海藻多糖及其生物活性

海藻多糖及其生物活性
徐明芳　高孔荣　刘婉乔
(华南理工大学食品工程系,广州　510641) 关键词:绿藻　褐藻　红藻　生物活性
随着研究海洋生物方法的不断改进及现代化分离技术的有效使用,天然产物化学及其生物活性的研究,从陆地延伸到海洋。

海藻是海洋植物中数量,品种最多的一类,对它们生物活性的研究日趋广阔,海藻生物活性物质大致可分为两种,一种是难以被消化吸收的细胞间的粘性多糖,主要包括褐藻中藻酸,褐藻糖胶,红藻中琼胶,卡拉胶等;另一种是分子量较小,吸收后能直接或间接影响体内代谢物质,主要包括,卤族化合物,萜类化合物,溴酚类化合物,对苯二酚,海藻单宁,昆布氨酸等。

其中,海藻多糖是研究的较多的一类,海藻多糖是海藻中重要组成部分,它主要为海藻中的高分子碳水化合物,到目前为止,能进行工业化生产的海藻多糖只有褐藻胶,琼胶,卡拉胶、叉红藻胶等。

在医药应用与化学方面研究较多有海带淀粉,褐藻糖胶等。

这些海藻多糖,除了具有传统的工业价值外,近年来研究表明〔1、2、3〕,它还具有多种生物活性及药用功能,诸如增强免疫,细胞诱导分化,抗肿瘤及抗病毒的作用。

一、海藻多糖及生物活性
(一)绿藻多糖及生物活性
11绿藻多糖的降血脂及抗衰老活性
在绿藻中的石莼,孔石莼及浒苔中主要含有水溶性硫酸多糖。

浒苔(E n tero m orp ha p ro2 lif era)经热水提取,Sevagt法除去蛋白质,用乙醇沉淀,经Sephadex—G—100柱层析,得浒苔多糖,其糖醛酸含量3316%,单糖组成为L—阿拉伯糖,L—岩藻糖,D—甘露糖,D—半乳糖及D—葡萄糖,它是一种酸性杂多糖。

据研究认为〔4〕,浒苔多糖具有降血脂和抗衰老等生物活性,其它生物活性和药理作用正在研究中。

21绿藻多糖的抗肿瘤活性
绿藻中松藻科(Codiqceae)松藻冷水抽出物,经乙醇沉淀,C M_Sephadex　G—75柱层析,绿藻多糖主要含有半乳糖,甘露糖及阿拉伯糖的硫酸多糖,对接种S—180实体肉瘤和艾氏腹水瘤20天的小鼠,以015m g kg,腹腔注射6天,抑瘤率达37～42%〔5〕。

(二)褐藻多糖及生物活性
11褐藻糖胶的有丝分裂原效应〔6〕
褐藻糖胶是褐藻细胞产生的粘性物质,它是一系列组成相似的杂多糖,其主要成分为岩藻糖(Fuc)和半乳糖(Gal)另有少量的木糖(Xyl),半乳糖醛酸(Gal A)、葡萄糖(Glc),甘露糖(M an)。

由海带提取的褐藻糖胶,对小鼠、大鼠脾脏淋巴细胞和人外周血单个核细胞的作用,结果表明,褐藻糖胶是小鼠Β淋巴细胞有丝分裂原,它具有多克隆激活Β细胞增殖作用,并可因巨噬细胞(M Q)存在而得到加强,但对T
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细胞没有诱导增殖作用。

此外褐藻糖胶对大鼠脾脏淋巴细胞和人外周血单个核细胞也有激活用途。

Β细胞能分泌多种抗体,因此它是体液免疫的主要细胞,Β细胞分化及其调节机制是目前免疫学研究热点之一。

目前杨晓林〔6〕等人对褐藻糖胶作为Β细胞多克隆激活剂的研究,为我们进一步探讨褐藻多糖免疫促进作用开辟新的领域。

21褐藻糖胶的抗肿瘤活性
褐藻糖胶主要是以岩藻聚糖为主的硫酸多糖,它具有抗肿瘤的活性。

从马尾藻科的鼠尾藻(S a rg assum thunberg ii)的热水抽出物,经乙醇沉淀,经Stp hadex-G-100柱层析,分离的抗肿瘤多糖,主要含有岩藻糖,半乳糖,葡萄糖醛酸,木糖,甘露糖的硫酸杂多糖,对接种艾氏腹水瘤20天的小鼠以10～20m g kg×10d,腹腔注射,显示出了30—40%的抑瘤率〔8〕。

国内外学者对海藻多糖的研究都证实了它们抗肿瘤活性存在,但至今对其机理尚未有一致的看法。

张尔贤等人对鼠尾藻多糖对核酸、蛋白质合成的影响进行了探讨,结果表明,鼠尾藻多糖与多数抗癌剂不同,并非通过阻碍DNA 的合成致使细胞数减少而达到阻止肿瘤细胞增殖的效果。

由此可知,岩藻多糖是抑制肿瘤的有效成分,它不是直接作用于肿瘤细胞,而可能是提高生物体对肿瘤细胞的防御能力,通过增强宿主免疫系统来发挥作用。

此外岩藻聚糖还具有抗凝血,降血脂的作用。

31褐藻酸钠的免疫促进效应及抗肿瘤活性〔10〕
由褐藻中的海带,马尾藻中提取的褐藻胶,是一种酸性多糖,主要由D—甘露糖醛酸和L—古洛糖醛酸聚合而成,广泛应用于食品和医药、轻工纺织行业。

由海带中提取的褐藻胶经免疫实验及抗肿瘤等生物活性实验证明〔10〕海藻酸钠能明显促进小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬功能,增强体液免疫,促进淋巴细胞转化,对大鼠红细胞凝集有明显促进作用。

另外,海藻酸钠具有抗肿瘤的作用,对接种S—180实体瘤的抑制率达3613%,其作用机制可能通过增强机体免疫功能而实现。

海藻酸钠还能对抗由环磷酰胺引起的白细胞下降及抗60Co r射线辐射造成机体损伤,在临床上有可能作为放疗或化疗的辅助药物。

(三)红藻多糖及生物活性
11红藻多糖的抗病毒作用〔11〕
红藻中以石花菜,红翎菜科为主的藻类所提取的琼胶,及松藻科中的角叉菜、小松藻所提取的角叉菜胶,因这两种胶中均含有半乳聚糖的硫酸酯多糖,它是一种抗病毒的活性物质,故琼胶对脑膜炎病毒,角叉藻胶对Β型流感与腮腺炎病毒都有抑制作用。

21红藻多糖防治溃疡作用〔12〕。

红藻中的角叉菜胶是含3713%的硫酸酯键的多糖,分子量约80万,它的酸性分解物具有抗胃蛋白酶的作用,对由组织胺诱发的豚鼠及狗胃,十二指肠溃疡有保护作用,是治疗胃、十二指肠溃疡的良药。

31红藻多糖的抗肿瘤作用。

据Parish报道〔14、13〕某些硫酸多糖(如Κ—角叉菜胶,硫酸墨角藻多糖)能抑制大鼠乳腺癌13762M A T细胞向肺组织转移,并发现它们的抗转移作用与这些硫酸多糖抑制一种由肿瘤细胞产生的所谓“类肝素酶”(heparanase)有关。

因为heparanase能降解细胞外茎质,如透明质酸及硫酸软骨素,使癌细胞13762M A T易从受
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损伤细胞处扩散,而这些硫酸多糖的抗肿瘤活性与它抑制“heparanase”活性及阻碍13762M A T癌细胞向肺组织转移有关。

41红藻多糖对机体免疫系统的作用〔15、16〕
T ellan〔16〕报道,硫酸Χ、Κ、ϑ一角叉菜胶能增加小鼠胸腺细胞和脾细胞内Ca2+的浓度,据认为,淋巴细胞内Ca2+增加与其细胞增殖,分化和游活有关。

他们推测这些糖能与胞外Ca2+络合形成复合物,然后与淋巴细胞膜表面特异性多糖受体结合,通过“胞内化”(In ternaliza2 ti on)过程将Ca2+带入细胞内。

不过多糖类物质作用于淋巴细胞的确切机理还不清楚。

二、结 语
综上所述,海藻多糖品种多,来源丰富,它不仅能提高机体免疫功能,而且具有抗肿瘤、抗病毒、抗辐射、降血脂及抗凝血等多种生物活性。

目前,多糖的免疫药理研究已进入到受体,分子水平,对阐明多糖的生物效应与立体构象及作用机理必将有重要意义,随着研究的不断深入,海藻多糖的活性及机理,日趋完善,为海藻多糖作为生物药源打下坚实的理论基础而独树一帜。

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