植物多糖的研究进展_综述_汪志好

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省计划生育学校 池州 247000
2007- 01- 10 收稿, 2007- 03- 20 修回
功能的发挥主要通过以下途径来实施的[2]。 2.1.1 激 活 巨 噬 细 胞 由 于 巨 噬 细 胞 在 抗 肿 瘤 和 抵御各种感染方面具有主要作用, 因而激活巨噬细 胞可提高机体抗肿瘤和抗病毒的能力。许多植物多 糖都能激活巨噬细胞, 增强其吞噬功能和机体的特 异性。如人参多糖具有显著增强腹腔巨噬细胞的吞 噬功能, 激活网状内皮系统( RES) , 并且对实验性小 鼠肿瘤有抑制作用。高梅等[3]研究发现, 猪苓多糖通 过激活巨噬细胞合成与释放单核因子活化淋巴细 胞, 从而增强机体对肿瘤细胞的免疫应答作用。 2.1.2 激活 T 和 B 淋巴细 胞 有 些 植 物 多 糖 能 刺 激 T 细胞增殖, 并能显著增强体液免疫功能。香菇 多糖是一典型的 T 细胞激活剂, 它在体内和体外均 能促进特异性 T 淋巴细胞 ( CTL) 的产生, 并提高 CTL 的杀伤活性。仙茅多糖对成熟的 T 细胞有明显 促进增殖作用。东当归多糖可激活 B 细胞, 使之分 化成抗体生成细胞。 2.1.3 促 进 细 胞 因 子 生 成 多 糖 也 可 以 通 过 激 活 巨噬细胞, 树突状细胞, 和淋巴细胞等促进 IL- 1, IL- 2, IL- 6, TNF 等细胞因子的表达与分泌来增强免 疫应答能力。如刺五加多糖具有诱导小鼠细胞产生 里 IL- 2 的作用。又如枸杞多糖能明显增加 IL- 2 的 产生和增加 IL- 2R 的表达, 显著增加巨噬细胞 C3b 和 Fc 受体的数量和亲和力, 促进合成 IL- 1 和 TNF, 从而发挥其免疫作用和免疫调节作用。 2.1.4 激 活 补 体 补 体 是 血 液 中 具 有 酶 原 活 性 的 蛋白质系列, 能协同抗体或协助吞噬细胞来杀灭病 原微生物。许多高等植物的多糖均具有激活补体作 用。黄芪多糖和党参多糖对正常豚鼠虽无影响, 但 对经过处理补体 下 降 、吞 噬 率 下 降 的 豚 鼠 , 则 有 促 进补体恢复功能, 并能促进中性白细胞吞噬率恢复 和提高。 2.2 抗肿瘤作用 自从 1950 年发现酵母多糖具有 抗肿瘤效应以来, 已分离出很多具有抗肿瘤活性的 植物多糖[4]。就多糖的抗肿瘤作用而言, 可将抗肿瘤 多糖分为 2 类: 一类是具有细胞毒性的多糖直接杀 死 肿 瘤 细 胞 , 如 牛 膝 多 糖 , 可 提 高 NKC 活 性 , 诱 生 TNF, 抑制实体瘤; 第二类是作为生物免疫反应调节 剂通过增强机体的免疫功能而间接抑制或杀死肿 瘤细胞, 如商陆多糖能增强 Mφ活性, 增强免疫, 抑 制小鼠 S180 肉瘤[5]。 2.3 抗病毒作用 大量研究表明, 许多植物多糖对 各种病毒有抑制作用, 如艾滋病毒(HIV- 1)、单纯疱
安徽卫生职业技术学院学报 2007 年第 6 卷第 2 期
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疹病毒等。目前, 多糖衍生物尤其是硫酸酯多糖是 当今多糖研究中一个热点, 研究发现它具有显著抗 病毒作用, 尤其是对艾滋病毒 HIV- 1 抑制作用。据 张 英 慧 等[6]研 究 表 明 , 从 红 藻 中 分 离 硫 酸 半 乳 聚 糖 能 在 体 外 抑 制 HIV- 1 和 HIV- 2 引 起 细 胞 病 变 , 同 时也抑制合胞体形成, 另外还可抑制如疱疹病毒、砂 粒病毒等其它病毒。此外板兰根多糖、硫酸葡聚糖、 硫酸香菇多糖等也具有抗病毒作用。由于病毒的感 染是肿瘤的发病机制之一, 因此, 多糖的抗病毒效 果, 也是可能的远期的抗肿瘤效果的机制之一。 2.4 降血糖作用 植物多糖能够促进胰岛素, 影响 糖代谢酶的活性, 促使外周组织对葡萄糖的作用, 从而抑制糖异生[7]。有人报道用粗老茶治糖尿病, 临 床观察其有效率达 70%。如在小鼠腹腔内一次性注 射 300mg/kg,7h 后血糖下降达 70%。实验结果表明, 茶多糖在降低四氧嘧啶高血糖模型小鼠的血糖浓 度的同时肝糖原大量增加, 说明茶多糖对糖代谢的 影响与胰岛素类似。丹皮多糖- 2b(CMP- 2b)对四氧 嘧啶模型鼠降糖作用显著, 而对血清胰岛素水平无 明显影响: 并明显降低葡萄糖致小鼠高血糖, 且有 一定量效关系, 对正常小鼠高血糖仅有降低趋势。 CMP- 2b 可 增 加 SOD 含 量 , 调 节 异 常 的 自 由 基 代 谢, 对防治和治疗糖尿病可能有一定帮助[8]。 2.5 抗衰老作用 有些植物多糖具有抗衰老的作 用。一方面这类多糖作为免疫调节剂能增强机体的 免疫功能; 另一方面可以增强集团对自由基的清除 能力和抗氧化能力。牛膝多糖(ABPS)在体外可以提 高 老 年 小 鼠 T 淋 巴 细 胞 的 增 殖 能 力 和 IL- 2 的 分 泌, 而对青年小鼠无此影响; 在体内能显著提高老 年小鼠 T 淋巴细胞和血清中 TNF- α的水平, 同时 一氧化氮合成酶的活性升高, 一氧化氮的产生增 加。枸杞多糖能有效降低老年大鼠 T 细胞的过度凋 亡, 而且可以下调促进凋亡的 TNFR 基因 mRNA 表 达并上调抗凋亡的 BCL- 2 基因表达[9]。另外, 枸杞多 糖复合物的抗衰老作用也较显著, 实验表明, 它可 延长家蚕五龄期寿命 5.14%。 2.6 降血脂作用 邓槐春等人曾研究了海带多糖 (主要结构为 1,3- 葡萄糖的多聚物, 应为褐藻淀粉) 对高脂血症患者的临床疗效, 表明海带多糖以胶囊 制剂口服, 能明显降低高脂血症患者血清胆固醇、 甘油三酯含量, 同时能升高高脂血症患者高密度脂 蛋白与低密度脂蛋白比值。据中药药典记载决明子 具有降血脂作用。另外, 甘蔗多糖也能降低体内血 脂[10]。 2.7 其他作用 植物多糖除有上述的多种生物活 性功能外, 还有其他多种生物活性功能。有些多糖 具有抗辐射能力, 如螺旋藻多糖; 有些多糖具有抗 凝血功能, 如茶叶多糖、蒿草酸性多糖; 有些具有抗 溃疡功能, 如人参果胶、白芨葡甘露聚糖; 还有些植 物多糖具有抗菌活性, 如紫萁多糖不仅能抑制革兰 氏阳性菌, 金黄色葡萄球菌, 而且对革兰氏阴性菌 亦有依作用。许多植物多糖还具有促进核酸和蛋白
多糖是生物体中广泛存在的物质, 是生物体内 重要的生物大分子, 是维持生命活动正常运转基本 物质之一。大量研究表明, 多糖除有免疫调节、抗肿 瘤生物学效应外, 还有抗衰老、降血糖、抗凝血等作 用,且对机体毒副作用小。因此, 对多糖的深入研究 将为探讨发展多糖类药物治疗奠定基础。 1 植物多糖的提取, 分离纯化及鉴定 1.1 植物多糖的提取 多糖是极性大分子, 所以从 植物中提取多糖,一般采用不同温度的水稀碱或稀盐 溶液提取, 由于水提时间长且效率低, 酸碱提易破坏 多糖的立体结构及活性, 因此, 发展高效, 维持多糖 结构和生物活性的方法重要。涂国云[1]等采用酶法提 取多糖, 即采用复合酶- 热水浸提相结合的方法,复合 酶多采用一定的果胶酶、纤维素酶及中性蛋白酶, 此 法具有条件温和、杂质易除和提高效率等优点。同一 原料, 分别用水、酸、碱、盐或酶法提取, 所得多糖往 往是不同的。 1.2 植物多糖的分离纯 化 利用不同多糖分子大 小和溶解度不同而分离,常用季铵盐沉淀法和有机溶 剂沉淀法。如安络小皮伞粗多糖的纯化方法, 在多糖 溶液中加入不同浓度乙醇溶液, 得到多个多糖; 还可 用 葡 拘 凝 胶(Sephadex)和 琼 脂 糖 凝 胶 ( Sepharose) 以 不同浓度的盐溶液和缓冲溶液作为脱色剂, 采用凝 胶柱层析法使不同大小的多糖分子得到分离纯化, 但该方法不适宜粘多糖分离。另外还可用交换剂为 DEAE- 纤维素和 ECTEOLA- 纤维素, 洗脱剂用不同 浓度碱溶液、硼砂溶液、盐溶液, 具有可吸附杂质、纯 化多糖的优点, 并适用于分离各种酸性、中型多糖和 粘多糖。 1.3 植物多糖的鉴定 多糖的纯度不能用通常化 合物的纯度标准来衡量, 因为即便是多糖纯度品, 其微观也并非均一的, 仅代表相似链长的多糖分子 的平均分布, 通常所谓的多糖纯品也只是一定相对 分子量范围的均一组分。目前常用于多糖纯度的鉴 定方法有 : 凝胶层析法、电泳 法 、旋 光 度 法 、色 谱 法 等。通常要肯定某一多糖的均一性, 必须要有两种 方法以上的鉴定结果才能确定。 2 植物多糖的生物活性 2.1 增强机体免疫功能作用 植物多糖最为突出 而普遍的功能就是其对机体免疫功能加强, 而这种
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植物多糖的研究进展(综述)
医学基础与药学研究
汪志好
【中图分类号】 Q946.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1671- 8054(2007)02- 0086- 02 【摘 要】 对植物多糖提取、分离、生物活性、生态活性、开发进行综述,旨在为植物多糖的相关研究提供参考。 【关键词】 植物多糖 生物活性 生态活性 开发
质的生物合成作用。 3 植物多糖的生态活性 3.1 沙漠治理 Gideon Mazor 等人研究表明, 蓝藻 胞外多糖在荒漠微生物结皮中起关键作用, 一方面 能在夏季 7 ̄8 月保持土壤湿润, 另一方面能保持结 皮的微生物群落。Gideon Mazor 等人认为沙漠中蓝 藻适应干旱的主要原因是其释放的胞外多糖。对拟 色球藻的研究表明, 多糖既能积累水分又能减缓水 分 的 释 放 。 陈 兰 周 等 [11]还 发 现 蓝 藻 胞 外 多 糖 在 沙 漠 成土和提高植物抗盐碱性方面的功能。 3.2 重金属解毒作用 现已发现木耳硒多糖可降 低动物组织中汞、铅含量, 且效果 好 于 亚 硒 酸 钠[12], 原甲藻中多糖对镉、铜、铅 、镍 、锌 及 银 离 子 均 有 较 强的吸附作用[13]。 3.3 废水处理 壳聚糖对金属离子的络合吸附,使 其在废水处理中作为金属离子的鳌合剂和活性污 泥絮凝剂而得到广泛应用[14]。壳聚糖在氧化池废水处 理中作为絮凝剂分离悬浮物质, 其用量比 Al2(SO4)3 和 FeCl3 低, 处理效果也较后者为好, 又可反复使 用, 避免了二次污染。 3.4 防御病原体 在活体营养病原体企图进入植物 细胞内时, 植物细胞璧通常形成微小的乳突。乳突主 要是由胼胝质(一种 β- (1,3)- 葡聚糖)组成, 起物理障碍 作用, 阻止病原体进入植物细胞。诱导的胼胝质在胞 间连丝内的积累, 也可能阻止病原体在胞间移动。另 外, 细胞外存在的糖原白有很强的粘性, 如羟脯氨酸 丰富的糖原白, 有助于加强细胞壁, 进而防御病原体 的袭击。 4 植物多糖的开发 4.1 市 场 前 景 丰富的植物资源使我国在植物多 糖的开发方面具有得天独厚的优势。低廉的原料成 本为多糖提取的工业化、产业化的应用提供了较大 的发展空间。目前市场上含量为 30%的多糖, 其价格 为每公斤 1000 元人民币左右。1997 年全球从植物中 提取的多糖类药物销售额达 73 亿美元。据不完全统 计, 到 2010 年我国保健品市场销售额将达 1000 亿 元人民币, 其中植物多糖将是极有应用潜力的资源 之一。 4.2 在医药方面的应用 活性多糖一定剂量时可 治疗疾病, 从植物中大规模提取具有药理的植物多 糖 , 经过浓缩、纯化、干 燥 等 工 艺 制 成 各 种 胶 囊 、针 剂、片剂、栓剂、软膏等。根据多糖独特的理化性质, 如易制成凝胶、高渗透压、高黏度吸附性, 制备人工 血液; 药物的缓冲剂、稳 定 剂 、悬 浮 剂 ; 人 工 皮 肤 和 医 用 透 析 膜 等 。 还 可 利 用 多 糖 的 抗 原 性 、抗 肿 瘤 等 生物活性制备疫苗[15], 作为抗肿瘤、抗病毒和延缓衰 老的药物。 4.3 在保健食品方面的应用 活性多糖少剂量可 防衰老, 是抗衰老增强免疫佳品。所以可将多糖作 为重要的保健品进行开发。在工业化生产中, 可直 接制成高浓度的多糖粗提液, 然后进一步加工制成 饮料口服液, 或作为营养强化剂直接加入食品中作
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