黄精药理作用研究进展及产品开发

杨 德，薛淑静，卢 琪，陈晓春，李 露

（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，武汉 430064；2.恩施州源惠科技开发有限公司，湖北 恩施 445000）

黄精为百合科（Liliaceae）黄精属（Polygonatum）黄精（P.sibiricum）、滇黄精（P.kingianum）和多花黄精（P.cyrtonema）干燥根茎的统称，按形状不同，俗称大黄精、鸡头黄精、姜形黄精等，药用和食用价值较高［1，2］。中国人民食用黄精的历史有2 000多年，《神农本草经》中记载“黄精，味甘、平、无毒，主补中益气，除风湿，安五脏，久服轻身，延年不饥”。《食疗本草》记载“黄精，凡生时有一硕，熟有三四斗，蒸之若生，勋剌人咽喉，暴使干，不尔朽坏。根叶花实皆可食之，但相对者是，不对者名偏精”［3］。现代食品化学和医学对黄精的功能成分和药理作用进行了大量研究，发现其发挥功能作用的主要成分有多糖、低聚糖、黄酮、皂苷、生物碱、挥发油等［4-6］，具有降血糖、抗肿瘤、提高免疫力、增强肾功能、提高骨密度、补气血等功能［7，8］。黄精作为食疗佳品一直受到老年人及体弱人群的欢迎，科研人员对黄精在人体中的作用研究一直没有间断，其经济价值和社会效益越来越突出。本文对近年来有关黄精的药理作用研究进展进行总结，为黄精产品开发提供支持。

1 黄精的药理作用

1.1 黄精对肾脏损伤的保护作用

传统中医认为黄精入归脾肺肾经，具有补肾的作用［9，10］，现代医学研究佐证了黄精的益肾作用。近年来，科研工作者在黄精多糖对急性肾损伤、运动型肾损伤、糖尿病导致的肾损伤及延缓肾细胞衰老等方面做了很多工作，进一步明确了黄精的益肾作用［11-16］。Han等［17］研究发现黄精多糖可降低大鼠肾组织NGAL或KIM-1 mRNA的表达，抑制p38 MAPK/ATF2信号通路及炎性因子TNF-α、IL-1β和IL-6的产生，对庆大霉素诱导的大鼠AKI有较强的保护作用。华岩［18］发现黄精多糖对大强度运动导致的肾脏损伤有一定的正向调理作用，这种调节作用是通过改善肾小球的滤过功能，提升肾组织抗氧化酶活性，抑制自由基的生成而实现的。付婷婷等［19］发现黄精多糖能降低小鼠肾脏组织中TGFβ1、ET-1、Col-I蛋白表达，抑制肾脏组织纤维化。彭静［20］发现黄精膏可降低小鼠肾脏细胞的凋亡速度，可能与黄精的抗氧化特性有关。临床上黄精多糖对糖尿病引起的肾病有较好的治疗作用，孟妍［21］研究发现黄精饼干可以降低早期糖尿病肾病的血糖水平，可明显改善患者中医症状，并可通过增强机体抗氧化水平以及降低机体炎症反应水平起到一定保护肾脏的作用。肖小妹等［22］临床发现黄精多糖可增强肾病综合征患儿红细胞免疫功能。综合来看，黄精通过抑制炎症因子产生、抑制肾小管间质细胞纤维化、降低肾脏细胞凋亡速度来达到保护肾脏的目的，其功能的实现可能与其抗氧化能力有关。

1.2 黄精调节血糖的作用

现有研究表明，黄精能够调节血糖水平，黄精多糖调节血糖的作用是通过抑制葡萄糖苷酶活性、降低葡萄糖转运蛋白的表达、提高胰岛素表达等途径完成的，同时由于其抗氧化性能够减轻糖尿病患者的并发症，降低机体损伤［23-27］。陈兴荣等［28］研究了滇黄精提取物对正常小鼠血糖及几种物质诱导性小鼠高血糖的影响，发现黄精提取物对多种原因导致的高血糖小鼠有降糖的作用。董琦等［29］研究了黄精水提液对Ⅱ型糖尿病（T2DM）胰岛素抵抗大鼠肌肉组织葡萄糖转运蛋白-4（GLUT-4）基因表达的影响，结果表明黄精水提液具有增强（T2DM）胰岛素降低大鼠GLUT-4基因表达，从而降低血糖的作用。公惠玲等［30］的研究也得出相似结果。此外，黄精多糖能够减轻糖尿病的并发症。有研究发现黄精多糖对Ⅰ型糖尿病大鼠心肌有保护作用，其机制可能与降低血糖、血脂、抑制炎性反应有关。张忠英等［31］发现给予1 000 mg/kg黄精多糖后，糖尿病大鼠空腹血糖下降，心肌组织中TGF-β1、Smad2/3蛋白表达显著减少（P＜0.05），BM P-7、Smad7蛋白表达明显升高（P＜0.05），心肌组织病理改变有所改善，表明黄精多糖可改善糖尿病大鼠心肌纤维化，其机制可能与促进心肌组织中BMP-7表达，影响TGF-β1/Smads信号通路有关。王俊杰等［32］发现复方黄精茶显著降低糖尿病大鼠空腹血糖、糖化血红蛋白、血糖曲线下面积水平，改善总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等脂代谢指标，减轻血管内皮增厚，减少弹力纤维蛋白断裂现象，增强乙酰胆碱（ACh）诱导的肾动脉舒张效应，表明复方黄精茶能改善糖尿病大鼠糖脂代谢及保护血管。临床实践上，徐锦龙等［33］系统评价了黄精中药制剂治疗Ⅱ型糖尿病的临床疗效，结果表明黄精中药制剂治疗Ⅱ型糖尿病效果与单纯西药治疗相当。近年的研究很好地揭示了黄精的降糖作用及对糖尿病患者脏器的保护作用。

1.3 黄精提高免疫力的作用

黄精多糖能够增强免疫器官如脾脏、胸腺指数，提高淋巴细胞巨噬细胞免疫活性，除黄精多糖外，黄精中的黄酮类化合物等能够抑制炎症因子表达，发挥抗炎作用［34-37］，这些作用均与免疫力相关。Sun等［38］对粗黄精粗多糖（PSPC）和黄酒蒸黄精（PSPW）水溶性多糖的理化性质和免疫活性进行了研究，发现PSPC和PSPW能增强脾虚小鼠免疫抑制模型的免疫功能。于思文等［39］研究黄精粗多糖对体外培养小鼠脾淋巴细胞及巨噬细胞（RAW 264.7）免疫活性的影响，发现黄精粗多糖可增强体外培养小鼠脾淋巴细胞及巨噬细胞的免疫活性。邓旭坤等［40］采用MTT法体外评价了黄精多糖对正常小鼠脾细胞的增殖活性，用环磷酰胺制备了小鼠体免疫抑制模型，并分别测定了小鼠脾脏、胸腺指数，脾脏、胸腺细胞的体外增殖活力，巨噬细胞吞噬功能及分泌炎性细胞因子的能力，发现黄精多糖给药组（150 mg/kg）小鼠脾脏指数增加了79.0%，协同Con A刺激指数增加了43.3%；胸腺指数升高了148.3%，协同Con A刺激指数升高48.5%。Zhao等［41］从黄精（Polygonatum sibiricumRed）中分离出27种化学成分，对其中13种化合物抗炎活性研究表明，β-咔啉成分，特别是化合物1和2，显著抑制脂多糖（LPS）处理的RAW264.7中NO，TNF-α，IL-6和IL-1β的表达。华岩等［42］通过建立大强度运动模型，验证了黄精多糖能抑制大强度运动导致的血中CK含量升高，延缓运动疲劳的发生，提升机体体液免疫和细胞免疫的功能。

1.4 黄精抗肿瘤的作用

黄精提取物还在抑制多种肿瘤方面表现出积极作用。Zhou等［43］研究了不同浓度黄精多糖（PSP）对人食管鳞状细胞癌（ESCC）细胞株Eca109的影响，发现PSP能够通过调节TLR4表达抑制Eca109细胞中的NF-κB信号传导途径，进而抑制肿瘤细胞增殖。Ma等［44］发现黄精皂苷（MPD）在抑制宫颈癌方面有重要作用，发现其能够促进细胞内ROS的产生，阻止癌细胞周期进入G2/M期，并以浓度依赖性方式导致细胞凋亡。黄精能够抑制某些肿瘤生长可能与其特异性结构有关，这种结构能够与细胞的某些靶点结合，从而开启抑制肿瘤生长的通路。余婷等［45］通过网络药理学的方法筛选黄精-百合药对中的有效成分，预测治疗癌症的作用靶点及信号通路，筛选出19个黄精-百合药对的活性成分，根据靶点预测技术预测出相关靶点234个，与疾病靶点有关的活性成分为6个，主要通过调控丝氨酸（Akt）/苏氨酸激酶1（Akt1），Jun原癌基因，AP-1转录因子亚基（JUN），血管内皮生长因子A（VEGFA），基质金属蛋白酶-9（MMP-9），半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）等靶蛋白以及癌症中的蛋白多糖，雌激素信号转导通路，人免疫缺陷病毒1感染，缺氧诱导因子-1（HIF-1）信号通路，肿瘤坏死因子（TNF）信号通路，癌症中的微型核糖核酸（MicroRNAs）等通路发挥抗癌作用。黄精对治疗癌症的作用体现了中药多成分-多靶点-多途径的特点［46-48］。

1.5 黄精对心脑血管系统的影响

黄精对心脑血管具有调节作用，主要表现为清理血脂、降低血压和调节心脏的正常功能，并能够增强记忆力，保护缺血性脑损伤，且对阿尔茨海默病有潜在的疗效，在中医上，黄精四草汤血压一直用来治疗高血压等疾病，黄精对心脑血管的调节作用可能与其抗氧化性和分子结构有关［7，46，49］。刘跃钧等［50］研究多花黄精提取物（FHT）对大鼠血脂的影响，发现黄精提取物能够显著改善血液中总胆固醇（TC）、血清甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）、高密度脂蛋白（HDL-C）水平。在对大脑的影响方面，肖移生等［51］发现黄精提取液能够提高老年痴呆大鼠脑内α3和α7烟碱型乙酰胆碱受体（α3，α7-nAChR）阳性神经元数量，进而提升老年痴呆大鼠中枢胆碱能系统活性。黄精多糖可改善慢性脑缺血大鼠学习记忆能力，减轻大脑超微结构损伤［52］。黄精丸药方可以增强脑内抗氧化系统功能、降低神经炎症反应、降低氧化应激引发的Aβ-（1-42）沉积、维持APP蛋白表达水平，防治阿尔茨海默病［53］。

黄精多糖对异丙肾上腺素诱导的大鼠心肌肥厚有一定的保护作用，其机制可能与其抗氧化、抗炎、抑制JAK2/STAT3信号通路有关［54］。马怀芬等［55］发现黄精多糖可能通过抗氧化抗炎，降低心肌组织中ICAM-1、VCAM-1的蛋白表达，保护异丙肾上腺素导致的小鼠心脏重塑。黄精多糖（PSP）对心肌损伤有保护作用可能与其减轻炎症反应、提高氧自由基清除能力、减少脂质过氧化损伤有关［56］。

1.6 黄精的其他药理作用

除上述生理作用外，研究还发现黄精多糖对骨骼、肝脏系统等有积极作用。黄精对骨骼的作用表现在黄精多糖能够促进骨髓干细胞向成骨细胞分化，从而能够促进骨折的愈合［57-59］。对肝脏系统的作用表现在对脂肪肝的保护作用、减轻大鼠肝脏病理学和组织学病变［60-63］。此外黄精对睾丸损伤具有保护作用，在临床上，含有以黄精为功能成分的药物可用于治疗弱精及少精［64］。现有报道还表明黄精在治疗抑郁症及促进睡眠方面有积极作用［65］。

2 产品开发策略

黄精入口味道甘甜无异味，质地滋润而不粗糙，且具特有的香气，有较好的风味和适口性，在全国各地黄精产区人们常常食用蒸熟的鲜黄精或将黄精制粉掺入主食食用。黄精菜肴也是民间利用黄精的方式之一，民间以黄精制作药膳的品种和方法有很多，食疗效果都比较理想。因此，将黄精开发成大众易于接受的食品能够极大地促进黄精产业的发展。目前市场上黄精产品主要有黄精丸、黄精茶、黄精酒、黄精酥、黄精糖等。

黄精属于药食两用植物，因此，其产品开发应在其保健功能基础上结合现代药品和食品加工技术，开发功能成分明确、食用方便的药品或食品。黄精多糖具有良好的潜质，可将其开发成辅助治疗降血糖、抗肿瘤、调节心脑血管疾病等的辅助用药，产品类型可以为黄精多糖压片或黄精多糖口服液。

此外，黄精化妆品开发方面也具有很好的市场前景。“扫除白发黄精在，君看他年冰雪容”，这是唐朝诗圣杜甫描述黄精的诗句，说明服食黄精可令人皮肤光滑、肤色红润、须发黑亮，古人早认识到黄精有延年益寿、葆精养颜之功效。现代科学研究也进一步证实了其效果，黄精属植物所含的多种天然美容活性成分，使其具有抗衰老、防辐射、抗炎、抗菌、生发乌发等美容功能，黄精在化妆品开发研制领域的应用前景十分广阔。

3 讨论

黄精是中医药的瑰宝，其降血糖、抗肿瘤、对脏器的保护作用等已经得到验证，并开发出了黄精四草汤、黄精含片、黄精片等药品。通过对现有文献整理，总结黄精发挥其功能作用主要有几个原因：①黄精具有抗氧化作用。黄精的抗氧化作用与其增强免疫力、防癌抗癌、缓解疲劳等方面应该是相关的，其他具有抗氧化作用的物质，如番茄红素、虾青素、多酚类物质等也有类似的作用。②黄精中多糖等成分有信号分子传导作用，如黄精多糖能够与细胞表面甜味受体结合并引起一系列下游通路，进而发挥降糖作用，黄精抗肿瘤等作用可能也和其余细胞表面受体结合引起的通路开启有关。③黄精的其他成分作用。除黄精多糖外，黄精中皂苷和黄酮也发挥重要的生理活性作用，并得到大量试验证实。

目前对黄精药理作用研究较多，但是还需要深入研究，比如黄精多糖生物活性较高，但现有研究基于多糖整体而非单体，对多糖中单体的作用缺乏细致研究，这也影响了黄精类药品的研发。