魏淑飞,左绍远
(大理学院基础医学院,大理,671000)
花粉是有花植物雄蕊中雄性生殖细胞,它包含着孕育植物新生命所需的全部营养成分和精华,有“微型天然营养库”的美称。蜂花粉是由蜜蜂采集的花粉粒加上自身的腺上分泌物、唾液和花蜜形成的团状物,是蜂群生长和繁衍的主要营养来源之一[1]。除含有丰富的营养成分外,蜂花粉还含有多糖类、活性肽、黄酮类、核苷类、甾体、醛类、苷类、不饱和脂肪酸及少量生物碱等多种生物活性物质。
多糖亦称多聚糖,是由10个以上的单糖残基以糖苷键聚合而成,不同种类的多糖含有的单糖种类不同、聚合程度不同、糖苷键的性质不同、链的构象也不同。因此多糖的生物活性十分复杂。多糖与蛋白质、核酸作为机体的三大生命物质,其研究水平远远落后与蛋白质、核酸。蜂花粉多糖是蜂花粉的主要活性成分之一,具有多种生物学活性。蜂花粉多糖已成为医药与食品行业的重要资源,受到了越来越多的关注。但并未对其进行深入系统的研究,其在体内的作用机制也大多尚未清楚[2,3]。本文就近几年蜂花粉多糖的生物活性研究进展进行了综述,为蜂花粉多糖的进一步研究提供参考。
免疫系统是机体防卫病原体入侵最有效的武器,主要包括免疫器官(骨髓、脾脏、淋巴结和禽类的法氏囊等)、免疫细胞(淋巴细胞、单核巨噬细胞、中性粒细胞、NK细胞等)及免疫因子(补体、免疫球蛋白、干扰素、白介素等)。蜂花粉多糖对免疫系统具有明显的调节作用,它不仅可以提高免疫器官的指数,还可以激活免疫细胞及促进细胞因子的合成。万顺康[4]等在肉仔鸡基础日粮中加入荞麦蜂花粉多糖研究其免疫调节作用。在肉仔鸡的基础日粮中分别加人1组(500mg/kg)、2组(1000mg/kg)、3组(1500mg/kg)荞麦蜂花粉多糖,饲养42d。结果发现,1、2、3组肉仔鸡的脾脏指数分别增加了21.34%、31.18%、32.37%,胸腺指数分别增加了17.63%、29.22%和30.48%,并且1、2、3组的IgG含量及2、3组的IgA和IgM含量都有明显的提高。耿越[5]等研究了玉米蜂花粉多糖的免疫调节作用。玉米蜂花粉多糖50mg/kg腹腔注射7d,第7d注射玉米蜂花粉多糖后再注射2%糖原0.5 ml,48 h后注射鸡红细胞0.5ml。观察腹腔巨噬细胞的吞噬能力。结果表明玉米蜂花粉多糖50mg/kg能够提高腹腔巨噬细胞的吞噬率和吞噬指数。
糖尿病是由于胰岛素分泌不足或胰岛素抵抗的结果。高血脂可以引起一些严重威胁人类身体健康的疾病,如动脉粥样硬化、冠心病等。TG、TC、LDL-C及HDL-C的含量为检测高血脂的重要指标。多糖能够通过刺激胰岛素的分泌,调节相关酶的活性等,实现多糖的降血糖、降血脂作用。有学者用荞麦蜂花粉多糖150mg/kg、300mg/kg灌胃作用于四氧嘧啶(ALX)性糖尿病模型大鼠,连续灌胃14d后,观察多糖的降血糖与降血脂作用。结果显示,与糖尿病模型组相比,荞麦蜂花粉多糖150mg/kg、300mg/kg的血糖降分别降低了34.5%与26.5%,同时血清TG、TC、LDL-C均有明显下降,并且蜂花粉多糖300mg/kg 组能够使大鼠血清HDL-C显著回升[6]。表明荞麦蜂花粉多糖具有降血糖、降血脂作用。刘伟[7]等分别将低(75 mg/kg)、中(150 mg/kg)、高(300 mg/kg)三个剂量的山茶蜂花粉多糖腹腔注射于四氧嘧啶(ALX)建立的糖尿病模型小鼠14 d,结果显示高中低三个剂量都能明显的降低糖尿病模型小鼠的血糖。曾志将[8]等提取了茶叶蜂花粉多糖,以高脂血症动物模型为实验对象,观察其降血脂作用。结果发现,茶叶蜂花粉多糖高剂量(600 mg/kg)、中剂量(400 mg/kg)和低剂量(200 mg/kg)均能够明显的降低高脂血症动物模型大鼠血清TC的含量。此外,从莲花蜂花粉中提取出来的多糖低(150 mg/kg)、中(300 mg/kg)、高(600 mg/kg)三个剂量均能明显的降低高脂血症大鼠血清中的TC含量[9]。表明不同来源的蜂花粉多糖具有显著的降血糖、降血脂的作用。
多糖抗肿瘤的作用机制一般分为以细胞毒为主的直接抗肿瘤方式和增强免疫为主的间接抗肿瘤方式,前者又包括诱导肿瘤细胞的分化、凋亡、影响肿瘤的周期、抑制肿瘤血管的形成等。后者包括影响免疫器官、影响细胞因子、影响巨噬细胞等[10]。油菜蜂花粉多糖能够抑制S180肿瘤细胞的生长,其抑瘤率达51.26%,并且与模型组比较瘤体表面瘤细胞凋亡、变性、坏死明显增多,瘤体内有大面积坏死灶[11]。杨新跃[12]等通过给荷S180瘤小鼠蜂花粉多糖液灌胃,以观察蜂花粉多糖的抗肿瘤作用。结果表明蜂花粉多糖能够显著的提高抑瘤率,并且呈显著的量效关系,同时还能够增强小鼠巨噬细胞的吞噬能力。此外蜂花粉多糖还能够通过调节细胞因子来达到抗肿瘤的作用,以红花蜂花粉多糖 50 mg/kg、100 mg/kg、150 mg/kg 剂量S180肉瘤小鼠灌胃14d,观察其抗肿瘤作用。结果发现红花蜂花粉多糖能够抑制肿瘤的生长,其抑制率分别为36.99%、41.78% 与49.32%,并且能使血清TNF-α含量明显提高,表明蜂花粉多糖可能是通过提高血清TNF-α含量来发挥抗肿瘤作用[13]。
过去人们一直认为细菌和病毒是人类的宿敌,所以对它们进行了深入的研究,并取得了较好的成就。直到20世纪60年代生物学家发现了自由基,并且发现在众多影响人类健康的因素中,有80%为来自自由基的伤害。自由基是机体氧化反应中产生的有害物质,其本身十分不稳定,需要从机体健康的细胞中夺取电子来维持自己本身的稳定状态,所以自由基十分活跃并且攻击性非常强,因此多种疾病都与机体清除自由基的能力下降有关。自由基对人体的伤害注意包括细胞膜的破坏、血清抗蛋白酶的失活、基因损伤导致变异细胞的出现和蓄积[14]。DPPH·和·OH是人们常用的体外抗氧化研究时所选用的两个自由基,在一定程度上他们的清除率可以代表样品的抗氧化能力。蜂花粉多糖对自由基有明显的清除出作用。山楂蜂花粉多糖作用于体外化学模拟系统反应,观察山楂蜂花粉多糖的清除 l,1-二苯基-2-苦基苯肼自由基(DPPH·)、羟自由基(·OH)的能力。实验表明在0.5-10mg/ml有效浓度范围内,山楂蜂花粉多糖对DPPH·及·OH有明显的清除作用,清除率随着多糖浓度的升高而增大[3]。此外红花蜂花粉多糖也具有显著的抗氧化能力,对羟自由基(·0H)和超氧阴离子自由基(02-·)都具有清除作用[15]。
多糖抗菌作用机制是多方面的,一方面直接抑菌和解毒作用,另一方面是通过调动机体免疫防御功能而发挥抑菌、杀菌作用。王小磊[16]等经过温差破壁法和酶解破壁法两种方法相结合对小麦花粉进行破壁处理,从中提取小麦花粉多糖,醇沉法进行纯化。分析了小麦花粉多糖的抑菌作用。结果发现,小麦花粉多糖对葡萄球菌和变形杆菌、绿脓假单孢菌、痢疾志贺氏菌均有显著抑制作用,特别以35%甲醇浓度,3000r/min分离得到的多糖的抑菌效果最佳,30%甲醇浓度,3500r/min分离和30%甲醇浓度,4000r/min分离的多糖的抑菌效果显著。杨群[17]等研究了蜂花粉多糖对多种细菌的抑制作用,结果显示,高浓度(16.8~33.6mg/ml)蜂花粉多糖对猪丹毒杆菌、沙门氏菌、大肠埃希氏杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌均有不同程度的抑制作用。Kačániová[18]等研究发现植物蜂花粉多糖还能够抑制大肠杆菌、变形杆菌、克雷氏菌以及乳酸菌。
潘珂等[19]在肉鸡饲料里加入20%蜂花粉多糖,研究其对肉鸡生长性能及肌肉化学成分的影响。结果显示,与对照组对比,0~8周的饲料利用率和体重都有显著增高,表明蜂花粉多糖能够明显促进肉鸡生长性能,且要到8周时才能表现出来。但对肌肉化学成分无明显差异。将蜂花粉及蜂花粉多糖饲喂牛犊56d。用全收粪法21~28d和42~49d进行两期消化实验。结果发现,与对照组比较,21~28d蜂花粉50g/d组和蜂花粉多糖5g/d组干物质表观消化率都有显著提高,蜂花粉50g/d组和蜂花粉多糖5g/d组干物质表观消化率分别提高了8.38%和7.66%,而42~49d组的干物质表观消化率没有显著的变化。表明给牛犊饲喂蜂花粉50g/d和蜂花粉多糖5g/d对牛犊的营养物质消化率都有明显的改善[20]。除以上功能外,蜂花粉多糖还具有促进机体的繁殖机能,延长畜禽的生产利用年限[21]。
蜂花粉在我国资源丰富,种类繁多,蜂花粉多糖来源丰富。如何科学合理地利用蜂花粉多糖,促进蜂花粉多糖在医药与食品工业领域的实际应用,是目前多糖研究的重要课题之一。因此对蜂花粉多糖的深入研究具重要的学术与实际应用价值。目前国内蜂花粉多糖的研究虽然取得了一些成果,但有关蜂花粉多糖一级结构、空间结构研究较少,同时蜂花粉多糖生物活性的作用机制、生物学活性与结构之间的构效关系等方面尚需进一步研究。
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