山藥的化學(xué)成分和藥理作用及臨床應(yīng)用研究進(jìn)展

董慶海，吳福林，王涵，譚靜，林紅強(qiáng)，劉金平，周柏松

（吉林大學(xué)天然藥物研究中心，長(zhǎng)春 130021）

山藥又名土薯、大薯、薯藥等，為薯蕷科（Dioscoreaceae）薯蕷屬（Dioscorea）多年生纏繞性藤本薯蕷（Dioscorea oppsitaThunb）的根莖[1]。山藥性平味甘，溫補(bǔ)而不驟，微香而不燥，歸脾、肺、腎經(jīng)，是補(bǔ)脾養(yǎng)胃、生津益肺的良藥，也是傳統(tǒng)的保健食品。始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為上品，載其“主傷中，補(bǔ)虛贏，除寒熱邪氣，補(bǔ)中益氣力”?！侗静菥V目》亦收錄本品，謂其“益腎氣，健脾胃，止泄痢，化痰生，潤(rùn)皮毛”。山藥種植歷史悠久，種植范圍廣泛，在我國(guó)的東北、華北、華中、東南和西南均有分布，朝鮮半島、日本亦有分布[2]。山藥入藥的部位是根莖，類似圓柱形，長(zhǎng)度為15cm～30cm，直徑為1.5cm～3.0cm，表面顯淡黃色或黃白色，有縱皺紋及須根痕。其飲片為橢圓形，邊緣平滑整齊，表面光滑顯光澤，質(zhì)地堅(jiān)硬，呈白或淡黃白色，不易脫粉，折斷面為白色，呈顆粒狀[3]。在我國(guó)以河南焦作地區(qū)出產(chǎn)的山藥質(zhì)量上佳，為入藥的地道藥材，因產(chǎn)地舊稱懷慶府，故又稱“淮山藥”。與地黃、菊花、牛膝并稱為四大懷藥，且有“懷參”的美譽(yù)[4]。

1 山藥的化學(xué)成分

山藥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富，是眾所周知的滋補(bǔ)佳品，是衛(wèi)生部公布的藥食兩用的植物之一，也是保健食品的重要原料。其中含有豐富的蛋白質(zhì)、人體必需的氨基酸、多種微量元素、多糖、尿囊素、膽堿、甾醇等多種營(yíng)養(yǎng)成分及功能因子。

1.1 蛋白質(zhì)與氨基酸

山藥富含蛋白質(zhì)和多種氨基酸，包括人體必需的全部氨基酸。鐵棍山藥鮮樣中粗蛋白含量為3.59%、總氨基酸含量為 2.71%，其中必需氨基酸含量為1.05%[5]。懷山藥、平?jīng)錾剿?、溫縣山藥和華縣山藥（干物質(zhì)）中蛋白質(zhì)含量分別為8.83%、10.27%、8.61、7.33%，山藥所含氨基酸種類均在17種以上，水解前的游離氨基酸以絲氨酸、精氨酸、酪氨酸為主，水解后谷氨酸、精氨酸、天氨酸的含量最高[6]。懷山藥中蛋白質(zhì)含量占干物質(zhì)的17.5%，且富含多種氨基酸，其中谷氨酸含量最高，高達(dá)0.30%（鮮重），其次為精氨酸0.15%、絲氨酸0.11%、天冬氨酸0.11%[7]。

1.2 淀粉

山藥中淀粉含量較高，一般占山藥濕重的16%～20%左右，淀粉含量受生長(zhǎng)環(huán)境的影響較大[8]。此外，Wang Shujun等[9，10]研究結(jié)果表明，在不同山藥淀粉中直鏈淀粉含量為20.74%～25.94%；電鏡掃描結(jié)果顯示，不同山藥的淀粉顆粒均呈廣橢圓形及橢圓形，淀粉顆粒大小為

1.3 微量元素

山藥中含有豐富的微量元素。杭悅宇等[11]采用離子光譜分析儀測(cè)定薯蕷、褐苞薯蕷、山蕷、參蕷、日本薯蕷等不同品種山藥的無(wú)機(jī)元素，結(jié)果表明，在5種薯蕷中均含有 Zn、Fe、Mn、Cu、K、Na、Ca、Mg 等人體所需的礦物元素，其中薯蕷含量較高。陳艷等[12]用干、濕2種方法處理懷山藥樣品，并用等離子體原子發(fā)射光譜分別測(cè)定樣品中微量元素含量，結(jié)果表明，懷山藥中K含量最高，其次為P、Na、Mg、Ca等。另?yè)?jù)張重義等[13]報(bào)道，同一品種山藥在不同產(chǎn)區(qū)的無(wú)機(jī)元素含量差異明顯，說(shuō)明產(chǎn)地對(duì)山藥無(wú)機(jī)元素含量有影響。

1.4 黏蛋白

山藥黏蛋白具有預(yù)防心血管脂肪沉積的作用，是保護(hù)動(dòng)脈血管的成分之一[14]。林鵬等[8]報(bào)道了山藥中黏蛋白是由多糖和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合物，其中蛋白質(zhì)約占47.6%、多糖占52.4%。

1.5 多糖

多糖是山藥的主要成分，因測(cè)定山藥多糖的含量方法不同，其測(cè)定結(jié)果往往相差較大。王剛等[15]報(bào)道，將山藥放置在60℃烘箱中烘干至恒重，采用分光光度法測(cè)定其多糖含量為28.32%[16]，而采用HPLCMS法測(cè)得多糖含量則為16.42%。

王剛等[15]用乙醇沉淀山藥的濃縮水提液，將醇沉部分用水溶解，再加1%CTAB溶液沉淀，而醇溶部分用二倍乙醇沉淀，所得沉淀經(jīng)水溶后再沉淀，冷凍干燥，得到2種多糖，其相對(duì)分子質(zhì)量分別為62 000u和7 300u。姜軍[17]將提取的山藥多糖在色譜柱上進(jìn)行洗脫，分離得到了酸性多糖。顧林等[18]用柱層析處理山藥水溶性多糖，得均一組分多糖，GC-MS分析確定組分為葡萄糖和甘露糖，摩爾比為0.56∶0.44。趙國(guó)華等[19]通過(guò)纖維素和色譜柱純化多糖，經(jīng)GC-MS分析確定多糖的組分為葡萄糖、甘露糖和半乳糖，摩爾比為1.00∶0.37∶0.11。蔡婀娜等[20]采用水提醇沉法提取山藥多糖，并用柱層析的方法對(duì)粗多糖進(jìn)行純化，得到單一組分多糖，用高效液相色譜儀對(duì)其進(jìn)行分析，結(jié)果表明，該多糖由果糖和葡萄糖組成，摩爾比為1.00∶26.36。尚曉婭等[21]對(duì)山藥粗多糖進(jìn)行精制，并分析其單糖組成為鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等。

1.6 尿囊素

山藥中富含具有鎮(zhèn)靜、麻醉、促進(jìn)細(xì)胞生長(zhǎng)等作用的尿囊素（2，5-二氧代-4-咪唑烷基脲）[22]。王海波等[23，24]運(yùn)用ODS-C18及HPLC-MS法測(cè)定了不同產(chǎn)地山藥中尿囊素的含量，測(cè)定結(jié)果表明，在河南省、山東省、山西省、陜西省、河北省、云南省等6個(gè)產(chǎn)地的15個(gè)樣品中，山東濟(jì)寧山藥樣品中尿囊素含量為最高（0.670%），陜西西安山藥樣品中含量為最低（0.105%）。

1.7 山藥皂苷

何鳳玲等[25]將山藥乙醇提取物通過(guò)大孔樹(shù)脂進(jìn)行梯度洗脫，經(jīng)分離和純化得到了黃酮和皂苷。史會(huì)齊等[26]采用ODS反相色譜柱分離并測(cè)定山藥中皂苷元的含量為0.26%。白冰等[27]利用硅膠色譜柱分離山藥乙醇提取物，并鑒定出 -谷甾醇、-胡蘿卜苷等皂苷類成分。

1.8 脂肪酸

王勇等[28]以石油醚為溶劑對(duì)山藥中的脂肪酸成分進(jìn)行提取，并用GC-MS分析鑒定其成分，共檢出了脂肪酸27種，其中，飽和脂肪酸18種，占脂肪酸總量51%；不飽和脂肪9種，占脂肪酸總量49%。

1.9 其他成分

白冰等[27]從山藥乙醇提取物中分離并鑒定了棕櫚酸、油酸、-谷甾醇醋酸酯、5-羥甲基糠醛、壬二酸、檸檬酸單甲酯、檸檬酸雙甲酯、檸檬酸三甲酯、7-羰基--谷甾醇、尿嘧啶及腺苷等有機(jī)物。

2 山藥的藥理作用

山藥具有健脾、補(bǔ)肺、固腎、益精的功效，是中醫(yī)常用的一味健脾補(bǔ)氣良藥。現(xiàn)代藥理實(shí)驗(yàn)表明，山藥具有顯著的降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、調(diào)節(jié)脾胃護(hù)肝、調(diào)節(jié)免疫和抗腫瘤等諸多作用。

2.1 降血糖、降血脂作用

人們?cè)谘芯窟^(guò)程中常利用四氧嘧啶來(lái)建立小鼠糖尿病模型，并通過(guò)給予一定劑量的山藥來(lái)觀察其對(duì)糖尿病小鼠的治療作用。舒思潔[29]研究發(fā)現(xiàn)，山藥可明顯降低小鼠的血糖和血脂水平，升高肝糖原和肌糖原的含量。杭悅宇[30]研究證明，山藥具有降血糖、降血脂的作用。何云[31]研究結(jié)果表明，山藥多糖對(duì)四氧嘧啶誘導(dǎo)的大鼠糖尿病模型的降糖作用與山藥多糖的劑量呈正相關(guān)。楊宏莉等[32]利用糖尿病大鼠模型對(duì)山藥多糖降血糖的作用機(jī)制進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，山藥多糖可提高大鼠血液中的己糖激酶、琥珀酸脫氫酶以及蘋果酸脫氫酶等糖代謝關(guān)鍵酶的活性來(lái)促進(jìn)血糖代謝，從而實(shí)現(xiàn)降血糖作用。郜紅利等[33]研究結(jié)果表明，山藥多糖降糖作用可能與增加胰島素分泌、改善胰島 細(xì)胞功能和清除多余的自由基有關(guān)。馬立新等[34]在臨床上通過(guò)給糖尿病患者注射胰島素治療的同時(shí)讓患者攝食山藥，結(jié)果表明，采用胰島素與攝食山藥聯(lián)合較單獨(dú)使用胰島素的治療效果要好，山藥可能通過(guò)調(diào)節(jié)患者血液中胃腸激素和血管腸活性肽來(lái)發(fā)揮作用。

2.2 抗氧化、抗衰老作用

王麗霞等[35]通過(guò)過(guò)氧化酶法、核黃素光照法、Fenton反應(yīng)等生化方法，測(cè)定了山藥蛋白多糖抗氧化的作用，結(jié)果表明，山藥多糖對(duì)活性氧自由基包括H2O2、·OH等均有清除能力，可減少紅細(xì)胞溶血、抑制小鼠肝脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，且在一定范圍內(nèi)與劑量成正比。舒媛等[36]對(duì)采用不同方法處理的山藥粗多糖的抗氧化性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，采用Sevag法處理過(guò)的粗多糖抗氧化能力最強(qiáng)，未經(jīng)過(guò)處理的粗多糖次之，經(jīng)蛋白酶法處理的最弱，由此可見(jiàn)，山藥多糖結(jié)合蛋白具有較高的抗氧化能力，而游離的蛋白不具有抗氧化性。張婧萱等[37]采用超聲波乙醇浸提法對(duì)山藥中的總黃酮進(jìn)行了提取，并對(duì)黃酮的抗氧化作用進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示，黃酮提取液對(duì)Fenton體系產(chǎn)生的·OH有較強(qiáng)的清除能力。趙東寶等[38]為了進(jìn)一步研究山藥乙醇提取液中不同極性成分的抗氧化作用，將山藥乙醇提取物采用氯仿、乙酸乙酯、正丁醇3種溶劑進(jìn)行依次萃取，得到極性不同的4個(gè)部分，并用DPPH方法分別測(cè)定各部分的抗自由基活性，結(jié)果表明，乙酸乙酯萃取物活性最佳，氯仿萃取物次之，正丁醇萃取物和水溶性部分最差；進(jìn)一步分析還發(fā)現(xiàn)，乙酸乙酯和氯仿萃取物中富含多酚類成分。詹彤等[39]通過(guò)給衰老模型小鼠注射山藥多糖來(lái)研究其抗衰老作用，結(jié)果表明，注射山藥多糖后小鼠體內(nèi)的過(guò)氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶等活性增強(qiáng)，單胺氧化酶活性降低，過(guò)氧化脂質(zhì)和脂褐質(zhì)含量降低，這說(shuō)明山藥多糖具有較強(qiáng)的抗衰老作用。蔣艷玲[40]報(bào)道，山藥多糖可以拮抗衰老模型小鼠免疫器官的萎縮，山藥多糖能夠使胸腺皮質(zhì)細(xì)胞和淋巴細(xì)胞數(shù)量增加，提高免疫抗衰老。

2.3 調(diào)節(jié)脾胃作用

李樹(shù)英等[41]通過(guò)灌胃給藥的方式給予小鼠一定劑量的山藥提取液，觀察其對(duì)小鼠脾胃的影響，結(jié)果表明，山藥能夠抑制正常小鼠的胃排空及腸管推進(jìn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)脾虛小鼠模型胃腸推進(jìn)運(yùn)動(dòng)亢進(jìn)行為有拮抗作用。程林等[42]采用脾虛小鼠模型研究了山藥水提液中不同極性成分對(duì)腸胃功能的影響，結(jié)果表明，麩炒山藥水提液的二氯甲烷萃取物對(duì)小鼠胃排空的抑制作用最強(qiáng)，麩炒山藥水提液的二氯甲烷和正丁醇萃取物對(duì)小鼠腸推進(jìn)的抑制作用最強(qiáng)；山藥麩炒品的二氯甲烷萃取物對(duì)小鼠胃排空的抑制作用、二氯甲烷及正丁醇萃取物對(duì)小鼠腸推進(jìn)的抑制作用比山藥生品更強(qiáng)。陳金秀等[43]采用利血平誘導(dǎo)小鼠脾虛模型研究山藥水煎液對(duì)小鼠腦內(nèi)單胺遞質(zhì)的影響，研究結(jié)果表明，山藥水煎液對(duì)正常小鼠無(wú)影響，對(duì)脾虛小鼠有促進(jìn)單胺遞質(zhì)的合成作用，并認(rèn)為山藥水煎液能有效緩解小鼠脾虛癥狀是其促進(jìn)單胺遞質(zhì)合成的機(jī)制之一。

2.4 肝損傷的保護(hù)作用

孫設(shè)宗等[44]在研究山藥多糖對(duì)肝損傷的保護(hù)作用時(shí)，采用四氯化碳誘導(dǎo)小鼠肝損傷，再給予一定劑量的山藥多糖進(jìn)行治療，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，山藥多糖可以降低肝損傷小鼠血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和丙二醛的含量，并抑制脂質(zhì)過(guò)氧化物的生成，對(duì)由肝損傷引起的氧化損傷有保護(hù)作用。劉偉萍等[45]報(bào)道，山藥水提液對(duì)肝損傷小鼠有保護(hù)作用，小鼠損傷的肝組織壞死減輕、壞死灶減少、范圍減小，可能與山藥抗氧化的作用有關(guān)。

2.5 腎臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用

張亞等[46]研究了山藥灌胃預(yù)處理對(duì)大鼠腎臟缺血再灌注損傷的保護(hù)作用，結(jié)果表明，經(jīng)山藥預(yù)處理后細(xì)胞凋亡減少，尿素氮、肌酐及丙二醛含量下降，促進(jìn)腎小管細(xì)胞的再生修復(fù)和重建，保護(hù)了腎功能。

2.6 免疫調(diào)節(jié)作用

臨床研究證實(shí)，“脾虛”時(shí)消化功能紊亂，機(jī)體免疫功能下降。傅紫琴等[47]在觀察山藥多糖對(duì)脾虛小鼠的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，山藥多糖能抑制胃腸排空并且使胸腺指數(shù)及脾臟指數(shù)增加，初步推測(cè)免疫調(diào)節(jié)是山藥發(fā)揮補(bǔ)脾作用的機(jī)制之一。山藥多糖能促進(jìn)淋巴細(xì)胞的增殖能力和抗體的產(chǎn)生，對(duì)體液免疫、細(xì)胞免疫和非特異性免疫都有增強(qiáng)作用[48]。苗明三[49]報(bào)道，山藥多糖提高了灌胃小鼠吞噬細(xì)胞的吞噬能力、促進(jìn)溶血素和溶血空斑的形成，促進(jìn)淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化，有增強(qiáng)免疫的作用。鄭素玲等[50]研究山藥粗提液對(duì)衰老小鼠免疫器官的影響發(fā)現(xiàn)，衰老小鼠的胸腺脾臟外觀得到改善，經(jīng)過(guò)鏡檢胸腺皮質(zhì)、髓質(zhì)的比例提高，表明山藥對(duì)免疫器官有保護(hù)作用。

2.7 抗腫瘤防突變作用

趙國(guó)華等[51]通過(guò)小鼠移植實(shí)體瘤模型對(duì)山藥多糖的抗腫瘤活性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，山藥多糖對(duì)Lewis肺癌細(xì)胞及黑色素瘤均有抑制作用。杭悅宇等[52]報(bào)道，山藥可作為抗腫瘤藥物及化療藥物的輔助食品，能顯著增加受環(huán)磷酰胺抑制的白細(xì)胞總數(shù)。闞建全等[53]研究發(fā)現(xiàn)，山藥多糖具有抗突變作用，這可能與其抑制突變物對(duì)菌株的致突變作用有關(guān)。

3 臨床應(yīng)用

鑒于山藥諸多的藥理作用，常與其他藥材配伍使用，治療多種疾病。《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載，山藥具有“補(bǔ)虛贏，益氣力，久服耳目聰明，身輕延年”之功效，是常用的健脾補(bǔ)氣的良藥，對(duì)調(diào)理一些慢性疾病和促進(jìn)身體恢復(fù)，有良好的作用。

3.1 治療小兒感染性疾病

孫道珍等[54]運(yùn)用竺黃沙參山藥合劑治療30例小兒遷徙性肺炎患者，治愈23例，起效6例，無(wú)效1例，總有效率達(dá)96.6%。黃國(guó)平[55]用“二術(shù)山藥湯”治療50例小兒遷徙性腸炎患者，總有效率達(dá)88.0%，明顯高于西藥對(duì)照組。崔冬生[56]運(yùn)用薯蕷散治療50例小兒厭食癥患者，總有效率達(dá)92.0%。

3.2 治療慢性腎炎、腎病綜合征

聶紅梅[57]在臨床上應(yīng)用無(wú)比山藥湯來(lái)治療86例慢性腎炎患者，治療后患者尿蛋白下降或消失、血漿蛋白和白蛋白的含量上升、膽固醇的含量下降，平均在11.2個(gè)月的療程后，有77例病人顯效，有效率達(dá)89.5%。裴竹蓮等[58]運(yùn)用黃芪、芡實(shí)、山藥等組成益腎健脾化瘀湯，來(lái)治療慢性腎炎，臨床觀察108例患者，服藥后患者尿蛋白明顯下降或消失，經(jīng)過(guò)3個(gè)療程后，總有效率達(dá)到86.1%。邵燕燕[59]以黃芪、黨參、山藥等益腎類中藥組方治療慢性腎炎，并與金水寶膠囊做對(duì)照，治療組42例總有效率達(dá)85.7%，對(duì)照組30例總有效率達(dá)63.3%，結(jié)果表明，益腎類中藥的治療慢性腎炎效果明顯。

3.3 治療慢性阻塞性肺氣腫

應(yīng)瑛[60]以淮山藥為主，輔玄參、白術(shù)等其他藥材組成復(fù)方，臨床觀察治療40例慢性阻塞性肺氣腫患者的情況，經(jīng)過(guò)1個(gè)月的治療，絕大部分患者咳痰量下降，肺的通氣和換氣功能好轉(zhuǎn)，總有效率為95.0%。

3.4 治療糖尿病

周福成等[61]采用懷山藥、五倍子等中藥與西藥治療糖尿病，經(jīng)過(guò)2～8個(gè)療程的治療，198例患者中絕大多數(shù)血糖均低于7.6mmol/L；尿糖、尿蛋白、酮體降低或轉(zhuǎn)陰的情況總有效率為98.9%。張景義等[62]用山藥降糖丸治療糖尿病，臨床觀察中大多數(shù)患者“三多一少”癥狀及檢測(cè)指標(biāo)有所改善，86例患者中，顯效80例，總有效率93.0%。宋銀枝等[63]用黃芪、山藥、丹參等祛濕中藥材為基本方，治療糖尿病型腎病，并與西藥治療做對(duì)比，結(jié)果表明，在降低尿微量白蛋白排泄率、尿蛋白、總膽固醇和甘油三脂方面治療組優(yōu)于對(duì)照組，治療組的有效率達(dá)89.1%，對(duì)照組有效率為70.0%。

4 小結(jié)與討論

山藥在日常生活中扮演著重要的角色，是衛(wèi)計(jì)委認(rèn)定的第一批藥食兩用植物，具有很高的營(yíng)養(yǎng)及藥用價(jià)值。山藥的營(yíng)養(yǎng)成分及功能因子豐富，藥理作用廣泛且毒副作用很小，是家庭餐桌上常見(jiàn)的佳肴，也是醫(yī)藥領(lǐng)域常用的一味藥材，其蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，市場(chǎng)開(kāi)發(fā)潛力十分廣闊。但是，對(duì)山藥缺乏系統(tǒng)深入地研究，有關(guān)研究主要集中于山藥多糖，對(duì)其他成分的藥理作用研究不深入，目前可以從優(yōu)化山藥成分的提取條件入手，分離并鑒定山藥單體成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)現(xiàn)代藥理實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步確定其藥理作用及其作用靶點(diǎn)，為山藥的食品、保健品和藥品開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。