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海藻多糖的生物活性研究进展

2012-08-15胡婷婷

科技视界 2012年36期
关键词:褐藻螺旋藻海藻

胡婷婷

(安徽农业大学经济技术学院 安徽 合肥 230601)

广阔的海洋蕴藏着巨量的生物资源,生活在海洋中的3万余种海藻即是海洋生物中的一大家族。随着海藻资源的利用,海藻中各种化学成分及其活性的研究已成为天然产物研究的热点。多糖是海藻中广泛存在的一类化学成分,且具有调节免疫、抗肿瘤、抗凝血、抗病毒、降血脂、降血糖等众多生物活性,因而海藻多糖的研究一直是海藻化学成分研究的重头戏。本文就海藻多糖的生物活性作一简要综述。

1 免疫调节功能

海藻多糖具有不同程度的免疫调节作用,它能促进淋巴细胞的增殖与分化和产生抗体。褐藻糖胶可增强小鼠巨噬细胞的吞噬功能,促进淋巴细胞转化,对大鼠红细胞凝集,也有明显的促进作用。通过给小鼠腹腔注射海带多糖能明显激活腹腔内巨噬细胞,增强小鼠的非特异性免疫功能。另外,海带多糖能够促进正常小鼠脾T、B淋巴细胞的增殖,提高小鼠的细胞免疫和体液免疫功能。闫建忠等从紫菜中得到一种褐藻糖胶,实验结果显示这种褐藻糖胶能明显促进T淋巴细胞的分泌和增殖。Itoh等发现马尾藻多糖能激活模型小鼠的巨噬细胞,增加C3补体的含量。王庭欣等研究海带褐藻糖胶能够激活巨噬细胞的功能,还能促进IL-1,TNF,NO等因子的产生。Son等人通过给小鼠腹腔注射多糖,检测显示海藻多糖能明显增强巨噬细胞的数量及吞噬能力。

2 抗病毒作用

Beress等从钝顶螺旋藻中分离纯化的硫酸化螺旋藻多糖(Ca-SP)能够有效抑制少数有包膜病毒的复制,比如有单纯疱疹病毒I型、麻疹病毒、流行性腮腺炎病毒,硫酸化螺旋藻多糖能选择性抑制这些病毒的复制与传播。太平洋裂膜藻多糖是人类缺陷免疫病毒(HIV)转录酶特异性抑制剂,对其病毒逆转录酶也有抑制作用,并且不影响宿主细胞自身的DNA及RNA的合成。Gonzale发现海藻多糖能明显抑制病毒黏附宿主细胞,对HIV逆转录酶也有抑制作用。Carucci等从红藻中分离出多糖,研究其对单纯疱疹病毒(HSV)的作用,发现多糖能选择性抑制HSV-1,HSV-2病毒,并进一步发现他们主要通过对病毒的吸附作用来达到抗病毒功效。Witvrouw等研究发现天然的海藻多糖与人工合成的多糖对HIV病毒分子的抑制作用不同,海藻多糖能抑制病毒引起的细胞突变,特别是多糖硫酸酯含量高时,抗病毒活性越强。海藻多糖的硫酸基团的含量与抗病毒作用关系密切,推测是硫酸多糖通过干扰病毒对宿主细胞的黏附来达到抗病毒作用。

3 抗肿瘤作用

海藻多糖通过增强机体的免疫功能而抑制或杀死肿瘤细胞。紫菜、羊栖菜、半叶马尾藻等提取的多糖都有较强的抗肿瘤活性。卢睿春等从亨氏马尾藻分离纯化的硫酸多糖对小鼠艾氏腹水瘤、腹水型肉瘤表现出明显的抑瘤效果。邓志峰等对龙须菜和扁江蓠的琼胶型多糖进行抗肿瘤活性实验,结果表明,龙须菜经冷水提取的多糖和扁江蓠经热水提取的多糖,初筛抑瘤率达到为45%和60%。Umemura等从海藻中提取多糖进行抗肿瘤活性研究,发现这种硫酸化多糖能有效抑制肿瘤细胞拓扑异构酶的活性,从而抑制肿瘤细胞恶性增殖。季字彬在海藻硫酸多糖的抗肿瘤活性实验中,得出海藻多糖明显抑制小鼠S180瘤体的生长。另据Marinho报道从绿藻多糖硫酸酯对小鼠S180肉瘤及艾氏腹水癌的抑瘤率分别达到37%、42%。

4 抗心血管疾病

海藻多糖在抗心血管疾病的作用在降血压、降血脂、抗凝血、抗血栓、抗动脉粥样硬化等方面。海带褐藻糖胶可明显降低高血压大鼠的动脉压、主要通过多糖促进机体合成NO及降低血管紧张素Ⅱ。紫菜多糖有增强心肌收缩力,降血脂、抗凝血、抑制血栓的功能,对预防动脉粥化、改善心肌梗死的疾病意义重大。枝管藻多糖能显著降低高脂血症大鼠的血清总胆固醇和甘油三脂含量,但对血清低密度脂蛋白和高密度脂蛋白含量的几乎无影响。孔石莼多糖也具有明显的降血脂作用,且这种降血脂作用与剂量呈明显的依赖性。Ghosh等发现蕨藻多糖硫酸酯能使APTT及TT时间延长。石苋多糖可显著降低四氧嘧啶引起的大鼠高血压,而对小鼠无影响。海带岩藻多糖硫酸酯可做抗凝血剂,并能降低血清中的胆固醇。同时研究还表明,影响海藻硫酸多糖的抗凝血活性的因素很多,比如硫酸多糖的来源、分子量等。

5 抗氧化活性

海藻硫酸多糖具有清除活性氧自由基的作用,是天然的自由基清除剂。低浓度的海藻多糖能直接清除多形核白细胞呼吸爆发产生的活性氧自由基,高浓度的多糖还能阻止活性氧的生成。褐藻糖胶除了能清除自由基,还能降低氧化应激所致的DNA损伤,有利于维护细胞的正常结构与功能,因此,褐藻糖胶是一种很好的抗氧化剂。另外,Qi等在实验中分析了石莼多糖及其硫酸酯化衍生物的体外抗氧化活性,发现硫酸酯化程度高的多糖比硫酸酯化低的多糖抗氧化活性高,硫酸根的含量与抗氧化活性关系密切。

6 抗辐射作用

郭宝江等研究表明,海藻多糖能显著减轻小鼠骨髓细胞和蚕豆根尖细胞的辐射遗传损伤.大大降低因辐射引起的突变频率。庞启深等通过用这种天然多糖做照射前后处理的比较,结果显示多糖有明显提高核酸内切酶对损伤DNA的切除活性、增强DNA修复合成的功效。给小鼠喂食钝顶螺旋藻多糖,小鼠其抗辐射能力大大提高,在受到致死剂60Co-γ射线照射后的存活率比对照组提高33%。

7 抗突变作用

突变是指在一些遗传因素或外界的作用下,使人体中的正常细胞的基因发生突变、激活和过度表达,从而使机体的正常细胞发生癌变的过程。项华等用小鼠对海藻多糖的抗突变活性中发现,海藻多糖硫酸酯能明显抑制对免疫抑制剂环磷酰胺(CTX)诱发的小鼠骨髓红细胞微核率和精子畸形率,说明海藻多糖对由外界因素诱发的体细胞和生殖细胞的基因突变有显著的拮抗效应。刘力生等指出,螺旋藻多糖能消除免疫抑制剂(环磷酰胺)对机体免疫系统的抑制作用,螺旋藻多糖对环磷酰胺引起的小鼠造血功能等损伤具保护作用。

8 结语

广阔的海洋蕴藏着80%以上的生物种类,乃生物多样性的巨大宝库,我国的海藻资源十分丰富,急待人们去认识和开发,因此,以海藻资源为材料,应用现代的科技手段阐明海藻的化学成分,并将此应用于医药、食品、化工等行业,应成为学业界奋斗的方向。总而言之,海藻类生物活性物质的研究现已受到人类的极大关注,在科学技术高度发达的21世纪,海藻多糖的研究、开发与利用必将具有广阔的前景。

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