黄芪化学成分及药理作用研究进展

马艳春，胡建辉，吴文轩，段莹，范楚晨，冯天甜，王旭，吴修红

(黑龙江中医药大学，黑龙江 哈尔滨 150040)

黄芪作为中医临床常用的中药材之一，其性微温，味甘，具有补气升阳，固表止汗，生肌托毒排脓等功效，被誉为“补药之长”。本文意在总结近期有关黄芪的研究成果，以期助益于临床应用。

1 黄芪的化学成分

1.1 多糖类

黄芪中多糖类成分主要为葡聚糖和杂多糖两大类，其中葡聚糖依据其水溶性，又可分为水溶性葡聚糖和水不溶性葡聚糖，而杂多糖则多为水溶性酸性[1]，具有抗炎、调节免疫、抗肿瘤、抗应激、保肝等作用。不同产地、不同基源的黄芪所含黄芪多糖有所差异，杜旻等[2]比较了蒙古黄芪和膜荚黄芪中多糖类物质的含量,发现蒙古黄芪的总多糖含量普遍高于膜荚黄芪。朱尚文等[3]通过检测也发现，在全国的4个黄芪主产地中,甘肃地区所产黄芪的多糖含量明显高于陕西、内蒙古及黑龙江产地。

1.2 黄酮类

包括黄酮、黄酮醇、橙酮、查尔酮、黄烷醇及异黄烷等类型[4]，具有抗氧化、抗炎、促进葡萄糖代谢等作用。李光跃[5]研究发现，内蒙古地区黄芪黄酮含量与年日照时数和纬度呈正相关，而与年降水量和年均温呈负相关，并发现3年生蒙古黄芪的不同部位的毛蕊异黄酮含量是叶>茎>根，茎和叶中黄酮类物质含量较高。

1.3 皂苷类

目前已发现的40多种皂苷类物质，其骨架以黄芪醇型和齐墩果烷型为主，主要有异黄芪皂苷、黄芪皂苷甲、黄芪皂苷乙、大豆皂苷等[6]，具有免疫调节、抑制NO释放、神经保护、抗癌等作用。黄芪中的皂苷类成分可作为不同产地黄芪的质量监测指标，芮雯等[7]通过比较不同产地黄芪中的皂苷类成分，对比出8个差异较大的皂苷类化合物,有力地证实了以黄芪皂苷Ⅰ、Ⅱ作为区分不同产地黄芪质量优劣的可行性。

2 黄芪的药理作用

2.1 增强免疫力与抗肿瘤作用

免疫系统与肿瘤的发生、发展有着密切的联系，研究发现，黄芪多糖(astragalus polysaccharides，APS)具有广泛的药理活性，能从多个层面调节免疫系统与肿瘤细胞之间的作用关系。APS不但能直接作用于肿瘤细胞的增殖与凋亡过程，调控癌细胞周期生长，而且能通过调节免疫系统间接改变肿瘤微环境，达到抑制肿瘤细胞生长和迁移的目的[8]。胸腺指数与脾指数作为衡量免疫功能的主要指标，刘艳玲等[9]发现，不同剂量的黄芪多糖均能抑制Lewis肺癌移植瘤生长，促进肿瘤细胞凋亡，减少血管生成，提高受试小鼠的胸腺指数和脾指数。雷琰等[10]发现APS能够提高非小细胞肺癌患者的外周血CA125、VEGF及MMP-9表达，显著改善血常规水平，减轻放疗导致的骨髓抑制。徐静雯等[11]通过对胃癌前病变(PLGC)的研究结果发现，APS能产生减轻PLGC大鼠胃黏膜损伤的作用，下调PLGC模型大鼠P53、P65、VEGF蛋白表达，降低细胞凋亡指数AI，减轻PLGC大鼠胃黏膜损伤，延缓PLGC的进展。严金金等[12]发现，在晚期卵巢上皮性癌患者的治疗中，加用黄芪多糖注射液比单用紫杉醇蛋白结合型+洛铂，更能改善免疫功能，且提高了治疗的安全性。有学者从黄芪中提取了一种新的冷水可溶性AMWP-1A，发现其能影响巨噬细胞的吞噬作用，且能提升外周血中淋巴细胞亚群的水平，认为它在抗肿瘤方面有很大潜力[13]。

2.2 对糖尿病及其并发症的影响

黄芪能调节机体代谢，临床常用于糖尿病及其并发症的治疗。目前认为治疗2型糖尿病及糖尿病肾病(DN)等代谢性疾病的有效方式是改善胰岛素的敏感性，增加葡萄糖的摄取，而影响葡萄糖摄取的主要因素为胰岛素抵抗。脂肪组织在胰岛素刺激葡萄糖摄取的过程中发挥了重要作用，为其中的主要靶点[14]，APS可通过增加脂肪细胞对葡萄糖的摄取，激活蛋白激酶AMPK，达到提高胰岛素敏感性的效果，且对糖代谢呈双向调节作用，对正常血糖作用不明显[14]。黄芪活性成分主要通过调节内质网应激(ERS)、减轻炎症反应、减少细胞凋亡、抑制肾的纤维化进程等机制来发挥对DN的治疗作用[15]。其降低糖尿病肾病微量白蛋白尿的机制还可能与抑制肾素-血管紧张素系统的过度激活有关[16]。刘俊辉等[17]研究发现，APS可通过降低糖尿病模型大鼠视网膜中Akt、ICAM-1、TNF-α和VEGF的水平，进而减少白细胞在糖尿病病变的视网膜黏附、影响Akt-VEGF信号通路，最终起到对糖尿病模型大鼠视网膜病变的保护作用。

2.3 对心脑血管系统的影响

2.3.1 对心脑血管的保护作用

黄芪对心脑血管有一定的保护作用，有学者从代谢组学的角度研究发现，黄芪可以从能量代谢、氨基酸代谢和脂代谢等多个途径，发挥对心脑血管的保护作用[18]。黄芪抑制创伤性脑水肿形成的机制可能与调节claudin-5蛋白表达，进而降低血脑屏障的通透性有关[19]。

2.3.2 对血压的双向调节作用

黄芪对血压具有正负双向调节作用。顾静等[20]认为，黄芪对血压的调节作用与内质网应激(ERS)关系密切，其研究结果表明黄芪注射液(AST)能改善高血压引起的血管壁肌层增厚，并能通过调节ERS保护性因子和促凋亡因子，改善模型大鼠VSMC凋亡，减轻血管重构。这与以往认为的通过一氧化氮-可溶性鸟苷酸环化酶-环磷酸鸟苷(NO-SGC-cGMP)信号调节VSMC的认识不同[21]。另外，有学者研究认为黄芪的降压机制与其能降低血浆中内皮素(ET)血管紧张素(AngⅡ)的水平密切相关[22]。

2.3.3 对心肌的作用

黄芪可以改善心肌能量代谢，抑制心肌组织重构，保护心肌[23]。研究发现，黄芪的提取物黄芪甲苷Ⅳ(AS-Ⅳ)和黄芪多糖(APS)均能不同程度地改善心肌能量代谢，保护心肌功能的正常稳定，其中AS-Ⅳ能抑制心肌细胞凋亡蛋白的表达[24]。APS改善心衰的功能可能与其激活了AMPK的相关通路，促进心肌摄取利用游离脂肪酸，改善了心肌代谢底物结构有关[25]。有学者认为APS改善心肌肥厚作用可能也与其通过影响AMPK通路，进而促进自噬反应有关[26]。LIU等[27]研究发现AS-Ⅳ也有类似功能，AS-Ⅳ能减小由主动脉束带术引起的心脏肥大小鼠模型的心脏横截面积，并改善心脏功能。

2.3.4 促血管生成作用

血管生成目前作为治疗心力衰竭的新的突破点。研究发现，黄芪甲苷能加速心肌梗死后的血管生成，其机制为可能为AS-Ⅳ增加了自噬蛋白的表达，激活了自噬通路，而自噬在新血管生成中发挥重要作用[28]。体外研究表明，黄芪甲苷能够促进内皮祖细胞(EPCs)分泌释放血管新生所必需的VEGFa、VEGFb、VEGFc、Ang-1和FGF，在调节EPCs介导的血管生成方面有巨大潜力[29]。

2.4 对内脏的保护作用

黄芪对人体多个脏器有保护作用，其主要通过抗氧化应激和炎性因子、抑制内脏的纤维化和抗细胞凋亡来发挥对脏器的保护作用。目前研究主要集中在黄芪对肝脏、肺脏和肾脏的保护作用机制上。

2.4.1 保肝作用

雷玲等[30]研究发现，黄芪能够降低肝纤维化大鼠肝脏中p38MAPK的上游激活因子MKK3、磷酸化p38MAPK其游转录因子AFT-2的表达，其机制可能为黄芪可以通过调控肝纤维化大鼠肝脏中p38MAPK信号传导通路上下游相关蛋白的表达，进而抑制致纤维化因子的表达，达到对肝脏纤维化的抑制作用。

2.4.2 对肾脏的保护作用

ZHOU等[31]通过研究黄芪甲苷对脂多糖(LPs)诱导的急性肾损伤(AKI)小鼠的影响及其分子机制，发现黄芪甲苷可通过降低细胞趋化因子受体5(CCR5)和磷酸化的细胞外调节蛋白激酶(P-ERK)的表达，提高抗氧化能力，对脓毒血症引起的AKI有保护作用。

2.4.3 对肺的保护作用

黄芪的提取物黄芪甲苷对大鼠肺缺血后再灌注后导致的肺损伤具有保护作用。熊平等[32]发现，不同剂量的黄芪甲苷均能不同程度地降低肺毛细血管的扩张,其中以中剂量组效果最佳,能使肺泡腔内无水肿液及漏出的红细胞,并能减少肺Ⅱ型上皮细胞脱颗粒。

2.5 对神经系统的影响

研究发现，黄芪提取物对多种原因导致的神经损伤均具有保护作用。目前研究较多的为其对视网膜神经和学习记忆相关神经的保护，以及对缺氧缺血性脑血管病的神经保护作用。司俊康等[33]实验发现，不同浓度的黄芪多糖均能逆转由过氧化氢导致的体外培养RGC-5细胞氧化损伤，为黄芪类药物治疗糖尿病视网膜病变等疾病导致的视网膜神经节细胞的损伤提供了一定的实验基础。郑静等[34]发现黄芪甲苷对高浓度皮质酮导致的神经细胞损伤具有保护作用,可以不同程度地提高损伤细胞的成活率，并且能上调学习记忆相关蛋白SYN1和GCR的表达。谢耀锟等[35]研究发现黄芪注射液可通过提升Bcl-2/Bax比值来调节新生大鼠大脑皮层缺氧神经细胞，避免其凋亡。而黄芪对缺氧缺血性脑血管病的神经保护作用呈现多靶点、多作用趋向的特点。黄芪的提取物可以通过抑制炎症反应，改善能量代谢，抗氧化，清除氧自由基，抑制细胞凋亡，保护血脑屏障及缓解细胞内钙超载等多种机制起到对缺血性脑卒中神经保护作用[36]。

3 总结

综上所述，黄芪作为中医临床常用的药材之一，化学成分丰富，疗效确切。当前已被广泛运用于人体免疫系统、代谢系统和心脑血管系统疾病的治疗中，且对黄芪的研究不止于单味药及其成分，有关黄芪的方剂如黄芪防己汤、黄芪桂枝五物汤等，以及关于黄芪的药对如黄芪-当归、黄芪-丹参等也受到了学者们的广泛关注。而且其药用价值正逐渐被大众所熟知，成为一种保健食品。相信随着研究的不断深入，黄芪的更多化学成分及药理作用将被发现，其临床使用范围将进一步扩大，更有助于临床的精准用药与治疗。