食物中活性成分對機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)作用研究進(jìn)展

李喜泉，楊巍巍，李淑珍

（1.沈陽醫(yī)學(xué)院公共衛(wèi)生學(xué)院食品質(zhì)量與安全專業(yè)2016級本科生，遼寧 沈陽 110034；2.公共衛(wèi)生學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生學(xué)教研室；3.基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院免疫學(xué)教研室）

機(jī)體免疫系統(tǒng)通過特異性免疫與非特異性免疫共同發(fā)揮免疫監(jiān)視、防御和自穩(wěn)的功能，進(jìn)而維持機(jī)體內(nèi)生理功能的穩(wěn)定，如果機(jī)體免疫能力下降或出現(xiàn)異常，則很容易導(dǎo)致多種疾病的發(fā)生，如腫瘤、持續(xù)性感染等［1］。隨著人們對疾病認(rèn)識的不斷加深，免疫調(diào)節(jié)劑以及保健食品逐漸受到了人們的青睞，而食物中的天然活性成分更是成為了研究的主要對象。本文就植物多糖、黃酮類化合物、皂苷、揮發(fā)油等食物中的天然活性成分對機(jī)體免疫功能的調(diào)節(jié)進(jìn)行綜述，為其日后的研究及應(yīng)用提供理論依據(jù)。

1 植物多糖

多糖是生物體中廣泛存在的物質(zhì)之一，是由許多相同或不同的單糖通過α-或β-糖苷鍵連接形成的天然高分子化合物，主要包括：動物多糖、植物多糖、海藻多糖以及微生物多糖［2］。其中以植物多糖的來源最為廣泛，目前某些植物多糖已成為人類生活中的重要組成部分，如淀粉、果膠、纖維素等。隨著人們對多糖研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)多糖不僅具有天然、高效、安全等特點，同時還具有極強(qiáng)的功能性，如免疫調(diào)節(jié)、抗氧化、殺菌消炎、降血糖、延緩衰老等［3-4］，因此廣泛應(yīng)用于食品科學(xué)、臨床藥物、保健食品等諸多領(lǐng)域。而植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用作為其最重要的藥理作用，一直都是人們的研究熱點，且植物多糖可以從免疫細(xì)胞、免疫分子、免疫器官三個方面對機(jī)體免疫進(jìn)行調(diào)節(jié) （表1）［5］。研究表明，猴頭菇多糖可顯著提高小鼠吞噬細(xì)胞的吞噬活性，并提高T細(xì)胞亞群的比例、自然殺傷細(xì)胞 （NK細(xì)胞）活性，同時還可以促進(jìn)白細(xì)胞介素IL-2、IL-6、腫瘤壞死因子TNF-α、干擾素IFN-γ等細(xì)胞因子的分泌量［6］。 尹美珍等［7］使用低、 中、 高三個劑量組的艾葉多糖分別作用于小鼠腹腔巨噬細(xì)胞，檢測發(fā)現(xiàn)中劑量組可明顯提高巨噬細(xì)胞酸性磷酸酶 （ACP）和非特異性酯酶 （NSE）的活性，高劑量組則可使NSE和琥珀酸脫氫酶 （SDH）的活性明顯提高，進(jìn)而增強(qiáng)機(jī)體免疫作用。

表1 植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用［5］

研究發(fā)現(xiàn)，植物多糖對巨噬細(xì)胞的調(diào)控主要通過Toll樣受體TLR2、TLR4、白細(xì)胞分化抗原14（CD14）、白細(xì)胞整合素 CR-3、甘露糖受體（MR）、β葡聚糖受體Dectin-1等介導(dǎo)的信號通路，對T、B淋巴細(xì)胞的調(diào)控主要通過膜免疫球蛋白 （mIg）復(fù)合受體、TLR2、TLR4等介導(dǎo)的信號通路［5］。 余強(qiáng)［8］選用巨噬細(xì)胞和脾淋巴細(xì)胞， 證實黑靈芝多糖是以 ROS／PI3K／Akt／MAPK／NF-κB信號通路激活巨噬細(xì)胞，以 NO／cGMP、cAMP／PKA、 Ca2＋／PKC／Calcineurin／NFAT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路激活脾淋巴細(xì)胞，共同發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用，同時認(rèn)為TLR-4的表達(dá)不僅與PSG-1增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力有關(guān)，還有可能是作用于脾淋巴細(xì)胞的受體，同時PSG-1恢復(fù)免疫抑制小鼠的免疫作用，也可能與激活脾淋巴細(xì)胞 NO／cGMP、cAMP／PKA、 Ca2＋／PKC／Calcineurin／NFAT 信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路有關(guān)。

2 黃酮類化合物

黃酮類化合物屬多酚類化合物，是一種廣泛存在于自然植物根、莖、葉等不同部位的次生代謝產(chǎn)物，其母核結(jié)構(gòu)為2-苯基色原酮 （2-phenylchromone），基本骨架具有C6-C3-C6單元，主要以與糖結(jié)合形成的苷類形式存在，少數(shù)以游離態(tài)的苷元形式存在［9］。按三碳鍵結(jié)構(gòu)的氧化程度等特點可分為黃酮、黃烷酮 （二氫黃酮）、異黃酮以及查耳酮等［10］。近年來，黃酮類化合物的抗腫瘤、抗氧化、抗炎、抗病毒等活性功能不斷被深入研究，其藥理活性與自身母核、取代基等特殊結(jié)構(gòu)密切相關(guān)［11］，同時黃酮類化合物對免疫的調(diào)節(jié)作用也引起了科研人員的廣泛關(guān)注。皮建輝等［12］研究發(fā)現(xiàn)，金銀花黃酮可以顯著提高免疫抑制小鼠的免疫臟器指數(shù)、血漿中ACP、溶菌酶 （LSZ）的活力及其他免疫相關(guān)酶的活性。沈楠等［13］以15、30、60 mg／kg的萱草花黃酮結(jié)合免疫性肝損傷小鼠模型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)萱草花黃酮對免疫性肝損傷的保護(hù)作用可能是由于抗凋亡基因Bcl-2表達(dá)水平的上調(diào)以及促凋亡基因Bax表達(dá)的下調(diào)。黃酮類化合物主要以NF-κB信號通路、MAPK信號通路以及TLR信號通路發(fā)揮其免疫調(diào)節(jié)作用 （表2）。

表2 黃酮類化合物對機(jī)體免疫作用的調(diào)節(jié)

3 皂苷

皂苷 （saponin），又稱皂甙，是苷元為三萜或螺旋甾烷類化合物的一類糖苷，故分為甾族皂苷和三萜皂苷兩種結(jié)構(gòu)，主要分布在高等植物中，少數(shù)存在于海參、海星等海洋生物中。皂苷作為人參、三七、桔梗、柴胡等植物的主要生理活性成分，經(jīng)藥理分析發(fā)現(xiàn)皂苷具有耐缺氧、抗癌等功效，同時對心血管、神經(jīng)等系統(tǒng)疾病的防治均具有一定的積極作用［17］。人參單體皂苷主要包括Rb1、Rg1等，稀有皂苷包括 Rg3、Rh2、CK等［18］，已有大量研究表明人參皂苷的免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤等作用 （表3）。由于人參皂苷單體提取難度較大，目前國內(nèi)對人參總皂苷提取較多。汪永忠等［23］研究發(fā)現(xiàn)，三七總皂苷可一定程度上保護(hù)免疫性肝損傷小鼠，主要原因是三七總皂苷能夠抑制血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶 （ALT）、丙二醛（MDA）等酶的含量，并抑制TNF-α的表達(dá)，升高SOD、谷胱甘肽過氧化物酶 （GSH-Px）的活性。

4 揮發(fā)油

揮發(fā)油 （Benzine）是一類通過水蒸汽蒸餾出來，具有揮發(fā)性的油狀液體。脂肪族化合物、萜類、芳香族化合物及其含氧衍生物如醇、酚、醚等皆是揮發(fā)油的主要成分。隨著揮發(fā)油中成分分析的不斷深入，發(fā)現(xiàn)植物揮發(fā)油對呼吸、消化系統(tǒng)均具有積極作用，同時還具有一定的免疫調(diào)節(jié)功能和抗病原微生物的作用［24］。揮發(fā)油是艾葉的有效成分之一， 隆雪明［25］以 0.25、 0.5、 1 ml／kg 3個劑量組結(jié)合小鼠血液生化指標(biāo)TP（總蛋白）、ALB（白蛋白）等酶活性、細(xì)胞因子如IL-2、IL-4、IFN-γ的表達(dá)水平的提高，說明其對機(jī)體的抗病能力。李剛［26］通過靶向途徑使蒼艾揮發(fā)油進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)肺氣虛型大鼠血液中IL-6、IL-1β的含量均開始出現(xiàn)下降，而IFN-γ的含量開始增高，肺氣虛型大鼠的炎癥反應(yīng)也得到了抑制，同時發(fā)現(xiàn)蒼艾揮發(fā)油進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)后可使神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化參與免疫調(diào)節(jié)。

表3 人參皂苷的免疫調(diào)節(jié)作用

研究表明，某些植物的揮發(fā)油還具有雙向調(diào)節(jié)作用，金線蓮揮發(fā)油在低濃度時可增加IL-2、IL-4等基因表達(dá)水平進(jìn)而增強(qiáng)免疫活性，而高濃度時則會降低免疫活性［27］。

5 脂肪酸

脂肪酸不僅是許多復(fù)雜脂類的組成成分，也是機(jī)體能量的主要來源之一，主要含C、H、O三種基本元素。脂肪酸主要對機(jī)體信號傳導(dǎo)及細(xì)胞因子基因的mRNA表達(dá)、細(xì)胞代謝產(chǎn)物的調(diào)節(jié)不同程度地影響機(jī)體的免疫作用［28］。自1929年亞油酸 （LA）被列為人體必需脂肪酸后，多不飽和脂肪酸 （polyunsaturated fatty acid，PUFA） 生理作用的研究掀起了一波熱潮［29］。目前主要以ω-3及ω-6多不飽和脂肪酸為主體，探討其抗炎、抗腫瘤、免疫、基因調(diào)控等多方面的作用及可能的機(jī)制。

膿毒癥是重癥監(jiān)護(hù)病房內(nèi)非心臟病患者死亡的主要原因，其死亡率已趕超心肌梗死，研究發(fā)現(xiàn)，ω-3多不飽和脂肪酸可有效增加膿毒癥大鼠腸道內(nèi)雙歧桿菌、乳酸桿菌的含量，并降低大腸埃希菌的含量，進(jìn)而維持腸道菌群平衡，同時還可調(diào)節(jié)大鼠免疫細(xì)胞含量，增強(qiáng)腸黏膜免疫功能［30］。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，ω-3多不飽和脂肪酸可顯著提高結(jié)直腸癌根治術(shù)患者T細(xì)胞亞群的數(shù)量以及TP等營養(yǎng)、免疫指標(biāo)，有效降低術(shù)后腸梗阻、臟器功能衰竭等并發(fā)癥的患病率［31］。

亞油酸、花生四烯酸是當(dāng)前主要研究的ω-6多不飽和脂肪酸，劉小娟等［32］使用液體芯片檢測技術(shù)檢測了經(jīng)口服、腹腔注射、耳靜脈注射ω-6亞油酸處理的小鼠不同細(xì)胞因子含量的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同的處理方式對小鼠免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用也大不相同 （表4）。

6 其他

除上述介紹的生物活性物質(zhì)外，部分低聚糖、蛋白質(zhì)、生物堿等對機(jī)體的免疫系統(tǒng)也具有一定的調(diào)控作用。

低聚糖普遍存在于高等植物中，是腸道的有益菌，可促進(jìn)雙歧桿菌的增殖。研究表明，不同劑量的蔗果低聚糖可通過細(xì)胞免疫、體液免疫以及非特異性免疫顯著增強(qiáng)小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用（表 5）［33］。

表4 不同處理方式對小鼠免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用［32］

表5 蔗果低聚糖對小鼠的免疫作用研究［33］

金屬硫蛋白 （Metallothionein，MT）是一類廣泛存在于生物體中的小分子金屬結(jié)合蛋白，富含半胱氨酸，研究表明Zn-MT對PM2.5導(dǎo)致的機(jī)體氧化損傷起到一定的緩解作用，同時可以保護(hù)自身的免疫系統(tǒng)［34］。

腫瘤的主要發(fā)病原因之一是IL-6、IL-10等細(xì)胞因子的高表達(dá)導(dǎo)致機(jī)體處于免疫抑制狀態(tài)，程亮等［35］研究發(fā)現(xiàn)，由松果體分泌的吲哚胺類激素——褪黑素可以介導(dǎo)STAT3信號通路，降低巨噬細(xì)胞表面PD-L1以及炎癥因子的表達(dá)，進(jìn)而產(chǎn)生抗腫瘤免疫效應(yīng)。

近年來，心血管疾病和癌癥等發(fā)病率逐漸上升，發(fā)病的主要原因之一就是機(jī)體免疫的失調(diào)，這一公共衛(wèi)生問題一定程度上推動了食物中生物活性成分的研究，為其在食品、臨床藥物、飼料等領(lǐng)域中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。但需要注意的是，由于各種生物活性物質(zhì)調(diào)節(jié)免疫作用所涉及的細(xì)胞不同，其免疫機(jī)制還需要進(jìn)一步研究，毒性也需要進(jìn)行相關(guān)的研究。