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虫草多糖的生物活性及其在家禽中的应用

作者:郎久义 付燕 吴凌 齐旭阳 江国托
2008年11月20日 10时02分    来源:《中国家禽》
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    冬虫夏草(Cordyceps sinens,Chinese caterpil—larfungus),简称虫草,冬虫夏草菌为麦角菌科真菌,为寄生在蝙蝠蛾科昆虫虫草蝙蝠蛾幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体所形成的虫菌复合体。我们通常所说的虫草一般就是冬虫夏草。另外,还有一种称为北冬虫夏草的虫草。古医书记载及现代研究表明北冬虫夏草药用价值与冬虫夏草相似,具有滋补作用和多种药效,可与人参、鹿茸相媲美。

    本文就虫草多糖的组分、药理功能与虫草在家禽中应用等研究动态作简要综述。

    1 虫草多糖组分的研究

    药理学和临床研究表明,虫草多糖可增强免疫力、抗肿瘤及降血糖等功效,因此虫草多糖的研究是生物学研究热点问题。对真菌多糖的研究以美、日、德、俄等国家处于领先地位,而我国尚处起步阶段。Miyazaki等从冬虫夏草子囊果中得到水溶性高分子多糖Cs-I和Cs-Ⅱ,其单糖组分为D-半乳糖和D-甘露糖,其两者之比为1:1。 Cs-I是用热水提取的一种水溶性胞外多糖,是一种高度分支的半乳甘露聚糖。白云娥等用硫酸一蒽酮比色法测定了虫草的粗多糖中含糖为42.0%。冬虫夏草用盐酸水解,NaOH中和,乙醇沉淀蛋白,标准菲林试剂滴定,测得粗多糖为23.87%。袁建国等通过分离纯化及选育,筛选出一株可溶性虫草多糖产量最高的菌株,使原来的虫草多糖含量占菌丝干重的6%~7%提高到10%/12%;并通过多糖组分分析证明该多糖由甘露糖、半乳糖、葡萄糖等单糖组成。半乳糖甘露聚糖,系由D-半乳糖与D一甘露糖按等摩尔组成,具有高度的分支结构,其主链均有(卜2)甘露糖基存在,其支链上亦有(1-5)呋喃半乳糖。另外,袁建国等用乙醇分级分离得到7种多糖组分,这7种多糖分子量、单糖组成及摩尔比均有差异。沈敏等报道用凝胶过滤法测出冬虫夏草多糖分子量4.3万,单糖组成为甘露糖:半乳糖:葡萄糖=10.3:3.6:1。苏普等在藏药研究中报道从冬虫夏草分离出两种多糖:除一种与沈敏等报道的虫草多糖相同外,一种分子量约为2.3万,单糖组成D一甘露糖和D一半乳糖,摩尔比为3:5。

    2 多糖的免疫药理作用

    在生物进化过程中,糖类分子决定着两个相反的基本细胞操作过程,即正确保持自身免疫防御体系和当细胞脱轨出现的自身免疫疾病或癌症时,细胞表面的糖分子就改变结构和组成,即异常糖基化和异常细胞代谢。多糖对免疫系统有重要的调节作用,主要表现在免疫增强和刺激作用,它不仅能激活T细胞、B细胞、巨噬细胞(Mω)、自然杀伤细胞(NK)、细胞毒细胞(CTL)、淋巴因子激活的杀伤细胞(LAK),还能促进细胞因子的生成,如肿瘤坏死因子促进T淋巴细胞产生白细胞介素α,此外多糖还能诱导白细胞产生γ一干扰素(γ-IFN)以及起到活化补体加强抗体生成的作用。多糖对细胞免疫功能的促进和诱生多种细胞因子,是多糖发挥药效作用的机制之一。

    3 虫草多糖对免疫系统的增强作用

    3.1 对单核巨嗜细胞系统的增强作用

    虫草多糖可增加脾脏营养性血流量,促进肝、脾吞噬活性,对网状内皮系统及腹腔巨噬细胞的吞噬功能有明显的激活作用。能促进淋巴细胞的转化;能使血清IgG及血浆皮质酮升高;能使脾脏明显增重及脾中浆细胞明显增生;并能对抗可的松及环磷酰胺引起的脾脏萎缩及白细胞下降,特别是能对抗可的松引起的腹腔巨噬细胞吞噬功能降低,而不降低可的松的抗炎作用。研究表明,人工虫草的胞内及胞外多糖剂量分别为140 mg/kg、70 mg/kg时,能显著增加昆明种小鼠碳粒廓清指数K值及吞噬指数α值,增强单核巨噬细胞的吞噬功能。近年来大量临床医学试验表明,北冬虫夏草能提高血清IgG水平,刺激和恢复 T淋巴细胞和B淋巴细胞,增强淋巴细胞的转化作用。在对虫草多糖的研究中发现虫草多糖可以增强患者细胞免疫功能,改善肝功能。王根维等在实验中采用相同浓度不同剂量北冬虫夏草水提取物灌喂小鼠,结果表明北冬虫夏草水提取物可促进特异性抗体的产生,增强机体体液免疫能力,此外小鼠腹腔巨噬细胞吞噬指数也明显高于对照组。

    3.2 虫草多糖的抗肿瘤作用

    多糖的抗肿瘤作用不是直接杀伤癌细胞,而是刺激机体非特异性防御机能,尤其是在癌症病人经放疗、化疗后机体免疫力受损的情况下,成为放疗、化疗的辅助治疗手段。从冬虫夏草中提取的多糖(Cs一Ⅱ)对小鼠艾氏腹水癌抑制作用,小鼠生存率与肿瘤未发率与对照有明显差异。动物实验证明冬虫夏草配合6一疏基嘌呤(6-MP)和CY(Cyclosporin,环孢菌素)后,可提高抗癌效果,又不增加毒性。因此冬虫夏草在中西医结合防治肿瘤方面是有一定价值的。从大团囊虫草(Cophiogos。 siodes(Ehrenb.)Link)中提取的水不溶性葡聚糖能强烈抑制实验动物$180肉瘤的生长;由它衍生的多元醇比原多糖的抑瘤活性更大,可见来自各种虫草及其无性型的各种生理活性物质经过结构改造,有可能获得抗癌效果好的药物。据报道,虫草多糖可使脾淋巴细胞中CD5表达增加(CD为分化抗原簇),因CD5存在于所有T细胞上,CD5+细胞增加的同时,CD4+(CD4为辅助性/诱导性T细胞抗原标志)、CD8+ (CD8为细胞毒性/抑制性T细胞抗原标志)细胞也增加,提示虫草多糖可能增加了脾淋巴细胞中T细胞的比例。而CD5分子与T细胞的激活有关,CD5可增强T细胞的辅助功能,诱导成熟T细胞产生白细胞介素一2(IL-2)。虫草多糖是一种LAK细胞活性增强剂,可降低晚期恶性肿瘤 LAK/IL-2疗法中IL-2的用量。1989年Yo-shida报道虫草多糖皮下治疗小鼠艾氏腹水瘤和MetbA肿瘤,可使小鼠中位生存期延长到60 d和50 d,而对照组分别为19 d和16 d。Yamagnchi用虫草多糖治疗荷瘤宿主,结果显示与CTX(Cytoxan,环磷酰胺)联合应用比单用CTX或虫草多糖有效。

    4 虫草多糖的延缓衰老作用

    现代研究表明,机体在需氧代谢过程中的氧化还原反应伴有氧自由基、羟自由基、过氧化氢等的生成,在正常生理情况下,这些自由基的产生和清除处于生理性低水平状态,并对人体有利,但是如果引起活性氧代谢产物过量,即可引发生物膜中多不饱和脂肪酸发生脂质过氧化反应,损伤膜结构及功能,并产生脂褐素从而引发衰老。机体内起主要作用的自由基是氧自由基和羟自由基,它们可以引起一系列的连锁反应,产生新的自由基,进一步增强氧化反应,生物体内存在清除过量自由基的酶系或生理防御系统很有限,那就需要我们补充外源超氧自由基清除剂来维持其在体内的平衡。所以从中草药资源中寻找高效、无毒的具有清除自由基活性的天然抗氧化物质,对预防疾病、延缓衰老具有重要的意义。陈畅等应用邻苯三酚自氧化法对3种虫草水提液进行抗氧化实验、测定类SOD活性,结果显示3种虫草都具有相当的抗氧化活性,即具有良好的清除超氧自由基的能力,而且抗氧化活性和加入的量呈线性关系。同时,利用化学发光法和果蝇寿命试验对3种虫草抗氧化活性作进一步验证,结果基本一致。李连德等从虫草深层发酵产物中所提得的14种虫草多糖进行了果蝇的抗衰老试验生物活性试验,结果表明,不同来源的虫草多糖对果蝇寿命均有不同程度的延长作用,从而证明虫草多糖有延缓衰老作用;有的效果十分显著,以来源于AT01的胞内、胞外多糖效果最好,效果随纯度的增大而增大。

    5 虫草多糖的降血糖作用

    研究人员通过四氧嘧啶糖尿病模型小鼠和正常小鼠,观察了北冬虫夏草多糖的降血糖作用,同时也观察了对四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的糖基化血清蛋白和糖耐量实验以及对正常小鼠空腹胰岛素水平和胰岛素敏感指数的影响。结果表明,北冬虫夏草多糖能显著降低四氧嘧啶糖尿病模型小鼠的空腹血糖水平和糖基化血清蛋白水平,降低糖耐量实验的血糖曲线下面积,且呈一定的量效关系。季晖等对人工虫草菌丝多糖生理功能的研究发现,虫草多糖对正常小鼠与四氧嘧啶糖尿病和链脲佐菌素糖尿病的模型小鼠均有显著的降血糖作用,且有一定量效关系。

    6 虫草在家禽中的应用

    魏建忠等证明虫草添加剂对鸡的生长具有较强的促进作用,能有效提高饲料转化率,节约了单位增重的耗料量,但其作用机理还有待进一步探讨。虫草添加剂含有多种营养成分如矿物质元素和生物活性物质,可以被动物机体利用,参与机体的新陈代谢,此外它也是一种有价值的中草药,具有补肺益肾之效,从而能增强鸡体的免疫机能和抗病能力。饲料中添加虫草添加剂后,试验组连续添加56 d,未见有不良反应和异常变化,宰后肌肉及内脏均无异常,说明虫草添加剂安全无副作用。人工培养的虫草与天然虫草有效成分基本相同,人工培养简单、易于大规模生产,有利于在畜牧生产上推广应用。

    陈安徽等报道虫草饲料添加剂基本不影响土杂商品肉仔鸡肌肉中的水分和灰分含量,但可显著提高肌肉中的蛋白质含量。与对照组比较,试验组肉仔鸡肌肉中粗脂肪的含量显著降低,这表明虫草饲料添加剂不仅可以促进动物的生长,也能降低动物肌肉中粗脂肪的含量。

    在氨基酸分析结果表明,土杂肉仔鸡胸肌、腿肌的氨基酸种类齐全,其中谷氨酸、天门冬氨酸、甘氨酸等风味氨基酸含量较高,这可能是土杂肉鸡肉质鲜美,深受广大消费者喜爱的原因之一。

    试验结果可以看出添喂虫草饲料添加剂的试验组较对照组肉鸡肌肉中的氨基酸总含量有显著提高,并且其中人体必需氨基酸和风味氨基酸的含量亦较对照组有显著性提高,经统计分析差异达极显著水平。

    关于冬虫夏草的促生长作用,陈安徽等报道可能与冬虫夏草中含有的核苷酸和环状缩羧肽等生物活性成分有关;而提高肉仔鸡免疫力的功能,可能是冬虫夏草中所含的两种多糖类物质的作用。

    7 结语

    虫草是一种非常珍贵的中药材,除了虫草多糖外,还含有蛋白、氨基酸及虫草素等生理活性成份。天然冬虫夏草生长环境特殊,来源稀少,所以价格昂贵。近年来人工虫草培育成功,产量增多,使之在滋补保健品领域和饲料添加剂方面得到广泛应用。对虫草多糖及其它虫草生物活性成份进行深入的研究,可大大促进其在医药、保健品、饲料添加剂等领域的应用。

 


(编辑:钟双玲)
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