黃芪化學成分及藥理作用研究進展

馬艷春，胡建輝，吳文軒，段瑩，范楚晨，馮天甜，王旭，吳修紅

(黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040)

黃芪作為中醫(yī)臨床常用的中藥材之一，其性微溫，味甘，具有補氣升陽，固表止汗，生肌托毒排膿等功效，被譽為“補藥之長”。本文意在總結近期有關黃芪的研究成果，以期助益于臨床應用。

1 黃芪的化學成分

1.1 多糖類

黃芪中多糖類成分主要為葡聚糖和雜多糖兩大類，其中葡聚糖依據(jù)其水溶性，又可分為水溶性葡聚糖和水不溶性葡聚糖，而雜多糖則多為水溶性酸性[1]，具有抗炎、調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、抗應激、保肝等作用。不同產(chǎn)地、不同基源的黃芪所含黃芪多糖有所差異，杜旻等[2]比較了蒙古黃芪和膜莢黃芪中多糖類物質(zhì)的含量,發(fā)現(xiàn)蒙古黃芪的總多糖含量普遍高于膜莢黃芪。朱尚文等[3]通過檢測也發(fā)現(xiàn)，在全國的4個黃芪主產(chǎn)地中,甘肅地區(qū)所產(chǎn)黃芪的多糖含量明顯高于陜西、內(nèi)蒙古及黑龍江產(chǎn)地。

1.2 黃酮類

包括黃酮、黃酮醇、橙酮、查爾酮、黃烷醇及異黃烷等類型[4]，具有抗氧化、抗炎、促進葡萄糖代謝等作用。李光躍[5]研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)蒙古地區(qū)黃芪黃酮含量與年日照時數(shù)和緯度呈正相關，而與年降水量和年均溫呈負相關，并發(fā)現(xiàn)3年生蒙古黃芪的不同部位的毛蕊異黃酮含量是葉>莖>根，莖和葉中黃酮類物質(zhì)含量較高。

1.3 皂苷類

目前已發(fā)現(xiàn)的40多種皂苷類物質(zhì)，其骨架以黃芪醇型和齊墩果烷型為主，主要有異黃芪皂苷、黃芪皂苷甲、黃芪皂苷乙、大豆皂苷等[6]，具有免疫調(diào)節(jié)、抑制NO釋放、神經(jīng)保護、抗癌等作用。黃芪中的皂苷類成分可作為不同產(chǎn)地黃芪的質(zhì)量監(jiān)測指標，芮雯等[7]通過比較不同產(chǎn)地黃芪中的皂苷類成分，對比出8個差異較大的皂苷類化合物,有力地證實了以黃芪皂苷Ⅰ、Ⅱ作為區(qū)分不同產(chǎn)地黃芪質(zhì)量優(yōu)劣的可行性。

2 黃芪的藥理作用

2.1 增強免疫力與抗腫瘤作用

免疫系統(tǒng)與腫瘤的發(fā)生、發(fā)展有著密切的聯(lián)系，研究發(fā)現(xiàn)，黃芪多糖(astragalus polysaccharides，APS)具有廣泛的藥理活性，能從多個層面調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)與腫瘤細胞之間的作用關系。APS不但能直接作用于腫瘤細胞的增殖與凋亡過程，調(diào)控癌細胞周期生長，而且能通過調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)間接改變腫瘤微環(huán)境，達到抑制腫瘤細胞生長和遷移的目的[8]。胸腺指數(shù)與脾指數(shù)作為衡量免疫功能的主要指標，劉艷玲等[9]發(fā)現(xiàn)，不同劑量的黃芪多糖均能抑制Lewis肺癌移植瘤生長，促進腫瘤細胞凋亡，減少血管生成，提高受試小鼠的胸腺指數(shù)和脾指數(shù)。雷琰等[10]發(fā)現(xiàn)APS能夠提高非小細胞肺癌患者的外周血CA125、VEGF及MMP-9表達，顯著改善血常規(guī)水平，減輕放療導致的骨髓抑制。徐靜雯等[11]通過對胃癌前病變(PLGC)的研究結果發(fā)現(xiàn)，APS能產(chǎn)生減輕PLGC大鼠胃黏膜損傷的作用，下調(diào)PLGC模型大鼠P53、P65、VEGF蛋白表達，降低細胞凋亡指數(shù)AI，減輕PLGC大鼠胃黏膜損傷，延緩PLGC的進展。嚴金金等[12]發(fā)現(xiàn)，在晚期卵巢上皮性癌患者的治療中，加用黃芪多糖注射液比單用紫杉醇蛋白結合型+洛鉑，更能改善免疫功能，且提高了治療的安全性。有學者從黃芪中提取了一種新的冷水可溶性AMWP-1A，發(fā)現(xiàn)其能影響巨噬細胞的吞噬作用，且能提升外周血中淋巴細胞亞群的水平，認為它在抗腫瘤方面有很大潛力[13]。

2.2 對糖尿病及其并發(fā)癥的影響

黃芪能調(diào)節(jié)機體代謝，臨床常用于糖尿病及其并發(fā)癥的治療。目前認為治療2型糖尿病及糖尿病腎病(DN)等代謝性疾病的有效方式是改善胰島素的敏感性，增加葡萄糖的攝取，而影響葡萄糖攝取的主要因素為胰島素抵抗。脂肪組織在胰島素刺激葡萄糖攝取的過程中發(fā)揮了重要作用，為其中的主要靶點[14]，APS可通過增加脂肪細胞對葡萄糖的攝取，激活蛋白激酶AMPK，達到提高胰島素敏感性的效果，且對糖代謝呈雙向調(diào)節(jié)作用，對正常血糖作用不明顯[14]。黃芪活性成分主要通過調(diào)節(jié)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激(ERS)、減輕炎癥反應、減少細胞凋亡、抑制腎的纖維化進程等機制來發(fā)揮對DN的治療作用[15]。其降低糖尿病腎病微量白蛋白尿的機制還可能與抑制腎素-血管緊張素系統(tǒng)的過度激活有關[16]。劉俊輝等[17]研究發(fā)現(xiàn)，APS可通過降低糖尿病模型大鼠視網(wǎng)膜中Akt、ICAM-1、TNF-α和VEGF的水平，進而減少白細胞在糖尿病病變的視網(wǎng)膜黏附、影響Akt-VEGF信號通路，最終起到對糖尿病模型大鼠視網(wǎng)膜病變的保護作用。

2.3 對心腦血管系統(tǒng)的影響

2.3.1 對心腦血管的保護作用

黃芪對心腦血管有一定的保護作用，有學者從代謝組學的角度研究發(fā)現(xiàn)，黃芪可以從能量代謝、氨基酸代謝和脂代謝等多個途徑，發(fā)揮對心腦血管的保護作用[18]。黃芪抑制創(chuàng)傷性腦水腫形成的機制可能與調(diào)節(jié)claudin-5蛋白表達，進而降低血腦屏障的通透性有關[19]。

2.3.2 對血壓的雙向調(diào)節(jié)作用

黃芪對血壓具有正負雙向調(diào)節(jié)作用。顧靜等[20]認為，黃芪對血壓的調(diào)節(jié)作用與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激(ERS)關系密切，其研究結果表明黃芪注射液(AST)能改善高血壓引起的血管壁肌層增厚，并能通過調(diào)節(jié)ERS保護性因子和促凋亡因子，改善模型大鼠VSMC凋亡，減輕血管重構。這與以往認為的通過一氧化氮-可溶性鳥苷酸環(huán)化酶-環(huán)磷酸鳥苷(NO-SGC-cGMP)信號調(diào)節(jié)VSMC的認識不同[21]。另外，有學者研究認為黃芪的降壓機制與其能降低血漿中內(nèi)皮素(ET)血管緊張素(AngⅡ)的水平密切相關[22]。

2.3.3 對心肌的作用

黃芪可以改善心肌能量代謝，抑制心肌組織重構，保護心肌[23]。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪的提取物黃芪甲苷Ⅳ(AS-Ⅳ)和黃芪多糖(APS)均能不同程度地改善心肌能量代謝，保護心肌功能的正常穩(wěn)定，其中AS-Ⅳ能抑制心肌細胞凋亡蛋白的表達[24]。APS改善心衰的功能可能與其激活了AMPK的相關通路，促進心肌攝取利用游離脂肪酸，改善了心肌代謝底物結構有關[25]。有學者認為APS改善心肌肥厚作用可能也與其通過影響AMPK通路，進而促進自噬反應有關[26]。LIU等[27]研究發(fā)現(xiàn)AS-Ⅳ也有類似功能，AS-Ⅳ能減小由主動脈束帶術引起的心臟肥大小鼠模型的心臟橫截面積，并改善心臟功能。

2.3.4 促血管生成作用

血管生成目前作為治療心力衰竭的新的突破點。研究發(fā)現(xiàn)，黃芪甲苷能加速心肌梗死后的血管生成，其機制為可能為AS-Ⅳ增加了自噬蛋白的表達，激活了自噬通路，而自噬在新血管生成中發(fā)揮重要作用[28]。體外研究表明，黃芪甲苷能夠促進內(nèi)皮祖細胞(EPCs)分泌釋放血管新生所必需的VEGFa、VEGFb、VEGFc、Ang-1和FGF，在調(diào)節(jié)EPCs介導的血管生成方面有巨大潛力[29]。

2.4 對內(nèi)臟的保護作用

黃芪對人體多個臟器有保護作用，其主要通過抗氧化應激和炎性因子、抑制內(nèi)臟的纖維化和抗細胞凋亡來發(fā)揮對臟器的保護作用。目前研究主要集中在黃芪對肝臟、肺臟和腎臟的保護作用機制上。

2.4.1 保肝作用

雷玲等[30]研究發(fā)現(xiàn)，黃芪能夠降低肝纖維化大鼠肝臟中p38MAPK的上游激活因子MKK3、磷酸化p38MAPK其游轉錄因子AFT-2的表達，其機制可能為黃芪可以通過調(diào)控肝纖維化大鼠肝臟中p38MAPK信號傳導通路上下游相關蛋白的表達，進而抑制致纖維化因子的表達，達到對肝臟纖維化的抑制作用。

2.4.2 對腎臟的保護作用

ZHOU等[31]通過研究黃芪甲苷對脂多糖(LPs)誘導的急性腎損傷(AKI)小鼠的影響及其分子機制，發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷可通過降低細胞趨化因子受體5(CCR5)和磷酸化的細胞外調(diào)節(jié)蛋白激酶(P-ERK)的表達，提高抗氧化能力，對膿毒血癥引起的AKI有保護作用。

2.4.3 對肺的保護作用

黃芪的提取物黃芪甲苷對大鼠肺缺血后再灌注后導致的肺損傷具有保護作用。熊平等[32]發(fā)現(xiàn)，不同劑量的黃芪甲苷均能不同程度地降低肺毛細血管的擴張,其中以中劑量組效果最佳,能使肺泡腔內(nèi)無水腫液及漏出的紅細胞,并能減少肺Ⅱ型上皮細胞脫顆粒。

2.5 對神經(jīng)系統(tǒng)的影響

研究發(fā)現(xiàn)，黃芪提取物對多種原因導致的神經(jīng)損傷均具有保護作用。目前研究較多的為其對視網(wǎng)膜神經(jīng)和學習記憶相關神經(jīng)的保護，以及對缺氧缺血性腦血管病的神經(jīng)保護作用。司俊康等[33]實驗發(fā)現(xiàn)，不同濃度的黃芪多糖均能逆轉由過氧化氫導致的體外培養(yǎng)RGC-5細胞氧化損傷，為黃芪類藥物治療糖尿病視網(wǎng)膜病變等疾病導致的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的損傷提供了一定的實驗基礎。鄭靜等[34]發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷對高濃度皮質(zhì)酮導致的神經(jīng)細胞損傷具有保護作用,可以不同程度地提高損傷細胞的成活率，并且能上調(diào)學習記憶相關蛋白SYN1和GCR的表達。謝耀錕等[35]研究發(fā)現(xiàn)黃芪注射液可通過提升Bcl-2/Bax比值來調(diào)節(jié)新生大鼠大腦皮層缺氧神經(jīng)細胞，避免其凋亡。而黃芪對缺氧缺血性腦血管病的神經(jīng)保護作用呈現(xiàn)多靶點、多作用趨向的特點。黃芪的提取物可以通過抑制炎癥反應，改善能量代謝，抗氧化，清除氧自由基，抑制細胞凋亡，保護血腦屏障及緩解細胞內(nèi)鈣超載等多種機制起到對缺血性腦卒中神經(jīng)保護作用[36]。

3 總結

綜上所述，黃芪作為中醫(yī)臨床常用的藥材之一，化學成分豐富，療效確切。當前已被廣泛運用于人體免疫系統(tǒng)、代謝系統(tǒng)和心腦血管系統(tǒng)疾病的治療中，且對黃芪的研究不止于單味藥及其成分，有關黃芪的方劑如黃芪防己湯、黃芪桂枝五物湯等，以及關于黃芪的藥對如黃芪-當歸、黃芪-丹參等也受到了學者們的廣泛關注。而且其藥用價值正逐漸被大眾所熟知，成為一種保健食品。相信隨著研究的不斷深入，黃芪的更多化學成分及藥理作用將被發(fā)現(xiàn)，其臨床使用范圍將進一步擴大，更有助于臨床的精準用藥與治療。