黃芪化學成分及藥理作用綜述

1、摘要近年研究表明黃芪的主要化學成分有黃芪多糖、皂苷類、黃酮類和氨基酸等;其藥理作用為提高免疫功能, 增強抗氧化、抗輻射和抗癌作用, 保護心腦血管、肝臟、腎臟和肺臟作用, 保護腦細胞、提高記憶力, 舒張血管平滑肌, 激素樣作用, 抗菌及抑制病毒作用, 降血脂、降血糖、減少糖尿病并發(fā)癥等;臨床上黃芪廣泛用于治療循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、內(nèi)分泌和血液系統(tǒng)疾病;臨床上未見明顯肝腎毒性,但有妊娠晚期誤用致難產(chǎn), 靜滴黃芪制劑出現(xiàn)輕度過敏反應等臨床報道。文中對近年來黃芪的化學成分及藥理作用研究進展進行綜述。關鍵詞: 黃芪,化學成分,藥理作用AbstractRecent studies hav

2、e indicated that the main chemical compositions of Astragalus membranaceus include Radixastragali polysaccharide, saponin categories and amino acids. The experimental studies have shown that Astragalus membranaceus can imp- rove immune function; enhance resist an cetooxidation; exertanti-radiation a

3、nd antic- ancer effects; protect cardiovascular, liver, kidney, lung, and braincells; improve me- mory; relax blood vessel smooth muscle; possess the hormone-like, antibacterial and antiviral effects; exert thehypolipidemic and hypoglycemic effects,And reduce comp- lications of diabetes. In clinic,

4、Astragalus membranaceus is widely used in treating ci- rculation, nerve, digestion, respiration, endocrine and blood diseases. Astragalus me- mbranaceus shows noobvious liver and kidney toxicity, butoccasionally causes dysto- cia after misuse in late pregnancy, and mild allergic reactions due to app

5、lication of the intravenous for mulations. This review summarized recent advances in the research of chemical compositions and the pharmacological effects of Astragalus membranaceus.Key words； Astragalus membranaceus， chemical composition， pharmacological effect目 錄摘要1Abstract3前言5化學成分51 黃芪多糖52 黃芪皂苷62

6、.1 黃啟總皂苷62.2 黃芪甲苷72.3 其他皂苷單體83黃芪黃酮8黃芪安全性9應用前景及展望9參考文獻9前言黃芪作為傳統(tǒng)中藥材，為多年生草本植物。黃芪性微溫,味甘,歸脾、肺經(jīng),有補氣升陽,益衛(wèi)固表,托毒生肌,利水退腫之功效?，F(xiàn)代藥學研究表明，黃芪含有多種活性成分，包括黃芪多糖、黃芪皂苷、黃芪黃酮類成分等。黃芪用途廣泛,可用于脾肺氣虛或中氣下陷之癥;衛(wèi)氣虛所致表虛自汗;氣血不足所致癰疽不潰或潰久不斂以及浮腫尿少和氣虛血滯導致的肢體麻木,關節(jié)痹痛,氣虛津虧的消渴等癥。近年來人們對黃芪的化學成分、藥理作用及臨床應用進行大量的研究。本文以黃芪的活性成分、藥理作用為研究對象，對近年來試驗結(jié)果進行匯總

7、，以期為臨床應用及產(chǎn)品開發(fā)提供依據(jù)?；瘜W成分1黃芪多糖黃芪多糖作為一類生物大分子成分，其結(jié)構(gòu)與活性研究較為廣泛。目前認為黃芪多糖的單糖種類主要包括L-鼠李糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、L-木糖、D-核糖、L-核糖、D-半乳糖、D-葡萄糖和D-甘露糖等1。多糖發(fā)揮著極其重要的生物功能，目前報道，其具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗動脈粥樣硬化2、降血糖3、抗病毒4、治療代謝性紊亂5、遲發(fā)性神經(jīng)退行性疾病及抗衰老6等，同時已廣泛應用于獸醫(yī)臨床，提高動物的抗病能力7。其中黃芪多糖的免疫調(diào)節(jié)作用報道最多，被認為與黃芪的免疫調(diào)節(jié)作用直接相關，是其最重要的作用之一。起初認為它只可激活B細胞和巨噬細胞的增生，對T細胞無

8、明顯作用8。近年來，我國學者利用微波提取、膜過濾、陰離子交換樹脂及凝膠色譜等分離鑒定了一多糖成分MAPS-5，藥理實驗表明，其僅具有誘導T細胞增生，而對B細胞無明顯作用9。在對巨噬細胞的活性試驗中，黃芪多糖可以顯著提高巨噬細胞產(chǎn)生GM-CSF，TNF-，NO等細胞因子，增加NF-B蛋白水平10-11。由此可見，黃芪多糖作為生物大分子成分，發(fā)揮著不同的免疫調(diào)節(jié)活性，這些免疫調(diào)節(jié)作用使之一方面可以用于炎癥治療，如它可抑制脂多糖引發(fā)的TNF-和IL-8的產(chǎn)生，因此對腸炎患者有一定的治療作用12。另一方面，黃芪多糖也可應用于抗腫瘤方面，如黃芪多糖與云芝糖肽組方后可明顯降低阿霉素在抗腫瘤過程中引發(fā)的免疫

9、耐受現(xiàn)象13;此外，黃芪多糖與長春瑞濱、順鉑等聯(lián)合靜脈注射可改善晚期非小細胞肺癌患者的生存質(zhì)量和生存期15。黃芪多糖的免疫調(diào)節(jié)作用，促使其另一主要藥理活性為降血糖作用，有報道稱，黃芪多糖可通過增加肌細胞內(nèi)半乳凝素-1的表達15，增加胰腺-細胞總質(zhì)量16，治療I型糖尿病17。此外，富含糖類或多糖豐富的黃芪可緩解II型糖尿病大鼠的胰島素耐受及脂肪肝等癥狀18。黃芪多糖的降糖機制多數(shù)還是與其對骨骼肌的影響有關，它降低蛋白酪氨酸磷酸酶1B的表達19，調(diào)節(jié)骨骼肌內(nèi)PKB/GLUT4信號通路20，進而增加機體對胰島素的敏感性。這種降血糖作用的同時，黃芪多糖還可以通過影響腎皮質(zhì)內(nèi)NF-B，IB的mRNA表達

10、，改善早期糖尿病腎病變癥狀21。另外，它可以減少肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激并維持糖穩(wěn)態(tài)發(fā)揮降血糖作用22。2 黃芪皂苷2.1 黃啟總皂苷目前，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、異黃芪皂苷、乙?；S芪皂苷、大豆皂苷四大類(圖1，表1)。圖1黃芪皂苷的母核Fig. 1 Structure of astragaloside表1 黃芪皂苷部分列舉Table 1 List of astragalosides化合物R1R2R3R4R5R6黃芪皂苷IHCH3COCH3COGlcHH黃芪皂苷IIHHCH3COGlcHH黃芪皂苷IIIHHGlcHHH黃芪皂苷IVHHHGlc

11、HH黃芪皂苷VHHGlcHHGlc黃芪皂苷VIHHGlcGlcHH黃芪皂苷VIIHHHGlcHGlc異黃芪皂苷ICH3COHCH3COGlcHH異黃芪皂苷IIHCH3COHGlcHHCyclocephaloside IICH3COHHGlcHHtrojanoside AHHHHCH3COHtrojanoside HHHAraGlcHH黃芪皂苷具有多種藥理活性，主要包括免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、降血糖、抗病毒、多臟器保護等作用。在對多臟器保護作用研究中，發(fā)現(xiàn)黃芪總苷可保護沖擊波誘發(fā)的腎氧化損傷24;通過清除氧自由基、抑制Kupffer肝細胞內(nèi)TNF-和TGF-的產(chǎn)生，緩解肝纖維化進程25;通過減少心肌細

12、胞鈣離子外流，增強自由基的遷移，降低脂質(zhì)過氧化物的產(chǎn)生25等途徑防治心肌的損傷。以上抗氧化機制使之同樣具有延緩衰老等作用26。在對腦海馬神經(jīng)元保護作用研究中發(fā)現(xiàn)，黃芪總苷具有抑制胸腺細胞、海馬神經(jīng)元內(nèi)鈣離子濃度的升高和凋亡作用27，同時抑制腦內(nèi)APP及其mRNA、-分泌酶mRNA的表達，促進-分泌酶mRNA的表達28，最終發(fā)揮對記憶損傷保護的作用。2.2黃芪甲苷黃芪皂苷中活性研究較系統(tǒng)的為黃芪甲苷(黃芪皂苷IV)，其在黃芪中含量最高，對缺血造成的心、腦損傷具有保護性作用，同時具有抗病毒、降血糖、免疫調(diào)節(jié)等活性，很多活性已被應用于臨床。2.2.1 缺血保護性作用目前明確黃芪甲苷在心肌損傷29、低

13、氧-復氧造心肌損傷30、缺血大鼠31等模型中，可緩解肌漿網(wǎng)，并影響肌漿網(wǎng)內(nèi)Ca-ATP酶，從而調(diào)節(jié)鈣的轉(zhuǎn)運過程，影響心臟功能。通過上調(diào)超氧歧化酶-1的水平32、干預PI3-K/Akt通路，刺激血管生成和提高缺氧誘導因子1的積累33，最終對心肌缺血34、腦缺血模型35，甚至是原位肝移植模型造成的缺血再灌注損傷36等都具有保護作用。同時對腦缺血再灌注導致的血腦屏障滲透性增加病變也有改善作用37。在對腦損傷引發(fā)的神經(jīng)損傷也有一定的保護作用38。有報道，川芎嗪與黃芪甲苷聯(lián)合應用在大鼠缺血/再灌注腦損傷模型中，可通過降低IL-1和caspase-3基因的表達，保護腦神經(jīng)39。除對缺血模型有保護作用外，黃

14、芪甲苷心肌有保護性作用，如緩解大鼠的心衰40。對抗抑制壓力過載型心肌肥厚大鼠的腎素-血管緊張素過度激活，逆轉(zhuǎn)左室肥厚41。另外，黃芪甲苷可調(diào)節(jié)高半胱氨酸誘導的急性期內(nèi)皮功能異常42;對代謝綜合癥及內(nèi)皮功能障礙43、衰退型疾病44等都有保護作用。從基因水平上分析，發(fā)現(xiàn)黃芪甲苷對促血管生成、心肌發(fā)育、增強心肌功能等基因有上調(diào)作用45。2.2.1 抗病毒方面在抗病毒方面，有報道稱黃芪甲苷具有抗乙型肝炎病毒的活性46，在人肺腺癌細胞中可抑制腺病毒的復制和誘導細胞凋亡47。通過上調(diào)干擾素-發(fā)揮抗柯薩奇B3病毒的作用48。同時可通過抑制TGF-1信號通路49，誘發(fā)心肌細胞的凋亡50，緩解由該病毒引發(fā)的心肌

15、炎患者心肌細胞成纖維化進程。2.2.2 降糖方面降糖方面，在對3T3-L1脂肪細胞研究中，黃芪皂苷IV可通過誘導TNF-分泌，降低脂解作用，改善胰島的耐受作用51。此外，它可以作用于肝糖調(diào)節(jié)酶，從而發(fā)揮降糖作用52。對肝星膠質(zhì)細胞以及豬血誘導的肝纖維化等都有保護作用53。2.2.3 免疫調(diào)節(jié)方面免疫方面，黃芪甲苷對T，B淋巴細胞增殖、腹腔巨噬細胞功能等都有影響54。通過抑制NF-B活性以及黏附分子的表達發(fā)揮抗炎作用55。2.3 其他皂苷單體除黃芪甲苷具有較好的藥理活性外，其余齊墩果烷型和環(huán)菠蘿烷型皂苷多具有調(diào)節(jié)淋巴細胞增殖的作用56-57，其中Macrophyllosaponin B和黃芪皂苷

16、VII，兩種黃芪皂苷類成分可通過體液免疫、細胞免疫等發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)活性58。黃芪皂苷I，II，III對不同癌細胞顯示了不同的細胞毒作用59。在對結(jié)腸癌實驗中，黃芪總皂苷可通過抑制p21，抑制細胞周期依賴性激酶活性等，增加細胞周期S期、G2/M期阻滯，抑制癌細胞的增殖，也可通過誘導細胞凋亡60，轉(zhuǎn)錄激活NSAID活化基因61等，發(fā)揮抗腫瘤作用，對骨髓瘤也有很好的抑制作用62。在抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)方面，黃芪皂苷可活化誘生IL-2細胞因子，特別是黃芪皂苷VII，而IL-2主要由活化的T細胞產(chǎn)生，具有免疫、抗腫瘤作用，因此推測這一機制可能也是三萜類皂苷具有免疫、抗腫瘤活性的原因之一63。除以上活性外，黃芪

17、皂苷類成分特別是黃芪皂苷V可阻礙(羧甲基)賴氨酸、戊糖苷等的形成，抑制糖尿病患者視網(wǎng)膜病變、神經(jīng)病變等的發(fā)展進程，最終對糖尿病并發(fā)癥有預防作用64。3 黃芪黃酮黃芪總黃酮是黃芪的又一活性部位，主要包括毛蕊異黃酮、芒柄花素(圖2)及其糖苷等成分，具有免疫調(diào)節(jié)、抗損傷、抗突變、抗腫瘤、抑制動脈粥樣硬化等活性。如，有學者發(fā)現(xiàn)甘肅黃芪黃酮類化合物可劑量依賴性抑制AngII誘導的內(nèi)皮細胞凋亡，其機制可能與降低Fas相關65。在抗腫瘤方面，黃芪總黃酮及毛蕊異黃酮等都具有抑制人紅白血病K562細胞增殖的作用，可將細胞停滯在G0/G1期，同時降低細胞內(nèi)Cyclin D1 mRNA水平66。圖2 黃芪黃酮類典型

18、成分Fig. 2 Typical structures of Astragalus flavonoids黃芪安全性臨床有報道在使用黃芪后偶有皮膚瘙癢、低熱、腹脹、惡心等癥狀,停藥后自行消失,無肝腎毒性67。此外,妊娠晚期誤用會造成胎兒過大而難產(chǎn)。有在靜滴黃芪時出現(xiàn)紅斑、瘙癢、頸水腫癥狀的個案,考慮為過敏反應所致,其原因可能與黃芪中含有多糖、多肽等生物大分子,提取加工不純、含有雜質(zhì)及患者個體差異有關。雖然黃芪安全性很高, 但臨床應用時仍需辨證論治,不可濫用。應用前景及展望根據(jù)黃芪化學成分的不同藥理作用，黃芪在臨床上主要用于脾肺氣虛、中氣下陷之癥，治療冠心病、心力衰竭、缺血性腦血管疾病，防治感冒，

19、治療小兒支氣管哮喘，治療慢性乙肝、慢性腎炎、病毒性心肌炎、流行性出血熱及消化性潰瘍等。同時，黃芪在保健品、食品、化妝品等行業(yè)的應用也迅速升溫。黃芪與其他中藥配伍可防治肥胖，尤其適用于皮膚恍白、肌肉松軟、多汗、容易疲勞、身體沉重或下肢浮腫等虛癥的肥胖人或伴有關節(jié)疼痛的患者。因此，黃芪的國際及國內(nèi)市場開發(fā)潛力巨大，具有廣泛的應用前景。鑒于黃芪具有一定的抗腫瘤作用，國內(nèi)報道中藥的抗腫瘤作用是多種有效成分綜合作用的結(jié)果68，揭示中藥有效成分的抗腫瘤機制對中藥抗腫瘤的研究具有重要意義。目前，抗腫瘤中藥的研究主要是從天然產(chǎn)物中提取、分離得到活性物質(zhì)，結(jié)合現(xiàn)代細胞分子生物學，進一步探索其作用機制。我國有著豐

20、富的中藥資源和中醫(yī)理論與實踐經(jīng)驗，結(jié)合現(xiàn)代分子生物學，對中藥抗腫瘤機制的研究將會有更大的發(fā)展前途，并對中藥抗腫瘤起到重要的指導作用。隨著對中藥抗腫瘤作用的實驗和臨床研究的深入開展，中藥抗腫瘤作用日益被肯定，也越來越受到國際社會的承認。中藥抗腫瘤具有多靶點、多效應、不良反應小、不易產(chǎn)生耐藥性、安全有效等優(yōu)點。如何合理利用中藥抗腫瘤的這些優(yōu)勢開發(fā)出特色有效的抗腫瘤藥物是目前中醫(yī)學研究的重點。參考文獻1 陳艷蕊，毛欣月，金文聞，等. 黃芪多糖結(jié)構(gòu)及其單糖組成的氣相色譜-質(zhì)譜研究J. 現(xiàn)代生物醫(yī)學進展，2011 ( S1) :4632.2 Y F Wang，X F Yang，B Cheng，et al

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