海帶多糖的生物學功能及其在仔豬生產中的應用

江西農業(yè)大學動物科學技術學院 王仁華 劉曉蘭

江西省獸藥飼料監(jiān)察所 王琤

海帶多糖是一類存在于海帶細胞間和細胞內的天然生物大分子物質。目前，在海帶中已發(fā)現(xiàn)三種海帶多糖：褐藻膠、褐藻糖膠、褐藻淀粉，這是廣義上的海帶多糖，而狹義上的海帶多糖是指褐藻糖膠。褐藻膠也稱為褐藻酸，是由α-1，4-L-古羅糖醛酸（G）和 β-1，4-D-甘露糖醛酸（M）為單體構成的嵌段共聚物，是褐藻共有的一種細胞間多糖。褐藻酸在海帶中含量相對最豐富，約為l9.7%。褐藻糖膠又稱巖藻糖膠、海帶硫酸多糖等，是一種存在于細胞間的多糖物質，主要成分巖藻多糖，是α-L-巖藻糖-4-硫酸脂的多聚物。海帶中褐藻糖膠的含量一般為0.3%～1.5%。褐藻淀粉又稱海帶多糖、昆布多糖，其結構為主要由β-1，3-D-葡聚糖，長鏈上有 β-1，6糖苷鍵存在，海帶中的含量一般為1%左右（王芙蓉等，2009）。

1 海帶多糖的生物學功能

1.1 免疫調節(jié) 海帶多糖是一種免疫調節(jié)劑，可對巨噬細胞、T細胞直接進行免疫調節(jié)。王庭欣等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，500 μg/g 和 1000 μg/g 的海帶多糖能夠顯著增強正常小鼠和免疫抑制小鼠的T淋巴細胞增殖能力，并能提高小鼠自然殺傷細胞（NK）的活性。薩仁娜等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，海帶巖藻聚糖對體外培養(yǎng)肉雞巨噬細胞的免疫功能具有促進作用，能夠提高巨噬細胞吞噬活性，促進巨噬細胞呼吸爆發(fā)，提高NO的產生量和iNOS的活性，促進巨噬細胞分泌IL-1，并且不同級分對肉雞巨噬細胞免疫功能的調控作用不同，其中級分Ⅲ和級分Ⅳ（海帶巖藻聚糖中的有效級分）提高巨噬細胞免疫功能的作用最強。

1.2 抗腫瘤 海帶多糖自身可直接抑制腫瘤細胞生長，通過增強機體免疫功能抑制腫瘤細胞生長擴散。此外，海帶多糖還能通過激活巨噬細胞，增加巨噬細胞數(shù)量達到抗腫瘤的效果。研究表明，海帶多糖對人結腸癌、宮頸癌、肺癌NKM、肝癌SMMC細胞等具有顯著的抑制作用 （徐中林和孫衛(wèi)東，2006；孫冬巖等，2005；Yu 等 2003）。

1.3 抗凝血 海帶多糖能抑制血液凝固的內源性和外源性途徑，降低血小板的黏附率和聚集率，抑制血小板對血栓素B2（TXB2）的釋放，調節(jié)TXB2和6-酮-前列環(huán)素（6-Keto-PGF1）的平衡。其作用靶點可能類似于肝素，但抗凝效果比肝素弱（馬明華等，2010）。 Drozd 等（2006）研究發(fā)現(xiàn)，給大鼠靜脈注射海帶多糖觀察到血漿的凝血活性呈劑量依賴性，而且海帶多糖能與硫酸魚精蛋白形成復合物，增強抗凝血活性（Drozd 等，2006）。

1.4 降血糖 海帶多糖具有降血糖的作用，但其作用機理還無定論。有研究表明，以四氧嘧啶造成小鼠糖尿病模型，125、250、500 mg/kg體重劑量海帶多糖可降低小鼠的血糖水平，提高糖耐量，明顯降低糖尿病小鼠的尿素氮水平，增加血清鈣和胰島素的含量，恢復四氧嘧啶所致的損傷，對胰島細胞具有保護作用（王庭欣等，2001）。而孫煒和王慧銘（2004）研究發(fā)現(xiàn)，昆布多糖能明顯改善高血糖大鼠的糖耐量，而對血清胰島素水平無明顯影響；海帶多糖降血糖和改善糖耐量的作用是通過在胃腸道內形成凝膠池來調節(jié)葡萄糖的吸收，減緩葡萄糖向小腸絨毛膜的擴散及調節(jié)胃腸內激素的分泌而實現(xiàn)的，對胰島素無影響。目前，海帶多糖降血糖的作用機理還有待進一步研究。

1.5 抗輻射 海帶多糖的抗輻射作用機制可能與上調凋亡抑制基因Bcl-2表達，下調促凋亡基因Bax蛋白表達，增大Bcl-2/Bax比值，抑制脾淋巴細胞凋亡及促進免疫功能恢復有關 （羅瓊等，2004）。吳曉旻等（2004）研究表明，經射線照射后大鼠免疫功能明顯低下，而給大鼠灌注不同劑量海帶多糖能顯著調節(jié)輻射損傷大鼠的免疫功能，顯著增強脾臟淋巴細胞對刀豆素A（ConA）和脂多糖（LPS）誘導的增殖反應，促進T、B淋巴細胞增殖，增強產生血清抗體和遲發(fā)性變態(tài)反應的能力，提高腹腔巨噬細胞數(shù)目和吞噬能力，并且脾淋巴細胞凋亡率與海帶多糖呈現(xiàn)明顯的劑量-效應關系。羅瓊等（2009）研究表明，海帶多糖可改善和促進受局部輻射損傷大鼠的性功能。Rice等（2006）研究表明，昆布多糖通過胃腸道進入小鼠機體循環(huán)系統(tǒng)，可產生顯著的免疫調節(jié)作用，并能提高抗金黃色葡萄球菌或白色念珠菌能力，增加小鼠的存活率。程仕偉等（2010）研究表明，海帶中巖藻多糖提取物對羥自由基、超氧陰離子自由基具有清除作用并具較強的體外抗氧化功能，且隨著多糖質量濃度的增加，機體抗氧化能力呈逐漸增強的趨勢。因此，海帶多糖具有抗菌、抗氧化等生物學功能。

2 海帶多糖在仔豬生產中的應用

2.1 提高生產性能 大量研究表明，在仔豬日糧中添加海帶多糖，特別是巖藻多糖和昆布多糖，能有效提高仔豬的生產性能。Dillon等（2010）研究報道，昆布多糖和巖藻多糖主要通過提高養(yǎng)分消化率，減少腸道大腸桿菌數(shù)量，達到增加斷奶仔豬的日增重和飼料報酬的效果。此外，Gahan等（2009）研究表明，昆布多糖和巖藻多糖共同添加，可以取代仔豬日糧中高濃度乳糖的需要，并在無抗生素的日糧中對仔豬生產性能起到積極作用。

2.2 維持腸道健康 斷奶后仔豬的腸道形態(tài)會發(fā)生變化，主要由于仔豬對日糧中存在的抗原成分會產生短暫的超敏反應，特別是大豆抗原，且易產生仔豬腹瀉（Pierce等,2007）。仔豬腹瀉時有大量溶血性大腸桿菌排出（Lynch等，2010）。Reilly等（2008）研究表明，在斷奶仔豬日糧中添加昆布多糖和巖藻多糖可對仔豬盲腸和結腸內大腸桿菌數(shù)量產生抑制作用。O’Doherty等（2008）研究發(fā)現(xiàn)，日糧中添加巖藻多糖能增加結腸中乳酸桿菌濃度。腸道中大腸桿菌數(shù)量的減少，會緩解腹瀉的嚴重程度，最終降低斷奶仔豬發(fā)病率。也有研究認為，昆布多糖和巖藻多糖改善腸道健康的機理主要是其能有效降低腸道pH。Gahan等（2009）研究表明，隨著日糧中海帶多糖添加量的增加，斷奶仔豬糞便pH呈二次曲線下降。

2.3 免疫調節(jié) 昆布多糖結構主要由β-1，3-D-葡聚糖構成，研究表明，葡聚糖可與胃腸道上皮細胞和腸道相關淋巴細胞（GALT）結合，誘導白細胞介素Ⅱ（IL-Ⅱ）的表達，從而增強機體的抵抗傳染病能力（Rice 等，2006）。 Reilly 等（2008）研究表明，仔豬日糧中添加昆布多糖和巖藻多糖提取物能有效增加IL-ⅡmRNA的表達；IL-Ⅱ是一種趨化因子可趨化中性粒細胞，并刺激中性粒細胞產生白三烯B4（LTB4）而使皮下血漿滲出，IL-Ⅱ還能誘導中性粒細胞上調Macl抗原（CD11b/CD18）的表達，促進中性粒細胞黏附到內皮細胞和內皮細胞下的基質蛋白上。

2.4 對腸道中揮發(fā)性脂肪酸的含量的影響 大腸中揮發(fā)性脂肪酸（VFA）含量取決于基底的數(shù)量和菌群 （Macfarlane 和 Macfarlane，2003）。Gahan（2009）研究表明，日糧中添加昆布多糖和巖藻多糖提取物能增加斷奶仔豬結腸總VFA的濃度。海藻中含有豐富的纖維類物質 （Deville等，2004）。海藻在到達結腸后可被微生物菌群發(fā)酵，增加后腸中短鏈脂肪酸的含量（Reilly等，2008）。但也有研究表明，日糧中添加海帶多糖對斷奶仔豬糞便VFA的濃度無顯著影響，這可能是由于糞便中VFA濃度取決于腸道內VFA的產生，吸收和降解的情況（Gahan 等，2009）。

3 展望

綜上所述，日糧中添加海帶多糖可提高仔豬生產性能，維持腸道健康，改善免疫功能。但目前，海帶多糖的純化分離及組成鑒定技術還不夠完善，有待進一步研究。相信隨著海帶多糖應用研究的進一步深入，海帶多糖必將在仔豬生產上有著廣闊的應用前景。

[1]程仕偉，陳超男，馮志彬，等.海帶巖藻多糖的水提制備及其抗氧化活性研究[J].食品科學，2010，31（6）：101 ～ 104.

[2]羅瓊，任世成，楊明亮，等.海帶多糖對睪丸受輻射雄性大鼠性功能的影響[J].營養(yǎng)學報，2009，31（3）：259 ～ 262.

[3]羅瓊，吳曉雯，楊明亮，等.海帶多糖的抗輻射作用與淋巴細胞凋亡關系研究[J].營養(yǎng)學報，2004，26（6）：471 ～ 473.

[4]馬明華，傅喆暾，余自成，等.海帶多糖藥理活性研究進展[J].中國藥師，2010，13（8）：1190 ～ 1193.

[5]薩仁娜，佟建明，何春年，等.海帶巖藻聚糖及其級分對體外培養(yǎng)肉雞巨噬細胞免疫功能的影響[J].中國農業(yè)科學雜志，2008，41（5）：1482 ～ 1488.

[6]孫冬巖，林虹，史玉霞.海帶硫酸多糖對人宮頸癌細胞株增殖和凋亡的影響[J].實用醫(yī)學雜志，2005，21 （12）：1241 ～ 1243.

[7]孫煒，王慧銘.昆布多糖對實驗性高血糖大鼠治療作用的研究[J].浙江中西醫(yī)結合雜志，2004，14（11）：667.

[8]王芙蓉，佟建明，張曉嗚，等.海帶功能成分的研究進展[J].廣東飼料，2009，18（5）：38 ～ 40.

[9]王庭欣，夏立婭，吳廣臣，等.海帶多糖對小鼠T淋巴細胞及NK細胞活性的影響[J].河北大學學報（自然科學版），2008，28（6）：65 ～ 658.

[10]王庭欣，趙文，蔣東升，等.海帶多糖對糖尿病小鼠血糖的調節(jié)作用[J].營養(yǎng)學報，2001，23（2）：137.

[11]吳曉旻，楊明亮，黃曉蘭，等.海帶多糖的抗輻射作用與脾細胞凋亡[J].武漢大學學報（醫(yī)學版），2004，25（3）：239 ～ 242.

[12]徐中林，孫衛(wèi)東，姜振芳.海帶多糖FGS體內外抗癌作用的研究[J].曲阜師范大學學報：自然科學版，2006，2：103 ～ 106.

[13]Deville C，Damas J，F(xiàn)orget P，et al.Laminarin in the dietary fibre concept[J].The Science of Food and Agriculture，2004，84：1030 ～ 1038.

[14]Dillon S，Sweeney T，Callan J J，et al.The effects of lactose inclusion and seaweed extract on performance，nutrient digestibility and microbial populations in newly weaned piglets[J].Livestock Science，2010，134 （1）：205 ～207.

[15]Drozd N N，Tolstenkov A S，Makarov V A，et al.Pharmacodynamic parameters of anticoagulants based on sulfated polysaccharides from marine algae[J].Bull Exp Biol Med ，2006，142（5）：591 ～ 593.

[16]Gahan D A，Lynch M B，Callan J J，et al.Performance of weanling piglets offered low，medium or high lactose diets supplemented with a seaweed extract from Laminaria Hyperborea[J].Animal，2009，3：24 ～ 31.

[17]Gahan D A，Lynch M B，Callan J J，et al.Performance of weanling piglets offered low-，medium-or high-lactose diets supplemented with a seaweed extract from Laminaria spp[J].Animal，2009，3（1）：24 ～ 31.

[18]Lynch M B，Sweeney T，Callan J J，et al.The effect of dietary Laminariaderived laminarin and fucoidan on nutrient digestibility，nitrogen utilisation，intestinal microflora and volatile fatty acid concentration in pigs[J].the Science of Food and Agriculture，2010，90（3）：430 ～ 437.

[19]Macfarlane S，Macfarlane G T.Regulation of short-chain fatty acid production[J].The Proceedings of the Nutrition Society，2003，62：67 ～ 72.

[20]O’Doherty J V，Pierse E，Lynch P B，et al.Effects of Ascophyllum nodosum extract on growth performance，digestibility，carcass characteristics and selected intestinal micro?ora populations of grower-finisher pigs[J].Animal Feed Science and Technology，2008，141：259 ～ 273.

[21]Pierce K M，Callan J J，McCarthy P，et al.The interaction between lactose level and crude protein concentrations on piglet post-weaning performance，nitrogen metabolism，selected faecal microbial populations and faecal volatile fatty acid concentrations[J].Animal Feed Science and Technology，2007，132：267～382.

[22]Reilly P，Sweeney T，Pierce K M，et al.The effect of seaweed extract inclusion on gut health and immune status of the weaned pig[J].Animal，2008，2：1465 ～ 1473.

[23]Rice P J，Adams E L，Ozment-Skelton T，et al.Oral delivery and gastrointestinal absorption of soluble glucans stimulate increased resistance to infectious challenge[J].Pharmacology and Experimental Therapeutics，2006，314：1079～1086.

[24]Yu L，Ding Y Q，Liang L，et al.Inhibition of growth and metastasis of human colorectal carcinoma cells by laminarin[J].Chin J Clin Rehabil，2003，7（26）：3588 ～ 3589.