硒多糖的合成及藥理研究

張寧，宮路路

（遵義醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校，貴州 遵義 563000）

0 引言

硒是人體內(nèi)多種抗氧化酶的重要組成元素，例如充足的硒會使紅細(xì)胞中的谷光甘肽過氧化酶，將人體內(nèi)過氧化氫分解，有消除自由基的作用。缺硒就會造成人體細(xì)胞膜抗氧化性能下降。根據(jù)Ryan-Harshman的研究結(jié)果[1]，癌癥、糖尿病、心腦血管病、白內(nèi)障等40多種疾病都和缺硒有關(guān)。Sun Y等人研究結(jié)果顯示[2]，含硒化合物2-硒橋聯(lián)-β-環(huán)糊精通過抑制了BCl-2和p53致癌基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)了抗癌作用。統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，缺硒會使人體免疫功能下降，患癌風(fēng)險(xiǎn)增加。因此，硒又被稱為“抗癌之王”。由于人體不能合成硒，只有依靠外界獲取。膳食補(bǔ)充是主要的獲取方式，蔬菜、水果等植物中硒含量大約0.1 μg/kg，含量極低。而人體日攝入量在50-250 μg時(shí)，才能處于最佳狀態(tài)。因此，天然植物中的硒很難滿足人體需求，需要通過富硒食品來滿足。

自然界中的硒以無機(jī)硒狀態(tài)存在，人體難以吸收和利用。而且大量攝取無機(jī)硒，產(chǎn)生的硒蓄積毒性還正在研究。有機(jī)硒相對而言毒性小，易于吸收。有機(jī)硒主要分為硒多糖、硒氨基酸、硒蛋白等。其中硒多糖更利于被肌體吸收利用。本文就硒多糖的藥理機(jī)制、合成研究以及檢測方法進(jìn)行闡述。

1 硒多糖的藥理活性

1.1 抗腫瘤機(jī)理

Zhong M[3]等研究結(jié)果表明，硒多糖對腫瘤的抑制率可達(dá)46%。胡保群[4]等通過研究螺旋藻硒多糖對腫瘤的抑制作用，得到的結(jié)果顯示硒多糖抗腫瘤作用遠(yuǎn)優(yōu)于其它多糖，靶細(xì)胞殺傷率可達(dá)33%。

王敏[5]等人研究結(jié)果顯示，硒多糖含量80mg/L時(shí)就會抑制人體肝癌細(xì)胞SMMC7721、肺癌細(xì)胞A549的生長。并延長了腹水瘤小鼠的存活時(shí)間。

侯巍[6]等人通過定量的研究玉米須硒多糖對自由基的消除作用，得到羥基自由基的清除率公式,并深入分析了機(jī)理，可能是發(fā)生了芬頓反應(yīng)。對DPPH自由基的清除率達(dá)到94.9%。

以上研究結(jié)果表明，硒多糖具有明顯的抗腫瘤作用。人體內(nèi)氧自由基含量的含量增高是誘發(fā)癌癥的主要因素。丙二醛便是機(jī)體過氧化的最終產(chǎn)物，丙二醛的含量反映了氧化的程度以及細(xì)胞膜損傷的程度。谷光甘肽過氧化酶存在于紅細(xì)胞中，它可以使過氧化氫分解。過氧化物歧化酶可以消除自由基。這些抗氧化酶能夠抑制機(jī)體過氧化作用，增強(qiáng)細(xì)胞活性。硒多糖可以促進(jìn)抗氧化酶的生成，丙二醛含量降低，從而大大降低了腫瘤發(fā)生率。

從硒多糖分子結(jié)構(gòu)入手，抗腫瘤的化學(xué)機(jī)制可能是：①三價(jià)鐵是產(chǎn)生羥基自由基的主要因素，硒多糖分子中的羥基與三價(jià)鐵絡(luò)合，使機(jī)體內(nèi)羥基自由基含量降低。②細(xì)胞膜上的脂質(zhì)過氧化過程中產(chǎn)生的氧自由基，可能被硒多糖分子捕獲，阻斷了該鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。③硒可能也具有消除自由基的功能。

1.2 提高免疫力

王紅連[7]等人將靈芝硒多糖導(dǎo)入小鼠體內(nèi)，發(fā)現(xiàn)小鼠的吞噬細(xì)胞能力明顯提高，吞噬病菌能力增強(qiáng)，免疫力有很大提高。Qin等[8]利用黨參硒多糖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高了巨噬細(xì)胞吞噬能力，提高了多糖的非特異性免疫應(yīng)答；趙利霞等利用碎米薺硒多糖進(jìn)行小鼠實(shí)驗(yàn)，小鼠的細(xì)胞免疫、體液免疫以及非特異性免疫增強(qiáng)。

以上研究表明硒多糖對人體內(nèi)吞噬細(xì)胞的能力有一定的增幅作用。這種增幅作用可能與多糖本身活性有關(guān)，硒元素可能不會導(dǎo)致增幅作用。

1.3 重金屬的拮抗作用

根據(jù)Das等研究結(jié)果，硒可以明顯加快重金屬汞在機(jī)體內(nèi)的再分配，降低了中毒區(qū)局部的汞濃度，從而降低了汞中毒對人體的危害。梁英[9]等用黑木耳硒多糖進(jìn)行小鼠實(shí)驗(yàn)，小鼠體內(nèi)離子態(tài)鉛和汞的含量明顯降低。并且深入分析了作用機(jī)理。

以上研究結(jié)果表明，硒多糖對于重金屬具有較強(qiáng)的拮抗作用。該拮抗作用可能與硒多糖復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。該空間結(jié)構(gòu)容易對金屬離子造成一定的絡(luò)合作用，將重金屬“固定”下來。有效降低了游離態(tài)重金屬的含量，從而保護(hù)了機(jī)體。

2 硒多糖的合成研究

2.1 用富硒植物轉(zhuǎn)化后提取

Zhou等人用黨參做富硒培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，土壤中放入亞硒酸鈉，與對照組相比，從根、莖、葉以及果實(shí)中都檢測到更多的硒多糖。

采用該方法提取硒多糖，需要考慮植物種類以及地區(qū)的影響。我國約3/4的地區(qū)缺硒，只有少數(shù)地區(qū)是富硒地區(qū)，例如湖北恩施。在植物種類中，十字花科植物硒含量最高，其次是豆類和谷物。如大蒜、茶葉以及碎米芥等。利用這些植物的生長代謝作用，將添加在土壤中的無機(jī)硒（例如Se4+和Se6+），轉(zhuǎn)化為與多糖結(jié)合的硒多糖。這種方法需要根據(jù)土壤酸堿性進(jìn)行調(diào)節(jié)，土壤酸堿性不同，硒多糖的積累速度不同，存在形式不同。這些硒多糖以亞硒酸鹽或硒酸鹽形式存在。收集這些植物后，先進(jìn)行洗滌、烘干、粉碎。然后再用熱水浸取或者酸堿液浸取。這種處理方法雖然比較復(fù)雜，并且植物生長周期長，但仍然是目前的廣泛方法。采用該種硒化方式得到的硒多糖有多種已經(jīng)上市，如復(fù)方硒多糖、香菇硒多糖等。

2.2 化學(xué)合成

硒多糖的化學(xué)合成原理是利用多糖分子上的-OH和-NH2等基團(tuán)，與硒化試劑發(fā)生取代反應(yīng)，將硒以共價(jià)鍵的形式連在多糖分子上。根據(jù)硒化試劑的不同，可分為硒酸鹽的硒化化和氧氯化硒的硒化。

2.2.1 硒酸鹽的硒化

硒酸鹽硒化可以采用單體硒、亞硒酸鹽和硒酸鹽。采用該種硒化方式，一般多糖的主體分子以及空間構(gòu)型保持不變，硒酸根取代多糖分子上的硫酸根等相對比較容易離去的基團(tuán)，和多糖形成共價(jià)鍵。

唐家俊[10]等采用單體硒（硒粉），在硝酸氯化鋇條件下與卡拉膠進(jìn)行反應(yīng)，合成了硒化卡拉膠。并且經(jīng)過13CNMR譜、X光電子能譜、拉曼光譜檢測，硒化卡拉膠仍然保持原有的硫酸酯多糖構(gòu)型。硒以兩個(gè)不同價(jià)態(tài)存在于中部，將硫取代。末端結(jié)構(gòu)變?yōu)?C-Se-H。

繆錦來[11]也利用了上述方法得到了硒化巖藻聚糖以及硒化殼聚糖，經(jīng)13CNMR譜、X光電子能譜、拉曼光譜檢測，空間構(gòu)型沒有變化，亞硒酸根取代了巖藻聚糖中C2和C3位的硫酸根，殼聚糖中C6位的羥基和C2位的氨基。

2.2.2 采用氧氯化硒進(jìn)行硒化

龔曉鐘[12-13]等利用SeOCl2對D-葡聚糖進(jìn)行硒化，得到一個(gè)亞硒酸酯結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)為五元環(huán)。可能發(fā)生的硒化位置是在C1、C2和C6位置處，將羥基取代。得到的硒化葡萄糖含硒量6037 μg/g。經(jīng)過小鼠的藥效試驗(yàn)，該硒多糖具有非常明顯的免疫促進(jìn)作用。在該反應(yīng)中，SeOCl2與單糖分子上順式相連的兩個(gè)羥基進(jìn)行酯化作用，生成了五元環(huán)的亞硒酸酯。

上述兩種硒化方式中，硒酸鹽硒化條件較為溫和，硒酸鹽相當(dāng)于對多糖分子起到了修飾作用。而氧氯化硒做為酰氯化試劑，反應(yīng)條件活潑，使用需要注意[14-15]。硒化葡聚糖結(jié)構(gòu)圖見圖1。

圖1 硒化葡聚糖結(jié)構(gòu)圖

3 硒多糖的檢測方法

硒多糖的含硒量檢測有三種方法。分別是原子吸收、等電子耦合以及分光光度法。這三種檢測方法較為簡單常用，但是檢測之前都需要進(jìn)行消化。消化方法主要有濕法消化、低溫灰化以及封閉體系燃燒。濕法消化是最常用最廣泛的方法，消化過程中需要嚴(yán)格控制加熱時(shí)間以及溫度，溫度140℃為宜，控制硒為四價(jià)態(tài)即可。

硒多糖分子量檢測可采用SDS-PAGE方法測定；分子α、β 結(jié)構(gòu)采用拉曼光譜、糖苷酶水解以及核磁共振方法；用甲基化反應(yīng)檢測分子中羥基被取代情況；根據(jù)高效液相色譜HPLC含量判斷單糖組成[16-17]。

4 前景與展望

硒多糖是非常良好的補(bǔ)硒劑，有著抗癌、重金屬拮抗以及提高免疫力等廣泛的藥理作用。通過植物轉(zhuǎn)化和化學(xué)合成硒多糖是目前的主要合成方法，兩種都有其優(yōu)缺點(diǎn)，通過植物轉(zhuǎn)化得到的硒多糖重金屬含量低，副作用小，較為符合臨床使用條件。所以植物轉(zhuǎn)化法依然是最廣泛的方法。硒多糖的化學(xué)合成法還需要進(jìn)一步的研究，未來的合成方法應(yīng)該具有高效的硒化效率和生理活性。市場上硒多糖也僅有大蒜硒多糖、靈芝硒多糖、黃芪硒多糖以及海藻硒多糖幾個(gè)品種，對硒多糖的開發(fā)和利用仍然有廣闊的空間。

各種硒多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)及其在生物體內(nèi)的作用尚未弄清楚，研究并不完善，是否具有潛在毒性也不清楚。藥理研究與新產(chǎn)品開發(fā)一樣，也需要引起我們的重視。