山药多糖药理作用的研究进展及其应用展望

2021-08-06 10:51:12 来源：食品安全导刊

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钟文婷1，董雨荷1，谭伟健1，张睿蕊2，杨东生1*
（1.珠海科技学院药学与食品科学学院，广东珠海 519041；
2.国家中药现代化工程技术研究中心，广东珠海 519030）

摘　要：山药药食兼用，其不仅营养价值高，且具有一定的药用价值。近年来，有关山药天然药物和保健食品的报道成为研究者关注的热点，山药多糖作为山药主要的生物活性成分，具有降血糖、降血脂、保肝护肝及抗氧化等功效。本文就国内近年来山药多糖药理作用的研究进展进行归纳总结，为山药在药食行业的应用提供参考。
关键词：山药多糖；药理作用；应用

山药（ L.）属于单子叶植物纲薯蓣科，山药在历代古医药典籍如《名医别录》《药品化义》等其他文献均有用药历史记载，山药性温味甘，归脾胃、肺经，不燥不腻，富含多种天然营养成分[1]，如多糖、氨基酸、脂肪酸、尿囊素等。目前，山药多糖因其降血糖、调节免疫力等显著功效[2]被广泛用于保健食品药品行业中，其天然有效成分及其食用价值逐渐被人们认可，成为食品保健行业中的新宠。本文综述了近年来国内文献报道的山药多糖的药理作用，为山药在食品、药品和化妆品等其他领域研究应用提供理论参考，并对山药多糖的应用进行展望，为后续含有高活性山药多糖保健品及功能性新剂型开发和利用提供参考。
1　山药多糖药理作用的研究进展
1.1　降血糖、降血脂
山药多糖能显著降低四氧嘧啶诱导糖尿病造模小鼠血糖，呈现一定的浓度依赖关系，且能有效平衡机体总胆固醇、三酰甘油等相关血脂指标的正常水平[3]。有研究表明[4]，结合腹腔注射链脲佐菌素建立糖尿病大鼠模型，山药多糖给药后可有效缓解大鼠糖尿病引起的症状，对机体的血脂代谢紊乱有一定的调节作用。朱娇娇等[5]研究报道山药多糖随剂量增加可逐渐增强对α-淀粉酶的活性抑制作用，其机制是抑制α-淀粉酶的活性可有效降低因饮食后所引成的血糖升高，从而减少糖的吸收而降低血糖。在现代临床研究上也证实山药多糖具有一定降血糖、降血脂的作用，将胰岛素与山药食疗联合使用和胰岛素的单独使用比较，前者治疗效果较好，但高剂量水平的效果更佳[6]。
1.2　保肝、护肝
现有动物药理实验研究证明山药多糖能协调肝器官而达到一定保护作用，可通过调节血糖水平，对蛋白质、脂肪等发挥协同调节作用。其中对小鼠醉酒有较好的解酒护肝作用，可延长醉酒耐受时间，缩短睡眠时间，降低乙醇和乙醛质量浓度，从而达到减轻肝损伤的目的[7]。此外，山药多糖和维生素C联合使用可拮抗镉所致小鼠肝损伤的毒性和氧化应激，达到预防性保护[8]。环磷酰胺所致小鼠脾脏损伤经山药多糖用药后，肝及脾组织形态病理学损伤程度均在一定程度上降低[9]。
1.3　抗氧化、抗衰老
山药多糖可减缓低密度脂蛋白氧化[10]，且其还原力随着浓度的提高显著增强。不同来源及品种的山药所提取多糖及不同提取工艺均影响其含量，最终影响其体外抗氧化能力。另有研究表明，供药用的山药品种不论是多糖含量还是抗氧化能力明显优于仅有食用历史的山药品种。此外，通过体内外药理实验证实山药多糖使急性实验中果蝇的寿命显著延长[11]，还能明显改善衰老小鼠海马组织中神经元细胞的损伤现象，刘哲[12]通过将怀山药多糖作用于NRK-52E细胞和TCMK-1细胞发现均无抑制作用，但对过氧化氢引起的细胞损伤起显著保护作用。张丽梅[13]研究表明紫山药多糖具有明确的抗衰老活性，其机制为通过紫山药多糖影响细胞周期蛋白p53、p21表达从而调控细胞周期来实现。
1.4　抗肿瘤、增强免疫力
研究表明，山药多糖能有效抑制小鼠体内肿瘤的生长，可显著提高肿瘤小鼠白细胞介素-2和肿瘤坏死因子-α水平[14]，剂量越高使其恢复的水平越接近正常。纳米山药多糖对人肝癌HepG2细胞、人胃癌SGC7901细胞、人宫颈癌Hela细胞和人前列腺癌DU145细胞的增殖与生长有明显的抑制作用，其机制可能为促进启动型细胞凋亡蛋白caspase-8和效应型细胞凋亡蛋白caspase-3酶原活化，酶原降解增多，抑制肿瘤细胞生长，促进肿瘤细胞凋亡，最终导致细胞裂解，从而达到抗肿瘤活性目的[15]。此外，水溶性山药多糖发酵后对结肠癌细胞增殖活性具有抑制作用且高剂量效果更佳[16]。山药多糖在体内体外均有免疫活性，可使环磷酰胺诱导免疫低下小鼠的免疫功能恢复至接近正常水平[17]，对低强度连续微波辐射致小鼠免疫系统功能损伤具有一定保护且有明显改善免疫系统功能的作用[18]。
1.5　其他作用
已有药理研究报道，山药多糖对调节肠道微生态具有一定的功效[19]，对急性酒精性胃黏膜损伤大鼠的胃黏膜具有良好的保护功效[20]，对糖尿病肾病小鼠能有效改善肾功能，可使小鼠血糖、血肌酐、尿素氮水平显著降低，胰腺和肾脏的病理损伤明显改善，胰岛体积和数目及肾小球肿胀和肾脏纤维化程度明显改善[21]。将山药多糖添加到仔猪日粮可提高免疫力，促进生长[22]。山药多糖对心肌梗死大鼠心肌细胞凋亡具有一定的抑制作用，其通过上调成纤维细胞生长因子9蛋白表达对缺氧/复氧损伤的心肌细胞发挥保护作用，其作用机制可能与抑制心肌细胞凋亡及还原能力增强有关[23]。张慧莹等[24]以3%葡聚糖硫酸钠为诱导剂构建小鼠结肠炎模型，结果发现山药多糖经过乳酸芽孢杆菌DU-106发酵液护色预处理后能有效缓解小鼠结肠炎。
2　山药多糖的应用展望
近年来，山药多糖在药理方面的深入研究促进其应用。焦钧[25]利用自制纳米山药多糖在体内生物利用度增强作用而达到改善糖尿病症状，调节血脂的治疗作用。滕杨等[26]发现山药多糖通过硒化，高剂量可抑制肝细胞病变、改善肝损伤。罗莉[27]将山药多糖包封于聚乳酸-羟基乙酸共聚物纳米粒制备成注射剂，对特异性免疫疗效显著增强。孟德欣等[28]以盐酸林可霉素灌胃给药构建肠道菌群失调模型，发现在给纳米山药多糖合生元结肠靶向微生态调节剂后，肠道优势菌数量增加。王丽等[29]发现对缺铁性贫血小鼠模型给药前后，山药多糖可使其血红蛋白和红细胞计数恢复至接近正常水平。徐雅雯[30]利用山药多糖良好的抗氧化作用，通过对山药进行预处理护色后进行制作山药复合饮料。基于山药多糖在药理上的作用，山药多糖可制备成降血糖辅佐剂、降血脂辅佐剂、抗衰老剂、护肝剂、免疫增强剂、免疫辅佐剂、靶向微生态调节剂、补铁剂和抗氧化剂等。
3　结语
山药营养成分丰富，其中山药多糖是山药主要活性成分，天然多糖来源之一。据山药多糖在体内外证实的药理作用，在目前应用领域中，山药多糖常作为抗氧化剂等剂型出现。在未来，相关研究者需结合山药多糖作用机制加大对食品保健品等新产品的开发，将其制成的免疫调节剂、保肝剂等剂型，实现产学研相结合。近年来国内山药主要活性成分多糖功效研究主要集中在体内、体外药理活性的研究，对山药多糖作用机制研究尚且不够深入，整体机制的探究需要更多的临床动物实验证实其作用机制，大部分的研究人员偏重于大分子的研究，对小分子缺乏细化研究。在后期研究中，将山药多糖具体的活性成分分离分析作为重点，分离出山药多糖以便做出更细化更精准的药理研究，或通过山药多糖的衍生物或结构修饰作为突破口进行深入研究。为今后山药多糖作为基础新药、食品、保健品等新剂型的研究开发及应用奠定基础。
参考文献
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作者简介：钟文婷（1997—），女，广东惠州人，硕士在读。研究方向：药食同源与健康方向。
通信作者：杨东生（1980—），男，吉林白城人，博士，副教授。研究方向：生物药学。