黃芪化學(xué)成分和藥理作用研究進(jìn)展

姜 輝，顧勝龍，張玉婷，凡 暢

(1.安徽中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院，安徽 合肥 230031；2.安徽中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，安徽 合肥 230012)

黃芪，又稱黃耆、綿芪、箭芪，豆科黃芪屬植物，為補(bǔ)氣之圣藥，是臨床常用中藥，藥用歷史久遠(yuǎn)[1]。現(xiàn)代研究[2]表明，黃芪含有黃酮類、皂苷類、多糖類等多種有效成分，具有調(diào)節(jié)免疫、保護(hù)心血管與神經(jīng)系統(tǒng)、抗腫瘤、護(hù)肝等諸多藥理學(xué)活性。筆者在文獻(xiàn)檢索的基礎(chǔ)上，對黃芪所含化學(xué)成分和其藥理學(xué)作用作一綜述。

1 化學(xué)成分研究

1.1 黃酮類成分 有研究[3]表明，黃芪中所含黃酮類化合物為0.007 4 mg/g，是其重要的有效成分，主要包含有山奈酚、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、二甲氧基二芪皂氫異黃酮、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[4]。黃酮類成分具有抗氧化、抗癌、抗病毒、神經(jīng)保護(hù)、降血糖等多種藥理作用[5-7]。

1.2 皂苷類成分 皂苷類為黃芪中另一主要有效成分，具有抗腫瘤、心血管保護(hù)等作用。目前從黃芪及其同屬近緣植物中已分離出的總皂苷含量約為98%，主要含有皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ，異黃芪皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及大豆皂苷Ⅰ等40多種成分[8]。

1.3 多糖類成分 黃芪多糖主要為葡聚糖和雜多糖，具有調(diào)節(jié)免疫、保護(hù)神經(jīng)和降糖等作用。其中葡聚糖分為以α(1→4)(1→6)葡聚糖為代表的水溶性葡聚糖和α(1→4)葡聚糖為代表的水不溶性葡聚糖，雜多糖則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。

1.4 其他類成分 此外，黃芪中還包含氨基酸、微量元素(Sc、Se等)、蔗糖、維生素D、黏液質(zhì)、苦味素、淀粉酶、亞麻酸、香豆精、核黃素、香草酸、尼克酸、異阿魏酸、阿魏酸、綠原酸、咖啡酸、煙酸、香豆素、淀粉E、胡蘿卜素、甜菜堿、煙酰胺、亞油酸、葉酸、羽扇豆醇、β素谷甾醇、棕櫚酸等其他多種成分。

2 藥理作用研究

2.1 免疫調(diào)節(jié)作用 多項(xiàng)研究表明，黃芪對機(jī)體免疫系統(tǒng)具有一定的調(diào)控作用。固有免疫功能方面，劉印華等[9]通過半體內(nèi)法檢測巨噬細(xì)胞吞噬功能，發(fā)現(xiàn)與正常組相比，給予濃度為5、10、20 mg/mL的黃芪多糖溶液干預(yù)后，免疫低下小鼠巨噬細(xì)胞吞噬指數(shù)、吞噬率均顯著升高。體液免疫功能方面，范文彤[10]研究發(fā)現(xiàn)，125、250、500、1 000 mg/kg黃芪多糖干預(yù)后，可顯著升高環(huán)磷酰胺、荷瘤和放射損傷所致的免疫低下小鼠血清IgG含量。細(xì)胞免疫功能方面，劉慧等[11]通過流式細(xì)胞術(shù)和免疫印跡檢測，發(fā)現(xiàn)分別給予黃芪糖蛋白0.5、1.0、2.0 mg/kg干預(yù)14 d后，與膠原性關(guān)節(jié)炎模型小鼠相比，外周血中CD3+CD4+IL-17A+Th17細(xì)胞比例顯著降低，CD4+CD25+Foxp3+Treg細(xì)胞比例顯著升高。

2.2 心血管保護(hù)作用 心血管系統(tǒng)由心臟和血管所組成，心肌梗死、心絞痛、冠心病等為其多發(fā)病、常見病。有研究[12]表明，黃芪甲苷可降低心肌梗死模型大鼠心肌組織損傷程度，促進(jìn)血管新生，其機(jī)制可能與調(diào)控蛋白激酶D1/組蛋白脫乙酰酶5/血管內(nèi)皮生長因子信號通路有關(guān)。高建嶺等[13]將黃芪注射液30 mL加入5% 葡萄糖氯化鈉注射液250 mL中，靜脈滴注治療穩(wěn)定型心絞痛患者，用藥20 d后，發(fā)現(xiàn)黃芪注射液組不僅可緩解冠心病患者臨床癥狀，提高臨床療效，還能改善其發(fā)病的病理學(xué)基礎(chǔ)，降低發(fā)病風(fēng)險因素。劉亞靜等[14]連續(xù)1個月給予冠心病患者黃芪總苷氯化鈉注射液(每日100～200 mL，每日1次)治療，結(jié)果表明黃芪總苷氯化鈉注射液不僅可提高總有效率，還可降低三酰甘油(triacylglycerol,TG)水平，改善血液流變性和心功能。此外，亦有研究[15-17]表明，黃芪及其有效成分對心肌炎、心力衰竭、心肌纖維化等疾病具有一定的治療效果。

2.3 抗腫瘤作用 越來越多的研究表明，黃芪及其有效成分對不同惡性腫瘤均有一定的治療作用。如武建毅等[18]研究表明，黃芪甲苷(0.3、1.0、3.0 mg/kg)可顯著降低肝癌H22腹水瘤小鼠瘤細(xì)胞存活率、腹水量和最大結(jié)節(jié)直徑等指標(biāo)，其機(jī)制可能與抑制血管生成，降低轉(zhuǎn)移相關(guān)基因、水通道蛋白表達(dá)有關(guān)。

雷琰等[19]注射給予非小細(xì)胞肺癌患者黃芪多糖(每日250 mg)，連續(xù)用藥14 d，不僅可提高總有效率，有效降低其外周血中血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)、糖類抗原125及基質(zhì)金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase-9，MMP-9)的含量，還可改善化學(xué)治療引起的骨髓抑制等不良反應(yīng)。錢文軍[20]研究發(fā)現(xiàn)，連續(xù)給予黃芪注射液(40 mL加入5%葡萄糖溶液)靜脈滴注4個療程(21 d為1個療程)后，可升高乳腺癌患者白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、血小板數(shù)量，并顯著改善紫杉醇聯(lián)合吡柔比星對術(shù)后乳腺癌的治療效果，減輕其骨髓抑制作用。另外，還有黃芪及其有效成分對宮頸癌、子宮內(nèi)膜癌、胰腺癌等治療效果的研究報(bào)道[21-23]。

2.4 神經(jīng)保護(hù)作用 顏玲等[24]以右大腦中動脈阻塞再灌注大鼠模型為研究對象，觀察黃芪多糖對其保護(hù)作用及機(jī)制。結(jié)果表明，黃芪多糖(5、15 mg/kg)可顯著降低模型大鼠神經(jīng)功能缺損評分以及海馬神經(jīng)細(xì)胞凋亡數(shù)量，改善其神經(jīng)功能，其機(jī)制可能與促進(jìn)海馬神經(jīng)細(xì)胞黏附分子和c-fos的表達(dá)，阻止或逆轉(zhuǎn)海馬神經(jīng)細(xì)胞凋亡有關(guān)。張潔妹等[25]研究發(fā)現(xiàn)，急性脊髓損傷大鼠給予2 mL/kg黃芪注射液，連續(xù)14 d干預(yù)后，可減少脊髓組織含水量，降低組織水腫程度，從而改善其神經(jīng)功能。謝利霞等[26]以PC12損傷細(xì)胞[由1-甲基-4-苯基吡啶離子(1-methyl-4-phenylpyridine，MPP+)誘導(dǎo)]和帕金森病小鼠(由四氫吡啶誘導(dǎo))為模型，觀察黃芪甲苷對其的神經(jīng)保護(hù)作用。結(jié)果表明，25、50、100 μmol/L黃芪甲苷可顯著升高PC12細(xì)胞存活率，10、20、40 mg/kg黃芪甲苷可增加帕金森病小鼠自發(fā)活動計(jì)數(shù)，且呈一定的劑量依賴性。

2.5 肝臟保護(hù)作用 有研究[27]表明，黃芪水提物和醇提物均可顯著降低四氯化碳誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanine aminotransferase，ALT)、天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartate aminotransferase，AST)含量，且黃芪水提物作用優(yōu)于醇提物。王瑩等[28]通過復(fù)制急性酒精性肝損傷模型小鼠，給予黃芪粗提物(2.0、4.0、8.0 g/kg)干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)黃芪粗提物不僅可抑制模型小鼠肝臟指數(shù)，降低血清ALT、AST含量，減少肝組織中總膽固醇(total cholesterol，TC)、TG水平，還可顯著減輕肝臟脂肪變性，改善肝臟病理損傷程度。宋少剛等[29]通過復(fù)制化學(xué)性肝纖維化模型大鼠，給予黃芪總苷(20、40、80 mg/kg)連續(xù)灌胃9周后，發(fā)現(xiàn)黃芪總苷不僅可明顯降低ALT、AST、肝組織羥脯氨酸水平和肝脾指數(shù)，還可以顯著改善肝臟纖維化病變。成揚(yáng)等[30]以肝硬化大鼠(由二甲基亞硝胺誘導(dǎo))為模型，通過連續(xù)給予黃芪總黃酮(15、30 mg/kg)干預(yù)4周，發(fā)現(xiàn)黃芪總黃酮可顯著降低模型大鼠血清ALT、AST、總膽紅素水平，升高其白蛋白含量，減輕肝細(xì)胞出血、變性、壞死等癥狀，且對匯管區(qū)擴(kuò)張、肝竇狹窄、假小葉形成也具有一定的改善作用。

2.6 降糖作用 胡彩虹等[31]采用灌胃給藥的方式，給予2型糖尿病模型大鼠不同劑量(100、200、400 mg/kg)黃芪多糖干預(yù)6周，結(jié)果表明，黃芪多糖不僅可下調(diào)模型大鼠血糖、空腹胰島素、TG等含量，還可升高胰島素敏感指數(shù)。王虹等[32]研究發(fā)現(xiàn)，給予黃芪降糖丸治療60 d后，2型糖尿病患者空腹血糖、糖化血紅蛋白、餐后2 h血糖等均顯著降低，提示黃芪降糖丸具有輔助降糖作用。

諸多研究還表明，黃芪及其有效成分不僅具有一定的降糖作用，對其并發(fā)癥也有很好的防治效果。如喬明飛[33]研究表明，給予糖尿病腎病患者黃芪注射液20 mL干預(yù)4周后，其總有效率為95.00%，而常規(guī)治療組為75%，且可顯著降低患者空腹血糖、血清肌酐、24 h尿蛋白等含量，有效改善患者的臨床癥狀。劉俊輝等[34]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖(400 mg/kg)可通過調(diào)控AKT(serine/threonine kinase，AKT)/VEGF信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，減少炎癥遞質(zhì)的釋放，對糖尿病視網(wǎng)膜病變大鼠發(fā)揮一定程度的保護(hù)作用。徐源等[35]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷可通過減少脂質(zhì)過氧化，激活磷脂酰肌醇-3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)/AKT信號通路，對糖尿病并發(fā)的肝損傷發(fā)揮保護(hù)作用。

2.7 延緩衰老作用 廖勇梅等[36]通過連續(xù)21 d足三里穴位注入黃芪注射液的方法，研究其對D-半乳糖誘導(dǎo)的衰老模型小鼠皮膚組織內(nèi)氧化應(yīng)激相關(guān)指標(biāo)的調(diào)控作用。結(jié)果表明，黃芪注射液組可顯著降低丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量，升高超氧化物歧化酶(super oxide dismutase，SOD)和羥脯氨酸水平，在一定程度上預(yù)防或延緩衰老模型小鼠的皮膚衰老過程。苗雨丹等[37]研究表明，黃芪多糖(40 mg/kg)能夠顯著升高衰老小鼠心臟、腎臟組織中谷胱甘肽還原酶、谷胱甘肽過氧化物酶、過氧化物酶等的含量，降低脂褐素水平，從而延緩機(jī)體衰老。另有研究[38]表明，黃芪多糖可通過上調(diào)端粒酶基因的表達(dá)，抑制p21、bax和p53基因的表達(dá)，延緩斑馬魚衰老進(jìn)程。

2.8 其他作用 除上述多種藥理活性外，黃芪及其提取物還具有其他多種藥理學(xué)作用。如吳佳等[39]以慢性阻塞性肺疾病患者外周血巨噬細(xì)胞為研究對象，研究黃芪多糖對其炎癥遞質(zhì)的影響。結(jié)果表明，50、200 μg/mL黃芪多糖可調(diào)控Toll樣受體4/核因子-κB(nuclear factor κB，NF-κB)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，降低炎癥遞質(zhì)白細(xì)胞介素-6(interleukin-6，IL-6)、腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、前列腺素E2等的含量，從而發(fā)揮抗炎作用。王艷等[40]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷(1、2.5、5 mg/kg)可顯著抑制膿毒癥大鼠胰腺組織中p62、Beclin1、LC3的表達(dá)水平，表明調(diào)控機(jī)體自噬水平可能是黃芪甲苷對膿毒癥胰腺損傷大鼠發(fā)揮保護(hù)作用的潛在機(jī)制。曹聰?shù)萚41]給予急性胃黏膜損傷模型小鼠黃芪注射液干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)黃芪注射液不僅可顯著降低模型小鼠黏膜損傷指數(shù)、MDA含量，還可升高SOD活性，提示黃芪注射液具有一定的抗急性胃黏膜損傷作用。此外，諸多研究[42-44]還表明，黃芪尚具有利尿、抗疲勞、抗病毒等其他藥理活性。

3 小結(jié)

綜上所述，黃芪含有黃酮類、皂苷類、多糖類等多種活性成分，具有調(diào)節(jié)免疫、保護(hù)心血管與神經(jīng)系統(tǒng)、抗腫瘤、護(hù)肝等藥理作用，應(yīng)用前景廣闊。然而，盡管諸多學(xué)者對黃芪及其有效成分開展了較為廣泛的藥理學(xué)研究，并從整體、細(xì)胞、分子、基因等不同層次闡釋了其可能的作用機(jī)制，但多停留在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)階段，尚未能很好轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用。今后應(yīng)以臨床療效作為研究的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，積極開展臨床相關(guān)研究，以期加快黃芪及其制劑的進(jìn)一步開發(fā)和臨床應(yīng)用。