硒多糖的药理活性研究进展*

2010-02-09 15:36刘洪娜文礼湘谭周进
中国药业 2010年5期
关键词:自由基多糖抗氧化

刘洪娜,文礼湘,谭 琥,成 壮,谭周进

(湖南中医药大学,湖南 长沙 410208)

硒是人体必需的微量元素,某些疾病如癌症、肿瘤、心血管疾病等都与体内缺硒有关,但硒不能由机体自主合成,只能从体外摄取[1-2]。多糖具有提高机体免疫力、抗诱变及抗肿瘤等作用。硒多糖是硒与多糖结合的一种有机化合物,兼有硒和多糖的活性,生物活性普遍高于多糖和硒,且易被机体吸收和利用[3]。因此,开展硒多糖生物合成及其药理活性的研究具有非常重要的意义[4]。硒多糖因其双重功效而在临床或动物试验中已有较多地应用,其药品和保健品的开发研究已经开始,目前已有复方硒多糖、香菇硒多糖胶囊上市[5]。笔者对硒多糖的药理活性、作用机制及其毒副作用的研究现状进行了阐述。

1 药理活性作用

1.1 拮抗重金属

工业生产中重金属离子的大量使用,使得生态环境中的重金属离子含量很高。重金属离子随食物链进入人体后可在人体内蓄积,造成慢性中毒。研究表明,硒多糖在减少体内重金属离子的蓄积方面起着重要作用,其对重金属的拮抗作用主要体现在降低重金属离子铅、汞、砷等在生物体内的毒性。镉的毒性与其诱导的氧化损伤密切相关,镉性肾损害的肾脏组织丙二醛(MDA)含量明显增加,超氧化物歧化酶(S0D)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性明显降低,同时可出现以肾小管上皮细胞受损为主的病理改变。聂木海等[6]的研究显示,硒多糖能有效拮抗大鼠因镉中毒引起的肾脏组织病理变化,提高SOD及GSH-Px活性,降低脂质过氧化终产物MDA含量,从而有效阻止因镉中毒后机体产生过量自由基所引起的一系列脂质过氧化反应,使肾脏组织免受损害,并维持机体正常的生理功能。同时,体内硒还可以起到拮抗砷的作用。食用菌有较强的富硒能力,硒多糖是其中主要的有机硒之一。梁英等[7]的研究表明,黑木耳硒多糖可使大鼠各组织中的硒含量升高,且硒的不同存在形式对其在体内的代谢速度具有明显影响。硒多糖可以延长硒在体内的存留时间,因而可迅速提高各组织中的硒含量。张百岩等[8]研究发现,硒多糖可不同程度地增加大鼠各组织的硒含量,促进体内铅、汞离子的排除,降低各组织的汞和铅含量,从而防止铅、汞等重金属离子中毒。Das等[9]的试验证明,硒可以促进汞在体内的重新分配,即从肾、神经系统等高敏感器官转移到肌肉组织等低敏感器官,从而降低重金属离子对机体的损害。

1.2 体外抗氧化

SOD及GSH-Px是动物机体内的抗氧化酶,可以清除自由基,防止自由基对细胞结构的损伤,其活性随年龄增长而下降。香菇硒多糖能显著提高老龄小鼠体内的SOD及GSH-Px活性,延缓小鼠的衰老速度,且其作用效果与硒多糖的服用剂量呈正相关;灵芝硒多糖可明显增加小鼠血浆和肝内GSH-Px及SOD的活性,降低小鼠血浆和肝脏脂质过氧化产物含量,且其作用效果明显强于灵芝多糖[10]。张连富等[11]的研究表明,富硒食用菌多糖具有较强的还原力,对[DPPH·]和[·OH]等自由基以及脂质过氧化反应有积极的抑制作用;其作用效果与硒含量有一定的剂量-效应关系,硒含量越高,还原能力及清除自由基、抗氧化能力更强。Yu等[12]的研究表明,富硒绿茶中原油茶多酚的含量显著高于普通绿茶,而原油茶多酚是一种抗氧化剂,能清除体内的AAPH和DPPH自由基,起到了显著的抗氧化作用。李洁等[13]的研究发现,甲壳低聚糖-硒对2型糖尿病模型鼠SOD活力的恢复有一定作用,对GSH-Px活力也有一定的影响,能增强两者的活性,这表明甲壳低聚糖-硒能发挥抗氧化功能。Chen等[14]的研究表明,富硒乳酸菌的有效成分能提高GSH-Px及SOD活性,降低MDA含量,可在体内发挥抗生物氧化作用。类似的研究表明,海藻硒多糖也是一种强有力的抗氧化剂,海藻富硒培养后能大大增强抗氧化能力[15]。

1.3 增强或调节机体免疫力

硒参与细胞免疫和B细胞功能的调节,缺硒可引起免疫功能低下,补硒可增强机体的免疫力。有研究证明,适量香菇硒多糖能明显增强巨噬细胞的吞噬功能,还可增加胸腺指数,提高小鼠淋巴细胞转化率,从而增强机体的细胞免疫功能;紫球藻胞外多糖(PSP)有很好的抗病毒、抗细菌、抗辐射、调血脂及抗凝血等功能[16-17]。但对紫球藻胞外多糖增强免疫力方面的研究目前却鲜有报道。因此,朱劲华等[18]研究了含硒紫球藻胞外多糖(Se-PSP)对小鼠免疫系统的调节作用,结果显示,Se-PSP能显著增加实验小鼠的脾脏质量,并能显著增强小鼠单核细胞吞噬功能,对小鼠血清中溶血素抗体形成也有明显的促进作用。这表明Se-PSP能明显地增强小鼠的网状内皮系统 (RES)吞噬功能和体液免疫功能。硒酸酯多糖是一种多糖成分,能与红细胞膜上的多糖受体结合而可能使膜上的受体充分表达,增强了红细胞免疫黏附肿瘤以及清除血清中循环免疫复合物的能力。因此,硒酸酯多糖可增强机体的免疫能力,从而起到抗肿瘤的作用[19]。Xu等[20]通过在PDA培养基中添加硒培养肠杆菌Z0206,发现硒可以有效地在菌体内富集,然后将发酵液内的分离富硒胞外多糖饲喂小鼠,可明显改善小鼠的细胞和体液免疫反应。这说明硒多糖是一种强有力的免疫调节剂,能够提高机体的免疫功能。Wang等[21]用硒多糖饲喂卡介苗诱导肝损伤模型小鼠10 d,结果小鼠体内的血浆转氨酶活性大大增加,减少了肝细胞损害程度和炎症细胞的转移,从而增强了小鼠的免疫功能。

1.4 抗肿瘤

硒多糖具有抗肿瘤活性,目前其对肝癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌等的疗效已经被证实,作用机制可能是由于硒多糖能提高机体的免疫功能和抗氧化能力,通过提高氧化酶活性而发挥清除自由基的功能,降低脂质过氧化损伤,从而减轻活性氧自由基对免疫系统的损伤,抵抗肿瘤细胞。尚德静等[22]的研究表明,灵芝硒多糖(SeGLP-1)对小鼠肝腹水肿瘤细胞有明显的抑制作用,抑瘤率可达到80%,是灵芝多糖抑瘤率的2倍,但灵芝硒多糖体外抑瘤作用并不明显,表明其可能通过提高机体的免疫能力而增加对肿瘤细胞的抑制作用。王敏等[23]的研究表明,当硒多糖质量浓度为80 mg/L时,可显著抑制人肝癌细胞SMMC7721、人肺癌细胞A549的生长,并对人黑色素瘤细胞A357也有一定程度的抑制作用;含硒紫球藻胞外多糖可推迟腹水瘤的形成时间,延长腹水瘤小鼠的生存时间。陈国静等[24]的研究表明,硒多糖及多糖均能抑制肿瘤生长,且硒多糖的效果优于多糖。左志宇等[25]的研究表明,蛹虫草多糖对Hela细胞具有明显的抑制作用,且呈剂量-效应关系。沈伟哉等[26]的研究表明,总状蕨藻盾叶变种硒化多糖可提高小鼠的脾脏T细胞和NK细胞活性,提高腹腔巨噬细胞吞噬鸡红细胞的能力。楚惠媛等[27]研究发现,秦巴硒菇硒蛋白多糖可诱导白血病细胞株K562细胞凋亡,其凋亡机制可能是由于与肿瘤凋亡密切相关的caspase 3基因被激活且活性增强,从而促使K562细胞发生凋亡。Zhong等[28]的研究结果显示,蛹虫草硒蛋白多糖具有显著的抗肿瘤作用,抑瘤率达46.92%。Sun等[29]的研究结果显示,2硒桥联 β-环糊精(2 SeCD)能抑制脂质过氧化和保护细胞因紫外线辐射所产生的伤害,原因是2 SeCD抑制了致癌基因p53和Bcl-2在细胞中的表达,从而起到了抗肿瘤的作用。

1.5 抑制病毒复制

硒缺乏与一些病毒感染的发生、发展及防治等都有密切的联系。硒对Ebola病毒、人类免疫缺陷病毒、鼠乳腺肿瘤病毒、流感病毒及甲型肝炎病毒等均有不同程度的抑制作用,缺硒可引起病毒毒力发生改变,使无致病力病毒变为强致病力病毒。目前,关于有机硒化合物硒多糖抑制病毒复制作用方面的报道较少。魏战勇等[30]研究发现,海藻硒多糖对猪细小病毒体外增殖有一定的抑制作用,但其效果不如硒蛋氨酸和亚硒酸钠显著,可能是由于不同硒化合物的含硒形式和结构不同而造成的。对于海藻硒多糖抑制病毒所需的有效浓度,尚有待于进一步的研究。

1.6 降血糖

硒多糖可通过保护胰岛细胞,改善胰岛素的敏感性,而对糖尿病起到干预作用[31]。张敖珍等[32]研究发现,硒化卡拉胶可使正常小鼠以及四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖降低,而且对正常小鼠注射肾上腺素所致高血糖也有降低作用,说明硒化卡拉胶可改善小鼠的糖代谢而降血糖。

2 毒副作用

硒作为必需微量元素,其生理功能之一是作为体内自由基的清除剂并防止体内氧化损伤。但在不同条件下,硒化物既能清除自由基,又能产生自由基,视其在研究体系内的浓度而定。在较低浓度下,可能以清除自由基为主,表现出有益的生理反应;而在较高浓度下,则以产生自由基(活性氧)为主,导致毒性作用。体内硒过多或过少都将致病,因此在硒多糖的使用过程中,如何把握好用量,也是值得进一步研究的问题。同时,硒分为无机硒和有机硒,无机硒如亚硒酸钠毒性大,不易吸收,生物利用率低;硒多糖作为一种有机硒,毒性大大降低。怎样将无机硒转化为有机硒,尽量降低其毒副作用,是目前研究的热点。但还没有硒多糖毒性的定量研究报道,仅有不良反应比无机硒大大降低的描述。

3 结语

硒多糖作为有机硒化合物,具有抗肿瘤、抗氧化、清除自由基、调节免疫功能、抗病毒、降血糖等多种生理活性,是一种较好的生物补硒剂,因此对毒副作用小、生物可利用性好的硒多糖进行更深入的研究,这对于今后硒多糖在保健或药物方面的开发利用具有十分重要的意义。目前硒多糖已开始应用于临床,对硒多糖的药品和保健品的开发研制已陆续开展起来。例如,复方硒多糖胶囊是由硒酸酯多糖、黄芪、白花蛇草组成,具有补气养血、清热解毒和补充人体必需硒元素的功效,用于调节和改善人体免疫功能,对于各种肿瘤、心脑血管疾病、自身免疫性疾病有良好的预防和治疗作用。近年来,在低硒地区,人们通过开发补硒产品补充硒的摄入,对硒缺乏患者的治疗起到了很好的作用,尤以富硒生物产品引人注意,因其易吸收、毒性小而被广大消费者接受[33]。因此,对硒多糖资源的开发和利用具有广阔的空间,也具有一定的现实意义,但硒多糖的结构复杂,关于其对机体的作用机制和可能产生的毒副作用尚不完全清楚,还有待于进一步的研究。

[1]Xu XM,Carlson BA,Grimm TA,et al.Rhesus monkey simian immunodeficiency virus infection as a model for assessing the role of selenium in AIDS[J].Acquired Immune Defic Syndr,2006,31:453-463.

[2]Ip C,Dong Y,Ganther HE.New concepts in selenium chemoprevention[J].Cancer Metast Rev,2002,2(1):281-289.

[3]Staaf M,Yang ZN,Huttunen E,et al.Structural elucidation of the viscous exopolysaccharide produced by Lactobacillus LB161[J].Carbonhybriade Research,2000,32(6):113-119.

[4]李晓坤,闰吉昌,崔晓莹,等.硒多糖的研究与应用进展[J].中草药,2006,37(7):7-8.

[5]李显春,胡远芳.硒多糖的研究进展[J].湖北民族学院学报(自然科学版),2008,26(4):456-460.

[6]聂木海,张全新,柳 洋,等.硒多糖对镉中毒大鼠肾保护作用的研究[J]. 实用预防医学,2005,12(6):1311-1312.

[7]梁 英,杨宏志.黑木耳硒多糖对大鼠组织中硒、铅、汞含量的影响[J].黑龙江八一农垦大学学报,2001,13(2):82-85.

[8]张百岩,张天扬,王 果,等.富硒木耳栽培硒多糖提取及抗铅抗汞的研究[J]. 农业环境保护,2002,21(4):309-313.

[9]Das K,Jacob V,Bouquegneau JM.White-sided dolphin metallothioneins:purification,characterisation and potential role[J].Comp Biochem Physiol.Part C,2002,131(3):245-251.

[10]陈国静,焦志勤,姚月梅,等.香菇硒多糖抗氧化作用的研究[J].医药产业资讯,2006,3(17);9-10.

[11]张连富,王莲芳,窦春霞,等.富硒食用菌多糖的体外抗氧化研究[J].天然产物研究开发,2007,19:1044-1047.

[12]Yu F,Sheng J,Xu J,et al.Antioxidant activities of crude tea polyphenols,polysaccharides and Proteins of selenium-enriched tea and regular green tea[J].Eur Food Res Technol,2007,225:843-848

[13]李 洁,方 敏,曹运长,等.COS-Se对II型糖尿病大鼠血清抗氧化酶的影响[J]. 微量元素与健康研究,2008,25(4):4-5.

[14]Chen L,Pan DD,Zhou J,et a1.Protective effect of selenium-enriched Lactobacillus on CCl4-induced liver injury in mice and its possible mechanisms[J].World J Gastroenterology,2005,11(37):5795-5800.

[15]Sharma SC,Anand MS.Role of selenium supplementation and heat stress on trehalose and glutathione content in Saccharomyces cerevisiae[J].Appl Biochem Biotechnol,2006,133(1):1-7.

[16]Minkova K,Michailov Y,Toncheva-Panova T,et a1.Antiviral activity of Porphyridium cruentum polysaccharide[J].Pharmazie,1996,51(3):67.

[17]Arad SM.The potential of production of sulfated polysaccharides from Porphyridium [J].Plant and soil,1985,89(1):117.

[18]朱劲华,王 敏,张 威,等.硒化紫球藻胞外多糖增强小鼠免疫功能的初步研究[J]. 中国海洋药物杂志,2006,25(5):41-42.

[19]李莉莉,孙健美,黄麦华,等.硒酸酯多糖对癌症患者红细胞免疫黏附肿瘤细胞功能及其调节功能的影响[J].社区医学杂志,2004,2(1):12-14.

[20]Xu CL,Wang YZ,Jin ML,et al.Preparation,characterization and immunomodulatory activity of selenium-enriched exopolysaccharide produced by bacterium enterobacter cloacae Z0206 [J].Bioresour Technol,2009,100(6):2095-2097.

[21]Wang H,Wei W,Zhang SY,et al.Melatonin-selenium nanoparticles inhibit oxidative stress and protect against hepatic injury induced by Bacillus Calmette-Guérin/lipopolysaccharide in mice[J].J Pineal Res,2005,39(2):156-163.

[22]尚德静,李庆伟,崔乔,等.灵芝硒多糖SeGLP一1抗氧化与抗肿瘤作用的研究[J]. 营养学报,2007,24(3):249-251.

[23]王 敏,朱劲华,马宇翔,等.含硒紫球藻胞外多糖的制备及对体内外肿瘤细胞生长的影响[J]. 海洋科学,2006,30(1):23-26.

[24]陈国静,彭佳明,潘丽元,等.香菇硒多糖抗肿瘤作用的研究[J].中国误诊医学,2006,6(15):2893-2894.

[25]左志宇,王 泉,宋晓涛,等.蛹虫草菌丝体循环富硒法的建立及其硒多糖抑癌作用初探[J]. 食用菌,2008,(3):9-11.

[26]沈伟哉,王 辉,郭国庆,等.总状蕨藻盾叶变种多糖及其硒化产物对小鼠T细胞和NK细胞的调节[J].中国科学C辑:生命科学,2008,38(8):722-728.

[27]楚惠媛,陈 彻.秦巴硒菇提取物硒蛋白多糖荷瘤药物血清促慢性红白血病细胞株K562凋亡的实验研究[J].中国中西医结合急救杂志,2006,13 (3):142-145.

[28]Zhong M,Wang LH,Ma H,et al.Effect of selenium-protein polysaccharide extracted from Se-rich Cordyceps militaris on tumor-bearing mice[J].Zhongguo Zhong Yao Za Zhi,2008,33(18):2120-2123.

[29]Sun Y,Mu Y,Ma S,et a1.The molecular mechanism of protecting cells against oxidative stress by 2-selenium-bridged beta-cyclodextrin with glutathione peroxidase activity[J].Biochim Biophys Acta,2005,1743(3):199-204.

[30]魏战勇,崔保安,黄克和,等.硒对猪细小病毒体外增殖抑制作用的研究[J]. 中国病毒学,2005,20(6):613-617.

[31]王艳预,吴海歌,高大彬,等.硒多糖的研究进展[J].化学与生物工程,2008,25(2):7-9.

[32]张敖珍,刘 雯,江明华.硒化卡拉胶对小鼠的降血糖作用[J].上海医科大学学报,1993,20 (5):385-387.

[33]左银虎.富硒枸杞中硒形态分析[J].中国食物与营养,2008(7):55-56.

猜你喜欢
自由基多糖抗氧化
6000倍抗氧化能力,“完爆”维C!昶科将天然虾青素研发到极致
自由基损伤与鱼类普发性肝病
自由基损伤与巴沙鱼黄肉症
逍遥散对抑郁大鼠的行为学及抗氧化作用的影响
水麻果多酚的提取纯化及其抗氧化、抗肿瘤活性作用
陆克定:掌控污染物寿命的自由基
米胚多糖的组成及抗氧化性研究
熟三七多糖提取工艺的优化
小麦蛋白酶解物中抗氧化肽的纯化与鉴定
氧自由基和谷氨酸在致热原性发热机制中的作用与退热展望