多糖抗氧化研究進展

許蘭仙++馬文平

自由基損傷與防御

自由基理論。任何包含一個未成對電子的原子或原子團均稱為自由基。自由基傷害是衰老的因素之一己被普遍接受。衰老的自由基理論是Denham Hamran（1955）系統地提出了，并與1956年發表了文章“衰老，根據自由基和放射化學提出的理論”。該學說認為老化的一個可能因素是自由基（細胞正常代謝產生）對細胞成分的有害攻擊。

氧化應激與疾病。自由基包括活性氧自由基（ROS）、活性氮自由基（RNS）等。其中以氧自由基（OFR） 對機體危害最大。氧分子要經過若干步驟才能還原成水，在還原為水的過程中產生了3種氧自由基，其中包括超氧陰離子自由基和羥自由基。氧化應激是指機體在遭受各種有害刺激時，體內高活性分子如活性氧自由基產生過多，超過內源性抗氧化防御系統對其消除能力時，氧化系統和抗氧化系統失衡，從而導致組織損傷。除厭氧生物外，氧氣幾乎是一切生命活動的基本物質之一，人體內處處存在著活性氧代謝的動態平衡，從這一角度上來看，在一定程度上，人類所有疾病的發生或惡化直接或間接地與氧化應激損傷相關，研究表明心血管系統、呼吸系消化系統、腫瘤、神經系統、免疫性疾病、泌尿系統等系統疾病的產生都與氧化應激有關系。

機體內防御的氧化應激損傷體系。正常機體內自由基的代謝維持動態平衡，既有生成也有有效的清除機制。機體內防御氧化的體系主要有：

（1）酶系防御體系

酶系防御體系幾個具有清除自由基或活性氧的酶組成，這些酶被稱為抗氧化酶，主要有過氧化氫酶（CAT），谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px，或為E-CysSe）超氧化物歧化酶（SOD）等]，幾種抗氧化酶發揮機制如下：

（2）非生物酶系統

人體內一些非酶類物質也具有清除自由基的能力，稱為抗氧化劑。此類抗氧化劑主要從食物中獲得，主要有維生素 E、維生素 C、維生素 K、維生素 A 等維生素類和類胡蘿素；以及多酚類、黃酮類、多糖類等；還有一些金屬，作為一些抗氧化酶的成分能起間接作用，如鋅、錳是超氧化物酶（SOD）的組成成分等。目前，已發現多種植物含有抗氧化成份。這些抗氧化劑成分抗氧化機理主要有：可抑制或直接清除活性氧；還可以通過刺激機體內抗氧化反應元件（ARE），使得內源性抗氧化物質的表達水平提高或抑制氧化酶的表達。此外，某些成分，如植酸等，具有相對強的螯合金屬能力，起到阻礙或防止金屬離子對氧化反應的催化作用。

多糖的抗氧化機理

多糖又稱多聚糖，是由10個以上的單糖通過糖苷鍵聚合而成的極性很強、結構復雜天然高分子化合物。主要用于連接的糖苷鍵有有α-1，4糖苷鍵、β-1，4糖苷鍵以及α-1，6糖苷鍵，多糖的分子量范圍很廣，多糖具有抗氧化抗衰老活性、免疫調節活性、降血脂降血糖活性、抗腫瘤活性等；人類的多種疾病和氧化應激、免疫力息息相關；如，多糖的抗腫瘤功能是通過增強機體免疫功能間接發揮抗腫瘤作用；而幾乎人體系統的疾病與氧化應激密切相關，多糖則可以發揮抗氧化作用降低氧化應激水平。

所謂構效關系是指物質的結構與其生理活性之間的關系；多糖的結構決定多糖的性質。研究表明，多糖一級結構中的糖單元的組成以及相鄰單糖糖基的連接方式（糖苷鍵的類型）決定多糖的活性；而高級結構中支鏈的類型、聚合度及其在主鏈上的分布情況度等決定了多糖活性的強弱。而對于多糖的抗氧化活性，能是因為多糖結構具有半縮醛羥基，即還原性末端，使得自由基還原，從而清除自由基，但其明確的抗氧化機制仍待研究。目前人們認為的多糖的抗氧化機制包括以下四方面：其一：是多糖結構上的的氫原子能夠與自由基反應生成水，且反應生成單電子可以進一步被還原；其二：多糖可以捕獲脂質反應中生成的自由基，或者與金屬離子螯合，而這些金屬離子正是形成自由基必不可少的因子；其三，多糖可以增強機體內某些抗氧化酶如超氧化物歧化酶等的活性，從而更好發揮抗氧化能力；其四，多糖可以通過調節機體免疫，由此間接達到抗氧化效果。現在的研究認為植物多糖等具有抗氧化作用，從多糖的類型來看，具有抗氧化作用的多糖包括中性多糖、酸性多糖、糖蛋白、硫酸多糖。

多糖的抗氧化活性測定方法

目前，評價物質抗氧化活性的方法可分為體外抗氧化模型、細胞損傷模型和體內抗氧化模型三種模型。體外抗氧化能力測定方法使用儀器簡單、操作快速、實驗時間成本和試劑成本相對較低；體內抗氧化評價方法更可靠說明抗氧化劑在生物體內表現的抗氧化活性情況，但過程繁瑣，不可控因素相對多，實驗成本高。細胞損傷模型近年來常被用來研究物質的抗氧化能力，相比于體外抗氧化能力它更加接近機體生理環境，是更具有說服力的體外驗證物質抗氧化活性的好方法；相比于體內模型，雖然它不能完全比擬與體內動物實驗，但其實驗周期短、成本相對體內模型低。而在抗氧化測方法的使用中，使用最頻繁的是體外抗氧化方法，這類方法的機制主要有 HAT（以供氫的方式）、SET（轉移電子方式）、活性氧的清除、對金屬的螯合力等。彭欽分別用體外抗氧化模型和細胞損傷模型對多種天然多糖的抗氧化活性進行測定，結果表明這兩種評價方法并沒有得出一致的結論；但是，盡管如此，彭欽使用體外抗氧化模型進行測定天然多糖的抗氧化活性的時候，只選擇了清除自由基測定這個抗氧化角度的方法，沒有多選幾個角度進行評價，而細胞作為是生物體基本的結構和功能單位，它對活性物質的反應，是一個綜合的體現效果；因此，這使得其體外抗氧化實驗和細胞損傷模型實驗的結論不一致。由于不同的抗氧化方法的反應機理不同，測定獲得的結果并不全部相同，所以人們為了更加客觀、詳細地對某一種試樣進行評價其抗氧化活性，采取多種抗氧化方法來評價該試樣地抗氧化能力，也就是從不同角度來評價其抗氧化能力。

展望

多年來，人們對多糖進行大量的研究，對其抗氧化研究更是其中熱點。活性氧導致的氧化脅迫和氧化損傷成人體多種器官疾病和機體衰老的一個重要原因，隨著地球環境的惡化，新的的疾病不斷產生，人們紛紛希望以抗氧化作為切入點，有效地預防和治療疾病。目前對多糖的作用機制研究不夠充分，多糖的給藥方式以及進入人體之后被人體的利用途徑有待于進一步研究確認。

基金項目：北方民族大學2016年研究生創新項目（YCX1649）endprint