楊 雁，孫羽靈，2，孫建梅，唐宗湘*

（1.南京中醫(yī)藥大學醫(yī)學院·整合醫(yī)學學院，江蘇 南京 210023；2.東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院藥品科，江蘇 南京 210002）

山藥屬于薯蕷科薯蕷屬（Dioscorea oppositaThunb.）植物，其塊莖中含有豐富的營養(yǎng)成分，如粘多糖、薯蕷皂苷、礦物質(zhì)等。山藥具有補脾養(yǎng)胃、生津益肺、補腎澀精的功效，用于脾虛食少、久瀉不止、肺虛喘咳、腎虛遺精、帶下、尿頻、虛熱清渴等癥，在傳統(tǒng)中藥方劑中使用較為廣泛［1］?！侗静菥V目》記載，山藥“益腎氣、健脾胃、止瀉痢、化痰延，潤皮毛”。《神農(nóng)本草經(jīng)》中記載，山藥“補中、益氣力、長肌肉”。傳統(tǒng)中藥中的經(jīng)典名方六味地黃丸，四妙丸，參苓白術(shù)散等方劑中均含有山藥。

山藥中含有豐富的皂苷，能防止冠心病和脂肪肝的發(fā)生，由有止咳、祛痰、脫敏，修復病變組織等作用。山藥粘液中的多糖可刺激和調(diào)節(jié)人體免疫系統(tǒng)，能使被抑制的細胞免疫功能部分或全部恢復。山藥中的多巴胺能擴張血管，改善血液循環(huán)，淀粉酶能促進食物中淀粉的分解，增強機體的消化與吸收功能，是身體虛弱、食欲不振、消化不良、糖尿病等多種疾病患者的營養(yǎng)補品。此外，山藥中的微量元素對防治糖尿病及其并發(fā)癥發(fā)生有積極的意義［2］。

1 山藥中的抗炎成分

山藥作為藥食兩用的經(jīng)濟作物，富含多種營養(yǎng)成分，包括皂苷類、多糖類、微生物、淀粉、蛋白、礦物元素、尿囊素等。不同種類的成分在免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、保護心肌細胞、腎臟功能等方面發(fā)揮著重要作用。

1.1 山藥多糖

多糖是山藥活性的主要成分，具有抗炎、調(diào)節(jié)免疫、降血糖血脂、抗腫瘤、抗氧化、抑菌等多種生物學功能［3］。鐵棍山藥中提取的多糖成分可以有效清除體外的自由基，延緩共軛二烯的形成，抑制低密度脂蛋白的氧化進程［4］。硫酸酯化的山藥多糖的抗氧化活性優(yōu)于天然山藥多糖［5］。鐵棍山藥多糖能夠減輕酒精導致的肝細胞損傷，有較好的解酒保肝的功效［6］。山藥多糖廣泛應用于食品、藥品及保健品，主要集中在抗氧化劑、免疫調(diào)節(jié)劑、保鮮劑、乳化劑及腸道微生態(tài)調(diào)節(jié)劑等多個領域。

1.2 皂苷類

山藥中的皂苷含量較為豐富，薯蕷皂苷具有降尿酸、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、腎臟保護等多種生理功能。山藥中的皂苷提取方法主要是紫外-可見分光光度法，超聲提取，酶法等，熱回流提取法可以顯著提高山藥皮中皂苷的含量［7］。王彥平等利用酶法（纖維素酶和果膠酶）提取山藥皮中的薯蕷皂苷，在體外抗氧化實驗中，能夠降低1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（2，2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）自由基和羥基自由基的功能，表現(xiàn)出明顯的抗氧化能力［8］。此外，黃山藥總皂苷可以通過升高沉默信息調(diào)節(jié)因子（Silent mating type information regulation 2 homolog-3，SIRT3）和調(diào)節(jié)氧化應激作用，對晚期糖基化產(chǎn)物誘導的心肌細胞老化起到保護作用［9］。

1.3 山藥蛋白

山藥中含有豐富的蛋白質(zhì)，主要是黏液蛋白，其結(jié)構(gòu)比較復雜，是山藥化學和藥理學研究的熱點。山藥黏蛋白具有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗衰老、預防心血管疾病等重要作用。山藥黏蛋白的提取方法多樣，包括堿溶法、水提醇沉等，此外酶解絮凝法也可以有效提高黏蛋白的得率［10，11］。山藥蛋白肽可以通過激活免疫系統(tǒng)中的免疫活性物質(zhì)，及調(diào)節(jié)免疫細胞、免疫器官的功能，增強機體的免疫能力［12］。除此之外，山藥中的糖蛋白在免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等方面也發(fā)揮著重要的作用。

1.4 維生素

維生素是人體內(nèi)的一類維持和調(diào)節(jié)正常代謝的重要物質(zhì)，許多維生素是輔酶的重要組成部分。維生素C 可以起到預防和治療壞血病的作用，山藥含有豐富的維生素C。不同來源的山藥維生素C 的含量差別較大。其中細毛山藥維生素C 的含量為0.07%，而鐵棍山藥維生素C 的含量為0.05%，雞皮山藥中維生素C 的含量最低為0.03%［13］。陳陽等統(tǒng)計了不同地區(qū)山藥塊莖中維生素C 含量分布在75～174 mg/kg 不等［14］。除維生素C 外，山藥中也含有豐富的維生素B 類（維生素B1，維生素B2）及維生素E。維生素B 類物質(zhì)在維持機體的正常新陳代謝及神經(jīng)系統(tǒng)生理功能方面發(fā)揮重要作用。維生素E 亦稱為生育酚，是體內(nèi)重要的抗氧化劑。山藥作為藥食同源的作物，可以提供多種維生素，減少維生素缺乏引起的相關(guān)疾病發(fā)生。

1.5 氨基酸

不同產(chǎn)地的山藥成分類型基本一致，含有豐富的蛋白質(zhì)、淀粉、多糖和18種氨基酸（包括人體必需的8 種氨基酸）。陳燕等分析了淮山藥中各種氨基酸的組成，其中人體必需氨基酸總量為1.91%，占總氨基酸含量的25.32%［15］。鐵棍山藥中氨基酸含量較多，為0.456%，顯著高于還原糖和維生素C 的含量［13］。不同山藥品種間氨基酸含量差異較大。張麗梅等比較了7 個山藥品種的氨基酸含量及組成，總氨基酸的質(zhì)量分數(shù)分布在2.86%～6.64%［16］。山藥中氨基酸含量豐富，種類繁多，不同產(chǎn)地山藥基本包含人體必需的8種氨基酸。

1.6 其他成分

山藥作為藥食同源的植物，也含有豐富的脂肪酸，據(jù)統(tǒng)計山藥中共含有27種脂肪酸，其中包含9種不飽和脂肪酸，主要為油酸、亞油酸、亞麻酸［17］。此外，山藥中也含有多種鈣、鐵、鋅、硒等微量元素，保證人體的營養(yǎng)吸收、生長發(fā)育及增強人體免疫力。

2 山藥的藥理學機制

2.1 抗炎作用

炎癥反應是機體受到傷害性刺激時產(chǎn)生的一種自我防護機制。炎癥反應尤其是慢性炎癥反應嚴重影響患者的健康與生活，如臨床上常見的慢性腎炎、風濕性關(guān)節(jié)炎、腸炎等。山藥作為藥食兩用的作物，可以有效的緩解炎癥反應。李哲等對山藥多糖的功能研究顯示，關(guān)節(jié)腔注射山藥多糖可明顯降低兔膝關(guān)節(jié)液中的炎性因子白細胞介素6（Interleukin-6，IL-6）、白細胞介素1β（Interleukin-1β，IL-1β）和腫瘤壞死因子（Tumor necrosis factor，TNF-α）的表達，并能有效抑制關(guān)節(jié)軟骨中基質(zhì)金屬蛋白酶-13（Matrix metalloproteinase-13，MMP-13）表達，抑制關(guān)節(jié)軟骨膠原的降解，促進轉(zhuǎn)化生長因子-β1（Transforming growth factor-β1，TGF-β1）和II 型膠原蛋白（Collagen II，Col-Ⅱ）的合成，有效緩解膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎［18］。最新研究顯示山藥中的化合物6，7-二羥基-2，4-二甲氧基菲（6，7-dihydroxy-2，4-dimethoxyphenanthrene）可以通過降低結(jié)腸中炎性因子TNF-α、干擾素γ（Interferonγ，IFN-γ）、IL-10（Interleukin-10）及IL-23（Interleurin-23）的含量，抑制核因子-κB/環(huán)氧化酶-2（NF-κB/COX-2）信號通路，從而緩解葡聚糖硫酸鈉（Dextran sulfate sodium，DSS）誘發(fā)的小鼠腸炎［19］。也有文獻報道薯蕷6，7-二羥基-2，4-二甲氧基菲可以通過抑制BV2 小膠質(zhì)細胞p38 MAPK/NF-κB 信號通路發(fā)揮抗炎作用［20］。此外，山藥糖蛋白在治療急性肺炎、結(jié)腸炎等炎性疾病中也有明顯的效果［21，22］。山藥中的薯蕷皂苷可以通過抑制THP-1 巨噬細胞中核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域（Nucleotide-binding oligomerization domain，NOD）樣受體蛋白3（Nod-like receptor protein 3，NALP3）炎性小體和半胱天冬酶1 的激活，減輕尿酸鈉晶體誘導的炎癥反應［23］。山藥的不同組分，通過不同的炎性細胞、細胞因子及信號通路，降低細胞的炎性反應，從而緩解機體的慢性炎癥反應，如圖1所示。

圖1 山藥活性成分抗炎作用模式圖Fig.1 Anti-inflammatory action pattern of active ingredients of Chinese yam

2.2 抗氧化應激

劇烈炎癥反應和退行性疾病可導致機體產(chǎn)生過量的活性氧（Reactive oxygen species，ROS），擾亂機體氧化和抗氧化直接的穩(wěn)態(tài)平衡，從而引起機體的氧化應激反應，如糖尿病、慢性腎病、動脈粥樣硬化及各種炎性疾病。目前有研究證明，山藥提取物具有明顯的抗氧化應激效果，在治療慢性腎病、糖尿病、心功能不全綜合征等方面發(fā)揮重要的作用。Yu 等研究發(fā)現(xiàn)山藥冷浸提取物通過增強Nrf2/HO-1信號通路激活機體的抗氧化應激系統(tǒng)，緩解氧化應激引起的睪丸功能下降［24］。

2.3 降血糖、降血脂作用

高血糖、高血脂、高血壓，俗稱“三高癥”，嚴重影響人類的健康。血脂、血壓、血糖長期升高會導致心、腦，腎等靶器官受損，進而誘發(fā)嚴重并發(fā)癥、腦出血、腦梗死、心梗等疾病。現(xiàn)代生活節(jié)奏快，年輕人壓力大，不愛運動、對健康關(guān)注度低，因此高血糖、高血脂及高血壓患病開始表現(xiàn)出明顯的年輕化趨勢。傳統(tǒng)中藥在降血糖、降血脂血壓中發(fā)揮重要的作用。研究顯示，山藥中的多糖、糖蛋白具有較好的降血糖、血脂效果。Li 等發(fā)現(xiàn)山藥水提多糖可以顯著降低地塞米松誘導的糖尿病模型小鼠的血糖含量［25］。Go 等采用鏈脲佐菌素（Streptozocin，STZ）建立大鼠糖尿病模型，研究山藥粉末及山藥水提物對糖尿病大鼠體內(nèi)葡萄糖、胰島素、胰高血糖素樣肽（GLP-1）、C 肽、糖化血紅蛋白及脂質(zhì)代謝和氧化應激的影響。結(jié)果證實，山藥提取物通過調(diào)節(jié)抗氧化活性，脂質(zhì)分布，GLP-1釋放促進β細胞分泌胰島素，從而維持正常血糖水平［26］。Yu 等研究發(fā)現(xiàn)，山藥多糖可以顯著降低糖尿病模型鼠的血糖水平，增加葡萄糖的耐受性，也可以降低高血脂模型大鼠的總膽固醇，甘油三酯及低密度脂蛋白的含量［27］。此外，山藥淀粉、皂苷提取物等也可以降低模型動物總膽固醇和低密度脂蛋白的含量，從而有效降低血脂水平［28-29］。

2.4 抗腫瘤

山藥中的活性成分也具有抗腫瘤活性。孫雯雯等研究發(fā)現(xiàn)，山藥水提物聯(lián)合樹突狀細胞-細胞因子誘導的殺傷細胞（Dendritic cell-cytokine induced killer cell，DC-CIK）療法可以有效抑制磷酸酰肌醇3-激酶（Phosphatidylinositol 3-kinase，PI3K）/絲氨酸-蘇氨酸激酶AKT 通路中關(guān)鍵基因PI3KR1、Wnt/β-catenin 通路中關(guān)鍵基因Wnt1 和Notch 通路中關(guān)鍵基因Notch1 的mRNA 表達，從而抑制結(jié)腸癌HT29 細胞干細胞荷瘤細胞增殖，起到抗腫瘤的效果［34］。肝癌是常見的惡性腫瘤，是全球?qū)е滤劳龅牡诙蟀┌Y。Meng等人研究發(fā)現(xiàn)，山藥中的薯蕷皂苷通過誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激反應和線粒體凋亡從而殺死肝癌模型小鼠病灶部位的癌細胞，是一種有效的抗癌劑［35］。

表1 山藥活性成分的抗炎作用機制Tab.1 Anti-inflammatory mechanism of active ingredients in Chinese yam

除薯蕷皂苷外，山藥多糖可以顯著抑制肝癌細胞及腎上腺髓質(zhì)嗜鉻瘤的增殖活性，具有顯著的抗腫瘤作用［38］。趙國華等發(fā)現(xiàn)，山藥多糖（Rhizoma dioscoreae polysaccharides-I，RDPS-I）對Lewis 肺癌有顯著地抑制作用［39］。Liu 等對山藥果皮和果肉部分的抗腫瘤效果做了比較，結(jié)果證明，果皮部分對ROS的清除作用均優(yōu)于果肉部分，其中山藥果皮水提物效果最佳［40］。此外，在兩種小鼠腫瘤模型——艾氏腹水瘤（Ehrlich's ascites carcinoma，EAC）和肝癌H22荷瘤上，山藥果皮的抗腫瘤能力遠遠大于山藥果肉，山藥果皮對腫瘤的抑制率近似于山藥果肉的兩倍。因此，在抗腫瘤方面山藥皮反而有著更大的優(yōu)勢。

2.5 免疫調(diào)節(jié)

免疫調(diào)節(jié)是機體維持正常內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要防御機制。大量研究表明，山藥活性物質(zhì)具有顯著的免疫調(diào)節(jié)功能。山藥活性物質(zhì)發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)功能的主要機制如圖2所示。硫酸酯化山藥多糖（Sulfated Chinese yam polysaccharide，S-CYP）能夠增加環(huán)磷酰胺（Cyclophosphamide，Cy）誘導的免疫抑制小鼠體重和胸腺指數(shù)增加，并能恢復Cy引起的脾腫大。S-CYP 可以增加脾淋巴細胞的增殖，并有效地與ConA 協(xié)同誘導脾淋巴細胞分化為T淋巴細胞，從而增強脾淋巴細胞的免疫調(diào)節(jié)活性。同時，S-CYP可以使CD3+CD4+和CD3+CD8+T 淋巴細胞數(shù)量升高，CD4+/CD8+比值恢復。S-CYP 也顯著增加血清中脾淋巴細胞細胞因子（IL-1β 和TNFα）和免疫球蛋白（IgG 和IgM）分泌的水平［32］。此外，山藥蛋白肽含有豐富的疏水性氨基酸和堿性氨基酸，能夠顯著改善脾臟的病理學變化，提高淋巴細胞的增殖能力，提升細胞因子（如IFN-γ、IL-1α、IL-6）、IgG、IgM 分泌的水平［41］。山藥作為免疫調(diào)節(jié)劑在功能性食品和保健品行業(yè)具有巨大潛力。

圖2 山藥的免疫調(diào)節(jié)機制Fig.2 Immune regulation mechanism of Chinese yam

此外，山藥中活性成分腺苷和熊果苷可以發(fā)揮雌激素樣作用。腺苷的主要作用是增加雌激素受體ERα 和ERβ 的表達，而熊果苷主要通過增加雌激素受體ERβ 和GPR30 的表達發(fā)揮作用［42］。研究報道稱，山藥冷浸提取物可以保護睪丸功能，山藥蛋白也可以通過調(diào)節(jié)Nrf2 信號通路有效改善睪丸功能障礙［24，36］。山藥作為天然的消炎劑和抗氧化劑，平時多加以食用不僅有效預防炎癥，也有利于抗氧化、抗衰老，保腎護肝，為美容養(yǎng)顏之佳品。

3 總結(jié)與展望

山藥塊莖中含有豐富的淀粉、多糖、蛋白質(zhì)、脂肪酸、皂苷、粘液質(zhì)、多種氨基酸、維生素等，是有益健康、藥食兩用之佳品。山藥具有止瀉利潤、益腎健脾等功效，對慢性腎病、糖尿病、冠心病、動脈粥樣硬化等具有良好的預防作用。山藥中的氨基酸、維生素、脂肪酸等化合物可以補充人體必需的成分，保證機體的正常新陳代謝及生長發(fā)育。山藥中的多糖、蛋白、皂苷類物質(zhì)具有降血糖血脂、抗炎抗氧化、抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等藥理作用，在傳統(tǒng)醫(yī)學和現(xiàn)代臨床廣泛應用。目前，山藥藥理活性主要以山藥水煎劑或活性物質(zhì)的粗提物作為研究材料，其作用機制尚不清楚。因此，對山藥活性成分或者活性部位進行分離純化并做結(jié)構(gòu)鑒定，研究單體組分活性作用、構(gòu)效關(guān)系，有助于山藥的進一步開發(fā)應用。