x叶黄素与免疫功能关系的研究进展

李湛

(成都中医药大学 四川 成都 610071)

叶黄素是天然类胡萝卜素中的一种，属于光合色素，萜类化合物，分子式为C40H56O2，相对分子质量为568.9，通常存在于绿叶植物中，也存在于蛋黄以及动物脂肪中。在植物中，叶黄素以叶黄素酯的形式存在，叶黄素酯经过皂化可以转变为叶黄素［1］。人和动物并不能直接合成叶黄素，因此需要从外界摄取。植物中的叶黄素酯在人体中能够转化成叶黄素，以供人体吸收、用。近年来，对叶黄素生物功能的研究取得了重要进步，研究证实叶黄素具有显著的抗氧化、视觉保护、预防心血管疾病、肿瘤等功能，同时还发现叶黄素对胚胎循环系统以及血管区的发育也起着关键的调节和促进作用［2］。

科学家Bendich和Shapiro［3］首先发现了类胡萝卜素对免疫反应的特殊作用，由此拉开了对叶黄素免疫调节功能的研究序幕。先前的研究主要集中于β－胡萝卜素，动物实验表明大鼠补充β－胡萝卜素和角黄素后，由大鼠抗原刺激的淋巴细胞增殖反应增强，科学家们随即对其他的类胡萝卜素也做了相关研究，结果表明这些类胡萝卜素均具有同β－胡萝卜素相似的作用，尤其是叶黄素在促进免疫功能方面的作用表现得更加明显［4］。近年来，对除胡萝卜素之外的其他类胡萝卜素如叶黄素、角黄素、虾青素以及番茄红素的免疫调节功能的研究越来越多，发现叶黄素被动物摄入后能被肝和脾等功能脏器快速吸收，对动物的体液免疫和细胞免疫产生作用。

1.叶黄素对细胞免疫的作用

体外补充叶黄素可以促进抗原刺激的淋巴细胞增殖反应，并影响细胞表面分子的功能性表达。有研究显示，补充叶黄素后小鼠抗原刺激的淋巴细胞增殖反应明显增强。Kim［5］报道给猫和狗体外补充叶黄素后，由ConA和PWM刺激的外周血淋巴细胞的增殖反应，且该增殖反应的强度受到叶黄素补充量的影响;同时，补充叶黄素后，猫和狗外周血中的树突状细胞、T细胞数量增加，而这些细胞的数量直接关系到淋巴细胞的增殖能力;细胞表面分子IL－2和HMC－II功能性表达增强，从而加强抗原刺激的淋巴细胞增殖。研究表明，叶黄素具有促进PHA诱导的迟发型变态反应，Cerveny［6］等研究表明，叶黄素能够增加乳腺肿瘤细胞中γ肿瘤坏死因子mRNA的表达从而抑制某些炎性因子的释放，分析认为叶黄素的这种功能可能与其能够诱导迟发型变态反应有关。

叶黄素对细胞免疫的另一种调节作用表现在调节细胞凋亡、血管发生和基因等方面。国外学者通过建立乳腺癌小鼠动物模型，证实叶黄素具有抑制血淋巴细胞凋亡、促进肿瘤细胞坏死的作用。国内张静［7］等学者通过检测小鼠的迟发性过敏反应、血清溶血素以及抗体生成细胞数量等指标，也表明叶黄素具有增强小鼠细胞免疫的作用。但体外实验表明，叶黄素的这一作用仅限于在变异的乳腺细胞中，而对其他未变异的乳腺细胞中则不表现出此功能。

2.叶黄素对体液免疫的作用

体液免疫在机体抵御外来物质和病原体中起着重要作用。叶黄素对体液免疫方面的作用主要表现在增加B细胞亚群数量、血浆免疫球蛋白水平和增强抗体反应等3个方面。叶黄素可以提高小鼠T细胞抗原的抗体反应，而在猫体内的实验则表明叶黄素具有增强鹌鹑的体液免疫、增加B细胞亚群数量和IgG浓度［8］。在给予狗相当剂量的疫苗刺激后，再补充叶黄素则能明显增强相应的抗体反应水平。分析认为这与叶黄素影响Th细胞和MHCII+细胞的表达有着相关性［9］。

叶黄素的另一个调节体液免疫的原因在于其特殊的化学结构，能够增强抗原呈递的过程。这可能是由于一些类胡罗卜素物质的结构末端存在极性基因，具有增强细胞膜韧性和力学强度的双重作用。细胞间的相互作用在一定程度上决定了细胞膜物理性质的改变对抗原呈递过程的影响程度。而对叶黄素的结构进行分析，其结构末端中同样具有这样的极性基因，因此许多学者认为叶黄素也具有改变抗原呈递过程的作用。

3.叶黄素对非特异性细胞免疫的作用

角黄素、胡萝卜素等类胡萝卜素可以增加巨噬细胞色素氧化酶和过氧化化酶的生物活性，同时可以促进巨噬细胞的豚鼠活性，这证明类胡萝卜素具有增强巨噬细胞杀灭噬入的微生物或者抗原物质作用。巨噬细胞杀灭微生物或者抗原物质最终使氧气分子在NADPH氧化酶和NADH酶的催化作用下转化成超氧化物，超氧化物在超氧化物歧化酶的作用下又转变为过氧化氢，而过氧化氢强大的烟花作用具有杀灭外来微生物和抗原的作用。学术界对β胡萝卜素的研究已经证实其具有上述作用，并可以增强自然杀伤细胞的生物活性，同时促进巨噬细胞产生α－肿瘤坏死因子。在体外实验条件下，也发现角黄素具有增强人外周血中自然杀伤细胞的表达作用。但对于叶黄素，相关性研究表明，其在抑制与心血管疾病发生相关的黏附分子方面的效果不明显。但一项对人体的调查研究却表明，补充叶黄素后人体内单核细胞表面分子的生物功能并没有得到显著改善。

4.叶黄素调节免疫功能的可能机制

早期对类胡萝卜素的免疫调节机制的解释认为类胡萝卜素具有类似于维生素A的生物活性，但后来的研究证实类胡罗卜素的生物活性与维生素A相比十分微弱，且大部分不具备在体内转化为维生素A能力［10］。因此，类胡萝卜素的对免疫系统的调机制有其独特的作用。叶黄素对免疫系统的调节主要有以下几个方面:(1)调节淋巴细胞亚群、细胞表面分子和相关酶的活性来增强免疫功能;(2)体外补充的叶黄素多由线粒体摄取，而线粒体在机机体免疫功能和疾病的发生中起着重要作用，并为生命活动提供ATP并产生大量的活性氧产物;(3)一些类胡萝卜素可存在与亚细胞结构中，从而保护免疫细胞不被氧化，保证细胞的凋亡、信号传导和基因调节功能的正常运行，发挥免疫功能;(4)类胡萝卜素通过调节细胞膜的流动性和细胞间的通讯来调节免疫功能。

5.小结

叶黄素因为其多种优异的生理活性物质，在药品、食品、保健品领域的开发利用得到了极大重视，并取得了显著的进展。但是对于其对人体健康的促进作用以及与人体的相关研究并不多，尤其是在我们国家对叶黄素的研究还属于初步的探索阶段。但对其免疫功能的研究，国内外已经有大量文献报道，一致认为叶黄素在促进机体体液免疫和细胞免疫方面效果显著，但对于非特异性免疫反应的影响目前还没有一致的认识，对其相关的机制也仍在进一步的探讨和研究之中。但总的说来，叶黄素作为一种功能因子在多领域应用前景将十分广阔和诱人，叶黄素相关产品的研究和开发也将大步前进，为人类健康做出卓越的贡献。

［1］马爱国，郑樱.叶黄素［J］.营养学报，2013，35(6):531－534.

［2］郑樱，马爱国.叶黄素安全性与生物学功能研究进展［J］.青岛大学医学院学报，2012，47(4):283 －284.

［3］Bendich A，Shapiro S S.Effectof beta－carotene and canthaxanthin on the immune responses of the rat［J］.The Journal of nutrition，1986，116(11):2254－2262.

［4］Kim H W，Chew B P，Wong T S，et al.Dietary lutein stimulates immune response in the canine［J］.Veterinary immunology and immunopathology，2000，74(3):315－327.

［5］冀波.Lutein对胃癌SGC－7901细胞的作用及分子机制研究［D］.郑州大学，2012.

［6］Rafi M M，Kanakasabai S，Gokarn S V，etal.Dietary Lutein Modulates Growth and Survival Genes in Prostate Cancer Cells［J］.Journal of medicinal food，2014.

［7］张静，唐粉芳，张天甍，等.叶黄素对小鼠免疫功能影响的研究［J］.食品工业科技，2008，28(12):193 －195.

［8］阿仑，董晓芳，佟建明，等.叶黄素对鹌鹑繁殖性能及母源IgG向后代转移的影响［J］.畜牧兽医学报，2010，41(3):371－376.

［9］付蕾，陈晓哲，张慧娟，等.叶黄素对人结肠癌HT29细胞增殖的抑制及其机制［J］.世界华人消化杂志，2013，21(13):1239－1244.

［10］孙玉敬，乔丽萍，钟烈洲，等.类胡萝卜素生物活性的研究进展［J］.中国食品学报，2012，12(1):160 －166.