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植物多糖是由许多相同或不同的单糖以α一或β一糖苷键所组成的化合物,普遍存在于自然界植物体中,包括淀粉、纤维素、多聚糖、果胶等。由于植物多糖的来源广泛,不同种的植物多糖的分子构成及分子量各不相同。有些植物多糖如淀粉、纤维素、果胶,早已成为人们日常生活中的重要组成部分。本文所讨论的是除淀粉、纤维素以外的具有生物活性的多聚糖。我国对多糖的研究始于20世纪70年代,近年来,多糖的研究越来越热,发展很快:在作用机理和临床方面,从一般观察到分子、受体的水平;从动物实验,发展到临床应用和保健食品的制作。国际科学界视多糖的研究为生命科学的前沿领域,甚至提出21世纪是多糖的世纪。
在我国的传统中医理论中,许多植物都是药食同源,在作为日常食用食物的同时还具有医疗、保健作用。大量的现代医学实验也证明,食用某些植物在治疗某些疾病方面具有显著的功效:比如南瓜就是糖尿病患者的最佳食品,在防治和治疗糖尿病方面都具有显著的功效;余甘子果汁能阻断强致癌物N-亚硝基化合物在动物及人体内的合成。
科学实验研究显示,许多植物多糖具有生物活性,具有包括包括免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌抗病毒、保护肝脏等保健作用:
由于现代医学、细胞生物学及分子生物学快速发展,人们对免疫系统的认识越来越深入。免疫系统紊乱,会导致人体衰老和多种疾病的发生。多糖的免疫调节作用主要是通过激活巨噬细胞、T和B淋巴细胞、网状内皮系统、补体和促进干扰素、白细胞介素生成来完成的。研究显示,大枣多糖能增、竹叶多糖、绞股兰多糖、虫草多糖、黑豆粗多糖、无花果多糖、猴头菇多糖、中华猕猴桃多糖、白术多糖、防风多糖、地黄多糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖、杜仲多糖、女贞子多糖等均有提高机体免疫力的功能。菌类植物多糖中云芝多糖、灵芝多糖、茯苓多糖、银耳多糖、香菇多糖早已应用于临床,可增强细胞免疫功能。
目前研究认为植物多糖主要是通过增强机体的免疫功能来达到杀伤肿瘤细胞的目的,即抗癌作用经过宿主中介作用,增强机体的非特异性和特异性免疫作用,而非直接杀死肿瘤细胞,同时也与多糖影响细胞生化代谢、抑制肿瘤细胞周期和抑制肿瘤组织中SOD活性有明显的关系。枸杞多糖能增强抗癌免疫监视系统的功能;海带多糖对荷瘤H22小鼠有明显的抑制作用,其抑瘤率高达43.5%;灰树花多糖能明显抑制肿瘤生长,并能增强小鼠的免疫功能。其他多糖如螺旋藻多糖、银耳多糖、人参多糖、香菇多糖、猪苓多糖、枸杞多糖、黄芪多糖、灵芝多糖、竹叶多糖、金针菇多糖、虫草多糖均有抗肿瘤作用。
正常情况下,人体内脂质的合成与分解保持一个动态的平衡,一旦平衡遭到破坏,血脂含量的增高将使动脉内膜受到损伤而导致动脉粥样硬化,从而诱发心脑血管疾病。降低血脂含量对于防治心血管疾病具有重要意义。据报道,南瓜多糖具有降低血糖和降血脂作用,对糖尿病的防治效果已获确认。动物实验表明,南瓜多糖是较理想的能改善脂类代谢的食疗剂。黑木耳多糖可使小鼠血液中的胆固醇显著降低;海带多糖能明显降低糖尿病小鼠的血糖和尿素氮,并对胰岛损伤有修复作用。银耳多糖、茶叶多糖、魔芋多糖既能降血糖又能降血脂。另外,具有降血糖作用的还有番石榴多糖、人参多糖、乌头多糖、知母多糖、苍术多糖、薏苡仁多糖、山药多糖、麻黄多糖、刺五加多糖、紫草多糖、桑白皮多糖、稻根多糖、米糠多糖、甘蔗多糖、黄芪多糖、灵芝多糖、紫菜多糖、昆布多糖、麦冬多糖、灰树花多糖、黑木耳多糖
在现实生活中,随着科学技术和人们生活的现代化,电子电器越来越普遍,人们越来越多的接触辐射,尤其是放疗的肿瘤患者、职业受照人员的辐射性损害日益受到重视。动物实验显示,黄芪多糖、人参多糖、当归多糖、柴胡多糖、灵芝多糖、枸杞多糖、黄精多糖、虫草多糖、芦荟多糖、黄蘑多糖、螺旋藻多糖、红毛五加多糖、云芝多糖、木耳多糖能保护小鼠免受辐射损伤。其实,不论是植物、动物或微生物来源的多糖,都具有一定的抗辐射作用,其机理一般是认为多糖通过强化造血系统和活化吞噬细胞的作用来提高机体对辐射的耐受性。
大量研究表明,许多多糖对细菌和病毒有抑制作用,如艾滋病毒、单纯疱疹病毒、流感病毒、囊状胃炎病毒等。实验证明,银杏胞外多糖与银杏叶多糖可显著抑制致炎剂引起小鼠耳肿胀和毛细血管通透性增加,表明它们具有抗炎作用;紫基多糖不仅能抑制如金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌,对革兰氏阴性菌如藤黄色八叠球菌也有抑制作用。大多数多糖的抗病毒机制是抑制病毒对细胞的吸附,这可能是多糖大分子机械性或化学性竞争病毒与细胞的结合位点有关。因此,利用植物多糖的抑菌作用,把植物多糖作为食品中的一种成分,既可以防腐,有可以为产品增加附加值。在国内,已有利用植物多糖进行抗艾滋病的研究,在某种程度上为开发可替代传统的价格昂贵且副作用较大的抗病毒药物指明了一个方向。
在传统的中医延缓衰老的古方中,基本上是以植物药为主,含量较高的成分多为糖类。现代科学提出了衰老的自由基学说,其基本要点是:在正常情况下,机体内自由基的产生和消失处于动态平衡状态下,即自由基在不断产生,同时也不断被消除,以维持机体的正常代谢,但当机体衰老时,自由基产生的量比较多,同时机体清除自由基的能力却降低了,过剩的自由基对机体组织进行攻击,机体的功能发生紊乱与障碍,而呈现衰老的症状。有研究显示,油柑多糖能影响自由基的活性,其活性的大小与多糖的量有关。肉苁蓉多糖能延缓皮肤衰老,增加胶原纤维含量,改善皮肤弹性,激活超氧化物歧化酶,降低体内脂褐质的堆积。黑木耳多糖具有清除超氧阴离子、抗氧化及保护线粒体的功能。而枸杞多糖的抗衰老作用更为突出,对机体多种生理、生化功能的促进与调节作用更为全面。另外,何首乌、人参、黄芪、女贞子的多糖都有一定程度的抗衰老作用。
有研究表明,北五味子粗多糖有保肝作用,能降低小鼠的肝损伤;枸杞多糖可降低肝组织丙二醛的含量,这两种多糖都能提高肝糖原含量,从而提高机体的能量储备,有利于抵抗有害物质对肝脏的损害。
黑木耳多糖与银耳多糖可明显延长特异性血栓及纤维蛋白栓的形成时间,表明具有抗血栓作用。茶叶多糖也具有抗凝血、抗血栓作用。日本专利报道,从丹参中分离出丹参多糖能够抑制尿蛋白的分泌,减缓肝肾疾病症状,可制成口服或肌注制剂,减少由于长期服用双嘧达莫等类固醇或血小板抑制剂造成的不良反应。
植物多糖广泛生物活性已逐渐被人们认知,植物多糖参与机体各种生理代谢,具有调节机体免疫、抑制肿瘤、延缓衰老、降血糖血脂、抗辐射、抗菌抗病毒等生物活性,其独特活性和来源的天然性在保障人体健康应用中具有强大潜力。人们通过对植物多糖的研究,借植物多糖的临床资料来研究它的保健作用。
随着对多糖生物活性的研究深入,多糖的生物活性机理,功效因子会更加明确,它的应用领域也将会更加拓宽。然而,由于多糖本身结构比较复杂,种类繁多,其结构测定和分离纯化有很大的难度;有些多糖在天然植物中的含量低且不易分离及多糖的药理作用与诸多因素有关,给多糖的研究和应用带来许多的挑战。这需要相关行业的人士共同应对。
近些年,随着生活水平的不断提高,人们的健康保健意识在逐渐增强。多糖作为保健食品的主要成分己悄然兴起。我国多糖资源丰富,尤其是来源于中草药的植物多糖,应用历史悠久,具有巨大的开发前景。通过对多糖的构效和量效关系的研究,人们将会利用我国丰富的多糖资源,生产出高附加值的以多糖(或复方多糖)为主要成份的保健食品,以提高人民身体素质、增进健康、提高生活质量。
多糖(Polysaccharide)是由单糖之间脱水形成糖苷键,并以糖苷键线性或分枝连接而成的链状聚合物。一般将多于20个糖基的糖链则称为多糖。近年来,糖类结构测定和生物活性研究取得了明显的进展,大量实验事实揭示糖类是重要信息分子,参与许多生理和病理过程,有关研究已渗诱到生物学各个领域[1]。研究表明,中药多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降血糖等多种功能。
多糖可以增加T、B淋巴细胞的杀伤功能。张秀娟等[2]报道灵芝多糖对T细胞及其亚群有明显的影响,它可增加混合淋巴细胞培养中T细胞的回收量,在增加Lyt2+和L3T4+细胞回收量的同时,还可增强细胞毒T淋巴细胞(CTL)的杀伤功能。张伟云[3]等用铜绿假单胞菌分离纯化出胞外多糖(PEP)实验,得出PEP对小鼠胸腺淋巴细胞的增殖皆具有显著的促进作用,当浓度为6.25mg/L时即有非常显著的促进作用的结论。
可以增加树突状细胞(DC)细胞前体细胞的数量。DC细胞是目前发现的功能最强的抗原递呈细胞(APC),它能摄取各类抗原,在机体细胞免疫和体液免疫调控中均起着重要作用。何彦丽等[4]分析得出枸杞多糖、香菇多糖、云芝多糖等多种中药多糖(主要由β-1,3糖苷键为主链的葡聚糖或杂聚糖组成)可增加淋巴细胞培养上清液中的CSF(集落刺激因子)活力,促进骨髓有核细胞数和粒/巨噬细胞集落数量的增加(CFU-GM),而DC细胞与单核、粒细胞、T、NK等细胞有共同的祖细胞,有可能同时增加DC前体细胞数量。
可以提高巨噬细胞(MΦ)的活性。MΦ是具有多种功能的重要免疫细胞,可通过处理抗原和释放可溶性因子对免疫功能起重要的调节作用。关于多糖激活MΦ的机制,目前尚未完全清楚,但绝大多数中药多糖都能促进MΦ的吞噬功能。唐省三等[5]用猴头菇、香菇、茯苓3种真菌的多糖,配以葡萄籽多酚和甘草酸,制成复合多糖,研究对荷瘤小鼠腹腔巨噬细胞活性的影响,得与荷瘤模型组和香菇多糖组比较,复合多糖各组可明显升高S180肉瘤小鼠腹腔巨噬细胞的活性,具有显著性差异。姚金凤[6]等的研究发现,海洋真菌多糖(YCP)可以明显促进小鼠腹腔巨噬细胞产生NO,并呈一定的浓度相关性。随药物浓度升高,其诱生作用增强,另外,YCP还可以明显促进小鼠腹腔巨噬细胞分泌IL-1。
多糖可以促进抗体的生成。陈丽芳[7]等报道香菇多糖能增加人体中外周单核细胞抗体的产生,裂褶菌多糖能促进患者脾脏形成抗体的细胞增加。云芝多糖能使抗体下降的患者产生抗体,使其免疫能力恢复到正常水平。
多糖还可以恢复空斑形成细胞(PFC)的反应。倪峰[8]报道灵芝多糖(5mg/kg)腹腔注射3天可明显恢复降低的PFC反应。
多糖可以促进干扰素生成。干扰素是最先发现的细胞因子,具有抗病毒、抗肿瘤、免疫调节、控制细胞增殖等重要作用。倪峰[8]报道用平盖灵芝提取的多糖在体外可诱导Th细胞产生IFN,在体内增强ConA诱导T淋巴细胞增殖效应并产生IFN-α。
多糖还可以提高白细胞介素类(IL)的作用。倪峰[8]报道香菇多糖体内外均可增加腹腔MΦ产生IL-1,体内给药数小时后可见血清CSF和IL-1明显增加,且能提高免疫细胞对IL-2的敏感性。
补体系统是机体重要的免疫系统。补体固有成分可被经典和旁路途径所激活。陈金烟等[9]报道香菇多糖也可以激活补体系统的经典途径和替代途径,导致MΦ的非特异细胞毒活性提高和嗜中性白细胞对肿瘤组织的浸润。茯苓多糖能激活肿瘤邻近的补体系统,协同吞噬细胞、淋巴细胞杀灭肿瘤细胞。
刘景田等[10]用灵芝、茯苓等进行试验研究发现中药多糖对红细胞免疫有促进和调节作用,作用机理是提高了红细胞膜相CD35免疫活性,进而促进红细胞与补体致敏酵母菌的粘附作用,从而使RBC.C3bRR(红细胞C3b受体花环率)增高,从而达到调节和增强其红细胞免疫功能的作用。
中药多糖作为血管活性抑制剂发挥抗肿瘤复发转移作用。汪效英等[11]试验得出灵芝多糖能显著对抗血栓形成,减少血栓湿重,缩短血栓长度;显著延长部分凝血活酶时间,抑制血小板聚集,但对血小板数无影响。大剂量还有降低纤维蛋白原含量,缩短凝血酶和凝血活酶时间的作用。
唐省三等[5]用猴头菇、香菇、茯苓3种真菌的多糖,配以葡萄籽多酚和甘草酸,制成复合多糖,研究复合真菌多糖对小鼠S180肉瘤的抑制作用,发现复合多糖Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组荷瘤和香菇多糖组动物的瘤重、抑瘤率、瘤体比与荷瘤模型组相比均有明显的抑制作用。香菇多糖组亦有明显的抑制作用,但远不及复合多糖各组的作用效果。
张伟云[3]等用铜绿假单胞菌分离纯化出胞外多糖(PEP)实验,发现PEP组对B16肿瘤细胞的生长皆有显著的抑制作用,并且随着浓度的增加,其抑制程度亦增加,当浓度为6.25mg/L时,差异有显著性;而当浓度为12.5mg/L时,其差异性有非常显著性。
孙赛[12]等发现从海洋真菌中分离出的一种多糖YCP,可明显抑制Lewis肺癌的生长。
现己发现具有降血糖活性的真菌多糖有灵芝多糖、虫草多糖、云芝多糖、银耳多糖、毛木耳多糖、猴头多糖和木耳多糖。Hidino等[13]从灵芝子实体中分离得到两种具有降血糖活性的多糖Ganodetan A和 Ganodetan B,对正常小鼠及四氧嘧啶诱发的高血糖小鼠都有明显降糖活性。
真菌多糖的抗病毒作用主要是利用其结构相似,通过免疫调节机制产生宿主免疫功能,以抗病原体的侵袭。许多研究证明,多糖对多种病毒,如艾滋病毒(HIV1)、单纯孢疹病毒(HSV1,HSV2)、巨细胞病毒(CMV)、流感病毒、囊状胃炎病毒(VSV)等有抑制作用[14]。另有研究表明,香菇多糖对泡状口炎病毒感染引起的小鼠脑炎有显著疗效和预防作用,对阿伯耳氏病毒和十二型腺病毒感染也有效。裂褶菌多糖可提高感染仙台病毒(sendai virus)小鼠的存活率,且有效抑制病毒的扩散。带有肽残基的云芝硫酸酯化多糖抗爱滋病病毒(HIV),作用效果与SO42-基的量成明显的比例关系。香菇多糖、灵芝多糖等对抗慢性肝炎也有显著疗效[15]。
研究证明:杂色革盖菌多糖、猪苓多糖、茯苓多糖有抗白血病的作用[16]。
已发现许多真菌多糖具有清除自由基、提高抗氧化酶活性和抑制脂质过氧化的活性,起到保护生物膜和延缓衰老的作用。从长白山野生云芝(coriolus versicolar)中提取的彩云多糖(cvPs),给予荷瘤或受γ射线全身照射的小鼠,能使多种脏器和细胞内soD活力升高、脂质过氧化物(LipidPeroxide,LPO)水平下降[17]。
真菌多糖具有十分广泛的药理学活性,可以把它作为一种新保健食品的发展方向,或是一种新药来源的开发研究方向。但是由于多糖的种类比较多,很难筛选出一种单体,对它的分离提纯造成了很大的难度。在多种药理学活性中还有很多作用机制并不清楚,而且在对其的毒理学特性、副作用方面的报道也并不多见。另外,真菌多糖作为一种植物药材的来源,它的采收加工对其的作用影响甚大,尤其现在,人们对它的高级结构还不了解,分离提纯技术还不到位的情况下,植物的来源、采加等对其发挥它独特的药理作用有着重大的影响。
[1]焦克芳,陈望忠,曲红.糖类与生命科学研究进展[J].大学化学,1999,14(1):28-31.
[2]张秀娟,季宇彬.真菌多糖的免疫药理作用的研究[J].哈尔滨商业大学学报,2002,18(1):63-65.
[3]张伟云,肖杭,杨金宇,施佩花,侯亚义,凌立君.假单胞菌多糖对肿瘤细胞和淋巴细胞的作用[J].卫生毒理学杂志,2004,18(4):248-249
[4]何彦丽,苏俊芳.中药多糖抗肿瘤免疫药理研究的新思路——对树突状细胞的影响[J].中国中西医结合杂志,2003,23(1):73-76.
[5]唐省三,朱晓琴.复合真菌多糖的抗肿瘤及免疫增强作用初探[J].基础医学与临床,2004,24(5):599-600.
[6]姚金凤,吴亮,吴希哲,韩方,高向东.海洋真菌多糖YCP对巨噬细胞免疫功能的影响[J].中国药科大学学报,2004,35(6):573—575
[7]陈丽芳,吴文光,陈国锐等.真菌多糖的抗肿瘤作用探讨[J].海峡药学,2002,14(2):58-59.
[8]倪峰.免疫活性的中药多糖[J].福建中医学院学报,2001,11(1):57-58.
[9]陈金烟,卢政辉.真菌多糖的免疫效应抗肿瘤作用机理的探讨[J].福建轻纺,2002,4:4-7.
[10]刘景田,党小军,王惠萍等.中药多糖对红细胞膜相CD35免疫活性的调节作用[J].中国现代医学杂志,2002,12(1):7-9.
[11]汪效英,刘广芬,陈崇宏等.灵芝多糖的提取纯化及GLP-2抗血液凝固和抗血栓形成作用[J].福建医科大学学报,2002,36(2):189-192.
[12]孙赛,陈真,钱之玉,高向东,郭青龙.真菌多糖 YCP对 Lewis肺癌小鼠的抑瘤作用和机制初步探讨[J].中华实用中西医杂志,2005,18(5):738-740。
[13]葛玉,肖红,张欣,段玉峰.真菌多糖的研究开发现状[J].食品研究与开发,2005,26(1):23-25。
[14]王长云,管华诗.多糖抗病毒作用研究进展,多糖抗病毒作用[J].生物工程进展. 2000,20(1):17-20。
[15]王长云,管华诗.多糖抗病毒作用研究进展I:多糖抗病毒作用[J].生物工程进展,2000,20(1):17-20。
[16]唐慎华、路羡.植物及真菌多糖抗白血病作用[J].中国新医药. 2004,3(2):39-41。
[17]谭建权,魏文树,陈海生.彩云多糖药理研究进展[J].中成药,1999,21(5):259-260.
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