王 琦,刘玉玲,王 志
(吉林省养蜂科学研究所,吉林 吉林 132013)
蜂王浆是由蜜蜂群中哺育蜂头部腺体分泌的分泌物[1],是供给蜂王和三日龄以内幼虫的主要食物[2]。蜂王浆还具备调控蜜蜂的发育和级型分化的功能,即将成长为蜂王的幼虫被工蜂喂以蜂王浆,最终发育成为蜂王[3~4]。蜂王浆不仅对蜂群的发展具有重要作用,对人体的健康同样大有裨益。蜂王浆中富含多种氨基酸、蛋白质、脂肪酸、维生素等营养物质,是天然滋养补品。
对于蜂王浆这一重要的蜂产品,学术界很早便展开了一系列研究。1888年,国外学者A.Von.Plant分析了蜂王浆的主要成分,这标志着学术界针对蜂王浆的研究正式拉开帷幕[5]。而国内针对蜂王浆的研究晚于国外。解放前的研究大多集中在蜂王浆的保存、用途等方面,直到1957年陈剑星先生在《中国养蜂》上发表了第一篇有关蜂王浆的研究,介绍了蜂王浆的主要成分及医学观察结果[6]。蜂王浆药用价值的研究则起源于20世纪30年代,法国养蜂学家朗赛·德贝尔伟费发现蜂王浆具有返老还童的作用[5]。此后,蜂王浆的药用价值领域开始受到学术界的广泛关注。近年来,随着分子生物学、仪器分析、基因组学等学科的发展,国内外学者开始从微观分子的角度针对蜂王浆的药用价值及作用机理进行了深入研究。
蜂王浆中含有水分62.5%~70%,其余均为干物质[7]。干物质中蛋白质的含量最多,可占干重的1/2[8]。蛋白质以MRJPs蛋白质族为主,可占王浆蛋白质总量的80% 左右[9]。其次是糖类,含量可占干物质20%~39%,一部分以蔗糖、果糖等形式存在,另一部分则附着在蛋白质上组成糖蛋白,起着一定的生理作用;脂肪酸可占干物质含量的7.5%~15%,与蛋白质相同,它也是王浆中主要活性物质;此外,王浆中还富含维生素、微量元素等营养物质,是不可多得的保健食品。
蜂王浆中的王浆酸10-HDA 和蛋白肽类成分均存在一定的抗菌消炎功效。10-HDA 对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金色葡萄球菌等细菌均有一定的抑制作用[10-11]。孙亮先等分别研究了不同蜂王浆浓度、pH 值、贮藏温度、时间的抑菌效果,结果发现,蜂王浆的抑菌效果与浓度成正比,与贮藏时间和温度成反比,较低的pH 值抑菌效果更好,但这主要源于低pH 值本身所起到较好的抑菌效果[12]。李俊霖等对10-HAD 的抑菌机理做出了研究,结果表明:10-HAD 能够抑制金色葡萄球菌部分蛋白质的合成,改变细胞渗透性导致核酸外泄,从而起到抑菌效果[13]。彭川等对比了人工合成10-HAD 与王浆提取10-HAD 的抑菌效果,发现二者抑菌效果相当[14],这为王浆酸的工业化量产并应用到药物研发中提供了重要理论依据。Sugiyam a 等从意蜂的蜂王浆中分离出来四种新型广谱抗菌肽,并通过后续实验验证了其抗菌性[15]。Park 等人研究发现,王浆主蛋白能够与细菌、真菌和酵母的表面结合,导致微生物细胞壁的结构损伤,进而产生广泛的抗菌活性[16]。最近,学者发现不同蜜源植物条件下蜂王浆的抑菌效果存在差异,油菜蜂王浆对革兰氏阳性菌的抑菌效果要高于革兰氏阴性菌,且抑菌效果比荆条蜂王浆显著[17]。
蜂王与工蜂均为受精卵发育而来,而蜂王的寿命通常长达数年,工蜂则只有几十天[18]。二者的区别在于即将成为蜂王的幼虫在化蛹前一直被饲喂蜂王浆。那么蜂王浆是否也能延长人类的寿命呢?端粒学说和自由基学说是现在主流学术界针对衰老研究中的两种假说,学者们以此为突破口对蜂王浆的抗衰老功效展开了研究。Jiang 等人采用拉曼光谱法研究了在不同浓度的蜂王浆主蛋白(MRJPs)处理下人胚肺成纤维细胞(HFL-1)的形态学观察和成分分析,结果表明,MRJPs 能够有效降低HFL-I衰老细胞所占比例,显著延长HFL-I的生命周期;而且,MRJPs还能够有效减缓细胞端粒长度的缩短,起到抗衰老的作用[19]。郭亚惠等采用溴代苯诱导小鼠肝细胞氧化损伤,并用蜂王浆灌胃以研究蜂王浆对小鼠氧化损伤的保护作用,结果表明,高剂量组的小鼠抗氧化损伤能力明显高于低剂量组,研究者指出这可能与蜂王浆中含有的Cu/Zn-SOD 有关[20]。韩国学者Sanghun 等人在研究蜂王浆对HepG 2 细胞的抗氧化作用中也发现,蜂王浆中SOD 成分的抗氧化及自由基清除效果显著[21]。近期,我国学者谌迪对不同采收时期的蜂王浆的抗氧化效果进行了研究,结果表明,5 月、6 月采收的蜂王浆清除自由基能力低于4 月、7~9 月,DPPH 自由基清除能力随王浆主蛋白的含量增大而增强[22]。
糖尿病是一组以高血糖为特征的代谢性疾病,由胰岛素分泌缺陷引起。诸多研究表明,蜂王浆在血糖调节方面卓有成效。汪宁等通过培养HepG 2 细胞并观测培养液中葡萄糖消耗量来评估蜂王浆冻干粉对其的影响,结果发现,蜂王浆冻干粉能有效增加高糖状态下HepG 2 细胞的葡萄糖消耗量;进一步建立四氧嘧啶糖尿病小鼠模型研究也显示,蜂王浆冻干粉对小鼠的降血糖效果显著[23]。实际上,蜂王浆的降血糖功效在临床上也有实践。倪辉等对63 例35 岁以上的Ⅱ型糖尿病患者进行服用蜂王浆冻干粉辅以控制饮食的方法研究了蜂王浆的降血糖功效,结果表明该方法能有效降低空腹及餐后血糖指数,对Ⅱ型糖尿病初患者和长期患者的有效率分别达10% 和70%[24]。
而针对蜂王浆降血压功效的研究,目前仍处于探索阶段,相关研究较少。只发现蜂王浆对降低血压存在一定功效,但其作用机理尚未有明确。Pan 等通过自发高血压大鼠模型研究了蜂王浆的降血压功效,结果表明蜂王浆能够有效降低大鼠收缩压、舒张压、心率和一氧化氮水平,指出这与增加一氧化氮水平有关,并提出这可能由乙酰胆碱类物质所引起的[25]。
近年来,患阿尔茨海默病(AD,也称老年痴呆症)的人呈增加趋势。该病由神经系统逐渐退化引起,患者会逐渐出现认知能力下降、精神障碍、行动障碍、失语、失认等症状。学者们从蜂王浆入手,对各种阿尔茨海默病动物模型开展了一系列的研究,旨在探究蜂王浆对神经系统的保护作用,明确其作用机理,为相关药物开发和疾病治疗提供理论依据。Tiago 等人使用注射链球菌素(icv-STZ)破坏大鼠海马体诱导其神经退化并产生认知障碍,并对长期口服蜂王浆后该类大鼠的神经发生、神经退化和氧化应激进行评估,结果发现长期口服给药能够有效增加其有关活动空间的记忆时长,降低神经退化和氧化应激水平,增加海马体新神经元的增殖[26]。潘永明研究了蜂王浆对高胆固醇摄入诱发的兔阿尔茨海默病的作用机制,发现蜂王浆能够有效降低AD 兔体内的胆固醇水平,调节AD 发病中心环节关键物质Aβ 的形成,进而改善AD 症状,并指出其作用机制可能是蜂王浆改善了BBB 的通透性,下调BSCE1 和RAGE 的表达,增加LRP1和IDE 的表达水平,进而促进了Aβ 的清除,此外,蜂王浆还可以增加神经元代谢活动并防止神经元丢失,保护神经系统[27]。Noura 等研究了耐力训练和蜂王浆的共同作用下阿尔茨海默病患者肌肉组织的变化,结果显示,二者在减少CRP 基因表达的交互作用和抗AD 效果均高于单独作用效果[28]。路晨玥等以冈田酸诱导人神经母细胞瘤SH-SY 5Y 细胞建立阿尔茨海默症模型,设置不同时间梯度加入不同含量的蜂王浆培养后,根据SOD、MDA 和ROS含量三个指标评估其效果,结果发现,蜂王浆能够显著提升实验细胞的抗氧化水平,这可能是由蜂王浆对受损细胞的保护作用引起的[29]。
癌症又称恶性肿瘤,主要表现为细胞分化和增值异常。近年来,随着人们饮食规律的改变、自然环境的恶化,全球癌症患者急剧增加。据统计,仅2018 年一年全球就新增1810 万癌症病例,死于癌症的患者人数高达960 万。各国专家、学者均开展了一系列研究以求攻克这一人类疾病史上的难题。王天石等体外模拟了蜂王浆蛋白的消化产物,并研究了其对胃癌细胞SGC-7901 的增殖和凋亡的影响,结果表明,蜂王浆蛋白消化产物对胃癌细胞的增殖有明显的抑制作用,并引起其凋亡,作用机制可能为蜂王浆蛋白消化产物激活p53 蛋白的表达,下调PARP-1 蛋白表达,从而抑制癌细胞的增长[30]。Shuang 等的研究表明,持续摄入蜂王浆42 天后,小鼠的肿瘤生长明显受到抑制,这与蜂王浆所引起的免疫调节有关,蜂王浆能诱导免疫基因表达及其相关途径的变化,从而抑制小鼠的肿瘤生长[31]。Bincoletto 等研究发现蜂王浆能够防止随埃利希腹水肿瘤(EAT)病情发展所引起骨骼压迫现象,消除了实验白鼠的水肿反应,同时,体外实验也发现蜂王浆对骨髓干细胞具有明显的的刺激作用[32]。
目前,针对蜂王浆药用价值的研究已取得了一定成果,但蜂王浆组成成分复杂,含有大量生物学活性成分,我们对它的了解只是冰山一角,未来仍有诸多问题等待我们去研究。首先,虽然我们研究发现蜂王浆对部分疾病具有显著的治疗效果或抑制作用,但其作用机理尚不明确,大部分研究中所指出的作用机理均为假说,缺少直接证据。未来,进一步对蜂王浆主要功效的作用机理进行研究将是该领域研究的重点之一,这将直接关系到蜂王浆能否用于相关药物的开发。其次,目前针对蜂王浆功效的研究大多以实验动物或体外培养为主,很少有研究将蜂王浆应用到临床上进行分析。蜂王浆无毒无害且对人体有益,可以直接进行临床研究,这能够更直接有效的确定其对人体的功效,对疾病防控与治疗存在重要意义。除已知的药用功效以外,探索蜂王浆的未知功效仍是该领域的研究重点之一。自2018 年以来,越来越多的国内外学者注意到蜂王浆对阿尔茨海默症具有良好的治疗效果。实际上,有研究表明这主要是源于蜂王浆对神经系统的调节作用,该研究方向仍处于起步阶段。在未来,蜂王浆对神经系统的作用及其作用机制也将成为研究的重点。蜂王浆作为“超级营养食品”,仍具有巨大的开发潜力。要将蜂王浆真正研究透彻,我们仍面临着诸多挑战。