【背景及概況】[1][2][3]
中藥材黃芪為豆科草本植物蒙古黃芪 Astraga-lus membranaceus (Fisch ) Bge. var. mon-gholicus( Bge．) Hsiao、膜莢黃芪 Astragalus membranaceus( Fisch) 的根，具有補(bǔ)氣固表、利水退腫、托毒排膿、生肌等功效。黃芪的藥用迄今已有 2000 多年的歷史?，F(xiàn)代研究表明，黃芪含皂甙、蔗糖、多糖、多種氨基酸、葉酸及硒、鋅、銅等多種微量元素，有增強(qiáng)機(jī)體免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗應(yīng)激、降壓和較廣泛的抗菌作用，其中以對(duì)黃芪多糖（APS）的研究報(bào)道為多。
黃芪多糖是黃芪的主要活性成分之一，是黃芪中最重要的天然有效成分，經(jīng)過提取分離而得到的。近年來，隨著人們對(duì)多糖研究的深入，發(fā)現(xiàn)多糖具有多方面的生物活性與功能。黃芪多糖也因其在增機(jī)體免疫力、降血糖、抗衰老方面等方面有較強(qiáng)的活性而備受關(guān)注。大量研究證明，黃芪多糖在體內(nèi)和體外均具有顯著的免疫調(diào)節(jié)作用，不僅對(duì)免疫抑制動(dòng)物模型有明顯作用，而且能增強(qiáng)正常動(dòng)物的免疫作用。當(dāng)前對(duì)黃芪多糖的研究多局限于其本身結(jié)構(gòu)，主要作為免疫佐劑及動(dòng)物飼料添加劑被廣泛使用，應(yīng)用范圍較狹窄，缺乏深度挖掘開發(fā)和科學(xué)研究。近年來，學(xué)術(shù)界對(duì)黃芪多糖免疫調(diào)節(jié)作用的研究有所拓寬，逐漸采用不同改性方法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，并研究各種改性產(chǎn)物對(duì)機(jī)體免疫效果的影響機(jī)制及其量效關(guān)系，并在腫瘤免疫、抗病毒免疫及免疫相關(guān)基因的調(diào)控等方面做出了有益的探索。
【組成】[1]
有研究從蒙古黃芪的水提液中分離到兩種葡聚糖( AG-1，AG-2) 和兩種雜多糖( AH-1，AH-2) 。AG-1 為水溶性，結(jié)構(gòu)是 α-( 1-4) ( 1-6) 葡聚糖，α-( 1-4) 和 α-( 1-6) 苷鍵糖基的組成比例為 5∶2。AG-2 為非水溶性，結(jié)構(gòu)為 α-( 1-4 ) 葡聚糖。 AH-1為水溶性酸性雜多糖，含己糖醛酸、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖，其分子比值為 1. 0∶0. 04∶ 0. 02∶0. 01，所含糖醛酸為半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。AH-2 由葡萄糖和阿拉伯糖按 1∶0. 15 組成。
還有研究從蒙古黃芪的水提液中分得 3 種多糖成分：黃芪多糖 APS I、APS II、APS III。APS I由 D-葡萄糖、D-半乳糖和 L-阿拉伯糖以 0. 75∶1. 63∶1 構(gòu)成的雜多糖，相對(duì)分子質(zhì)量為 36 300，APS II及 APS III均為 D-葡聚糖，平均相對(duì)分子質(zhì)量為 12300 和 34 600，主鏈由 l，4 連接的葡萄糖構(gòu)成的，每 25
個(gè)葡萄糖殘基有一個(gè) 6-O 上的分支，分子中還有少量的端基葡萄糖存在。
從膜莢黃芪水提液中分離出一種具較強(qiáng)免疫均一雜多糖，相對(duì)分子質(zhì)量為37 500，由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，三者摩爾比為 1 ∶0.95 ∶0.70。
用熱水提取經(jīng)十六烷基三乙基溴化胺處理并經(jīng)柱層析從膜莢黃芪中得到一種多糖，主要由 α-1，2 連接 L-鼠李糖，α-1，4 連接的半乳糖及 1，5連接的阿拉伯糖組成，分支點(diǎn)位于鼠李糖和半乳糖上，屬果膠類多糖。
【提取】[1]
黃芪多糖一般的提取工藝為水煮醇沉法，該法工藝簡單，但收率和含量都較低。在此基礎(chǔ)上，為提高多糖收率，人們對(duì)黃芪多糖提取實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了多方面的研究。采用傳統(tǒng)提取方法的，包括水提、堿水提、堿醇提等，其中以堿醇法提取效率高；對(duì)比采用現(xiàn)代提取方法，如超聲、微波、高壓等，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用現(xiàn)代技術(shù)的提取方法總體有更高的提取率，但所需設(shè)備較為復(fù)雜，大規(guī)模使用受到一定限制。
研究表明，采用堿水溶液提取法可使多糖收率明顯提高，分別用水提取、氧化鈣水溶液提取和碳酸鈉水溶液提取法，結(jié)果CaO 水溶液提取收率最高，是水提取法收率的 3.25 倍，是 Na2CO3水溶液提取收率的 2. 05 倍。在研究氧化鈣溶液提取黃芪多糖時(shí)，比較了不同 p H 條件下黃芪多糖的收率，結(jié)果表明 pH 值為 9. 0 時(shí)提取的黃芪多糖收率和純度最高。采用超聲波輔助法提取黃芪多糖，確定了工藝條件為 30 倍水，超聲提取 1 h，提取率可達(dá)到 92. 1%。采用微波技術(shù)從黃芪中提取多糖，不僅大大地縮短了反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)也提高多糖含量。微波輔助提取黃芪多糖的工藝條件：液料質(zhì)量比為 12∶1；用飽和石灰水調(diào)節(jié) pH = 9. 0；微波功率 300 W時(shí)提取 2 次，每次提取 10 min，提取液真空濃縮后，依上法得產(chǎn)率為 14. 6%，純度為 88. 1% 。與水加熱提取法相比，微波輔助提取能縮短提取時(shí)間，降低提取劑用量，并能提高黃芪多糖產(chǎn)率。用超高壓技術(shù)提取黃芪多糖，在壓力 350Mpa，料液質(zhì)量比 1∶60，浸泡時(shí)間 5 h，保壓時(shí)間 2min 的條件下得到收率為 24. 28% 。采用高壓脈沖電場快速提取黃芪多糖，電場強(qiáng)度為 20 kv /cm，脈沖數(shù)為 6，料液質(zhì)量比為 1∶14，得到 24. 36% 的收率，且耗時(shí)極短。研究了纖維素酶法提取黃芪多糖，通過正交實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)酶解的條件為 120 min，酶用量為0. 8% ，酶解溫度為 75 ℃，提取多糖含量為 9. 78%，總糖含量為50. 2% 。
【藥理作用及應(yīng)用】[1][2][3]
1. 黃芪多糖免疫調(diào)節(jié)作用
1）黃芪多糖對(duì)免疫細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)分子的影響：在機(jī)體免疫調(diào)節(jié)的過程中，有幾種物質(zhì)起到了重要的信號(hào)傳導(dǎo)作用，分別是 NO、Ca2 +、和 PKC。小鼠腹腔注射黃芪多糖，結(jié)果顯示黃芪多糖能明顯促進(jìn)小鼠巨噬細(xì)胞 NO 生成，顯著升高小鼠淋巴細(xì)胞內(nèi)鈣離子水平，引起細(xì)胞 PKC 活性明顯升高，說明黃芪多糖過 NO 介導(dǎo)信息傳導(dǎo)通路，調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞游離鈣離子的濃度，升高細(xì)胞蛋白激酶活性而影響機(jī)體免疫細(xì)胞的信號(hào)傳導(dǎo)，發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。Ser / Thr 激酶蛋白激酶 B 在胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中有十分重要的作用，研究顯示：黃芪多糖能影響蛋白激酶B(PKB) 絲氨酸磷酸化，黃芪多糖能顯著增加已經(jīng)降低了的胰島素抵抗小鼠骨骼肌中 PKB 的絲氨酸磷酸化，部分恢復(fù)受損的胰島素信號(hào)傳導(dǎo)，減輕胰島素抵抗。
2）黃芪多糖對(duì)中樞免疫器官的影響：實(shí)驗(yàn)研究表明，黃芪多糖具有顯著的免疫增強(qiáng)作用，可明顯促進(jìn)小鼠脾臟及胸腺細(xì)胞增殖，增加小鼠抗體生成器官脾臟及胸腺的重量； 能顯著增強(qiáng)小鼠巨噬細(xì)胞的吞噬功能，提高巨噬細(xì)胞的吞噬百分率； 能夠顯著提高正常小鼠免疫后脾細(xì)胞溶血空斑數(shù)量。
3）黃芪多糖對(duì)細(xì)胞因子的影響：無論是細(xì)胞免疫還是體液免疫，細(xì)胞因子都起到了重要作用。對(duì)黃芪多糖粉針對(duì)由環(huán)磷酰胺化療后的BALB/c 小鼠脾細(xì)胞分泌細(xì)胞因子以及對(duì)荷瘤小鼠NK 細(xì)胞殺傷能力的影響，結(jié)果顯示，APS-P 能夠有效地促進(jìn)化療后小鼠免疫系統(tǒng)功能的恢復(fù)，增加化療后 BALB /c 小鼠脾細(xì)胞分泌細(xì)胞因子( IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IFN-γ) 的能力 ，對(duì)正常小鼠分泌細(xì)胞因子有一定的調(diào)節(jié)作用 ，并能增進(jìn) S-180 荷瘤小鼠NK 細(xì)胞的殺傷能力。
研究表明，微血管內(nèi)皮細(xì)胞在黃芪多糖的作用下，腫瘤壞死因子 TNF 分泌明顯增加，并且隨濃度增加內(nèi)皮細(xì)胞分泌量也增加。黃芪多糖可以降低血糖，增加胰島素敏感性，抑制轉(zhuǎn)化生長因子-βTGF-β1受損腎小管上皮細(xì)胞的過度表達(dá)，減輕腎小球硬化和細(xì)胞外基質(zhì)的沉積。
2. 黃芪多糖對(duì)糖尿病防止的作用
1）預(yù)防和治療糖尿病
就黃芪多糖對(duì)糖尿病的預(yù)防和治療作用進(jìn)行一系列的研究，結(jié)果表明： APS
能糾正 NOD 小鼠 Th1 /Th2 型細(xì)胞/細(xì)胞因子的免疫失衡狀態(tài)，糾正 NOD 小鼠氧化或凋亡的免疫失衡狀態(tài)，糾正 NOD 小鼠 Th1 型細(xì)胞/細(xì)胞因子的免疫失衡狀態(tài)，預(yù)防或延緩 1 型糖尿病的發(fā)生。APS 還能預(yù)防 NOD 小鼠自身免疫性胰島炎的發(fā)生。2 型糖尿病是有顯著的胰島素抵抗為主伴有胰島素相對(duì)不足，或有胰島素分泌足為主伴有或不伴有胰島素抵抗所致的糖尿病。黃芪多糖能有效增加腎組織中的胰島素受體、胰島素受體底物、磷脂酰肌醇 3 激酶的水平。通過增加靶組織 Ins R 表達(dá)，改善其對(duì)胰島素的敏感性，使受環(huán)節(jié)的胰島素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)障礙減輕，改島素受體和受體后環(huán)節(jié)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，降低 2 型糖尿病大鼠的血糖水平。APS 還可能通過減少 CHOP 的表達(dá)來降低 T2DM 患者過強(qiáng)的 ERS，從而增加胰島素敏感性而降低血糖。
2）改善糖尿病并發(fā)癥 ：APS 可以抑制 1 型糖尿病心肌中 chymanse 依賴性心臟局部血管緊張素91 II( Ang II) 的生成，降低心肌局部 Ang II、TNF-α 和TGF-β 異常升高，改善 DM 倉鼠心肌膠原代謝異常；抑制糖尿病心肌局部
chymanse-Ang 系統(tǒng)的過度活化；影響 PPAR-α 表達(dá)部分，改善糖尿病倉鼠心肌脂代謝紊亂；起到對(duì)糖尿病心肌病變的保護(hù)作用。黃芪多糖能通過下調(diào)糖尿病大鼠腎組織內(nèi) TGF-β1 的含量及其 m RNA 的過度表達(dá)，在一定程度上減輕腎臟的病變。黃芪多糖能降低四氧嘧啶導(dǎo)致的糖尿病大鼠血糖水平，增高胰島素水平，減輕內(nèi)皮細(xì)胞損傷和功能障礙。黃芪多糖降低糖尿病鼠心肌脂質(zhì)過氧化程度，增加超氧化物歧化酶活性從而抑制腎臟纖維化，從而有效減輕遺傳性糖尿病小鼠腎小球纖維化，減輕腎臟肥大。減輕腎小球硬化和細(xì)胞外基質(zhì)沉積，表現(xiàn)出較好的預(yù)防糖尿病腎病作用。T2DM 合并膿毒癥大鼠給予預(yù)處理黃芪多糖后，提高了胰腺線粒體 SOD、GSH-Px 活性，降低了 MDA、NO 含量，說明黃芪多糖對(duì) T2DM 合并膿毒癥大鼠胰腺線粒體氧化應(yīng)激損傷有保護(hù)作用。
3. 黃芪多糖保護(hù)心血管作用
1）保護(hù)血管內(nèi)皮功能：黃芪多糖可明顯降低血清中總膽固醇TC 、三酰甘油TG、丙二醛和內(nèi)皮縮血管肽的含量，從而減輕內(nèi)皮縮血管肽對(duì)血管的損傷作用； 同時(shí)升高 NO、超氧化物歧化酶及總抗氧化活力，具有較好的對(duì)抗氧化損傷和保護(hù)血管內(nèi)皮細(xì)功能。
2）保護(hù)心肌細(xì)胞：研究發(fā)現(xiàn)，慢性心肌缺血時(shí)，大鼠心肌組織及血清中 MDA 表達(dá)水平明顯升高，SOD 表達(dá)水平下降，說明氧自由基的大量釋放及抗氧化系統(tǒng)的失常共同介導(dǎo)了心臟損傷的過程。給予黃芪多糖干預(yù)后，血清及心肌組織 MDA 表達(dá)水平下降，SOD 表達(dá)水平上升，說明黃芪多糖能夠調(diào)節(jié)抗氧化系統(tǒng)及氧化系統(tǒng)平衡，發(fā)揮對(duì)心肌缺血時(shí)氧化損傷的保護(hù)作用。
3）冠狀動(dòng)脈粥樣硬化的預(yù)防與治療：研究表明 APS 能明顯降低血清 LPO，升高 SOD 活性，增強(qiáng)抗氧化能力，以及保護(hù)內(nèi)皮細(xì)胞的功能，從 As 形態(tài)學(xué)進(jìn)一步證實(shí)，APS 能明顯減輕或減少粥樣斑塊的程度和面積，HE 染色后光鏡觀察，內(nèi)膜下泡沫細(xì)胞層數(shù)減少，平滑肌細(xì)胞增生減輕。
4. 黃芪多糖抗腫瘤作用
黃芪多糖可以直接抑制病毒或者殺傷病毒，即黃芪多糖通過與其他抗腫瘤藥物聯(lián)合應(yīng)用對(duì)腫瘤細(xì)胞具有直接殺傷作用。研究表明，黃芪多糖對(duì) S180 肉瘤細(xì)胞有殺傷作用。黃芪多糖還可以通過激活淋巴細(xì)胞，增強(qiáng)恢復(fù)機(jī)體免疫力發(fā)揮抗腫瘤的藥理作用。從黃芪多糖提取物中分離得到了連有 α-( 1→6側(cè)鏈的α-( 1→4) -d-葡聚糖，對(duì)患胃癌 Wistar 大鼠的生物活性試驗(yàn)表明此種多糖能刺激脾淋巴細(xì)胞的增殖，顯著增加胃癌大鼠血中 lg A、lg G 及 lg M 的水平，對(duì)胃癌的治療有效。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 黃芪多糖研究進(jìn)展
[2] 黃芪多糖在免疫調(diào)節(jié)方面的最新研究進(jìn)展
[3] 黃芪多糖的藥理作用研究進(jìn)展