牛膝多糖的生物學(xué)功能及其對斷奶仔豬的影響

李 旭，陳 陽，胡二永，杜銀峰，章玲玲

（揚(yáng)州大學(xué)動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，江蘇 揚(yáng)州 225009）

牛膝多糖（ABPS）是莧科植物牛膝的根中提取的一種水溶性多糖，水溶性好，易被機(jī)體吸收，且具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗衰老和降血糖等廣泛的生物學(xué)功能，被視為可以替代抗生素的天然綠色添加劑。近年來，諸多學(xué)者對牛膝多糖做了大量研究，本文就近幾年來有關(guān)牛膝多糖的生物學(xué)功能及其對斷奶仔豬的影響作一綜述。

1 牛膝多糖的生物學(xué)功能及作用機(jī)制

1.1 免疫調(diào)節(jié)作用

牛膝多糖的免疫活性研究較多，由于其相對分子質(zhì)量小，更易刺激機(jī)體免疫功能，因而具有顯著的免疫調(diào)節(jié)作用。

特異性免疫是后天形成的獲得性免疫，在抗微生物感染中起關(guān)鍵作用。有研究發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖能明顯提高血清總IgG及特異性抗體溶血素的含量，并增加脾臟空斑形成細(xì)胞（PFC）數(shù)，還能對抗環(huán)抱霉素A引起的PFC及IgG的下降，而牛膝多糖0.2～0.8 g·L-1在體外也能刺激小鼠脾細(xì)胞增殖，增強(qiáng)細(xì)菌脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的B淋巴細(xì)胞增殖。牛膝多糖也可通過對單核細(xì)胞激活的作用來增強(qiáng)單核細(xì)胞的吞噬作用，增加單核細(xì)胞胞質(zhì)內(nèi)溶酶體量，顯著誘導(dǎo)單核細(xì)胞表達(dá)腫瘤壞死因子-α（TNF-α）和白細(xì)胞介素-6（IL-6），還能提高正常及免疫低下小鼠的紅細(xì)胞免疫功能，提高機(jī)體免疫功能[1-2]。在抗感染免疫中，細(xì)胞免疫是抗感染免疫的主要力量。季敬璋等在蛋白表達(dá)水平上證實了牛膝多糖能夠促進(jìn)Th1類細(xì)胞因子的分泌，誘導(dǎo)人T淋巴細(xì)胞分泌IFN-γ，且該作用呈時間、劑量依賴性變化，但抑制Th2類細(xì)胞因子的分泌[3]。另有報道指出，牛膝多糖也能促進(jìn)脾細(xì)胞產(chǎn)生腫瘤壞死因子-β（TNF-β），增強(qiáng)二硝基氟苯（DNFB）誘導(dǎo)產(chǎn)生的遲發(fā)型超敏反應(yīng)（DTH），而對T淋巴細(xì)胞增殖及IL-2的產(chǎn)生均無影響，表現(xiàn)出對T淋巴細(xì)胞功能的影響具有選擇性，提示其對Th1細(xì)胞可能沒有作用，主要作用在TC細(xì)胞[.4]。因此，牛膝多糖對T淋巴細(xì)胞功能影響的具體作用機(jī)制有待今后進(jìn)一步研究探討。牛膝多糖衍生物的免疫調(diào)節(jié)作用更明顯。金麗琴等通過研究牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物對小鼠脾淋巴細(xì)胞增殖及誘生IL-2和TNF-α的影響指出，牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物較牛膝多糖能更有效地促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖，可分別通過IL-2和TNF-α發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用[5]。

自然殺傷（NK）細(xì)胞和巨噬細(xì)胞在調(diào)節(jié)機(jī)體非特異性免疫功能中起重要作用。有研究發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖50～800mg·L-1在體外能有效增強(qiáng)NK細(xì)胞的活性且存在劑量依賴性；在體內(nèi)牛膝多糖60mg·kg-1能提高免疫低下小鼠NK細(xì)胞的活性，提高小鼠免疫功能[5]。金麗琴等指出，牛膝多糖不僅能使老齡大鼠血液中白細(xì)胞數(shù)增高，且能增強(qiáng)肺泡巨噬細(xì)胞（AMФ）和腹腔巨噬細(xì)胞（PMФ）中乳酸脫氫酶（LDH）和酸性磷酸酶（ACP）的活性，激活A(yù)MФ和PMФ，從而增強(qiáng)機(jī)體非特異性免疫功能[6]。另外，不同劑量的牛膝多糖對環(huán)磷酰胺（Cy）造成的免疫抑制有明顯的調(diào)節(jié)作用，使之趨于正常，并呈現(xiàn)出劑量效應(yīng)關(guān)系[7]。

1.2 抗病毒作用

牛膝多糖本身沒有抗病毒活性，但酯化后的牛膝多糖硫酸酯有很強(qiáng)抗病毒作用。彭宗根等研究表明，牛膝多糖硫酸酯在體外能抑制艾滋病病毒1型（HIV-1）逆轉(zhuǎn)錄酶和整合酶，具有抑制HIV-1的作用，且有多環(huán)節(jié)抗HIV-1作用并可能起到聯(lián)合抑制的效果，這與其他多糖硫酸酯具有多作用靶點機(jī)制相似[8]。在體外，牛膝多糖硫酸酯也有較顯著的抗新城疫病毒（NDV）作用，其抗NDV的半數(shù)毒性濃度（TC50）為0.23mg·mL-1，治療指數(shù)TI為5.3[9]。另有報道認(rèn)為，牛膝多糖硫酸酯還具有抗單純皰疹病毒Ⅰ型（HSV-Ⅰ）和乙型肝炎病毒（HBV）等作用。

1.3 抗腫瘤作用

研究發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖能抑制腫瘤引起的白細(xì)胞數(shù)量下降，恢復(fù)機(jī)體免疫系統(tǒng)創(chuàng)傷，起到恢復(fù)肝功能、增強(qiáng)骨髓造血功能和抑制腫瘤生長的作用。馮婷等研究指出，低中劑量的牛膝多糖在異源性抗原負(fù)載的情況下能夠促進(jìn)小鼠骨髓來源性樹突狀細(xì)胞（DC）的分化、成熟及表面標(biāo)記CD86、CD11a的表達(dá)，增加DC致敏的T淋巴細(xì)胞增殖指數(shù)，增強(qiáng)DC誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞（CTL）對人食管癌EC9706細(xì)胞的殺傷活性，且在一定范圍內(nèi)存在量效關(guān)系，因此，適當(dāng)質(zhì)量濃度的牛膝多糖能夠提高DC的抗原遞呈能力，進(jìn)而提高DC的抗腫瘤作用[10]。另外，牛膝多糖的抗瘤效果與其提高T淋巴細(xì)胞亞群CD3、CD4分子的百分率、增強(qiáng)機(jī)體免疫功能有關(guān)[11]。

1.4 抗氧化作用

衰老是細(xì)胞和生物體生命周期中的一個自然過程，主要由細(xì)胞氧化所致。牛膝多糖可提高超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽過氧化物酶的活性，降低丙二醛（MDA）濃度，提高動物機(jī)體的抗氧化能力[12]。也可通過降低腦組織中活性氧（ROS）、黃嘌呤氧化酶（XOD）和髓過氧化物酶（MPO）活性，來提高大鼠的抗氧化能力，從而延緩和防治腦外傷發(fā)展，用于治療和預(yù)防腦外傷后的二次損傷和多次損傷[13]。牛膝多糖是一種良好的自由基清除劑或自由基反應(yīng)抑制劑[8]。

1.5 治療哮喘

哮喘是一種常見的慢性呼吸道疾病，有嗜酸性粒細(xì)胞（EOS）、T淋巴細(xì)胞等多種細(xì)胞和細(xì)胞組分參與其中。牛膝多糖能減少哮喘大鼠氣道EOS和肥大細(xì)胞（MC）的數(shù)量，促進(jìn)EOS的凋亡，抑制MC顆粒的釋放，從而達(dá)到治療哮喘作用[14]。此外，牛膝多糖能在轉(zhuǎn)錄水平和翻譯水平促進(jìn)Th1類細(xì)胞因子的分泌，而抑制Th2類細(xì)胞因子的分泌，初步糾正哮喘患者Th1和Th2細(xì)胞因子的失衡[15]。李昌崇等研究指出，牛膝多糖能明顯減輕哮喘大鼠的氣道炎癥，表現(xiàn)為EOS等炎癥細(xì)胞在氣道浸潤明顯減少，能使Th1和Th2細(xì)胞因子的失衡也得到了糾正，表現(xiàn)為IL-4的表達(dá)下降和IFN-γ生成的增多，且對哮喘大鼠氣道炎癥的作用在致敏和激發(fā)時聯(lián)合給藥效果最佳[16]。

1.6 降血糖作用

李海泉等研究發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖能夠降低四氧嘧啶和腎上腺素所致小鼠血糖升高，促進(jìn)糖尿病小鼠肝糖元合成，而對正常小鼠血糖無影響[17]。此外，牛膝多糖還具有減少糖尿病大鼠尿微量白蛋白排出、血尿素氮濃度、防治糖尿病腎?。―N）及保護(hù)腎功能的作用，且與牛膝多糖降低腎臟轉(zhuǎn)化生長因子- β1（TGF-β1）表達(dá)有關(guān)[18]。也可能是牛膝多糖通過抑制腎組織細(xì)胞凋亡及上調(diào)Bcl-2，降低Fas基因表達(dá)來實現(xiàn)對糖尿病大鼠腎組織的保護(hù)作用[19]。金麗琴等指出，牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物對高血糖所致胰島β細(xì)胞損傷有明顯的保護(hù)和修復(fù)作用，對腎功能有不同程度的改善作用[20]。且磷酸酯衍生物能增加糖尿病大鼠體重，降低血糖、血脂水平，效果優(yōu)于牛膝多糖[21]。

1.7 其他作用

嚴(yán)善福等指出，牛膝多糖具有刺激粒細(xì)胞集落形成的能力，牛膝多糖0.8mg·mL-1的刺激作用與 細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）1mg·mL-1作用相似，并與G-CSF有明顯的協(xié)同作用，有望成為一種有效的粒細(xì)胞刺激因子[22]。彭穎等發(fā)現(xiàn)牛膝多糖對大腸埃希菌的細(xì)胞黏附具有抑制作用，其中濃度為0.8mg·mL-1時抑制作用最明顯，提示該多糖具有調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)的潛在應(yīng)用價值[23]。另外，牛膝多糖對小鼠免疫性肝損傷有一定的保護(hù)作用，對糖尿病大鼠視網(wǎng)膜組織也有保護(hù)作用，其機(jī)制與抑制視網(wǎng)膜組織細(xì)胞凋亡及上調(diào)survivin，降低bax基因表達(dá)有關(guān)[24-25]。牛膝多糖還可通過作用于心臟β受體來對蛙心產(chǎn)生正性肌力作用[26]。

2 牛膝多糖對斷奶仔豬的影響

應(yīng)用牛膝多糖可提高斷奶仔豬的日增重、日采食量，促進(jìn)其生長，減少腹瀉，其作用機(jī)制可能與其促進(jìn)抗菌肽PG-1 mRNA的表達(dá)有關(guān)，且這種促進(jìn)作用呈非典型的劑量依賴關(guān)系[27]。陳清華等指出，牛膝多糖也可抑制腸道大腸桿菌和促進(jìn)腸道雙歧桿菌、乳酸桿菌的增殖，增加回腸和空腸上皮細(xì)胞層厚度、絨毛高度，顯著降低隱窩深度，有效增強(qiáng)機(jī)體的消化吸收能力，進(jìn)而提高其生產(chǎn)性能[28]。牛膝多糖也可促進(jìn)仔豬血清淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率和細(xì)胞因子TNF、IL-1β、IL-2、IL-6的分泌量[29]。此外，牛膝多糖還可在一定程度上緩解斷奶仔豬的免疫應(yīng)激。劉玉蘭等研究表明，牛膝多糖可提高白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞的數(shù)量和比例，緩解由脂多糖所引起的仔豬血液生化指標(biāo)和白細(xì)胞分類計數(shù)的變化，起到一定的改善免疫和緩解炎癥的作用[30]。同時，牛膝多糖也可緩解免疫應(yīng)激對仔豬生長的抑制，其機(jī)制可能與其抑制炎性介質(zhì)的分泌有關(guān)[31]。

3 展望

牛膝多糖具有免疫調(diào)節(jié)、抗氧化衰老和抗病毒等多種功效，且具有安全性高、作用穩(wěn)定、副作用小等優(yōu)點。因此，在開發(fā)天然藥物免疫促進(jìn)劑和調(diào)節(jié)劑并用于疾病治療方面具有廣闊的前景和市場價值。目前，有關(guān)牛膝多糖對畜禽的營養(yǎng)功效及機(jī)制等方面的研究較少，有待今后進(jìn)一步的探討。

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