彭新，牛樂，周寧，2，3，李赫宇，王金金，毋啟桐，李凱，2，3，*

（1.河南中醫(yī)藥大學，河南鄭州450046；2.河南省中藥特色炮制技術工程研究中心，河南鄭州450046；3.呼吸疾病診療與新藥研發(fā)河南省協(xié)同創(chuàng)新中心，河南鄭州450046；4.天津益倍元天然產(chǎn)物技術有限公司，天津300457）

山藥為傳統(tǒng)的藥食兩用中藥，來源于薯蕷科薯蕷（Dioscorea opposita Thunb.）的干燥根莖。傳統(tǒng)認為，以河南焦作所產(chǎn)的懷山藥為佳。山藥性平、味甘，具有補脾養(yǎng)胃、生津益肺、補腎澀精等作用，主要含有多糖、皂苷、脂類、黃酮、蛋白質與氨基酸等成分，其中山藥多糖是其主要活性成分之一。近些年來，國內(nèi)外學者圍繞山藥多糖的藥理活性做了大量研究工作，取得了豐富成果。本文在查閱文獻基礎上，綜述了近八年山藥多糖藥理作用研究進展，以期為山藥多糖的深入研究和進一步開發(fā)提供參考。

1 功能活性

1.1 免疫調節(jié)、抗疲勞

山藥常作為扶正類中藥用于臨床，其主要成分山藥多糖的免疫調節(jié)及抗疲勞作用是其研究熱點之一。體外試驗顯示，山藥多糖劑量低于500 μg/mL時，可以促進巨噬細胞株RAW264.7細胞分泌一氧化氮（nitric oxide，NO）和細胞因子白細胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor，TNF-α）、單核細胞趨化蛋白-1（monocyte chemoattractantprotein-1，MCP-1），提高細胞表達組織相容性復合體-Ⅱ（major histocompatibility complex-Ⅱ，MHC-Ⅱ）類分子的水平。動物實驗顯示，其可以恢復免疫抑制小鼠腹腔巨噬細胞MHC-Ⅱ類分子表達水平，參與機體免疫防御功能和促進炎癥反應[1]。許效群等[2]發(fā)現(xiàn)，中、高劑量山藥多糖能顯著改善免疫臟器指數(shù)和吞噬細胞的吞噬指數(shù)、血清溶血素水平，高劑量組還極顯著增加遲發(fā)型變態(tài)反應引起的小鼠足跖厚度。此外，水溶性多糖也具有改善正常和免疫抑制小鼠的免疫調節(jié)作用[3]，不同部位的山藥多糖免疫增強能力也有不同，王德青等[4]研究認為80%乙醇沉淀部位，促進淋巴細胞增殖和增加脾臟指數(shù)，進而增強小鼠脾臟淋巴細胞功能和體內(nèi)免疫活性的作用最強。但有學者認為，山藥多糖對正常小鼠免疫力有促進作用，對實邪證模型小鼠免疫力則有削弱作用，建議臨床用藥時注意區(qū)分[5]。以上研究結果表明，山藥多糖可通過提高吞噬細胞吞噬能力、T淋巴細胞增殖能力以及漿細胞分泌抗體能力等，發(fā)揮其增強機體非特異性免疫以及特異性細胞免疫和體液免疫作用。

不同的護色劑對山藥多樣免疫調節(jié)活性有一定影響，如采用產(chǎn)乳酸芽孢桿菌發(fā)酵液護色的山藥，顯著優(yōu)于采用亞硫酸鈉護色的免疫活性[6]。此外，也有學者考察了熱、酸、酶等因素，對山藥多糖免疫活性的影響，發(fā)現(xiàn)山藥多糖在熱處理和體內(nèi)消化過程中，能保持其免疫活性，但強酸有可能破壞其免疫活性[7]。

研究表明，一定劑量的山藥多糖，還能有效延長小鼠的游泳時間和耐缺氧時間，降低運動后血清尿素的增量，顯著增加運動小鼠肝糖原的儲備，對小鼠有明顯的抗疲勞、抗缺氧作用[8]。

1.2 抗衰老、改善性功能

衰老是生命運動發(fā)展過程中正常的生理現(xiàn)象，其中，性功能減退是衰老的重要表現(xiàn)之一?！渡褶r(nóng)本草經(jīng)》中稱山藥可“輕身不饑延年”，即山藥可以延緩衰老。以果蠅為動物模型研究發(fā)現(xiàn)，長山藥粗多糖具有延緩衰老、提高果蠅半數(shù)壽命的作用，其中5%山藥粗多糖能顯著提高果蠅吃食數(shù)、性活力、飛翔能力、壽命等，且雌雄果蠅平均壽命和最高壽命延壽率有所不同，造成這種現(xiàn)象的原因可能是雌雄果蠅對山藥粗多糖的敏感程度不同[9]。山藥粗多糖可增強果蠅飛翔能力，濃度與飛翔率呈正相關。較低濃度（0.1%、0.5%）的山藥粗多糖，可縮短果蠅潛伏期時間；較高濃度（1.0%、1.5%）的山藥粗多糖可延長交配時間，而且隨著山藥粗多糖的濃度增加，果蠅子代數(shù)隨之增加，認為適量的山藥粗多糖能使果蠅受精卵生存力提高，使更多的受精卵發(fā)育為成蟲[10]。Zhang等[11]以36例27歲～39歲正常生育男性精子為研究對象，發(fā)現(xiàn)山藥多糖具有提高精子活力和保護精子DNA完整性的作用。

在山藥多糖配伍使用方面，發(fā)現(xiàn)其與牡蠣低聚肽、核桃低聚肽配伍后，可增加雄性小鼠附性器官指數(shù)，提高血清NO和睪酮含量，提高海綿體環(huán)磷酸鳥苷（cyclic guanosine monophosphate，cGMP）含量并降低 5型磷酸二酯酶（phosphodiesterase type 5，PDE5）水平，此外還可縮短小鼠騎跨潛伏期并增加騎跨次數(shù)和交配次數(shù)，提示配伍后能夠增強雄性小鼠的性功能[12]。

延緩衰老是中醫(yī)養(yǎng)生目標之一，而藥食同源是中醫(yī)傳統(tǒng)思想之一。因此，山藥多糖的延緩衰老、改善性功能作用，可作為一種有前途的功能性材料開發(fā)應用于保健食品和藥業(yè)。

1.3 降血糖、降血脂

糖尿病、高脂血癥在全球范圍內(nèi)的發(fā)病率快速增長，嚴重危害人類健康。近年來，多糖作為降糖活性物質的研究較多，其對糖尿病及其并發(fā)癥的預防和治療具有藥性平和、不良反應小等特點。

體外試驗研究表明，山藥多糖能改善人肝癌HepG2細胞的葡萄糖消耗能力，且可增強細胞對胰島素的敏感性[13]。大鼠體內(nèi)實驗也有相似的結論，認為山藥多糖有效緩解糖尿病大鼠癥狀，降低血糖、血脂及丙二醛（malondialdehyde，MDA）水平，增強谷胱甘肽還原酶（glutathione reductase，GSH）、總抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC）活性，升高高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平，其作用機制可能與改善胰島素敏感性及抗氧化作用相關[14]。山藥多糖可降低白脂肪組織中白細胞介素-1β（interleukin-1β，IL-1β）、白細胞介素-10（interleukin-10，IL-10）、瘦素（leptin）水平，降低基質金屬蛋白酶-3（matrix metalloproteinase-3，MMP-3）、核轉錄因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）（P65）的表達，提示山藥多糖可提高胰島素敏感性，對高脂血癥有保護作用[15]。山藥多糖對I型糖尿病、II型糖尿病均有較好的作用，如山藥多糖能增加I型糖尿病小鼠胸腺與脾臟指數(shù)，提高血清抗活性氧單位、降低肝勻漿丙二醛含量[16]，可改善II型糖尿病大鼠的血糖水平，保護其胰島功能及血小板功能[17]，且山藥多糖降低血糖、血脂作用與劑量呈正相關[18]。

在治療糖尿病合并腎病方面，山藥多糖能顯著降低模型大鼠腎重/體重指數(shù)、降低血糖和血脂，改善腎功能[19]，其機制可能與抑制高糖激活的醛糖還原酶（aldose reductase，AR）/P38絲裂原活化蛋白激酶（P38 mitogen activated protein kinase，P38MAPK）/cAMP 反應元件結合蛋白（cAMP response element binding protein，CREB）信號通路有關[20]。

不同分子量的山藥多糖片段降糖作用也有不同。Li等采用超濾膜系統(tǒng)，以高效凝膠滲透色譜法測定其分子量，分別為山藥多糖-I（>50 kDa）、山藥多糖II（10 kDa～50 kDa）、山藥多糖III（＜10 kDa），采用地塞米松誘導的胰島素抵抗糖/脂代謝糖尿病小鼠模型評價其降糖作用，發(fā)現(xiàn)山藥多糖-I、山藥多糖II具有較好的降血糖作用[21]。

1.4 抗氧化

在生物體內(nèi)，過高濃度的自由基可引起機體衰老、癌癥及其他疾病的產(chǎn)生，而抗氧化是消除自由基帶來危害的重要方法之一。山藥多糖可以提高機體抗氧化和清除自由基的能力。有學者研究發(fā)現(xiàn)，山藥多糖的還原力隨著其濃度的提高顯著增強，呈現(xiàn)一定的劑量關系[2，22]。不同濃度、不同部位的山藥多糖，在清除氧自由基能力方面也有不同，如當多糖濃度為1 mg/mL～3 mg/mL時，清除能力順序為：山藥多糖粗提物>酸性多糖>中性多糖；當多糖濃度為3 mg/mL～5 mg/mL時，清除能力順序為：酸性多糖>山藥多糖粗提物>中性多糖[23]。山藥多糖純化后得到的單一組分多糖也具有良好的抗氧化活性，如Yang等[24]從山藥中分離16619Da的單組分多糖，Xue等[25]采用超濾技術分離得到山藥多糖均具有清除DPPH自由基、羥自由基以及超氧陰離子自由基活性，從而發(fā)揮其抗氧化作用。

在其他藥物協(xié)同抗氧化方面，發(fā)現(xiàn)抗壞血酸、檸檬酸對山藥多糖粗提物抗氧化性無協(xié)同增效作用，天然抗氧化劑（玉米須多糖）對山藥多糖粗提物抗氧化性有明顯增效作用[23]。

1.5 保肝

肝是人體重要的解毒器官，肝損傷是影響人類健康的常見疾病之一。徐光翠等[26]以冷凍干燥法，分別制備山藥多糖-A及山藥多糖-B組分，并分析其對鎘致大鼠肝臟損傷的拮抗作用，如大鼠先攝入山藥多糖，之后染毒鎘，則山藥多糖-B 200 mg/kg組和500 mg/kg組的超氧化物歧化酶和丙氨酸轉氨酶含量與鎘染毒組比較，具有顯著性差異；而灌胃200 mg/kg山藥多糖-B對肝臟丙二醛的影響不大，但當山藥多糖-B升高到500 mg/kg時，與對照組比較具有顯著性意義；500 mg/kg 1/2山藥多糖-A+1/2山藥多糖-B組，其超氧化物歧化酶、丙氨酸轉氨酶和肝臟丙二醛與對照組比較，均具有顯著性差異，綜合認為，山藥多糖組分中的山藥多糖-B，對鎘致大鼠肝臟損傷有明顯的拮抗作用。上述研究也表明，山藥的保肝作用也與其抗氧化活性有關。

1.6 抗癌

研究顯示，山藥對肝癌、胃癌、宮頸癌、前列腺癌等多種癌細胞的生長均有一定的抑制作用。如較高劑量（80 ng/mL）的納米山藥多糖，能促進人肝癌HepG2細胞、人胃癌SGC7901細胞、人宮頸癌Hela細胞、人前列腺癌DU145細胞腫瘤細胞凋亡蛋白caspase-3和caspase-8蛋白酶原的活化，促進酶原降解，抑制腫瘤細胞生長，促進腫瘤細胞凋亡，降低細胞劃痕愈合率[27]。經(jīng)過腸道微生物發(fā)酵后，其產(chǎn)物對結腸癌細胞具有更強的增殖抑制活性[28]。

Peng等[29]也探討了山藥多糖對前列腺癌細胞株和荷瘤小鼠增殖的影響及其機制，發(fā)現(xiàn)其通過誘導caspase-3的過度表達而強烈抑制前列腺癌的生長，可能是一種有效的抗癌策略。山藥多糖對人胃腺癌細胞生長，也具有較強的抑制作用[24]。

1.7 神經(jīng)保護

研究顯示，山藥多糖在0.025 g/L～0.25 g/L范圍內(nèi)，能有效地抑制神經(jīng)細胞缺氧性凋亡[30]，其機理是降低凋亡基因及蛋白產(chǎn)生，上調抗凋亡基因及蛋白產(chǎn)生[31]。山藥多糖能夠有效減少缺血再灌注損傷大鼠腦梗死面積，其作用機制與抑制神經(jīng)元細胞凋亡，改善腦組織抗氧化能力及抑制炎性細胞因子過度表達有關[32]。鐘靈等[33]研究認為，增強腦組織腺嘌呤核苷三磷酸（adenosinetriphosphate，ATP）酶活性和提高機體抗氧化能力，可能是山藥多糖預防老年性癡呆的作用機制之一。

1.8 抗菌

山藥多糖對金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、枯草芽孢桿菌、白色念珠菌屬于中敏感，對腸炎沙門氏菌屬于低敏感[34]。Yang等[24]從山藥中分離16 619 Da的單組分多糖，發(fā)現(xiàn)其對大腸桿菌有一定的抑制作用，最低抑菌濃度為2.5 mg/mL。

1.9 腸道菌群調節(jié)

高啟禹等[35]研究發(fā)現(xiàn)，灌胃較高劑量的山藥多糖，不僅能使小鼠的體重發(fā)生明顯變化，而且對小鼠盲結腸內(nèi)的微生物有顯著影響，在抑制條件致病菌的同時，顯著提高了益生菌的增殖。

1.10 保護胃黏膜

懷山藥多糖能有效促進實驗大鼠胃潰瘍的愈合，具有良好的胃黏膜保護作用，其機制可能與上調胃潰瘍大鼠胃組織堿性成纖維細胞生長因子（basicfibroblas growth factor，bFGF）含量和胃黏膜堿性成纖維細胞生長因子受體（basic fibroblas growth factor receptor，bFGFR）表達水平有關[36-37]。

1.11 其他

山藥多糖能降低大鼠體內(nèi)血清血尿素氮（urea nitrogen，BUN）、血肌酐（serum creatinine，SCr）含量，增強腎組織缺氧誘導因子-1α（hypoxia inducible factor-1α，HIF-1α）蛋白、mRNA表達及血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）mRNA 表達，說明山藥多糖（yam polysaccharide，YPS）對腎缺血再灌注損傷大鼠具有明顯保護作用，其機制可能是通過上調腎組織HIF-1α表達進而誘導VEGF的表達而達到治療作用[38]。山藥多糖也具有抗應激作用，且有明顯的量效關系[39]。在抗病毒方面發(fā)現(xiàn)，懷山藥多糖的YPS80在增強細胞活性和抗豬細小病毒-SD1（porcine parvovirus-SD1，PPV-SD1）感染方面效果最好[40]。

2 新產(chǎn)品開發(fā)

2.1 免疫調節(jié)劑

Luo等[41]制備山藥多糖-聚乳酸-羥基乙酸給藥系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生了更強的體液和細胞免疫應答，以及混合Th1/Th2免疫應答，在促進淋巴細胞增殖和誘導T淋巴細胞轉化為Th細胞方面，顯著優(yōu)于山藥多糖和空白聚乳酸-羥基乙酸納米粒[42]。也有學者制備納米山藥多糖雙歧桿菌合生元結腸靶向微生態(tài)調節(jié)劑，發(fā)現(xiàn)其能減輕腸道炎癥，提高菌群失調大鼠的免疫器官指數(shù)、巨噬細胞吞噬功能、T淋巴細胞能力、溶血素水平，提高分泌型免疫球蛋白A（secretory immunoglobulin A，sIgA）、粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子（granulocytemacrophage colony-stimulating factor，GM-CSF）、白細胞介素-1α（interleukin-1α，IL-1α）、白細胞介素-4（interleukin-4，IL-4）、白細胞介素-17（interleukin-17，IL-17）、白細胞介素-2（interleukin-2，IL-2）和 γ-干擾素（interferon gamma，IFN-γ）含量，降低 IL-1β、IL-6 和TNF-α含量，促進B細胞淋巴瘤-2（B-cell lymphoma-2，Bcl-2）蛋白表達，同時抑制Bcl-2相關X蛋白（Bcl-2-related X protein，Bax）蛋白表達，具有良好的免疫調節(jié)作用[43-45]。

2.2 腸道微生態(tài)調節(jié)劑

于蓮等[46]自制納米山藥多糖合生元結腸靶向微生態(tài)調節(jié)劑，發(fā)現(xiàn)其對抗生素脫污染菌群失調白兔有顯著調節(jié)作用，進一步研究發(fā)現(xiàn)，其能夠恢復大鼠血管活性腸肽、胃動素、生長抑素和P物質4種胃腸激素的正常水平，具有調節(jié)胃腸道動力，促使胃腸道的正常收縮和改善胃腸道對水和電解質運輸[47]，增加腸道優(yōu)勢菌數(shù)量的能力[48]，可促進短鏈脂肪酸的產(chǎn)生[49]，改善腸道菌群環(huán)境，有助于菌群失調的治療[50]。

2.3 保肝劑

滕楊等[51]對山藥多糖進行硒化，制備山藥硒多糖，發(fā)現(xiàn)其中、高劑量組均可不同程度地改善四氯化碳（carbon tetrachloride，CCl4）所致的病理組織損傷，且顯著優(yōu)于低劑量組與山藥多糖組。認為山藥硒多糖對CCl4所致的小鼠急性肝損傷具有保護作用，且隨濃度增高保護作用加強。高辛等[52]制備納米山藥多糖結腸靶向膠囊，發(fā)現(xiàn)其能使急性肝衰竭模型大鼠腸道有益菌占優(yōu)勢，改善其腸道屏障，減少細菌易位到肝臟，進而來改善肝功能，阻斷肝細胞的過度凋亡，對肝細胞的再生有著重要影響。

2.4 補鐵劑

王麗等[53]制備山藥多糖鐵復合物，發(fā)現(xiàn)其具有較好的治療缺鐵性貧血作用，有望開發(fā)成為一種新型的補鐵劑。

2.5 煙草添加劑

有學者將山藥多糖羧甲基化后，添加到卷煙中，可以柔和煙氣，提高抽吸舒適度，并降低刺激性[54]。

2.6 抗氧化劑

采用氯磺酸-吡啶法，將山藥多糖硫酸酯化后，在清除DPPH自由基和·OH能力方面，優(yōu)于山藥多糖，說明硫酸酯化后增強了抗氧化作用[55]，為其在食品加工中的深度應用提供科學依據(jù)。

2.7 保鮮劑

也有學者利用山藥多糖良好的抗菌效果，將其應用于食物的保鮮。如添加山藥多糖保鮮劑的羅非魚，在感官評分、菌落總數(shù)、pH值、揮發(fā)性鹽基氮和硫代巴比妥酸值的指標方面，都優(yōu)于空白對照組，提示山藥多糖的抗菌活性能很好地應用在羅非魚保鮮[56]。

2.8 乳化劑

Liu等[57]研究發(fā)現(xiàn)，木瓜蛋白酶水解提取的多糖組分，具有較好的乳化活性和穩(wěn)定性。根據(jù)粒徑分布和重力相分離試驗，12 000 U/g多糖組分在不同多糖組分中，表現(xiàn)出最佳的乳化能力和穩(wěn)定性，這可能與單糖組成、游離氨基酸分布、分子量、流動性等方面存在差異有關，為選擇合適的多糖基乳化劑用于食品加工提供了重要的信息。

3 結語

山藥作為傳統(tǒng)具有代表性藥食兩用的植物，是藥品、保健食品的重要原料，現(xiàn)代研究證明其具有抗疲勞、調節(jié)免疫力、抗衰老、改善性功能、降血糖、降血脂、抗氧化、保肝、抗癌、神經(jīng)保護、防治老年癡呆、抗菌、調節(jié)腸道菌群、抗應激等豐富的功能活性?；谄涠喾N功能活性，學者也嘗試將其開發(fā)成免疫調節(jié)劑、腸道微生態(tài)調節(jié)劑、保肝劑、補鐵劑、煙草添加劑、抗氧化劑、保鮮劑、乳化劑等多種產(chǎn)品。但上述功能活性多集中在體外及動物實驗驗證，作用機制研究有待深入，產(chǎn)品的開發(fā)還處在初步研究階段，急需提升產(chǎn)業(yè)化能力。