黃精藥理作用研究進展及產品開發

楊 德，薛淑靜，盧 琪，陳曉春，李 露

（1.湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，武漢 430064；2.恩施州源惠科技開發有限公司，湖北 恩施 445000）

黃精為百合科（Liliaceae）黃精屬（Polygonatum）黃精（P.sibiricum）、滇黃精（P.kingianum）和多花黃精（P.cyrtonema）干燥根莖的統稱，按形狀不同，俗稱大黃精、雞頭黃精、姜形黃精等，藥用和食用價值較高［1，2］。中國人民食用黃精的歷史有2 000多年，《神農本草經》中記載“黃精，味甘、平、無毒，主補中益氣，除風濕，安五臟，久服輕身，延年不饑”。《食療本草》記載“黃精，凡生時有一碩，熟有三四斗，蒸之若生，勛剌人咽喉，暴使干，不爾朽壞。根葉花實皆可食之，但相對者是，不對者名偏精”［3］。現代食品化學和醫學對黃精的功能成分和藥理作用進行了大量研究，發現其發揮功能作用的主要成分有多糖、低聚糖、黃酮、皂苷、生物堿、揮發油等［4-6］，具有降血糖、抗腫瘤、提高免疫力、增強腎功能、提高骨密度、補氣血等功能［7，8］。黃精作為食療佳品一直受到老年人及體弱人群的歡迎，科研人員對黃精在人體中的作用研究一直沒有間斷，其經濟價值和社會效益越來越突出。本文對近年來有關黃精的藥理作用研究進展進行總結，為黃精產品開發提供支持。

1 黃精的藥理作用

1.1 黃精對腎臟損傷的保護作用

傳統中醫認為黃精入歸脾肺腎經，具有補腎的作用［9，10］，現代醫學研究佐證了黃精的益腎作用。近年來，科研工作者在黃精多糖對急性腎損傷、運動型腎損傷、糖尿病導致的腎損傷及延緩腎細胞衰老等方面做了很多工作，進一步明確了黃精的益腎作用［11-16］。Han等［17］研究發現黃精多糖可降低大鼠腎組織NGAL或KIM-1 mRNA的表達，抑制p38 MAPK/ATF2信號通路及炎性因子TNF-α、IL-1β和IL-6的產生，對慶大霉素誘導的大鼠AKI有較強的保護作用。華巖［18］發現黃精多糖對大強度運動導致的腎臟損傷有一定的正向調理作用，這種調節作用是通過改善腎小球的濾過功能，提升腎組織抗氧化酶活性，抑制自由基的生成而實現的。付婷婷等［19］發現黃精多糖能降低小鼠腎臟組織中TGFβ1、ET-1、Col-I蛋白表達，抑制腎臟組織纖維化。彭靜［20］發現黃精膏可降低小鼠腎臟細胞的凋亡速度，可能與黃精的抗氧化特性有關。臨床上黃精多糖對糖尿病引起的腎病有較好的治療作用，孟妍［21］研究發現黃精餅干可以降低早期糖尿病腎病的血糖水平，可明顯改善患者中醫癥狀，并可通過增強機體抗氧化水平以及降低機體炎癥反應水平起到一定保護腎臟的作用。肖小妹等［22］臨床發現黃精多糖可增強腎病綜合征患兒紅細胞免疫功能。綜合來看，黃精通過抑制炎癥因子產生、抑制腎小管間質細胞纖維化、降低腎臟細胞凋亡速度來達到保護腎臟的目的，其功能的實現可能與其抗氧化能力有關。

1.2 黃精調節血糖的作用

現有研究表明，黃精能夠調節血糖水平，黃精多糖調節血糖的作用是通過抑制葡萄糖苷酶活性、降低葡萄糖轉運蛋白的表達、提高胰島素表達等途徑完成的，同時由于其抗氧化性能夠減輕糖尿病患者的并發癥，降低機體損傷［23-27］。陳興榮等［28］研究了滇黃精提取物對正常小鼠血糖及幾種物質誘導性小鼠高血糖的影響，發現黃精提取物對多種原因導致的高血糖小鼠有降糖的作用。董琦等［29］研究了黃精水提液對Ⅱ型糖尿病（T2DM）胰島素抵抗大鼠肌肉組織葡萄糖轉運蛋白-4（GLUT-4）基因表達的影響，結果表明黃精水提液具有增強（T2DM）胰島素降低大鼠GLUT-4基因表達，從而降低血糖的作用。公惠玲等［30］的研究也得出相似結果。此外，黃精多糖能夠減輕糖尿病的并發癥。有研究發現黃精多糖對Ⅰ型糖尿病大鼠心肌有保護作用，其機制可能與降低血糖、血脂、抑制炎性反應有關。張忠英等［31］發現給予1 000 mg/kg黃精多糖后，糖尿病大鼠空腹血糖下降，心肌組織中TGF-β1、Smad2/3蛋白表達顯著減少（P＜0.05），BM P-7、Smad7蛋白表達明顯升高（P＜0.05），心肌組織病理改變有所改善，表明黃精多糖可改善糖尿病大鼠心肌纖維化，其機制可能與促進心肌組織中BMP-7表達，影響TGF-β1/Smads信號通路有關。王俊杰等［32］發現復方黃精茶顯著降低糖尿病大鼠空腹血糖、糖化血紅蛋白、血糖曲線下面積水平，改善總膽固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白等脂代謝指標，減輕血管內皮增厚，減少彈力纖維蛋白斷裂現象，增強乙酰膽堿（ACh）誘導的腎動脈舒張效應，表明復方黃精茶能改善糖尿病大鼠糖脂代謝及保護血管。臨床實踐上，徐錦龍等［33］系統評價了黃精中藥制劑治療Ⅱ型糖尿病的臨床療效，結果表明黃精中藥制劑治療Ⅱ型糖尿病效果與單純西藥治療相當。近年的研究很好地揭示了黃精的降糖作用及對糖尿病患者臟器的保護作用。

1.3 黃精提高免疫力的作用

黃精多糖能夠增強免疫器官如脾臟、胸腺指數，提高淋巴細胞巨噬細胞免疫活性，除黃精多糖外，黃精中的黃酮類化合物等能夠抑制炎癥因子表達，發揮抗炎作用［34-37］，這些作用均與免疫力相關。Sun等［38］對粗黃精粗多糖（PSPC）和黃酒蒸黃精（PSPW）水溶性多糖的理化性質和免疫活性進行了研究，發現PSPC和PSPW能增強脾虛小鼠免疫抑制模型的免疫功能。于思文等［39］研究黃精粗多糖對體外培養小鼠脾淋巴細胞及巨噬細胞（RAW 264.7）免疫活性的影響，發現黃精粗多糖可增強體外培養小鼠脾淋巴細胞及巨噬細胞的免疫活性。鄧旭坤等［40］采用MTT法體外評價了黃精多糖對正常小鼠脾細胞的增殖活性，用環磷酰胺制備了小鼠體免疫抑制模型，并分別測定了小鼠脾臟、胸腺指數，脾臟、胸腺細胞的體外增殖活力，巨噬細胞吞噬功能及分泌炎性細胞因子的能力，發現黃精多糖給藥組（150 mg/kg）小鼠脾臟指數增加了79.0%，協同Con A刺激指數增加了43.3%；胸腺指數升高了148.3%，協同Con A刺激指數升高48.5%。Zhao等［41］從黃精（Polygonatum sibiricumRed）中分離出27種化學成分，對其中13種化合物抗炎活性研究表明，β-咔啉成分，特別是化合物1和2，顯著抑制脂多糖（LPS）處理的RAW264.7中NO，TNF-α，IL-6和IL-1β的表達。華巖等［42］通過建立大強度運動模型，驗證了黃精多糖能抑制大強度運動導致的血中CK含量升高，延緩運動疲勞的發生，提升機體體液免疫和細胞免疫的功能。

1.4 黃精抗腫瘤的作用

黃精提取物還在抑制多種腫瘤方面表現出積極作用。Zhou等［43］研究了不同濃度黃精多糖（PSP）對人食管鱗狀細胞癌（ESCC）細胞株Eca109的影響，發現PSP能夠通過調節TLR4表達抑制Eca109細胞中的NF-κB信號傳導途徑，進而抑制腫瘤細胞增殖。Ma等［44］發現黃精皂苷（MPD）在抑制宮頸癌方面有重要作用，發現其能夠促進細胞內ROS的產生，阻止癌細胞周期進入G2/M期，并以濃度依賴性方式導致細胞凋亡。黃精能夠抑制某些腫瘤生長可能與其特異性結構有關，這種結構能夠與細胞的某些靶點結合，從而開啟抑制腫瘤生長的通路。余婷等［45］通過網絡藥理學的方法篩選黃精-百合藥對中的有效成分，預測治療癌癥的作用靶點及信號通路，篩選出19個黃精-百合藥對的活性成分，根據靶點預測技術預測出相關靶點234個，與疾病靶點有關的活性成分為6個，主要通過調控絲氨酸（Akt）/蘇氨酸激酶1（Akt1），Jun原癌基因，AP-1轉錄因子亞基（JUN），血管內皮生長因子A（VEGFA），基質金屬蛋白酶-9（MMP-9），半胱氨酸蛋白酶-3（Caspase-3）等靶蛋白以及癌癥中的蛋白多糖，雌激素信號轉導通路，人免疫缺陷病毒1感染，缺氧誘導因子-1（HIF-1）信號通路，腫瘤壞死因子（TNF）信號通路，癌癥中的微型核糖核酸（MicroRNAs）等通路發揮抗癌作用。黃精對治療癌癥的作用體現了中藥多成分-多靶點-多途徑的特點［46-48］。

1.5 黃精對心腦血管系統的影響

黃精對心腦血管具有調節作用，主要表現為清理血脂、降低血壓和調節心臟的正常功能，并能夠增強記憶力，保護缺血性腦損傷，且對阿爾茨海默病有潛在的療效，在中醫上，黃精四草湯血壓一直用來治療高血壓等疾病，黃精對心腦血管的調節作用可能與其抗氧化性和分子結構有關［7，46，49］。劉躍鈞等［50］研究多花黃精提取物（FHT）對大鼠血脂的影響，發現黃精提取物能夠顯著改善血液中總膽固醇（TC）、血清甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL-C）、高密度脂蛋白（HDL-C）水平。在對大腦的影響方面，肖移生等［51］發現黃精提取液能夠提高老年癡呆大鼠腦內α3和α7煙堿型乙酰膽堿受體（α3，α7-nAChR）陽性神經元數量，進而提升老年癡呆大鼠中樞膽堿能系統活性。黃精多糖可改善慢性腦缺血大鼠學習記憶能力，減輕大腦超微結構損傷［52］。黃精丸藥方可以增強腦內抗氧化系統功能、降低神經炎癥反應、降低氧化應激引發的Aβ-（1-42）沉積、維持APP蛋白表達水平，防治阿爾茨海默病［53］。

黃精多糖對異丙腎上腺素誘導的大鼠心肌肥厚有一定的保護作用，其機制可能與其抗氧化、抗炎、抑制JAK2/STAT3信號通路有關［54］。馬懷芬等［55］發現黃精多糖可能通過抗氧化抗炎，降低心肌組織中ICAM-1、VCAM-1的蛋白表達，保護異丙腎上腺素導致的小鼠心臟重塑。黃精多糖（PSP）對心肌損傷有保護作用可能與其減輕炎癥反應、提高氧自由基清除能力、減少脂質過氧化損傷有關［56］。

1.6 黃精的其他藥理作用

除上述生理作用外，研究還發現黃精多糖對骨骼、肝臟系統等有積極作用。黃精對骨骼的作用表現在黃精多糖能夠促進骨髓干細胞向成骨細胞分化，從而能夠促進骨折的愈合［57-59］。對肝臟系統的作用表現在對脂肪肝的保護作用、減輕大鼠肝臟病理學和組織學病變［60-63］。此外黃精對睪丸損傷具有保護作用，在臨床上，含有以黃精為功能成分的藥物可用于治療弱精及少精［64］。現有報道還表明黃精在治療抑郁癥及促進睡眠方面有積極作用［65］。

2 產品開發策略

黃精入口味道甘甜無異味，質地滋潤而不粗糙，且具特有的香氣，有較好的風味和適口性，在全國各地黃精產區人們常常食用蒸熟的鮮黃精或將黃精制粉摻入主食食用。黃精菜肴也是民間利用黃精的方式之一，民間以黃精制作藥膳的品種和方法有很多，食療效果都比較理想。因此，將黃精開發成大眾易于接受的食品能夠極大地促進黃精產業的發展。目前市場上黃精產品主要有黃精丸、黃精茶、黃精酒、黃精酥、黃精糖等。

黃精屬于藥食兩用植物，因此，其產品開發應在其保健功能基礎上結合現代藥品和食品加工技術，開發功能成分明確、食用方便的藥品或食品。黃精多糖具有良好的潛質，可將其開發成輔助治療降血糖、抗腫瘤、調節心腦血管疾病等的輔助用藥，產品類型可以為黃精多糖壓片或黃精多糖口服液。

此外，黃精化妝品開發方面也具有很好的市場前景。“掃除白發黃精在，君看他年冰雪容”，這是唐朝詩圣杜甫描述黃精的詩句，說明服食黃精可令人皮膚光滑、膚色紅潤、須發黑亮，古人早認識到黃精有延年益壽、葆精養顏之功效。現代科學研究也進一步證實了其效果，黃精屬植物所含的多種天然美容活性成分，使其具有抗衰老、防輻射、抗炎、抗菌、生發烏發等美容功能，黃精在化妝品開發研制領域的應用前景十分廣闊。

3 討論

黃精是中醫藥的瑰寶，其降血糖、抗腫瘤、對臟器的保護作用等已經得到驗證，并開發出了黃精四草湯、黃精含片、黃精片等藥品。通過對現有文獻整理，總結黃精發揮其功能作用主要有幾個原因：①黃精具有抗氧化作用。黃精的抗氧化作用與其增強免疫力、防癌抗癌、緩解疲勞等方面應該是相關的，其他具有抗氧化作用的物質，如番茄紅素、蝦青素、多酚類物質等也有類似的作用。②黃精中多糖等成分有信號分子傳導作用，如黃精多糖能夠與細胞表面甜味受體結合并引起一系列下游通路，進而發揮降糖作用，黃精抗腫瘤等作用可能也和其余細胞表面受體結合引起的通路開啟有關。③黃精的其他成分作用。除黃精多糖外，黃精中皂苷和黃酮也發揮重要的生理活性作用，并得到大量試驗證實。

目前對黃精藥理作用研究較多，但是還需要深入研究，比如黃精多糖生物活性較高，但現有研究基于多糖整體而非單體，對多糖中單體的作用缺乏細致研究，這也影響了黃精類藥品的研發。