植物多糖藥理功效研究進展

孟慶龍,金 莎,劉雅婧,潘景芝,,崔文玉

(1.吉林工程技術師范學院,吉林長春 130052;2.長春百克生物科技股份公司藥物警戒部,吉林長春 130000;3.吉林大學植物科學學院,吉林長春 130062;4.長春市傳染病醫院,國家中醫藥管理局中醫藥防治傳染病重點研究室,吉林長春 130123)

天然植物多糖屬于植物體內一類非常重要的生物大分子,同時也是有效維持和保證生物體生命活動能夠正常運轉的基本物質,由多種相同或者不同的單糖以α-或者β-糖苷鍵所組成的一類化合物[1]。我國植物資源蘊藏豐富,為植物多糖的開發和利用奠定了深厚的物質基礎。已有研究表明,植物多糖具有免疫調節活性,對機體免疫器官的生長、免疫細胞的激活以及免疫因子的釋放均起到積極的促進作用[2-3],可作為天然的免疫調節劑,從而使得植物多糖成為國內外學者研究的熱點之一。

本文綜述了近年來國內外有關植物多糖免疫調節、抗腫瘤、抗病毒、抗氧化、降血壓、抗血栓、降血糖、對免疫性肝損傷的保護以及抗輻射活性等藥理作用功效的研究進展,以期為植物多糖更好地開發和利用,及在藥品、食品等相關領域的廣泛應用提供良好的理論基礎。

1 植物多糖的免疫調節作用

免疫調節作用是植物多糖最重要和最主要的生物活性。近年來大量研究結果已證實,植物多糖能夠激活免疫系統而發揮免疫調節作用。

1.1 植物多糖對淋巴細胞的調節作用

淋巴細胞作為機體最主要的免疫細胞,主要分為T淋巴細胞、B淋巴細胞以及NK細胞等亞群,而機體內的特異性免疫反應主要是由T淋巴細胞、B淋巴細胞以及相關受體的表達而實現的。植物多糖對淋巴細胞的調節作用主要通過影響其增殖能力、亞群結構、細胞因子的分泌、NO的釋放能力等。以下列舉出近年來對淋巴細胞調節作用研究較多的植物多糖，見表1。

表1 植物多糖對淋巴細胞的調節作用Table 1 Regulation effect of plant polysaccharides on lymphocytes

1.2 植物多糖對巨噬細胞的調節作用

巨噬細胞作為免疫系統中一類具有防御和調節功能的細胞,也是免疫效應細胞,能夠直接消除各種異物,殺傷細胞內寄生的病原體以及腫瘤細胞。植物多糖對巨噬細胞的調節作用通過誘導巨噬細胞表型轉換,激活相關信號通路,調節相關炎癥因子水平等。以下列舉出近年來對巨噬細胞調節作用研究較多的植物多糖,見表2。

表2 植物多糖對巨噬細胞的調節作用Table 2 Regulation effect of plant polysaccharides on macrophages

免疫因子作為免疫球蛋白IgG抗體,具有抗病毒、細菌,中和毒素,促進腸道有益菌生長的作用,能夠提高人體的抗病能力[30-31]。植物多糖對免疫因子的調節作用通過調節Th1/Th2淋巴細胞亞群平衡、影響細胞因子水平,改善機體免疫應答。以下列舉出近年來對免疫因子調節作用研究較多的植物多糖，見表3。

表3 植物多糖對免疫因子的調節作用Table 3 Regulation effect of plant polysaccharides on immune factor

2 植物多糖的抗腫瘤作用

惡性腫瘤作為嚴重危害人類健康的疾病之一,目前,臨床上主要以手術、化療、放療等綜合治療手段為主。然而,由于機體免疫功能低下,且放化療對正常細胞也造成一定的損傷,使得惡性腫瘤的臨床治療效果并不理想[37]。植物多糖的抗腫瘤活性已受到廣泛認可,由于其能夠對多種腫瘤細胞產生抑制作用,而對正常細胞幾乎沒有毒副作用,故已成為潛在的抗腫瘤藥物資源被研制開發[38-39]。以下列舉出近年來對抗腫瘤作用研究較多的植物多糖,見表4。

表4 植物多糖抗腫瘤作用Table 4 Anti-tumor effect of plant polysaccharides

病毒在機體內寄生和繁殖后而引起發病,通過對機體組織器官進行侵襲而引發局部癥狀,還能夠釋放某些毒素和活性因子而造成機體的全身中毒癥狀。植物多糖具有低毒低耐藥特性,且其抗病毒活性也逐漸受到了關注[57-58]。

Gheda等[59]研究提示,海藻多糖可用于開發成為丙型肝炎抗病毒療法的新藥物。Tuvaanjav等[60]通過對鎖陽多糖的研究發現,經硫酸化的鎖陽水溶性多糖能夠有效地抑制MT-4細胞被HIV病毒的感染。劉相文等[61]對金櫻子多糖體外抗病毒活性進行研究表明,金櫻子多糖具有體外抗呼吸道合胞病毒(RSV)、柯薩奇病毒(COX-B5)、手足口病病毒(EV71)的活性,且抗RSV和COX-B5的效果優于陽性對照藥利巴韋林,其TI值分別達80.895和41.541。馮坤苗等[62]對西洋參莖葉中多糖的抗病毒活性進行研究表明,西洋參莖葉多糖對RSV-Hep2細胞具有體外抗病毒作用,抗病毒TI指數為32.57。

4 植物多糖的抗氧化作用

植物多糖可以直接作用于自由基,也可以間接消耗掉容易產生自由基的物質,抑制進一步氧化反應的發生[63]。植物多糖抗氧化能力的強弱與多糖的來源、組成以及結構密切相關。Cui等[64]通過對虎杖粗多糖的研究表明,虎杖粗多糖具有顯著的自由基清除能力和抗氧化活性,在免疫系統內發揮預防氧化損傷的重要作用。Zhang等[65]對枸杞多糖抗氧化活性進行研究表明,枸杞多糖對羥自由基和DPPH自由基的清除率隨濃度的增加而逐漸增強,且當濃度達到一定值時,其清除率趨于平緩。任麗君等[66]對新疆不同產地紅花中多糖含量及抗氧化活性進行研究,結果表明,紅花多糖對DPPH·和·OH具有較好的清除能力,對銅離子有較強的還原能力,且呈現出一定的量效關系。楊孝延等[67]對冬瓜多糖體外抗氧化活性進行研究,結果表明,當冬瓜多糖濃度為5 mg/mL時,其對DPPH自由基、羥自由基、超氧陰離子自由基的清除率分別達77.91%、99.64%和74.48%,從而證實冬瓜多糖具有較好的抗氧化活性。

5 植物多糖的降血壓、抗血栓作用

植物多糖具有較好的增強冠狀動脈和心肌供氧能力,從而達到預防動脈硬化和改善血液循環的目的。王再花等[68]研究石斛莖段不同濃度多糖對自發性高血壓大鼠體內的降血壓效果,結果表明,鐵皮石斛、金釵石斛、大苞鞘石斛和春石斛不同純度多糖均對自發性高血壓大鼠具有降壓效果,且隨處理時間的延長,效果越顯著。繆化春等[69]研究天麻多糖對高血壓大鼠的降血壓作用,結果表明,天麻多糖能夠明顯降低高血壓大鼠的收縮壓和舒張壓,特別是中、高劑量組呈現一定的劑量依賴性,其作用機制與促進內源性舒血管物質的生成,以及抑制內源性縮血管物質的釋放,并恢復二者的拮抗平衡有關。樊一橋等[70]研究黑木耳多糖的抗血栓作用,結果表明,黑木耳多糖能夠明顯延長特異性血栓形成時間和纖維蛋白血栓形成時間,縮短體外血栓長度,并減輕其干、濕重,降低家兔血液黏度。汪效英等[71]研究分析靈芝菌絲體多糖的抗血液凝固和抗血栓形成作用,結果表明,從靈芝菌絲體水提液中得到4個含多糖成分(GLP1～GLP4),其中GLP2能顯著延長小鼠血液凝固時間和出血時間,顯著對抗家兔血栓形成,減少血栓濕重,縮短血栓長度,降低血小板聚集率,其中大劑量組還能夠降低纖維蛋白原含量,縮短凝血酶和凝血活酶的時間作用。

6 植物多糖的降血糖作用

植物多糖能夠通過降低肝糖原含量,調節糖代謝酶活性,有效促進外周組織器官對糖的利用,對升糖激素起到抑制作用,從而達到降血糖的目的。Xu等[72]對山茱萸多糖的抗糖尿病作用進行研究,結果表明,山茱萸多糖能夠通過調節胰腺內JNK/p38通路而發揮顯著的降血糖作用,并抑制鏈脲佐菌素誘導的胰腺組織細胞凋亡,進而達到改善胰腺內代謝功能的目的。楊潔等[73]研究三七多糖對糖尿病模型大鼠的降血糖作用,結果表明,與鏈脲佐菌素誘導的糖尿病模型大鼠組相比,用藥5周后,三七多糖中劑量組大鼠空腹血糖水平明顯降低,用藥8周后,不同劑量的三七多糖組大鼠空腹血糖、糖耐量和肝糖原水平明顯降低,進而證實了三七多糖具有降血糖作用。潘靜等[74]研究分析苦竹葉對2型糖尿病小鼠血糖的作用,結果表明,苦竹葉多糖治療組小鼠空腹血糖水平顯著下降,血清丙二醛含量顯著下降,而空腹胰島素水平顯著升高,因而,苦竹葉多糖對2型糖尿病小鼠具有顯著的降血糖作用,其機制可能與自由基代謝的調節作用有關。

7 植物多糖對免疫性肝損傷的保護作用

免疫性肝損傷是指免疫應答在清除病毒的同時,對肝細胞造成的損傷。曾誠等[75]研究昆侖雪菊多糖對急性及免疫性肝損傷小鼠的保護作用及機制發現,在急性肝損傷和免疫性肝損傷實驗中,與模型組比較,昆侖雪菊多糖低、中、高劑量組和陽性藥組小鼠肝指數、脾指數、丙二醛、谷丙轉氨酶、谷酰轉肽酶、腫瘤壞死因子α和白介素6含量和水平均下降,超氧化物歧化酶活性逐漸增高,肝細胞水腫、變性等損傷程度明顯減輕,從而證明昆侖雪菊對急性肝損傷和免疫性肝損傷均具有一定的肝臟保護作用。鄭丹丹等[76]研究發現,雙孢菇胞內多糖和胞外多糖對小鼠免疫性肝損傷均具有一定的保護作用,其機制可能與清除自由基、抑制脂質過氧化,調節免疫系統平衡等有關。

8 植物多糖的抗輻射作用

隨著科學技術和人們生活的現代化,電子電器越來越普遍,人們越來越多的接觸輻射。多糖具有一定的抗輻射作用。Yuan等[77]研究表明,紫外線B照射誘導的氧化應激能夠明顯抑制細胞活力和細胞周期進程,促進細胞凋亡,經蘆薈多糖處理后,細胞活力和增殖能夠得到顯著改善,細胞凋亡受到抑制,具有更高的抗氧化能力,同時能夠上調Keap1、Nrf2、GCLC和GSTP1的表達。張利英等[78]研究黃芪多糖對重離子輻照人骨髓間充質干細胞促增殖作用及其機制,并發現與對照組比較,12C6+(2Gy)輻射后人骨髓間充質干細胞增殖率降低,克隆形成數減少,而微核率和免疫熒光焦點顯著增多,P65、p-P65、COX-2等相關蛋白上調,表明黃芪多糖對受12C6+輻射的人骨髓間充質干細胞的促增長作用可能與下調NF-κB信號通路相關蛋白、維持人骨髓間充質干細胞基因組穩定性有關。

9 結語

多糖作為構成生命活動的四大基本物質之一,也是一類非常重要的天然活性成分,具有毒副作用小、資源來源廣的優勢和特點。植物多糖作為植物的重要活性成分之一,具有抗腫瘤、免疫調節、抗氧化、抗病毒等多種藥理活性。因此,以植物多糖為植物基礎,采用新技術和新工藝研制出更具價值的藥品和食品已成為廣大學者的目標。近年來,隨著植物多糖藥理活性研究探索的不斷深入,其越來越多的藥理活性被報道,但對植物多糖明確的化學組分的研究仍停留在初級結構上,關于高級結構的報道十分少見;藥理活性機制的深入研究也相對較薄弱;臨床應用則更是罕見。隨著現代藥理、藥化分析技術水平的飛速發展,植物多糖成分的研究將迎來嶄新的時代。總之,對植物多糖多方面多領域的深入探討,必將為其全面開發利用奠定堅實的基礎。