植物多糖药理功效研究进展

孟庆龙,金 莎,刘雅婧,潘景芝,,崔文玉

(1.吉林工程技术师范学院,吉林长春 130052;2.长春百克生物科技股份公司药物警戒部,吉林长春 130000;3.吉林大学植物科学学院,吉林长春 130062;4.长春市传染病医院,国家中医药管理局中医药防治传染病重点研究室,吉林长春 130123)

天然植物多糖属于植物体内一类非常重要的生物大分子,同时也是有效维持和保证生物体生命活动能够正常运转的基本物质,由多种相同或者不同的单糖以α-或者β-糖苷键所组成的一类化合物[1]。我国植物资源蕴藏丰富,为植物多糖的开发和利用奠定了深厚的物质基础。已有研究表明,植物多糖具有免疫调节活性,对机体免疫器官的生长、免疫细胞的激活以及免疫因子的释放均起到积极的促进作用[2-3],可作为天然的免疫调节剂,从而使得植物多糖成为国内外学者研究的热点之一。

本文综述了近年来国内外有关植物多糖免疫调节、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化、降血压、抗血栓、降血糖、对免疫性肝损伤的保护以及抗辐射活性等药理作用功效的研究进展,以期为植物多糖更好地开发和利用,及在药品、食品等相关领域的广泛应用提供良好的理论基础。

1 植物多糖的免疫调节作用

免疫调节作用是植物多糖最重要和最主要的生物活性。近年来大量研究结果已证实,植物多糖能够激活免疫系统而发挥免疫调节作用。

1.1 植物多糖对淋巴细胞的调节作用

淋巴细胞作为机体最主要的免疫细胞,主要分为T淋巴细胞、B淋巴细胞以及NK细胞等亚群,而机体内的特异性免疫反应主要是由T淋巴细胞、B淋巴细胞以及相关受体的表达而实现的。植物多糖对淋巴细胞的调节作用主要通过影响其增殖能力、亚群结构、细胞因子的分泌、NO的释放能力等。以下列举出近年来对淋巴细胞调节作用研究较多的植物多糖，见表1。

表1 植物多糖对淋巴细胞的调节作用Table 1 Regulation effect of plant polysaccharides on lymphocytes

1.2 植物多糖对巨噬细胞的调节作用

巨噬细胞作为免疫系统中一类具有防御和调节功能的细胞,也是免疫效应细胞,能够直接消除各种异物,杀伤细胞内寄生的病原体以及肿瘤细胞。植物多糖对巨噬细胞的调节作用通过诱导巨噬细胞表型转换,激活相关信号通路,调节相关炎症因子水平等。以下列举出近年来对巨噬细胞调节作用研究较多的植物多糖,见表2。

表2 植物多糖对巨噬细胞的调节作用Table 2 Regulation effect of plant polysaccharides on macrophages

免疫因子作为免疫球蛋白IgG抗体,具有抗病毒、细菌,中和毒素,促进肠道有益菌生长的作用,能够提高人体的抗病能力[30-31]。植物多糖对免疫因子的调节作用通过调节Th1/Th2淋巴细胞亚群平衡、影响细胞因子水平,改善机体免疫应答。以下列举出近年来对免疫因子调节作用研究较多的植物多糖，见表3。

表3 植物多糖对免疫因子的调节作用Table 3 Regulation effect of plant polysaccharides on immune factor

2 植物多糖的抗肿瘤作用

恶性肿瘤作为严重危害人类健康的疾病之一,目前,临床上主要以手术、化疗、放疗等综合治疗手段为主。然而,由于机体免疫功能低下,且放化疗对正常细胞也造成一定的损伤,使得恶性肿瘤的临床治疗效果并不理想[37]。植物多糖的抗肿瘤活性已受到广泛认可,由于其能够对多种肿瘤细胞产生抑制作用,而对正常细胞几乎没有毒副作用,故已成为潜在的抗肿瘤药物资源被研制开发[38-39]。以下列举出近年来对抗肿瘤作用研究较多的植物多糖,见表4。

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

病毒在机体内寄生和繁殖后而引起发病,通过对机体组织器官进行侵袭而引发局部症状,还能够释放某些毒素和活性因子而造成机体的全身中毒症状。植物多糖具有低毒低耐药特性,且其抗病毒活性也逐渐受到了关注[57-58]。

Gheda等[59]研究提示,海藻多糖可用于开发成为丙型肝炎抗病毒疗法的新药物。Tuvaanjav等[60]通过对锁阳多糖的研究发现,经硫酸化的锁阳水溶性多糖能够有效地抑制MT-4细胞被HIV病毒的感染。刘相文等[61]对金樱子多糖体外抗病毒活性进行研究表明,金樱子多糖具有体外抗呼吸道合胞病毒(RSV)、柯萨奇病毒(COX-B5)、手足口病病毒(EV71)的活性,且抗RSV和COX-B5的效果优于阳性对照药利巴韦林,其TI值分别达80.895和41.541。冯坤苗等[62]对西洋参茎叶中多糖的抗病毒活性进行研究表明,西洋参茎叶多糖对RSV-Hep2细胞具有体外抗病毒作用,抗病毒TI指数为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,也可以间接消耗掉容易产生自由基的物质,抑制进一步氧化反应的发生[63]。植物多糖抗氧化能力的强弱与多糖的来源、组成以及结构密切相关。Cui等[64]通过对虎杖粗多糖的研究表明,虎杖粗多糖具有显著的自由基清除能力和抗氧化活性,在免疫系统内发挥预防氧化损伤的重要作用。Zhang等[65]对枸杞多糖抗氧化活性进行研究表明,枸杞多糖对羟自由基和DPPH自由基的清除率随浓度的增加而逐渐增强,且当浓度达到一定值时,其清除率趋于平缓。任丽君等[66]对新疆不同产地红花中多糖含量及抗氧化活性进行研究,结果表明,红花多糖对DPPH·和·OH具有较好的清除能力,对铜离子有较强的还原能力,且呈现出一定的量效关系。杨孝延等[67]对冬瓜多糖体外抗氧化活性进行研究,结果表明,当冬瓜多糖浓度为5 mg/mL时,其对DPPH自由基、羟自由基、超氧阴离子自由基的清除率分别达77.91%、99.64%和74.48%,从而证实冬瓜多糖具有较好的抗氧化活性。

5 植物多糖的降血压、抗血栓作用

植物多糖具有较好的增强冠状动脉和心肌供氧能力,从而达到预防动脉硬化和改善血液循环的目的。王再花等[68]研究石斛茎段不同浓度多糖对自发性高血压大鼠体内的降血压效果,结果表明,铁皮石斛、金钗石斛、大苞鞘石斛和春石斛不同纯度多糖均对自发性高血压大鼠具有降压效果,且随处理时间的延长,效果越显著。缪化春等[69]研究天麻多糖对高血压大鼠的降血压作用,结果表明,天麻多糖能够明显降低高血压大鼠的收缩压和舒张压,特别是中、高剂量组呈现一定的剂量依赖性,其作用机制与促进内源性舒血管物质的生成,以及抑制内源性缩血管物质的释放,并恢复二者的拮抗平衡有关。樊一桥等[70]研究黑木耳多糖的抗血栓作用,结果表明,黑木耳多糖能够明显延长特异性血栓形成时间和纤维蛋白血栓形成时间,缩短体外血栓长度,并减轻其干、湿重,降低家兔血液黏度。汪效英等[71]研究分析灵芝菌丝体多糖的抗血液凝固和抗血栓形成作用,结果表明,从灵芝菌丝体水提液中得到4个含多糖成分(GLP1～GLP4),其中GLP2能显著延长小鼠血液凝固时间和出血时间,显著对抗家兔血栓形成,减少血栓湿重,缩短血栓长度,降低血小板聚集率,其中大剂量组还能够降低纤维蛋白原含量,缩短凝血酶和凝血活酶的时间作用。

6 植物多糖的降血糖作用

植物多糖能够通过降低肝糖原含量,调节糖代谢酶活性,有效促进外周组织器官对糖的利用,对升糖激素起到抑制作用,从而达到降血糖的目的。Xu等[72]对山茱萸多糖的抗糖尿病作用进行研究,结果表明,山茱萸多糖能够通过调节胰腺内JNK/p38通路而发挥显著的降血糖作用,并抑制链脲佐菌素诱导的胰腺组织细胞凋亡,进而达到改善胰腺内代谢功能的目的。杨洁等[73]研究三七多糖对糖尿病模型大鼠的降血糖作用,结果表明,与链脲佐菌素诱导的糖尿病模型大鼠组相比,用药5周后,三七多糖中剂量组大鼠空腹血糖水平明显降低,用药8周后,不同剂量的三七多糖组大鼠空腹血糖、糖耐量和肝糖原水平明显降低,进而证实了三七多糖具有降血糖作用。潘静等[74]研究分析苦竹叶对2型糖尿病小鼠血糖的作用,结果表明,苦竹叶多糖治疗组小鼠空腹血糖水平显著下降,血清丙二醛含量显著下降,而空腹胰岛素水平显著升高,因而,苦竹叶多糖对2型糖尿病小鼠具有显著的降血糖作用,其机制可能与自由基代谢的调节作用有关。

7 植物多糖对免疫性肝损伤的保护作用

免疫性肝损伤是指免疫应答在清除病毒的同时,对肝细胞造成的损伤。曾诚等[75]研究昆仑雪菊多糖对急性及免疫性肝损伤小鼠的保护作用及机制发现,在急性肝损伤和免疫性肝损伤实验中,与模型组比较,昆仑雪菊多糖低、中、高剂量组和阳性药组小鼠肝指数、脾指数、丙二醛、谷丙转氨酶、谷酰转肽酶、肿瘤坏死因子α和白介素6含量和水平均下降,超氧化物歧化酶活性逐渐增高,肝细胞水肿、变性等损伤程度明显减轻,从而证明昆仑雪菊对急性肝损伤和免疫性肝损伤均具有一定的肝脏保护作用。郑丹丹等[76]研究发现,双孢菇胞内多糖和胞外多糖对小鼠免疫性肝损伤均具有一定的保护作用,其机制可能与清除自由基、抑制脂质过氧化,调节免疫系统平衡等有关。

8 植物多糖的抗辐射作用

随着科学技术和人们生活的现代化,电子电器越来越普遍,人们越来越多的接触辐射。多糖具有一定的抗辐射作用。Yuan等[77]研究表明,紫外线B照射诱导的氧化应激能够明显抑制细胞活力和细胞周期进程,促进细胞凋亡,经芦荟多糖处理后,细胞活力和增殖能够得到显著改善,细胞凋亡受到抑制,具有更高的抗氧化能力,同时能够上调Keap1、Nrf2、GCLC和GSTP1的表达。张利英等[78]研究黄芪多糖对重离子辐照人骨髓间充质干细胞促增殖作用及其机制,并发现与对照组比较,12C6+(2Gy)辐射后人骨髓间充质干细胞增殖率降低,克隆形成数减少,而微核率和免疫荧光焦点显著增多,P65、p-P65、COX-2等相关蛋白上调,表明黄芪多糖对受12C6+辐射的人骨髓间充质干细胞的促增长作用可能与下调NF-κB信号通路相关蛋白、维持人骨髓间充质干细胞基因组稳定性有关。

9 结语

多糖作为构成生命活动的四大基本物质之一,也是一类非常重要的天然活性成分,具有毒副作用小、资源来源广的优势和特点。植物多糖作为植物的重要活性成分之一,具有抗肿瘤、免疫调节、抗氧化、抗病毒等多种药理活性。因此,以植物多糖为植物基础,采用新技术和新工艺研制出更具价值的药品和食品已成为广大学者的目标。近年来,随着植物多糖药理活性研究探索的不断深入,其越来越多的药理活性被报道,但对植物多糖明确的化学组分的研究仍停留在初级结构上,关于高级结构的报道十分少见;药理活性机制的深入研究也相对较薄弱;临床应用则更是罕见。随着现代药理、药化分析技术水平的飞速发展,植物多糖成分的研究将迎来崭新的时代。总之,对植物多糖多方面多领域的深入探讨,必将为其全面开发利用奠定坚实的基础。