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[關(guān)鍵詞]黃芪;化學(xué)成分;藥理作用;綜述,學(xué)術(shù)性黃芪,又名黃耆、綿黃耆、箭芪。藥用黃芪為豆科植物黃芪或內(nèi)蒙古黃芪的根,味甘性微溫,歸脾、肺經(jīng)[1],具有補(bǔ)氣升陽、固表止汗、利水消腫、生津止渴、行滯通痹、托毒排膿、斂瘡生肌之功效[2]。臨床上常用于治療脾肺氣虛所致之氣虛乏力、咳喘氣短、表虛自汗,中氣下陷所致之久瀉脫肛、內(nèi)臟下垂,脾虛水濕失運(yùn)導(dǎo)致的尿少水腫,氣血不足所致的癰瘡內(nèi)陷、膿成不潰及久潰不斂,內(nèi)熱消渴,中風(fēng)后遺癥等疾病。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)分析黃芪所含主要的化學(xué)成分為黃芪多糖類、皂苷類、黃酮類化合物等,具有免疫調(diào)節(jié)、抗感染、抗氧化,抗病毒、抗腫瘤作用、降血糖和雙向調(diào)節(jié)血壓及多種臟器保護(hù)等多種作用。本文對近年來黃芪的化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展綜述如下。
1化學(xué)成分
1.1黃芪多糖
近年來對黃芪多糖(AstragalusPolysaccha-rides,APS)的化學(xué)成分進(jìn)行了大量研究并取得了一定的進(jìn)展。黃芪多糖主要有葡聚糖和雜多糖。其中葡聚糖又分為水溶性葡聚糖和水不溶性葡聚糖,分別是α(1→4)(1→6)葡聚糖和α(1→4)葡聚糖。黃芪中所含的雜多糖多為水溶性酸性雜多糖,主要由葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖組成,少量含有糖醛酸,由半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸組成;而有些雜多糖僅由葡萄糖和阿拉伯糖組成[3]。研究表明:黃芪多糖具有顯著的抗感染活性[4],還可通過影響機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)特性發(fā)揮抗腫瘤作用[5]。1.2黃酮類化合物黃酮類化合物(AstragalusFlavonoids,AFS)是黃芪的又一活性部分,多達(dá)30種余。迄今已從黃芪屬植物中分離得到黃酮(5種)、異黃酮(12種)、異黃烷(12種)和紫檀烷(4種)、二氫異黃酮、紫檀烯等6大類,主要有山奈酚、槲皮素、異鼠李素、鼠李異檸檬素、熊竹素、芒柄花素、毛蕊異黃酮、二甲氧基異黃酮、異黃烷苷、二甲氧基二氫異黃酮、紅芪木脂素、異甘草素、二甲氧基異黃烷、二異戌烯基異黃酮等30多種[6]。李瑞芬等[7]還首次從蒙古黃芪屬中分離得到5,7,4’-三羥基異黃酮和4,2’,4’,-三羥基查爾酮。黃芪黃酮類物質(zhì)主要具有清除氧自由基、抗輻射損傷、增強(qiáng)免疫等作用,對病毒性心肌炎亦有較好的心臟保護(hù)作用。
1.3皂苷類化合物
皂苷類化合物(AstragalusMembrana-ceusSaponins,AMS)是黃芪中重要的有效成分之一,隨著分離提取、結(jié)構(gòu)鑒定技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)先后從膜莢黃芪和蒙古黃芪及其同屬近緣植物中分離出40多種三萜皂苷類化合物,主要有黃芪皂苷I-Ⅷ、乙酰基黃芪皂苷、異黃芪皂苷I-Ⅳ、大豆皂苷等四大類[8]。黃芪皂苷Ⅳ(亦稱黃芪甲苷)是AMS主要的有效成分,含量最高,因此黃芪甲苷常作為黃芪藥材的定性定量指標(biāo)[9]。目前已分離出的黃芪皂苷除So-yasaponinⅠ,AstragalosideⅧ以及大豆皂苷元(Soyasapo-genol)B為苷元之外,其余均以9,19-環(huán)羊毛甾烷型的四環(huán)三萜為苷元。黃芪皂苷具有強(qiáng)心、降膽固醇、抗抑郁、抑菌作用以及免疫調(diào)節(jié)活性[10]。
1.4其他成分
黃芪中還有氨基酸、蛋白質(zhì)、核黃素、葉酸、維生素D、甾醇類物質(zhì)、胡蘿卜苷、咖啡酸、綠原酸、麻酸、亞油酸、甜菜堿、羽扇豆醇、正十六膽堿、香豆素、尼克酸、維生素P、淀粉E及微量元素等多種成分,所含微量元素包含鐵、鎂、鈣、銅、錳、鋅等[11]。
2藥理作用
2.1免疫調(diào)節(jié)活性
2.1.1固有免疫
固有免疫又稱非特異性免疫,主要是機(jī)體第二道防線淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)中的各種巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的非針對某種特定的病原體的防御功能。溶菌酶是天然免疫系統(tǒng)中的體液成分之一。研究表明甘草和1%黃芪合劑可顯著增加溶菌酶活性、降低超氧化物歧化酶(SOD)和過氧化氫酶(CAT)活性,并增加谷胱甘肽過氧化物酶(GPx)和脂質(zhì)過氧化物酶(LPx)活性,從而提高黃鱸魚的免疫調(diào)節(jié)功能[12]。此外,張峰等[13]研究表明黃芪多糖與黃芪甲苷可增加小鼠體內(nèi)的巨噬細(xì)胞吞噬結(jié)核桿菌的TB-DNA拷貝數(shù)以及上清液中IFN-γ和IL-1β的含量。故提示黃芪及其組分可破壞機(jī)體第二道防線淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)從而調(diào)節(jié)機(jī)體的固有免疫作用。
2.1.2體液免疫
機(jī)體的特異性體液免疫系統(tǒng)是一個抵御異物抗感染,從而使機(jī)體免于患病的一個重要屏障。黃芪可升高機(jī)體抗體和補(bǔ)體含量增強(qiáng)機(jī)體的體液免疫作用。趙曉峰等[14]對免疫功能低下的小鼠連續(xù)給藥10d后,通過檢查動物血清溶血素結(jié)果顯示試驗(yàn)組溶血素均高于模型組,提示給予免疫功能低下的小鼠一定劑量的黃芪注射液可提高其對山羊紅細(xì)胞的體液免疫應(yīng)答能力。腹腔注射黃芪有效成分可以促進(jìn)特異抗體水平的提高,在體內(nèi)黃芪組分能提高荷瘤鼠及環(huán)磷酰胺免疫抑制鼠的免疫功能,提示黃芪具有廣泛的免疫增強(qiáng)作用[15]。
2.1.3細(xì)胞免疫
黃芪含有的主要成分可使免疫細(xì)胞活化、增殖分化為效應(yīng)細(xì)胞,并產(chǎn)生多種細(xì)胞因子,間接或直接殺傷靶細(xì)胞來發(fā)揮細(xì)胞免疫作用,這種作用以提高T淋巴細(xì)胞功能為主。陸鵬等[16]對HAART治療的免疫無應(yīng)答的艾滋病患者加用中藥黃芪聯(lián)合治療1年,結(jié)果顯示黃芪可提高患者的CD4+T淋巴細(xì)胞功能,對艾滋病患者的細(xì)胞免疫重建有積極作用。黃芪多糖能多條途徑提高機(jī)體免疫功能,通過顯著提高機(jī)體產(chǎn)生γ干擾素(IFN-γ)和白細(xì)胞介素-2(IL-2)的能力,增加T淋巴細(xì)胞、巨噬細(xì)胞的數(shù)量,同時可減少T淋巴細(xì)胞中CD8+亞群的數(shù)量,上調(diào)CD4+/CD8+亞群的比例等途徑提高機(jī)體免疫調(diào)節(jié)活性[17]。
2.2抗感染
腎纖維化以炎癥細(xì)胞浸潤為特征,通過采用單側(cè)輸尿管梗阻模型體內(nèi)誘導(dǎo)方法研究黃芪甲苷對腎纖維化的改善作用,結(jié)果表明黃芪甲苷可顯著減少細(xì)胞外基質(zhì)的積累和炎性細(xì)胞的浸潤,抑制促炎性細(xì)胞因子,也可通過抑制體內(nèi)體外的TLR4和核因子NF-кB信號通路抑制炎癥反應(yīng)[18]。黃芪多糖可降低NF-КB的磷酸化活性、下調(diào)TNF-α,IL-1β,IL-6,IL-17的表達(dá)和過氧化物酶的活性,對腸炎性疾病有較好的治療效果[4]。此外,黃芪總黃酮亦可通過調(diào)節(jié)核因子NF-кB信號通路抑制炎癥反應(yīng)[19]。黃芪主要成分對體內(nèi)、體外的炎癥反應(yīng)都具有一定的抑制作用,其作用機(jī)制及途徑多樣,進(jìn)一步深入研究該作用對開發(fā)黃芪臨床運(yùn)用具有很好的前景。
2.3抗氧化
氧化應(yīng)激是機(jī)體遭受各種有害刺激時,體內(nèi)高活性分子產(chǎn)生過多,氧化系統(tǒng)和抗氧化系統(tǒng)失衡,從而導(dǎo)致組織損傷。自由基產(chǎn)生的脂質(zhì)過氧化反應(yīng)而導(dǎo)致的疾病已經(jīng)成為較嚴(yán)重的問題,防止脂質(zhì)過氧化對細(xì)胞內(nèi)生物大分子破壞作用一直引起高度重視。黃芪多糖能提高SOD的活力,降低血漿中脂質(zhì)過氧化物含量,并提高過氧化氫酶的活性,減少自由基生成和增加自由基清除[20],且其對自由基和過氧化氫的清除率與黃芪多糖的用量有著良好的相關(guān)關(guān)系[21]。
2.4抗腫瘤
已有研究表明黃芪可以通過多途徑抗腫瘤,除了通過調(diào)節(jié)機(jī)體的免疫功能產(chǎn)生抗腫瘤作用外[5],還可通過miRNA調(diào)控抑制腫瘤細(xì)胞的生長和增殖[22],促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的凋亡,抑制腫瘤血管生成,影響機(jī)體氨基酸代謝等。同時有研究表明黃芪亦可以促進(jìn)新生細(xì)胞生長,甚至促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖以及腫瘤生長,提示黃芪在腫瘤臨床中的應(yīng)用尚待進(jìn)一步的深入研究[23]。
2.5降血糖
近年來對于黃芪在糖尿病防治中的作用及其機(jī)制已有大量研究。黃芪多糖能顯著降低2型糖尿病大鼠的血糖、三酰甘油、低密度脂蛋白,同時顯著升高血清高密度脂蛋白水平。且能降低2型糖尿病大鼠胰島素抵抗,改善體脂代謝紊亂[24]。目前,有研究表明,黃芪多糖可能是糖尿病記憶障礙的潛在候選治療藥物,其對糖尿病大鼠記憶有明顯改善作用,潛在的作用機(jī)制可能與其對葡萄糖和脂質(zhì)代謝的影響以及抗氧化和胰島素抵抗有關(guān)[25]。
2.6雙向調(diào)節(jié)血壓
研究表明,大劑量黃芪可引起大鼠收縮壓與舒張壓短時間明顯下降,其降壓的主要成分是γ-氨基丁酸、黃芪甲苷、α-絡(luò)氨酸,其機(jī)制與擴(kuò)張血管、利尿、激活中樞神經(jīng)肽及腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)等有關(guān)聯(lián)。而小劑量黃芪又可升高血壓,用于低血壓的治療,其機(jī)制尚不明確,目前認(rèn)為黃芪的升高血壓機(jī)制是改善心功能,增加心搏出量[26]。
2.7保護(hù)心腦血管
近年來黃芪在抗缺血性腦損傷作用方面的有效性受到了極大的關(guān)注,其作用于缺血性腦損傷的各個環(huán)節(jié)。黃芪主要通過抑制腦缺血再灌注損傷后的炎癥反應(yīng)、清除氧自由基、增加腦組織血流量、保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)胞、降低微血管通透性、維持神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的正常表達(dá)、減少興奮性氨基酸的生成,降低熱休克蛋白70的表達(dá)、抑制凋亡相關(guān)基因表達(dá)等途徑抗腦缺血再灌注損傷[27]。中藥黃芪對心肌活性亦有保護(hù)作用,它已用于慢性心力衰竭的治療,已有研究證明其成分黃芪甲苷是正性肌力作用的主要活性成分。黃芪對心力衰竭患者具有改善心肌舒縮功能、排鈉利尿、抑制心肌重構(gòu)、改善心肌能量代謝、抑制心肌細(xì)胞凋亡、抑制氧化應(yīng)激、抑制纖維化等多種作用[28]。黃芪總黃酮可通過阻止mRNA和calumenin蛋白水平的損失,減低該蛋白與薩爾科/內(nèi)質(zhì)網(wǎng)Ca2+-ATP酶2結(jié)合對病毒性心肌炎起到心臟保護(hù)作用[29]。
2.8其他作用
此外,黃芪及其有效成分還具有很多其他方面的藥理作用。如黃芪多糖的水溶性部分對臨床分離的多藥耐藥菌具有明顯的抗菌活性[30]、對流感病毒、腺病毒、乙肝病毒、柯薩奇病毒等有抑制或直接滅活作用,并隨著其濃度的升高,滅活作用增強(qiáng),其機(jī)制可能是抑制病毒核酸復(fù)制或阻止病毒蛋白質(zhì)合成[31];黃芪總提物可通過抑制體內(nèi)血栓形成和體外直接溶解血凝塊發(fā)揮抗血栓作用[32];黃芪多糖還可提高超氧化物歧化酶的活性,降低小鼠血清丙二醛的含量,發(fā)揮抗衰老的作用[33];黃芪利尿作用效果好,且持久穩(wěn)定,對電解質(zhì)的影響較小,不容易造成電解質(zhì)紊亂,在高劑量長療程的治療中較為適用[34];此外,對肝[35]、腎[36]、肺臟[37]、中樞神經(jīng)系統(tǒng)[38]具有明顯保護(hù)作用等。
3小結(jié)與展望
本文對黃芪的化學(xué)成分和大部分藥理作用做了較全面的闡述。黃芪是一種常用中藥,含有許多化學(xué)成分,近年來對其成分分離提取、結(jié)構(gòu)鑒定、色譜分析等研究開展了不少的實(shí)驗(yàn),越來越多的提取物和化學(xué)成分被分離鑒定,多糖類、皂苷類、黃酮類等具有生理活性的有效成分陸續(xù)被發(fā)現(xiàn),為研究其藥理作用奠定了基礎(chǔ)。黃芪具有廣泛的藥理作用,其免疫調(diào)節(jié)、抗感染活性、抗氧化活性,抗病毒、抗腫瘤作用、降血糖和雙向調(diào)節(jié)血壓及多種臟器保護(hù)等多種作用得到了廣泛的認(rèn)可,由此也使黃芪及其復(fù)方藥廣泛應(yīng)用于養(yǎng)生保健食品、畜禽生產(chǎn)及其相關(guān)疾病的臨床治療。盡管目前對黃芪進(jìn)行了大量的定性與定量分析研究,但黃芪的臨床應(yīng)用仍處于較初級階段,其化學(xué)成分和活性之間的關(guān)系仍不甚清楚。對黃芪的機(jī)制研究也還存在一些問題,如黃芪抗感染活性作用的相關(guān)研究相對較少;其對血壓的雙向調(diào)節(jié)作用的機(jī)制還不能確定,尤其是黃芪升高血壓方面的機(jī)制仍需進(jìn)一步研究;其與其他食物和藥物可能的協(xié)同作用或禁忌研究甚少。故有必要對黃芪生理活性和藥理作用進(jìn)行深入研究,有助于黃芪的進(jìn)一步開發(fā)和利用。
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作者:聶娟;謝麗華;馬港圓;林興麗;鐘良;趙毅錦;唐標(biāo) 單位:湖南中醫(yī)藥大學(xué)