黄芪的主要化学成分及药理作用

摘要：黄芪是我国传统中药，其入药部分是黄芪的干燥根茎，其药理用途广泛，而其不同的药理用途与它所含有的不同化学活性成分有关。本文总结了关于黄芪中提取出的主要的化学成分和药理作用的国内外研究进展，为进一步挖掘黄芪的医用价值提供支持。

关键词：黄芪；化学成分；药理作用

黄芪又名黄耆或北黄耆，是一种常见的中药材。黄芪是我国及东亚地区较多栽培的豆科黄芪属多年生草本植物。黄芪具有悠久的历史和广泛的应用。在中医理论中，黄芪被视为一种滋补药材，被认为具有补气、健脾、益肺、固表、提升免疫力等功效。因此，它被广泛应用于中医治疗方面，常用于调理虚弱体质、疲劳乏力、气虚久咳等症状。此外，黄芪还具备一定的药食兼用功效。黄芪提取物也被用于制备化妆品，因为它具有保湿、抗氧化和抗炎作用，因此黄芪具有巨大的开发潜力。本文从化学成分、理化性质两方面综述了黄芪近些年的研究进展。

1 黄芪中主要的化学成分

1.1 皂苷

皂苷是黄芪中的重要生物活性成分之一，研究表明其可以被吸收入血，进入血液循环，从而发挥药理作用。从黄芪的24个不同产地和品种中提取皂苷后，通过对黄芪的研究，孙宇[1]和他的团队发现，由于产地和品种不同，黄芪的活性成分在一定程度上会受到影响。其中内蒙古的荚膜黄芪总皂苷含量最高可达到40.59 mg/g。并且黄芪的抗氧化作用受到不同化合物含量的变化影响，其中黄芪黄酮类化合物的抗氧化率要高于皂苷类化学成分。通过对黄芪总皂苷的HPLC和质谱分析，目前已经分离出超过40种三萜类皂苷化合物，主要有黄芪皂苷Ⅰ-Ⅷ，异黄芪皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ，乙酰基黄芪皂苷等[2]。

1.2 糖类

黄芪中的多糖是一种活性成分，且含量较大，其组成可分为杂多糖和葡聚糖，葡聚糖是由相同单糖分子连接而成的，而杂多糖则是由糖苷键连结不同的单糖分子而成。由于多糖具有一定的药理功能，所以近两年关于黄芪多糖的研究也逐年增多。孙朋垚[3]采用超声波耦合酶辅助法提取黄芪多糖，采用单流程连续逆流萃取器，选用纤维素酶和果胶酶作为复合酶辅助酶进行提取，使黄芪多糖萃取率达到6.49%，通过建模、模拟等方式描述了提取过程中的浓度变化的分布。并通过软件仿真计算优化了提取工艺。苗静[4]经6种酶复配进行酶解辅助提取，所得多糖含量高达28.73%，纯多糖经筛选出的适宜的大孔树脂提纯后，红外光谱扫描，经验证，所提取的多糖为含吡喃糖的酸性多糖。

1.3 黄酮

在自然界的某些植物和浆果中都含有黄酮类物质，而使其具有药理作用的化学成分中，黄芪中的黄酮类物质也是其中的一种。黄芪中的黄酮类化合物种类较多，含有黄酮类、黄酮烷类、异黄酮类等几个亚类[5]。区海燕[6]用闪提法从黄芪中提取总黄酮含量达2.95 mg/g，利用液相图谱分析，发现不同品种的黄芪总黄酮含量差距较为明显，再对总黄酮中具体成分进行化验，发现毛蕊异黄酮苷和刺芒柄花素两2种物质含量最高。刘丽华[7]采用超声波辅助低共熔溶剂（UDES）法提取，以氯化胆碱和丙三醇按照摩尔比1∶3制备出DES溶剂作为提取剂，按照一定比例加入黄芪粉中超声辅助提取，发现该方法与传统回流法相比不仅可以提高总黄酮的量，还可以提高槲皮苷、芦丁、甘草素、木犀草素、大豆苷、染料木苷6类黄酮化合物含量，UDES法黄芪总黄酮提取含量为2.5 mg/g。

1.4 其他

黄芪除含有以上3种重要的理化成分，还含有人所需的氨基酸和微量元素，王瑞明等[8]采用HPLC从黄芪的地上部分中分离出18种氨基酸，其中含量最高的是天门冬氨酸，其次为脯氨酸、赖氨酸、精氨酸、缬氨酸。除了氨基酸和微量元素，研究人员还从黄芪中分离出了6种生物碱，黄芪碱A～F。

2 黄芪的药理作用

2.1 调节免疫能力

免疫力低，极易受到病毒、细菌、支原体等的感染，其最直接的表现就是容易生病，随着人们对健康的重视，如何提高免疫功能就成了人们追逐的目标，研究发现，黄芪作为中药具有提高人体免疫功能的作用。EunKoung A[9]等通过对膜荚黄芪中多糖进行提取，发现黄芪多糖可以通过诱导人血单核细胞来源的树突状细胞（MDDCs）发生树突形态的改变，并通过激活的BDCA1+和BDCA3+PBDCs分别诱导自体T细胞的增殖和活化。Zhao D P[10]等发现作为免疫佐剂的黄芪多糖（APS）能够发挥调节流感分裂疫苗（ISV）和重组严重急性呼吸系统综合征（SARS）-Cov-2疫苗效果的作用。研究表明，作为佐剂的APS能促进高水平的血凝抑制（HAI）滴度和特异性抗体免疫球蛋白G（IgG）的诱导，并赋予保护血凝抑制（HAI）和免疫球蛋白G（IgG）的作用。

2.2 抗衰老

衰老是人们不愿面对却又无法回避的问题，因为人们不能完全阻止衰老，而且衰老会伴着疾病发病率的上升，导致衰老的因素有很多，是多种复杂因素共同作用的结果，而这些因素中氧化应激是占据主要原因，研究表明，大多数中草药植物都具有抗氧化的功效。Li X[11]通过实验发现黄芪多糖（APS）可以抑制硫代巴比妥酸反应物（TBARS）的产生。此外APS可以提高衰老模型鼠身体中过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）的活性，并通过清除活性氧自由基（ROS）、抑制线粒体PT和增加抗氧化酶活性对线粒体起保护作用。Yan X L[12]等通过对大鼠进行抗衰老实验，结果也表明APS可显著降低丙二醛（MDA）含量，提高超氧化物歧化酶（SOD）活性，以应对D－半乳糖诱导的衰老。并通过进一步的血清代谢组学分析，表明共有48个潜在生物标志物表现出显著差异，主要涉及5条代谢通路，这些变化的代谢通路主要与能量代谢、氨基酸代谢和脂质代谢有关。

2.3 降血糖

糖尿病是一种慢性病，它会引发一系列的并发症。近年来，全球和中国的糖尿病患者逐年上升，因此糖尿病的治疗备受关注，研究发现中药黄芪就具有一定的降血糖作用，Feng Z [13]等发现黄芪多糖（APS）可以激活AMPK增加肝糖原合成和骨骼肌葡萄糖转运来缓解T2DM大鼠模型中的葡萄糖毒性，改善糖代谢。Meng X[14]等人也发现，黄芪多糖对链脲佐菌素诱导的糖尿病大鼠模型的血糖有明显改善作用，并对肾脏功能有保护作用，其机制可能与抑制大鼠肾脏TGF-β/Smad信号通路有关。Ma L L[15]发现黄芪皂苷（TAS）对T2DM大鼠的空腹血糖、餐后2 h血糖、总胆固醇、甘油三酯及低密度脂蛋白胆固醇等指标均有降低作用。同时改善了肝脏和结肠组织的形态和结构，改善了肠道微生物组的组成和不同分类水平的细菌群落结构。此外，TAS增加了肝脏IRS-1、PI3K、PDK1和p-AKT的蛋白表达，并降低了p-GSK-3β的蛋白表达。同时，TAS增加了肝脏PDK1、PI3K和GS的mRNA表达，降低了GSK-3β的mRNA表达。可见TAS可以改善T2DM相关的异常葡萄糖和血脂代谢、肠道菌群失调和胰岛素抵抗。

2.4 抑癌作用

目前一些癌症治疗过程中会选择中药作为辅助药物，而研究显示作为传统中药的黄芪对多种癌症都有很好的抑制效果。Li C等[16]通过使用C57BL/6小鼠构建4-硝基喹啉-N-氧化物（4-NQO）诱导的食管癌模型，发现使用黄芪中异黄酮治疗的小组中的小鼠在食管癌发病率显著降低，异黄酮显著抑制KYSE-170和KYSE-150细胞的增殖能力，并抑制炎症蛋白COX-2和Cyclin D1蛋白的表达。Shen M等[17]实验发现APS抑制了S1PR1/STAT3信号通路中S1PR1、STAT3和p - STAT3的蛋白和基因表达，抑制肺前转移微环境的形成。抑制肺内髓源性抑制细胞（myeloid-derived suppressor cells，MDSCs）的归集，从而达到抗肿瘤的作用。赵凯[18]等采用噻唑兰法检测黄芪皂苷Ⅱ对肾透明细胞腺癌细胞生存和生长的影响，发现黄芪皂苷Ⅱ可抑制肾癌780-O细胞的生长和集落形成，并通过免疫印迹法、流式细胞术追踪细胞凋亡产生的水平变化，从而确定了黄芪皂苷Ⅱ可以抑制PI3K-AKT-mTOR信号通路的磷酸化，提高了凋亡相关基因cleaved Caspase-3蛋白的表达，进而加速癌细胞凋亡。后续研究人员相继发现黄芪多糖对胰腺癌、宫颈癌都有很好的抑制作用。

2.5 其他

黄芪药理作用非常广泛，除了以上提到的，其还具有调血脂、抗纤维化、抗菌和抗病毒等作用。周遵明[19]等通过将黄芪与葛根配伍，配制的黄芪葛根汤经研究其可以降低建模的高脂血症大鼠血清中的TC、TG、LDL-c水平和小肠组织NPC1L1的核糖核酸（mRNA）及蛋白表达水平。并且还可以降低肝细胞脂肪变性程度，并且使脂肪积聚明显减少。肝脏的纤维化会引起肝细胞不同程度的受损，而肝脏受损则会影响血液供应，从而进一步影响肝细胞，导致其数目减少，严重的则会发生肝衰竭，严重危及生命。Zhang L Z[20]等通过制备黄芪甙I和环状黄芪甙，利用小鼠建模，评估了黄芪甙I和环状黄芪甙的作用，发现两者可以显著改善肝组织中CK19和α-SMA的mRNA和蛋白表达，可以缓解导管反应和肝纤维化。大量的研究结果表明黄芪甲苷在抗脏器纤维化中有着重要地位，通过对多种信号通路的影响和细胞因子之间相互作用，可以起到抗纤维化的作用[21]。Liang Y X[22]等研究表明，黄芪注射液在提高流感病毒感染后对细胞周期的阻滞作用、提高SOD活性、降低MDA含量的同时，还能提高Raw264.7细胞在流感病毒感染后的存活率。同时，通过调节TLR3介导的信号通路中TLR3、TAK1、TBK1、IRF3、IFN-β的表达，对自然免疫产生影响，从而在体外发挥其抗病毒的功效。

3 结语

综上所述，作为我国传统的植物药的黄芪，包含有许多化学成分，且不同种类的黄芪所含有的化学成分有一定的差异，而这些化学成分决定了黄芪广泛的药理作用，并在科研工作者的不断探究下，黄芪中不同成分的药用作用不断细分，虽然如此对于黄芪的药理作用仍有一些作用机制尚不明确，如想更好地将黄芪应用于临床，应进一步地探索研究，并加快对黄芪制剂的临床应用进度，提高成果转化率。

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