余 剛
(武漢商業服務學院體育與馬術學院,湖北 武漢 430056)
多糖是生物高分子家族中的一個最豐富的成員,目前已知的天然多糖大約有300多種,廣泛存在于動植物和微生物組織中。根據單體組成的單一性,多糖可分為均聚糖和雜多糖;根據單體的排列,又可分為直鏈和支鏈多糖。多糖是生物有機體基本組成成分,和蛋白質、核酸一樣,是涉及生命活動本質的三類生物大分子之一,與維持生命的許多重要功能密切相關。它廣泛參與了細胞的各種生命現象及生理過程的調節如免疫、細胞間信息的傳遞與感受細胞的轉化、分裂及再生等活動。現階段人們通過研究能確定的多糖生物學功能主要包括增強和調節機體免疫功能,抗衰老,降血壓、降血脂,抗腫瘤,抗病毒,抗輻射等作用。
研究發現,部分活性多糖能夠增強機體的免疫功能,其機制之一可能是激活機體的補體系統。補體系統是機體非特異性免疫系統的重要組成部分,在機體防御機制中起著至關重要的作用,而活性多糖能通過不同的途徑來激活機體的補體系統,如酵母多糖、茯苓多糖、當歸多糖等是由替代通路激活補體系統;圓錐繡球多糖則主要由經典途徑激活補體系統;酸棗果多糖、車前子多糖、細菌脂多糖、香菇多糖等則可由替代和經典兩種途徑激活補體系統;香菇多糖能促進機體補體C3的合成,提高血漿C3的含量,還可使荷瘤小鼠已經降低了的補體水平得到恢復。這些都激活了機體的補體系統,從而增強了機體的免疫功能。另外,香菇多糖、淫羊藿多糖等還是理想的免疫促進劑,能夠增加機體白細胞和淋巴細胞的數量,還可以提高淋巴細胞轉化率和巨噬細胞的活性,增強T細胞和B細胞的免疫功能,刺激細胞免疫應答,對機體免疫器官、免疫細胞、免疫因子等均具有調節作用。此外,某些多糖還可促進機體免疫器官發育,從而增強機體的免疫功能,如王莉等(1999)報道,翠葉蘆薈多糖提取物可促進小鼠免疫器官脾和胸腺的增長,并可顯著提高小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬百分數和吞噬指數,因而具有增強機體免疫功能的作用。
大量研究證實很多多糖具有抗病毒抑制病毒活性的作用,如硫酸多糖的強抗艾滋病病毒的活性,進一步研究還發現硫化多糖能從多個環節和步驟干擾HIV對宿主細胞的侵襲,并對HW有很高的選擇性抑制作用;匍扇藻粗多糖具有顯著抗I型和Ⅱ型單純皰疹病毒的活性,可抑制不同的單純皰疹病毒株,包括標準株、阿昔洛韋抗性株和臨床病毒株。這種粗多糖還有一定的抗呼吸道合胞病毒活性,但對流感病毒沒有抑制作用;甘草多糖對牛艾滋病毒、腺病毒、柯薩基病毒均有較明顯的抑制作用,而紅毛五加多糖對水泡性口炎病毒、單純皰疹病毒Ⅰ型和柯薩基病毒B3型等3 種病毒有明顯的抑制作用。
自從1950年發現酵母多糖具有抗腫瘤活性以來,研究人員已分離出許多多糖具有顯著的抗腫瘤作用,如茯苓多糖、掌葉大黃多糖、天冬多糖、香菇多糖等。其作用機制可能有以下幾個方面:其一,通過抑制機體腫瘤細胞DNA、RNA的合成實現對腫瘤細胞的直接殺傷作用,如茯苓多糖、掌葉大黃多糖、銀耳多糖等都是通過此機制實現抗腫瘤作用的;其二,通過清除機體自由基及抗脂質過氧化物活性,或增強機體肝臟SOD活性,進而抑制腫瘤,如茯苓多糖、天冬多糖、南瓜多糖等都是通過此機制實現抗腫瘤作用的;其三,通過增強機體脾、胸腺功能,對抗腫瘤及放、化療藥物對胸腺、脾臟的抑制,如香菇多糖的抗腫瘤作用機理并非直接殺傷腫瘤細胞,而是活化由胸腺產生的淋巴細胞(T細胞)及免疫調節效應器巨噬細胞的誘導和增強作用。
自由基是指含有奇數價電子并因此軌道上具有一個未成對電子的原子或原子團,可直接損傷機體內各種生物大分子和生物膜,導致機體多種疾病的發生。楊貝等人研究發現,從米邦塔仙人掌中提取的仙人掌多糖對H2O2和Fe2+體系產生的·OH有很好的清除能力,對·OH也有很強的清除作用,說明米邦塔仙人掌多糖具有較強的抗氧化作用。邢東旭、廖森泰等試驗發現,桑葉多糖可以顯著清除化學模擬體系產生的OH·自由基,是一種優良的OH·清除劑,對DPPH·也表現出一定的清除作用。研究發現,沙棘葉水溶性多糖也具有較強的清除氧自由基活性的作用。此外,桑葉多糖能顯著降低H2O2誘導的小鼠肝臟MDA的形成和積累,并存在顯著的劑量效應。龐會忠、俞志雄等試驗發現華木蓮葉多糖對羥基自由基(·OH)的清除率隨華木蓮葉多糖質量濃度的升高而增大,當質量濃度達100μg/mL時,清除率達68.58%。林桂蘭、許學書等發現香菇和雞腿菇多糖提取物都具有較明顯的抗氧化活性,香菇多糖提取物和雞腿菇多糖提取物濃度為2.5mg/mL時,對超氧陰離子自由基的清除率達到最大值,分別為21.5%和6.9%。
研究發現,部分多糖具有降血糖、降血脂的作用。陶美華、曾富華等實驗發現無論是各周對血糖水平的測定,還是單次給藥試驗、糖耐量試驗,仙人掌多糖都對鏈脲佐菌素糖尿病小鼠有明顯的降血糖作用,而且仙人掌多糖能改善糖尿病動物的煩渴、多飲、多食癥狀。羅麗萍、高蔭榆等研究了薯蔓多糖(PSPV)對四氧嘧啶致糖尿病小鼠的降血糖作用,實驗結果表明,PSPV能明顯緩解糖尿病小鼠消瘦和多飲癥狀,顯著降低其血糖值,并存在量效關系,以高劑量PSPV效果最佳;PSPV對正常小鼠的血糖水平無明顯影響。此外,研究證實花粉多糖能顯著降低大鼠血清中血清總膽固醇含量,但對大鼠血清中甘油三酯和高密度脂蛋白含量作用不明顯。
此外,多糖類還具有抗輻射、抗炎、抗消化性潰瘍、抗凝血、抗血栓、抗毒物損傷、抗水腫、調節胃腸功能等多種生物活性。
石斛為蘭科石斛屬多種藥用植物的總稱,是一種常用珍貴中藥,《神農本草經》將其列為上品。它味甘,微寒,無毒,入胃、腎經,具有益胃生津、滋陰清熱、潤肺止咳的功效。石斛含有人體所必需的多種有益成分,不僅有清音潤喉、滋陰清肺、生津止渴等的特效,還可用于降低心律、血壓、減慢呼吸、擴張血管及抗血小板凝集等,具有抗腫瘤、抗衰老、增強機體免疫力等作用。多糖是石斛屬植物的主要成分,但較之生物堿、菲類等化合物,石斛多糖的研究起步較晚,研究報道也較少。目前有報道的石斛多糖的生物學作用主要有:降血糖作用,抗氧化、抗衰老作用,抗腫瘤作用,免疫調節作用等4個方面。
羅傲霜、淳澤等研究了迭鞘石斛多糖對動物血糖的調節作用,采用尾靜脈注射四氧嘧啶造成高血糖動物模型,按高劑量(300mg/kg)、中劑量(100mg/kg)和低劑量(30mg/kg)的迭鞘石斛多糖分別灌胃給藥,同時設葡萄糖組和生理鹽水組,測定血糖水平。結果表明,迭鞘石斛多糖能顯著降低四氧嘧啶高血糖小鼠空腹血糖,增強四氧嘧啶高血糖大鼠的糖耐量,而對正常小鼠空腹血糖和正常大鼠糖耐量沒有明顯影響。陳云龍、何國慶等實驗發現細莖石斛多糖DMP,能顯著降低鹽酸腎上腺素、四氧嘧啶所致糖尿病小鼠的血糖,增強糖尿病小鼠的負荷糖耐量,但不影響正常小鼠的血糖水平。
熊麗萍、萬屏南等運用正交實驗設計對水煎法提取石斛中的石斛多糖工藝進行優選,得出了最佳的石斛多糖提取工藝條件,并且利用化學發光法對其進行了抗氧化性能研究。結果顯示,在不同的自由基體系下鐵皮石斛多糖的作用不同,既有清除作用,也有促進氧化作用。
韓國學者報道金釵石斛的地上部分用于鎮痛和解熱,其乙醇提取液對人體肺癌細胞(A549)、人體卵巢腺癌細胞(SKOV-3)和人體早幼粒細胞白血病(HL-60)細胞株具有顯著的細胞毒性。羅傲雪、宋關斌體外培養SMMC-7721和HL-7702細胞,以不同濃度迭鞘石斛多糖、醇提物、水提物作為藥物組,并設生理鹽水組作為陰性對照,5-Fu組作為陽性對照,MTT法分別測定處理24h、48h、72h后的吸光度值,計算藥物對細胞生長抑制率。荷瘤小鼠分別腹腔注射迭鞘石斛3種提取物,連續注射10d,11d眼眶靜脈取血,測定血清中MDA含量及SOD活力變化。體外實驗發現濃度160μg/mL的迭鞘石斛多糖作用48h,對SMMC-7721細胞的生長抑制作用最強,且對HL-7702細胞的毒害作用較小。體內實驗發現,迭鞘石斛多糖能顯著增強荷瘤小鼠血清中SOD活力(P<0.01),降低 MDA含量(P<0.01)。研究表明,迭鞘石斛多糖是一種具有潛力的抗腫瘤天然藥物。
石斛中的多糖類成分具有增強機體免疫力的作用。從兜唇石斛的莖中提取的AP-1、AP-2、AP-3多糖能使ICR純系小鼠脾重量、胸腺重量增加,抗體細胞數明顯增多,T細胞和B細胞顯著增加,抗體細胞數明顯增多,T細胞和B細胞顯著增殖,具有免疫增強作用。小鼠實驗證實,鐵皮石斛多糖能夠強有力地抵消實驗條件下免疫抑制劑環磷酰胺的加入所引起的外周白細胞數的劇烈下降,消除其破壞性的副作用,還能促進免疫系統淋巴細胞產生移動抑制因子,有效地抵消環磷酰胺的加入所引起的提升移動抑制指數的副作用,是一種很有價值的中藥類免疫增強劑。
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