菠蘿蛋白酶藥理活性及其在畜禽疾病中的應(yīng)用

趙云英 付寶明 王 玉 葉 超

河北地邦動(dòng)物保健科技有限公司，石家莊050000

菠蘿蛋白酶是存在于菠蘿莖、果實(shí)、果皮中的一類(lèi)蛋白水解酶的總稱，屬于半胱氨酸巰基蛋白水解酶。目前大量被應(yīng)用于人藥臨床，屬于其他解熱鎮(zhèn)痛抗炎藥，主要用于各種炎癥的輔助治療，如骨關(guān)節(jié)炎、腸炎、乳腺炎、子宮炎、胰腺炎等。研究表明還具有抗血小板凝集、免疫激活和抗腫瘤轉(zhuǎn)移等功能。目前面對(duì)“食品安全是第一國(guó)計(jì)民生”，畜禽養(yǎng)殖再遇挑戰(zhàn)，飼料中藥物性飼料添加劑禁用，獸藥全面實(shí)施限抗、禁抗的國(guó)家政策；“無(wú)抗養(yǎng)殖”成為大家的關(guān)注點(diǎn)，菠蘿蛋白酶能否在畜禽養(yǎng)殖業(yè)中發(fā)揮應(yīng)有的作用？本文將就此話題對(duì)已有研究進(jìn)行綜述。

1 菠蘿蛋白酶的物理特性

菠蘿蛋白酶屬于復(fù)合酶，包括蛋白水解酶、非蛋白水解酶，且含有淀粉酶和纖維素酶的活性。其結(jié)構(gòu)中含有一個(gè)寡糖分子，由木糖、巖藻糖、甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺組成，共價(jià)連接在肽鏈上。催化水解的活性基團(tuán)之一是巰基基團(tuán)的參與，此外還有氨基、色氨酸殘基等[1-2]。

菠蘿蛋白酶屬于生物活性物質(zhì)，其活力易受pH、金屬離子、溫度、表面活性劑、抗氧化劑等的影響；尤其在制劑上需要重點(diǎn)考察。大多數(shù)的酶在干燥、低溫環(huán)境中穩(wěn)定性較高，菠蘿蛋白酶也不例外，隨著溫濕度的增加，其蛋白酶發(fā)生自水解作用增強(qiáng)，活力迅速下降。研究表明，對(duì)于溫度，零度以上溫度越低其穩(wěn)定性越高，所以在畜禽上應(yīng)用的難點(diǎn)就是制劑和貯藏穩(wěn)定性的問(wèn)題。郭晶晶[3]研究表明，一些疏水性的小分子可顯著增強(qiáng)菠蘿蛋白酶的活性。同時(shí)也可以做成包被微丸，提高藥物在體內(nèi)外的穩(wěn)定性。

2 菠蘿蛋白酶的藥理活性

菠蘿蛋白酶作為一種活性植物提取物，在人醫(yī)臨床應(yīng)用已經(jīng)很廣泛，效果也得到證實(shí)，很多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了深入的研究。目前國(guó)內(nèi)畜牧業(yè)面臨無(wú)抗、健康養(yǎng)殖的新任務(wù)，所以這種無(wú)抗無(wú)殘留的新型藥物成為大家追求的新目標(biāo)。

2.1 抗炎、抗過(guò)敏，消腫

菠蘿蛋白酶能夠抑制炎癥因子的聚集，降低血管通透性，從而降低炎癥反應(yīng)。菠蘿蛋白酶服用后，一部分以活性多肽形式被吸收，這些多肽可以加強(qiáng)纖維蛋白及酪蛋白的水解作用，將因炎癥或創(chuàng)傷等原因產(chǎn)生的纖維蛋白或凝血去掉，改善局部循環(huán)，降低血管通透性，消腫消炎效果良好。人藥市場(chǎng)目前有很多制劑上市應(yīng)用，主要用于乳腺炎、腮腺炎、蜂窩組織炎、支氣管炎等炎癥疾病的治療及輔助治療。

抗過(guò)敏效果與抗炎效果有密切的關(guān)系[4]，菠蘿蛋白酶對(duì)透明質(zhì)酸酶體外抑制率可達(dá)55.87%，是陽(yáng)性藥物息斯敏的1.06 倍，所以菠蘿蛋白酶具有很好的抗過(guò)敏作用[5]。筆者認(rèn)為可以應(yīng)用到畜禽感染引起的各種炎性滲出，降低感染的副反應(yīng)，加快疾病恢復(fù)。

2.2 調(diào)節(jié)免疫

菠蘿蛋白酶具有免疫刺激作用，血液中丙種球蛋白缺乏癥病人的吞噬細(xì)胞表現(xiàn)出對(duì)這種刺激特別敏感。此外可以用于治療免疫抑制類(lèi)疾病或作為疫苗佐劑，提高疫苗的免疫效果，刺激細(xì)胞免疫反應(yīng)[6-7]。該作用應(yīng)該屬于雙向調(diào)節(jié)，在免疫缺乏時(shí)可以正向促進(jìn)免疫反應(yīng)，而在免疫應(yīng)答過(guò)度時(shí)可以降低免疫反應(yīng)，從而降低自我損傷。

2.3 抑制血小板聚集，抗凝血，改善血液循環(huán)

血小板最大聚集率與纖維蛋白的消耗量成正比[8]，所以菠蘿蛋白酶既可以抑制血小板聚集，同時(shí)可加速纖維蛋白原的分解，從而降低血液凝固，改善血液循環(huán)。臨床主要用于預(yù)防血栓引起的冠心病、中風(fēng)等。對(duì)于畜禽疾病預(yù)防，可以應(yīng)用到病毒病的初期，改變局部淤血導(dǎo)致的廣泛性出血，改善整體血液循環(huán)。

2.4 抑制毒素分泌，降低組織損傷，提高抗菌治愈率

細(xì)菌在感染機(jī)體后，會(huì)分泌一些毒素，導(dǎo)致機(jī)體的進(jìn)一步損傷，從而增加患病動(dòng)物的死亡率。研究表明，菠蘿蛋白酶能夠降低毒素與靶細(xì)胞的結(jié)合活性，對(duì)熱不穩(wěn)定毒素、霍亂毒素、熱穩(wěn)定毒素有抑制其分泌的作用[9]。

同時(shí)由于菠蘿蛋白酶具有拮抗內(nèi)毒素、抗內(nèi)毒素誘導(dǎo)的作用，使內(nèi)毒素失去活性，最終阻止炎癥的發(fā)生和組織的損傷。菠蘿蛋白酶可以有效保護(hù)仔兔人工攻毒大腸桿菌，保護(hù)率高于新霉素組[10]，所以除了抗菌作用外，可能的作用機(jī)理是降低毒素的釋放和結(jié)合活性?？梢杂行б种萍?xì)菌病引起的內(nèi)毒素?fù)p傷，提高整體治愈率。

2.5 抗菌的同時(shí)可以增加其他藥物的吸收

菠蘿蛋白酶能夠治療單胃動(dòng)物的腹瀉，原因在于菠蘿蛋白酶可以通過(guò)蛋白酶的水解作用破壞病原體的腸道受體而發(fā)揮作用，間接達(dá)到抗菌治腹瀉的目的。同時(shí)菠蘿蛋白酶與抗生素連用，可以增加藥物的血清濃度，從而進(jìn)一步提高疾病的治愈率。比如阿莫西林、慶大、氨芐青霉素等。

3 菠蘿蛋白酶在畜禽疾病中的應(yīng)用

畜禽疾病從病原學(xué)可以分為三大類(lèi)疾病，病毒病、細(xì)菌病、寄生蟲(chóng)病。目前對(duì)病毒病的主要防控手段是疫苗免疫；對(duì)寄生蟲(chóng)類(lèi)病主要以驅(qū)蟲(chóng)藥預(yù)防為主；對(duì)畜禽常發(fā)的細(xì)菌類(lèi)疾病，主要采用化學(xué)合成藥物、抗生素、激素類(lèi)藥物防治。養(yǎng)殖戶都知道，如果幼禽或者幼畜發(fā)生腸道疾病，死亡率會(huì)明顯增加；如果發(fā)生呼吸道疾病則會(huì)嚴(yán)重制約畜禽的生產(chǎn)性能。所以對(duì)畜禽疾病的預(yù)防，最為重要的是預(yù)防細(xì)菌引起的消化道和呼吸道疾病。那么，菠蘿蛋白酶在畜禽這2 種疾病中能否起到替抗的作用？

3.1 在畜禽消化道疾病中的應(yīng)用

畜禽消化道細(xì)菌病以大腸桿菌、魏氏梭菌、沙門(mén)氏菌等為主；研究顯示，菠蘿蛋白酶在畜禽腹瀉方面的治療效果明顯。菠蘿蛋白能夠減少K88 陽(yáng)性產(chǎn)腸毒素桿菌引起的仔豬腹瀉；還可以預(yù)防仔兔大腸桿菌性腹瀉，作為促生長(zhǎng)添加劑可促進(jìn)仔兔的增重，而且作用效果明顯高于新霉素對(duì)照組[10-12]。將菠蘿蛋白酶應(yīng)用到預(yù)防日本大耳白兔大腸桿菌腹瀉，每只兔子用劑量500 mg 能夠有效防止腹瀉的發(fā)生。菠蘿蛋白酶作為飼料添加劑，可以顯著促進(jìn)仔兔的生長(zhǎng)，增加體重。

3.2 在畜禽呼吸道疾病中的應(yīng)用

菠蘿蛋白酶在畜禽呼吸道疾病方面的應(yīng)用情況尚未見(jiàn)報(bào)道，但是在人醫(yī)上對(duì)于治療小兒喘息性支氣管炎效果顯著，能夠快速消除支氣管黏膜水腫充血，解除支氣管痙攣[13]。市售復(fù)方菠蘿蛋白酶制劑主要是與豬膽汁膏復(fù)配，主要用于止咳化痰，菠蘿蛋白酶可通過(guò)使纖維蛋白大分子鏈斷裂而達(dá)到稀釋痰液的目的。另外菠蘿蛋白酶也常與施坦寧聯(lián)合使用，增強(qiáng)小兒肺炎的治療效果。這可以應(yīng)用到家禽的慢性傳染性支氣管炎的輔助治療，迅速解除臨床表征，提高治愈率。

4 結(jié)論與展望

綜上所述，菠蘿蛋白酶具有多種生物活性，為畜禽疾病防控提供了理論和技術(shù)支撐。菠蘿蛋白酶在畜禽疾病防控方面的應(yīng)用效果是非常理想的，尤其是在治療畜禽腹瀉等腸道病、促生長(zhǎng)方面效果顯著，不僅可以替代抗生素的抗菌作用，而且可以抑制細(xì)菌毒素活性和分泌，降低組織損傷。在畜禽呼吸道疾病方面的應(yīng)用雖然幾乎沒(méi)有，但是在人藥中常用于輔助治療肺炎、支氣管炎、慢性咽炎等，效果也是非常不錯(cuò)的。所以應(yīng)該增加菠蘿蛋白酶在畜禽呼吸道類(lèi)疾病方面的臨床應(yīng)用研究，對(duì)大腸桿菌、支原體等引起的呼吸道炎癥進(jìn)行治療，在無(wú)抗消炎方面顯示其優(yōu)勢(shì)。

菠蘿蛋白酶在畜禽疾病防控方面是有一定理論和臨床應(yīng)用基礎(chǔ)的，作為一種無(wú)抗、無(wú)殘留的活性植物提取物，應(yīng)該成為畜禽養(yǎng)殖業(yè)中重點(diǎn)應(yīng)用研究的產(chǎn)品，相信菠蘿蛋白酶憑借其廣泛的藥理作用，能為無(wú)抗養(yǎng)殖新時(shí)代帶來(lái)更多的可能與希望。