x葉黃素與免疫功能關(guān)系的研究進展

李湛

(成都中醫(yī)藥大學(xué) 四川 成都 610071)

葉黃素是天然類胡蘿卜素中的一種，屬于光合色素，萜類化合物，分子式為C40H56O2，相對分子質(zhì)量為568.9，通常存在于綠葉植物中，也存在于蛋黃以及動物脂肪中。在植物中，葉黃素以葉黃素酯的形式存在，葉黃素酯經(jīng)過皂化可以轉(zhuǎn)變?yōu)槿~黃素［1］。人和動物并不能直接合成葉黃素，因此需要從外界攝取。植物中的葉黃素酯在人體中能夠轉(zhuǎn)化成葉黃素，以供人體吸收、用。近年來，對葉黃素生物功能的研究取得了重要進步，研究證實葉黃素具有顯著的抗氧化、視覺保護、預(yù)防心血管疾病、腫瘤等功能，同時還發(fā)現(xiàn)葉黃素對胚胎循環(huán)系統(tǒng)以及血管區(qū)的發(fā)育也起著關(guān)鍵的調(diào)節(jié)和促進作用［2］。

科學(xué)家Bendich和Shapiro［3］首先發(fā)現(xiàn)了類胡蘿卜素對免疫反應(yīng)的特殊作用，由此拉開了對葉黃素免疫調(diào)節(jié)功能的研究序幕。先前的研究主要集中于β－胡蘿卜素，動物實驗表明大鼠補充β－胡蘿卜素和角黃素后，由大鼠抗原刺激的淋巴細胞增殖反應(yīng)增強，科學(xué)家們隨即對其他的類胡蘿卜素也做了相關(guān)研究，結(jié)果表明這些類胡蘿卜素均具有同β－胡蘿卜素相似的作用，尤其是葉黃素在促進免疫功能方面的作用表現(xiàn)得更加明顯［4］。近年來，對除胡蘿卜素之外的其他類胡蘿卜素如葉黃素、角黃素、蝦青素以及番茄紅素的免疫調(diào)節(jié)功能的研究越來越多，發(fā)現(xiàn)葉黃素被動物攝入后能被肝和脾等功能臟器快速吸收，對動物的體液免疫和細胞免疫產(chǎn)生作用。

1.葉黃素對細胞免疫的作用

體外補充葉黃素可以促進抗原刺激的淋巴細胞增殖反應(yīng)，并影響細胞表面分子的功能性表達。有研究顯示，補充葉黃素后小鼠抗原刺激的淋巴細胞增殖反應(yīng)明顯增強。Kim［5］報道給貓和狗體外補充葉黃素后，由ConA和PWM刺激的外周血淋巴細胞的增殖反應(yīng)，且該增殖反應(yīng)的強度受到葉黃素補充量的影響;同時，補充葉黃素后，貓和狗外周血中的樹突狀細胞、T細胞數(shù)量增加，而這些細胞的數(shù)量直接關(guān)系到淋巴細胞的增殖能力;細胞表面分子IL－2和HMC－II功能性表達增強，從而加強抗原刺激的淋巴細胞增殖。研究表明，葉黃素具有促進PHA誘導(dǎo)的遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，Cerveny［6］等研究表明，葉黃素能夠增加乳腺腫瘤細胞中γ腫瘤壞死因子mRNA的表達從而抑制某些炎性因子的釋放，分析認(rèn)為葉黃素的這種功能可能與其能夠誘導(dǎo)遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)有關(guān)。

葉黃素對細胞免疫的另一種調(diào)節(jié)作用表現(xiàn)在調(diào)節(jié)細胞凋亡、血管發(fā)生和基因等方面。國外學(xué)者通過建立乳腺癌小鼠動物模型，證實葉黃素具有抑制血淋巴細胞凋亡、促進腫瘤細胞壞死的作用。國內(nèi)張靜［7］等學(xué)者通過檢測小鼠的遲發(fā)性過敏反應(yīng)、血清溶血素以及抗體生成細胞數(shù)量等指標(biāo)，也表明葉黃素具有增強小鼠細胞免疫的作用。但體外實驗表明，葉黃素的這一作用僅限于在變異的乳腺細胞中，而對其他未變異的乳腺細胞中則不表現(xiàn)出此功能。

2.葉黃素對體液免疫的作用

體液免疫在機體抵御外來物質(zhì)和病原體中起著重要作用。葉黃素對體液免疫方面的作用主要表現(xiàn)在增加B細胞亞群數(shù)量、血漿免疫球蛋白水平和增強抗體反應(yīng)等3個方面。葉黃素可以提高小鼠T細胞抗原的抗體反應(yīng)，而在貓體內(nèi)的實驗則表明葉黃素具有增強鵪鶉的體液免疫、增加B細胞亞群數(shù)量和IgG濃度［8］。在給予狗相當(dāng)劑量的疫苗刺激后，再補充葉黃素則能明顯增強相應(yīng)的抗體反應(yīng)水平。分析認(rèn)為這與葉黃素影響Th細胞和MHCII+細胞的表達有著相關(guān)性［9］。

葉黃素的另一個調(diào)節(jié)體液免疫的原因在于其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，能夠增強抗原呈遞的過程。這可能是由于一些類胡羅卜素物質(zhì)的結(jié)構(gòu)末端存在極性基因，具有增強細胞膜韌性和力學(xué)強度的雙重作用。細胞間的相互作用在一定程度上決定了細胞膜物理性質(zhì)的改變對抗原呈遞過程的影響程度。而對葉黃素的結(jié)構(gòu)進行分析，其結(jié)構(gòu)末端中同樣具有這樣的極性基因，因此許多學(xué)者認(rèn)為葉黃素也具有改變抗原呈遞過程的作用。

3.葉黃素對非特異性細胞免疫的作用

角黃素、胡蘿卜素等類胡蘿卜素可以增加巨噬細胞色素氧化酶和過氧化化酶的生物活性，同時可以促進巨噬細胞的豚鼠活性，這證明類胡蘿卜素具有增強巨噬細胞殺滅噬入的微生物或者抗原物質(zhì)作用。巨噬細胞殺滅微生物或者抗原物質(zhì)最終使氧氣分子在NADPH氧化酶和NADH酶的催化作用下轉(zhuǎn)化成超氧化物，超氧化物在超氧化物歧化酶的作用下又轉(zhuǎn)變?yōu)檫^氧化氫，而過氧化氫強大的煙花作用具有殺滅外來微生物和抗原的作用。學(xué)術(shù)界對β胡蘿卜素的研究已經(jīng)證實其具有上述作用，并可以增強自然殺傷細胞的生物活性，同時促進巨噬細胞產(chǎn)生α－腫瘤壞死因子。在體外實驗條件下，也發(fā)現(xiàn)角黃素具有增強人外周血中自然殺傷細胞的表達作用。但對于葉黃素，相關(guān)性研究表明，其在抑制與心血管疾病發(fā)生相關(guān)的黏附分子方面的效果不明顯。但一項對人體的調(diào)查研究卻表明，補充葉黃素后人體內(nèi)單核細胞表面分子的生物功能并沒有得到顯著改善。

4.葉黃素調(diào)節(jié)免疫功能的可能機制

早期對類胡蘿卜素的免疫調(diào)節(jié)機制的解釋認(rèn)為類胡蘿卜素具有類似于維生素A的生物活性，但后來的研究證實類胡羅卜素的生物活性與維生素A相比十分微弱，且大部分不具備在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為維生素A能力［10］。因此，類胡蘿卜素的對免疫系統(tǒng)的調(diào)機制有其獨特的作用。葉黃素對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)主要有以下幾個方面:(1)調(diào)節(jié)淋巴細胞亞群、細胞表面分子和相關(guān)酶的活性來增強免疫功能;(2)體外補充的葉黃素多由線粒體攝取，而線粒體在機機體免疫功能和疾病的發(fā)生中起著重要作用，并為生命活動提供ATP并產(chǎn)生大量的活性氧產(chǎn)物;(3)一些類胡蘿卜素可存在與亞細胞結(jié)構(gòu)中，從而保護免疫細胞不被氧化，保證細胞的凋亡、信號傳導(dǎo)和基因調(diào)節(jié)功能的正常運行，發(fā)揮免疫功能;(4)類胡蘿卜素通過調(diào)節(jié)細胞膜的流動性和細胞間的通訊來調(diào)節(jié)免疫功能。

5.小結(jié)

葉黃素因為其多種優(yōu)異的生理活性物質(zhì)，在藥品、食品、保健品領(lǐng)域的開發(fā)利用得到了極大重視，并取得了顯著的進展。但是對于其對人體健康的促進作用以及與人體的相關(guān)研究并不多，尤其是在我們國家對葉黃素的研究還屬于初步的探索階段。但對其免疫功能的研究，國內(nèi)外已經(jīng)有大量文獻報道，一致認(rèn)為葉黃素在促進機體體液免疫和細胞免疫方面效果顯著，但對于非特異性免疫反應(yīng)的影響目前還沒有一致的認(rèn)識，對其相關(guān)的機制也仍在進一步的探討和研究之中。但總的說來，葉黃素作為一種功能因子在多領(lǐng)域應(yīng)用前景將十分廣闊和誘人，葉黃素相關(guān)產(chǎn)品的研究和開發(fā)也將大步前進，為人類健康做出卓越的貢獻。

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