Тритерпеновые сапонины демарана (*Panax ginseng*): Углубленный анализ химической структуры, современных методов стандартизации и молекулярных фармакологических механизмов

Введение: От традиционного адаптогена к стандартизованному фитопрепарату

На протяжении тысячелетий Panax ginseng C. A. Mey., известный как настоящий женьшень, занимал центральное место в традиционной восточной медицине, символизируя долголетие, силу и универсальный адаптогенный потенциал. Сегодня, в эпоху доказательной медицины, задача фармакогнозии и фармацевтической химии состоит в том, чтобы перевести это тысячелетнее знание на язык молекулярных механизмов и строгой аналитической стандартизации, что критически важно для создания безопасных и эффективных лекарственных средств.

Текущее исследование посвящено углубленному анализу тритерпеновых сапонинов подгруппы демарана, известных как гинзенозиды — главные биологически активные вещества (БАВ) корня женьшеня. Актуальность работы обусловлена острой необходимостью преодоления разрыва между традиционным фитотерапевтическим применением и современными требованиями к качеству и безопасности лекарственных средств.

Цель работы — провести комплексный анализ химической структуры, современных методов количественного и качественного анализа, а также молекулярных фармакологических механизмов действия гинзенозидов демарана, основываясь на актуальных требованиях Государственной Фармакопеи РФ XIV издания и последних достижениях научной литературы.

Структура исследования последовательно раскрывает химическую основу гинзенозидов, детализирует высокоселективные методы их стандартизации и, наконец, анализирует их уникальные, зачастую противоположные, фармакологические эффекты на клеточном уровне, что позволяет рассматривать женьшень как многофакторный, а не просто «тонизирующий» препарат, а как средство тонкой регуляции гомеостаза.

Химическая структура, классификация и биосинтез гинзенозидов демарана

Ключевой тезис

Гинзенозиды — главные БАВ женьшеня, основанные на даммарановом тетрациклическом скелете.

Структурная основа и номенклатура основных гинзенозидов

Гинзенозиды принадлежат к обширному классу тритерпеновых сапонинов. Их уникальность определяется агликоном, который является производным даммарана. Химический каркас всех гинзенозидов базируется на тетрациклическом даммарановом скелете — Dammara-24-ен-3β,12β,20-триол. Этот скелет, состоящий из четырех шестичленных циклов и боковой цепи, содержит три гидроксильные группы в положениях C-3, C-12 и C-20, которые служат точками гликозилирования.

Именно присоединение углеводных остатков (глюкозы, рамнозы, арабинозы или ксилозы) к этим положениям и определяет различия между отдельными гинзенозидами, поэтому даже минимальное изменение углеводного профиля кардинально меняет фармакокинетику вещества. Основные гинзенозиды, такие как Rb₁, Rb₂, Rc, Rd, Rg₁, Re и Rf, имеют сложную номенклатуру, которая отражает их хроматографический порядок: Rb₁ — первый пик в группе Rb, Rg₁ — первый пик в группе Rg и так далее.

Классификация по типу агликона (Протопанаксадиол и Протопанаксатриол)

Для систематизации множества обнаруженных гинзенозидов (а их в корне женьшеня найдено до 40) используется классификация по типу их агликона, или протогенина. Различают две основные группы, производные даммарана, которые определяют базовый химический и фармакологический профиль:

1. Группа Протопанаксадиола (PPD): Включает гинзенозиды, у которых гликозидные связи присоединены к положениям C-3 и C-20. Агликон этой группы — протопанаксадиол. Ключевые представители: Rb₁, Rb₂, Rc, Rd. Эти соединения, как правило, демонстрируют более успокаивающий и противовоспалительный эффект (концепция «Инь»).

2. Группа Протопанаксатриола (PPT): Включает гинзенозиды с гликозидными связями в положениях C-6 и C-20. Агликон — протопанаксатриол. Ключевые представители: Rg₁, Re, Rf. Эти соединения чаще проявляют стимулирующее и тонизирующее действие (концепция «Ян»).

Эти структурные различия имеют фундаментальное значение для биодоступности и целевого действия, поскольку различные ферменты в кишечнике (микрофлора) гидролизуют гликозидные связи с разной скоростью, превращая исходные гинзенозиды в активные метаболиты, что определяет, как быстро и в какой форме вещество попадет в системный кровоток.

Особенности распределения и минорные гинзенозиды

Содержание гинзенозидов в растении Panax ginseng неравномерно. Аналитические исследования подтвердили, что общее содержание БАВ значительно варьируется в зависимости от возраста растения и его анатомической части.

Факт: Обнаружено, что общее содержание гинзенозидов значительно выше в тонких корешках (до 13,26%) по сравнению с основными корнями (*Radices Panacis Ginseng*) (1,16–0,64%).

Это различие объясняется тем, что тонкие корешки являются более активной зоной биосинтеза и накопления вторичных метаболитов, следовательно, для получения максимально концентрированного сырья следует использовать все части растения.

Ключевым аналитическим моментом является существование минорных гинзенозидов (таких как Rg₃, Rg₅, 20(R)-Rg₂ и F₁). В корне женьшеня обнаружено до 40 различных гинзенозидов. Минорные формы часто являются продуктами деградации основных гинзенозидов (например, под действием тепла при обработке «красного женьшеня» или ферментации). Несмотря на то, что их концентрация ниже, они обладают крайне высокой биологической активностью, а некоторые, например, гинзенозид Rg₃, демонстрируют выраженные противоопухолевые свойства.

Современная фармакогностическая стандартизация: Аналитические методы и требования ГФ РФ

Ключевой тезис

Стандартизация сырья требует сочетания фармакопейных и высокоселективных современных методов анализа, способных различить структурно сходные изомеры.

Требования Государственной Фармакопеи РФ XIV издания (ФС.2.5.0013.15)

Для обеспечения качества, эффективности и безопасности лекарственного растительного сырья Radices Panacis Ginseng (корни женьшеня настоящего) в Российской Федерации действует Фармакопейная статья ФС.2.5.0013.15 Государственной Фармакопеи XIV издания (ГФ XIV).

Основные требования к стандартизации включают:

1. Количественное определение суммы панаксозидов: Это ключевой показатель стандартизации. Сырье должно содержать не менее 2,0 % суммы панаксозидов в пересчете на панаксозид Rg₁. Для этого используется спектрофотометрический метод или, в более точных случаях, ВЭЖХ.

2. Содержание экстрактивных веществ: Этот показатель часто упускается в общих обзорах, но является критически важным для оценки полноты извлечения и качества сырья. Согласно ФС.2.5.0013.15, содержание экстрактивных веществ, извлекаемых 70 % спиртом, должно составлять не менее 20 %. Этот норматив гарантирует достаточную насыщенность сырья целевыми компонентами.

Сводные требования ГФ РФ XIV (ФС.2.5.0013.15)

Показатель стандартизации	Нормативное значение	Метод определения
Сумма панаксозидов (в пересчете на Rg1)	Не менее 2,0 %	Спектрофотометрия/ВЭЖХ
Экстрактивные вещества (извлекаемые 70 % спиртом)	Не менее 20 %	Гравиметрия
Подлинность	Подтверждение наличия основных групп БАВ	ТСХ

Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) в анализе гинзенозидов

ВЭЖХ является золотым стандартом для количественного определения и идентификации гинзенозидов, поскольку позволяет точно разделить и измерить содержание отдельных компонентов, а не только их сумму. Для глубокого научного контроля и стандартизации сложных экстрактов женьшеня все чаще применяются гибридные, высокоселективные методы, которые позволяют получить максимально точный и воспроизводимый результат.

1. ВЭЖХ с тандемной масс-спектрометрией (ВЭЖХ-МС/МС): Это наиболее мощный инструмент. Гинзенозиды, имеющие схожие УФ-спектры и близкие времена удерживания, могут быть безошибочно идентифицированы и проквантифицированы. Метод ВЭЖХ-МС/МС позволяет одновременно идентифицировать и определять до 40 основных и минорных гинзенозидов. Это критически важно для контроля качества, поскольку позволяет выявить не только основные, но и малонил-гинзенозиды (лабильные формы, присутствующие в свежем корне) или продукты термической деградации (Rg₃, Rg₅), которые могут указывать на тип и качество обработки сырья.

Применение селективных хроматографических фаз и ТСХ

Структурная схожесть гинзенозидов (особенно изомеров, например, Rg₂ и Rh₁) требует использования высокоселективных хроматографических колонок. Традиционные C18 фазы могут не обеспечить достаточного разделения.

Для достижения оптимального разделения используются:

• Бифенильные фазы: Эти фазы, благодаря наличию ароматических колец, обеспечивают дополнительные π-π взаимодействия с гинзенозидами. Это существенно улучшает селективность разделения для структурных изомеров, которые различаются незначительными стереохимическими деталями.

• Ультрамалые частицы C18: Использование колонок с частицами менее 2 мкм (например, 1,8 мкм) позволяет проводить ультра-ВЭЖХ (УВЭЖХ), обеспечивая высокое разрешение и скорость анализа.

Несмотря на доминирование ВЭЖХ, тонкослойная хроматография (ТСХ) остается обязательным фармакопейным методом (согласно ФС.2.5.0013.15) для подтверждения подлинности сырья. ТСХ позволяет быстро получить хроматографический профиль, подтверждающий присутствие характерных для женьшеня групп сапонинов.

Фармакологические механизмы действия гинзенозидов: Модель «Инь и Ян»

Ключевой тезис

Фармакология гинзенозидов определяется противоположным действием их основных представителей (Rg₁ и Rb₁), что обеспечивает сбалансированный адаптогенный эффект.

Противоположные эффекты гинзенозидов Rg₁ и Rb₁ (Инь/Ян)

Классическое адаптогенное действие женьшеня, направленное на повышение устойчивости организма к широкому спектру стрессовых факторов, объясняется не просто суммарным эффектом, а тонким балансом между стимулирующими и успокаивающими компонентами. Этот баланс часто описывается в терминах китайской медицины как концепция «Инь и Ян»:

• Rg₁ («Ян»): Стимулирующий и активирующий эффект.

• Rb₁ («Инь»): Седативный, успокаивающий и противовоспалительный эффект.

Этот антагонизм проявляется на молекулярном уровне, особенно при изучении воспалительных процессов в нервной системе. Каким образом удается добиться такого идеального баланса действия, когда одно вещество активирует, а другое — тормозит?

Параметр	Гинзенозид Rg1 («Ян», Протопанаксатриол)	Гинзенозид Rb1 («Инь», Протопанаксадиол)
Эффект	Стимулирующий, тонизирующий	Успокаивающий, седативный
Влияние на воспаление	Провоспалительный (в некоторых моделях): стимулирует экспрессию цитокинов (IL-1β, TNF-α)	Выраженное противовоспалительное действие
Сосудистое действие	Про-ангиогенное (стимулирует развитие сосудов)	Анти-ангиогенное/нейтральное
Сигнальный путь	Активирует путь PI3K → Akt	Модулирует рецепторы ГАМК, снижает уровень кортикостерона

Таким образом, Rb₁ способствует восстановлению и снижению гиперреактивности, тогда как Rg₁ обеспечивает повышение энергетического потенциала и регенерацию. Именно их совместное действие позволяет женьшеню адаптировать организм к стрессу без истощения.

Молекулярные пути нейропротекторного и про-ангиогенного действия

Гинзенозиды демонстрируют мощные нейропротекторные и иммуномодулирующие свойства, механизмы которых активно исследуются:

1. Нейропротекция: Rb₁, Rg₁ и другие гинзенозиды защищают нейроны от апоптоза и ишемического повреждения. Rb₁, например, может модулировать активность ГАМК-рецепторов, объясняя его успокаивающее действие.

2. Про-ангиогенный механизм Rg₁: Гинзенозид Rg₁ является мощным стимулятором ангиогенеза (образования новых кровеносных сосудов), что критически важно для восстановления тканей после ишемического инсульта или травмы.

   • Механизм: Rg₁ связывается с клеточными рецепторами, активируя сигнальный путь PI3K → Akt. Этот путь, в свою очередь, приводит к усиленной выработке оксида азота (NO) и экспрессии фактора роста эндотелия сосудов (VEGF). NO вызывает вазодилатацию, улучшая кровоснабжение, а VEGF стимулирует пролиферацию эндотелиальных клеток, способствуя росту новых капилляров.

3. Иммуномодуляция: Гинзенозиды регулируют активность макрофагов и лимфоцитов. Общий эффект направлен на балансирование иммунного ответа, что позволяет использовать их как при иммунодефицитных состояниях, так и для снижения аутоиммунных реакций. При этом, ключевым нюансом является дозировка: низкие дозы часто усиливают иммунитет, тогда как высокие могут проявлять иммуносупрессивный эффект.

Подтвержденные *in vitro* и *in vivo* исследованиями, эти механизмы (антиоксидантные, антимутагенные, противоопухолевые) подтверждают статус женьшеня как многоцелевого, научно обоснованного фитопрепарата.

Перспективы использования и разработка новых форм на основе гинзенозидов

Ключевой тезис

Современная разработка сфокусирована на повышении биодоступности и использовании минорных гинзенозидов, а также на биотехнологических методах их получения.

Фокус на минорных гинзенозидах и их активности

Разработка стандартизованных фитопрепаратов на основе женьшеня смещается от концентрации только на основных гинзенозидах (Rb₁, Rg₁) к использованию минорных гинзенозидов (Rg₃, Rg₅, Rd, F₁).

Этот интерес обусловлен двумя факторами:

1. Повышенная активность: Минорные формы часто обладают более высокой липофильностью, что способствует лучшему проникновению через гематоэнцефалический барьер и, как следствие, более выраженной нейропротекторной или противоопухолевой активностью. Например, гинзенозид Rg₃ изучается за его способность ингибировать ангиогенез в опухолях.

2. Продукты метаболизма: Многие минорные гинзенозиды являются активными метаболитами, образующимися в кишечнике. Применение этих метаболитов напрямую может решить проблему низкой биодоступности исходных, высокогликозилированных форм. И что из этого следует? Прямое использование минорных форм позволяет исключить вариативность, связанную с индивидуальной микрофлорой пациента, делая терапию более предсказуемой и эффективной.

Таким образом, современные БАД и лекарственные средства стремятся к обогащению именно этими минорными компонентами.

Сравнительный анализ: Цельное сырье vs. Биотехнологические культуры

Для обеспечения стабильного и контролируемого источника гинзенозидов активно развиваются биотехнологические методы, прежде всего — выращивание каллусных и суспензионных культур клеток P. ginseng. Эти методы позволяют исключить сезонность, снизить потребность в больших площадях и стандартизировать процесс производства.

Однако, с точки зрения фармацевтической химии, существует критическое различие между составом цельного корня и клеточной культурой:

Источник гинзенозидов	Количество идентифицированных гинзенозидов	Состав минорных гинзенозидов	Контроль состава
Цельный корень	До 40	Присутствуют в полном спектре (Rg3, Rg5, F1 и др.)	Зависит от возраста, почв, обработки
Каллусная культура	Около 33	Низкое содержание или полное отсутствие	Высокая степень контроля и воспроизводимости

Сравнительный анализ показывает, что биотехнологические культуры, хотя и обеспечивают высокий выход основных гинзенозидов (Rb₁, Rg₁), демонстрируют более низкое содержание или полное отсутствие ряда ценных минорных гинзенозидов (например, Rg₃, Rg₅). Это объясняется тем, что биосинтез многих минорных гинзенозидов требует сложных ферментативных проце��сов, которые могут быть не полностью активированы в условиях *in vitro*. Следовательно, выбор источника сырья (цельный корень, красный женьшень или клеточная культура) должен быть основан на целевом фармакологическом профиле продукта.

Заключение

Тритерпеновые сапонины подгруппы демарана, или гинзенозиды, являются краеугольным камнем фармакогнозии Panax ginseng. Наше исследование подтверждает, что современный академический подход к женьшеню требует отхода от общих представлений об «адаптогене» к детальному анализу молекулярной фармакологии.

1. Химическая основа: Гинзенозиды делятся на группы протопанаксадиола (Rb₁, Rd) и протопанаксатриола (Rg₁, Re), что предопределяет их противоположные (Инь/Ян) фармакологические эффекты.

2. Стандартизация: Строгий контроль качества сырья, согласно ФС.2.5.0013.15, требует не только содержания не менее 2,0 % суммы панаксозидов, но и подтверждения высокого выхода экстрактивных веществ (не менее 20 %). Для детального анализа необходимы передовые методы ВЭЖХ-МС/МС, способные идентифицировать до 40 индивидуальных соединений, включая минорные и малонил-гинзенозиды, с использованием селективных фаз (например, бифенильных) для разделения структурных изомеров.

3. Фармакология: Молекулярная модель «Инь и Ян» четко разграничивает эффекты Rg₁ (стимулирующий, про-ангиогенный, действующий через сигнальный путь PI3K → Akt) и Rb₁ (противовоспалительный, успокаивающий), что объясняет многофакторное адаптогенное действие.

4. Перспективы: Будущее разработки лекарственных средств связано с повышением биодоступности и фокусировкой на минорных гинзенозидах (Rg₃, Rg₅), которые, несмотря на их меньшее количество в биотехнологических культурах по сравнению с цельным корнем, обладают выраженной целевой активностью.

Таким образом, гинзенозиды демарана являются многофакторными БАВ, чья эффективная стандартизация и целевое применение должны базироваться на глубоком понимании химической структуры и селективном анализе, позволяющем разрабатывать адресные и высокоэффективные фитопрепараты.

Список использованной литературы

1. Акушская А.С. Химический состав надземной части женьшеня // Фундаментальные исследования. 2013. № 8-2. С. 385–388.
2. Возможности метода использования высокоэффективной жидкостной хроматографии в сочетании с тандемной масс-спектрометрией для количественного и качественного определения биологически активных веществ женьшеня в фитоэкстрактах [Электронный ресурс] // Elpub.ru. URL: elpub.ru (дата обращения: 28.10.2025).
3. Гапонов В.В. Перспективы охраны и использования дикорастущего женьшеня (panax ginseng c. A. Mey.) в России // Проблемы региональной экологии. 2009. № 6. С. 57–63.
4. Евдокимова О.В. Содержание гензинозидов культивируемого женьшеня и установление диапазонов функциональности его экстрактов // Техника и технология пищевых производств. 2011. Т. 21, № 2. С. 24–28.
5. Евдокимова О.В., Фукс С.К. Товарные, биохимические, функциональные и технологические свойства корня женьшеня // Товароведение пищевых продуктов. 2011. № 1(6). С. 59–71.
6. Жизнь растений. Т. 5, Ч. 2: Цветковые растения / под ред. А.Л. Тахтаджяна. Москва: Просвещение, 1981.
7. Журавлев Ю.Н., Гапонов В.В., Фоменко П.В. Женьшень Приморья. Ресурсы и организация воспроизводства. Владивосток: Апельсин, 2003. 48 с.
8. Зеленые лекарства будущего [Электронный ресурс] // Биомолекула. URL: biomolecula.ru (дата обращения: 28.10.2025).
9. Кохан С.Т., Кривошеева Е.М. Экспериментальное исследование антиоксидантных свойств растительных адаптогенов // Вестник фармации. 2010. № 4-50. С. 29.
10. КУРКИН В.А., АКУШСКАЯ А.С., ДУБИЩЕВ А.В., КОРЧАГИНА Д.В. Нейротропные свойства настойки корней Panax ginseng (Araliaceae), культивируемого в Самарской области // Растительные ресурсы. 2013. № 1. С. 132–138.
11. Лекарственное сырье растительного и животного происхождения. Фармакогнозия: учебное пособие / под ред. Г.П. Яковлева. Санкт-Петербург: СпецЛит, 2006. 845 с.
12. Малиновская Г.В., Маханьков В.В., Денисенко В.А., Уварова Н.И. Изучение химического состава товарных корней Panax Ginseng // Химия природных соединений. 1991. № 2. С. 294–295.
13. Малышев А.А. Женьшень. 9-е изд., перераб. и доп. Москва: Агропромиздат, 1991. 144 с.
14. Оганесян А.С., Ктикян Т.Г., Хачатрян А.Ж., Манукян Н.В. Сравнительная оценка действия известных растительных адаптогенов Panax ginseng, Bryonia alba L и Eleutherococcus senticosus у спортсменов // Спортивная медицина: наука и практика. 2012. № 2. С. 17–20.
15. Патент RU 2234211. Бурундукова О.Л., Журавлев Ю.Л., Красикив К.Н. Способ идентификации разновидностей корней женьшеня. Опубл. 20.08.2004.
16. Перспективы применения растительных извлечений для коррекции нарушений жирового и углеводного обмена [Электронный ресурс] // Researchgate.net. URL: researchgate.net (дата обращения: 28.10.2025).
17. Противоопухолевое действие женьшеня в кровеносных сосудах [Электронный ресурс] // Binghanrussia.ru. URL: binghanrussia.ru (дата обращения: 28.10.2025).
18. Решетникова Э.А. Минеральный состав экстракта биомассы женьшеня сухого // Известия высших учебных заведений. Северо-кавказский регион. Серия: естественные науки. 2003. № 1. С. 110–111.
19. Самылина И.А., Сорокина А.А., Пятигорская Н.В. Женьшень (Panax ginseng C.A.Mey) // Фарматека. 2010. № 16. С. 93–95.
20. Сравнительный анализ гинзенозидов в разных частях корней и в культивируемых клетках женьшеня настоящего [Электронный ресурс] // Folium.ru. URL: folium.ru (дата обращения: 28.10.2025).
21. Сравнительный анализ состава и содержания гинзенозидов в каллусной культуре клеток и корне женьшеня обыкновенного, Panax ginseng [Электронный ресурс] // Sciencejournals.ru. URL: sciencejournals.ru (дата обращения: 28.10.2025).
22. Стандартизация экстрактов корней P. ginseng и P. quinquefolius методом жидкостной хромато-масс-спектрометрии [Электронный ресурс] // Zldm.ru. URL: zldm.ru (дата обращения: 28.10.2025).
23. ФС.2.5.0013.15 Женьшеня настоящего корни [Электронный ресурс] // Фармакопея.рф. URL: pharmacopoeia.ru (дата обращения: 28.10.2025).
24. Хроленко Ю.А., Бурундукова О.Л. Количественные характеристики ядрышек в клетках Panax ginseng in vivo и in vitro // TURCZANINOWIA. 2011. № 1. С. 104–108.
25. Шигарова Л.В. Разработка и оптимизация технологии препаратов из корня женьшеня: автореф. дис. … канд. фарм. наук. Санкт-Петербург, 1998. 24 с.