牛膝多糖的生物學功能及其對斷奶仔豬的影響

李 旭，陳 陽，胡二永，杜銀峰，章玲玲

（揚州大學動物科學與技術學院，江蘇 揚州 225009）

牛膝多糖（ABPS）是莧科植物牛膝的根中提取的一種水溶性多糖，水溶性好，易被機體吸收，且具有免疫調節、抗腫瘤、抗衰老和降血糖等廣泛的生物學功能，被視為可以替代抗生素的天然綠色添加劑。近年來，諸多學者對牛膝多糖做了大量研究，本文就近幾年來有關牛膝多糖的生物學功能及其對斷奶仔豬的影響作一綜述。

1 牛膝多糖的生物學功能及作用機制

1.1 免疫調節作用

牛膝多糖的免疫活性研究較多，由于其相對分子質量小，更易刺激機體免疫功能，因而具有顯著的免疫調節作用。

特異性免疫是后天形成的獲得性免疫，在抗微生物感染中起關鍵作用。有研究發現，牛膝多糖能明顯提高血清總IgG及特異性抗體溶血素的含量，并增加脾臟空斑形成細胞（PFC）數，還能對抗環抱霉素A引起的PFC及IgG的下降，而牛膝多糖0.2～0.8 g·L-1在體外也能刺激小鼠脾細胞增殖，增強細菌脂多糖（LPS）誘導的B淋巴細胞增殖。牛膝多糖也可通過對單核細胞激活的作用來增強單核細胞的吞噬作用，增加單核細胞胞質內溶酶體量，顯著誘導單核細胞表達腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細胞介素-6（IL-6），還能提高正常及免疫低下小鼠的紅細胞免疫功能，提高機體免疫功能[1-2]。在抗感染免疫中，細胞免疫是抗感染免疫的主要力量。季敬璋等在蛋白表達水平上證實了牛膝多糖能夠促進Th1類細胞因子的分泌，誘導人T淋巴細胞分泌IFN-γ，且該作用呈時間、劑量依賴性變化，但抑制Th2類細胞因子的分泌[3]。另有報道指出，牛膝多糖也能促進脾細胞產生腫瘤壞死因子-β（TNF-β），增強二硝基氟苯（DNFB）誘導產生的遲發型超敏反應（DTH），而對T淋巴細胞增殖及IL-2的產生均無影響，表現出對T淋巴細胞功能的影響具有選擇性，提示其對Th1細胞可能沒有作用，主要作用在TC細胞[.4]。因此，牛膝多糖對T淋巴細胞功能影響的具體作用機制有待今后進一步研究探討。牛膝多糖衍生物的免疫調節作用更明顯。金麗琴等通過研究牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物對小鼠脾淋巴細胞增殖及誘生IL-2和TNF-α的影響指出，牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物較牛膝多糖能更有效地促進淋巴細胞增殖，可分別通過IL-2和TNF-α發揮免疫調節作用[5]。

自然殺傷（NK）細胞和巨噬細胞在調節機體非特異性免疫功能中起重要作用。有研究發現，牛膝多糖50～800mg·L-1在體外能有效增強NK細胞的活性且存在劑量依賴性；在體內牛膝多糖60mg·kg-1能提高免疫低下小鼠NK細胞的活性，提高小鼠免疫功能[5]。金麗琴等指出，牛膝多糖不僅能使老齡大鼠血液中白細胞數增高，且能增強肺泡巨噬細胞（AMФ）和腹腔巨噬細胞（PMФ）中乳酸脫氫酶（LDH）和酸性磷酸酶（ACP）的活性，激活AMФ和PMФ，從而增強機體非特異性免疫功能[6]。另外，不同劑量的牛膝多糖對環磷酰胺（Cy）造成的免疫抑制有明顯的調節作用，使之趨于正常，并呈現出劑量效應關系[7]。

1.2 抗病毒作用

牛膝多糖本身沒有抗病毒活性，但酯化后的牛膝多糖硫酸酯有很強抗病毒作用。彭宗根等研究表明，牛膝多糖硫酸酯在體外能抑制艾滋病病毒1型（HIV-1）逆轉錄酶和整合酶，具有抑制HIV-1的作用，且有多環節抗HIV-1作用并可能起到聯合抑制的效果，這與其他多糖硫酸酯具有多作用靶點機制相似[8]。在體外，牛膝多糖硫酸酯也有較顯著的抗新城疫病毒（NDV）作用，其抗NDV的半數毒性濃度（TC50）為0.23mg·mL-1，治療指數TI為5.3[9]。另有報道認為，牛膝多糖硫酸酯還具有抗單純皰疹病毒Ⅰ型（HSV-Ⅰ）和乙型肝炎病毒（HBV）等作用。

1.3 抗腫瘤作用

研究發現，牛膝多糖能抑制腫瘤引起的白細胞數量下降，恢復機體免疫系統創傷，起到恢復肝功能、增強骨髓造血功能和抑制腫瘤生長的作用。馮婷等研究指出，低中劑量的牛膝多糖在異源性抗原負載的情況下能夠促進小鼠骨髓來源性樹突狀細胞（DC）的分化、成熟及表面標記CD86、CD11a的表達，增加DC致敏的T淋巴細胞增殖指數，增強DC誘導的細胞毒性T淋巴細胞（CTL）對人食管癌EC9706細胞的殺傷活性，且在一定范圍內存在量效關系，因此，適當質量濃度的牛膝多糖能夠提高DC的抗原遞呈能力，進而提高DC的抗腫瘤作用[10]。另外，牛膝多糖的抗瘤效果與其提高T淋巴細胞亞群CD3、CD4分子的百分率、增強機體免疫功能有關[11]。

1.4 抗氧化作用

衰老是細胞和生物體生命周期中的一個自然過程，主要由細胞氧化所致。牛膝多糖可提高超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶的活性，降低丙二醛（MDA）濃度，提高動物機體的抗氧化能力[12]。也可通過降低腦組織中活性氧（ROS）、黃嘌呤氧化酶（XOD）和髓過氧化物酶（MPO）活性，來提高大鼠的抗氧化能力，從而延緩和防治腦外傷發展，用于治療和預防腦外傷后的二次損傷和多次損傷[13]。牛膝多糖是一種良好的自由基清除劑或自由基反應抑制劑[8]。

1.5 治療哮喘

哮喘是一種常見的慢性呼吸道疾病，有嗜酸性粒細胞（EOS）、T淋巴細胞等多種細胞和細胞組分參與其中。牛膝多糖能減少哮喘大鼠氣道EOS和肥大細胞（MC）的數量，促進EOS的凋亡，抑制MC顆粒的釋放，從而達到治療哮喘作用[14]。此外，牛膝多糖能在轉錄水平和翻譯水平促進Th1類細胞因子的分泌，而抑制Th2類細胞因子的分泌，初步糾正哮喘患者Th1和Th2細胞因子的失衡[15]。李昌崇等研究指出，牛膝多糖能明顯減輕哮喘大鼠的氣道炎癥，表現為EOS等炎癥細胞在氣道浸潤明顯減少，能使Th1和Th2細胞因子的失衡也得到了糾正，表現為IL-4的表達下降和IFN-γ生成的增多，且對哮喘大鼠氣道炎癥的作用在致敏和激發時聯合給藥效果最佳[16]。

1.6 降血糖作用

李海泉等研究發現，牛膝多糖能夠降低四氧嘧啶和腎上腺素所致小鼠血糖升高，促進糖尿病小鼠肝糖元合成，而對正常小鼠血糖無影響[17]。此外，牛膝多糖還具有減少糖尿病大鼠尿微量白蛋白排出、血尿素氮濃度、防治糖尿病腎病（DN）及保護腎功能的作用，且與牛膝多糖降低腎臟轉化生長因子- β1（TGF-β1）表達有關[18]。也可能是牛膝多糖通過抑制腎組織細胞凋亡及上調Bcl-2，降低Fas基因表達來實現對糖尿病大鼠腎組織的保護作用[19]。金麗琴等指出，牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物對高血糖所致胰島β細胞損傷有明顯的保護和修復作用，對腎功能有不同程度的改善作用[20]。且磷酸酯衍生物能增加糖尿病大鼠體重，降低血糖、血脂水平，效果優于牛膝多糖[21]。

1.7 其他作用

嚴善福等指出，牛膝多糖具有刺激粒細胞集落形成的能力，牛膝多糖0.8mg·mL-1的刺激作用與 細胞集落刺激因子（G-CSF）1mg·mL-1作用相似，并與G-CSF有明顯的協同作用，有望成為一種有效的粒細胞刺激因子[22]。彭穎等發現牛膝多糖對大腸埃希菌的細胞黏附具有抑制作用，其中濃度為0.8mg·mL-1時抑制作用最明顯，提示該多糖具有調節腸道微生態的潛在應用價值[23]。另外，牛膝多糖對小鼠免疫性肝損傷有一定的保護作用，對糖尿病大鼠視網膜組織也有保護作用，其機制與抑制視網膜組織細胞凋亡及上調survivin，降低bax基因表達有關[24-25]。牛膝多糖還可通過作用于心臟β受體來對蛙心產生正性肌力作用[26]。

2 牛膝多糖對斷奶仔豬的影響

應用牛膝多糖可提高斷奶仔豬的日增重、日采食量，促進其生長，減少腹瀉，其作用機制可能與其促進抗菌肽PG-1 mRNA的表達有關，且這種促進作用呈非典型的劑量依賴關系[27]。陳清華等指出，牛膝多糖也可抑制腸道大腸桿菌和促進腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌的增殖，增加回腸和空腸上皮細胞層厚度、絨毛高度，顯著降低隱窩深度，有效增強機體的消化吸收能力，進而提高其生產性能[28]。牛膝多糖也可促進仔豬血清淋巴細胞轉化率和細胞因子TNF、IL-1β、IL-2、IL-6的分泌量[29]。此外，牛膝多糖還可在一定程度上緩解斷奶仔豬的免疫應激。劉玉蘭等研究表明，牛膝多糖可提高白細胞、中性粒細胞的數量和比例，緩解由脂多糖所引起的仔豬血液生化指標和白細胞分類計數的變化，起到一定的改善免疫和緩解炎癥的作用[30]。同時，牛膝多糖也可緩解免疫應激對仔豬生長的抑制，其機制可能與其抑制炎性介質的分泌有關[31]。

3 展望

牛膝多糖具有免疫調節、抗氧化衰老和抗病毒等多種功效，且具有安全性高、作用穩定、副作用小等優點。因此，在開發天然藥物免疫促進劑和調節劑并用于疾病治療方面具有廣闊的前景和市場價值。目前，有關牛膝多糖對畜禽的營養功效及機制等方面的研究較少，有待今后進一步的探討。

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