摘要：本文综述天然植物多糖的结构及生理活性研究进展，主要介绍植物多糖的生理活性，如抗肿瘤、免疫调节、抗疲劳、降血糖、抗病毒、抗氧化等。
关键词：植物多糖；结构；生理活性
中图分类号：Q539文献标识码：A文章编号：1672-979X(2007)04-0051-04
Research Advance on Structure and Biological Activities of Natural Plant Polysaccharides
LI Er-chun, DING Hong-jun, JIN Xiao-hui
(Department of Food Engineering, Shaanxi Normal University, Xi,an 710062, China)
Abstract：This paper reviews the structure and biological activities of natural plant polysaccharides. The biological activities, such as anti-tumor, immunological regulation, anti-fatigue, reducing blood sugar, anti-virus and anti-oxidation, etc, are mainly introduced.
Key words：plant polysaccharide; structure; biological activity
多糖是指由10个以上单糖通过糖苷键连接的聚合物，除作为植物的贮藏养料和骨架成分外，有些植物体内的多糖类化合物还具有抗肿瘤、抗心血管疾病、抗衰老等生理活性。多糖是重要的高分子化合物，但因其单糖的组成种类和连接位置复杂，异头碳的构型不同，加大了研究难度，发展比蛋白质和核酸晚。近年由于多糖类化合物的特殊生理活性，糖复合物和多糖类化合物的研究有了快速发展。
1多糖的结构与测定方法
从自然界分离得到的多糖是复杂的混合物，包括生物大分子混合，不同多糖（中性多糖、酸性多糖或杂多糖）混合，同种多糖大小分子的存在，因此需用合适的方法分级分离纯化。同一样品采用不同分级方法常有不同的分析结果。因植物不同部位的功能不同，其中的多糖也不同。例如人参的根、茎、叶、果中的多糖虽都含有中性杂多糖、酸性杂多糖组分，但其组成与结构是不同的[1]。
多糖与蛋白质一样，也有一～四级结构。一级结构指糖基的组成，糖基排列顺序，相邻糖基的连接方式，异头碳构型以及糖链有无分支，分支的位置与长短等；二级结构指多糖主链间以氢键为主要次级键而形成的有规则构象；三、四级结构是指以二级结构为基础，糖单位之间的非共价相互作用，导致二级结构在有序的空间产生有规则的构象。多糖糖链的结构测定包括纯度测定，相对分子质量测定，单糖组成鉴定，糖连接位置测定，糖链连接顺序测定和糖苷键构型及氧环的测定[2]。
分析多糖一级结构的方法很多，主要为3大类，（1）化学分析法：主要有水解、高碘酸氧化、Smith 降解、甲基化反应等；（2）仪器分析法：与化学分析法相比，仪器分析法具有快速、准确、灵敏、操作方便等优点，是糖链分析不可缺少的手段。主要有紫外光谱法、红外光谱法、气相色谱法、高效液相色谱法、质谱法、核磁共振法等。除了传统的分析技术，现代分析技术的发展及仪器之间的联用大大推动了糖链结构的研究；（3）生物学分析法：主要包括酶学方法和免疫学方法。
2活性研究
2.1抗肿瘤
汲晨锋等[3]研究了3种仙人掌（食用仙人掌、药用仙人掌、仙人球）多糖对小鼠肉瘤S180、小鼠肝癌H22的抗肿瘤作用。通过腹腔注射给药，以抑瘤率、生命延长率及胸腺指数和脾指数为指标，比较3种仙人掌多糖对S180和H22荷瘤小鼠的抑瘤作用。结果表明，3种多糖对S180荷瘤小鼠肿瘤均有抑制作用，最大抑瘤率分别为46.38%，33.82%，36.23%。赵永娟等[4]研究了半夏多糖对小鼠肉瘤、小鼠肝癌的抑瘤作用。结果表明，半夏多糖对小鼠肉瘤、小鼠肝癌有抑制作用，并且由于半夏多糖具较强的网状内皮系统激活活性，能增强网状内皮系统的吞噬功能和分泌作用，进而抑制肿瘤的发生和增殖。刘志勇等[5]给小鼠腋下移植肿瘤S180后灌胃花粉多糖液。结果表明，800 mg/kg花粉多糖组瘤体重量明显降低，抑瘤率达到43.6%。甘璐等[6]研究了枸杞多糖LBP-X的抗肿瘤效果及对荷瘤鼠免疫功能的调节作用。结果表明，LBP-X有明显的抗肿瘤活性。还有研究表明，黄芪多糖[7]、黄桃水溶性多糖[8]、木姜子根多糖[9]、裙带菜多糖[10]、银杏叶多糖[11]对小鼠肿瘤均有不同程度的抑制作用。
2.2免疫调节
多糖的免疫调节作用是其最重要的作用之一。多糖是一种免疫调节剂，主要通过诱生多种细胞因子，促进干扰素、白细胞介素等的产生；激活巨噬细胞、自然杀伤细胞和淋巴细胞等免疫细胞；激活网状内皮系统和补体系统及促进抗体产生等，提高机体特异性和非特异性免疫功能，发挥对免疫功能多途径、多层面的调节作用。
2.2.1对细胞免疫的影响胡晓蕾等[12]在大鼠基础饲料中添加不同浓度的白术及其多糖，研究对大鼠免疫功能的影响。结果表明，一定剂量的白术及其多糖均能增加大鼠外周血白细胞的含量、阳性率和血清溶菌酶含量，提高血清免疫球蛋白和补体水平，促进外周血、脾脏和淋巴细胞转化率，增强机体免疫功能。
2.2.2对体液免疫的影响高荫榆等[13]研究了薯蔓多糖（PSPV）对动物的非特异性免疫和特异性体液免疫的调节作用。结果表明，PSPV具有促进单核巨噬细胞系统吞噬功能的作用，可增强小鼠的非特异性免疫功能，同时显著地增强了小鼠的特异性体液免疫功能。
2.2.3促进巨噬细胞淋巴细胞及网状内皮系统的吞噬功能骆勤等[14]研究了红毛五加多糖（AGP）对辐射损伤小鼠免疫功能的影响。结果显示，AGP能增强受60Co辐射损伤小鼠腹腔巨噬细胞及网状内皮系统的吞噬功能，还能促进受60Co辐射损伤小鼠血清溶血素的形成，提高外周血中淋巴细胞的百分率，能抑制60Co 照射所致的迟发型超敏反应。万京华等[15]研究了黄豆芽多糖（BSPS）对免疫功能低下小鼠的免疫调节作用。结果表明，BSPS可增强巨噬细胞的吞噬功能，增加抗体形成细胞的数量，促进淋巴细胞转化。卢新华等[16]研究了马齿苋多糖对正常小鼠免疫功能的影响。观察灌服马齿苋多糖7 d 的小鼠，发现小鼠腹腔巨噬细胞吞噬功能指数增高，溶血素和溶血空斑得到促进，淋巴细胞转化功能增强。
2.3抗疲劳
王彦武等[17]分别以175，350，700 mg/kg 剂量的枸杞多糖连续给小鼠灌胃30 d，然后进行负重游泳实验及测定血清尿素、肝糖原和血乳酸。枸杞多糖中，低剂量组小鼠的游泳时间明显长于对照组（P<0.05，P<0.01）；低剂量组小鼠运动后血清尿素氮含量低于对照组（P<0.05）；各剂量组小鼠肝糖原含量均高于对照组（P<0.05，P<0.01）；各剂量组小鼠运动后的血乳酸含量均低于对照组（P<0.01）。表明枸杞多糖有抗疲劳作用。孙文娟等[18]研究发现，北五味子粗多糖能明显提高小鼠耐氧及抗疲劳能力，增加正常小鼠免疫器官重量，明显增强了小鼠网状内皮系统的吞噬功能。张钟等[19]研究了100，200，400 mg/kg剂量大枣多糖对四氯化碳所致小鼠化学性肝损伤和运动导致小鼠疲劳的保护作用。3个剂量组大枣多糖均能显著提高小鼠体内肌糖原和肝糖原的储量，高剂量组能提高运动后乳酸脱氢酶活性，但对运动后血尿素氮值无影响，表明对小鼠急性肝损伤有保护作用，且有抗疲劳作用。
2.4降血糖
罗傲霜等[20]用尾静脉注射四氧嘧啶制成高血糖动物模型，按高剂量（300 mg/kg）、中剂量（100 mg/kg）和低剂量（30 mg/kg）分别用迭鞘石斛多糖灌胃，同时设阳性和阴性对照组。通过测定血糖水平表明，迭鞘石斛多糖能显著降低四氧嘧啶高血糖小鼠的空腹血糖，增强四氧嘧啶高血糖大鼠的糖耐量，具有明显的降血糖作用。张慧慧等[21]比较了正常小鼠和STZ诱导的糖尿病模型小鼠的降糖效果，并初步分析了降糖机制。结果表明，400 ｍg/kg剂量的苦瓜碱提多糖可显著降低正常小鼠和STZ糖尿病小鼠的血糖值，果糖胺含量也有所降低。并指出，苦瓜多糖的降糖机制可能是通过减弱STZ对胰岛β-细胞的损伤或改善受损β-细胞的功能，起到了调节血糖的作用。此外，南瓜多糖[22]、天麻多糖[23]、桑宁茶多糖[24]、丹皮多糖 [25]、细茎石斛多糖[26]等都有明显的降血糖作用。
2.5抗病毒
张凤梅等[27]用细胞培养法检测了呼吸道合胞病毒对HeLa细胞的致病变作用，以及败酱草抗病毒多糖AP4对呼吸道合胞病毒感染细胞的治疗作用。结果表明，败酱草抗病毒有效部位AP4在HeLa细胞中对呼吸道合胞病毒有明显的抑制作用。张颖等[28]用体外细胞培养技术研究了南海7种海藻多糖的体外抗单纯疱疹型病毒（HSV21）以及抗柯萨奇B组3型病毒（CoxB3）的活性。结果表明，7种海藻多糖均表现出良好的抗病毒活性。实验结果表明，多糖样品均为硫酸酯多糖，其硫酸基和岩藻糖的含量与多糖的抗病毒效果密切相关。
2.6抗氧化活性
单颖等[29]通过玉竹多糖抗衰老实验，发现玉竹多糖能通过提高超氧化物歧化酶活性，增强对自由基的清除能力，抑制脂质过氧化，降低丙二醛含量，从而减轻对机体组织的损伤延缓衰老。张海容研究发现，沙棘果皮多糖对羟基和氧自由基有较显著的清除能力。此外，无梗五加多糖[30]、板蓝根多糖[31]都有一定的清除自由基的能力。
2.7神经营养活性
杨娟等[32]用PC12细胞筛选刺梨多糖各组分的神经营养活性，并定量测定了纯化的单一多糖活性。结果表明，刺梨多糖RRTP21和RRTP23为相对分子质量分布均一的多糖。多个多糖组分能刺激PC12细胞产生神经纤维样突起，多数刺梨多糖组分具有神经营养活性。
2.8抗突变
董彩婷等[33]通过小鼠骨髓细胞微核实验、人外周血淋巴细胞染变实验及小鼠精子畸形实验，研究了芦荟多糖在体内和体外的抗突变作用。结果表明，芦荟多糖高、中、低3个剂量组的微核率和精子畸形率均显著低于阳性对照组。体外淋巴细胞染色体的畸变率与阳性对照组（丝裂霉素组）相比差异有显著性（P<0.01），低剂量组作用最为明显，抑制率达到78.5%。表明芦荟多糖可有效地抑制环磷酰胺、丝裂霉素诱导的突变性，具有一定的抗突变作用。
3结语
天然植物多糖具有抗肿瘤、调节免疫、抗疲劳、降血糖、抗病毒、抗氧化等生理活性。近年对多糖结构和活性的研究不断深入，进一步阐明了多糖作用机制与结构的关系，其多样的生理活性更加受到重视。由于植物多糖特殊的生理活性和低毒性，在临床应用中越来越重要，成为当今新药的发展方向之一。我国植物资源丰富，但由于大多数天然植物多糖结构与功能的关系及在体内的作用机制尚不清楚，限制了天然植物多糖的应用。加强糖生物学的基础研究，加大糖工程产品的开发力度，将会使植物多糖更多的生物活性应用于临床。
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