灵芝多糖生物活性研究进展
2018-01-31才晓玲杨国琴
才晓玲 何 伟 杨国琴
(1滇西科技师范学院,云南临沧677000;2云南临沧市民族中学,云南临沧677000)
灵芝(Ganoderma lucidum)又称灵芝草、神芝、芝草、仙草、瑞草,是多孔菌科植物赤芝或紫芝的干燥子实体。据本草纲目记载“灵芝性平,味苦,无毒,主胸中结,益心气,补中,增智慧,不忘,久服轻身不老,延年神仙”。灵芝中含有多种活性物质,具有抗肿瘤、调节免疫力、抗氧化、降血脂和降血糖等多种药理作用[1-2]。目前,关于灵芝的研究多集中在人工栽培、液体深层发酵液及有效成分提取等方面,对于灵芝生物活性的研究也逐渐深入。笔者对灵芝生物活性方面的研究进展进行总结,以期为进一步开发利用这一珍贵资源提供依据。
1 灵芝多糖生物活性
1.1 抗氧化
国内外一些研究表明灵芝具有抗氧化活性,其活性成分为灵芝多糖(GLP),能够显著抑制高糖诱导的肾小球系膜细胞增殖,对羟自由基具有明显的清除作用,且能减少自由基对细胞器的损伤,抑制不同氧化剂激发的脂质过氧化作用,从而抑制细胞凋亡过程,延缓机体衰老[3-5]。张志军等[6]报道灵芝多糖质量浓度为2.5 mg∕mL时对 DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基的清除率达到57.6%,其清除能力与多糖的浓度存在一定的正相关;李响等[7]研究表明灵芝多糖能显著增加表皮和真皮厚度,改善皮肤组织结构,并提高皮肤组织超氧化物歧化酶水平,证实了灵芝多糖具有较好的抗氧化能力与延缓皮肤衰老作用;XU J等[8]研究还发现羧甲基化的灵芝多糖有更高的抗氧化活性,这将为食品和药品中抗氧化剂的研发指明了新的方向。MDA(丙二醛)是自由基引起的脂质过氧化的主要产物之一,经常被用作机体组织中氧化损伤标志物[9]。宿彦峰[10]研究表明,灌胃中、高剂量的GLP能显著提高力竭运动后小鼠肝、肌肉中SOD(超氧化物歧化酶)、CAT(过氧化氢酶)、GSH-Px(谷胱甘肽过氧化物酶)活性,降低MDA活性,这表明GLP能上调机体组织抗氧化酶活性,清除过量自由基,降低脂质过氧化反应,对力竭运动诱导的氧化应激及氧化损伤具有保护作用。这一结果与JIA J等[11]报道灵芝多糖具有显著提高的小鼠SOD、CAT、GSH-Px等抗氧化酶活性;王君巧等[12]报道结果相一致,即灌服黑灵芝多糖可使脾脏组织中的SOD、CAT、T-AOC(总抗氧化能力)的含量较模型对照组显著提高,而MDA含量较模型对照组显著下降,进一步证实了灵芝多糖具有抗氧化活性这一结论。有关灵芝多糖抗氧化作用机理,研究人员认为灵芝多糖发挥抗氧化作用有一套完整的抗氧化防御机制,包括对机体SOD、T-AOC、CAT等一系列抗氧化酶活性的影响,从而使机体的自由基保持着动态平衡[12-13]。
1.2 抗肿瘤
许多研究[14-17]表明灵芝多糖中β-D葡聚糖具有一定的抗肿瘤功效,其抗肿瘤机理可能是靠宿主的免疫介导发挥作用,通过激活并促进免疫细胞(淋巴细胞、巨噬细胞、单核细胞、树突状细胞、中性粒细胞)的增殖与分化、增加效应免疫细胞的数量、抑制或杀伤肿瘤细胞而发挥抗肿瘤作用。郭焱等[18]应用流式细胞术检测中药灵芝多糖对S180荷瘤小鼠T细胞亚群变化的影响,结果表明灵芝多糖使荷瘤小鼠的CD8+T淋巴细胞数量明显提高,从而增强荷瘤小鼠T细胞免疫活性。也有研究人员认为灵芝多糖可能是通过抑制肿瘤细胞的活动、黏附作用及迁移反应、减缓肿瘤细胞的生长速度而发挥抗肿瘤作用[19-22];有研究表明灵芝多糖可抑制荷瘤小鼠S-180肿瘤的生长,并增加荷瘤小鼠血液中白细胞和淋巴细胞的数量[17];崔永伟[23]报道当灵芝多糖剂量为250 mg∕kg时,对喂食S180小鼠肉瘤细胞的抑瘤率为43.44%;NONAK Y等[24]给接种乳腺内瘤及S-180的小鼠饲喂含2.5%鹿角灵芝粉(AF)的饲料,发现服用后可显著抑制肿瘤生长,且延长了存活期;李广远等[25]应用MTF比色法检测灵芝多糖对人类白血病细胞株NB4细胞增长的抑制作用,结果表明灵芝多糖在体外对NB4细胞增殖具有抑制作用并可加速其凋亡,抑制率最高分别为33.5%及18.77%;李杨[26]研究了灵芝硒多糖SeGLP-2B-1诱导乳腺癌细胞MCF-7凋亡的机制,结果表明,SeGLP-2B-1作用MCF-7细胞24 h后即开始出现早期的凋亡,72 h后抑制作用达到三个时间点的峰值,抑制率高达80.53%,IC50仅为0.158。综上所述,灵芝的抗肿瘤机制是一个复杂的过程,并不是单一成分引起的单一的简单反应,而是一个由多种灵芝成分引起的综合系统反应。一方面通过提高抑制肿瘤的细胞因子的合成和分泌发挥抗肿瘤作用;另一方面也通过减少抑制性细胞因子的水平而发挥抗肿瘤作用,但其具体的反应机制还有待深入研究。
1.3 免疫调节
现代药理研究表明,灵芝中的多糖具有免疫调节作用,可通过提高巨噬细胞、树突细胞和自然杀伤细胞的细胞活性来调节机体免疫功能,增强抗感染能力;研究人员[27]通过小鼠灵芝多糖灌胃,腹腔注射鸡红细胞悬液后,观察得到巨噬细胞能显著提高对鸡红细胞的吞噬率及吞噬指数;灵芝多糖还能刺激细胞因子(IL-1、IL-2、IL-3、IL-6)、TNF-α(肿瘤坏死因子)、IFN-γ(干扰素)等细胞因子的分泌,调节免疫细胞的功能[37]。YU Q等[28-29]研究发现黑灵芝多糖可以明显提高免疫抑制小鼠体内TNF-α含量;耿卫朴等[30]发现灵芝多糖能下调Caspase-3蛋白表达并抑制T淋巴细胞凋亡,具有确切地促进人外周血T细胞免疫的作用;灵芝多糖还具有提高B16F10细胞激活淋巴细胞的活性能力[31];MA C等[32]研究证实了灵芝孢子的多糖提取物能刺激脾单核细胞的增殖和细胞因子的分泌,实现调节免疫细胞活性。上述研究结果证实赤灵芝多糖可以通过诱导细胞因子的含量来调节小鼠的免疫功能。
胸腺和脾脏是动物机体的两个最主要的免疫器官,是机体发挥防御功能的重要器官,而胸腺指数和脾脏指数能直观反映动物机体的免疫功能[33]。有研究结果表明灵芝多糖可促进免疫抑制小鼠胸腺及脾脏等的组织分化及细胞增生,能够促进免疫器官的发育,增加免疫器官的质量,进而提高免疫功能,这与WANG J等[34]研究发现灵芝多糖经硫酸化和羧甲基化后对小鼠的脾脏和胸腺指数均有提高作用,HUANG S Q等[35]研究发现经超声微波协同萃取的灵芝多糖可以提高免疫抑制小鼠的脾脏和胸腺指数,ZHANG S等[36]研究发现黑灵芝多糖对CT26(小鼠结肠癌细胞)型肿瘤细胞小鼠的脾脏和胸腺指数均有提高得出的结果一致。
1.4 降血糖、降血脂
灵芝多糖有明显的降血糖和降血脂作用。有研究[37-38]表明,在链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠模型中,灵芝多糖能显著降低STZ诱导的糖尿病鼠的空腹血糖、总胆固醇和甘油三酯,降低血清中的葡萄糖水平,并显著提高大鼠血浆胰岛素水平。黄智旋等[39]研究发现灵芝多糖对四氧嘧啶、去甲肾上腺素所致的高血糖有降血糖作用。XIAO C等[40]研究表明灵芝多糖能显著降低Ⅱ型糖尿病模型小鼠空腹血糖水平,且呈剂量依赖性。王艳梅[41]研究表明灵芝多糖是以剂量性依赖的方式抑制高糖环境下肾小球系膜细胞的转化生长因子(TGF-β1)、Col-IV(IV型胶原)过度表达而发挥降糖作用。研究还发现灵芝多糖和二甲双胍联合应用在改善Ⅱ型糖尿病大鼠模型心肌重构方面作用明显优于单用,这可能与调节心肌胶原容积分数,改善心肌血流动力学及下调心肌MMP-2的表达有关[42]。有研究表明[43]糖尿病患者在用灵芝多糖治疗3个疗程后,血糖降低27.18%。
灵芝多糖还具有一定的降血脂作用,孙可[44]用灵芝多糖对高脂血症大、小鼠模型进行干预,结果发现灵芝多糖可明显降低大、小鼠模型TC(总胆固醇)、TG(甘油三酯)与LDL-C(低密度脂蛋白胆固醇)含量,升高HDL-C(高密度脂蛋白胆固醇)水平,与模型组比较差异显著,说明灵芝多糖具有较好的降血脂作用。
上述研究均从一定量效关系说明灵芝多糖具有降血糖和降血脂的作用,但其具体的作用机制还有待于进一步研究。
1.5 保肝护肝
灵芝已经被广泛应用于慢性肝病的辅助治疗。血清ALT(谷丙转氨酶)和AST(谷草转氨酶)活力被认为是反映肝损伤程度的敏感指标[45]。周婕等[46]研究发现100 mg∕kg、200 mg∕kg灵芝多糖能显著降低GaIN所致急性肝损伤小鼠血清ALT活性、AST活性及TBIL(总胆红素)水平,提高血清ALB(血清白蛋白)含量,说明灵芝多糖可减轻GaIN所致小鼠急性肝损伤程度;在BCG诱导的小鼠肝炎模型中,灵芝多糖能抑制ALT和NO的生成,减少中央静脉周围肝小叶出血和组织坏死,减轻淋巴细胞的炎症浸润,能够缓解小鼠肝脏伤。贾亚敏等[47]研究发现富硒灵芝多糖可显著减少肝脏组织中的脂肪颗粒,并降低血清中AST、AIJT(丙氨酸转氨酶)和TG含量,可缓解高脂饮食诱导的非酒精性脂肪肝大鼠症状。
综上所述,灵芝多糖具有护肝活性,但其具体作用机制还有待于进一步研究。
1.6 其他活性
灵芝多糖除具有抗氧化、抗肿瘤、调节免疫、降血糖及降血脂等活性外,还具有抗辐射等功效。PILLAI T G等[48]通过小鼠的生存率、网状细胞内微核的诱导、质粒pBR322 DNA的丝条断裂和制止过氧化作用抑制等试验证实灵芝多糖在体内外具有一定的防辐射作用;灵芝多糖还具有一定的抗疲劳作用,它可改善机体的能量代谢,提高能量利用率,减少机体的疲劳感[49]。此外,有研究表明[50]灵芝多糖还可使心肌缺血大鼠心肌梗死面积明显缩小,降低血清CK(肌酸激酶)、Troponin(肌钙蛋白)含量;灵芝多糖还具有一定的抗凝血和抗栓作用,可抑制血小板聚集和减弱部分凝血酶活性,是作用温和的抗血小板聚集剂[51],这也为抗血栓药物的研发提供新的方向;灵芝多糖还可能通过升高GLAST(谷氨酸∕天门冬氨酸转运体)、GLT1(谷氨酸转运体)、EAAC1(氨基酸递质转运体)的表达来降低神经元兴奋性,减轻或抑制癫痫发作[52]。
2 存在问题及展望
灵芝作为我国珍稀食药用菌,已引起了世界各国的广泛注意和高度重视。近年来,针对灵芝的研究主要集中于灵芝子实体、液体发酵菌丝中灵芝多糖成分提取,但灵芝中还有其他化学成分如三萜、多肽、氨基酸、生物碱及核苷类化合物等成分[53],而这些成分是否也具有一定的生物活性,目前研究的较少,因此灵芝中其他活性成分的研究可能是今后研究的新方向。