《TRENDS IN FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY》：Ginseng for fatigue resilience: A systems framework linking pathological cycles, structure-activity relationships and processing design
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艾志毅|任光全|赵晓雪|王琳娜|卢阳|李霞|南波|孙宇|严洪通|王宇|陈启正|顾克鹏|王玉华|张志成吉林农业大学食品科学与工程学院，长春，130118，中国摘要背景人参是一种源自食物的功能性成分，广泛用于增强活力，并在运动和压力相关情境下显示出抗疲劳作用。蒸煮和高温处理等加工步骤
艾志毅|任光全|赵晓雪|王琳娜|卢阳|李霞|南波|孙宇|严洪通|王宇|陈启正|顾克鹏|王玉华|张志成
吉林农业大学食品科学与工程学院，长春，130118，中国
摘要
背景
人参是一种源自食物的功能性成分，广泛用于增强活力，并在运动和压力相关情境下显示出抗疲劳作用。蒸煮和高温处理等加工步骤可以将主要的人参皂苷转化为次要形式，而发酵或酶转化则可以进一步改变代谢物谱型。这些变化会改变其生物活性特征，从而导致不同人参制品在抗疲劳效果上的差异。
范围与方法
本综述从转化食品科学的角度总结了人参在抗疲劳方面的最新进展。重点探讨了人参通过调节外周生物能量代谢、中枢神经稳态以及整合的肠道-大脑-肌肉轴来发挥作用的机制。我们强调了靶向食品加工技术在通过重塑人参皂苷结构和优化结构-活性关系（SAR）来提升人参产品抗疲劳效果方面的作用。
主要发现与结论
人参通过协调调节外周生物能量代谢、中枢神经稳态以及整合的肠道-大脑-肌肉轴来系统性地缓解疲劳。关键生物活性特征受到人参皂苷SAR的强烈影响，其中特定的糖基化模式（糖的数量和位置）决定了其渗透能力、系统暴露程度以及作用途径的偏向性。靶向食品加工策略（热处理、生物转化和化学转化）能够有效重塑这些成分特征，并将主要的人参皂苷转化为高生物利用度的次要形式，从而最大化其抗疲劳效果。除了人参皂苷外，多糖和寡肽也被认为对免疫代谢和微生物组有积极作用，但加工对这些成分的影响、暴露程度及其相互作用仍不明确，其他植物化学物质如酚类、黄酮类和生物碱在抗疲劳研究中的作用也尚未充分探讨。未来的研究应整合定量多组分分析、暴露-效应映射和因果关系模型，人工智能工具可以支持基于混合物的预测、目标选择和产品标准化，以开发针对疲劳的干预措施。
引言
现代快节奏的生活方式、持续的心理社会压力加剧了疲劳问题，疲劳已不再是少数人的症状，而成为普遍的公共卫生负担（Guzzetti & Banks, 2023）。睡眠不足和压力不仅会导致短暂的疲倦，还会形成一个自我强化的循环：恢复能力下降会加重白天的疲劳，而疲劳相关的压力又会进一步降低睡眠质量（Yu et al., 2025）。这一恶性循环通常由多种机制共同作用引起，包括能量代谢紊乱、神经递质失调、神经内分泌失衡以及与炎症相关的肠道-大脑-肌肉轴紊乱，这些因素共同挑战了现有疲劳管理策略的有效性和持久性（J. J. Wan et al., 2017）。
人参以其广泛的生物活性功能而闻名，几个世纪以来一直被用于促进活力和提神（Kiefer & Pantuso, 2003）。最新研究表明，人参皂苷和多糖是这些功能的主要生物活性成分（Qi et al., 2011）。然而，天然的人参皂苷通常极性较高，在肠道中的吸收较差，这限制了其系统生物利用度，可能影响功能效果的重复性（Kim, 2018）。此外，有证据表明，加工后的人参（尤其是红参）在某些情况下可能比未加工的人参具有更强的抗疲劳效果，但这种差异的具体成分机制和作用途径基础仍不完全清楚（Yoon et al., 2023）。
为了解决这些问题，本综述从食品科学的转化角度总结了人参在抗疲劳方面的最新进展。具体而言，它（i）将疲劳描述为外周生物能量代谢/氧化还原/炎症紊乱、中枢单胺能/下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴失衡以及下游肠道介导的反馈之间的相互关联的病理循环；（ii）总结了人参在这些多系统网络中的多靶点作用；（iii）整合了人参皂苷及其他成分的结构-活性特征与抗疲劳效果之间的关系；（iv）评估了热处理、生物处理和化学处理作为改变成分特征和功能性能的设计手段。总体而言，本综述提供了一个从机制到技术的框架，以指导人参功能性食品的加工标准化、配方设计以及针对不同疲劳表型的精准应用。
章节摘录
外周疲劳循环的紊乱及人参的调节作用
外周疲劳的特点是能量稳态的系统性失调，即生理需求超过了底物利用和ATP再生的能力（Tornero-Aguilera et al., 2022）。这种情况不仅仅是底物耗尽，还涉及线粒体呼吸受损、疲劳相关代谢物的积累以及免疫驱动的代谢变化（J.-j. Wan et al., 2017）。这些相互关联的紊乱会引发严重的氧化应激
中枢疲劳网络的紊乱及人参的调节作用
单胺能神经递质系统与下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴之间的动态平衡是中枢疲劳的核心神经化学基础（Cordeiro et al., 2017）。在生理耗竭状态下，这些关键信号网络的紊乱会导致中枢抑制和认知功能障碍，从而加剧疲劳并抑制自主运动能力。人参表现出多靶点的调节作用
肠道-大脑-肌肉轴的紊乱及人参的调节作用
肠道-大脑-肌肉轴是一个整合了微生物代谢、免疫状态、应激信号和骨骼肌能量代谢的网络，该网络的变化会影响疲劳的发生和持续时间（图3）。在持续的压力或过载情况下，疲劳会扰乱肠道微生物群组成并削弱肠道屏障的完整性，从而增加内毒素（如脂多糖LPS）进入血液循环（Guo et al., 2023; Royes, 2020; Xu & He,
人参抗疲劳效果的结构-活性关系（SAR）的系统分析
人参的抗疲劳调节功能与其成分特性密切相关。本节系统分析了具有抗疲劳作用的人参皂苷、多糖和寡肽的SAR，突出了它们的核心结构特征。这些发现为合理设计和开发针对疲劳的人参干预措施提供了科学基础。
提高人参抗疲劳效果的处理技术
大量证据表明，热处理的人参（如红参、黑参）和生物转化产品（如益生菌发酵人参）比天然人参具有更强的抗疲劳效果（表1）。实际上，大多数典型的PPD型和PPT型人参皂苷都是高度糖基化的分子，其在肠道中的吸收率通常低于10%（Won et al., 2019）。因此，加工技术的进步已成为释放这些潜力的关键因素
结论
人参及其加工衍生物在调节复杂的、多系统的生理和慢性疲劳机制方面显示出巨大潜力。本综述概述了疲劳的相互关联的病理生理机制，包括外周生物能量代谢的紊乱、中枢单胺能和神经内分泌（HPA）系统的失衡以及肠道-大脑-肌肉轴的紊乱。研究表明，人参在多个层面都表现出综合的调节作用
作者贡献
艾志毅：撰写原始稿件、方法学设计、软件应用、验证、数据可视化。任光全：撰写审查稿件、软件应用。赵晓雪：数据可视化、撰写编辑。王琳娜和卢阳：软件应用、方法学设计。李霞：数据可视化。朱彦欣：方法学设计、软件应用。李霞：概念构思、数据可视化。南波：概念构思、数据可视化。孙宇和严洪通：概念构思、资金筹集。王宇、陈启正和顾克鹏：监督指导
作者署名声明
艾志毅：撰写原始稿件、方法学设计、软件应用、验证、数据可视化。
任光全：撰写审查稿件、软件应用。
赵晓雪：数据可视化、撰写编辑。
王琳娜和卢阳：软件应用、方法学设计。
李霞：数据可视化。
南波：概念构思、数据可视化。
孙宇和严洪通：概念构思、资金筹集。
王宇、陈启正和顾克鹏：监督指导、概念构思、撰写审查稿件。
王玉华和张志成：撰写审查稿件
利益冲突声明
作者声明与本手稿中呈现的数据没有财务或其他方面的利益冲突。
致谢
本工作得到了吉林省科技计划项目（20250601045RC）的支持。
