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【原创】 多糖与人类健康综述

健康饮食——胃肠保健 │ 2009-12-01 08:08:33

 

当今，在生物学领域中多糖的研究异军突起，成为生命科学的前沿。

 

多糖是单糖通过糖苷链连接而成的天然高分子化合物，科学研究结果确认多糖作为信息分子在受精、发育、分化、神经系统和免疫系统衡态的维持等方面起着重要的作用。

 

科学研究还证实，自身免疫疾病、衰老、癌细胞的异常增殖和转移、艾滋病毒、病源体感染，各种炎症等生理和病理过程都有多糖类介导。

 

科学研究确认在多细胞生物的细胞外表覆盖着一层糖链，这些糖链参与了细胞面的粘附，在细胞表面形成分支的糖链宛如无线电天线，正是它们在细胞间传递信息，因此，多糖类物质对生命现象的解释，提供十分重要的可靠的依据。为此，当前国际上先进工业国家都投入巨资研发多糖，多糖的研究状况成为反映一个国家生物高科技发展水平的衡量尺度。

 

多糖对人类健康有举足轻重的作用，它能控制细胞分裂和分化，调节细胞的生长与衰老。它还具有调节免疫的功能，是当今已知的最佳的免疫增强剂、促进剂和调节剂，在免疫障碍引起的疾病上用途广泛，它不但能防止癌症对免疫系统的严重损伤，而且能防治多种由于免疫缺损的疾病和慢性病毒性肝炎、反复呼吸道疾病、病毒性感冒和由耐药细菌引起的久治不愈的结核病，临床证明多糖还能显著地防止经链霉素一利福平治疗后肺结核的复发。

 

特别引起医学界关注的是多糖类物质能激活巨噬细胞、T淋巴细胞、B细胞等，以加强抗体，达到抑制和消灭肿瘤细胞的效果。多糖还可促进胰岛素的分化，养活肝糖原的量，多糖被人体消化吸收，只需极少量的胰岛素参与，绝不会加重胰岛素的负担。因此，多糖可防止糖尿病并发症，1990年日本专门报道多糖可作为眼球晶体疾病并发症的防治药，可防治糖尿病引起的视网膜破裂；多糖也能明显降低血脂、胆固醇、血压。

 

多糖所具有的活性和免疫性以及极少具有副作用，是理想的天然、安全、有效的药品和保健食品，为人类健康展示了光明的领域，为此，科学家们称21世纪为多糖世纪 

 

 

多糖生物学功能的应用研究与展望

 

概述

 

近二十年来，由于分子生物学的发展，人们逐渐认识到糖及其复合物分子具有极其重要的生物功能，多糖与免疫功能的调节、细胞与细胞的识别、细胞间物质的运输、癌症的诊断与治疗等，都有着密切的关系。多糖在医药上还是一种很好的佐剂。

 

近年来又发现多糖的糖链在分子生物学中具有决定性作用。

 

此外它还能控制细胞的分裂和分化、调节细胞的生长和衰老。

 

多糖在食品工业、发酵工业及石油工业上也有着广泛的应用。

 

因此，在开展多糖资源的开发、多糖结构的分析、多糖药理作用等的研究方面，人们做了大量的工作。

 

多糖是来自高等植物、动物细胞膜、微生物细胞壁中的天然大分子物质，是所有生命有机体的重要组成部分，并与维持生命所需的多种生理功能有关。但就其研究状况而言，糖类尽管也取得了巨大的进展，但与蛋白质和核酸的飞跃式发展相比，显得远远落伍。

 

对多糖的研究，最早是在20世纪40年代，其中研究得较早且最多的，是从细菌中得到的各种荚膜多糖，它在医药上主要用于疫苗。但多糖作为广谱免疫促进剂而引起人们的极大重视则是在20世纪60年代。尤其是近二十年来，由于分子生物学的发展，人们逐渐认识到糖及其复合物分子具有极其重要的生物功能，并且相继多次召开了有关“糖生物学和糖工程”的专题会议。

 

1984年，苏联人在荷兰召开的第十二次国际碳水化合物讨论会上报道了用全合成特定结构的荚膜多糖作疫苗，受到与会者的极大兴趣。尔后，有关真菌多糖的研究更为深入和广泛，如酵母菌多糖、食用菌多糖，特别是食用菌多糖的研究，报道数量较高，其中以香菇多糖研究得较清楚。

 

日本将香菇多糖、云芝多糖:PS—K投入市场之后，并取得了显著的效益。

 

1995年3月，亚洲分子生物学组织（AMBO）还在日本举办了“糖生物学和糖工程”培训班，也就是说，“糖生物学的时代正在加速来临”。

 

多糖具有储藏能量、结构支持和抗原决定性等多种生物功能，多糖及糖结合物的分离，纯化和组分测定及结构分析有了长足进展。同时，对多糖的生物学功能有了新的认识。

 

多糖的生物学功能

 

多糖最为突出而普遍的功能就是其对机体免疫功能的加强。多糖主要通过以下途径而发挥促进免疫功能:

 

（1）提高巨噬细胞的吞噬能力，诱导白细胞介素1（IL-1）和肿瘤坏死因子（TNF）的生成，具有这种免疫促进功能的多糖有香菇多糖、黑柄炭角多糖、裂裥菌多糖、细菌脂多糖、牛膝多糖、商陆多糖、树舌多糖、海藻多糖等;

 

（2）促进T细胞增殖，诱导其分泌白细胞介素2（IL-2），具有这类免疫促进功能的多糖有中华猕猴桃多糖、猪苓多糖、人参多糖、刺五加多糖、枸杞子多糖、芸芝多糖肽、香菇多糖、灵芝多糖、银耳多糖、商陆多糖I、黄芪多糖等;

 

（3）促进淋巴因子激活的杀伤细胞（LAK）活性，这类多糖有枸杞子多糖、黄芪多糖、刺五加多糖、鼠伤寒菌内毒素多糖等;

 

（4）提高B细胞活性，增加多种抗体的分泌，加强机体的体液免疫功能，这类多糖有银耳多糖、香菇多糖、褐藻多糖、苜蓿多糖等;

 

（5）通过不同途径激活补体系统，有些多糖是通过替代通路激活补体的，有些则是通过经典途径，这类多糖有酵母多糖、裂裥菌多糖、当归多糖、茯苓多糖、酸枣仁多糖、车前子多糖、细菌脂多糖、香菇多糖等。

 

多糖能抑制病毒反转录酶的活性从而抑制病毒复制，具有抗病毒活性，可用于制备多糖疫苗。

 

多糖结合物在细胞识别、细胞间物质运输方面也有极其重要的作用，多糖可与细胞膜上特殊受体结合，通过cAMP将信息传至线粒体提高糖代谢酶活性，刺激胰岛素分泌，加强血糖分解，促进血糖转化为糖原，用于糖尿病的防治。

 

多糖能诱导胃组织中表皮生长因子和碱性成纤维细胞生长因子合成水平，促进溃疡愈合和修复。

 

多糖及其衍生物因其特殊的功能键具有抗炎症、抗凝血、抗辐射、降血脂等作用。作为生物效应调节剂而成为近年来天然药物的研究热点之一。近十几年来，这方面的研究工作进展迅速。

 

现已证明，许多食物或食物成分都具有抗肿瘤作用，如豆类食物、十字花科蔬菜、胡萝卜素、番茄红素、姜黄素多糖等。自从50年代发现酵母多糖具有抗肿瘤效应以来，已分离出了许多具有抗肿瘤活性的多糖，其研究成果令人振奋。

 

就多糖的抗肿瘤作用而言，可将抗肿瘤多糖分为两大类:

 

一类是具有细胞毒性的多糖直接杀死了肿瘤细胞，这类多糖有牛膝多糖、茯苓多糖、刺五加多糖、银耳多糖、香菇多糖、芸芝多糖等;第

 

二类抗肿瘤活性多糖是作为生物免疫反应调节剂通过增强机体的免疫功能而间接抑制或杀死肿瘤细胞的，如能促进LAK、自然杀伤细胞（NK）活性、诱导巨噬细胞产生肿瘤坏死因子的多糖，具有抗肿瘤活性的多糖大多是通过这种途径起作用的，即具有宿主介导抗肿瘤活性。

 

此外，对地黄多糖抗肿瘤功能进行系统研究时发现，低分子质量的地黄多糖可使Lewis肿瘤细胞内的P53基因表达明显增强，从而引发Lewis肺癌细胞的程序性死亡，这可能是多糖抗肿瘤作用的又一新途径。与此同时发现具有抗突变活性的多糖有人参多糖、波叶大黄多糖、魔芋多糖、枸杞子多糖、紫芸多糖等。

 

高血脂症是指血液中一种或多种物质成分异常增高的病症，它能直接导致动脉粥样硬化、冠状动脉粥样硬化等心脏病，而后者的死亡率较高，因此积极防治高脂血症具有十分重要的意义。现已发现的具有降血脂活性的多糖有海带多糖、褐藻多糖、甘蔗多糖、硫酸软骨素、灵芝多糖、茶叶多糖、紫菜多糖、魔芋多糖等半乳甘露聚糖。

 

近年来，硫酸化多糖作为抗生素，可以治疗艾滋病引起了人们的广泛重视。

 

早在1965年，研究者陆续发现某些天然多糖硫酸酯如卡拉胶、肝素有抑制疱疹病毒复制的作用。

 

目前，许多经硫酸酯化的多糖，如香菇多糖、地衣多糖、右旋糖杆、裂褶菌多糖、木聚糖、箬叶多糖的硫酸酯有明显的抑制HIV-1（human immune efficiency virus type1）活性，其作用机理是干扰HIV-1对宿主细胞的粘附作用，抑制逆转录酶的活性等。抗病毒硫酸酯化多糖的硫酸根取代度在15～20为最佳，如果将这些多糖的硫酸根除去，则上述活性随之消失。

 

 

多糖的开发应用前景及发展趋势

 

目前全球至少有12种多糖分别用作抗肿瘤药物正在进行临床试验。

 

近年来又发现多糖的糖链在分子生物学中具有决定性作用。

此外，多糖还能控制细胞的分裂和分化、调节细胞的生长和衰老。

 

多糖在食品工业、发酵工业及石油工业上也有着广泛的应用。

因此，在开展多糖资源的开发、多糖结构的分析、多糖药理作用等的研究方面，人们做了大量的工作。

 

目前，多糖的研究以日本、美国、德国、俄罗斯等国处于领先地位，我国的科学家们也做了不少工作。尤其是植物多糖方面，由于我国是中药的起源之地，而糖类是中药材中普遍存在的成分，在对各种中药材的化学成分研究的过程中，人们都少不了对其中多糖的关注。

 

当前，国内外正致力于活性多糖的作用机理和构效关系的研究。

 

随着人们对环境保护意识的增强，回归自然已经成为人们日常生活中的一种追求。亚健康状态概念的提出，国家对医疗制度改革政策的出台以及生活水平的提高，促进了人们在观念上的转变，即由过去以治病为主的观念逐渐向防病为主的观念转变，这为天然多糖的开发应用提供了广阔的前景。

 

中药是我国的医药宝库，中药现代化是中药发展的必由之路，而天然多糖的研究无论是在药学方面还是在药理学方面都已取得了明显的进步，它的深入研究和开发将成为中药现代化的一个典范。

 

 

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