现代的临床研究表明冬虫夏草具有多方面的功效，它主要应用在慢性肾功能衰竭、免疫功能低下、急慢性肝炎、化疗的辅助保护、心脏功能不全、心率不齐、肺炎、肺结核、哮喘、脑血栓、脑萎缩、肿瘤辅助治疗、糖尿病等。其中大多数是辅助治疗作用，总体来说虫草应用于保健和预防比治疗效果要好。
1、冬虫夏草能显著提高人体免疫系统能力：冬虫夏草能保护和提高巨噬细胞,提高吞噬百分率。使肝、脾吞噬系数值显著提高，并保护T淋巴细胞免受损伤，增强细胞免疫功能，增强肝脏功能，促进新陈代谢。食用虫草者免疫能力提高的达到80%。徐曦等报道，虫草能提高免疫及造血功能，使其外周血及脾脏淋巴细胞增殖，并使脾细胞产生白细胞介素2能力增强，使天然杀伤细胞活性增高。并促进造血细胞增殖，对免疫或造血功能低下、癌症等疾病有显著的辅助治疗作用。
2、治疗呼吸系统疾病：冬虫夏草能保肺益肾、止血化痰，明显地舒张支气管平滑肌，增强肾上腺素等一系列作用因而对改善肺功能、老年慢性支气管炎、哮喘、肺气肿、肺心病等疾病能起到减轻症状，延长复发时间等作用。肖琅等对30例肺源性心脏病呼吸衰竭患者在综合治疗的基础上辅以冬虫夏草治疗，结果发现应用冬虫夏草后除苯丙氨酸外的人体必需氨基酸均增高。因此认为冬虫夏草能通过改变血浆氨基酸，使支链氨基酸、芳香族氨基酸比值上升，从而对肺心病、呼吸衰竭发挥辅助治疗作用。郑星宇报道，单味冬虫夏草防治老年反复呼吸道感染疾病有良好效。
3、抗缺氧、抗疲劳，提高运动能力：身体经过运动或劳累后会在肌肉组织内堆积大量乳酸和其他代谢产物，而虫草能加速血液循环，将其迅速清除。同时，运动后体内自由基增加，其终产物丙二醛(MDA)有细胞毒性是造成疲劳的主要原因。服用虫草之后，丙二醛(MDA)极显著的下降，这表明虫草能显著地抑制脂质过氧化，减少自由基产生，保持细胞膜的正常功能。因而具有极好的抗缺氧、抗疲劳、提高运动能力的作用。
4、对心、脑血管的作用：冬虫夏草能显著降血液中的低甘油三脂、胆固醇和脂蛋白含量，从而抵抗血栓形成，抗心律失常并有效降血压。实验表明虫草治疗心率失常和高血压总有效率达70%以上，降低胆固醇总有效率达76.2%。国内龚晓健等报道用人工虫草菌丝体石油醚提取物抗心律失常作用较强，可明显对抗乌头碱所致的心律失常，延长心律失常的诱发时间，降低心律失常持续时间及严重程度。对氯化钡所致心律失常也有一定的对抗作用，能降低心律失常严重程度。还有报道用虫草水提液具有良好的抗触发性心律失常的作用。
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