综述：天然药用植物多糖改善有氧运动能力的作用及机制

这篇综述系统阐述了天然药用植物多糖(NMPPs)通过调节肠道菌群、能量代谢、抗氧化(如SOD/GSH-Px)、抗炎及免疫调控等多靶点机制增强有氧运动能力，重点解析了结构-活性关系(SAR)及AMPK/PGC-1α/NF-κB等关键通路，为开发安全高效的运动补剂提供理论依据。

　　

天然药用植物多糖改善有氧运动能力的作用及机制

1 引言

有氧运动能力反映机体通过有氧代谢持续供能的能力，核心指标包括最大摄氧量(VO₂ max)和乳酸阈值。传统训练方法存在依从性差、效果有限等问题，而天然药用植物多糖(NMPPs)因其多靶点调节特性成为研究热点。这类由10个以上单糖通过糖苷键连接的生物大分子，广泛存在于黄芪、枸杞等植物中，具有抗疲劳、抗氧化、免疫调节等多元生物活性。

2 多糖分类与生物活性

2.1 结构分类

根据功能基团可分为：

• •

  硫酸化多糖(-OSO₃^-)：如海藻糖胶，通过TLR4增强抗原呈递

• •

  乙酰化多糖(-OCOCH₃)：如山药多糖，提升水溶性及抗氧化能力

• •

  羧甲基化多糖(-OCH₂COOH)：如黑加仑多糖，清除羟基自由基效率与取代度正相关

• •

  磷酸化多糖(-O-PO₃^2-)：如三七花多糖，激活线粒体生物合成

• •

  氨基多糖：如壳聚糖，通过CR3受体调节免疫

2.2 生物活性

• 抗疲劳：枸杞多糖(LBP)通过AMPK/PGC-1α通路提升肌糖原储备

• 抗氧化：人参酸性多糖(WGPA-A)使SOD活性提升53.67%

• 抗炎：黄芪多糖(APs)抑制NF-κB通路降低IL-6水平

• 免疫调节：淫羊藿多糖促进IL-2分泌，CD4+/CD8+比值提高30%

• 菌群调控：茯苓多糖使产丁酸菌增加2.4倍，SCFAs提升肠屏障功能

3 有氧运动能力的影响因素

3.1 氧供需系统

• 氧输送：VEGF促进毛细血管增生，NOX4介导的ROS适度增加可扩张血管

• 氧利用：PGC-1α通过NRF-1/2调控线粒体密度，8周耐力训练使大鼠腓肠肌PGC-1α表达提升40%

3.2 能量代谢

• 糖代谢：HIIT通过DNA甲基化促进线粒体蛋白合成

• 脂代谢：运动诱导的irisin使白色脂肪棕色化，游离脂肪酸增加35%

• 激素调控：IL-15使胰岛素敏感性提高25%，IL-6提升GLUT4表达

4 典型多糖的作用

4.1 人参多糖

酸性组分WGPA-A比中性组分WGPN更有效，200mg/kg剂量使游泳时间延长73%，血清MDA降低22.9%

4.2 枸杞多糖

LBP-SeNPs纳米制剂使力竭游泳时间延长1.8倍，线粒体膜电位提升50%

4.3 黄精多糖

PCPY-1通过骨钙素-GPRC6A轴促进肌细胞ATP生成，CREB磷酸化水平提高2.1倍

5 作用机制

5.1 菌群-肌肉轴

• 结构调控：蒸制黄精多糖(PCP)分子量从120kDa降至80kDa后，双歧杆菌丰度提升15%

• 代谢调控：APs使丁酸产量增加3倍，通过Nrf2/NF-κB平衡缓解中枢疲劳

5.2 能量代谢

AMPK双途径激活：

• •

  急性效应：LBP使Ca²⁺-ATP酶活性提升37%

• •

  慢性适应：PKPs持续激活AMPK/PGC-1α/TFAM通路，线粒体DNA拷贝数增加

5.3 抗氧化防御

NRF2/HO-1通路激活：

• 直接清除：黑灵芝多糖清除90%羟基自由基

• 酶促防御：刺五加多糖使GSH-Px活性提升76%

6 总结与展望

现有研究证实NMPPs通过多靶点协同改善运动能力，但存在动物模型单一、临床转化不足等局限。未来需结合组学技术解析SAR，开发标准化制剂。黄精多糖与HIIT的协同效应、纳米载体提升生物利用度等方向值得探索。