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黄精是一种药食两用的草本植物，其主要活性成分包括黄精多糖和黄精皂苷等。其中，黄精多糖是一种杂糖，主要由葡萄糖、甘露糖、果糖、半乳糖醛酸、半乳糖、葡萄糖醛酸以及阿拉伯糖等单糖构成，具有抗氧化、增强免疫力、抗肿瘤、抗炎及抗病毒等功效。黄精皂苷主要包括甾体皂苷和三萜皂苷，具有抗炎、抗肿瘤、降血脂、降血糖和抗衰老等显著功效。近年来，随着人们对天然药用资源关注度的不断提升，黄精因其丰富的活性成分和多样的生物学效应，逐渐成为研究的热点。尽管相关研究不断增多，但目前尚缺乏对这两类成分系统、深入的总结与归纳。基于此，本文拟在现有研究成果的基础上，对黄精多糖和皂苷的研究进展进行整理与分析，以期为其进一步的基础研究及产业化应用提供理论支撑和参考依据。
黄精（Polygonatum rhizoma），是天门冬科（Asparagaceae）黄精属（Polygonatum Mill）药食两用的草本植物。黄精种类繁多，药效显著，药用历史悠久，在中医药体系中占据重要地位。《中国药典（2020年版）》中记载，黄精包括滇黄精（Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl）、黄精（Polygonatum sibiricum Red）和多花黄精（Polygonatum cyrtonema Hua），其性平、味甘，具有补气养阴、健脾、润肺、益肾的功效[1]。黄精始载于《神农本草经》，“以其得坤土之精粹”而得名[2]，后于《名医别录》正名，并记载其无毒，主补中益气，安五脏，除风湿，延年不饥，久服轻身[3]。
传统中医药学认为，黄精是一味具有补气养阴、健脾益肺和益肾填精等功效的珍稀中药材，能够有效应对燥嗽肺虚、脾胃虚弱、力乏体疲、精血虚亏、腰膝酸软以及食欲不振等症状[1]。现代药理研究表明，黄精富含多种化学成分，如多糖、皂苷、黄酮和生物碱等，能够营养神经、调节免疫力、降脂降糖、保护骨骼、增强记忆力、杀菌消炎、延缓衰老以及防癌等[4]。目前，多糖和皂苷仍是黄精领域的研究热点，但相关化学成分、药理活性及临床应用的文献比较分散，本文拟在现有研究成果的基础上，对其研究进展进行综述，以期为其进一步的基础研究及产业化应用提供理论支撑和参考依据。
1 黄精的主要化学成分
1.1 黄精多糖
研究表明，多糖是黄精中含量最高的生物活性成分，占比13.02%~18.44%[5]，也是黄精化学成分的研究焦点和品质评估的核心指标。调查发现，黄精多糖中单糖分子包括阿拉伯糖（arabinose，Ara）、半乳糖（galactose，Gal）、半乳糖醛酸（galacturonic acid，GalA）鼠李糖（rhamnose，Rha）、甘露糖（mannose，Man）、果糖（fructose，Fruo）、葡萄糖（glucose，Glu）、葡萄糖醛酸（glucuronic acid，GluA）和木糖（xylose，Xyl）等[6]。然而，因黄精品种多样，导致其单糖组成和多糖含量存在明显差异，其中黄精的多糖含量最高。近年来，已有14种黄精多糖成功分离并鉴定（表1），并确定其结构包括果聚糖、葡甘露聚糖、半乳聚糖、阿拉伯半乳聚糖和甘露半乳聚糖等（图1）[13]。鉴于黄精多糖的多样性和复杂性，其化学结构可通过单糖成分、糖苷键、糖链结构、分子质量和糖构象等方面表征，但由于多糖分离提取方法的不同，其糖链结构也有所不同，且黄精多糖高阶结构的研究仍处于初步探索阶段。未来，黄精多糖化学结构分析的研究趋势是借助计算机整合黄精多糖的X单晶衍射、二维核磁共振谱和刚果红测定数据，模拟黄精多糖的空间构象分布。
1.2 黄精皂苷
黄精的第二大活性成分为黄精皂苷，其含量介于1.82%~6.49%[5]，主要由甾体皂苷和三萜皂苷两大类构成[14]。甾体皂苷的基本骨架是由27个碳原子组成，是由皂苷元与糖类进行缩合而成的螺甾烷类化合物，其中，皂苷元为螺甾烷类衍生物，甾体皂苷主要分为螺甾烷醇类（spirostanols）、异螺甾烷醇类（isospirostanols）和呋甾烷醇类（furostanols）等。当前，从黄精中已分离鉴定出甾体皂苷：螺甾烷醇类和异螺甾烷醇类67种（1~67），呋甾烷醇类26种（67~93），孕甾烷类和植物甾醇类7种（94~100），其中新发现的甾体皂苷成分40余种[15]。三萜皂苷是一类由三萜皂苷元和糖类通过化学键链接而成的化合物，其基本结构由6个异戊二烯单位组成，其中，皂苷元为三萜类化合物[16]。黄精三萜皂苷（16种）主要包括四环三萜（102~103）和五环三萜类皂苷（104~116）（图2~图5和表2）。
2 黄精多糖及皂苷的药理活性
黄精自古以来食药同源，其药用价值和保健作用得到了越来越多的证实。近年来，已有研究表明黄精化学成分丰富，药理活性显著[36]。
2.1 黄精多糖的药理活性
2.1.1 免疫调节
黄精多糖已被普遍证实能够调节机体免疫力的功效。有研究证实，黄精多糖中的半乳糖与鼠李糖成分，能显著提升RAW264.7巨噬细胞的吞噬活性，使T细胞与B细胞的增殖反应及腹膜巨噬细胞的吞噬能力增强[37]。黄精茶饮品体外细胞实验表明，黄精多糖具有促进RAW264.7巨噬细胞增殖的作用，激发其吞噬中性红的能力[38]。小鼠体内实验表明，黄精多糖能强化小鼠巨噬细胞与脾淋巴细胞的免疫功能，促进巨噬细胞分泌肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）与白细胞介素（interleukin，IL）-6，脾淋巴细胞分泌IL-2与干扰素-γ（IFN-γ），进而全面提升机体的免疫防御能力[39]。此外，张雪等[40]通过评估中性粒细胞数量来探究多花黄精多糖对斑马鱼免疫抑制模型的免疫调节作用，结果显示，均一多糖PCP-1组的中性粒细胞增长到93.9%，具有显著的免疫调节效果。因此，黄精多糖可作为免疫调节保健品及免疫增强佐剂进行深入开发利用，并应用于临床医学中。
2.1.2 抗氧化和抗衰老
黄精多糖具有极好的抗氧化性能，能有效清除自由基，缓解氧化应激引起的损伤，保护细胞免遭氧化损害，进而有助于延缓老化进程及预防相关慢性疾病。黄精粗多糖（crude polysaccharide of polygahatous，CPP）的自由基清除效能评估发现，不同浓度CPP都能够有效清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl radical，DPPH）自由基和抑制·OH的产生，CPP在体外环境下，具备一定的抗氧化能力[41]。体外细胞模型研究发现，多花黄精多糖对Kelch样ECH关联蛋白1/核因子E2相关因子2（Kelch-like ECH-associated protein 1/nuclear factor erythroid 2-related factor 2，Keap1/Nrf2）信号通路产生作用，可强化巨噬细胞在氧化低密度脂蛋白（oxidized low-density lipoprotein，Ox-LDL）刺激下的总抗氧化能力（total antioxidant capacity，T-AOC），降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）的含量，提升超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GSH-Px）的酶活力，黄精多糖的抗氧化功效得以证实[42]。陈杨杨等[43]通过对疲劳雌小鼠胃灌黄精制品和生品发现，模型小鼠脾脏与肾脏中SOD活性得到明显提升，而MDA含量则显著下降，进一步证明了黄精在提升抗氧化能力及延缓衰老方面的积极作用。
2.1.3 抗糖尿病和降血脂
研究发现，I型糖尿病小鼠经多花黄精粗多糖治疗后，小鼠的血糖水平出现显著下降，且血清中的天门冬氨酸氨基转移酶（aspartate aminotransferase，AST）、丙氨酸氨基转移酶（alanine aminotransferase，ALT）含量、肝脏指数以及高分子激肽原（high molecular weight kininogen，HK）、激肽释放酶原（prekallikarein，PK）活性均有所下降，表明黄精多糖能够改善脂肪变性并增强肝糖原的储存能力[44]。公惠玲等 [45]研究揭示黄精多糖通过降低天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白水解酶3（Caspase-3）表达水平，有效防止胰岛细胞的凋亡和促进胰岛素的表达水平，能显著控制I型糖尿病大鼠的血糖水平。张晓灿等[46]发现滇黄精中的总多糖和均一多糖均能显著抑制II型糖尿病小鼠的空腹血糖水平，减少甘油三酯（triglyceride，TG）、总胆固醇（total cholesterol，TC）及低密度脂蛋白（low density lipoprotein，LDL）的含量，从而对肾脏和胰腺的损伤起到缓解作用。此外，黄精多糖还被证实，对过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisome proliferator-activated receptor gamma，PPARγ）具有激活作用，能够缩小细胞体积，提高脂肪因子水平，促进脂肪细胞分化，缓解肝细胞脂肪变性，提升高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）水平，改善机体脂代谢失衡状态[47]，降低MDA含量，显著增强SOD活性。综上，黄精多糖在糖尿病的治疗和脂代谢调节方面具有广阔的应用前景。
2.1.4 抗癌
研究表明，黄精对多种肿瘤细胞类型，如肺癌、胃癌、前列腺癌及食管鳞状细胞癌，均有显著的抑制作用。余静等[48]通过研究揭示黄精通过调控DNA拓扑异构酶II-α来实现其抗胃癌功效，在382个差异表达基因中，其中有6个Hub基因对于黄精发挥抗胃癌效应至关重要。
2.1.5 抗抑郁
韦震等[49]研究发现，黄精多糖能够提升抑郁小鼠的神经递质水平、减轻炎症反应，调节色氨酸（tryptophan，TRP）代谢作用，提高小鼠脑部神经递质浓度，防止神经毒性物质生成以达到预防抑郁的目的。Shen等[50]的研究则指出，黄精多糖能够有效对抗慢性不可预知温和应激法（chronic unpredictable mild stress，CUMS）引发的Nrf2和NLR家族Pyrin域蛋白3（NLR family，pyrin domain containing protein 3，NLRP3）信号通路的变化和钙蛋白酶系统失衡，进而减轻抑郁行为。
2.1.6 抑制骨质疏松
有研究初步证实了黄精多糖在改善机体骨质疏松症状的应用潜力，其通过抑制骨髓巨噬细胞向破骨细胞分化，促进骨髓间充质干细胞向成骨细胞分化，并缓解由脂多糖引发的颅骨骨溶解现象达到预防骨质疏松的目的[51-52]。陆诗等[53]则表明黄精多糖可通过调控Wnt/β-连环蛋白（β-catenin）信号通路中β-catenin的表达水平，增强脂肪干细胞（adipose derived stem cells in osteoporosis mice，OP-ASCs）向成骨分化的能力。彭小明[54]发现，黄精多糖能够诱导骨髓间充质干细胞（bone marrow mesenchymal stem cells，BMSCs）细胞内糖原合成酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3 beta，GSK-3β）蛋白发生磷酸化而失活，增强T细胞因子/淋巴增强因子家族（T-cell factor/lymphoid enhancer factor family，Tcf/Lef）介导的转录活性，增加细胞核内β-catenin蛋白浓度，促进BMSCs向成骨细胞分化，并在低密度脂蛋白受体相关蛋白5（low density lipoprotein receptor-related protein 5，LRP5）基因缺陷小鼠中诱导骨髓间充干细胞分化为成骨细胞。
2.1.7 抗炎、抗菌和抗病毒
黄精多糖具备调控炎症通路及抑制炎症因子表达的能力，能够有效控制体内的炎症反应，对Ⅰ型糖尿病大鼠心肌具有保护作用[55]。李玲 [56]从黄精中分离提取了4种多糖成分，在体外实验条件下，均能抑制脾淋巴细胞分泌TNF-α，显示了一定的抗炎活性。此外，黄精还具备抗菌与抗病毒的特性。研究发现，黄精提取物能够破坏菌体细胞壁与细胞膜的完整性，导致核酸、碱性磷酸酶等大分子物质外泄而失活，由此有效抑制细菌的生长、繁殖[57]。因此，对金黄色葡萄球菌、藤黄球菌和大肠杆菌有着显著的抑制效果[58]。从黄精中分离纯化的植物蛋白—黄精凝集素II（Polygonatum cyrtonema Hua. Lectin II，PCL II），对人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）展现出明显的抑制作用[59]。研究结果表明，在不影响非洲绿猴肾细胞存活的浓度范围内，黄精多糖对单纯疱疹病毒1型（Stoker株）和2型（包括333株和Sav株）展现出显著的抑制活性[60]。
2.1.8 其他
凝血酶时间（thrombin time，TT）、凝血酶原时间（prothrombin time，PT）、活化部分凝血活酶时间（activated partial thromboplastin time，APTT）是凝血途径的关键参数。研究发现，多花黄精多糖能够延长APTT和TT，且延长效果与抗凝血活性成正相关，对PT则无影响，表明黄精多糖是通过内源性凝血途径和共同凝血途径发挥其抗凝血作用[56]。张峰等[61]与刘露露等[62]发现黄精多糖能够显著提升SOD和GSH-Px的酶活性，有效控制小鼠脑组织中的MDA生成，刘露露的研究还进一步证实，黄精多糖通过减轻海马CA1区神经元的损伤，从而强化了小鼠的学习记忆能力。黄精多糖的药理活性见表3。
2.2 黄精皂苷的药理活性
2.2.1 降血糖
除了黄精多糖，黄精皂苷也可作为一种天然且稳定的降血糖营养成分，其可通过加快外周组织对葡萄糖的利用以及糖的生成，具有显著的降血糖效果可用来辅助治疗小鼠Ⅱ型糖尿病[63]。黄精皂苷的降血糖作用，主要通过降低α-淀粉酶及葡萄糖苷转移酶的活性来实现，其降糖效果与对照药物二甲双胍相当[64]。在滇黄精总皂苷浓度4 mg/mL的条件下，对α-葡萄糖苷酶活性的抑制具有显著效果[65]。Qi等[66]的研究指出，黄精中降血糖活性最强的成分为三萜类皂苷化合物。
2.2.2 抗抑郁
近期研究表明，黄精皂苷能有效增加脑内单胺类神经递质的含量，如5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）、多巴胺（dopamine，DA）和去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）等，改善抑郁症小鼠行为障碍，在抗抑郁领域展现出了独特疗效[67]。Huang等[68]则表示黄精皂苷对抑郁症病情的调控是通过调节抑郁模型大鼠机体内微量元素（铜、锰、镁、锌）的平衡状态来实现的。黄精总皂苷同样能够通过减少脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）的表达量，抑制酪氨酸激酶B（tyrosine kinase B，Trk B）的活性，达到减轻应激诱导的细胞损伤的效果[64]。抑郁发病的关键机制涉及5-羟色胺1A受体（5-hydroxytryptamine 1A receptor，5-HT1AR）及β-抑制蛋白2/蛋白激酶B（β-arrestin2/Akt）信号传导通路的异常，而黄精总皂苷（400、200、100 mg/kg）能显著逆转异常，发挥抗抑郁作用[69]。
2.2.3 改善记忆力
东莨菪碱属于莨菪烷类的一种生物碱，其作用机制在于通过阻断膈-海马神经通路对前脑胆碱能系统产生抑制作用，影响短期记忆；同时也对大脑皮层胆碱能系统造成影响，对长期记忆产生负面影响[70]。黄精皂苷能削弱东莨菪碱对毒蕈碱型受体（M受体）所产生的竞争性拮抗效果，促进胆碱能神经系统的功能强化，最终对记忆能力的提升产生积极影响[71]。皂苷类活性成分之所以能够增强记忆力，在于其能够优化海马区的突触结构，精细调控突触结构相关蛋白的表达水平，并对轴突与树突的生长进行调节[72]。
2.2.4 调节免疫力
黄精皂苷对免疫系统相关疾病也具有一定的治疗效果[73]。其调节免疫应答的机制在于通过辅助性T细胞（Th细胞）的介导作用，具体可分为由Th1细胞和巨噬细胞所驱动的细胞介导的免疫应答（细胞免疫）和由Th2细胞驱动的抗体介导的免疫应答（体液免疫）。皂苷类成分能增强Th细胞对抗原刺激的灵敏度，促进体液与细胞免疫的双重增强[74]。据研究表明，黄精皂苷能加速树突状细胞的成熟过程，由成熟的树突状细胞释放的IL-12，能够诱导未成熟T细胞分化成Th1型，触发免疫刺激效应[75]。黄精皂苷对于抑郁模型大鼠的胸腺与脾脏指数具有提升效果，能够提升血清中免疫球蛋白含量和IL-2的水平，从而增强其免疫功能，但具体的作用机制仍需深入探究[76]。
2.2.5 调节心脑血管
研究表明，心脑血管系统的健康状况、高血压、血脂异常和急性冠状动脉综合征等多种疾病的发生都与体内组织因子水平的异常升高密切相关[77]。因此，有效治疗心血管疾病的策略是抑制组织因子的活化，以实现治疗目的。黄精皂苷元对组织因子响应能力有着显著的抑制作用，预示着其具有作为组织因子抑制剂的潜力[78]。黄精皂苷对心脑血管调节功能的理论基础涵盖两方面：一是甾体皂苷抑制钙依赖性磷酸二酯酶的活性；二是总甾体皂苷具备强大的自由基清除能力。皂苷类化合物通过调节血管平滑肌细胞中的钾、钠离子通道，促进血管舒张与活性，进而实现对心脑血管系统的调节[79]。随着对黄精皂苷展开深入探索，将为利用天然产物作为膳食补充剂以及开发心血管疾病潜在治疗药物提供有力支持。
2.2.6 抗炎、抑菌和抗病毒
在生物学与医学领域内，抗炎、抗菌及抗病毒作用占据着举足轻重的地位。当炎症反应启动时，局部会大量产生一氧化氮（nitric oxide，NO），进而对机体构成损害，不同种类的黄精甾体皂苷化合物在抑制NO生成存在显著差异性 [80]。黄精甾体皂苷在体外实验中，通过抑制核因子-κB（nuclear factor-κB，NF-κB）及丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinases，MAPKs）信号通路，表现出显著的抗炎效果[81]。有研究表明，黄精甾体皂苷能够与菌膜上的胆固醇结合形成复合物，使得螺旋甾烷醇皂苷类表现出较强的抗菌能力[82]。王冬梅等[83]分离出的总甾体皂苷及特定的2种甾体皂苷化合物（C45H72O16和C39H62O12）对植物病原菌的抑制作用更强。相比之下，薯蓣苷元在抑制细菌方面的表现更为突出。Pang等[84]从黄精中分离提取出的一种特定皂苷（C57H94O30）对甲型流感病毒表现出明显的抑制作用。郑虎占等[85]的研究发现特定的皂苷化合物，如3-糖基化薯蓣皂苷等化合物，具有抑制RNA病毒的能力，特别是当薯蓣皂苷含有（1-4）、（1-3）或（1-2）连接的β糖链结构时，其抗病毒活性更强。黄精皂苷的药理活性见表4。
3 黄精的临床应用
黄精多糖和皂苷是黄精的主要有效成分，对代谢性疾病、神经系统疾病及肿瘤疾病等多种疾病都有治疗作用，在临床医学实践中有良好的应用前景。但是，黄精多糖和皂苷在临床运用中主要聚焦于含有黄精成分的中药复方，通过挑选适宜的药物，合理配伍，结合中医辨证论治原则，旨在实现更佳的治疗成效[86-88]。例如，黄精在临床实践中能够治疗动脉粥样硬化、原发性高血压、改善记忆力、慢性胃炎、小儿脾疳、皮肤病等症状, 也可以利用黄精开发具有调节血糖血脂[89-91]、抗衰老损伤[92-94]、改善肝肾功能[95-97]等功效的保健食品。但是，关于黄精多糖和皂苷的临床制剂较少。文献报道证实黄精多糖制剂-灭毒灵滴眼液，临床用于治疗单纯疱疹性角膜炎，疗效显著且不良反应少[98]。目前，黄精的药理活性已得到深入探讨，其多种药理活性在中药复方的疗效研究中获得了相应的验证。然而，对于黄精相关作用机制的研究尚不清晰，一定程度上限制了黄精在药物制剂领域的广泛应。
4 结语
本文综述了近年来黄精多糖和黄精皂苷的化学成分、提取技术、药理活性和临床应用等方面的研究进展。随着研究的不断深入，黄精的化学成分以及药用潜能的探索日益丰富。其中，黄精多糖与皂苷的提取方法及药理效应的研究已积累丰富成果，然而，对其药理作用机制的探讨尚显浅显，且缺乏权威性的结论。此外，黄精富含多种营养成分，药理作用常呈现交互性，但关于黄精多糖、皂苷与其他活性成分间相互作用的研究仍显不足。尽管黄精皂苷的研究已日趋完善，其在临床医疗与食品商业化生产中的应用仍较为有限[99]。在当今社会，随着人们对饮食健康的关注度日益提升，绿色健康产品的研发已成为备受全球瞩目的议题。而药食两用的生物资源是绿色健康产品开发的重要宝库。黄精自古以来便以其药用与食用价值广受认可，展现出良好的研发潜力。因此，未来黄精多糖与黄精皂苷领域的研究前景广阔，具有巨大的发展潜力[100]。
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