山藥的化學成分和藥理作用及臨床應用研究進展

董慶海，吳福林，王涵，譚靜，林紅強，劉金平，周柏松

（吉林大學天然藥物研究中心，長春 130021）

山藥又名土薯、大薯、薯藥等，為薯蕷科（Dioscoreaceae）薯蕷屬（Dioscorea）多年生纏繞性藤本薯蕷（Dioscorea oppsitaThunb）的根莖[1]。山藥性平味甘，溫補而不驟，微香而不燥，歸脾、肺、腎經，是補脾養胃、生津益肺的良藥，也是傳統的保健食品。始載于《神農本草經》，列為上品，載其“主傷中，補虛贏，除寒熱邪氣，補中益氣力”。《本草綱目》亦收錄本品，謂其“益腎氣，健脾胃，止泄痢，化痰生，潤皮毛”。山藥種植歷史悠久，種植范圍廣泛，在我國的東北、華北、華中、東南和西南均有分布，朝鮮半島、日本亦有分布[2]。山藥入藥的部位是根莖，類似圓柱形，長度為15cm～30cm，直徑為1.5cm～3.0cm，表面顯淡黃色或黃白色，有縱皺紋及須根痕。其飲片為橢圓形，邊緣平滑整齊，表面光滑顯光澤，質地堅硬，呈白或淡黃白色，不易脫粉，折斷面為白色，呈顆粒狀[3]。在我國以河南焦作地區出產的山藥質量上佳，為入藥的地道藥材，因產地舊稱懷慶府，故又稱“淮山藥”。與地黃、菊花、牛膝并稱為四大懷藥，且有“懷參”的美譽[4]。

1 山藥的化學成分

山藥營養價值豐富，是眾所周知的滋補佳品，是衛生部公布的藥食兩用的植物之一，也是保健食品的重要原料。其中含有豐富的蛋白質、人體必需的氨基酸、多種微量元素、多糖、尿囊素、膽堿、甾醇等多種營養成分及功能因子。

1.1 蛋白質與氨基酸

山藥富含蛋白質和多種氨基酸，包括人體必需的全部氨基酸。鐵棍山藥鮮樣中粗蛋白含量為3.59%、總氨基酸含量為 2.71%，其中必需氨基酸含量為1.05%[5]。懷山藥、平涼山藥、溫縣山藥和華縣山藥（干物質）中蛋白質含量分別為8.83%、10.27%、8.61、7.33%，山藥所含氨基酸種類均在17種以上，水解前的游離氨基酸以絲氨酸、精氨酸、酪氨酸為主，水解后谷氨酸、精氨酸、天氨酸的含量最高[6]。懷山藥中蛋白質含量占干物質的17.5%，且富含多種氨基酸，其中谷氨酸含量最高，高達0.30%（鮮重），其次為精氨酸0.15%、絲氨酸0.11%、天冬氨酸0.11%[7]。

1.2 淀粉

山藥中淀粉含量較高，一般占山藥濕重的16%～20%左右，淀粉含量受生長環境的影響較大[8]。此外，Wang Shujun等[9，10]研究結果表明，在不同山藥淀粉中直鏈淀粉含量為20.74%～25.94%；電鏡掃描結果顯示，不同山藥的淀粉顆粒均呈廣橢圓形及橢圓形，淀粉顆粒大小為

1.3 微量元素

山藥中含有豐富的微量元素。杭悅宇等[11]采用離子光譜分析儀測定薯蕷、褐苞薯蕷、山蕷、參蕷、日本薯蕷等不同品種山藥的無機元素，結果表明，在5種薯蕷中均含有 Zn、Fe、Mn、Cu、K、Na、Ca、Mg 等人體所需的礦物元素，其中薯蕷含量較高。陳艷等[12]用干、濕2種方法處理懷山藥樣品，并用等離子體原子發射光譜分別測定樣品中微量元素含量，結果表明，懷山藥中K含量最高，其次為P、Na、Mg、Ca等。另據張重義等[13]報道，同一品種山藥在不同產區的無機元素含量差異明顯，說明產地對山藥無機元素含量有影響。

1.4 黏蛋白

山藥黏蛋白具有預防心血管脂肪沉積的作用，是保護動脈血管的成分之一[14]。林鵬等[8]報道了山藥中黏蛋白是由多糖和蛋白質構成的復合物，其中蛋白質約占47.6%、多糖占52.4%。

1.5 多糖

多糖是山藥的主要成分，因測定山藥多糖的含量方法不同，其測定結果往往相差較大。王剛等[15]報道，將山藥放置在60℃烘箱中烘干至恒重，采用分光光度法測定其多糖含量為28.32%[16]，而采用HPLCMS法測得多糖含量則為16.42%。

王剛等[15]用乙醇沉淀山藥的濃縮水提液，將醇沉部分用水溶解，再加1%CTAB溶液沉淀，而醇溶部分用二倍乙醇沉淀，所得沉淀經水溶后再沉淀，冷凍干燥，得到2種多糖，其相對分子質量分別為62 000u和7 300u。姜軍[17]將提取的山藥多糖在色譜柱上進行洗脫，分離得到了酸性多糖。顧林等[18]用柱層析處理山藥水溶性多糖，得均一組分多糖，GC-MS分析確定組分為葡萄糖和甘露糖，摩爾比為0.56∶0.44。趙國華等[19]通過纖維素和色譜柱純化多糖，經GC-MS分析確定多糖的組分為葡萄糖、甘露糖和半乳糖，摩爾比為1.00∶0.37∶0.11。蔡婀娜等[20]采用水提醇沉法提取山藥多糖，并用柱層析的方法對粗多糖進行純化，得到單一組分多糖，用高效液相色譜儀對其進行分析，結果表明，該多糖由果糖和葡萄糖組成，摩爾比為1.00∶26.36。尚曉婭等[21]對山藥粗多糖進行精制，并分析其單糖組成為鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等。

1.6 尿囊素

山藥中富含具有鎮靜、麻醉、促進細胞生長等作用的尿囊素（2，5-二氧代-4-咪唑烷基脲）[22]。王海波等[23，24]運用ODS-C18及HPLC-MS法測定了不同產地山藥中尿囊素的含量，測定結果表明，在河南省、山東省、山西省、陜西省、河北省、云南省等6個產地的15個樣品中，山東濟寧山藥樣品中尿囊素含量為最高（0.670%），陜西西安山藥樣品中含量為最低（0.105%）。

1.7 山藥皂苷

何鳳玲等[25]將山藥乙醇提取物通過大孔樹脂進行梯度洗脫，經分離和純化得到了黃酮和皂苷。史會齊等[26]采用ODS反相色譜柱分離并測定山藥中皂苷元的含量為0.26%。白冰等[27]利用硅膠色譜柱分離山藥乙醇提取物，并鑒定出 -谷甾醇、-胡蘿卜苷等皂苷類成分。

1.8 脂肪酸

王勇等[28]以石油醚為溶劑對山藥中的脂肪酸成分進行提取，并用GC-MS分析鑒定其成分，共檢出了脂肪酸27種，其中，飽和脂肪酸18種，占脂肪酸總量51%；不飽和脂肪9種，占脂肪酸總量49%。

1.9 其他成分

白冰等[27]從山藥乙醇提取物中分離并鑒定了棕櫚酸、油酸、-谷甾醇醋酸酯、5-羥甲基糠醛、壬二酸、檸檬酸單甲酯、檸檬酸雙甲酯、檸檬酸三甲酯、7-羰基--谷甾醇、尿嘧啶及腺苷等有機物。

2 山藥的藥理作用

山藥具有健脾、補肺、固腎、益精的功效，是中醫常用的一味健脾補氣良藥。現代藥理實驗表明，山藥具有顯著的降血糖、降血脂、抗氧化、抗衰老、調節脾胃護肝、調節免疫和抗腫瘤等諸多作用。

2.1 降血糖、降血脂作用

人們在研究過程中常利用四氧嘧啶來建立小鼠糖尿病模型，并通過給予一定劑量的山藥來觀察其對糖尿病小鼠的治療作用。舒思潔[29]研究發現，山藥可明顯降低小鼠的血糖和血脂水平，升高肝糖原和肌糖原的含量。杭悅宇[30]研究證明，山藥具有降血糖、降血脂的作用。何云[31]研究結果表明，山藥多糖對四氧嘧啶誘導的大鼠糖尿病模型的降糖作用與山藥多糖的劑量呈正相關。楊宏莉等[32]利用糖尿病大鼠模型對山藥多糖降血糖的作用機制進行了研究，結果表明，山藥多糖可提高大鼠血液中的己糖激酶、琥珀酸脫氫酶以及蘋果酸脫氫酶等糖代謝關鍵酶的活性來促進血糖代謝，從而實現降血糖作用。郜紅利等[33]研究結果表明，山藥多糖降糖作用可能與增加胰島素分泌、改善胰島 細胞功能和清除多余的自由基有關。馬立新等[34]在臨床上通過給糖尿病患者注射胰島素治療的同時讓患者攝食山藥，結果表明，采用胰島素與攝食山藥聯合較單獨使用胰島素的治療效果要好，山藥可能通過調節患者血液中胃腸激素和血管腸活性肽來發揮作用。

2.2 抗氧化、抗衰老作用

王麗霞等[35]通過過氧化酶法、核黃素光照法、Fenton反應等生化方法，測定了山藥蛋白多糖抗氧化的作用，結果表明，山藥多糖對活性氧自由基包括H2O2、·OH等均有清除能力，可減少紅細胞溶血、抑制小鼠肝脂質過氧化反應，且在一定范圍內與劑量成正比。舒媛等[36]對采用不同方法處理的山藥粗多糖的抗氧化性進行了研究，結果表明，采用Sevag法處理過的粗多糖抗氧化能力最強，未經過處理的粗多糖次之，經蛋白酶法處理的最弱，由此可見，山藥多糖結合蛋白具有較高的抗氧化能力，而游離的蛋白不具有抗氧化性。張婧萱等[37]采用超聲波乙醇浸提法對山藥中的總黃酮進行了提取，并對黃酮的抗氧化作用進行了研究，結果顯示，黃酮提取液對Fenton體系產生的·OH有較強的清除能力。趙東寶等[38]為了進一步研究山藥乙醇提取液中不同極性成分的抗氧化作用，將山藥乙醇提取物采用氯仿、乙酸乙酯、正丁醇3種溶劑進行依次萃取，得到極性不同的4個部分，并用DPPH方法分別測定各部分的抗自由基活性，結果表明，乙酸乙酯萃取物活性最佳，氯仿萃取物次之，正丁醇萃取物和水溶性部分最差；進一步分析還發現，乙酸乙酯和氯仿萃取物中富含多酚類成分。詹彤等[39]通過給衰老模型小鼠注射山藥多糖來研究其抗衰老作用，結果表明，注射山藥多糖后小鼠體內的過氧化氫酶、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶等活性增強，單胺氧化酶活性降低，過氧化脂質和脂褐質含量降低，這說明山藥多糖具有較強的抗衰老作用。蔣艷玲[40]報道，山藥多糖可以拮抗衰老模型小鼠免疫器官的萎縮，山藥多糖能夠使胸腺皮質細胞和淋巴細胞數量增加，提高免疫抗衰老。

2.3 調節脾胃作用

李樹英等[41]通過灌胃給藥的方式給予小鼠一定劑量的山藥提取液，觀察其對小鼠脾胃的影響，結果表明，山藥能夠抑制正常小鼠的胃排空及腸管推進運動，對脾虛小鼠模型胃腸推進運動亢進行為有拮抗作用。程林等[42]采用脾虛小鼠模型研究了山藥水提液中不同極性成分對腸胃功能的影響，結果表明，麩炒山藥水提液的二氯甲烷萃取物對小鼠胃排空的抑制作用最強，麩炒山藥水提液的二氯甲烷和正丁醇萃取物對小鼠腸推進的抑制作用最強；山藥麩炒品的二氯甲烷萃取物對小鼠胃排空的抑制作用、二氯甲烷及正丁醇萃取物對小鼠腸推進的抑制作用比山藥生品更強。陳金秀等[43]采用利血平誘導小鼠脾虛模型研究山藥水煎液對小鼠腦內單胺遞質的影響，研究結果表明，山藥水煎液對正常小鼠無影響，對脾虛小鼠有促進單胺遞質的合成作用，并認為山藥水煎液能有效緩解小鼠脾虛癥狀是其促進單胺遞質合成的機制之一。

2.4 肝損傷的保護作用

孫設宗等[44]在研究山藥多糖對肝損傷的保護作用時，采用四氯化碳誘導小鼠肝損傷，再給予一定劑量的山藥多糖進行治療，結果發現，山藥多糖可以降低肝損傷小鼠血清中谷丙轉氨酶、谷草轉氨酶和丙二醛的含量，并抑制脂質過氧化物的生成，對由肝損傷引起的氧化損傷有保護作用。劉偉萍等[45]報道，山藥水提液對肝損傷小鼠有保護作用，小鼠損傷的肝組織壞死減輕、壞死灶減少、范圍減小，可能與山藥抗氧化的作用有關。

2.5 腎臟缺血再灌注損傷的保護作用

張亞等[46]研究了山藥灌胃預處理對大鼠腎臟缺血再灌注損傷的保護作用，結果表明，經山藥預處理后細胞凋亡減少，尿素氮、肌酐及丙二醛含量下降，促進腎小管細胞的再生修復和重建，保護了腎功能。

2.6 免疫調節作用

臨床研究證實，“脾虛”時消化功能紊亂，機體免疫功能下降。傅紫琴等[47]在觀察山藥多糖對脾虛小鼠的影響時發現，山藥多糖能抑制胃腸排空并且使胸腺指數及脾臟指數增加，初步推測免疫調節是山藥發揮補脾作用的機制之一。山藥多糖能促進淋巴細胞的增殖能力和抗體的產生，對體液免疫、細胞免疫和非特異性免疫都有增強作用[48]。苗明三[49]報道，山藥多糖提高了灌胃小鼠吞噬細胞的吞噬能力、促進溶血素和溶血空斑的形成，促進淋巴細胞轉化，有增強免疫的作用。鄭素玲等[50]研究山藥粗提液對衰老小鼠免疫器官的影響發現，衰老小鼠的胸腺脾臟外觀得到改善，經過鏡檢胸腺皮質、髓質的比例提高，表明山藥對免疫器官有保護作用。

2.7 抗腫瘤防突變作用

趙國華等[51]通過小鼠移植實體瘤模型對山藥多糖的抗腫瘤活性進行了研究，結果表明，山藥多糖對Lewis肺癌細胞及黑色素瘤均有抑制作用。杭悅宇等[52]報道，山藥可作為抗腫瘤藥物及化療藥物的輔助食品，能顯著增加受環磷酰胺抑制的白細胞總數。闞建全等[53]研究發現，山藥多糖具有抗突變作用，這可能與其抑制突變物對菌株的致突變作用有關。

3 臨床應用

鑒于山藥諸多的藥理作用，常與其他藥材配伍使用，治療多種疾病。《神農本草經》中記載，山藥具有“補虛贏，益氣力，久服耳目聰明，身輕延年”之功效，是常用的健脾補氣的良藥，對調理一些慢性疾病和促進身體恢復，有良好的作用。

3.1 治療小兒感染性疾病

孫道珍等[54]運用竺黃沙參山藥合劑治療30例小兒遷徙性肺炎患者，治愈23例，起效6例，無效1例，總有效率達96.6%。黃國平[55]用“二術山藥湯”治療50例小兒遷徙性腸炎患者，總有效率達88.0%，明顯高于西藥對照組。崔冬生[56]運用薯蕷散治療50例小兒厭食癥患者，總有效率達92.0%。

3.2 治療慢性腎炎、腎病綜合征

聶紅梅[57]在臨床上應用無比山藥湯來治療86例慢性腎炎患者，治療后患者尿蛋白下降或消失、血漿蛋白和白蛋白的含量上升、膽固醇的含量下降，平均在11.2個月的療程后，有77例病人顯效，有效率達89.5%。裴竹蓮等[58]運用黃芪、芡實、山藥等組成益腎健脾化瘀湯，來治療慢性腎炎，臨床觀察108例患者，服藥后患者尿蛋白明顯下降或消失，經過3個療程后，總有效率達到86.1%。邵燕燕[59]以黃芪、黨參、山藥等益腎類中藥組方治療慢性腎炎，并與金水寶膠囊做對照，治療組42例總有效率達85.7%，對照組30例總有效率達63.3%，結果表明，益腎類中藥的治療慢性腎炎效果明顯。

3.3 治療慢性阻塞性肺氣腫

應瑛[60]以淮山藥為主，輔玄參、白術等其他藥材組成復方，臨床觀察治療40例慢性阻塞性肺氣腫患者的情況，經過1個月的治療，絕大部分患者咳痰量下降，肺的通氣和換氣功能好轉，總有效率為95.0%。

3.4 治療糖尿病

周福成等[61]采用懷山藥、五倍子等中藥與西藥治療糖尿病，經過2～8個療程的治療，198例患者中絕大多數血糖均低于7.6mmol/L；尿糖、尿蛋白、酮體降低或轉陰的情況總有效率為98.9%。張景義等[62]用山藥降糖丸治療糖尿病，臨床觀察中大多數患者“三多一少”癥狀及檢測指標有所改善，86例患者中，顯效80例，總有效率93.0%。宋銀枝等[63]用黃芪、山藥、丹參等祛濕中藥材為基本方，治療糖尿病型腎病，并與西藥治療做對比，結果表明，在降低尿微量白蛋白排泄率、尿蛋白、總膽固醇和甘油三脂方面治療組優于對照組，治療組的有效率達89.1%，對照組有效率為70.0%。

4 小結與討論

山藥在日常生活中扮演著重要的角色，是衛計委認定的第一批藥食兩用植物，具有很高的營養及藥用價值。山藥的營養成分及功能因子豐富，藥理作用廣泛且毒副作用很小，是家庭餐桌上常見的佳肴，也是醫藥領域常用的一味藥材，其蘊含著巨大的經濟價值，市場開發潛力十分廣闊。但是，對山藥缺乏系統深入地研究，有關研究主要集中于山藥多糖，對其他成分的藥理作用研究不深入，目前可以從優化山藥成分的提取條件入手，分離并鑒定山藥單體成分的化學結構，并通過現代藥理實驗，進一步確定其藥理作用及其作用靶點，為山藥的食品、保健品和藥品開發提供理論依據。