灵芝壳聚糖在户外活动皮肤损伤中的应用进展

[摘 要] 户外活动中因多样复杂的情况及环境因素，皮肤损伤高发且可能带来严重健康问题。灵芝壳聚糖具备分子量小以及不含致敏蛋白的特性，在户外活动所致的皮肤受损修复过程中，发挥着独特的抗感染、止血、止痛及促进创面愈合的作用，这为户外活动中皮肤损伤的处理提供了一种安全且有效的解决方案。本文旨在分析灵芝壳聚糖在户外活动皮肤损伤中的应用进展，以期为相关领域的研究和应用提供参考，从而推动灵芝壳聚糖在创面修复领域的进一步发展。

[关键词] 灵芝壳聚糖；户外活动；皮肤损伤；创面修复

[中图分类号] R93 [文献标识码] A [文章编号] 1004-4949（2024）24-0194-05

Application Research Progress of Ganoderma Lucidum Chitosan in Skin Injury Caused by Outdoor Activities

YUAN Xinsong

（Kefujia Wound Repair Technology Research Center， Zhuhai 519000， Guangdong， China）

[Abstract] Due to various and complex conditions and environmental factors in outdoor activities， skin injury is highly prevalent and may cause serious health problems. Ganoderma lucidum chitosan， with the characteristics of small molecular weight and without allergenic protein， plays a unique role in anti-infection， hemostasis， analgesia and wound healing in the repair of skin injury caused by outdoor activities， which provides a safe and effective approach for the treatment of skin injuries in outdoor activities. This article aims to analyze the application progress of Ganoderma lucidum chitosan in skin injury caused by outdoor activities， in order to provide reference for the research and application in related fields， so as to promote the further development of Ganoderma lucidum chitosan in the field of wound repair.

[Key words] Ganoderma lucidum chitosan； Outdoor activities； Skin injury； Wound repair

户外活动是指在自然场地从事有目的的行动，户外活动的多样性和复杂性导致皮肤损伤高发，如摔倒、滑倒或跌落等从而造成皮肤擦伤、割伤、扭伤甚至骨折，这些都可能导致皮肤损伤的发生。环境因素也增加了皮肤损伤的发生几率。在炎热的天气条件下，长时间暴露在阳光下可能导致晒伤和脱水，削弱皮肤的抵抗力，使其更容易受到紫外线损伤。寒冷的气候则可能引起冻伤，尤其是在高海拔地区或冬季的户外活动中。恶劣的天气如暴雨、大风等，会影响视线和行动稳定性，增加意外发生的风险。皮肤损伤的严重程度不一，从轻微的擦伤到深及肌肉、骨骼的严重创伤都有可能发生。一些皮肤损伤如果处理不当，可能会导致感染、愈合不良，甚至需手术治疗。特别是当创面损伤涉及到重要的血管、神经或肌腱时，其恢复过程可能会更加漫长和复杂。一方面，由于户外环境通常远离医疗设施，受伤后不能及时得到专业的治疗和处理，伤口容易感染恶化，尤其是一些较深的创伤，若未得到恰当的清洁和包扎，可能会引发严重的炎症，甚至导致败血症等危及生命的并发症。另一方面，皮肤损伤可能会进一步影响到肌肉、肌腱和骨骼等深层组织，导致长期的功能障碍，对于一些特殊人群，如老年人、儿童或患有基础疾病的人，皮肤损伤带来的后果可能更为严重，康复过程也更为漫长和艰难。户外活动中皮肤损伤不仅高发，而且可能带来严重的健康问题，对个人的身体和生活质量造成重大影响。目前，灵芝壳聚糖在创面修复中的应用现状较为广泛且具有优势，如良好的生物相容性、促进细胞生长和迁移的能力、免疫调节与抗炎作用、抗菌性能及促进胶原蛋白合成与组织重塑等[1]。因此，灵芝壳聚糖在户外活动皮肤损伤中具有重要的应用价值。本文通过分析灵芝壳聚糖的基本特性和在皮肤损伤中的作用机制，总结其在户外活动皮肤损伤修复中的应用，并展望未来的研究方向和应用前景，以期为相关领域提供一定参考。

1 灵芝壳聚糖的基本特性

灵芝是一种珍贵的药用真菌，其化学成分复杂多样，主要包括多糖、三萜类化合物、甾醇类、生物碱、氨基酸、多肽、蛋白质、核苷类等，灵芝孢子粉壁还含有近40%的甲壳素成分。壳聚糖是由甲壳素脱乙酰化得到的产物，β-（1，4）糖苷键连接氨基葡萄糖单元和N-乙酰氨基葡萄糖单元组成。壳聚糖的结构中含有大量的氨基和羟基，使其具有良好的水溶性和生物相容性。物理化学性质方面，壳聚糖具有良好的成膜性、吸附性和保湿性，其在酸性溶液中可溶解，具有阳离子特性，作为目前自然界发现的唯一带有正电荷的天然多糖，具有一定的抗菌性和止血性能[2]。灵芝壳聚糖则是以灵芝孢子粉为原料，通过热化学去乙酰化（TCD）法和超声辅助去乙酰化（USAD）法可制备灵芝壳聚糖。TCD法是借助高浓度化学溶液，在高温长时间的条件下将几丁质去乙酰化的过程。相比之下，USAD法更为高效[3]，较低温度和反应时间短条件下获得去乙酰度的壳聚糖，能增强了灵芝成分的稳定性和生物利用度，同时也赋予了壳聚糖更多的生物活性和药用功能。灵芝壳聚糖结合了灵芝的药用成分和壳聚糖的优良特性，其具有分子量较小和不含致敏蛋白的特性。灵芝壳聚糖分子量比普通虾蟹壳类动物来源的壳聚糖分子量小。且研究表明[4]，壳聚糖的分子量越小，抗菌能力越好。虾蟹壳中存在致敏蛋白，生产制备壳聚糖时除杂相对困难。相比之下，灵芝壳聚糖不含虾蟹壳来源壳聚糖中的致敏性蛋白，确保了其在医药领域中的安全应用。

2 灵芝壳聚糖在皮肤损伤中的作用机制

2.1 促进细胞生长和迁移

2.1.1对成纤维细胞活性的影响 邓劲等[5]研究表明，成纤维细胞在皮肤修复中起着关键作用。灵芝壳聚糖可以通过提供适宜的微环境，促进成纤维细胞迁移，刺激成纤维细胞的增殖和活化，还能调节细胞内的信号通路，增加细胞代谢活性，促进细胞外基质的合成和分泌，从而加速创面愈合的早期阶段。

2.1.2诱导内皮细胞血管生成 血管新生在创面愈合过程中具有至关重要的作用，体现在提供营养和氧气、清除代谢废物、分泌生长因子、促进肉芽组织形成[6]。灵芝壳聚糖可以通过诱导内皮细胞迁移与增殖在创面促进新生血管再生和肉芽生成。许庆等[7]研究表明，新生血管可以为创面细胞提供充足的营养和氧气支持，从而加速组织的修复与再生，减少瘢痕形成。

2.2 免疫调节与抗炎作用 在创面愈合过程中，炎症反应是一个早期且关键的阶段。张顺然等[8]学者的研究表明，手术后局部使用壳聚糖可减轻手术创面的炎症反应。原因在于灵芝壳聚糖可以调节炎症细胞因子如白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）和肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等的分泌，能够抑制过度的炎症反应，使炎症阶段适度且及时地消退，为后续的修复创造有利条件[9]。同时，灵芝壳聚糖通过抑制炎症细胞的浸润和活化，减少炎症介质的释放，从而有效减轻创面红肿、疼痛等炎症症状，这有助于维持创面局部的稳态，避免过度炎症对正常组织造成的损伤，促进创面向修复和再生阶段进展[10]。

2.3 抗菌性能 灵芝壳聚糖具有广谱的抗菌活性，可以通过多种机制抑制病原体的生长和繁殖。例如，灵芝壳聚糖可以破坏病原体的细胞膜结构，导致细胞内容物泄漏，也能够干扰病原体的代谢过程，影响其能量产生和物质合成，从而达到杀菌或抑菌的效果。有研究表明[11]，低分子质量的壳聚糖可以进入病原体细胞内部，可能与病原体细胞内部的DNA或RNA结合，从而起到抑制病原体生长或杀死病原菌的作用。然而，许多病原体能够形成生物膜，增强其耐药性和在创面的定植能力，而灵芝壳聚糖可阻止病原体形成生物膜，或者破坏已形成的生物膜结构，使病原体更容易受到抗菌药物和免疫系统的攻击，提高创面抗感染的能力[12]。

2.4 促进胶原蛋白合成与组织重塑 在创面修复的后期阶段，胶原蛋白的合成和组织重塑对于恢复创面的结构和功能至关重要。研究表明[8]，手术后局部使用壳聚糖，可促进创面早期结痂、早期脱痂、早期愈合，促进痂皮下方新生上皮细胞生长。灵芝壳聚糖可以刺激胶原蛋白的合成和排列，促进肉芽组织的形成和成熟，同时还能够调节基质金属蛋白酶（MMPs）的活性，平衡胶原蛋白的合成与降解，实现组织的有序重塑，最终使创面愈合得更加牢固[13]。

3 户外活动皮肤损伤修复应用

3.1 典型高危户外活动所形成的皮肤损伤

3.1.1田径运动发生的皮肤损伤 田径运动中的常见损伤发生率随着田径运动竞争激烈程度而持续上升，田径运动员越来越倾向于高强度的运动训练方式，这致使其在训练时出现运动损伤的情况愈发频繁。具体来讲，田径运动常见的损伤主要涵盖以下几类：首先是刺伤和擦伤。在田径训练过程中，运动员由于意外跌倒等因素与地面或者其他粗糙物体产生摩擦，进而引发不同程度的皮肤擦伤或者刺伤。其中，擦伤通常体现在表皮受损后出现少量出血点或者组织液渗出，倘若伤势比较严重，还会出现大面积的表皮脱落现象。值得留意的是，虽然表皮擦伤在未发生感染的情况下，仅依靠表皮细胞自身的再生能力能够较快恢复，但鉴于人体表皮分布着众多的神经末梢，会导致运动员感受到强烈疼痛，且一旦处理不当，则会引发感染，进而对运动员的身体状况产生不利影响。而刺伤指的是被钉子、标枪之类的尖锐物品刺伤，致使表皮或者皮下组织受到破坏，虽然刺伤形成的伤口相对较小，但由于伤口大多较深，可能会出现血凝块阻塞、厌氧菌感染等状况，给运动员生命安全带来较大风险[14]。

3.1.2部队官兵集训中发生的浅表皮肤损伤 浅表皮肤损伤在武警部队官兵的训练里属于最为常见的伤情类别，鉴于其创伤较为表浅，愈合迅速，长远影响微弱，所以极少受到医务人员的重视。这类创面常常位于手、胫、肘、膝等在训练中频繁接触、摩擦的位置，轻则引起血疱，严重的会造成软组织的深部撕裂伤，倘若处理方式有误，就有可能对训练产生影响，致使伤口长期难以愈合[15]。

3.1.3消防员皮肤烧伤损伤 灭火救援期间，消防员通常暴露于高温热辐射环境中，火灾环境的复杂性及救援作业需求会破坏人体的热平衡状态，消防员随时可能面临热应激、火焰烧伤、热接触烧伤、蒸汽烫伤等热危害，造成皮肤大面积烧伤、红肿、水疱[16]。而重度烧伤创面则会出现焦黑、坏死，甚至露出皮下组织。烧伤创面不仅带来身体上的剧痛，还可能引发感染等并发症。

3.2 灵芝壳聚糖的应用效果

3.2.1抗感染作用 灵芝壳聚糖具有出色的抗感染特性。4%的壳聚糖分散在2%乳酸溶液中，制备的壳聚糖水凝胶，能促进烧伤创面的愈合，灵芝壳聚糖能有效抑制多种病原微生物的生长和繁殖，包括常见的细菌、真菌等，在伤口处使用壳聚糖处理后，可避免出现肉芽肿炎症反应及器官病理异常。灵芝壳聚糖通过破坏病原体的细胞膜结构、干扰其代谢过程或阻碍其生物膜的形成，降低创面感染的风险。在实际应用中，可显著减少创面的炎症反应，降低感染相关并发症的发生率，为创面愈合创造一个相对清洁的环境[17]。

3.2.2止血止痛作用 在止血方面，研究表明[15]，壳聚糖止血粉显示出快速止血、结痂效果。灵芝壳聚糖通过多途径进行止血，其有别于其他止血剂最大的特点在于不依赖凝血级联反应，灵芝壳聚糖在酸性环境下形成的盐能引起红细胞黏附聚集或变形，最后形成牢固的血凝块堵塞出血点。灵芝壳聚糖还可以可引发血小板聚集，通过氢键、静电作用和疏水相互作用，与血红蛋白结合形成壳聚糖/血红蛋白复合物，加大了红细胞和血小板的粘附力，加快止血。与此同时，在出血结束后灵芝壳聚糖还会在伤口处形成一层抗菌层，以防止伤口感染[18]。

3.2.3抑制瘢痕作用 施晶晶[19]研究中证明了与壳聚糖纤维交联的水凝胶，能通过促进血管生成和胶原蛋白沉积来加速糖尿病大鼠模型中的伤口愈合，对创面愈合有着很好的促进作用，大大缩短了伤口愈合的时间以及防止伤口感染灵芝壳聚糖具备广泛的生物活性，能有效促进红细胞、血小板聚集止血，并通过多种分子机制达到胶原的产生，促进Ⅲ型胶原蛋白的分泌以及肉芽组织和上皮组织的生成，减少伤口收缩，从而起到减轻瘢痕的作用。灵芝壳聚糖通过调节胶原蛋白的合成和排列，减少胶原蛋白的过度沉积，这有助于避免瘢痕组织的过度形成，使愈合后的创面更加平整、柔软，外观和功能更接近正常皮肤，从而提高患者的生活质量。

4 灵芝壳聚糖面临的挑战与限制

4.1 材料的稳定性和保存问题 灵芝壳聚糖的化学结构较为复杂，容易受到环境因素的影响，如温度、湿度、光照等，从而导致其物理化学性质发生变化，降低其有效性和稳定性。在保存过程中，可能会出现降解、变质等问题，影响其使用效果和安全性。此外，其活性成分的稳定性也需要进一步研究和优化，以确保在长期保存后仍能保持良好的生物活性。

4.2 大规模生产的技术难题 实现灵芝壳聚糖的大规模生产面临着一系列技术挑战。首先，原材料的供应和质量控制是一个关键问题，灵芝的生长环境和采集方式会影响其成分和质量，而壳聚糖的提取和纯化工艺也较为复杂。其次，生产过程中的工艺参数优化、质量检测和控制等环节需要高精度的设备和严格的操作流程，这增加了生产成本和技术难度。再者，大规模生产还需要解决生产效率、产品一致性和可重复性等问题，以满足市场的大量需求。

4.3 临床应用的规范化和标准化 在临床应用方面，灵芝壳聚糖缺乏统一的规范化和标准化。例如，使用剂量、给药方式、治疗疗程等方面尚未形成明确的指南和标准。不同的研究和临床实践中可能存在较大的差异，这使得治疗效果难以准确评估和比较。此外，对于其安全性和有效性的评估也需要建立更加科学、严谨的临床试验体系和评价标准，以确保其在临床应用中的可靠性和安全性。同时，与其他药物的相互作用、长期使用的潜在风险等方面的研究还相对不足，限制了其在临床上的广泛应用。

5 灵芝壳聚糖的未来研究方向与展望

5.1 深入探究作用机制 未来对于灵芝壳聚糖的研究，需更深入地剖析其在生物体内发挥作用的详细机制。不仅要从细胞和分子层面揭示其对细胞生长、免疫调节、炎症反应等过程的影响，还要探究其与体内各种信号通路的相互作用。通过先进的生物技术手段，如基因编辑、蛋白质组学和代谢组学等，全面揭示灵芝壳聚糖的作用靶点和分子机制，为其更精准、有效的应用提供理论基础[20]。

5.2 优化材料性能及制备技术 提高灵芝壳聚糖的应用效果和生物利用度，需要不断优化其材料性能。这包括对其化学结构进行修饰和改良，以增强其稳定性、水溶性和生物相容性。同时，开发创新的制剂形式，如纳米颗粒、脂质体、水凝胶等，实现药物的控释和靶向输送，提高药物在病灶部位的浓度和作用时间，减少全身性副作用。此外，结合材料科学和工程技术，制备具有特定物理性质和功能的灵芝壳聚糖复合材料，以满足不同临床需求[21]。

5.3 多学科交叉合作 灵芝壳聚糖的研究涉及多个学科领域，包括生物学、化学、医学、材料科学等。未来应加强多学科交叉合作，整合不同学科的优势和技术手段。例如，利用生物信息学和人工智能技术对大量实验数据进行分析和预测，为研究提供新的思路和方向；结合组织工程和再生医学的理念，将灵芝壳聚糖应用于构建功能性的组织器官替代物；通过与物理学和影像学的交叉，开发新的检测和监测方法，实时跟踪灵芝壳聚糖在体内的分布和代谢过程[22]。

5.4 拓展应用范围和联合治疗策略 除了在创面修复和抗感染等领域的应用，未来应积极探索灵芝壳聚糖在其他疾病治疗中的潜力，如心血管疾病、神经系统疾病、自身免疫性疾病等。同时，研究其与现有治疗方法的联合应用策略，发挥协同增效作用，提高治疗效果[23]。例如，将灵芝壳聚糖与传统药物、生物制剂或物理治疗方法相结合，制定个性化的综合治疗方案，为患者提供更优的治疗选择。此外，还应关注其在预防医学和健康保健领域的应用前景，开发相关的功能性产品，促进全民健康。

6 总结

户外活动中易受到各种创伤，而灵芝壳聚糖在创面修复方面展现出了突出的作用。首先，其具有出色的抗感染能力，能够有效抑制创面处病原微生物的生长，降低感染风险，这对于在户外可能接触到复杂微生物环境的创伤来说至关重要。其次，灵芝壳聚糖具有止血止痛效果，可以迅速控制出血，减轻伤者的疼痛，为后续的治疗和恢复创造有利条件。再者，灵芝壳聚糖能够有效促进创面愈合，加快组织再生和修复的进程，使创面更快地恢复健康，并有效抑制瘢痕形成。在应用前景方面，由于户外活动的普及和意外创伤的常见性，灵芝壳聚糖便携、高效的特点使其具有广阔的市场需求。未来可能会被开发成便于携带的急救药品或敷料，为户外活动爱好者提供及时有效的创面处理保障。在未来的研究中，希望能够进一步明确灵芝壳聚糖在不同类型创面修复中的具体作用机制，为更精准地应用提供理论支持。同时，期待能够优化其制剂形式，使其更加便于在户外环境中使用和保存。在应用方面，期望能够加强灵芝壳聚糖在户外医疗急救领域的推广和普及，提高人们对其的认知和使用熟练度。并且，希望与相关的户外装备和急救产品相结合，形成更加完善的户外创伤处理体系，为户外活动者提供安全保障。

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收稿日期：2024-8-13 编辑：扶田