靈芝多糖化學結構及藥理活性研究進展

⊙ 文 姚麗萍 章真 劉曉軍 浙江清華長三角研究院浙江省應用酶學重點實驗室；

張榮慶＊ 浙江清華長三角研究院浙江省應用酶學重點實驗室、清華大學

近幾年，人們的健康意識不斷增強，對高質量、高營養(yǎng)、高保健產品的需求日益強烈。靈芝是一種名貴的中藥，其藥理作用十分廣泛，而且由于靈芝中富含多種營養(yǎng)物質，所以包含靈芝的保健品也被越來越多的人接受和認可。靈芝多糖是靈芝中所含的活性物質，也是靈芝能夠發(fā)揮多種藥理作用的關鍵。深入研究靈芝的活性成分發(fā)現(xiàn)，靈芝多糖具有增強免疫、抗腫瘤、保肝、抗氧化、降血糖和血脂、鎮(zhèn)痛、抗衰老等多種功效，其藥用價值很高。通過對靈芝多糖化學結構和藥理作用的研究，能夠在食品、醫(yī)藥、保健品等領域為進一步開發(fā)和利用靈芝多糖提供科學的依據。

一、靈芝多糖的化學結構

多糖是一種聚合物，由10個或更多的單糖通過糖苷鍵結合而成，通常存在于植物和動物的細胞中，是人類維持生命的重要物質，在食品、醫(yī)藥等領域有著廣泛的應用。

多糖的結構與功能一直是國內外研究的一個重要課題，靈芝多糖的結構決定了其功能特征，因此對其結構進行深入研究是非常有意義的。單糖、構型、糖苷鍵、支鏈、取代基等元素組成了多糖的一級結構，多糖的分子量對多糖的生物活性有很大的影響，多糖的分支程度也因糖苷鍵數(shù)量和結合方式的不同而有所差異。最常用的單糖是葡萄糖、巖藻糖、甘露糖等，單糖的結構對糖苷鍵的方位和構象有很大的影響。常用的糖苷鍵有α-（1→6）、β-（1→4）、β-（1→6）等，二級結構是由氫鍵將多糖分子與分子間連結起來，三級和四級結構是基于二級結構并通過非共價態(tài)的交互作用而形成的有規(guī)律性的構象。

部分多糖的溶解度較低或者分支較多，從而對其生物活性造成了一定的影響，可以在多糖的分子鏈上取代硫酸基、羧甲基、乙酰基和磷酸基等，從而改善其溶解性。按相容性原理提取的多糖，是一種在水中溶解但在有機溶劑中不溶解的物質，例如酒精、丙酮中有極性高分子，在提取過程中通常使用熱水或亞臨界水，然后加入非極性溶劑，使得多糖沉淀，即可以將多糖從提取物中提取出來。還可以采用超聲波、微波、酶等多種方法進行優(yōu)化，以提高多糖的提取效率。

由于種類、產地及分離方法的不同，靈芝的化學成分和組成存在著很大的差異，對其特殊的生理功能也產生了重要的影響。在實際生活中靈芝多糖的使用范圍非常廣泛，從雜多糖、均多糖中可以分離得到靈芝多糖，從二者中提取出的多糖的適用范圍也有所差異。雜多糖與均多糖的不同之處在于，雜多糖中的單糖種類繁多，而均多糖則是全部由一種單糖構成的。靈芝多糖的研究難點在于其雜多糖的構成種類多、空間結構復雜，構成其主鏈的是葡萄糖、半乳糖和甘露糖，其支鏈則是由一些糖單元所構成，通常有巖藻糖、木糖、阿拉伯糖等。

多糖的化學結構十分復雜，但現(xiàn)有的研究不夠深入，還未能準確地得到多糖的化學結構?，F(xiàn)階段對多糖結構的分析主要是從多糖分子數(shù)量的范圍、其單糖組成類型等方面進行研究，靈芝多糖在被分離的過程中多數(shù)為β-葡聚糖，少數(shù)是α-葡聚糖。多糖鏈呈螺旋形，由三條單糖鏈所組成，該立體結構主要是通過氫鍵進行固定的，分子量為幾百到幾十萬個，主要集中在靈芝的子實體和菌絲的細胞壁上。液體培養(yǎng)發(fā)酵液和固態(tài)培養(yǎng)基中的靈芝多糖，其主要構成的單糖通常是D型半乳糖、D型葡萄糖、L型果糖等。

二、靈芝多糖的藥理活性

靈芝多糖對系膜細胞增殖及體外抗氧化活性的影響實驗表明，靈芝多糖對大鼠系膜細胞增殖有明顯的抑制作用，對高糖誘導的系膜細胞增生也有明顯的抑制作用，并對羥基自由基有明顯的清除作用；同時，以鐵氰化鉀為原料，通過還原反應，探討了其對羥基、超氧自由基的去除能力，研究顯示靈芝多糖對人體的氧化具有顯著的抑制作用，對自由基有明顯的清除效果，其清除能力受多糖濃度的影響，且呈正相關關系。人體在新陳代謝的過程中會產生大量的自由基，從而加速身體的衰老，實驗結果顯示，菌絲體中的多糖、菌絲體提取物都能顯著降低自由基的生成，并且清除巨噬細胞內叔丁基過氧化物所生成的自由基，促進HO的代謝能力，其抗氧化能力與BHA相當。靈芝多糖能夠促進人體內白細胞的合成，促進其增殖、分化、活化及 NO的生成，從而抑制內皮細胞的老化，降低血漿、SOD含量、MDA含量，間接地清除氧自由基，提高GSHpx水平。

惡性腫瘤生長速度快，侵襲性強，早期的癥狀比較容易被忽視，由于治療不及時，常會使患者的病情加重，甚至死亡。靈芝子實體、孢子粉、菌絲等都具有一定的抗癌作用，靈芝多糖會引起腫瘤細胞的毒性反應，致使細胞凋亡，并能夠直接抑制腫瘤細胞，阻礙其增殖，從而提高人體的免疫功能，影響T細胞和B細胞等間接地達到抗癌作用。靈芝多糖對小鼠腹腔巨噬細胞的吞噬作用有一定的影響，能夠增強其對抗腫瘤細胞的作用。靈芝多糖對樹突細胞增殖有明顯的促進作用，對淋巴細胞有明顯的激活作用，對腫瘤細胞有一定的抑制作用。當主鏈以β（1→3）的糖苷鍵、支鏈以β（1→6）時，相較于只有以β（1→6）作為主鏈的糖苷鍵其作用更為突出。由此可知，靈芝多糖的抗癌作用與其理化特性及生理特性密切相關。通過研究小球藻發(fā)酵液中的粗多糖并對其進行干預試驗發(fā)現(xiàn)，小球藻發(fā)酵液中的粗多糖對大鼠的白細胞、脾臟、單核巨噬細胞具有明顯的促進作用，靈芝多糖還能抑制癌細胞的生長、增殖，促使其轉化為正常的細胞，這在腫瘤的治療中具有重大的作用。腫瘤在醫(yī)學領域一直是一個重要的課題，而靈芝中的不同組分對腫瘤的藥理活性，可以作為一種有效的抗癌藥物輔助治療。

目前，對糖尿病及其并發(fā)癥的治療已經成為一個熱門課題，其中，靈芝的降糖效果非常顯著，靶點較多。靈芝多糖具有降低血糖、增強糖激酶活力的作用，能夠調節(jié)血液中的葡萄糖含量，加速葡萄糖轉化，修復胰島B細胞，增加胰島素分泌。研究發(fā)現(xiàn)，靈芝能在一定程度上抑制糖尿病大鼠的氧化壓力和脂肪的抗氧化活性能力，具有一定的防治作用。靈芝多糖可以起到雙向調節(jié)血糖的作用，從靈芝中提取的多糖能有效促進外周細胞對游離糖的吸收，從而減少高血糖，而且對PEPCK在肝組織中的表達具有明顯的抑制作用，能夠減少空腹血糖。通過分析靈芝多糖對高血糖大鼠和小鼠模型的影響，發(fā)現(xiàn)其血糖、血脂均有明顯的下降，且與對照組比較有顯著的相關性，表明其具有降血糖、降血脂的功效。

人體的免疫系統(tǒng)是一種復雜的調控網絡，大量研究表明，靈芝具有提高機體的非特異、特異的免疫功能，靈芝多糖在人體免疫功能中起著重要的作用。靈芝多糖調節(jié)大鼠長期運動性巨噬細胞的吞噬效應的實驗結果顯示，靈芝多糖能進一步刺激巨噬細胞分泌更多的NO，對免疫抑制小鼠的胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)有明顯的改善作用，并能明顯促進大鼠脾淋巴細胞的轉化。另外，靈芝多糖還具有促進 NK細胞活力，提高血漿IL-2、IFN-γ等含量的作用，表明其具有明顯的調節(jié)免疫系統(tǒng)的作用。靈芝提取物對人體的免疫系統(tǒng)具有一定的影響，其調節(jié)身體狀態(tài)、免疫系統(tǒng)功能、細胞激活程度取決于治療的劑量和療程。實驗表明，靈芝酸性組分對大鼠的吞噬作用、大鼠臟器系數(shù)、血清溶菌酶、酸性磷酸酶等指標有明顯的抑制作用，對人體免疫系統(tǒng)有明顯的加強效果。雜多糖能夠抑制下游炎性物質的表達，從而減少炎癥的發(fā)生。姜定文等人發(fā)現(xiàn)，靈芝多糖具有保護血細胞、提高細胞免疫和體液免疫的作用，并能有效改善運動員的高強度運動訓練效果和運動員自身的免疫能力。

肝臟損害是一種不能完全根治的傳染病，并且有很高的概率會發(fā)展成肝癌，而目前在臨床上應用的很多抗肝藥物都有一些潛在的不良反應，天然無損傷的藥物是長久以來的發(fā)展趨勢，因此研究靈芝對肝臟的保護作用十分必要。由于肝臟的損傷不可逆轉且不能根治，所以靈芝的護肝作用使其在臨床應用方面前景廣闊。大量實驗證實，靈芝中含有不同種類的靈芝酸，絕大部分都對HL-7702肝細胞的生存率有著顯著的提高，并能起到保護肝臟的作用。研究結果表明，靈芝多糖具有較強的抗氧化能力，能夠降低肝組織中的脂質堆積，從而對酒精性脂肪肝的損害起到一定的抑制作用。實驗結果還顯示，靈芝可以直接調控動物的肝臟和脂肪細胞的能量代謝及脂質的累積，為預防和治療非酒精性脂肪肝提供了很好的途徑。

阿爾茨海默病是由于神經系統(tǒng)發(fā)生退化而產生的的一種疾病，其致病原因尚不清楚，促進神經生長被認為是一種有效的治療方法。實現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，口服靈芝多糖水提取物能夠促進神經細胞的增殖，改善 AD小鼠的神經發(fā)育，對其認知功能也有一定的促進作用。靈芝多糖是一種調節(jié)GFR受體及細胞外信號的物質，其作用是通過抑制成纖維細胞的生長因子，從而抑制其對NPC的增殖及下游的級聯(lián)活化。實驗結果表明，靈芝多糖對小鼠腦梗塞有明顯的治療作用，能明顯降低神經細胞的損傷，明顯降低細胞的凋亡比例，減少細胞的形態(tài)損害，并能抑制細胞的過度表達。多個實驗均證實，靈芝多糖具有較好的神經系統(tǒng)保護功能，可以作為神經再生療法，用于對神經變性疾病引起的認知功能減退的治療。

靈芝是一種廣譜的藥物，對腫瘤的治療效果最為顯著。目前，癌癥的治療手段以化學療法和放射療法為主，但對機體的不良反應比較大，使得病人難以完成整個療程。靈芝是一種具有調節(jié)免疫功能的藥物，能夠提高人體的抗腫瘤免疫力，對放療、化療起到一定的作用。臨床研究表明，靈芝輔助療法能有效減少腫瘤病人的病死率和復發(fā)率，對胃癌、喉癌具有良好的治療效果。在NSCLC病人中，服用復方靈芝孢子膠囊可以改善機體的免疫系統(tǒng)，降低副作用，改善臨床效果，也可用于食管癌、肺癌、乳腺癌等疾病的輔助治療。另外，臨床上也有實驗證明，靈芝對病毒性肝炎具有一定的治療作用，可以減輕肝痛，促進肝功能的恢復，對神經衰弱、失眠等神經系統(tǒng)疾病都具有較好的臨床效果。