范曉陽(yáng)，侯彥婕，賈世艷，司瑞花，鄭博文，劉光珍

（1.山西省中醫(yī)藥研究院，山西 太原 030012；2.山西中醫(yī)藥大學(xué)，山西 晉中 030619；3.山西省中醫(yī)院，山西 太原 030012）

山藥，又名薯蕷，性平，味甘，歸脾、肺、腎經(jīng)，是多年生纏繞草質(zhì)藤本，根莖橫走，其藥用部位主要是根莖［1］。研究表明，山藥根莖中主要活性成分是甾體皂苷類、多糖、尿囊素等。皂苷類主要包括纖細(xì)薯蕷皂苷、薯蕷皂苷和延齡草皂苷等，此外還有黃酮類和菲醌類化合物，目前已經(jīng)從山藥根莖中分離出了20 多種化合物［2－3］。山藥中活性成分具有抗氧化、抗炎鎮(zhèn)痛、降低血糖和免疫調(diào)節(jié)等生物學(xué)活性［4］，已被用作合成治療冠心病的甾體激素和皂苷類藥物［5］的重要工業(yè)原料。本文通過(guò)查閱近年來(lái)相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)山藥中的化學(xué)成分進(jìn)行歸納整理，并對(duì)皂苷類化合物的藥理作用進(jìn)行綜述，以期為山藥的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供一定的參考依據(jù)。

1 化學(xué)成分與提取工藝

根莖是山藥的主要藥用部位，其根莖中主要的化學(xué)成分為甾體皂苷類，此外，在山藥中還存在黃酮、酚苷類、菲類、甾醇、樹(shù)脂、淀粉和多糖等其他化合物，其中皂苷類占其化學(xué)成分的50%以上［3－6］。

1.1 皂苷類成分

山藥總皂苷主要包括纖細(xì)薯蕷皂苷、延齡草皂苷、薯蕷皂苷、穗菝葜甾苷以及由山藥總皂苷經(jīng)過(guò)水解得到的薯蕷皂苷元等活性成分。研究人員應(yīng)用不同的方法進(jìn)行山藥總皂苷的提取，應(yīng)用復(fù)合酶法聯(lián)合超聲提取技術(shù)來(lái)提取山藥總皂苷，發(fā)現(xiàn)相關(guān)酶不會(huì)破壞薯蕷皂苷的結(jié)構(gòu)，而且還具有高效、快速的優(yōu)點(diǎn)［7］，在此基礎(chǔ)上，山藥先經(jīng)生物酶預(yù)處理后進(jìn)行醇提酸解法能得到較高得率的山藥總皂苷［8］。除應(yīng)用上述的提取方法外，研究人員還采用兩步法大孔樹(shù)脂柱色譜法提取薯蕷皂苷，僅應(yīng)用水和乙醇做溶劑就能得到較高產(chǎn)量的薯蕷皂苷［9］，得到的薯蕷皂苷在進(jìn)行雜質(zhì)的分離鑒定中發(fā)現(xiàn)其有黃山藥皂苷［10］。

1.2 多糖類成分

山藥水提取液中含有大量的多糖。XUE 等［11］采用單因素實(shí)驗(yàn)、Box－Behnken 設(shè)計(jì)（BBD）和響應(yīng)面法（Response Surface Methodology，RSM）相結(jié)合的方式來(lái)研究超濾pH、溫度和壓力對(duì)薯蕷多糖提取率的影響，得出最佳的超濾液萃取條件為：pH 值6.5、20 ℃、0.03 MPa，并且確定山藥單糖組成為50.8%葡萄糖、24.2%甘露糖和11.8%半乳糖。在確定了最佳的提取工藝后，研究人員采用DEAE－Sepharose CL－6B 柱層析法從山藥提取液中分離出多糖，通過(guò)凝膠進(jìn)一步純化，純化后的餾分為單組分多糖并含有醛酸，主要由葡萄糖、果糖和半乳糖組成［12－13］。在多糖的純化過(guò)程中，研究人員采用山藥多糖的保留率和相關(guān)蛋白的去除率作為相關(guān)的指標(biāo)，利用響應(yīng)面分析法確定木瓜蛋白酶法與Sevag法相結(jié)合為最佳脫蛋白工藝，利用此方法山藥多糖的蛋白去除率和多糖的保留率分別能達(dá)到90%和80%以上［14］。同時(shí)，研究人員也進(jìn)行了山藥多糖的脫色工藝研究，通過(guò)比較反膠束溶液法、大孔樹(shù)脂法、雙氧水法以及活性炭法4 種方法的脫色效果，采用單因素結(jié)合響應(yīng)面的方法得出利用雙氧水脫色效果最好，脫色率和多糖保留率都能達(dá)到90%以上［15］。

1.3 其他活性成分

山藥中除了含量豐富的皂苷類和多糖類成分外，還存在許多如氨基酸、菲醌類和酚類等生物活性成分。在研究山藥生物活性成分過(guò)程中，從山藥根莖中分離出兩個(gè)新的環(huán)二芳庚酮類化合物，化合物1的結(jié)構(gòu)確定為（1S，3R，5S）－1，7－二（4－羥基－3－甲氧基）－1，5－環(huán)氧－3－羥基庚烷，化合物2 的結(jié)構(gòu)為（1S，3S，5S）－1，7－二（4－羥基－3－甲氧基苯基）－1，5－環(huán)氧－3－羥基庚烷，二者互為旋光異構(gòu)體；同時(shí)研究人員又采用硅膠柱層析法、高效液相色譜法對(duì)山藥乙酸乙酯提取物進(jìn)行植物化學(xué)研究，分離鑒定出4種新的酚類化合物和3種新的二苯乙烯衍生物［16－17］。氨基酸同樣可以用柱層析法來(lái)分離，研究人員以異硫氰酸苯酯為衍生劑，建立了一種柱前衍生與反高效液相色譜相結(jié)合的方式檢測(cè)出21種游離的氨基酸和水解氨基酸［18］，此方法可以適用于測(cè)定山藥提取物中各種氨基酸的含量。LI等［19］從山藥的石油醚和乙酸乙酯的提取液中分離得到8個(gè)甾體皂苷、3個(gè)固醇、2個(gè)二苯基庚烷、1個(gè)異香豆素、1個(gè)氨基酸和1個(gè)酚類衍生物，并對(duì)肺癌的細(xì)胞株進(jìn)行了抗腫瘤活性檢測(cè)，證明其顯著有效。其他成分見(jiàn)表1。

表1 山藥中的化學(xué)成分

2 皂苷類成分的藥理作用

2.1 對(duì)肝臟的保護(hù)作用

肝臟是人體內(nèi)重要的代謝器官，在去除毒素，儲(chǔ)存糖原和蛋白質(zhì)合成方面起著重要的作用。隨著人類生活水平的提高，肝臟疾病的發(fā)病率逐年升高，嚴(yán)重威脅人們的健康，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，山藥在治療肝臟疾病方面有很好的作用和療效。

薯蕷皂苷能抑制CCl4誘導(dǎo)的急性肝損傷小鼠血清中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（Alanine aminotransferase，ALT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（Aspartate aminotransferase，AST）活性的升高，可能是通過(guò)抑制脂質(zhì)過(guò)氧化、炎癥細(xì)胞因子的壞死和凋亡實(shí)現(xiàn)的［30］。薯蕷皂苷通過(guò)減低ALT和AST的活性和TNF－α、Bax 等相關(guān)基因表達(dá)來(lái)調(diào)控Bcl－2 mRNA的表達(dá)水平，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷是通過(guò)抑制炎癥和細(xì)胞凋亡來(lái)起到對(duì)肝臟的保護(hù)作用［31］。此外，薯蕷皂苷還能通過(guò)降低體內(nèi)MDA、iNOS 和NO 水平，調(diào)節(jié)TLR4/MyD88 通路，降低炎癥因子IL－1β、IL－6、TNF－α、IκBα、p50和p65的水平，實(shí)現(xiàn)炎癥修復(fù)，并改善氧化應(yīng)激反應(yīng)起到對(duì)肝臟的保護(hù)作用［32］。

脂肪性肝病分為兩類，酒精性脂肪性肝病和非酒精性脂肪性肝病。薯蕷皂苷在治療酒精性脂肪肝時(shí)，可以防止乙醇引起的線粒體超微結(jié)構(gòu)改變和凋亡，抑制乙醇誘導(dǎo)的細(xì)胞色素、腫瘤壞死因子和活化核因子κB 的表達(dá)，進(jìn)而下調(diào)絲裂原活化蛋白激酶磷酸化水平來(lái)達(dá)到治療的目的［33］。而在非酒精性脂肪肝的研究中發(fā)現(xiàn)，山藥總皂苷可通過(guò)上調(diào)ACADM 和ACADS 等相關(guān)基因的表達(dá)，促進(jìn)脂肪酸的氧化；下調(diào)SREBP－1c、FAS、ACC1 等的表達(dá)，抑制甘油三酯和膽固醇的合成；還有助于預(yù)防脂質(zhì)沉積，可能通過(guò)獨(dú)立途徑調(diào)節(jié)細(xì)胞自噬，從而起到治療酒精性脂肪肝的效果［34］。

2.2 降血糖作用

研究者將薯蕷皂苷注射到糖尿病模型的大鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷對(duì)糖尿病大鼠心腦脂質(zhì)沉積有治療作用，還通過(guò)抑制3－羥基－3－甲基戊二酸單酰輔酶A 還原酶（3－h(huán)ydroxy－3－methyl glutaryl coenzyme A reductase，HMG－CoA 還原酶）mRNA 的表達(dá)水平，進(jìn)而降低糖尿病大鼠體內(nèi)HMG－CoA 還原酶的水平［35］。另有研究發(fā)現(xiàn)，山藥總皂苷的水解物薯蕷皂苷元可降低細(xì)胞內(nèi)促凋亡蛋白Bax和Caspase－3表達(dá)，增強(qiáng)抗凋亡蛋白Bcl－2 表達(dá)，通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡的作用改善糖尿病大鼠的癥狀［36］。在應(yīng)用薯蕷皂苷治療鏈脲佐菌素所誘導(dǎo)的2型糖尿病大鼠的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，薯蕷皂苷能抑制NF－κB、GRP78，ATF6，eIF2 的蛋白質(zhì)表達(dá)，上調(diào)IRS－1、GLUT－4，p－Akt 和p－AMPK 的蛋白質(zhì)表達(dá)，提高PFK、PK 和GK 活性，進(jìn)而調(diào)節(jié)體內(nèi)糖代謝與脂代謝的平衡［37］。

2.3 抗炎作用

在應(yīng)用山藥總皂苷干預(yù)痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎時(shí)發(fā)現(xiàn)，山藥總皂苷可以改善大鼠滑膜組織狀況，降低體內(nèi)MKK4 和ICAM1 的蛋白表達(dá)，同時(shí)還能降低血清中CXCL1 的含量和增加ADP 的含量，機(jī)制為促進(jìn)NALP3的mRNA 和蛋白水平，調(diào)節(jié)MAPK/PPARγ 通道的信號(hào)通路來(lái)顯示出抗炎作用［38］。在隨后的研究中又發(fā)現(xiàn)山藥總皂苷能降低半乳糖苷酶和葡萄糖醛酸酶的活性，還能提高谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和總超氧化物歧化酶的活性，進(jìn)而提高凋亡相關(guān)斑點(diǎn)樣蛋白NALP3 的mRNA和蛋白水平，通過(guò)調(diào)節(jié)溶酶體酶的抗氧化能力和NALP3內(nèi)聚腺苷來(lái)減輕痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎癥［39］。

薯蕷皂苷對(duì)其他關(guān)節(jié)炎也有很好的治療作用。山藥總皂苷可減少患有類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎的大鼠滑膜組織中cd31標(biāo)記的微血管數(shù)量，抑制VEGF和STAT3蛋白表達(dá)，薯蕷皂苷可能通過(guò)抑制STAT3的表達(dá)和NF－κBp65與DNA 結(jié)合活性，從而治療類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎［40］。在治療膠原誘導(dǎo)的關(guān)節(jié)炎時(shí)，薯蕷皂苷通過(guò)顯著降低IL－17A、IL23p19的表達(dá)，抑制Th17細(xì)胞的分化和減少IL－17A的產(chǎn)生來(lái)對(duì)抗炎癥因子，起到抗炎作用［41］。

2.4 免疫調(diào)節(jié)作用

山藥總皂苷也具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用，對(duì)自身免疫性疾病有很好的治療效果。山藥總皂苷可使再生障礙性貧血小鼠血清中的促炎細(xì)胞因子IL－2和IFN－γ的濃度顯著降低，抗炎細(xì)胞因子IL－4 顯著升高，薯蕷皂苷還能有效抑制細(xì)胞內(nèi)凋亡蛋白Caspase－3 的表達(dá)，抑制炎癥性TH1細(xì)胞因子進(jìn)而發(fā)揮抗凋亡作用［42］，還可下調(diào)再障小鼠p－mTOR、p－S6 基因及蛋白表達(dá)，從而抑制T淋巴細(xì)胞的異常激活，改善骨髓造血功能，發(fā)揮免疫抑制作用［43］。在山藥總皂苷治療系統(tǒng)性紅斑狼瘡小鼠方面，山藥總皂苷可以抑制TNF－α的分泌來(lái)降低機(jī)體內(nèi)J774A.1 細(xì)胞炎癥水平，抑制UNC93B1/TLR7/TLR9 通路的活化，從mRNA 和蛋白水平上降低腎臟和脾臟UNC93B1的表達(dá)，起到免疫調(diào)節(jié)作用［44］。

2.5 抗腫瘤作用

在細(xì)胞凋亡與增殖的研究過(guò)程中，有些研究者發(fā)現(xiàn)山藥提取物對(duì)腫瘤細(xì)胞的凋亡有顯著作用。在應(yīng)用山藥水提物治療口腔癌時(shí)發(fā)現(xiàn)，山藥總皂苷能抑制人口腔癌細(xì)胞HSC－3的遷移能力和基質(zhì)金屬蛋白酶－2（Matrix metalloproteinase－2，MMP－2）的活性；研究還發(fā)現(xiàn)山藥總皂苷對(duì)MMP－2 的抑制作用是通過(guò)抑制HSC－3細(xì)胞中MMP－2啟動(dòng)子上的核易位和cAMP反應(yīng)元件與激活蛋白－1 結(jié)合活性來(lái)實(shí)現(xiàn)的［45］。在薯蕷皂苷治療肺癌過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，其在體外能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞M2 向M1 轉(zhuǎn)變并抑制IL－10 分泌，同時(shí)可增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力和下調(diào)巨噬細(xì)胞中STAT3和JNK信號(hào)通路。在腫瘤細(xì)胞中，薯蕷皂苷活化JNK 并抑制STAT3可以誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞向M1 極化，而抑制JNK 并激活STAT3 可以向M2 極化［46］。薯蕷皂苷能夠抑制PI3K 和Akt的磷酸化，下調(diào)相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子NF－κB和SP-1信號(hào)通路［47］，還能明顯抑制金屬蛋白酶－9活性和mRNA的水平，因此表現(xiàn)出對(duì)腫瘤細(xì)胞的抗轉(zhuǎn)移作用［48］。薯蕷皂苷能夠下調(diào)B淋巴細(xì)胞瘤等抗凋亡蛋白的表達(dá)，進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷是通過(guò)固有的線粒體Caspases信號(hào)通路使細(xì)胞神經(jīng)突收縮和細(xì)胞膜起泡等令細(xì)胞出現(xiàn)損傷，進(jìn)而起到對(duì)腫瘤細(xì)胞的凋亡作用的［49］。

2.6 降尿酸作用

目前全球高尿酸血癥的發(fā)病率逐年增高，嘌呤代謝紊亂和尿酸鹽排泄增強(qiáng)是導(dǎo)致高尿酸血癥的主要原因。研究人員發(fā)現(xiàn)薯蕷皂苷通過(guò)上調(diào)有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體1和有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)體3蛋白表達(dá)，下調(diào)尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體1蛋白表達(dá)來(lái)發(fā)揮降尿酸作用，進(jìn)而對(duì)腺嘌呤和乙胺丁醇誘導(dǎo)的高尿酸血癥大鼠起到治療作用［50］。薯蕷皂苷能降低高尿酸血癥大鼠血清中尿酸和肌酐的水平，機(jī)制為下調(diào)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)體－9 和上調(diào)有機(jī)陰離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋－1（organicaniontransporter－1，OAT－1）的活性。薯蕷皂苷的代謝物薯蕷皂苷元能顯著抑制尿酸鹽的再吸收，機(jī)制為抑制尿酸鹽重吸收轉(zhuǎn)運(yùn)子和促進(jìn)三磷酸腺苷結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白G的活性［51］，促進(jìn)OAT－1和抑制尿酸鹽轉(zhuǎn)運(yùn)體1蛋白水平的表達(dá)，此外還可通過(guò)抑制黃嘌呤氧化酶的活性來(lái)治療高尿酸血癥和起到對(duì)腎臟的保護(hù)作用［52］。

2.7 在腎病中的治療作用

在臨床治療腎病的過(guò)程中，劉光珍教授從“凉血化瘀”論治腎病，將山藥、鬼箭羽和白花蛇舌草按照最佳配伍制成復(fù)方蛇龍膠囊，經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，該配伍在緩解腎臟炎癥損傷、保護(hù)腎小球?yàn)V過(guò)功能等方面具有一定的作用，而且還有減少蛋白尿、防止足細(xì)胞損傷的功效［53］。其機(jī)制是通過(guò)上調(diào)腎病大鼠腎小球足細(xì)胞裂孔隔膜上Nephrin 蛋白、Podocin 蛋白及mRNA 的表達(dá)，改善腎小球超微結(jié)構(gòu)的病理變化，從而降低阿霉素腎病大鼠的蛋白尿［54］。

在實(shí)驗(yàn)研究方面也證明了山藥總皂苷對(duì)治療腎病有很大作用。山藥總皂苷能顯著降低血清中BUN 水平［55］，抑制Wnt 信號(hào)通路，下調(diào)TGF－β1 表達(dá)，從而起到保護(hù)系膜細(xì)胞的作用，減輕腎臟細(xì)胞損傷［56］。在脂多糖致腎損傷研究中，薯蕷皂苷元抑制了ROS 的水平，減輕氧化應(yīng)激；抑制let－7i/TLR4/MyD88 信號(hào)通道減輕炎癥，從而發(fā)揮保護(hù)腎臟作用［57］。在某些研究中還發(fā)現(xiàn)，山藥總皂苷對(duì)高果糖導(dǎo)致的腎損傷也具有良好的保護(hù)作用，山藥總皂苷可通過(guò)調(diào)節(jié)TGF－betal/Smad 信號(hào)通路抑制腎纖維化，降低腎臟中尿素的含量，從而達(dá)到調(diào)節(jié)氧化應(yīng)激的目的［58］。

3 小結(jié)

山藥作為一種傳統(tǒng)的藥食同源植物，其來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉，具有保肝、抗炎、抗腫瘤、降血糖及免疫調(diào)節(jié)等生物活性，在新藥開(kāi)發(fā)和疾病的預(yù)防、治療方面具有廣闊前景，但仍有很多問(wèn)題有待解決，如藥物在體內(nèi)吸收、分布、代謝、排泄過(guò)程及作用機(jī)制和毒副作用不明等。因此，在加強(qiáng)對(duì)山藥皂苷藥物進(jìn)行藥效學(xué)評(píng)價(jià)的同時(shí)，還需進(jìn)一步采用現(xiàn)代技術(shù)手段對(duì)山藥皂苷的藥效成分精確分析并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行深入研究。