植物多糖及其對奶牛主要疫病的作用

趙 情 魏 凱 閆振貴 彭 軍 朱瑞良 （山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 山東 泰安

271018）

胡莉萍* （山東省動物疫病預(yù)防與控制中心 山東 濟(jì)南）

閆 川 朱書峰 司 波蘇 坡 （山東祥和乳業(yè)有限責(zé)任公司 山東 棗莊 277400）

植物多糖及其對奶牛主要疫病的作用

趙 情 魏 凱 閆振貴 彭 軍 朱瑞良*（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院 山東 泰安

271018）

胡莉萍*（山東省動物疫病預(yù)防與控制中心 山東 濟(jì)南）

閆 川 朱書峰 司 波蘇 坡 （山東祥和乳業(yè)有限責(zé)任公司 山東 棗莊 277400）

免疫調(diào)節(jié)主要是指機(jī)體識別和清除抗原，對自身成分產(chǎn)生免疫耐受，維持內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。主要是免疫細(xì)胞和免疫分子之間以及與其他系統(tǒng)如神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)之間的相互作用。而植物多糖可通過與免疫細(xì)胞表面的多種受體結(jié)合激活不同的信號通路來調(diào)控動物機(jī)體的免疫系統(tǒng)。本文主要介紹了多糖的種類及其對奶牛疾病的作用及應(yīng)用。

近年來，隨著抗生素、化學(xué)合成藥和激素等藥物在生產(chǎn)中的應(yīng)用不斷加大，以及研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)此類藥品出現(xiàn)明顯的副作用，產(chǎn)生耐藥性，造成食品安全事件。為此，更多研究者將目光逐漸轉(zhuǎn)移到天然產(chǎn)物類(動物、植物、微生物)免疫增強(qiáng)劑上[1]。迄今為止，已有300多種天然產(chǎn)物中的多糖被分離出來，其中植物中藥多糖在天然多糖中占有重要的位置，并且在生產(chǎn)中具有重要生產(chǎn)意義[2]。多糖廣泛存在于動物細(xì)胞膜、植物和微生物細(xì)胞壁中，是一類天然高分子化合物，它是由醛糖或酮糖通過苷鍵連接在一起的聚合物。奶牛的一些疾病主要是免疫系統(tǒng)遭到破壞或接種疫苗后產(chǎn)生抗體較弱，而多糖可以通過對免疫系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)來增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。

1 植物多糖的種類及其作用

1.1 植物多糖的組成及種類

植物多糖的相對分子質(zhì)量從幾萬到百萬以上，主要成分為葡萄糖、果糖、半乳糖、阿拉伯糖、木糖、鼠李糖、巖藻糖、甘露醇、糖醛酸等。植物多糖的主要組成存在差異，分別由幾種不同種類的單糖，以一定的比例聚合而成。植物多糖的種類很多。按在植物體內(nèi)的功能分為兩類：一類是形成植物體的支持組織，如纖維素；一類為植物貯存養(yǎng)料，可溶于熱水成為膠體溶液，經(jīng)酶水解后生成單糖以提供能量，如淀粉等。根據(jù)植物器官的不同，植物多糖可分為植物花果實類多糖如花粉多糖、玉米須多糖、棗多糖、無花果多糖；植物莖葉類多糖如茶多糖、蘆薈多糖、桑葉多糖、龍眼多糖；植物塊根莖類多糖如魔芋多糖、山藥多糖、麥冬多糖等。根據(jù)其在植物細(xì)胞的存在部位，植物多糖可分為細(xì)胞內(nèi)多糖、細(xì)胞壁多糖和細(xì)胞外多糖。細(xì)胞內(nèi)多糖以溶液或高度水和狀態(tài)存在于液泡中(淀粉除外)，主要為果聚糖和甘露聚糖；細(xì)胞壁多糖主要指纖維素、半纖維素、果膠類等；細(xì)胞外多糖主要指樹脂和其他膠，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

植物多糖具有多種功效：（1）調(diào)節(jié)免疫功能。如地黃多糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖等有提高機(jī)體免疫力的功能。（2）抑制腫瘤。如香菇多糖已作為原發(fā)性肝癌等惡性腫瘤的輔助治療藥物，金針菇多糖、云芝多糖、茯苓多糖等也都有不同程度的抗癌活性。（3）延緩衰老。如金針菇多糖、銀耳多糖等可顯著降低機(jī)體心肌組織的脂褐素的含量，增加腦和肝臟組織的SOD酶活力，從而起到延緩機(jī)體衰老的作用。（4）抗疲勞。某些多糖具有降低機(jī)體乳酸脫氫酶活性的作用，可使肝糖原含量顯著增加而提高機(jī)體的運(yùn)動能力，并使機(jī)體在運(yùn)動后各項指標(biāo)迅速恢復(fù)正常，因而具有抗疲勞作用。（5）降血糖、抗輻射、保肝。（6）抗菌、抗病毒等。

1.3 國內(nèi)外對植物多糖的研究基本狀況

（1）在真菌多糖方面，日本研究的較深入，并且有數(shù)中多糖如香菇多糖、云芝多糖等廣泛應(yīng)用于臨床。1989年友田正司和山田陽城通過對真菌多糖研究認(rèn)為，香菇多糖、茯苓多糖、奇果菌多糖等具有抗腫瘤作用。（2）中國學(xué)者對其他高等植物多糖的抗腫瘤作用也進(jìn)行了研究，王國秀等研究香菇多糖、靈芝多糖、黃芪多糖、人參多糖、海帶多糖和地衣多糖對小鼠免疫活性的影響，發(fā)現(xiàn)這6種多糖都能增強(qiáng)小鼠脾臟NK細(xì)胞活性和腹腔巨噬細(xì)胞吞噬能力，促進(jìn)淋巴細(xì)胞增殖以及促進(jìn)脾淋巴細(xì)胞分泌IsG等多種功效，增強(qiáng)細(xì)胞免疫、體液免疫和非特異免疫功能。

1.4 植物多糖免疫調(diào)節(jié)機(jī)制

當(dāng)前多糖研究的熱點(diǎn)是多糖類物質(zhì)增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力的作用機(jī)制，目前研究水平已達(dá)到基因和分子水平[3]。多糖增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力的作用機(jī)制主要有多個途徑。多糖具有能夠與淋巴細(xì)胞表面受體結(jié)合的能力，從而影響淋巴細(xì)胞間和細(xì)胞內(nèi)的信息傳遞，進(jìn)而達(dá)到調(diào)控淋巴細(xì)胞內(nèi)基因的選擇表達(dá)，最終影響蛋白的生成而達(dá)到影響淋巴細(xì)胞的功能的作用，是目前比較公認(rèn)的作用機(jī)制。其主要通過以下幾個途徑實現(xiàn)的：激活B、T淋巴細(xì)胞，增加抗體的生成量；激活NK細(xì)胞；增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的功能；促進(jìn)并誘生多種細(xì)胞因子；影響NO的分泌調(diào)節(jié)機(jī)體免疫；激活增強(qiáng)機(jī)體的補(bǔ)體系統(tǒng)；調(diào)節(jié)機(jī)體神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫系統(tǒng)；調(diào)節(jié)淋巴細(xì)胞產(chǎn)生cAMP和cGMP從而調(diào)控其含量和相對比值。

2 植物多糖對奶牛主要疾病的作用

2.1 口蹄疫

2.1.1 黃芪多糖及其功能 黃芪多糖(APS)是一種具有多種生物活性的水溶性復(fù)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種單糖組成，是中藥黃芪的主要活性成分。APS[4]具有提高機(jī)體的抗氧化能力、抵抗力、治療病毒性疾病等作用；能提高動物機(jī)體對營養(yǎng)物質(zhì)的利用；促進(jìn)動物生長，提高肉蛋奶品質(zhì)及產(chǎn)量；還具有抗應(yīng)激，降血糖，防衰老等多種作用。

2.1.2 對奶?？谔阋叩淖饔?口蹄疫(FMD)是人獸共患病，被列為A類傳染病。目前對FMD的防控主要采取疫苗免疫，但其存在免疫原性較差，免疫期較短等不足。研究證明，多種疫苗與免疫增強(qiáng)劑配合使用具有良好的免疫效果。朱志盈等證明囊素可以提高FMD滅活疫苗的免疫原性，提高機(jī)體的免疫力，增強(qiáng)疫苗的免疫效果。因此，在進(jìn)行奶牛FMD免疫時通過配合使用免疫增強(qiáng)劑也可能提高免疫效果。申義君等關(guān)于黃芪多糖(APS)對奶牛免疫功能與抗氧化能力進(jìn)行了研究。APS有提高機(jī)體的抗氧化能力、抵抗力、治療病毒性疾病等作用。申義君通過改變?nèi)占Z中APS的含量來測定奶?？谔阋叩目贵w水平。通過整個試驗結(jié)果表明，在日糧中添加不同劑量的APS對奶牛接種口蹄疫疫苗后抗體的產(chǎn)生有促進(jìn)作用，且呈正相關(guān)。因此APS可作為免疫增強(qiáng)劑用于奶牛口蹄疫的防治。

2.2 布病

2.2.1 布病的發(fā)病機(jī)理 布魯菌侵入機(jī)體后，到達(dá)淋巴結(jié)，被吞噬細(xì)胞吞噬，在胞內(nèi)生長繁殖，形成原發(fā)性病灶，細(xì)菌大量繁殖，破壞吞噬細(xì)胞進(jìn)入血液引起菌血癥，侵入血液中的布魯菌散布至全身各組織器官，大量釋放的細(xì)菌超過了吞噬細(xì)胞的吞噬能力，表現(xiàn)明顯的敗血癥和毒血癥。

2.2.2 多糖對布病的作用 淋巴細(xì)胞數(shù)量的多少直接反應(yīng)著機(jī)體免疫的強(qiáng)弱。通過枸杞多糖、牛膝多糖以及多糖混合物對奶牛淋巴細(xì)胞增殖的影響試驗表明，單組分多糖、多糖混合物能顯著提高奶牛外周血淋巴細(xì)胞增殖，具有免疫增強(qiáng)作用，而多糖混合物可以起到協(xié)同增強(qiáng)免疫的作用，其作用明顯優(yōu)于單組分多糖。已有研究發(fā)現(xiàn)，APS作為生物免疫調(diào)節(jié)劑，促進(jìn)細(xì)胞中RNA，DNA和蛋白質(zhì)的合成，提高細(xì)胞內(nèi)環(huán)核苷酸(cGMP，cAMP)的含量，調(diào)節(jié)信號傳導(dǎo)途徑，對非特異性免疫和特異性免疫具有促進(jìn)作用。 經(jīng)過大量的試驗表明：APS在體內(nèi)能夠促進(jìn)巨噬細(xì)胞活化，增強(qiáng)其吞噬和殺傷布魯菌株的活性；APS可通過刺激巨噬細(xì)胞分泌TNF-α、NO、IL-12，參與抗布魯菌免疫應(yīng)答；APS可促進(jìn)IFN-γ的分泌，增強(qiáng)抗布魯菌細(xì)胞免疫應(yīng)答功能，從而為臨床治療布魯氏菌病提供了理論依據(jù)和新的思路[5]。

2.3 結(jié)核病

2.3.1 結(jié)核病免疫學(xué)特征及致病機(jī)制 （1）結(jié)核病的免疫學(xué)特征是細(xì)胞免疫功能低下和體液免疫功能增強(qiáng)，且病情越重越明顯。細(xì)胞免疫功能低下主要表現(xiàn)在機(jī)體抵抗力下降，導(dǎo)致肺部病變常年不愈，痰菌持續(xù)陽性或易合并肺部感染等，最終成為難愈性肺結(jié)核或MOR-TB的原因；體液免疫功能增強(qiáng)主要表現(xiàn)為重度結(jié)核中毒癥狀等機(jī)體高敏感狀態(tài)。近年免疫調(diào)節(jié)治療已成為肺結(jié)核的重要輔助治療。植物多糖這類藥物可激發(fā)免疫應(yīng)答中不同環(huán)節(jié)而增強(qiáng)機(jī)體免疫功能。（2）致病機(jī)制是分支桿菌侵入機(jī)體后，與巨噬細(xì)胞遭遇，易被吞噬或被帶入局部的淋巴管和組織，并在侵入的組織或淋巴結(jié)處發(fā)生原發(fā)性病灶，細(xì)菌滯留并在該處形成結(jié)核。當(dāng)機(jī)體抵抗力強(qiáng)時，此局部原發(fā)性病灶局限化，長期甚至終生不散，如果抵抗力弱，進(jìn)一步發(fā)展，細(xì)菌經(jīng)淋巴管向其他一些淋巴結(jié)擴(kuò)散，形成繼發(fā)性病灶。

2.3.2 多糖對結(jié)核病的免疫調(diào)節(jié) 多糖對結(jié)核的作用主要是通過增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的功能，許多多糖可顯著提高機(jī)體巨噬細(xì)胞的吞噬指數(shù)，并可刺激抗體的產(chǎn)生，從而增強(qiáng)人體的免疫功能。

2.4 奶牛乳腺炎

2.4.1 植物多糖對奶牛乳房炎致病菌的抑菌作用 （1）乳房炎是奶牛泌乳期發(fā)病率很高的一種乳房疾病，可使患牛泌乳機(jī)能及產(chǎn)奶量急劇下降，造成奶牛生殖機(jī)能失調(diào)，為奶牛場的常見病和多發(fā)病。近幾十年來，臨床治療奶牛乳房炎，主要使用抗生素、激素和化學(xué)合成藥。抗生素在防治奶牛乳房炎方面發(fā)揮了重要作用，但也帶來了一系列問題，如患牛內(nèi)分泌功能紊亂，耐藥菌株增加，獸藥殘留超標(biāo)等，嚴(yán)重影響到人類健康。國家對牛奶的衛(wèi)生指標(biāo)要求無抗生素殘留，這對奶牛乳房炎的治療提出了挑戰(zhàn)。（2）楊玉艾等以黃芪為原料，提取了黃芪多糖，研究了其對幾種乳房炎主要致病菌的抑制作用，一方面是藥物對細(xì)菌及其毒性產(chǎn)物的直接抑殺和解毒作用，另一方面更主要的是通過調(diào)動機(jī)體免疫防御功能而發(fā)揮抑菌殺菌作用。黃芪多糖對志賀痢疾桿菌、炭疽桿菌、鏈球菌、金黃色葡萄球菌、大腸埃希菌和沙門菌均有抗菌作用，廣泛應(yīng)用于細(xì)菌性疾病的防治，為臨床防治提供依據(jù)[6]。

2.4.2 植物多糖對奶牛乳房炎免疫機(jī)能的作用 王曉峰對多糖混合物對奶牛乳腺炎的作用進(jìn)行了研究，通過對實驗獲得的枸杞多糖、牛膝多糖以及蜂膠提取物進(jìn)行了藥效學(xué)、藥動學(xué)及臨床預(yù)試驗，說明了多糖在促進(jìn)維持乳腺免疫機(jī)能方面具有可持續(xù)性。

3 研究與展望

植物多糖的功能對人和家畜的作用是巨大的，無論是國內(nèi)還是國外的學(xué)者都在努力的探索著。但是植物多糖的結(jié)構(gòu)復(fù)雜且很難確定，并且功能研究涉及面較寬，大多沒有深入的機(jī)理研究，只是停留在推測基礎(chǔ)上。所以應(yīng)對多糖的藥理機(jī)制進(jìn)行深入探索。而且今后的研究工作應(yīng)放在植物多糖提取工藝的優(yōu)化上，不同動物品種和年齡階段的最適添加量，以及不同來源植物多糖免疫增強(qiáng)的分子機(jī)制等方面應(yīng)給予更多的關(guān)注和探索?？蓪窈笮滦蜔o公害飼料添加劑的開發(fā)應(yīng)用提供新的思路和方法。

4 小結(jié)

現(xiàn)在很多疾病的發(fā)生都是因為機(jī)體的免疫系統(tǒng)遭到破壞，從而使機(jī)體的抵抗力下降，所以應(yīng)對植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用進(jìn)行深入的研究，使其在動物疾病治療方面起到更大的作用。而且應(yīng)在植物多糖預(yù)防動物疾病方面多做努力，使其對動物的疾病起到更好的預(yù)防作用，減少更多的損失。植物多糖具有巨大的開發(fā)潛力，在保健食品和醫(yī)藥應(yīng)用等方面有很廣的開發(fā)前景，在未來，植物多糖一定能在抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化等方面為人類和動物的健康做出貢獻(xiàn)。

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S816.7

A

1007-1733(2017)12-0100-03

2017-09-09）