黄芪多糖

【背景及概况】^[1][2][3]

中药材黄芪为豆科草本植物蒙古黄芪 Astraga-lus membranaceus (Fisch ) Bge. var. mon-gholicus( Bge．) Hsiao、膜荚黄芪 Astragalus membranaceus( Fisch) 的根，具有补气固表、利水退肿、托毒排脓、生肌等功效。黄芪的药用迄今已有 2000 多年的历史。现代研究表明，黄芪含皂甙、蔗糖、多糖、多种氨基酸、叶酸及硒、锌、铜等多种微量元素，有增强机体免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗应激、降压和较广泛的抗菌作用，其中以对黄芪多糖（APS）的研究报道为多。

黄芪多糖是黄芪的主要活性成分之一，是黄芪中最重要的天然有效成分，经过提取分离而得到的。近年来，随着人们对多糖研究的深入，发现多糖具有多方面的生物活性与功能。黄芪多糖也因其在增机体免疫力、降血糖、抗衰老方面等方面有较强的活性而备受关注。大量研究证明，黄芪多糖在体内和体外均具有显著的免疫调节作用，不仅对免疫抑制动物模型有明显作用，而且能增强正常动物的免疫作用。当前对黄芪多糖的研究多局限于其本身结构，主要作为免疫佐剂及动物饲料添加剂被广泛使用，应用范围较狭窄，缺乏深度挖掘开发和科学研究。近年来，学术界对黄芪多糖免疫调节作用的研究有所拓宽，逐渐采用不同改性方法对其结构进行修饰，并研究各种改性产物对机体免疫效果的影响机制及其量效关系，并在肿瘤免疫、抗病毒免疫及免疫相关基因的调控等方面做出了有益的探索。

【组成】^[1]

有研究从蒙古黄芪的水提液中分离到两种葡聚糖( AG-1，AG-2) 和两种杂多糖( AH-1，AH-2) 。AG-1 为水溶性，结构是 α-( 1-4) ( 1-6) 葡聚糖，α-( 1-4) 和 α-( 1-6) 苷键糖基的组成比例为 5∶2。AG-2 为非水溶性，结构为 α-( 1-4 ) 葡聚糖。 AH-1为水溶性酸性杂多糖，含己糖醛酸、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖，其分子比值为 1. 0∶0. 04∶ 0. 02∶0. 01，所含糖醛酸为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 组成。

还有研究从蒙古黄芪的水提液中分得 3 种多糖成分：黄芪多糖 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 构成的杂多糖，相对分子质量为 36 300，APS II及 APS III均为 D-葡聚糖，平均相对分子质量为 12300 和 34 600，主链由 l，4 连接的葡萄糖构成的，每 25

个葡萄糖残基有一个 6-O 上的分支，分子中还有少量的端基葡萄糖存在。

从膜荚黄芪水提液中分离出一种具较强免疫均一杂多糖，相对分子质量为37 500，由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖组成，三者摩尔比为 1 ∶0.95 ∶0.70。

用热水提取经十六烷基三乙基溴化胺处理并经柱层析从膜荚黄芪中得到一种多糖，主要由 α-1，2 连接 L-鼠李糖，α-1，4 连接的半乳糖及 1，5连接的阿拉伯糖组成，分支点位于鼠李糖和半乳糖上，属果胶类多糖。

【提取】^[1]

黄芪多糖一般的提取工艺为水煮醇沉法，该法工艺简单，但收率和含量都较低。在此基础上，为提高多糖收率，人们对黄芪多糖提取实验进行了多方面的研究。采用传统提取方法的，包括水提、碱水提、碱醇提等，其中以碱醇法提取效率高；对比采用现代提取方法，如超声、微波、高压等，发现运用现代技术的提取方法总体有更高的提取率，但所需设备较为复杂，大规模使用受到一定限制。

研究表明，采用碱水溶液提取法可使多糖收率明显提高，分别用水提取、氧化钙水溶液提取和碳酸钠水溶液提取法，结果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。在研究氧化钙溶液提取黄芪多糖时，比较了不同 p H 条件下黄芪多糖的收率，结果表明 pH 值为 9. 0 时提取的黄芪多糖收率和纯度最高。采用超声波辅助法提取黄芪多糖，确定了工艺条件为 30 倍水，超声提取 1 h，提取率可达到 92. 1%。采用微波技术从黄芪中提取多糖，不仅大大地缩短了反应时间，同时也提高多糖含量。微波辅助提取黄芪多糖的工艺条件：液料质量比为 12∶1；用饱和石灰水调节 pH = 9. 0；微波功率 300 W时提取 2 次，每次提取 10 min，提取液真空浓缩后，依上法得产率为 14. 6%，纯度为 88. 1% 。与水加热提取法相比，微波辅助提取能缩短提取时间，降低提取剂用量，并能提高黄芪多糖产率。用超高压技术提取黄芪多糖，在压力 350Mpa，料液质量比 1∶60，浸泡时间 5 h，保压时间 2min 的条件下得到收率为 24. 28% 。采用高压脉冲电场快速提取黄芪多糖，电场强度为 20 kv /cm，脉冲数为 6，料液质量比为 1∶14，得到 24. 36% 的收率，且耗时极短。研究了纤维素酶法提取黄芪多糖，通过正交实验发现酶解的条件为 120 min，酶用量为0. 8% ，酶解温度为 75 ℃，提取多糖含量为 9. 78%，总糖含量为50. 2% 。

【药理作用及应用】^[1][2][3]

1. 黄芪多糖免疫调节作用

1）黄芪多糖对免疫细胞信号传导相关分子的影响：在机体免疫调节的过程中，有几种物质起到了重要的信号传导作用，分别是 NO、Ca^{2 +}、和 PKC。小鼠腹腔注射黄芪多糖，结果显示黄芪多糖能明显促进小鼠巨噬细胞 NO 生成，显著升高小鼠淋巴细胞内钙离子水平，引起细胞 PKC 活性明显升高，说明黄芪多糖过 NO 介导信息传导通路，调节淋巴细胞游离钙离子的浓度，升高细胞蛋白激酶活性而影响机体免疫细胞的信号传导，发挥免疫调节作用。Ser / Thr 激酶蛋白激酶 B 在胰岛素信号转导中有十分重要的作用，研究显示：黄芪多糖能影响蛋白激酶B(PKB) 丝氨酸磷酸化，黄芪多糖能显著增加已经降低了的胰岛素抵抗小鼠骨骼肌中 PKB 的丝氨酸磷酸化，部分恢复受损的胰岛素信号传导，减轻胰岛素抵抗。

2）黄芪多糖对中枢免疫器官的影响：实验研究表明，黄芪多糖具有显著的免疫增强作用，可明显促进小鼠脾脏及胸腺细胞增殖，增加小鼠抗体生成器官脾脏及胸腺的重量； 能显著增强小鼠巨噬细胞的吞噬功能，提高巨噬细胞的吞噬百分率； 能够显著提高正常小鼠免疫后脾细胞溶血空斑数量。

3）黄芪多糖对细胞因子的影响：无论是细胞免疫还是体液免疫，细胞因子都起到了重要作用。对黄芪多糖粉针对由环磷酰胺化疗后的BALB/c 小鼠脾细胞分泌细胞因子以及对荷瘤小鼠NK 细胞杀伤能力的影响，结果显示，APS-P 能够有效地促进化疗后小鼠免疫系统功能的恢复，增加化疗后 BALB /c 小鼠脾细胞分泌细胞因子( IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IFN-γ) 的能力 ，对正常小鼠分泌细胞因子有一定的调节作用 ，并能增进 S-180 荷瘤小鼠NK 细胞的杀伤能力。

研究表明，微血管内皮细胞在黄芪多糖的作用下，肿瘤坏死因子 TNF 分泌明显增加，并且随浓度增加内皮细胞分泌量也增加。黄芪多糖可以降低血糖，增加胰岛素敏感性，抑制转化生长因子-βTGF-β1受损肾小管上皮细胞的过度表达，减轻肾小球硬化和细胞外基质的沉积。

2. 黄芪多糖对糖尿病防止的作用

1）预防和治疗糖尿病

就黄芪多糖对糖尿病的预防和治疗作用进行一系列的研究，结果表明： APS

能纠正 NOD 小鼠 Th1 /Th2 型细胞/细胞因子的免疫失衡状态，纠正 NOD 小鼠氧化或凋亡的免疫失衡状态，纠正 NOD 小鼠 Th1 型细胞/细胞因子的免疫失衡状态，预防或延缓 1 型糖尿病的发生。APS 还能预防 NOD 小鼠自身免疫性胰岛炎的发生。2 型糖尿病是有显著的胰岛素抵抗为主伴有胰岛素相对不足，或有胰岛素分泌足为主伴有或不伴有胰岛素抵抗所致的糖尿病。黄芪多糖能有效增加肾组织中的胰岛素受体、胰岛素受体底物、磷脂酰肌醇 3 激酶的水平。通过增加靶组织 Ins R 表达，改善其对胰岛素的敏感性，使受环节的胰岛素信号转导障碍减轻，改岛素受体和受体后环节信号转导，降低 2 型糖尿病大鼠的血糖水平。APS 还可能通过减少 CHOP 的表达来降低 T2DM 患者过强的 ERS，从而增加胰岛素敏感性而降低血糖。

2）改善糖尿病并发症 ：APS 可以抑制 1 型糖尿病心肌中 chymanse 依赖性心脏局部血管紧张素91 II( Ang II) 的生成，降低心肌局部 Ang II、TNF-α 和TGF-β 异常升高，改善 DM 仓鼠心肌胶原代谢异常；抑制糖尿病心肌局部

chymanse-Ang 系统的过度活化；影响 PPAR-α 表达部分，改善糖尿病仓鼠心肌脂代谢紊乱；起到对糖尿病心肌病变的保护作用。黄芪多糖能通过下调糖尿病大鼠肾组织内 TGF-β1 的含量及其 m RNA 的过度表达，在一定程度上减轻肾脏的病变。黄芪多糖能降低四氧嘧啶导致的糖尿病大鼠血糖水平，增高胰岛素水平，减轻内皮细胞损伤和功能障碍。黄芪多糖降低糖尿病鼠心肌脂质过氧化程度，增加超氧化物歧化酶活性从而抑制肾脏纤维化，从而有效减轻遗传性糖尿病小鼠肾小球纤维化，减轻肾脏肥大。减轻肾小球硬化和细胞外基质沉积，表现出较好的预防糖尿病肾病作用。T2DM 合并脓毒症大鼠给予预处理黄芪多糖后，提高了胰腺线粒体 SOD、GSH-Px 活性，降低了 MDA、NO 含量，说明黄芪多糖对 T2DM 合并脓毒症大鼠胰腺线粒体氧化应激损伤有保护作用。

3. 黄芪多糖保护心血管作用

1）保护血管内皮功能：黄芪多糖可明显降低血清中总胆固醇TC 、三酰甘油TG、丙二醛和内皮缩血管肽的含量，从而减轻内皮缩血管肽对血管的损伤作用； 同时升高 NO、超氧化物歧化酶及总抗氧化活力，具有较好的对抗氧化损伤和保护血管内皮细功能。

2）保护心肌细胞：研究发现，慢性心肌缺血时，大鼠心肌组织及血清中 MDA 表达水平明显升高，SOD 表达水平下降，说明氧自由基的大量释放及抗氧化系统的失常共同介导了心脏损伤的过程。给予黄芪多糖干预后，血清及心肌组织 MDA 表达水平下降，SOD 表达水平上升，说明黄芪多糖能够调节抗氧化系统及氧化系统平衡，发挥对心肌缺血时氧化损伤的保护作用。

3）冠状动脉粥样硬化的预防与治疗：研究表明 APS 能明显降低血清 LPO，升高 SOD 活性，增强抗氧化能力，以及保护内皮细胞的功能，从 As 形态学进一步证实，APS 能明显减轻或减少粥样斑块的程度和面积，HE 染色后光镜观察，内膜下泡沫细胞层数减少，平滑肌细胞增生减轻。

4. 黄芪多糖抗肿瘤作用

黄芪多糖可以直接抑制病毒或者杀伤病毒，即黄芪多糖通过与其他抗肿瘤药物联合应用对肿瘤细胞具有直接杀伤作用。研究表明，黄芪多糖对 S180 肉瘤细胞有杀伤作用。黄芪多糖还可以通过激活淋巴细胞，增强恢复机体免疫力发挥抗肿瘤的药理作用。从黄芪多糖提取物中分离得到了连有 α-( 1→6侧链的α-( 1→4) -d-葡聚糖，对患胃癌 Wistar 大鼠的生物活性试验表明此种多糖能刺激脾淋巴细胞的增殖，显著增加胃癌大鼠血中 lg A、lg G 及 lg M 的水平，对胃癌的治疗有效。

【参考文献】

[1] 黄芪多糖研究进展

[2] 黄芪多糖在免疫调节方面的最新研究进展

[3] 黄芪多糖的药理作用研究进展