食用菌多糖與人體健康的研究進展

王永前

（深圳市預見貿易有限公司，廣東深圳 518067）

食用菌屬于我國“三色農業”之一的白色農業-微生物資源產業化的工業型新農業中的微生物食品。食用菌是一類實體碩大同時又可供食用的大型真菌，是一類有機、營養和健康為一體的綠色食品，有著廣闊的市場前景。將大型真菌資源價值進行歸類統計，可分為食用菌、藥用菌、食藥用菌和毒菌4類[1]。我國有森林大型真菌約4 250種，其中食用菌1 020種，藥用菌692種[2]。世界糧農組織科普“一葷、一素、一菇”的飲食結構有助于實現營養均衡和免疫調節，因為食用菌不僅能為人體提供所需要的蛋白質，還被用于醫藥領域解決疾病問題，這是源于食用菌的子實體和菌絲體中的活性物質真菌多糖、糖苷、生物堿、揮發油、酚類、酮類和有機酸等具有的免疫調節功能。近年來，隨著生物學、營養學和醫學界對100多種真菌多糖的深入研究應用，逐漸證實了真菌多糖對人類健康的作用，一些有代表性的病案也開始逐漸獲得循證醫學的支持。

1 食用菌多糖與糖的概述

日本的核污染區癌癥病例增多，而疏散移居在長崎女島的居民，因為服用島上桑樹上生長的桑黃，所以罹患癌癥的人較少。這引發了人們對桑黃藥用的興趣，后研究表明桑黃中的真菌多糖（桑黃多糖）就是一種有效的抗癌物質[3]。20世紀60年代末、70年代初，在日本學者千原羽田首次證明了香菇多糖抗腫瘤的獨特生物活性后，食用菌多糖引起了生物學、營養學、醫學和食品科學領域的關注。生物學家和營養學家們發現，被醫學界所認知的絕大多數人類細胞表面都有一層聚糖成分，經顯微鏡學家證實后被命名為“多糖和蛋白質復合物”。細胞表面的“多糖和蛋白質復合物”類型多樣且構造各異，可以作為受體識別其他多糖配體從而相互發生作用。多糖是由單糖連接而成的天然高分子多聚糖，維持著生命所必需的多種功能，作為人體的重要組成成分被西方醫學稱為“生物應答效應物”或“生物反應調節物”（Biological Response Modifier，BRM）或“活性多糖”（Active Polysaccharides，AP）。

中醫認為藥食同源物質，如銀耳、靈芝等既可藥用又可食用，食用真菌和部分藥用真菌在日常生活中被統稱為食用菌。食用菌多糖作為藥食同源的菌蕈類子實體的主要成分，被中國古代中醫先賢應用的歷史可追溯到2 000多年前的春秋戰國和秦漢時期。周朝《列子·湯問》中就有“朽壤之上，有菌芝者”的論述，這是世界上有關菌類最早的記載；《神農本草經》根據中醫陰陽五行學說將靈芝分為5類，是最早論及靈芝的藥學著作[4]。隨著生物學、營養學、醫學和食品科學領域的關注以及膳食纖維被公認為第七大營養素以后，食用菌多糖才逐漸被現代西方醫學應用。

糖是碳水化合物的一種，營養學中糖是由碳、氫和氧3種元素按照一定比例組成。根據聚合程度不同分為單糖、雙糖、寡糖和多糖。其中，寡糖和多糖統稱為聚糖。多糖按還原性特性可分為還原性糖和非還原性糖，按來源可分為植物多糖、動物多糖、微生物多糖以及海洋生物多糖。多糖是繼蛋白質、核酸之后的第三條生命鏈[5]，不僅作為能量物質和結構物質發揮作用，還作為信息物質廣泛地參與調節生物體生命現象的全周期。

2 人體健康與人類進化的關系

回顧人類的歷史進化過程，每一次大型自然災害后能活下來的人群不一定是最強壯的人群，而是最能適應環境的人群。這表明了人體健康與人類進化充滿了辯證關系，人類自身的進化充滿了正反饋和負反饋的博弈。研究表明，黑猩猩（大多數脊椎動物）體內可以合成抗壞血酸（水溶性維生素C）從而與艾滋病病毒形成了免疫平衡，然而人類作為認知中先進的靈長類動物，感染艾滋病病毒會發病是因為在人類進化的歷程中，基因突變導致肝臟中缺失了古洛糖酸內脂氧化酶，無法將葡萄糖轉化為維生素C，這是人類基因在面對壓力下自我進化的結果。

1949年以后，我國有過兩次瘧疾大流行，循證醫學發現，凡是地中海貧血的人群就不容易得瘧疾，凡是婚前得過瘧疾人群的基因組會發生改變，通過遺傳，她們的子孫后輩中普遍存在輕度的地中海貧血現象。這是人類自我進化為最有利于自身生存的選擇，面對高死亡率瘧疾疾病的壓力，得過瘧疾疾病的群體進化出了地中海貧血用來延續基因。

20世紀60年代末70年代初，衛生部中醫研究院（中國中醫科學院前身）中藥研究所團隊集體尋找抗瘧疾的中草藥，課題組組長屠呦呦研究員從我國古代東晉葛洪的《肘后備急方》書中獲得靈感從中醫藥方黃花蒿中提純了青蒿素，并從青蒿素的衍生物中提取了雙氫青蒿素用于治療瘧疾。20世紀80年代，中國創新藥物研究的先驅、中國科學院上海藥物研究所的嵇汝運博士從青蒿素的衍生物中提取了蒿甲醚用于治療兇險型惡性瘧疾。隨著瘧疾疾病的消失和人類的繁衍遷移，同為輕度地中海貧血的夫妻群體的子孫后代會出現一部分中度或重度的地中海貧血群體，于是出現了一種新型的需要治療的疾病，實際上這是人類進化適應自然選擇的結果[6]。

3 食用菌多糖修復細胞的原理

細胞是一切生物體結構和功能的基本單位，細胞的主要結構有細胞膜、細胞質和細胞核，構建細胞的4個基本組成部分分別是核酸、蛋白質、脂質和糖。脫氧核糖核酸主要存在于細胞核中，核糖核酸主要存在于細胞質中，蛋白質、脂質和糖主要存在于細胞膜上。其中蛋白質占比42%，脂質占比50%以及糖占比2%～8%，細胞膜具有選擇性讓物質進入或排出細胞的滲透特點[7]，細胞所需營養的吸收和代謝產物的排出都需要通過細胞膜來實現，細胞膜把細胞裹起來使細胞能夠保持相對的穩定性，以維持正常的生命活動。因此人體細胞的大小和形態與其所處的環境和功能有著密切的關系。

食用菌是具有三股立體結構的β-葡聚糖，不同于一般的糖。常見的淀粉和糖原等分子結構主要為α-(1→4)糖苷鍵連接的葡聚糖，可以被人體內的α-淀粉酶降解成葡萄糖被吸收利用。燕麥和大麥等谷物中常見的β-葡聚糖主要是以β-(1→3)糖苷鍵和β-（1→4）糖苷鍵連接的葡聚糖，不能被α-淀粉酶降解，β-葡聚糖可作為膳食纖維調節機體的代謝功能。食用菌中的β-葡聚糖主要是以β-（1→3)糖苷鍵連接的主鏈，且含有一些β-(1→6)糖苷鍵的支鏈，正因為這種獨特的連接方式以及分子內氫鍵的存在，使它常以三股螺旋鏈的三維立體結構形式存在。這種獨特的構型很容易被免疫細胞表面的受體識別，通過激活免疫細胞產生抗體、促進細胞因子的分泌并調節細胞內信號分子的濃度水平等提高機體的免疫功能，全面調節人體機能來抵抗疾病。除具有較好的免疫調節功能外，食用菌中的β-葡聚糖在功能食品中還發揮降血糖、降血脂、保肝、抗炎和抗病毒等多種功能[8]。

在人類飲食結構中，米面等主要食物中的多糖大多數是淀粉，屬于α-多糖，進入人體后在人體α-葡聚糖酶的作用下被分解葡萄糖，其作用是為人體提供日常生活的能量，因為沒有藥理活性，所以不能發揮修復細胞膜的作用。生物學家研究發現，部分草食動物體內有一種β-葡聚糖酶，而人體內沒有β-葡聚糖酶，當食用菌子實體細胞壁上的食用菌多糖進入人體后，由于細胞的胞噬作用和胞飲作用，食用菌多糖得以發揮藥理活性。食用菌多糖的藥理活性還與分子量和三股立體結構相關。例如，靈芝多糖的藥理活性與靈芝多糖的立體結構有關，若其螺旋形立體結構被破壞，靈芝多糖的活性也會大大降低[9]。多糖是人體細胞不可缺少的活性物質和人體細胞受體的重要組成結構。而細胞受體是鑲嵌在細胞膜表面的糖蛋白，它由多糖和蛋白質構成，能識別和接受細胞所需的特定物質，進而向細胞內部傳遞信息，實現生物催化和物質轉換的生理過程。

食用菌多糖進入人體后作為配體與細胞膜上的“多糖和蛋白質復合物受體”相結合[10]，當食用菌多糖與受體作用時，往往是其中的特異性寡聚糖片段與受體相結合，識別配體的受體開始活化，啟動細胞內的信號傳導途徑從而產生效應功能[11]。

食用菌多糖作為配體，直接修復細胞膜上受體中2%～8%的聚糖成分，不僅可以活化淋巴細胞，還可以提高抗體的含量進而激活人體的免疫系統，保持細胞膜的流動性。同時，食用菌多糖還具有“六抗三降”的生理功能和獨特的免疫調節能力。六抗是指抗輻射、抗氧化、抗腫瘤、抗病毒、抗潰瘍和抗衰老，三降是指降血壓、降血脂（膽固醇）和降血糖，獨特的免疫調節能力是指調節免疫系統、清除自由基并增強心臟功能。

營養學領域研究發現，猴頭菇等多種食用菌所含的食用菌多糖對免疫過敏和免疫過度有較好的療效。食用菌多糖對體液免疫有雙向調節作用，低劑量服用時能提高免疫水平和免疫系統對異常細胞的識別率，高劑量服用時能抑制過度的體液免疫水平，調節免疫球蛋白達到理想水平[12]。由此可見，食用菌多糖是通過調節免疫能力來促進人體陰陽保持平衡和人體機能保持穩態，是治療免疫過敏和免疫過度最理想的途徑之一。

4 食用菌多糖在系統醫學和功能醫學臨床中的應用

通過在河南、山東和江蘇走訪大量病人尋醫問藥的歷程，清楚地了解病人群體的實際需求是“解除病痛”，治療原則是“宜中則中、宜西則西或者中西結合”，一切以“唯實唯效，解除病痛”為衡量標準，同時也發現了民間應用食用菌食療調理慢性疾病的眾多病案。食用菌食療受藥食同源的中醫藥文化影響，把人體看作一個宏觀的整體，在調理慢性疾病時有顯著的效果?，F代醫學通過人體解剖的研究走向了微觀，對人的死亡原因了解得比較清楚，在處理外傷和緊急救援上有優勢。但從病理學角度去了解病人的疾病只局限于診斷和醫治疾病，只能對癥治療?，F代醫學治療慢性疾病大多數是通過抑制、覆蓋、阻斷或者影響病理和生理機制的方法，忽略了去尋找導致疾病發生的根本原因。生物學、營養學和醫學等基礎科學的研究成果通常需要數十年才能轉化為醫療技術和臨床應用，一味地追求新的醫療技術來治療疾病變得越來越困難。歷史上重大的醫學發現都源自生物學家、營養學家、醫學家和心理學家在治療患者疾病中的敏銳觀察和深度總結，而解釋疾病的起因可以借助積極心理學、系統醫學、功能醫學和中醫五行理論的幫助。例如，國醫大師鄧鐵濤、山西知名中醫李可和暢銷書《人體使用手冊》的作者吳清忠都曾總結發現在中醫藥治療疾病和調理身體時，有部分病人會出現“瞑眩反應”或“舊病復發”的重現過程，其原因是人體的健康狀況受自身短板的器官所影響，人體中的氣血能量（功能醫學中稱作生命活力指數）有低水平的相對平衡和高水平的相對平衡，通過調理氣血能量從低水平趨向高水平，自身短板得到重新修復后會打破原來低水平的相對平衡，這是身體恢復高水平的相對平衡走向健康的必然過程，在這一過程中，因個體體質不同所呈現的形式和程度也不盡相同。

中國功能醫學理論和實踐的先行者，北京協和醫學院教授、博士生導師何健老師認為，功能醫學是以科學為基礎的保健醫學和預防醫學，它從人的基因傾向、生物遺傳、環境、生理、心理、飲食和生活形態等多個緯度來研究人體器官從功能下降到病理改變的整個過程。功能醫學調理疾病時傾向于關注人的生命活力指數，基于環境與胃腸道和內分泌與免疫系統之間的相互作用著重尋找疾病發生的根本原因，不僅可以預測疾病而且有助于探求一些慢性疑難病癥的病因，從而對因治療。首都醫科大學宣武醫院神經外科主任凌鋒博士倡導系統醫學時提出，系統醫學是生理學、病理學、臨床醫學和臨床人文醫學的綜合，它可以走出現代經典醫學的思想困境。兩次諾貝爾獎的獲得者美國著名量子化學和結構生物學家萊納斯·鮑林認為，慢性病其實就是細胞代謝異常的疾病，是起因于分子細胞活力以及分子細胞營養的代謝失衡。

食用菌所含的生物活性物質除主要成分食用菌多糖外，還含有天然有機鍺、核酸降解物以及三萜類化合物等生物活性物質，同時富含蛋白質、膳食纖維、維生素、微量元素等營養素以及人體自身不能合成的8種必需氨基酸，所含的脂肪酸也是以有利于預防動脈粥樣硬化的不飽和脂肪酸為主。食用菌不僅具有極高的營養價值和功能價值，其主要成分食用菌多糖還可以迅速修復損傷的黏膜組織，提高人體的綜合機能。正是因為食用菌多糖的藥理活性的優異表現，在中西醫的臨床配伍中才被廣泛應用。

研究發現，食用菌中所含的多種天然物質均具有較大的開發和利用價值。比如，猴頭菇中的猴菇菌素能顯著減少神經毒物對神經細胞的傷害，改善阿茲海默氏癥[13]；猴頭菇多糖在模擬人胃和腸道環境中，可促進胃腸道益生菌的生長并提高益生菌對胃腸道消化液的耐受力[14]；香菇多糖在小鼠喂養實驗中表現出對腸道菌群結構的多樣性和均勻性具有雙向調節作用[15]?；覙浠ㄗ鳛槭乘幱镁?，其多糖具有抗氧化、免疫調節和抗腫瘤等多種活性功能[16]。

糖類在過去一直都沒有受到科學研究機構的充分重視，許多天然產物中包含著對自身生物學活性起至關重要作用的聚糖結構。脂質和聚糖作為構造細胞的兩個基本組成部分，在構造細胞完整生命分子編排時竟然不能由基因進行編碼，這也許是揭示了一直以來無法探究全貌的許多疾病的起因[11]。

5 食用菌多糖的理論假說與未來展望

美國著名科學家萊納德·海弗利克發現人類一生中細胞平均分裂次數為50次，每一次的分裂產生的新細胞平均存活2.4年，理論上人類能活到120歲[17]。進化論認為，衰老與死亡是整個物種生存和繁衍必須付出的代價，雖然現代醫學很發達，但是面臨很多疾病時卻又無計可施。薄世寧[18]研究發現醫療的本質是支持生命的自我修復，衰老的本質不是年齡，而是自我修復能力的下降。

目前，中國食用菌產業基本上已呈現出長期穩步發展的態勢[19]。耿建芳等[20]研究發現，松茸和繡球菌等食用菌中富含的食用菌多糖作為免疫活性多糖能增強NK細胞、T淋巴細胞和B淋巴細胞等多種免疫細胞的識別能力和殺傷能力，能促進抗體形成，激活補體和清除自由基的效應；而特定濃度范圍的靈芝多糖、云芝多糖、香菇多糖、豬苓多糖、糙皮側耳多糖和冬蟲夏草多糖等食用菌多糖與枸杞多糖和人參多糖等免疫活性多糖在臨床中與重組人白細胞介素-2合用時均能夠顯著增強淋巴因子活化殺傷細胞的細胞活性[21-24]。食用菌多糖與人體健康的循證關系已經逐漸得到了醫學界的認可，同時也引起了科研機構的重視。作者基于對食用菌產量大省河南省、山東省和江蘇省共3省7個城市民間食用菌食療的配方和大量慢性疾病病案的調查研究提出，食用菌多糖與人體健康密切相關，隨著食用菌多糖、中藥多糖和海洋多糖等越來越多藥理以及藥效研究成果的累積和迭代，系統醫學和功能醫學得到主流醫學的廣泛認可。食用菌多糖在修復人體細胞、輔助人體內的自動糾偏機制、促進人體機能保持穩態、開啟微妙的自身軀體智慧和開啟人體的自愈能力等方面將會被廣泛應用。

2023年6月2日，中國食品發酵工業研究院針對國內對食用菌多糖的生產加工起步較晚、缺乏統一的行業產品標準監督規范的實際問題，主持啟動了《食用菌多糖行業標準》制定工作。此次《食用菌多糖行業標準》的制定，將填補我國食用菌多糖的標準空白，助力這一新興食品產業培育和發展，促進我國食用菌產業轉型升級和深度開發利用。

6 結語

綜上所述，食用菌富含蛋白質、礦物質、人體必需氨基酸、維生素和膳食纖維等營養物質，具有極優的營養價值和衍生利用空間。食用菌的主要活性成分食用菌多糖具有復雜的分子組成和構造，不僅是能量物質和結構物質，更是重要的生物活性信息物質。

食用菌多糖作為生物免疫調節劑對人體的特異性免疫與非特異性免疫以及細胞免疫與體液免疫都有著廣泛的影響，其在平衡腸道菌群、修復人體受損細胞、輔助人體糾偏機制和保持人體的穩態和激活人體自愈力等方面具有巨大的食用和藥用潛力，其“六抗三降”的生理功能和獨特的免疫調節功能在臨床應用和民間食療中展現出越來越廣闊的前景，營養價值和藥用價值逐漸被人們認可。許多從抗炎、抗癌、抗氧化、降糖、降脂到免疫調節等方面的研究證明了食用菌多糖作為信息物質具有顯著的調理療效。這些研究成果全面綜述了食用菌多糖的結構、提取、純化以及生物活性的研究進展，應用于功能性食品和免疫調節劑的開發利用是體現食用菌多糖功效的重要途徑。食用菌多糖與人體健康關系的研究與迭代，對探索食用菌多糖更多的構象和功能信息及衍生產品研發，對系統醫學和功能醫學的發展及探究一直以來無法了解全貌的眾多慢性疾病的起因以及普及“一葷一素一菇”的科學膳食結構提供了學術支撐。