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【背景及概況】[1][2][3]
中藥材黃芪為豆科草本植物蒙古黃芪 Astraga-lus membranaceus (Fisch ) Bge. var. mon-gholicus( Bge．) Hsiao、膜莢黃芪 Astragalus membranaceus( Fisch) 的根，具有補氣固表、利水退腫、托毒排膿、生肌等功效。黃芪的藥用迄今已有 2000 多年的歷史。現代研究表明，黃芪含皂甙、蔗糖、多糖、多種氨基酸、葉酸及硒、鋅、銅等多種微量元素，有增強機體免疫功能、保肝、利尿、抗衰老、抗應激、降壓和較廣泛的抗菌作用，其中以對黃芪多糖（APS）的研究報道為多。
黃芪多糖是黃芪的主要活性成分之一，是黃芪中最重要的天然有效成分，經過提取分離而得到的。近年來，隨著人們對多糖研究的深入，發現多糖具有多方面的生物活性與功能。黃芪多糖也因其在增機體免疫力、降血糖、抗衰老方面等方面有較強的活性而備受關注。大量研究證明，黃芪多糖在體內和體外均具有顯著的免疫調節作用，不僅對免疫抑制動物模型有明顯作用，而且能增強正常動物的免疫作用。當前對黃芪多糖的研究多局限于其本身結構，主要作為免疫佐劑及動物飼料添加劑被廣泛使用，應用范圍較狹窄，缺乏深度挖掘開發和科學研究。近年來，學術界對黃芪多糖免疫調節作用的研究有所拓寬，逐漸采用不同改性方法對其結構進行修飾，并研究各種改性產物對機體免疫效果的影響機制及其量效關系，并在腫瘤免疫、抗病毒免疫及免疫相關基因的調控等方面做出了有益的探索。
【組成】[1]
有研究從蒙古黃芪的水提液中分離到兩種葡聚糖( AG-1，AG-2) 和兩種雜多糖( AH-1，AH-2) 。AG-1 為水溶性，結構是 α-( 1-4) ( 1-6) 葡聚糖，α-( 1-4) 和 α-( 1-6) 苷鍵糖基的組成比例為 5∶2。AG-2 為非水溶性，結構為 α-( 1-4 ) 葡聚糖。 AH-1為水溶性酸性雜多糖，含己糖醛酸、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖，其分子比值為 1. 0∶0. 04∶ 0. 02∶0. 01，所含糖醛酸為半乳糖醛酸和葡萄糖醛酸。AH-2 由葡萄糖和阿拉伯糖按 1∶0. 15 組成。
還有研究從蒙古黃芪的水提液中分得 3 種多糖成分：黃芪多糖 APS I、APS II、APS III。APS I由 D-葡萄糖、D-半乳糖和 L-阿拉伯糖以 0. 75∶1. 63∶1 構成的雜多糖，相對分子質量為 36 300，APS II及 APS III均為 D-葡聚糖，平均相對分子質量為 12300 和 34 600，主鏈由 l，4 連接的葡萄糖構成的，每 25
個葡萄糖殘基有一個 6-O 上的分支，分子中還有少量的端基葡萄糖存在。
從膜莢黃芪水提液中分離出一種具較強免疫均一雜多糖，相對分子質量為37 500，由葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖組成，三者摩爾比為 1 ∶0.95 ∶0.70。
用熱水提取經十六烷基三乙基溴化胺處理并經柱層析從膜莢黃芪中得到一種多糖，主要由 α-1，2 連接 L-鼠李糖，α-1，4 連接的半乳糖及 1，5連接的阿拉伯糖組成，分支點位于鼠李糖和半乳糖上，屬果膠類多糖。
【提取】[1]
黃芪多糖一般的提取工藝為水煮醇沉法，該法工藝簡單，但收率和含量都較低。在此基礎上，為提高多糖收率，人們對黃芪多糖提取實驗進行了多方面的研究。采用傳統提取方法的，包括水提、堿水提、堿醇提等，其中以堿醇法提取效率高；對比采用現代提取方法，如超聲、微波、高壓等，發現運用現代技術的提取方法總體有更高的提取率，但所需設備較為復雜，大規模使用受到一定限制。
研究表明，采用堿水溶液提取法可使多糖收率明顯提高，分別用水提取、氧化鈣水溶液提取和碳酸鈉水溶液提取法，結果CaO 水溶液提取收率最高，是水提取法收率的 3.25 倍，是 Na2CO3水溶液提取收率的 2. 05 倍。在研究氧化鈣溶液提取黃芪多糖時，比較了不同 p H 條件下黃芪多糖的收率，結果表明 pH 值為 9. 0 時提取的黃芪多糖收率和純度最高。采用超聲波輔助法提取黃芪多糖，確定了最佳工藝條件為 30 倍水，超聲提取 1 h，提取率可達到 92. 1%。采用微波技術從黃芪中提取多糖，不僅大大地縮短了反應時間，同時也提高多糖含量。微波輔助提取黃芪多糖的最佳工藝條件：液料質量比為 12∶1；用飽和石灰水調節 pH = 9. 0；微波功率 300 W時提取 2 次，每次提取 10 min，提取液真空濃縮后，依上法得產率為 14. 6%，純度為 88. 1% 。與水加熱提取法相比，微波輔助提取能縮短提取時間，降低提取劑用量，并能提高黃芪多糖產率。用超高壓技術提取黃芪多糖，在壓力 350Mpa，料液質量比 1∶60，浸泡時間 5 h，保壓時間 2min 的條件下得到最大收率為 24. 28% 。采用高壓脈沖電場快速提取黃芪多糖，電場強度為 20 kv /cm，脈沖數為 6，料液質量比為 1∶14，得到 24. 36% 的收率，且耗時極短。研究了纖維素酶法提取黃芪多糖，通過正交實驗發現酶解的最佳條件為 120 min，酶用量為0. 8% ，酶解溫度為 75 ℃，提取多糖含量為 9. 78%，總糖含量為50. 2% 。
【藥理作用及應用】[1][2][3]
1. 黃芪多糖免疫調節作用
1）黃芪多糖對免疫細胞信號傳導相關分子的影響：在機體免疫調節的過程中，有幾種物質起到了重要的信號傳導作用，分別是 NO、Ca2 +、和 PKC。小鼠腹腔注射黃芪多糖，結果顯示黃芪多糖能明顯促進小鼠巨噬細胞 NO 生成，顯著升高小鼠淋巴細胞內鈣離子水平，引起細胞 PKC 活性明顯升高，說明黃芪多糖過 NO 介導信息傳導通路，調節淋巴細胞游離鈣離子的濃度，升高細胞蛋白激酶活性而影響機體免疫細胞的信號傳導，發揮免疫調節作用。Ser / Thr 激酶蛋白激酶 B 在胰島素信號轉導中有十分重要的作用，研究顯示：黃芪多糖能影響蛋白激酶B(PKB) 絲氨酸磷酸化，黃芪多糖能顯著增加已經降低了的胰島素抵抗小鼠骨骼肌中 PKB 的絲氨酸磷酸化，部分恢復受損的胰島素信號傳導，減輕胰島素抵抗。
2）黃芪多糖對中樞免疫器官的影響：實驗研究表明，黃芪多糖具有顯著的免疫增強作用，可明顯促進小鼠脾臟及胸腺細胞增殖，增加小鼠抗體生成器官脾臟及胸腺的重量； 能顯著增強小鼠巨噬細胞的吞噬功能，提高巨噬細胞的吞噬百分率； 能夠顯著提高正常小鼠免疫后脾細胞溶血空斑數量。
3）黃芪多糖對細胞因子的影響：無論是細胞免疫還是體液免疫，細胞因子都起到了重要作用。對黃芪多糖粉針對由環磷酰胺化療后的BALB/c 小鼠脾細胞分泌細胞因子以及對荷瘤小鼠NK 細胞殺傷能力的影響，結果顯示，APS-P 能夠有效地促進化療后小鼠免疫系統功能的恢復，增加化療后 BALB /c 小鼠脾細胞分泌細胞因子( IL-2、IL-3、IL-4、IL-6、IFN-γ) 的能力 ，對正常小鼠分泌細胞因子有一定的調節作用 ，并能增進 S-180 荷瘤小鼠NK 細胞的殺傷能力。
研究表明，微血管內皮細胞在黃芪多糖的作用下，腫瘤壞死因子 TNF 分泌明顯增加，并且隨濃度增加內皮細胞分泌量也增加。黃芪多糖可以降低血糖，增加胰島素敏感性，抑制轉化生長因子-βTGF-β1受損腎小管上皮細胞的過度表達，減輕腎小球硬化和細胞外基質的沉積。
2. 黃芪多糖對糖尿病防止的作用
1）預防和治療糖尿病
就黃芪多糖對糖尿病的預防和治療作用進行一系列的研究，結果表明： APS
能糾正 NOD 小鼠 Th1 /Th2 型細胞/細胞因子的免疫失衡狀態，糾正 NOD 小鼠氧化或凋亡的免疫失衡狀態，糾正 NOD 小鼠 Th1 型細胞/細胞因子的免疫失衡狀態，預防或延緩 1 型糖尿病的發生。APS 還能預防 NOD 小鼠自身免疫性胰島炎的發生。2 型糖尿病是有顯著的胰島素抵抗為主伴有胰島素相對不足，或有胰島素分泌足為主伴有或不伴有胰島素抵抗所致的糖尿病。黃芪多糖能有效增加腎組織中的胰島素受體、胰島素受體底物、磷脂酰肌醇 3 激酶的水平。通過增加靶組織 Ins R 表達，改善其對胰島素的敏感性，使受環節的胰島素信號轉導障礙減輕，改島素受體和受體后環節信號轉導，降低 2 型糖尿病大鼠的血糖水平。APS 還可能通過減少 CHOP 的表達來降低 T2DM 患者過強的 ERS，從而增加胰島素敏感性而降低血糖。
2）改善糖尿病并發癥 ：APS 可以抑制 1 型糖尿病心肌中 chymanse 依賴性心臟局部血管緊張素91 II( Ang II) 的生成，降低心肌局部 Ang II、TNF-α 和TGF-β 異常升高，改善 DM 倉鼠心肌膠原代謝異常；抑制糖尿病心肌局部
chymanse-Ang 系統的過度活化；影響 PPAR-α 表達部分，改善糖尿病倉鼠心肌脂代謝紊亂；起到對糖尿病心肌病變的保護作用。黃芪多糖能通過下調糖尿病大鼠腎組織內 TGF-β1 的含量及其 m RNA 的過度表達，在一定程度上減輕腎臟的病變。黃芪多糖能降低四氧嘧啶導致的糖尿病大鼠血糖水平，增高胰島素水平，減輕內皮細胞損傷和功能障礙。黃芪多糖降低糖尿病鼠心肌脂質過氧化程度，增加超氧化物歧化酶活性從而抑制腎臟纖維化，從而有效減輕遺傳性糖尿病小鼠腎小球纖維化，減輕腎臟肥大。減輕腎小球硬化和細胞外基質沉積，表現出較好的預防糖尿病腎病作用。T2DM 合并膿毒癥大鼠給予預處理黃芪多糖后，提高了胰腺線粒體 SOD、GSH-Px 活性，降低了 MDA、NO 含量，說明黃芪多糖對 T2DM 合并膿毒癥大鼠胰腺線粒體氧化應激損傷有保護作用。
3. 黃芪多糖保護心血管作用
1）保護血管內皮功能：黃芪多糖可明顯降低血清中總膽固醇TC 、三酰甘油TG、丙二醛和內皮縮血管肽的含量，從而減輕內皮縮血管肽對血管的損傷作用； 同時升高 NO、超氧化物歧化酶及總抗氧化活力，具有較好的對抗氧化損傷和保護血管內皮細功能。
2）保護心肌細胞：研究發現，慢性心肌缺血時，大鼠心肌組織及血清中 MDA 表達水平明顯升高，SOD 表達水平下降，說明氧自由基的大量釋放及抗氧化系統的失常共同介導了心臟損傷的過程。給予黃芪多糖干預后，血清及心肌組織 MDA 表達水平下降，SOD 表達水平上升，說明黃芪多糖能夠調節抗氧化系統及氧化系統平衡，發揮對心肌缺血時氧化損傷的保護作用。
3）冠狀動脈粥樣硬化的預防與治療：研究表明 APS 能明顯降低血清 LPO，升高 SOD 活性，增強抗氧化能力，以及保護內皮細胞的功能，從 As 形態學進一步證實，APS 能明顯減輕或減少粥樣斑塊的程度和面積，HE 染色后光鏡觀察，內膜下泡沫細胞層數減少，平滑肌細胞增生減輕。
4. 黃芪多糖抗腫瘤作用
黃芪多糖可以直接抑制病毒或者殺傷病毒，即黃芪多糖通過與其他抗腫瘤藥物聯合應用對腫瘤細胞具有直接殺傷作用。研究表明，黃芪多糖對 S180 肉瘤細胞有殺傷作用。黃芪多糖還可以通過激活淋巴細胞，增強恢復機體免疫力發揮抗腫瘤的藥理作用。從黃芪多糖提取物中分離得到了連有 α-( 1→6側鏈的α-( 1→4) -d-葡聚糖，對患胃癌 Wistar 大鼠的生物活性試驗表明此種多糖能刺激脾淋巴細胞的增殖，顯著增加胃癌大鼠血中 lg A、lg G 及 lg M 的水平，對胃癌的治療有效。
【參考文獻】
[1] 黃芪多糖研究進展
[2] 黃芪多糖在免疫調節方面的最新研究進展
[3] 黃芪多糖的藥理作用研究進展