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黄芪的生理功能

 

一、前言

    黄芪是一味历史悠久 , 临床应用十分广泛 , 为历代中医最为常用的中药之一 . 特别是近年来 , 随着人们对多糖的研究的深入,发现多糖具有多方面的生物活性与功能 . 黄芪的主要活性成分之一黄芪多糖也因其在增强机体免疫力 . 降血糖 , 抗衰老方面有较强的活性而备受关注。

    现代药理研究表明,黄芪含有多种对人体健康有益的生物成分与微量元素如黄芪糖、单糖、黄酮甙、叶酸、胆碱、多种氨基酸、黏液质、纤维素及硒、硅等,能兴奋中枢神经系统,增强机体的抗病能力与免疫力,调节机体平衡,对改善心肺功能,扩张血管,改善微循环,降血压、降血糖、保护肝肾,促进细胞的新陈代谢及抗病毒、抗菌等,均有良好的作用,民间常以黄芪为主,配以其它药物或佐料,作为保健防病的食疗方 .

二、黄芪的化学成份

1. 膜荚黄芪含黄酮、皂甙类成分。黄酮类成分如芒柄花黄素、 3'- 羟基芒柄花黄素 ( 毛蕊异黄酮 ) 及其葡萄糖甙、 2' , 3'- 二羟基 -7 , 4'- 二甲氧基异黄酮、 7,2'- 二羟基 -3' , 4'- 二甲氧基异黄烷及其葡萄糖甙、 7 , 3'- 二羟基 - 4' , 5'- 二甲氧基异黄烷、 3- 羟基 -9,10- 二甲氧基紫檀烷及其葡 萄糖甙等。其中有些成分具较强的抗氧化活性。 皂甙类成分有黄芪皂甙 Ⅰ - Ⅷ 及大豆皂甙 Ⅰ ;黄芪甲甙 ( 即黄芪皂甙 IV) 与黄芪乙甙。

2. 蒙古黄芪含黄芪多糖。 芒柄花黄素 R=H 7 , 3'- 二羟基 - 4' , 5'- 二甲氧基异黄烷 毛蕊异黄酮 R=OH 黄芪皂甙 Ⅷ R=xyL (xyl=xylose, 木糖; gal=galactose ,半乳糖; glcA=glucuronic acid 大皂甙甙 Ⅰ R=gaLglcA=glucuronic acid 葡糖醛酸; rha=rhamnose ,鼠李糖 ) .

三、黄芪的生理功能

1 、 对机体免疫调节作用

    用黄芪茎叶总黄酮 (FAN) 对小鼠免疫功能的影响实验。结果表明 FAN 可明显提高免疫受抑小鼠的 T 细胞总数,并调整 T 细胞亚群紊乱,使其接近正常值, FAN 不仅有免疫增强作用,亦有免疫调节作用。 FAN 促进淋巴细胞增殖,但有明显量效关系,以浓度为每毫升 250 微克时最佳,单独使用 FAN 不能激活杀伤细胞的活性, FAN 联合白细胞介素 2( Ⅱ -2) , FAN 可提高 Ⅱ -2 所诱导杀伤细胞的活性,促进抗瘤免疫应答,实验证明黄芪茎叶与黄芪根有相似的作用。黄芪煎剂或提取物,有良好的促进 Ⅱ -2 产生、提高自然杀伤细胞 (NK) 活性的作用。 NK 是机体防御反应中行使免疫监视功能的主要效应细胞之一。黄芪能提高免疫球蛋白、促进抗体产生、对 B 淋巴细胞免疫功能具有明显的增强作用,对 T 淋巴细胞功能也有增强作用。实验证实,黄芪皂甙对体外肺癌浸润淋巴细胞 (TIL) 的杀伤作用,黄芪皂甙对 TIL 杀伤活性影响大小与 TIL 抑制状态解除有关,是通过作用于 TIL 而影响其杀伤活性的。现代医学认为中医学的 “ 元气 ” 与机体免疫功能有关,动物实验证明黄芪能明显促进中性粒细胞趋化运动,减少 T 抑制细胞,增加 Ⅱ -2 等免疫调节因子生成,从而提高机体免疫力。值得一提的是黄芪对免疫系统具有双向调节作用,能使紊乱的免疫机能恢复有序,这对治疗肾脏疾病尤其有利。黄芪多糖具有免疫调节作用,其机制大体上可通过对单核巨噬细胞、自然杀伤细胞 (NK) 、 T 细胞、 B 细胞、细胞因子及神经一内分泌一免疫网络的调节实现提高机体抗病能力,达到防病治病的目的。

2 、对干扰素的作用

    黄芪具有增强病毒诱生干扰素的能力。易感冒者在感冒流行季节服用黄芪,不仅可使感冒次数明显减少,而且可使感冒症状较轻,病程较短。

3 、增强机体耐缺氧及应激能力

    黄芪多糖有明显的抗疲劳作用,能显着延长氢化可的松耗竭小鼠的游泳时间和增加肾上腺素重量,对小鼠多种缺氧模型均具有显着的耐受能力,可明显减少全身性耗氧以及增加组织耐缺氧能力。黄芪多糖有明显的耐低温作用,能使正常以及虚损小鼠的抗生存时间明显延长。

4 、促进机体代谢

    黄芪可使细胞的生理代谢增强,这可能是通过细胞内 cAMP , cGMP 的调节作用来完成的。黄芪还能促进血清和肝脏的蛋白质更新,对蛋白质代谢有促进作用,这可能是黄芪扶正作用的另一个重要方面。

5 、 保护血管、心肌作用

    选用改良的心脏保存液 (mEC 液 ) 作母液和母液加入黄芪皂甙 (AS) 两组,观察保存心脏的效果,结果表明 ① 大鼠心脏保存后左室舒张末期压 (LVEDP) 、室内压最大变化率、冠脉流量 (CF) 指数都好于 mEC 液组,两组相比有显着差异,心率 (HR) 和心率与最大收缩压乘积 (RPP) 指数优于 mEC 组。 ② 当顺应性曲线直线化后,加 AS 液组斜率明显小于 mEC 组 (P<0 . 05) ,两组截距没有显着性差异,但加 AS 液组大于 mEC 组,说明加 As 组心脏的顺应性好于 mEC 组。 ③ 加 AS 组心肌含水量少, mEC 组心肌含水量多,两组有显着性差异 (P<0 . 01) 。 ④ 加 AS 组心肌中乳酸脱氢酶 (LDH) 、肌酸激酶 (CK) 、超氧化物歧化酶 (SOD) 活性和过氧化脂质 (LPO) 的含量与 mEC 组比较,有显着性差异,黄芪可使抗氧化酶 SOD 活性提高, LPO 含量减少。

    黄芪皂甙有保护心肌、减轻心肌缺血再灌注损伤作用。黄芪具有扩张冠状动脉、增强抗缺氧能力、防止质过氧化、改善心功能等作用,中医学认为 “ 气为血之帅,气行则血行,气滞则血瘀 ” 。心气不足,气虚血瘀是心力衰竭的本质。黄芪强心可能与下列因素有关, ① 增强心肌收缩力:黄芪可抑制磷酸二酯酶及其激活剂钙调蛋白的活性,减少 cAMP 分解,增加钙离子内流和肌浆网内钙离子释放,加强心肌细胞兴奋一收缩耦联,产生强心作用,且作用强度与剂量呈正相关,其作用类似非洋地黄正性肌力药物。 ② 类似洋地黄作用:通过抑制心肌细胞 Na + - K + - ATP 酶致心肌收缩力增强。

    黄芪皂甙对烧伤患者血管内皮细胞 (VEC) 及其分泌功能的变化,结果发现经黄芪皂甙治疗后循环内皮细胞 (CEC) 明显减少,提示血管内皮细胞损伤减轻,分泌功能失衡得到纠正, VEC 分泌的一氧化氮、内皮素 (ET) 相应降低。用黄芪皂甙治疗后烧伤患者 VEC 得到保护,其机制为 ① 黄芪皂甙可抑制 Na + - K + - ATP 酶和抗自由基损伤作用。 ② 稳定细胞膜、改善心肌营养和心肌细胞线粒体功能。黄芪皂甙可使新生儿心肌细胞磷酸肌酸激酶 (CK) 及乳酸脱氢酶 (LDH) 漏出显着减少, SOD 活性显着增高,增加了氧自由基的清除,降低了脂质过氧化物而起到保护心肌细胞膜作用。

6 、降压作用

以黄芪煎剂、水浸剂、醇浸剂皮下或静脉注射于麻醉动物 ( 犬、猫、兔 ) ,均可使血压下降,且作用迅速,持续时间短暂。降压作用是直接扩张外周血管的结果。将黄芪注射液注入实验犬的冠脉、椎动脉、肠系膜上动脉、脑血管、肠血管等内脏血管,可使血管阻力指数下降,但注入肾动脉,肾血管阻力指数反而增高,提示黄芪对肾血管的作用与对其它部位血管不同。

7 、 保护肝脏 降低血清转氨酶

    黄芪中含有微量元素硒,硒能提高谷胱甘肽过氧化物酶活性,激活解毒酶系,从而对肝细胞起保护作用。黄芪可保护肝脏粗面内质网,并使粗面内质网增加,增加细胞内 rRNA 和 mRNA 的含量,抑制核糖核酸酶活性,从而促进蛋白质合成血清白蛋白 (PA) 、白蛋白 (ALB) 升高,丙氨酸转氨酶 (ALT) 下降,说明黄芪明显改善肝硬化患者肝脏蛋白质的合成功能,并能保护肝细胞膜,降低血清转氨酶。

8 、 提高抗御自由基攻击的能力

    黄芪能增加人红细胞膜脂流动性,并认为黄芪与人红细胞膜作用可能与红细胞膜免受自由基的攻击有关,估计黄芪一方面能清除自由基,同时还能提高膜脂和膜蛋白抗御自由基攻击的能力。黄芪含有丰富的硒,硒可与体内 S0D 结合,提高活性。临床观察发现肾病患者使用黄芪后,红细胞、 SOD 活性明显增加,脂质过氧化物丙二醛显着减少,此变化与临床症状改善相平行。黄芪总黄酮抗氧自由基作用最佳。

9 、 对肾病的作用

1) 对缺血性的肾脏有保护作用 抗氧化、清除自由基、促进细胞代谢、利尿消肿、减少尿白蛋白排泄、促肝脏合成白蛋白、降脂、调节免疫、降血压等作用,以保护肾脏细胞免受伤害。

2) 有明显的利尿作用 黄芪通过调节肾小球疾病蛋白质代谢紊乱、提高血浆白蛋白水平,降低尿蛋白量;调解肾小球疾病脂质代谢紊乱、糖代谢紊乱在肾小球疾病的治疗中发挥积极作用。

3) 改善脂肪代谢作用 黄芪能增加脂蛋白脂酶和卵磷脂胆固醇酰基转移酶活性,因而促进极低密度脂蛋白 (VLDL) 的降解和胆固醇的逆转运,并通过上调肝细胞表面 LDL 受体表达加速胆固醇从循环中消除,从而发挥有效降脂作用。黄芪对 NS 患者的高脂血症具有良好的疗效,动物实验证明其疗效与他汀类降脂药相似。

4) 改善糖代谢作用 上海长海医院鲁瑾等以黄芪液灌胃给药观察,黄芪对外源性肿瘤坏死因子 a(TNF-a) 所致正常大鼠发生的胰岛素抵抗 (IR) 的影响,结果表明其胰岛素敏感性 K 值较未用黄芪液灌胃的 TNF-a 组明显升高,几乎达到正常水平,同时高胰岛素血症得到改善,提示黄芪对 TNF-a 致 IR 状态有预防作用,推测其为治疗糖尿病的作用机理之一。天津市第一中心医院江霞采用黄芪联合山莨菪碱静脉滴注治疗早期糖尿病肾病,结果表明本方法可逆转早期糖尿病肾病肾损害,阻滞肾病变进程,达到对糖尿病肾病的有效防治

10 、抗茵及抑制病毒作用

    黄芪对痢疾杆菌、肺炎双球菌、溶血性链球菌 A , B , C 及金黄色、柠檬色、白色葡萄球菌等均有抑制作用。黄芪对口腔病毒及流感仙台 BB1 病毒的致病作用也有一定的抑制作用,但无直接灭活作用。

11 、 对血液流变学的影响

    大量病理实验证明,毛细血管内皮细胞增生、血小板聚集、微血栓生成、纤维蛋白渗出,最终新月体形成均与瘀血有关。黄芪在体外对正常人及大鼠的血小板聚集均有显着的抑制作用,还有较好的促解聚作用。黄芪对血小板聚集的抑制作用可能涉及其抑制血小板钙蛋白活性,导致血小板磷酸二酯酶活化减少, cAMP 降解减慢,血小板内的 cAMP / cGMP 比值升高。黄芪可使血浆前列腺素 I 2 浓度增加,血栓素 A 2 浓度降低。另外,黄芪能显着增加小鼠红细胞膜流动性,降低全血比黏度和细胞变形指数。可见黄芪通过保护红细胞变形能力,抑制血小板聚集,改善患者血液流变性,促进血液正常运动 。黄芪能显着降低糖尿病肾病患者血小板颗粒膜蛋白、血栓素 B 2 和血浆内皮素水平,同时 24 小时尿白蛋白排泄率也明显减少,因此认为其机理可能与降低血浆内皮素水平和抑制血小板活性有关。大量的临床及病理研究证实,黄芪能改善红细胞变形能力,抑制血小板黏附,降低纤维蛋白原及全血比黏度,增强超氧化物歧化酶活性,消除自由基,减少过氧化脂质,降低心肌耗氧量,稳定细胞膜及超微结构,增强机体非特异性免役功能,提高左室射血分数,缩小心室容积,改善左心室重构等。

12 、 补血

    黄芪不仅是补气之要药,能通过补气以生血、气旺以生血而收补血之效,同时,本品亦有良好的补血之功。近年来,大量的实验研究结果,亦为黄芪的补血作用提供了充分的药理学基础依据。如一定浓度的黄芪注射液注入贫血小鼠体内,作用是通过升高贫血小鼠血清集落刺激因子水平,促进贫血小鼠粒单系和红系祖细胞增殖和分化以及基质细胞的增殖,进而升高贫血小鼠外周血红细胞数、白细胞数、血红蛋白含量。黄芪注射液可促进大剂量环磷酰胺制备的贫血模型小鼠骨髓成纤维细胞劈撂数 (CFU-F) 增殖,升高贫血小鼠骨髓基质细胞分泌干细胞因子 (SCF) 的水平, SCF 不仅能够扩增造血祖细胞,而且具有造血祖细胞动员作用。黄芪可以促进贫血小鼠骨髓细胞由静止期进入增殖期,可通过升高贫血机体 SCF 水平,进而促进造血功能。黄芪注射液还能升高血清 Meg-CSA ,加速骨髓抑制后巨核系祖细胞增殖,增加贫血小鼠骨髓有核细胞数和血小板数,加速贫血小鼠骨髓造血功能恢复,缩短其恢复至正常水平的时间。有效造血是不同发育阶段的造血细胞和造血微循环之间相互作用的结果,造血微环境中的基质细胞不仅为造血细胞提供生长支架,还能分泌多种细胞因子调控造血。黄芪还可以激活单核一巨噬细胞和淋巴细胞,促进其分泌细胞因子;还可刺激骨髓基质细胞,如巨噬细胞、成纤维细胞、内皮细胞等,使之分泌的刺激因子增加,抑制因子减少,作用于体内造血因子调控网络,从而促进巨核系祖细胞增殖而改善巨核系造血。