植物多糖及其对奶牛主要疫病的作用

赵 情 魏 凯 闫振贵 彭 军 朱瑞良 （山东农业大学动物科技学院 山东 泰安

271018）

胡莉萍* （山东省动物疫病预防与控制中心 山东 济南）

闫 川 朱书峰 司 波苏 坡 （山东祥和乳业有限责任公司 山东 枣庄 277400）

植物多糖及其对奶牛主要疫病的作用

赵 情 魏 凯 闫振贵 彭 军 朱瑞良*（山东农业大学动物科技学院 山东 泰安

271018）

胡莉萍*（山东省动物疫病预防与控制中心 山东 济南）

闫 川 朱书峰 司 波苏 坡 （山东祥和乳业有限责任公司 山东 枣庄 277400）

免疫调节主要是指机体识别和清除抗原，对自身成分产生免疫耐受，维持内环境的稳定。主要是免疫细胞和免疫分子之间以及与其他系统如神经内分泌系统之间的相互作用。而植物多糖可通过与免疫细胞表面的多种受体结合激活不同的信号通路来调控动物机体的免疫系统。本文主要介绍了多糖的种类及其对奶牛疾病的作用及应用。

近年来，随着抗生素、化学合成药和激素等药物在生产中的应用不断加大，以及研究的不断深入，人们发现此类药品出现明显的副作用，产生耐药性，造成食品安全事件。为此，更多研究者将目光逐渐转移到天然产物类(动物、植物、微生物)免疫增强剂上[1]。迄今为止，已有300多种天然产物中的多糖被分离出来，其中植物中药多糖在天然多糖中占有重要的位置，并且在生产中具有重要生产意义[2]。多糖广泛存在于动物细胞膜、植物和微生物细胞壁中，是一类天然高分子化合物，它是由醛糖或酮糖通过苷键连接在一起的聚合物。奶牛的一些疾病主要是免疫系统遭到破坏或接种疫苗后产生抗体较弱，而多糖可以通过对免疫系统进行调节来增强机体的免疫力。

1 植物多糖的种类及其作用

1.1 植物多糖的组成及种类

植物多糖的相对分子质量从几万到百万以上，主要成分为葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、岩藻糖、甘露醇、糖醛酸等。植物多糖的主要组成存在差异，分别由几种不同种类的单糖，以一定的比例聚合而成。植物多糖的种类很多。按在植物体内的功能分为两类：一类是形成植物体的支持组织，如纤维素；一类为植物贮存养料，可溶于热水成为胶体溶液，经酶水解后生成单糖以提供能量，如淀粉等。根据植物器官的不同，植物多糖可分为植物花果实类多糖如花粉多糖、玉米须多糖、枣多糖、无花果多糖；植物茎叶类多糖如茶多糖、芦荟多糖、桑叶多糖、龙眼多糖；植物块根茎类多糖如魔芋多糖、山药多糖、麦冬多糖等。根据其在植物细胞的存在部位，植物多糖可分为细胞内多糖、细胞壁多糖和细胞外多糖。细胞内多糖以溶液或高度水和状态存在于液泡中(淀粉除外)，主要为果聚糖和甘露聚糖；细胞壁多糖主要指纤维素、半纤维素、果胶类等；细胞外多糖主要指树脂和其他胶，如半乳聚糖、葡聚糖醛酸、甘露聚糖、木聚糖和其他多糖等。

1.2 植物多糖的作用

植物多糖具有多种功效：（1）调节免疫功能。如地黄多糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖等有提高机体免疫力的功能。（2）抑制肿瘤。如香菇多糖已作为原发性肝癌等恶性肿瘤的辅助治疗药物，金针菇多糖、云芝多糖、茯苓多糖等也都有不同程度的抗癌活性。（3）延缓衰老。如金针菇多糖、银耳多糖等可显著降低机体心肌组织的脂褐素的含量，增加脑和肝脏组织的SOD酶活力，从而起到延缓机体衰老的作用。（4）抗疲劳。某些多糖具有降低机体乳酸脱氢酶活性的作用，可使肝糖原含量显著增加而提高机体的运动能力，并使机体在运动后各项指标迅速恢复正常，因而具有抗疲劳作用。（5）降血糖、抗辐射、保肝。（6）抗菌、抗病毒等。

1.3 国内外对植物多糖的研究基本状况

（1）在真菌多糖方面，日本研究的较深入，并且有数中多糖如香菇多糖、云芝多糖等广泛应用于临床。1989年友田正司和山田阳城通过对真菌多糖研究认为，香菇多糖、茯苓多糖、奇果菌多糖等具有抗肿瘤作用。（2）中国学者对其他高等植物多糖的抗肿瘤作用也进行了研究，王国秀等研究香菇多糖、灵芝多糖、黄芪多糖、人参多糖、海带多糖和地衣多糖对小鼠免疫活性的影响，发现这6种多糖都能增强小鼠脾脏NK细胞活性和腹腔巨噬细胞吞噬能力，促进淋巴细胞增殖以及促进脾淋巴细胞分泌IsG等多种功效，增强细胞免疫、体液免疫和非特异免疫功能。

1.4 植物多糖免疫调节机制

当前多糖研究的热点是多糖类物质增强机体的免疫能力的作用机制，目前研究水平已达到基因和分子水平[3]。多糖增强机体的免疫能力的作用机制主要有多个途径。多糖具有能够与淋巴细胞表面受体结合的能力，从而影响淋巴细胞间和细胞内的信息传递，进而达到调控淋巴细胞内基因的选择表达，最终影响蛋白的生成而达到影响淋巴细胞的功能的作用，是目前比较公认的作用机制。其主要通过以下几个途径实现的：激活B、T淋巴细胞，增加抗体的生成量；激活NK细胞；增强巨噬细胞的功能；促进并诱生多种细胞因子；影响NO的分泌调节机体免疫；激活增强机体的补体系统；调节机体神经-内分泌-免疫系统；调节淋巴细胞产生cAMP和cGMP从而调控其含量和相对比值。

2 植物多糖对奶牛主要疾病的作用

2.1 口蹄疫

2.1.1 黄芪多糖及其功能 黄芪多糖(APS)是一种具有多种生物活性的水溶性复合植物多糖，由阿拉伯糖、木糖、甘露醇、鼠李糖、半乳糖和葡萄糖6种单糖组成，是中药黄芪的主要活性成分。APS[4]具有提高机体的抗氧化能力、抵抗力、治疗病毒性疾病等作用；能提高动物机体对营养物质的利用；促进动物生长，提高肉蛋奶品质及产量；还具有抗应激，降血糖，防衰老等多种作用。

2.1.2 对奶牛口蹄疫的作用 口蹄疫(FMD)是人兽共患病，被列为A类传染病。目前对FMD的防控主要采取疫苗免疫，但其存在免疫原性较差，免疫期较短等不足。研究证明，多种疫苗与免疫增强剂配合使用具有良好的免疫效果。朱志盈等证明囊素可以提高FMD灭活疫苗的免疫原性，提高机体的免疫力，增强疫苗的免疫效果。因此，在进行奶牛FMD免疫时通过配合使用免疫增强剂也可能提高免疫效果。申义君等关于黄芪多糖(APS)对奶牛免疫功能与抗氧化能力进行了研究。APS有提高机体的抗氧化能力、抵抗力、治疗病毒性疾病等作用。申义君通过改变日粮中APS的含量来测定奶牛口蹄疫的抗体水平。通过整个试验结果表明，在日粮中添加不同剂量的APS对奶牛接种口蹄疫疫苗后抗体的产生有促进作用，且呈正相关。因此APS可作为免疫增强剂用于奶牛口蹄疫的防治。

2.2 布病

2.2.1 布病的发病机理 布鲁菌侵入机体后，到达淋巴结，被吞噬细胞吞噬，在胞内生长繁殖，形成原发性病灶，细菌大量繁殖，破坏吞噬细胞进入血液引起菌血症，侵入血液中的布鲁菌散布至全身各组织器官，大量释放的细菌超过了吞噬细胞的吞噬能力，表现明显的败血症和毒血症。

2.2.2 多糖对布病的作用 淋巴细胞数量的多少直接反应着机体免疫的强弱。通过枸杞多糖、牛膝多糖以及多糖混合物对奶牛淋巴细胞增殖的影响试验表明，单组分多糖、多糖混合物能显著提高奶牛外周血淋巴细胞增殖，具有免疫增强作用，而多糖混合物可以起到协同增强免疫的作用，其作用明显优于单组分多糖。已有研究发现，APS作为生物免疫调节剂，促进细胞中RNA，DNA和蛋白质的合成，提高细胞内环核苷酸(cGMP，cAMP)的含量，调节信号传导途径，对非特异性免疫和特异性免疫具有促进作用。 经过大量的试验表明：APS在体内能够促进巨噬细胞活化，增强其吞噬和杀伤布鲁菌株的活性；APS可通过刺激巨噬细胞分泌TNF-α、NO、IL-12，参与抗布鲁菌免疫应答；APS可促进IFN-γ的分泌，增强抗布鲁菌细胞免疫应答功能，从而为临床治疗布鲁氏菌病提供了理论依据和新的思路[5]。

2.3 结核病

2.3.1 结核病免疫学特征及致病机制 （1）结核病的免疫学特征是细胞免疫功能低下和体液免疫功能增强，且病情越重越明显。细胞免疫功能低下主要表现在机体抵抗力下降，导致肺部病变常年不愈，痰菌持续阳性或易合并肺部感染等，最终成为难愈性肺结核或MOR-TB的原因；体液免疫功能增强主要表现为重度结核中毒症状等机体高敏感状态。近年免疫调节治疗已成为肺结核的重要辅助治疗。植物多糖这类药物可激发免疫应答中不同环节而增强机体免疫功能。（2）致病机制是分支杆菌侵入机体后，与巨噬细胞遭遇，易被吞噬或被带入局部的淋巴管和组织，并在侵入的组织或淋巴结处发生原发性病灶，细菌滞留并在该处形成结核。当机体抵抗力强时，此局部原发性病灶局限化，长期甚至终生不散，如果抵抗力弱，进一步发展，细菌经淋巴管向其他一些淋巴结扩散，形成继发性病灶。

2.3.2 多糖对结核病的免疫调节 多糖对结核的作用主要是通过增强巨噬细胞的功能，许多多糖可显著提高机体巨噬细胞的吞噬指数，并可刺激抗体的产生，从而增强人体的免疫功能。

2.4 奶牛乳腺炎

2.4.1 植物多糖对奶牛乳房炎致病菌的抑菌作用 （1）乳房炎是奶牛泌乳期发病率很高的一种乳房疾病，可使患牛泌乳机能及产奶量急剧下降，造成奶牛生殖机能失调，为奶牛场的常见病和多发病。近几十年来，临床治疗奶牛乳房炎，主要使用抗生素、激素和化学合成药。抗生素在防治奶牛乳房炎方面发挥了重要作用，但也带来了一系列问题，如患牛内分泌功能紊乱，耐药菌株增加，兽药残留超标等，严重影响到人类健康。国家对牛奶的卫生指标要求无抗生素残留，这对奶牛乳房炎的治疗提出了挑战。（2）杨玉艾等以黄芪为原料，提取了黄芪多糖，研究了其对几种乳房炎主要致病菌的抑制作用，一方面是药物对细菌及其毒性产物的直接抑杀和解毒作用，另一方面更主要的是通过调动机体免疫防御功能而发挥抑菌杀菌作用。黄芪多糖对志贺痢疾杆菌、炭疽杆菌、链球菌、金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌和沙门菌均有抗菌作用，广泛应用于细菌性疾病的防治，为临床防治提供依据[6]。

2.4.2 植物多糖对奶牛乳房炎免疫机能的作用 王晓峰对多糖混合物对奶牛乳腺炎的作用进行了研究，通过对实验获得的枸杞多糖、牛膝多糖以及蜂胶提取物进行了药效学、药动学及临床预试验，说明了多糖在促进维持乳腺免疫机能方面具有可持续性。

3 研究与展望

植物多糖的功能对人和家畜的作用是巨大的，无论是国内还是国外的学者都在努力的探索着。但是植物多糖的结构复杂且很难确定，并且功能研究涉及面较宽，大多没有深入的机理研究，只是停留在推测基础上。所以应对多糖的药理机制进行深入探索。而且今后的研究工作应放在植物多糖提取工艺的优化上，不同动物品种和年龄阶段的最适添加量，以及不同来源植物多糖免疫增强的分子机制等方面应给予更多的关注和探索。可对今后新型无公害饲料添加剂的开发应用提供新的思路和方法。

4 小结

现在很多疾病的发生都是因为机体的免疫系统遭到破坏，从而使机体的抵抗力下降，所以应对植物多糖的免疫调节作用进行深入的研究，使其在动物疾病治疗方面起到更大的作用。而且应在植物多糖预防动物疾病方面多做努力，使其对动物的疾病起到更好的预防作用，减少更多的损失。植物多糖具有巨大的开发潜力，在保健食品和医药应用等方面有很广的开发前景，在未来，植物多糖一定能在抗肿瘤、免疫调节、抗氧化等方面为人类和动物的健康做出贡献。

[1] 扬玉英. 中草药免疫调节剂的研究进展[J].中国畜牧兽医, 2004,31(3)： 9-11.

[2] 叶小芳, 谷新利. 中药复方及多糖的免疫调节作用研究进展[J].吉林畜牧兽医, 2006，6： 14-16.

[3] 申利红, 王建森, 李雅等. 植物多糖的研究及应用进展[J]. 中国农学报. 2011(2).

[4] 贺生中, 王涛, 周建强等. 黄芪多糖的免疫作用及其兽医临床应用

[J]. 动物科学与动物医学, 2004, 21(7)： 39-41.

[5] LapaqueN, ForquetF, de Chastellier C, et al. Characterization of Brucella abortus lipopolysaccharide macrodomains as mega rafts[J]. Cell Microbiol, 2012, 8(2)： 197-206.

[6] 钟凯. 动物乳腺炎的人工诱导及黄芪多糖等对乳腺的保护研究[D].南京： 南京农业大学, 2005.

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1007-1733(2017)12-0100-03

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