白术多糖药理作用研究进展

蒋维维，冯小花，文贵辉，3

（1.湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005；2.湖南省畜牧兽医研究所，湖南 长沙 410131；3.湖南生物机电职业技术学院，湖南 长沙 410131）

1 前言

白术（Atractylodes macrocephala Koidz）隶属菊科，是一种多年生草本植物，广泛分布于东亚地区，主要分布在中国、韩国和日本。在温带和亚热带地区，白术已有700 多年的栽培历史[1]，尤其在中国具有深厚的文化背景。作为东亚地区，尤其是中国最著名的草药之一，白术以其卓越的药用价值备受认可，其药理活性也得到广泛的关注。当前，大部分关于白术药效成分的研究主要集中在根茎部分，其中药理活性成分种类多样，主要包括挥发性成分、多糖类、内酯类、黄酮类和苷类等[2]。尤其在白术化学成分的研究中，主要关注于内酯类、挥发性成分以及多糖类等方面。作为一种草药，白术在药用成分和药理活性方面拥有丰富的资源，但仍需要进一步的深入研究来揭示其潜在价值。

白术的粗提物和纯化化合物被广泛应用于治疗多种疾病，包括胃肠功能低下、癌症、关节炎、骨质疏松、脾虚弱、胎儿运动异常、阿尔茨海默氏病以及肥胖症等。其中，白术的提取物白术多糖在多项研究中已经显示出多种生理活性，具有抗氧化、抗癌、保肝以及调节免疫系统、消化系统、血糖等方面的作用[3]。本文就白术多糖的生理活性进行了详细阐述。

2 白术多糖的理化性质

白术多糖为白术的主要活性成分，其中重均分子量（Mw）大约是3.5×103的小分子多糖高达97%，大约是5×107的大分子只有3%[4]。白术多糖呈现为可溶于水的白色疏松固体，具有良好的溶解性，不易受潮，无异味，不会与乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂发生溶解反应。

实验研究显示，白术多糖不含有糖醛酸成分，不包含蛋白质和核酸成分。通过柱前衍生化高效液相色谱法（HPLC）的检测，可得知白术多糖是一种单一组分[5]。经过硼酸型纤维素柱洗脱后，进一步分离纯化得到两种粉末状物质，分别为PSAM-1 白色粉末和PSAM-2 浅咖啡色粉末，PSAM-1 由D-半乳糖、鼠李糖、阿拉伯糖、D-甘露糖构成，其质量比例依次为4.20∶0.68∶3.38∶1.00；PSAM-2 由木糖、阿拉伯糖、D-半乳糖组成，质量比例为9.33∶0.64∶1.00。因此，根据文献资料[6]可知，白术多糖的成分中，不同种类单糖的摩尔比例大致为：阿拉伯糖∶半乳糖∶葡糖∶甘露糖=1.00∶0.74∶1.88∶1.07。

2 白术多糖的生物活性及其作用机制

2.1 抗氧化作用

据报道，在大鼠模型系统中，白术多糖表现出抗氧化活性。Qi 等的研究指出，在D-半乳糖诱导的大鼠细胞损伤模型中，使用白术多糖能够增加脑组织中一氧化氮合酶（NOS）的活性，并促进一氧化氮（NO）的产生，同时降低脂质过氧化物（LPO）的含量[7]。Jin 等人的实验使用D-半乳糖诱导大鼠肝脏损伤，并使用白术多糖（剂量100～200 mg/kg）连续治疗6 周，结果显示，白术多糖能够降低丙二醛（MDA）和脂褐素（Lipo）水平，降低单胺氧化酶（MAO）的活性，提高谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和总抗氧化能力（T-AOC）的活性；白术多糖对大鼠肝脏缺血再灌注损伤具有显著的保护作用，可能是因为其具备抗氧化特性，同时抑制了核转录因子κB（NF-κB）的活化[8]。 有试验[9]证明，白术多糖能够对脂质过氧化物的生成形成抑制作用，并且使得抗氧化酶的活性提高，增加抗氧化活性的效果。但是，这些研究也具有一定的局限性，在研究中仅使用一剂或两剂白术多糖补充剂，因此有关剂量依赖性作用的信息有限。吴铭[10]及其团队借助超氧阴离子自由基以及DPPH 体系，在白术多糖的抗氧化活性方面进行初步研究，研究证明白术多糖能清除DPPH 自由基、超氧阴离子自由基的活性。此研究结果在医疗行业的应用将十分宽广。

2.2 免疫调节作用

炎症是对各种免疫刺激（如感染和组织损伤）的复杂生理反应，其受到多种炎症介质的调节。尽管高度调控的炎症反应对身体功能有益，但炎症反应过轻微或失衡时，就会导致组织损伤和慢性疾病的发生，例如癌症、糖尿病和帕金森氏病等。白术多糖的抗炎作用与抑制NF-κB 核活性密切相关。在静止状态下，NF-κB 位于细胞质内，处于非活性状态，与核因子κB（IkB）形成三聚体结合。当受到外部刺激时，IkB 激酶会磷酸化IkB，导致IkB 从三聚体中分离，使NF-κB 获得活性，进入细胞核内，发挥调控功能，最终引发炎症反应。NF-kB 激活机制见图1。

图1 NF-κB 激活机制

在炎性疾病模型中（例如胃炎和结肠炎），研究人员（如Hossen 等）用白术多糖对大鼠模型进行治疗，获得显著效果。研究结果揭示，白术多糖通过抑制炎性酶的表达发挥抗炎作用，即它降低了诱导型一氧化氮合酶（iNOS）和环氧合酶2（COX-2）等蛋白的表达水平[11]，降低了NF-κB mRNA 的表达水平，减少了LPS 诱导的CD3＋、CD2＋和CD8＋淋巴细胞亚群的比例[12]。

在免疫系统中，巨噬细胞扮演着不可或缺的角色，其主要功能包括吞噬病原体、刺激产生多种细胞因子，以及处理和呈递抗原。此外，巨噬细胞还作为多种促炎细胞因子的介质，如一氧化氮（NO）和γ干扰素（IFN-γ）等，这些因子在先天免疫中发挥着重要作用，特别是一氧化氮（NO）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）被认为是主要的效应分子，对于免疫反应具有不可替代的作用。

Ji 等[13]的研究指出，在刺激巨噬细胞以促进吞噬活性的过程中，白术多糖能够诱导巨噬细胞产生一氧化氮（NO）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）和γ干扰素（IFN-γ）等物质。此外，NF-κB 在白术多糖激活的巨噬细胞中与一氧化氮（NO）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）的释放过程密切相关。这些发现表明，白术多糖能够激活巨噬细胞并具有有效的免疫刺激作用；白术多糖具有涉及NF-κB 途径的有效免疫刺激活性。然而，该研究未将白术多糖与阳性对照药物的效应进行比较，也未对最佳剂量进行评估，且在白术多糖存在下的宿主免疫和炎症反应中，上游信号通路的作用，需要进一步的研究。

2.3 调节消化系统

通过大鼠模型实验研究白术多糖对肠道菌群的影响，发现使用不同剂量的白术多糖（0.035、0.105 g/kg）对大鼠的生命状态和自身质量产生明显影响，白术多糖的使用显著提升了大鼠体内肠道细菌对消化还原糖的能力[14]。基于这些实验结果，可以得出白术多糖口服药对肠道菌群的调理和疏导具有一定作用。在大鼠小肠上皮细胞系（IEC-6）细胞模型系统中，白术多糖的处理对微绒毛的生长和细胞分化具有重要且明显的影响。研究结果表明，白术多糖对胃肠道功能发挥了积极影响，这可能是由于绒毛蛋白的存在促进了肠道损伤的恢复[15]。

2.4 抗癌

人类肝细胞癌（HCC）是全球第三大最常见的癌症，每年约有70 万新诊断病例，其中大多数发生在发展中国家。朱云等的研究[16]发现，白术多糖通过AKT/GSK-3β/β-catenin 通路抑制了体外肝癌细胞的增殖和侵袭，且这种作用呈现出浓度依赖性。Feng 的研究[17]证实白术多糖通过诱导免疫反应、将H22 肿瘤细胞阻滞在S 期，有效地抑制了细胞增殖，从而抑制了肿瘤的生长。同样地，白术多糖通过线粒体途径对人食管癌细胞（Eca-109）也具有生长抑制作用，降低了食管癌的发病率。另一项研究[18]中，Feng 使用白术多糖显著降低了C57BL/6J 小鼠结肠癌细胞（MC38）的增殖，在不影响小鼠体重的情况下同时延长了患有肿瘤的小鼠的存活时间。白术多糖抗癌作用机制详见表1。

表1 白术多糖抗癌作用机制

2.5 保肝

氧化应激和活性氧中间体的生成在肝缺血再灌注损伤（IRI）中扮演重要角色。由氧化应激引发的自由基，可能通过脂质过氧化等机制，对肝细胞膜造成破坏。这些自由基对细胞内的DNA、蛋白质、脂质以及碳水化合物等四个主要生物分子产生破坏作用，从而引发急性和慢性肝损伤[19]。

Cheng 等[20]探讨白术多糖对肝缺血再灌注损伤（IRI）的影响。他们通过胃管灌胃的方式，对大鼠进行为期7 天的白术多糖或联苯菊酯治疗，研究显示，白术多糖在显著减少大鼠肝功能障碍标志物升高的同时，减轻了肝IRI 诱导的肝形态学改变；白术多糖能够抑制谷丙转氨酶（ALT）、谷草转氨酶（AST）、总胆红素（TBIL）、直接胆红素（DBIL）和丙二醛（MDA）的增加，并增强超氧化物歧化酶（SOD）活性，提示白术多糖在脂质过氧化方面具有肝脏保护效应。

NF-κB 是一种转录因子，在免疫应答、炎症发生和细胞增殖等基因调控中扮演重要角色。与健康肝脏相比，IRI 后肝脏中NF-κB 的表达显著增强。研究发现，白术多糖预处理能够抑制IRI 治疗大鼠中白细胞介素-1β（IL-1β）和NF-κB 的表达，对大鼠肝脏IRI 具有保护和治疗效应。Shan 和Tian[19]等的实验也证明白术多糖可预防各种化学物质或毒素对肝脏的伤害。

白术多糖主要药理作用见表2。

表2 白术多糖主要药理作用

3 白术多糖在畜禽生产中的作用

白术多糖对禽畜生长性能、肠道健康、抗氧化力等方面的影响研究较多。文贵辉[21]研究表明，在绿壳蛋鸡的日粮中添加5%白术多糖（纯度≥68%），与未添加白术多糖组相比，可显著提高蛋平均重量，产蛋率提高了7.33%，降低了料蛋比，增加了蛋壳厚度，表明白术多糖有利于提高蛋鸡生产性能和蛋品质。曹楠等[22]发现，添加400 mg/kg 白术多糖显著改善岭南黄鸡生长性能和屠宰性能，并促进免疫器官的生长发育。Li 等[23]试验表明，在仔猪日粮中添加0.3%的白术多糖能显著提高仔猪生长性能，能使仔猪血清中IgG 和的IgM 的含量以及IL-6、TNF-α、INF-γ 和NFATmRNA 的相对表达量显著提高。因而提示，白术多糖可能通过提高畜禽免疫功能和抗氧化应激能力来提高生产性能。

陈浩祥等[24]研究表明，与环磷酰胺组相比，饲粮添加400 mg/kg 白术多糖能显著降低血清丙二醛（MDA）含量（P＜0.05）,显著提高血清超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）活性（P＜0.05），同时使得肝脏组织半胱氨酸蛋白酶3（caspase-3）的蛋白相对表达量和半胱氨酸蛋白酶9（caspase-9）的mRNA 相对表达量显著下降（P＜0.05）, 白术多糖能够缓解由环磷酰胺引起的岭南黄鸡氧化应激和肝脏细胞凋亡增多的现象。陈丽君等[25]研究指出，与脂多糖（LPS）组相比，白术多糖的基础饲粮宜添加量为400 mg/kg，此时可抑制LPS引起的氧化应激、炎性因子水平上升，通过线粒体及死亡受体途径缓解雏鹅胸腺细胞的凋亡，并维持胸腺组织的结构完整性。同时，张冰琪等[26]研究显示，白术多糖通过Toll 样受体4/p38 丝裂原活化蛋白激酶信号通路，可缓解脂多糖诱导的雏鹅法氏囊损伤。

4 小结

白术多糖作为其活性成分的多重生物学特性，主要体现了包括抗肿瘤、抗炎、抗癌和抗氧化等四大特性，它还具备改善肠胃功能、促进能量代谢以及调节免疫活性的能力。但白术多糖的结构和生物活性在不同来源之间尚不明确，这些问题需要我们不断深入研究和探索。未来的研究应重点考察白术多糖与其他药物或生物活性物质的相互作用，揭示其多样生物学活性的潜在机制，同时，需要进行更为现代的体内药理研究，以评估白术多糖的有效性。白术多糖对畜禽生产性能产生影响的研究还相对有限，我们可以通过研究不同信号通路来解析其影响机制，并结合不同动物的不同生长阶段进行深入试验。相信随着更深入的研究，白术多糖将拥有更为广泛的应用前景。