硒多糖的合成及药理研究

张宁，宫路路

（遵义医药高等专科学校，贵州 遵义 563000）

0 引言

硒是人体内多种抗氧化酶的重要组成元素，例如充足的硒会使红细胞中的谷光甘肽过氧化酶，将人体内过氧化氢分解，有消除自由基的作用。缺硒就会造成人体细胞膜抗氧化性能下降。根据Ryan-Harshman的研究结果[1]，癌症、糖尿病、心脑血管病、白内障等40多种疾病都和缺硒有关。Sun Y等人研究结果显示[2]，含硒化合物2-硒桥联-β-环糊精通过抑制了BCl-2和p53致癌基因在细胞内表达，从而实现了抗癌作用。统计结果表明，缺硒会使人体免疫功能下降，患癌风险增加。因此，硒又被称为“抗癌之王”。由于人体不能合成硒，只有依靠外界获取。膳食补充是主要的获取方式，蔬菜、水果等植物中硒含量大约0.1 μg/kg，含量极低。而人体日摄入量在50-250 μg时，才能处于最佳状态。因此，天然植物中的硒很难满足人体需求，需要通过富硒食品来满足。

自然界中的硒以无机硒状态存在，人体难以吸收和利用。而且大量摄取无机硒，产生的硒蓄积毒性还正在研究。有机硒相对而言毒性小，易于吸收。有机硒主要分为硒多糖、硒氨基酸、硒蛋白等。其中硒多糖更利于被肌体吸收利用。本文就硒多糖的药理机制、合成研究以及检测方法进行阐述。

1 硒多糖的药理活性

1.1 抗肿瘤机理

Zhong M[3]等研究结果表明，硒多糖对肿瘤的抑制率可达46%。胡保群[4]等通过研究螺旋藻硒多糖对肿瘤的抑制作用，得到的结果显示硒多糖抗肿瘤作用远优于其它多糖，靶细胞杀伤率可达33%。

王敏[5]等人研究结果显示，硒多糖含量80mg/L时就会抑制人体肝癌细胞SMMC7721、肺癌细胞A549的生长。并延长了腹水瘤小鼠的存活时间。

侯巍[6]等人通过定量的研究玉米须硒多糖对自由基的消除作用，得到羟基自由基的清除率公式,并深入分析了机理，可能是发生了芬顿反应。对DPPH自由基的清除率达到94.9%。

以上研究结果表明，硒多糖具有明显的抗肿瘤作用。人体内氧自由基含量的含量增高是诱发癌症的主要因素。丙二醛便是机体过氧化的最终产物，丙二醛的含量反映了氧化的程度以及细胞膜损伤的程度。谷光甘肽过氧化酶存在于红细胞中，它可以使过氧化氢分解。过氧化物歧化酶可以消除自由基。这些抗氧化酶能够抑制机体过氧化作用，增强细胞活性。硒多糖可以促进抗氧化酶的生成，丙二醛含量降低，从而大大降低了肿瘤发生率。

从硒多糖分子结构入手，抗肿瘤的化学机制可能是：①三价铁是产生羟基自由基的主要因素，硒多糖分子中的羟基与三价铁络合，使机体内羟基自由基含量降低。②细胞膜上的脂质过氧化过程中产生的氧自由基，可能被硒多糖分子捕获，阻断了该链式反应。③硒可能也具有消除自由基的功能。

1.2 提高免疫力

王红连[7]等人将灵芝硒多糖导入小鼠体内，发现小鼠的吞噬细胞能力明显提高，吞噬病菌能力增强，免疫力有很大提高。Qin等[8]利用党参硒多糖进行实验，提高了巨噬细胞吞噬能力，提高了多糖的非特异性免疫应答；赵利霞等利用碎米荠硒多糖进行小鼠实验，小鼠的细胞免疫、体液免疫以及非特异性免疫增强。

以上研究表明硒多糖对人体内吞噬细胞的能力有一定的增幅作用。这种增幅作用可能与多糖本身活性有关，硒元素可能不会导致增幅作用。

1.3 重金属的拮抗作用

根据Das等研究结果，硒可以明显加快重金属汞在机体内的再分配，降低了中毒区局部的汞浓度，从而降低了汞中毒对人体的危害。梁英[9]等用黑木耳硒多糖进行小鼠实验，小鼠体内离子态铅和汞的含量明显降低。并且深入分析了作用机理。

以上研究结果表明，硒多糖对于重金属具有较强的拮抗作用。该拮抗作用可能与硒多糖复杂的空间结构有关。该空间结构容易对金属离子造成一定的络合作用，将重金属“固定”下来。有效降低了游离态重金属的含量，从而保护了机体。

2 硒多糖的合成研究

2.1 用富硒植物转化后提取

Zhou等人用党参做富硒培养实验，土壤中放入亚硒酸钠，与对照组相比，从根、茎、叶以及果实中都检测到更多的硒多糖。

采用该方法提取硒多糖，需要考虑植物种类以及地区的影响。我国约3/4的地区缺硒，只有少数地区是富硒地区，例如湖北恩施。在植物种类中，十字花科植物硒含量最高，其次是豆类和谷物。如大蒜、茶叶以及碎米芥等。利用这些植物的生长代谢作用，将添加在土壤中的无机硒（例如Se4+和Se6+），转化为与多糖结合的硒多糖。这种方法需要根据土壤酸碱性进行调节，土壤酸碱性不同，硒多糖的积累速度不同，存在形式不同。这些硒多糖以亚硒酸盐或硒酸盐形式存在。收集这些植物后，先进行洗涤、烘干、粉碎。然后再用热水浸取或者酸碱液浸取。这种处理方法虽然比较复杂，并且植物生长周期长，但仍然是目前的广泛方法。采用该种硒化方式得到的硒多糖有多种已经上市，如复方硒多糖、香菇硒多糖等。

2.2 化学合成

硒多糖的化学合成原理是利用多糖分子上的-OH和-NH2等基团，与硒化试剂发生取代反应，将硒以共价键的形式连在多糖分子上。根据硒化试剂的不同，可分为硒酸盐的硒化化和氧氯化硒的硒化。

2.2.1 硒酸盐的硒化

硒酸盐硒化可以采用单体硒、亚硒酸盐和硒酸盐。采用该种硒化方式，一般多糖的主体分子以及空间构型保持不变，硒酸根取代多糖分子上的硫酸根等相对比较容易离去的基团，和多糖形成共价键。

唐家俊[10]等采用单体硒（硒粉），在硝酸氯化钡条件下与卡拉胶进行反应，合成了硒化卡拉胶。并且经过13CNMR谱、X光电子能谱、拉曼光谱检测，硒化卡拉胶仍然保持原有的硫酸酯多糖构型。硒以两个不同价态存在于中部，将硫取代。末端结构变为-C-Se-H。

缪锦来[11]也利用了上述方法得到了硒化岩藻聚糖以及硒化壳聚糖，经13CNMR谱、X光电子能谱、拉曼光谱检测，空间构型没有变化，亚硒酸根取代了岩藻聚糖中C2和C3位的硫酸根，壳聚糖中C6位的羟基和C2位的氨基。

2.2.2 采用氧氯化硒进行硒化

龚晓钟[12-13]等利用SeOCl2对D-葡聚糖进行硒化，得到一个亚硒酸酯结构，该结构为五元环。可能发生的硒化位置是在C1、C2和C6位置处，将羟基取代。得到的硒化葡萄糖含硒量6037 μg/g。经过小鼠的药效试验，该硒多糖具有非常明显的免疫促进作用。在该反应中，SeOCl2与单糖分子上顺式相连的两个羟基进行酯化作用，生成了五元环的亚硒酸酯。

上述两种硒化方式中，硒酸盐硒化条件较为温和，硒酸盐相当于对多糖分子起到了修饰作用。而氧氯化硒做为酰氯化试剂，反应条件活泼，使用需要注意[14-15]。硒化葡聚糖结构图见图1。

图1 硒化葡聚糖结构图

3 硒多糖的检测方法

硒多糖的含硒量检测有三种方法。分别是原子吸收、等电子耦合以及分光光度法。这三种检测方法较为简单常用，但是检测之前都需要进行消化。消化方法主要有湿法消化、低温灰化以及封闭体系燃烧。湿法消化是最常用最广泛的方法，消化过程中需要严格控制加热时间以及温度，温度140℃为宜，控制硒为四价态即可。

硒多糖分子量检测可采用SDS-PAGE方法测定；分子α、β 结构采用拉曼光谱、糖苷酶水解以及核磁共振方法；用甲基化反应检测分子中羟基被取代情况；根据高效液相色谱HPLC含量判断单糖组成[16-17]。

4 前景与展望

硒多糖是非常良好的补硒剂，有着抗癌、重金属拮抗以及提高免疫力等广泛的药理作用。通过植物转化和化学合成硒多糖是目前的主要合成方法，两种都有其优缺点，通过植物转化得到的硒多糖重金属含量低，副作用小，较为符合临床使用条件。所以植物转化法依然是最广泛的方法。硒多糖的化学合成法还需要进一步的研究，未来的合成方法应该具有高效的硒化效率和生理活性。市场上硒多糖也仅有大蒜硒多糖、灵芝硒多糖、黄芪硒多糖以及海藻硒多糖几个品种，对硒多糖的开发和利用仍然有广阔的空间。

各种硒多糖化学结构及其在生物体内的作用尚未弄清楚，研究并不完善，是否具有潜在毒性也不清楚。药理研究与新产品开发一样，也需要引起我们的重视。