多糖生物活性研究進展

佟麗麗 李濱辛

摘要 多糖幾乎存在于所有的動物、植物及微生物體內，參與機體生理代謝。多糖因其重要的生物活性而備受關注，其具有降血糖、降血脂、預防和治療糖尿病、抗腫瘤、抗氧化等生理功能。綜述了近年來多糖生物活性的研究進展，為多糖的進一步開發利用提供理論依據。

關鍵詞 多糖；生理活性；開發與應用

中圖分類號 S811.6 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）31-10973-03

Research Progress of Bioactivities of Polysaccharide

TONG Lili， LI Binxin

（Mudanjiang Red Flag Hospital， Mudanjiang， Heilongjiang 157011）

Abstract Polysaccharide， existing in almost all animals， plants and microorganisms， can participate in physiological metabolism in vivo. Polysaccharides are concerned for their important bioactivities. It can reduce the content of blood sugar and blood fat， prevent and treat diabetes， coupled with the physiological function of antitumor， antioxidation. The research progress of polysaccharide bioactivity in recent years was reviewed， which will provide the theory basis for the further development and utilization of polysaccharides.

Key words Polysaccharides； Physiological function； Development and application

多糖（Polysaccharides，PS）是一類由10個以上的單糖通過糖苷鍵聚合而成的生物高分子化合物^[1]，通式為[C6（H2O）5]m，通常m遠遠大于20^[2]。多糖是生物體的基本組成成分，在能量儲存、結構支持和防御等方面具有重要作用，自然界90%以上的碳水化合物均以多糖形式存在^[3]。

早在19世紀，德國科學家E.Fischer就開始對糖類進行研究。1923年M.Heberger和T.Oswald發現細菌的抗原部分不是蛋白質，而是多糖。糖類的生命科學幾乎與蛋白質的生命科學同時誕生，但其后的發展卻遠遠落后于蛋白質和核酸的研究。直到20世紀60 年代以后，人們逐漸意識到許多種多糖都具有多方面的生物活性，是比較理想的藥物，多糖研究領域才隨之興起^[4]。到目前為止，已有近300種的多糖類化合物從天然產物中被分離提取出來。這些活性多糖的生理活性、化學結構以及構效關系成為多糖研究的前沿陣地，并取得了很大的進展。多糖的種類各異，在生物體中行使著不同的功能。人們逐漸發現多糖具有許多方面的生物活性，且多數無毒，已有許多種多糖被開發為藥物來源。

1 多糖的抗腫瘤活性

多糖的抗癌功效首先被Nauts等在1946年認識，他們發現某種多糖可以誘導癌癥病人的完全緩解^[5]。

多糖可以通過提高機體免疫功能來抗腫瘤。Zengyue Yang等^[6]通過動物試驗發現杏鮑菇多糖在腎癌小鼠體內顯著增強相對胸腺和脾臟指數，促進ConA或LPS誘導的脾臟淋巴細胞增殖，提高脾臟內NK細胞和CTL6活性，提高血清TNFα和IL2濃度，這說明PEPw在腫瘤小鼠體內的抗腫瘤活性可能與免疫反應的活性有關。

多糖可以通過誘導腫瘤細胞分化與凋亡、抑制腫瘤細胞生長來抗腫瘤。Misaki等^[7]及黃濱南等^[8]報道黑木耳多糖以iP或ig給藥，可抑制實體瘤S180的生長，并可以顯著延長H22小鼠的生存空間，最適有效劑量為20 mg/kg。MA Z C等^[9]研究表明黑木耳水溶性βD葡聚糖通過升高Bax和降低Bcl2的表達誘導S180腫瘤細胞凋亡。150 mg/kg山藥多糖對Lewis肺癌和B16黑色素瘤具有最佳的抑制作用^[10]。蘆薈多糖可以有效抑制環磷酰胺和絲裂霉素所誘導的突變性，具有一定的抗突變作用^[11]。

CHEN Y G等^[12]發現靈芝多糖在卵巢癌小鼠體內顯著降低MDA產量，增加血清抗氧化酶活性，表明靈芝多糖的抗氧化活性可能對卵巢癌的治療有利。YOU L J等^[13]純化松茸多糖得到3種組分，其中TMP2在體外表現出最強的抗氧化活性，相對其對HepG2和A549細胞的生長的抗增殖活性也為最大，暗示抗腫瘤活性與抗氧化活性相關。

2 多糖的抗衰老作用

多糖因其特殊的化學結構而具有較強的清除生物體內超氧自由基和羥基自由基自由基能力。它不僅能提高抗氧化酶活性，還能抑制脂質過氧化，起到保護生物膜和延緩衰老的作用，現已受到人們高度關注^[14-17]。

周慧萍等向小鼠體內注射黑木耳多糖30 d，結果表明黑木耳多糖能夠有效抑制心肌組織脂褐質含量，并增強機體內的SOD酶活性。脂褐質是機體衰老的重要標志，隨著年齡的增加，脂褐質含量增加，因此黑木耳多糖具有提高衰老小鼠的非特異性抵抗力，降低機體內過氧化脂質含量，延緩衰老作用^[18]。將果蠅置于空白培養基、含0.4%的黑木耳多糖培養基中飼養40 d后，發現給藥組果蠅飛翔能力顯著增加，雌雄果蠅飛翔百分率分別增加37.14%和52.40%。

3 多糖的抗輻射作用

人類利用核能日趨廣泛，人類不僅受到地殼中放射性核素和宇宙射線等天然輻射，還受到醫療、日常生活中所觸及的電器等人工輻射的傷害。電離輻射主要包括X射線、γ射線、質子、中子、α粒子及β粒子等^[19]。多糖的抗輻射作用也日益受到人們的重視。

多糖抗輻射主要是由于其免疫調節和抗氧化活性。PILAI T G等^[20]發現靈芝多糖能增強人體外周血白細胞的修復，顯著降低淋巴細胞DNA的散布，對輻射誘導淋巴細胞DNA鏈斷裂進行有效防護。LI X Y等^[21]研究了亞側耳多糖對60Co輻射誘導體內損傷的輻射防護的活性，結果發現亞側耳多糖顯著抑制輻射誘導脾細胞停滯于G0/G1期，增強細胞活性，表現出抗輻射誘導傷害的有效防護。LI X L等^[22]研究了枸杞多糖和靈芝多糖抵抗γ射線照射時產生自由基導致的小鼠肝臟線粒體膜損傷的抗氧化活性，結果發現2種多糖都顯著防止輻射引發的蛋白質硫醇的損失和SOD、CAT和GSHPx的失活，說明2種多糖對體外小鼠肝臟線粒體膜具有強效抗氧化能力。

4 多糖的免疫調節作用

免疫調節作用是大多數活性多糖的共同作用，也是它們發揮其他生理和/或藥理作用（抗腫瘤）的基礎。Marco K.C等研究發現從當歸根部提取的多糖能夠預防小鼠體內抗腫瘤藥物環磷酰胺對骨髓和胃腸組織的細胞毒素作用，它可以與環磷酰胺在癌癥病人的治療過程中共同作用，能夠起到預防環磷酰胺對造血組織和消化道的細胞毒素作用^[23]。SUN Y X等從白多孔菌菌絲體中分離到1種新的水溶性多糖，并研究該糖的免疫生物活性^[24]。LIU Y H等從針層孔菌ribis中分離得到1種活性多糖PRP，并進行結構表征及其活性研究，初步體外活性試驗表明PRP能夠刺激脾淋巴細胞的增殖^[25]。YANG X B等研究發現來自當歸根部的酸性多糖AAP有激活巨噬細胞的作用，能顯著提高NO的產量和鼠科動物腹膜巨噬細胞體內和體外的細胞溶菌酶活性^[26]。XIE G等從艾菊的小花中分離純化到4種組分，分子量較大的級分Ⅰ和級分Ⅱ能夠激活巨噬細胞活性，艾菊多糖能大大提高嗜中性髓過氧化物酶的釋放，從而增強嗜中性作用，此外較低分子量的級分Ⅳ還具有免疫調節作用^[27]。

5 多糖的降血糖作用

多糖能夠刺激胰島分泌胰島素，影響糖代謝酶的活性，促使外周組織對葡萄糖的利用，抑制糖異生途徑，起到降血糖作用，從而對糖尿病的預防和治療起到一定作用^[28]。

楊宏莉等研究了山藥多糖對Ⅱ型糖尿病大鼠的降糖機理，結果表明山藥多糖對Ⅱ型糖尿病的治療機制可能是山藥多糖直接或間接提高了糖代謝酶的活性^[29]。張擁軍等^[30]研究了南瓜多糖對糖尿病小鼠的降血糖作用，結果表明南瓜多糖可對抗四氧嘧啶引起的血糖升高，改善糖耐量，增加肝糖元合成，其作用機制可能與改善胰島B細胞的功能或增加組織對糖的轉化利用有關。劉萍等^[31]對枸杞多糖的研究表明枸杞多糖也可以在一定程度上預防糖尿病。

劉延吉等^[32]報道軟棗獼猴桃多糖可有效降低糖尿病小鼠血糖血脂水平，增加糖尿病小鼠糖耐量及肝糖原含量。宗燦華等^[33]報道黑木耳多糖對糖尿病小鼠降血糖作用的研究中，中高劑量黑木耳多糖能顯著降低糖尿病小鼠的血糖值。這表明黑木耳多糖能夠提高糖尿病機體的耐糖量，具有顯著降血糖作用^[33]。黑木耳粗多糖混合物能明顯降低糖尿病模型鼠的血糖水平、HbA（1C）和尿糖水平，能提高機體的葡萄糖忍耐度，并不影響胰島素水平；中性黑木耳多糖組能劑量依賴性地降低糖尿病鼠的血糖水平、胰島素水平、HbA（1C）和尿糖水平，而機體對葡萄糖的忍耐性未得到改善^[34]。

6 多糖的降血脂作用

高血脂癥是指血液中1種或多種物質成分異常增高的病癥，它能直接導致動脈粥樣硬化等心臟病，死亡率較高。周國華等^[35]采用不同濃度的黑木耳多糖對高脂模型小鼠試驗，結果表明黑木耳多糖組小鼠血清甘油三酯（TG）、總膽固醇（TC）和低密度脂蛋白（LDLC）低于高脂模型組，而高密度脂蛋白（HDLC）高于高脂模型組，說明黑木耳多糖具有顯著降血脂作用^[36]。MA J W等^[37]用超聲波輔助提取的黑木耳多糖喂食高脂肪飲食小鼠，發現心肌和血液抗氧化酶活性顯著增強，脂質過氧化水平顯著降低，并且與抗氧化水平有一定關系。LUO Y C等^[38]用黑木耳多糖和山楂黃酮開發了一種新型健康的功能性食品，可以降低血清TC和粥樣硬化指數（AI），改善血清和肝臟抗氧化狀態。韓春然等采用復合酶法提取黑木耳多糖，并以柱層析法對其進行了純化；以純化的黑木耳多糖喂飼大鼠，考察了其降血脂的功能。結果表明，黑木耳多糖具有降血脂功能，對高脂血癥的發生有一定的預防作用，同時對冠心病和動脈粥樣硬化也有一定的預防作用^[39]。

7 多糖的抗氧化活性

自由基在有機體中扮演著重要的角色，自由基是由超氧化物（O2-）、過氧化氫（ROO·）、羥基（HO·）和一氧化氮（NO·）組成的。自由基發揮了重要的生理作用，它們是正常的細胞新陳代謝過程中產生的，氧化磷酸化作用的副產物。一方面，自由基參與信號轉導和基因表達的調節，激活受體和核轉錄因子；在吞噬上也發揮了至關重要的作用^[40]。另一方面，過多的自由基會在人體中誘導產生各種有害影響，如癌癥、肝損傷、皮膚損傷和老化等。眾所周知，氧化應激是由活性氧自由基（ROS）的增多產生的，這會使自然抗氧化和促氧化之間產生不平衡，從而使得細胞死亡和脂質過氧化反應。目前，包括丁基羥基苯甲醚（BHA）、二丁基羥基甲苯（BHT）和沒食子酸丙酯（PG）等合成抗氧化劑已經被工業化利用。近年的研究已經逐漸集中在從各種植物中提取自然抗氧化劑，如綠茶、海藻和野茶樹等^[41]。真菌中的β葡聚糖是眾所周知的抗氧化物質，可以中和活性氧的嚴重效果。在日本、韓國和我國，真菌多糖中的香菇多糖、裂褶菌多糖和云芝多糖已被認可為天然抗氧化劑^[42]。

8 小結

近年來，國內外對多糖的研究不斷深入，多糖作為一類重要的生物活性物質，具有調節機體免疫力、抗腫瘤、抗病毒和抗衰老等多種生理功能。目前，多糖已經廣泛應用于生產開發功能性食品、改善食品感官及營養價值、研制新型高效植物藥品、水產養殖等行業，另外多糖可以開發為免疫調節劑、疫苗、藥物、保健品等，具有廣闊的市場前景。筆者對多糖的生物活性進行了系統總結，對多糖生理活性有了更加全面、清晰的認識，有助于深入開展對其生物學活性的研究。

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