菠萝蛋白酶药理活性及其在畜禽疾病中的应用

赵云英 付宝明 王 玉 叶 超

河北地邦动物保健科技有限公司，石家庄050000

菠萝蛋白酶是存在于菠萝茎、果实、果皮中的一类蛋白水解酶的总称，属于半胱氨酸巯基蛋白水解酶。目前大量被应用于人药临床，属于其他解热镇痛抗炎药，主要用于各种炎症的辅助治疗，如骨关节炎、肠炎、乳腺炎、子宫炎、胰腺炎等。研究表明还具有抗血小板凝集、免疫激活和抗肿瘤转移等功能。目前面对“食品安全是第一国计民生”，畜禽养殖再遇挑战，饲料中药物性饲料添加剂禁用，兽药全面实施限抗、禁抗的国家政策；“无抗养殖”成为大家的关注点，菠萝蛋白酶能否在畜禽养殖业中发挥应有的作用？本文将就此话题对已有研究进行综述。

1 菠萝蛋白酶的物理特性

菠萝蛋白酶属于复合酶，包括蛋白水解酶、非蛋白水解酶，且含有淀粉酶和纤维素酶的活性。其结构中含有一个寡糖分子，由木糖、岩藻糖、甘露糖和N-乙酰葡萄糖胺组成，共价连接在肽链上。催化水解的活性基团之一是巯基基团的参与，此外还有氨基、色氨酸残基等[1-2]。

菠萝蛋白酶属于生物活性物质，其活力易受pH、金属离子、温度、表面活性剂、抗氧化剂等的影响；尤其在制剂上需要重点考察。大多数的酶在干燥、低温环境中稳定性较高，菠萝蛋白酶也不例外，随着温湿度的增加，其蛋白酶发生自水解作用增强，活力迅速下降。研究表明，对于温度，零度以上温度越低其稳定性越高，所以在畜禽上应用的难点就是制剂和贮藏稳定性的问题。郭晶晶[3]研究表明，一些疏水性的小分子可显著增强菠萝蛋白酶的活性。同时也可以做成包被微丸，提高药物在体内外的稳定性。

2 菠萝蛋白酶的药理活性

菠萝蛋白酶作为一种活性植物提取物，在人医临床应用已经很广泛，效果也得到证实，很多学者对其进行了深入的研究。目前国内畜牧业面临无抗、健康养殖的新任务，所以这种无抗无残留的新型药物成为大家追求的新目标。

2.1 抗炎、抗过敏，消肿

菠萝蛋白酶能够抑制炎症因子的聚集，降低血管通透性，从而降低炎症反应。菠萝蛋白酶服用后，一部分以活性多肽形式被吸收，这些多肽可以加强纤维蛋白及酪蛋白的水解作用，将因炎症或创伤等原因产生的纤维蛋白或凝血去掉，改善局部循环，降低血管通透性，消肿消炎效果良好。人药市场目前有很多制剂上市应用，主要用于乳腺炎、腮腺炎、蜂窝组织炎、支气管炎等炎症疾病的治疗及辅助治疗。

抗过敏效果与抗炎效果有密切的关系[4]，菠萝蛋白酶对透明质酸酶体外抑制率可达55.87%，是阳性药物息斯敏的1.06 倍，所以菠萝蛋白酶具有很好的抗过敏作用[5]。笔者认为可以应用到畜禽感染引起的各种炎性渗出，降低感染的副反应，加快疾病恢复。

2.2 调节免疫

菠萝蛋白酶具有免疫刺激作用，血液中丙种球蛋白缺乏症病人的吞噬细胞表现出对这种刺激特别敏感。此外可以用于治疗免疫抑制类疾病或作为疫苗佐剂，提高疫苗的免疫效果，刺激细胞免疫反应[6-7]。该作用应该属于双向调节，在免疫缺乏时可以正向促进免疫反应，而在免疫应答过度时可以降低免疫反应，从而降低自我损伤。

2.3 抑制血小板聚集，抗凝血，改善血液循环

血小板最大聚集率与纤维蛋白的消耗量成正比[8]，所以菠萝蛋白酶既可以抑制血小板聚集，同时可加速纤维蛋白原的分解，从而降低血液凝固，改善血液循环。临床主要用于预防血栓引起的冠心病、中风等。对于畜禽疾病预防，可以应用到病毒病的初期，改变局部淤血导致的广泛性出血，改善整体血液循环。

2.4 抑制毒素分泌，降低组织损伤，提高抗菌治愈率

细菌在感染机体后，会分泌一些毒素，导致机体的进一步损伤，从而增加患病动物的死亡率。研究表明，菠萝蛋白酶能够降低毒素与靶细胞的结合活性，对热不稳定毒素、霍乱毒素、热稳定毒素有抑制其分泌的作用[9]。

同时由于菠萝蛋白酶具有拮抗内毒素、抗内毒素诱导的作用，使内毒素失去活性，最终阻止炎症的发生和组织的损伤。菠萝蛋白酶可以有效保护仔兔人工攻毒大肠杆菌，保护率高于新霉素组[10]，所以除了抗菌作用外，可能的作用机理是降低毒素的释放和结合活性。可以有效抑制细菌病引起的内毒素损伤，提高整体治愈率。

2.5 抗菌的同时可以增加其他药物的吸收

菠萝蛋白酶能够治疗单胃动物的腹泻，原因在于菠萝蛋白酶可以通过蛋白酶的水解作用破坏病原体的肠道受体而发挥作用，间接达到抗菌治腹泻的目的。同时菠萝蛋白酶与抗生素连用，可以增加药物的血清浓度，从而进一步提高疾病的治愈率。比如阿莫西林、庆大、氨苄青霉素等。

3 菠萝蛋白酶在畜禽疾病中的应用

畜禽疾病从病原学可以分为三大类疾病，病毒病、细菌病、寄生虫病。目前对病毒病的主要防控手段是疫苗免疫；对寄生虫类病主要以驱虫药预防为主；对畜禽常发的细菌类疾病，主要采用化学合成药物、抗生素、激素类药物防治。养殖户都知道，如果幼禽或者幼畜发生肠道疾病，死亡率会明显增加；如果发生呼吸道疾病则会严重制约畜禽的生产性能。所以对畜禽疾病的预防，最为重要的是预防细菌引起的消化道和呼吸道疾病。那么，菠萝蛋白酶在畜禽这2 种疾病中能否起到替抗的作用？

3.1 在畜禽消化道疾病中的应用

畜禽消化道细菌病以大肠杆菌、魏氏梭菌、沙门氏菌等为主；研究显示，菠萝蛋白酶在畜禽腹泻方面的治疗效果明显。菠萝蛋白能够减少K88 阳性产肠毒素杆菌引起的仔猪腹泻；还可以预防仔兔大肠杆菌性腹泻，作为促生长添加剂可促进仔兔的增重，而且作用效果明显高于新霉素对照组[10-12]。将菠萝蛋白酶应用到预防日本大耳白兔大肠杆菌腹泻，每只兔子用剂量500 mg 能够有效防止腹泻的发生。菠萝蛋白酶作为饲料添加剂，可以显著促进仔兔的生长，增加体重。

3.2 在畜禽呼吸道疾病中的应用

菠萝蛋白酶在畜禽呼吸道疾病方面的应用情况尚未见报道，但是在人医上对于治疗小儿喘息性支气管炎效果显著，能够快速消除支气管黏膜水肿充血，解除支气管痉挛[13]。市售复方菠萝蛋白酶制剂主要是与猪胆汁膏复配，主要用于止咳化痰，菠萝蛋白酶可通过使纤维蛋白大分子链断裂而达到稀释痰液的目的。另外菠萝蛋白酶也常与施坦宁联合使用，增强小儿肺炎的治疗效果。这可以应用到家禽的慢性传染性支气管炎的辅助治疗，迅速解除临床表征，提高治愈率。

4 结论与展望

综上所述，菠萝蛋白酶具有多种生物活性，为畜禽疾病防控提供了理论和技术支撑。菠萝蛋白酶在畜禽疾病防控方面的应用效果是非常理想的，尤其是在治疗畜禽腹泻等肠道病、促生长方面效果显著，不仅可以替代抗生素的抗菌作用，而且可以抑制细菌毒素活性和分泌，降低组织损伤。在畜禽呼吸道疾病方面的应用虽然几乎没有，但是在人药中常用于辅助治疗肺炎、支气管炎、慢性咽炎等，效果也是非常不错的。所以应该增加菠萝蛋白酶在畜禽呼吸道类疾病方面的临床应用研究，对大肠杆菌、支原体等引起的呼吸道炎症进行治疗，在无抗消炎方面显示其优势。

菠萝蛋白酶在畜禽疾病防控方面是有一定理论和临床应用基础的，作为一种无抗、无残留的活性植物提取物，应该成为畜禽养殖业中重点应用研究的产品，相信菠萝蛋白酶凭借其广泛的药理作用，能为无抗养殖新时代带来更多的可能与希望。