巴因子，提高B细胞转化增殖，促进机体体液免疫的功能。三七总皂苷可提高外周血中性粒细胞和肺泡巨噬细胞的吞噬率，增强机体的特异性和非特异性细胞免疫功能。
（三）调节脂质代谢，预防心脑血管疾病
植物皂苷可以通过调节脂类的代谢，影响胆固醇的合成、吸收和排泄，抑制脂质过氧化等的发生，从而控制血脂的升高，降低心血管疾病的发生率并延缓其发展。绞股蓝总皂苷、人参皂苷能抑制LDL的氧化从而起到降低血脂的作用。大豆皂苷抑制血清中脂类物质的氧化与过氧化脂质的生成，并能降低血液中胆固醇和三酰甘油的含量。人参皂苷可降低试验型高脂动物的TG、TC、LDL、VLDL和脂质过氧化水平。大豆皂苷不仅可以降低TG、TC水平，还能延长缺氧小鼠存活时间，减少冠状动脉和脑血管阻力，增加冠状动脉和脑的血流量，改善心脑供血不足并减慢心律，对实验性大鼠急性心肌缺血所致的T波、ST段缺血性改变有明显的拮抗作用。此外，大豆皂苷还可激活纤溶系统，促进纤维蛋白原降解而抑制其向纤维蛋白转化，以强烈抑制血小板的聚集，因而具有抗凝血、预防血栓形成的作用。黄芪皂苷Ⅳ能抑制异丙肾上腺素所致乳鼠心肌细胞损伤模型的氧自由基与脂质过氧化物的生成，减轻氧自由基引起的心肌损伤，促进心肌血管再生。以皂苷为例，植物化合物降低胆固醇的作用机制如下：皂苷在肠中与初级胆酸结合形成微团，这些微团过大，不能通过肠壁，因此减少了胆酸的吸收，使胆酸的排出增加，还可引起内源性胆固醇增加、初级胆酸在肝脏中的合成，从而降低了血中的胆固醇浓度。此外，存在于微团中的胆固醇通常在肠外吸收，植物固醇可使胆固醇从微团中游离出来，这样就减少了胆固醇的肠外吸收。
（四）抗肿瘤作用
植物皂苷能有效抑制癌细胞的增殖，并诱导癌细胞的凋亡，其主要通过这种途径发挥抗肿瘤作用。大豆皂苷有抑制癌细胞增殖的作用。人参皂苷Rg3能通过诱导细胞凋亡发挥抗肿瘤作用，人参皂苷Rh2也能抑制白血病细胞HL60的增殖且促进其分化。皂苷和植物雌激素类的植物代谢产物还有降低初级胆汁酸合成及抑制它们向次级胆汁酸转化的作用，这对于结肠癌的发生有一定的预防作用。
（五）抑菌、抗病毒、抗炎及抗诱变作用
甘草皂苷具有广谱的抗菌作用，对金黄色葡萄球菌、溶血性链球菌、肺炎球菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌、副伤寒杆菌、霍乱弧菌、大肠埃希菌、变形杆菌、铜绿假单胞菌、百日咳杆菌及常见的致病性皮肤真菌均有较强的抑制作用。甘草皂苷、大豆皂苷、人参皂苷不仅对白色念珠菌、艾滋病病毒、水痘病毒、带状疱疹病毒、乙型肝炎病毒等具有较好的抑制作用，还有较强的抗诱变作用。大豆皂苷抗病毒的机制可能是：对病毒的直接杀伤作用、阻断细胞钙离子通道、增强机体局部吞噬细胞和自然杀伤细胞的功能，从而增强机体细胞抵抗病毒的能力。