牛膝多糖的生物学功能及其对断奶仔猪的影响

李 旭，陈 阳，胡二永，杜银峰，章玲玲

（扬州大学动物科学与技术学院，江苏 扬州 225009）

牛膝多糖（ABPS）是苋科植物牛膝的根中提取的一种水溶性多糖，水溶性好，易被机体吸收，且具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老和降血糖等广泛的生物学功能，被视为可以替代抗生素的天然绿色添加剂。近年来，诸多学者对牛膝多糖做了大量研究，本文就近几年来有关牛膝多糖的生物学功能及其对断奶仔猪的影响作一综述。

1 牛膝多糖的生物学功能及作用机制

1.1 免疫调节作用

牛膝多糖的免疫活性研究较多，由于其相对分子质量小，更易刺激机体免疫功能，因而具有显著的免疫调节作用。

特异性免疫是后天形成的获得性免疫，在抗微生物感染中起关键作用。有研究发现，牛膝多糖能明显提高血清总IgG及特异性抗体溶血素的含量，并增加脾脏空斑形成细胞（PFC）数，还能对抗环抱霉素A引起的PFC及IgG的下降，而牛膝多糖0.2～0.8 g·L-1在体外也能刺激小鼠脾细胞增殖，增强细菌脂多糖（LPS）诱导的B淋巴细胞增殖。牛膝多糖也可通过对单核细胞激活的作用来增强单核细胞的吞噬作用，增加单核细胞胞质内溶酶体量，显著诱导单核细胞表达肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白细胞介素-6（IL-6），还能提高正常及免疫低下小鼠的红细胞免疫功能，提高机体免疫功能[1-2]。在抗感染免疫中，细胞免疫是抗感染免疫的主要力量。季敬璋等在蛋白表达水平上证实了牛膝多糖能够促进Th1类细胞因子的分泌，诱导人T淋巴细胞分泌IFN-γ，且该作用呈时间、剂量依赖性变化，但抑制Th2类细胞因子的分泌[3]。另有报道指出，牛膝多糖也能促进脾细胞产生肿瘤坏死因子-β（TNF-β），增强二硝基氟苯（DNFB）诱导产生的迟发型超敏反应（DTH），而对T淋巴细胞增殖及IL-2的产生均无影响，表现出对T淋巴细胞功能的影响具有选择性，提示其对Th1细胞可能没有作用，主要作用在TC细胞[.4]。因此，牛膝多糖对T淋巴细胞功能影响的具体作用机制有待今后进一步研究探讨。牛膝多糖衍生物的免疫调节作用更明显。金丽琴等通过研究牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物对小鼠脾淋巴细胞增殖及诱生IL-2和TNF-α的影响指出，牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物较牛膝多糖能更有效地促进淋巴细胞增殖，可分别通过IL-2和TNF-α发挥免疫调节作用[5]。

自然杀伤（NK）细胞和巨噬细胞在调节机体非特异性免疫功能中起重要作用。有研究发现，牛膝多糖50～800mg·L-1在体外能有效增强NK细胞的活性且存在剂量依赖性；在体内牛膝多糖60mg·kg-1能提高免疫低下小鼠NK细胞的活性，提高小鼠免疫功能[5]。金丽琴等指出，牛膝多糖不仅能使老龄大鼠血液中白细胞数增高，且能增强肺泡巨噬细胞（AMФ）和腹腔巨噬细胞（PMФ）中乳酸脱氢酶（LDH）和酸性磷酸酶（ACP）的活性，激活AMФ和PMФ，从而增强机体非特异性免疫功能[6]。另外，不同剂量的牛膝多糖对环磷酰胺（Cy）造成的免疫抑制有明显的调节作用，使之趋于正常，并呈现出剂量效应关系[7]。

1.2 抗病毒作用

牛膝多糖本身没有抗病毒活性，但酯化后的牛膝多糖硫酸酯有很强抗病毒作用。彭宗根等研究表明，牛膝多糖硫酸酯在体外能抑制艾滋病病毒1型（HIV-1）逆转录酶和整合酶，具有抑制HIV-1的作用，且有多环节抗HIV-1作用并可能起到联合抑制的效果，这与其他多糖硫酸酯具有多作用靶点机制相似[8]。在体外，牛膝多糖硫酸酯也有较显著的抗新城疫病毒（NDV）作用，其抗NDV的半数毒性浓度（TC50）为0.23mg·mL-1，治疗指数TI为5.3[9]。另有报道认为，牛膝多糖硫酸酯还具有抗单纯疱疹病毒Ⅰ型（HSV-Ⅰ）和乙型肝炎病毒（HBV）等作用。

1.3 抗肿瘤作用

研究发现，牛膝多糖能抑制肿瘤引起的白细胞数量下降，恢复机体免疫系统创伤，起到恢复肝功能、增强骨髓造血功能和抑制肿瘤生长的作用。冯婷等研究指出，低中剂量的牛膝多糖在异源性抗原负载的情况下能够促进小鼠骨髓来源性树突状细胞（DC）的分化、成熟及表面标记CD86、CD11a的表达，增加DC致敏的T淋巴细胞增殖指数，增强DC诱导的细胞毒性T淋巴细胞（CTL）对人食管癌EC9706细胞的杀伤活性，且在一定范围内存在量效关系，因此，适当质量浓度的牛膝多糖能够提高DC的抗原递呈能力，进而提高DC的抗肿瘤作用[10]。另外，牛膝多糖的抗瘤效果与其提高T淋巴细胞亚群CD3、CD4分子的百分率、增强机体免疫功能有关[11]。

1.4 抗氧化作用

衰老是细胞和生物体生命周期中的一个自然过程，主要由细胞氧化所致。牛膝多糖可提高超氧化物歧化酶（SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶的活性，降低丙二醛（MDA）浓度，提高动物机体的抗氧化能力[12]。也可通过降低脑组织中活性氧（ROS）、黄嘌呤氧化酶（XOD）和髓过氧化物酶（MPO）活性，来提高大鼠的抗氧化能力，从而延缓和防治脑外伤发展，用于治疗和预防脑外伤后的二次损伤和多次损伤[13]。牛膝多糖是一种良好的自由基清除剂或自由基反应抑制剂[8]。

1.5 治疗哮喘

哮喘是一种常见的慢性呼吸道疾病，有嗜酸性粒细胞（EOS）、T淋巴细胞等多种细胞和细胞组分参与其中。牛膝多糖能减少哮喘大鼠气道EOS和肥大细胞（MC）的数量，促进EOS的凋亡，抑制MC颗粒的释放，从而达到治疗哮喘作用[14]。此外，牛膝多糖能在转录水平和翻译水平促进Th1类细胞因子的分泌，而抑制Th2类细胞因子的分泌，初步纠正哮喘患者Th1和Th2细胞因子的失衡[15]。李昌崇等研究指出，牛膝多糖能明显减轻哮喘大鼠的气道炎症，表现为EOS等炎症细胞在气道浸润明显减少，能使Th1和Th2细胞因子的失衡也得到了纠正，表现为IL-4的表达下降和IFN-γ生成的增多，且对哮喘大鼠气道炎症的作用在致敏和激发时联合给药效果最佳[16]。

1.6 降血糖作用

李海泉等研究发现，牛膝多糖能够降低四氧嘧啶和肾上腺素所致小鼠血糖升高，促进糖尿病小鼠肝糖元合成，而对正常小鼠血糖无影响[17]。此外，牛膝多糖还具有减少糖尿病大鼠尿微量白蛋白排出、血尿素氮浓度、防治糖尿病肾病（DN）及保护肾功能的作用，且与牛膝多糖降低肾脏转化生长因子- β1（TGF-β1）表达有关[18]。也可能是牛膝多糖通过抑制肾组织细胞凋亡及上调Bcl-2，降低Fas基因表达来实现对糖尿病大鼠肾组织的保护作用[19]。金丽琴等指出，牛膝多糖硫酸酯和磷酸酯衍生物对高血糖所致胰岛β细胞损伤有明显的保护和修复作用，对肾功能有不同程度的改善作用[20]。且磷酸酯衍生物能增加糖尿病大鼠体重，降低血糖、血脂水平，效果优于牛膝多糖[21]。

1.7 其他作用

严善福等指出，牛膝多糖具有刺激粒细胞集落形成的能力，牛膝多糖0.8mg·mL-1的刺激作用与 细胞集落刺激因子（G-CSF）1mg·mL-1作用相似，并与G-CSF有明显的协同作用，有望成为一种有效的粒细胞刺激因子[22]。彭颖等发现牛膝多糖对大肠埃希菌的细胞黏附具有抑制作用，其中浓度为0.8mg·mL-1时抑制作用最明显，提示该多糖具有调节肠道微生态的潜在应用价值[23]。另外，牛膝多糖对小鼠免疫性肝损伤有一定的保护作用，对糖尿病大鼠视网膜组织也有保护作用，其机制与抑制视网膜组织细胞凋亡及上调survivin，降低bax基因表达有关[24-25]。牛膝多糖还可通过作用于心脏β受体来对蛙心产生正性肌力作用[26]。

2 牛膝多糖对断奶仔猪的影响

应用牛膝多糖可提高断奶仔猪的日增重、日采食量，促进其生长，减少腹泻，其作用机制可能与其促进抗菌肽PG-1 mRNA的表达有关，且这种促进作用呈非典型的剂量依赖关系[27]。陈清华等指出，牛膝多糖也可抑制肠道大肠杆菌和促进肠道双歧杆菌、乳酸杆菌的增殖，增加回肠和空肠上皮细胞层厚度、绒毛高度，显著降低隐窝深度，有效增强机体的消化吸收能力，进而提高其生产性能[28]。牛膝多糖也可促进仔猪血清淋巴细胞转化率和细胞因子TNF、IL-1β、IL-2、IL-6的分泌量[29]。此外，牛膝多糖还可在一定程度上缓解断奶仔猪的免疫应激。刘玉兰等研究表明，牛膝多糖可提高白细胞、中性粒细胞的数量和比例，缓解由脂多糖所引起的仔猪血液生化指标和白细胞分类计数的变化，起到一定的改善免疫和缓解炎症的作用[30]。同时，牛膝多糖也可缓解免疫应激对仔猪生长的抑制，其机制可能与其抑制炎性介质的分泌有关[31]。

3 展望

牛膝多糖具有免疫调节、抗氧化衰老和抗病毒等多种功效，且具有安全性高、作用稳定、副作用小等优点。因此，在开发天然药物免疫促进剂和调节剂并用于疾病治疗方面具有广阔的前景和市场价值。目前，有关牛膝多糖对畜禽的营养功效及机制等方面的研究较少，有待今后进一步的探讨。

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