医学实验研究

医学实验研究：黄芪的功效与作用，化学成分及药理作用黄芪作为一味珍贵的中药材，素有“东北小人参”之称，清朝宫内称其为“补气诸药之最”，为补中益气要药。近年来，黄芪在保健、养生领域的药用价值亦越来越受到人们的重视，具有广阔的开发前景。文章就近年来黄芪的化学成分及药理作用的研究状况做一整理、总结，为对黄芪形成系统的认识和进一步开发利用奠定基础。黄芪2010版《中华人民共和国药典》[1]规定，黄芪为豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根，性味甘温，主归脾肺二经，具有补中益气、健脾益肺、托毒生肌之功效。黄芪药用范围广泛，可用于脾气虚所致倦怠乏力，食少便溏；肺气虚所致咳喘，气短；气血不足所致疮疡久溃不敛，以及久泻脱肛、气虚自汗、水肿、小便不利等。多年来，人们对黄芪的化学成分及药理作用进行了大量的研究，本文将其研究状况进行归纳，现分别论述如下。1黄芪化学成分的研究1.1黄酮类迄今从黄芪中分离得到的黄酮类化合物有黄酮、异黄酮、异黄烷和紫檀烷四大类[2]。多年来，相关学者对蒙古黄芪、荚膜黄芪、贺兰山黄芪等不同品种的黄芪进行了化学成分研究。据文献资料，前苏联学者从蒙古黄芪中分得多种黄酮苷元：山奈酚、槲皮素、异鼠李素、鼠李柠檬素、熊竹素。贺正全[3]从蒙古黄芪中分得黄芪异黄烷苷。Subarnas[4]等从蒙古黄芪中分得7-O-methylisomucronulatol、isomucronulatol-7，2′-di-O-glucoside、5′-hydroxyisomucronulatol-2′，5′-di-O-glucoside，3.9-di-O-methylnissolin，isomucro-nulatol和isomucronulatol-7-O-glucoside，其中前4种为新化合物。吕归宝等[5]从蒙古黄芪中分得芒柄花素，毛蕊异黄酮及其葡萄糖苷，2′-羟基-3′，4′二甲氧基异黄烷-7-O-β-D-葡萄糖苷（24），9，10-二甲氧基紫檀烷-3-O-β-D-葡萄糖苷（15）。曳野宏等[6]从蒙古黄芪中分得（3R）-2′，3′-二羟基-7，4′-二甲氧基异黄酮和（6aR，11aR）-10-羟基-3，9-二甲氧基紫檀烷（13）。Anas.等[7]从蒙古黄芪中分得5个异黄烷（17，22，23，24，25）和一个紫檀烷（14）。李继红等[8]从蒙古黄芪中分得芒柄花苷（4′-二甲氧基异酮-7-O-β-D-葡萄糖苷），9，10-二甲氧基紫檀烷-3-O-β-D-葡萄糖苷。王志学等[9]从膜荚黄芪中分得芒柄花素和毛蕊异黄酮。齐宗韶等[10]从膜荚黄芪中分得2′，4′-二羟基-5，6-二甲氧基二氢异黄酮。宋纯清等[10,11]从膜荚黄芪分得芒柄花素，毛蕊异黄酮，6，4′-二甲氧基-7-O-β-D-葡萄糖苷，3′-羟基-4′-甲氧基异黄酮，8，3′-二羟基-7～4′-二甲氧基异黄酮（1），奥刀拉亭-7-O-β-D-葡萄糖苷（6），后两个为新化合物。HeZhengquan等[12]从膜荚黄芪中得到了6个异黄烷化合物（23～28）。曹津铭[13]从膜夹黄芪根中分得芒柄花素和毛蕊异黄酮。赵明等[14]从贺兰山黄芪的根中分得3个异黄烷及一个异黄酮。王伟等[15,16]从红花岩黄芪中分得5，7-二羟基-4′-甲氧基-6，8-二异戊烯基异黄酮（11），5，7-二羟基4′-甲氧基-6-异戊烯基异黄酮（12），5，7-二羟基-4′-甲氧基-8-异戊烯基异黄酮（9），金雀花异黄素[5，7-二羟基-4′-甲氧基异黄酮（10）]，芒柄花素和1，7-二羟基-3，9-二甲氧基紫檀烯（30），5，7-二羟基-4c-甲氧基-6，8-二异戊烯基异黄酮为新天然产物。徐艳春等[17]从华黄芪中分得山奈酚。海力茜等[18,19]从多序岩黄芪中分得红芪木脂素，异甘草素，7-羟基-4c-甲氧基异黄酮（7），毛蕊异黄酮，芒柄花素和3-羟基-9-甲氧基紫檀烷（16），其中红芪木脂素为新化合物。黄芪1.2多糖类黄芪中所含多糖成分主要为葡聚糖和杂多糖。其中葡聚糖又有水溶性葡聚糖和水不溶性葡聚糖，分别是α（1→4）（1→6）葡聚糖和α（1→4）葡聚糖。杂多糖多为水溶性酸性杂多糖，主要由葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖和半乳糖组成，含有少量糖醛酸，由半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸组成，而有些杂多糖仅由葡萄糖和阿拉伯糖组成[20]。研究发现，从蒙古黄芪中提取黄芪多糖I、II、III，其中黄芪多糖I是由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成的杂多糖[21]。1.3皂苷类皂苷类为黄芪中重要的有效成分。自1970年以来，随着分离提取、结构鉴定技术的发展，已先后从膜荚黄芪和蒙古黄芪及其同属近缘植物中分离出40多种三萜皂苷类化合物[22]，主要有黄芪皂苷、乙酰基黄芪皂苷、异黄芪皂苷、大豆皂苷等四大类[23]。其中，黄芪皂苷Ⅳ（黄芪甲苷）是一种羊毛酯醇形的四环三萜皂苷，是黄芪的主要有效成分，为黄芪药材的定性定量指标。研究报道，ZhuYongzhi等[24]从蒙古黄芪地上部分的乙醇提取物的正丁醇萃取部分通过SephadexLH-20（MeOH）以及硅胶柱层析分离得到两种新的成分：longholicosideI、II。王惠康等[25]从蒙古黄芪中分离出黄芪皂苷I、II、IV及大豆皂苷I，从梭果黄芪中分得两种新三萜皂苷，即梭果黄芪苷。黄芪1.4氨基酸类黄芪中含有多达25种氨基酸[26,27]，如γ-氨基丁酸、天冬酰胺、天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸等，其中苏氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸为人体必需的氨基酸[28]。1.5其他成分黄芪中还含有多种微量元素（如Sc，Se，Cr，Mn，Co，C）、甾醇类物质、叶酸、亚麻酸、亚油酸、甜菜碱、胆碱、咖啡酸、香豆素、尼克酸、核黄素、维生素P、淀粉E等[29]。2黄芪药理作用的研究现代药理研究表明，黄芪具有促进机体代谢，促进血清和肝脏蛋白质的更新，增强和调节机体免疫，增强心肌收缩功能，具有降血糖、抗肿瘤、抗疲劳、抗菌等作用。2.1对心血管系统的作用黄芪具有强心作用，大量的研究证明，黄芪对正常心脏有加强收缩的作用，对因中毒或疲劳而衰竭的心脏，其强心作用更显著，表现为可使心脏收缩振幅增大，排出血量增多[30]。有报道称，黄芪水煎剂对离体蛙心无明显作用，但醇提液可使离体蛙或蟾蜍心脏收缩增强，振幅明显扩大，大剂量时则产生抑制，并认为黄芪皂苷可能是通过NAK-ATP酶实现强心作用[31]。黄芪具有明显的正性肌力作用，其中XGA（黄芪苷IV）为主要活性成分，作用机理与强心苷类药物相似。黄芪具有心肌保护作用，刘洋等[32]实验证明，黄芪对心肌缺血缺氧、缺血/再灌注损伤、缺氧缺糖/复氧复糖损伤、感染病毒以及药物中毒的心肌均有明显的保护作用。黄芪中的总黄酮可以显著减轻心肌缺血患者的血流动力学，增加心室肌细胞的幅值，增强心肌收缩力[26]，还可以改善内皮细胞的通透性，抑制低渗所致的液体滤过流量。实验证明，黄芪能抑制大鼠MDA含量，提高SOD活性，清除自由基[33]。黄芪能改善病毒性心肌炎患者的左心室功能，还有一定的抗心律失常作用，可能是由延长有效不应期所致的。黄芪对血压还具有双向调节作用，轻用升血压，重用则降血压。降血压2.2对免疫系统的作用实验证明黄芪具有提高细胞免疫和体液免疫的功能，并具有增加机体非特异性免疫的功能。杨凤华等[34]采用“细胞毒”法和“MTT法”，观察黄芪水溶性黄酮类（AF）对氢考（HC）致免疫功能低下小鼠和正常小鼠的细胞免疫功能的影响，发现AF能提高免疫功能低下小鼠T细胞总数及L3T4＋、Lyt2＋细胞百分率和L3T4＋/Lyt2＋细胞比值，并可恢复至正常水平，还能促进ConA诱导的小鼠脾淋巴细胞的增殖，且本身具有丝裂原的作用，说明黄芪水溶性黄酮类对细胞免疫功能具有促进作用。据报道，黄芪水煎剂能增强网状内皮系统和巨噬细胞的吞噬功能。正常人服用黄芪后血中IgM、IgE及CAMp水平显著增加，并能增强机体诱生干扰素的功能。黄芪能提高免疫球蛋白、促进抗体产生、对B淋巴细胞免疫功能具有显著的增强作用，对T淋巴细胞功能也有增强作用[35]。值得一提的是，黄芪不仅对免疫功能低下有增强作用，还具有双向的调节作用，能够恢复紊乱的免疫机能。免疫力2.3对机体代谢的影响黄芪可使细胞的生理代谢增强，这可能是通过细胞内cAMP、cGMP的调节作用来完成的。黄芪还能促进血清和肝脏的蛋白质更新，对蛋白质代谢有促进作用，这可能是黄芪扶正作用的另一个重要方面。刘杰等[36]通过实验证明，黄芪可明显增加3H亮氨酸摄入血清的速率以及肝脏合成蛋白质的速率。黄小平等[37]报道，黄芪甲苷可显著增加小鼠脑组织ATP、ADP、AMP的量，增强脑组织GLUT3基因和蛋白表达，说明黄芪甲苷可明显改善脑缺血/再灌注损伤后脑组织能量代谢，促进缺血脑组织对能量物质的利用。黄芪2.4抗肿瘤作用黄芪的抗癌作用可能与其增强宿主免疫功能、抑制肿瘤细胞增殖，促进肿瘤细胞凋亡等因素相关[38]。陈光等[39]将小鼠S180肿瘤细胞经黄芪多糖培养，发现黄芪多糖具有一定的诱发细胞凋亡的作用，可使S期细胞数目减少，促进细胞分化为G0-G1和G2-M期，随着剂量的加大，肿瘤细胞主要停留在G2-M期。季宇彬等[40]对S180小鼠也做了相关研究，实验对S180小鼠腹腔注射给药7d，用聚丙烯酰胺凝胶电泳测定小鼠红细胞膜带3蛋白及血型糖蛋白A的相对含量，得出黄芪多糖可以使S180小鼠红细胞膜磷脂含量升高0.17mmol/L、胆固醇含量降低0.06mmol/L；可以显著增加S180小鼠红细胞膜带3蛋白及血型糖蛋白A的相对含量（2.88%、7.40%）和增加0.23mmol/L红细胞膜唾液酸含量；提高S180小鼠红细胞膜流动性；还可以使S180小鼠红细胞CR1数量增加5.90%，S180小鼠红细胞DTER和RBC-C3bRR增加3.13%和3.26%。这说明，黄芪多糖可以改善肿瘤机体红细胞膜组分及结构，从而维持细胞膜的流动性，恢复红细胞的功能；还可以增加肿瘤机体红细胞CR1的数量，增强红细胞CR1天然免疫活性，改善肿瘤机体红细胞免疫功能。2.5保肝作用黄芪能防止肝糖原减少，亦有报道称黄芪中因含有一种微量元素硒，能提高谷胱甘肽过氧化物酶活性，激活解毒酶系，从而对肝细胞起保护作用[41]。黄珮珺等[42]观察黄芪对急性弓形虫感染小鼠肝脏的影响，发现黄芪可通过诱导iNOS增强肝脏的抗虫作用，起到保肝作用。2.6抗衰老作用黄芪具有消除体内自由基，延缓衰老的作用。赵莲芳等[43]通过实验证明，黄芪多糖能明显提高小鼠抗氧化物酶的活性，增加免疫器官的质量，保护细胞免受自由基产生的过度氧化作用的影响，起到延长细胞寿命的作用。丛敬等[44]分别用低剂量和高剂量的黄芪给小鼠灌胃，实验得出高剂量黄芪可明显增加小鼠皮肤的真皮厚度和胶原纤维面积，因此具有延缓小鼠皮肤衰老的作用。黄芪2.7抗菌、抗病毒作用黄芪对痢疾杆菌、肺炎双球菌、溶血性链球菌A、溶血性链球菌B、溶血性链球菌C及金黄色、柠檬色、白色葡萄球菌等均有抑制作用，对口腔病毒及流感仙台BB1病毒的致病因素也有一定的抑制作用，但无直接灭活作用。郭棋等[45]报道，黄芪对柯萨奇B3病毒（CvB3）感染大鼠心肌细胞及正常对照心肌细胞Ca2＋内流均呈显著抑制作用（P<><0.05），说明黄芪可减少病毒感染引起的心肌>2.8其他作用除以上作用外，黄芪还具有抗辐射、抗癌、抗肾炎、利尿、美容等作用。黄芪3结语黄芪作为大宗药材，其化学成分较多，药理作用广泛，不仅应用于临床多种系统的疾病，而且时下作为保健养生品，其市场前景广阔。目前，黄芪的应用还处于开发阶段，对其进行深入、系统的研究很有必要。参考文献：[1]国家药典委员会.中国药典2010年版(一部)[S].北京:化学工业出版社,2010:264[2]温燕梅.黄芪的化学成分研究进展[J].中成药,2006,28(6):879[3]贺正全,王宝琴.蒙古黄芪化学成分的分离鉴定[J].药学学报,1990,25(9):694-698[4]Suba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