劉洪娜,文禮湘,譚 琥,成 壯,譚周進(jìn)
(湖南中醫(yī)藥大學(xué),湖南 長(zhǎng)沙 410208)
硒是人體必需的微量元素,某些疾病如癌癥、腫瘤、心血管疾病等都與體內(nèi)缺硒有關(guān),但硒不能由機(jī)體自主合成,只能從體外攝取[1-2]。多糖具有提高機(jī)體免疫力、抗誘變及抗腫瘤等作用。硒多糖是硒與多糖結(jié)合的一種有機(jī)化合物,兼有硒和多糖的活性,生物活性普遍高于多糖和硒,且易被機(jī)體吸收和利用[3]。因此,開展硒多糖生物合成及其藥理活性的研究具有非常重要的意義[4]。硒多糖因其雙重功效而在臨床或動(dòng)物試驗(yàn)中已有較多地應(yīng)用,其藥品和保健品的開發(fā)研究已經(jīng)開始,目前已有復(fù)方硒多糖、香菇硒多糖膠囊上市[5]。筆者對(duì)硒多糖的藥理活性、作用機(jī)制及其毒副作用的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述。
工業(yè)生產(chǎn)中重金屬離子的大量使用,使得生態(tài)環(huán)境中的重金屬離子含量很高。重金屬離子隨食物鏈進(jìn)入人體后可在人體內(nèi)蓄積,造成慢性中毒。研究表明,硒多糖在減少體內(nèi)重金屬離子的蓄積方面起著重要作用,其對(duì)重金屬的拮抗作用主要體現(xiàn)在降低重金屬離子鉛、汞、砷等在生物體內(nèi)的毒性。鎘的毒性與其誘導(dǎo)的氧化損傷密切相關(guān),鎘性腎損害的腎臟組織丙二醛(MDA)含量明顯增加,超氧化物歧化酶(S0D)、谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)活性明顯降低,同時(shí)可出現(xiàn)以腎小管上皮細(xì)胞受損為主的病理改變。聶木海等[6]的研究顯示,硒多糖能有效拮抗大鼠因鎘中毒引起的腎臟組織病理變化,提高SOD及GSH-Px活性,降低脂質(zhì)過氧化終產(chǎn)物MDA含量,從而有效阻止因鎘中毒后機(jī)體產(chǎn)生過量自由基所引起的一系列脂質(zhì)過氧化反應(yīng),使腎臟組織免受損害,并維持機(jī)體正常的生理功能。同時(shí),體內(nèi)硒還可以起到拮抗砷的作用。食用菌有較強(qiáng)的富硒能力,硒多糖是其中主要的有機(jī)硒之一。梁英等[7]的研究表明,黑木耳硒多糖可使大鼠各組織中的硒含量升高,且硒的不同存在形式對(duì)其在體內(nèi)的代謝速度具有明顯影響。硒多糖可以延長(zhǎng)硒在體內(nèi)的存留時(shí)間,因而可迅速提高各組織中的硒含量。張百巖等[8]研究發(fā)現(xiàn),硒多糖可不同程度地增加大鼠各組織的硒含量,促進(jìn)體內(nèi)鉛、汞離子的排除,降低各組織的汞和鉛含量,從而防止鉛、汞等重金屬離子中毒。Das等[9]的試驗(yàn)證明,硒可以促進(jìn)汞在體內(nèi)的重新分配,即從腎、神經(jīng)系統(tǒng)等高敏感器官轉(zhuǎn)移到肌肉組織等低敏感器官,從而降低重金屬離子對(duì)機(jī)體的損害。
SOD及GSH-Px是動(dòng)物機(jī)體內(nèi)的抗氧化酶,可以清除自由基,防止自由基對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷,其活性隨年齡增長(zhǎng)而下降。香菇硒多糖能顯著提高老齡小鼠體內(nèi)的SOD及GSH-Px活性,延緩小鼠的衰老速度,且其作用效果與硒多糖的服用劑量呈正相關(guān);靈芝硒多糖可明顯增加小鼠血漿和肝內(nèi)GSH-Px及SOD的活性,降低小鼠血漿和肝臟脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物含量,且其作用效果明顯強(qiáng)于靈芝多糖[10]。張連富等[11]的研究表明,富硒食用菌多糖具有較強(qiáng)的還原力,對(duì)[DPPH·]和[·OH]等自由基以及脂質(zhì)過氧化反應(yīng)有積極的抑制作用;其作用效果與硒含量有一定的劑量-效應(yīng)關(guān)系,硒含量越高,還原能力及清除自由基、抗氧化能力更強(qiáng)。Yu等[12]的研究表明,富硒綠茶中原油茶多酚的含量顯著高于普通綠茶,而原油茶多酚是一種抗氧化劑,能清除體內(nèi)的AAPH和DPPH自由基,起到了顯著的抗氧化作用。李潔等[13]的研究發(fā)現(xiàn),甲殼低聚糖-硒對(duì)2型糖尿病模型鼠SOD活力的恢復(fù)有一定作用,對(duì)GSH-Px活力也有一定的影響,能增強(qiáng)兩者的活性,這表明甲殼低聚糖-硒能發(fā)揮抗氧化功能。Chen等[14]的研究表明,富硒乳酸菌的有效成分能提高GSH-Px及SOD活性,降低MDA含量,可在體內(nèi)發(fā)揮抗生物氧化作用。類似的研究表明,海藻硒多糖也是一種強(qiáng)有力的抗氧化劑,海藻富硒培養(yǎng)后能大大增強(qiáng)抗氧化能力[15]。
硒參與細(xì)胞免疫和B細(xì)胞功能的調(diào)節(jié),缺硒可引起免疫功能低下,補(bǔ)硒可增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。有研究證明,適量香菇硒多糖能明顯增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬功能,還可增加胸腺指數(shù),提高小鼠淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化率,從而增強(qiáng)機(jī)體的細(xì)胞免疫功能;紫球藻胞外多糖(PSP)有很好的抗病毒、抗細(xì)菌、抗輻射、調(diào)血脂及抗凝血等功能[16-17]。但對(duì)紫球藻胞外多糖增強(qiáng)免疫力方面的研究目前卻鮮有報(bào)道。因此,朱勁華等[18]研究了含硒紫球藻胞外多糖(Se-PSP)對(duì)小鼠免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用,結(jié)果顯示,Se-PSP能顯著增加實(shí)驗(yàn)小鼠的脾臟質(zhì)量,并能顯著增強(qiáng)小鼠單核細(xì)胞吞噬功能,對(duì)小鼠血清中溶血素抗體形成也有明顯的促進(jìn)作用。這表明Se-PSP能明顯地增強(qiáng)小鼠的網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng) (RES)吞噬功能和體液免疫功能。硒酸酯多糖是一種多糖成分,能與紅細(xì)胞膜上的多糖受體結(jié)合而可能使膜上的受體充分表達(dá),增強(qiáng)了紅細(xì)胞免疫黏附腫瘤以及清除血清中循環(huán)免疫復(fù)合物的能力。因此,硒酸酯多糖可增強(qiáng)機(jī)體的免疫能力,從而起到抗腫瘤的作用[19]。Xu等[20]通過在PDA培養(yǎng)基中添加硒培養(yǎng)腸桿菌Z0206,發(fā)現(xiàn)硒可以有效地在菌體內(nèi)富集,然后將發(fā)酵液內(nèi)的分離富硒胞外多糖飼喂小鼠,可明顯改善小鼠的細(xì)胞和體液免疫反應(yīng)。這說明硒多糖是一種強(qiáng)有力的免疫調(diào)節(jié)劑,能夠提高機(jī)體的免疫功能。Wang等[21]用硒多糖飼喂卡介苗誘導(dǎo)肝損傷模型小鼠10 d,結(jié)果小鼠體內(nèi)的血漿轉(zhuǎn)氨酶活性大大增加,減少了肝細(xì)胞損害程度和炎癥細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,從而增強(qiáng)了小鼠的免疫功能。
硒多糖具有抗腫瘤活性,目前其對(duì)肝癌、肺癌、乳腺癌、前列腺癌等的療效已經(jīng)被證實(shí),作用機(jī)制可能是由于硒多糖能提高機(jī)體的免疫功能和抗氧化能力,通過提高氧化酶活性而發(fā)揮清除自由基的功能,降低脂質(zhì)過氧化損傷,從而減輕活性氧自由基對(duì)免疫系統(tǒng)的損傷,抵抗腫瘤細(xì)胞。尚德靜等[22]的研究表明,靈芝硒多糖(SeGLP-1)對(duì)小鼠肝腹水腫瘤細(xì)胞有明顯的抑制作用,抑瘤率可達(dá)到80%,是靈芝多糖抑瘤率的2倍,但靈芝硒多糖體外抑瘤作用并不明顯,表明其可能通過提高機(jī)體的免疫能力而增加對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用。王敏等[23]的研究表明,當(dāng)硒多糖質(zhì)量濃度為80 mg/L時(shí),可顯著抑制人肝癌細(xì)胞SMMC7721、人肺癌細(xì)胞A549的生長(zhǎng),并對(duì)人黑色素瘤細(xì)胞A357也有一定程度的抑制作用;含硒紫球藻胞外多糖可推遲腹水瘤的形成時(shí)間,延長(zhǎng)腹水瘤小鼠的生存時(shí)間。陳國(guó)靜等[24]的研究表明,硒多糖及多糖均能抑制腫瘤生長(zhǎng),且硒多糖的效果優(yōu)于多糖。左志宇等[25]的研究表明,蛹蟲草多糖對(duì)Hela細(xì)胞具有明顯的抑制作用,且呈劑量-效應(yīng)關(guān)系。沈偉哉等[26]的研究表明,總狀蕨藻盾葉變種硒化多糖可提高小鼠的脾臟T細(xì)胞和NK細(xì)胞活性,提高腹腔巨噬細(xì)胞吞噬雞紅細(xì)胞的能力。楚惠媛等[27]研究發(fā)現(xiàn),秦巴硒菇硒蛋白多糖可誘導(dǎo)白血病細(xì)胞株K562細(xì)胞凋亡,其凋亡機(jī)制可能是由于與腫瘤凋亡密切相關(guān)的caspase 3基因被激活且活性增強(qiáng),從而促使K562細(xì)胞發(fā)生凋亡。Zhong等[28]的研究結(jié)果顯示,蛹蟲草硒蛋白多糖具有顯著的抗腫瘤作用,抑瘤率達(dá)46.92%。Sun等[29]的研究結(jié)果顯示,2硒橋聯(lián) β-環(huán)糊精(2 SeCD)能抑制脂質(zhì)過氧化和保護(hù)細(xì)胞因紫外線輻射所產(chǎn)生的傷害,原因是2 SeCD抑制了致癌基因p53和Bcl-2在細(xì)胞中的表達(dá),從而起到了抗腫瘤的作用。
硒缺乏與一些病毒感染的發(fā)生、發(fā)展及防治等都有密切的聯(lián)系。硒對(duì)Ebola病毒、人類免疫缺陷病毒、鼠乳腺腫瘤病毒、流感病毒及甲型肝炎病毒等均有不同程度的抑制作用,缺硒可引起病毒毒力發(fā)生改變,使無致病力病毒變?yōu)閺?qiáng)致病力病毒。目前,關(guān)于有機(jī)硒化合物硒多糖抑制病毒復(fù)制作用方面的報(bào)道較少。魏戰(zhàn)勇等[30]研究發(fā)現(xiàn),海藻硒多糖對(duì)豬細(xì)小病毒體外增殖有一定的抑制作用,但其效果不如硒蛋氨酸和亞硒酸鈉顯著,可能是由于不同硒化合物的含硒形式和結(jié)構(gòu)不同而造成的。對(duì)于海藻硒多糖抑制病毒所需的有效濃度,尚有待于進(jìn)一步的研究。
硒多糖可通過保護(hù)胰島細(xì)胞,改善胰島素的敏感性,而對(duì)糖尿病起到干預(yù)作用[31]。張敖珍等[32]研究發(fā)現(xiàn),硒化卡拉膠可使正常小鼠以及四氧嘧啶糖尿病小鼠的血糖降低,而且對(duì)正常小鼠注射腎上腺素所致高血糖也有降低作用,說明硒化卡拉膠可改善小鼠的糖代謝而降血糖。
硒作為必需微量元素,其生理功能之一是作為體內(nèi)自由基的清除劑并防止體內(nèi)氧化損傷。但在不同條件下,硒化物既能清除自由基,又能產(chǎn)生自由基,視其在研究體系內(nèi)的濃度而定。在較低濃度下,可能以清除自由基為主,表現(xiàn)出有益的生理反應(yīng);而在較高濃度下,則以產(chǎn)生自由基(活性氧)為主,導(dǎo)致毒性作用。體內(nèi)硒過多或過少都將致病,因此在硒多糖的使用過程中,如何把握好用量,也是值得進(jìn)一步研究的問題。同時(shí),硒分為無機(jī)硒和有機(jī)硒,無機(jī)硒如亞硒酸鈉毒性大,不易吸收,生物利用率低;硒多糖作為一種有機(jī)硒,毒性大大降低。怎樣將無機(jī)硒轉(zhuǎn)化為有機(jī)硒,盡量降低其毒副作用,是目前研究的熱點(diǎn)。但還沒有硒多糖毒性的定量研究報(bào)道,僅有不良反應(yīng)比無機(jī)硒大大降低的描述。
硒多糖作為有機(jī)硒化合物,具有抗腫瘤、抗氧化、清除自由基、調(diào)節(jié)免疫功能、抗病毒、降血糖等多種生理活性,是一種較好的生物補(bǔ)硒劑,因此對(duì)毒副作用小、生物可利用性好的硒多糖進(jìn)行更深入的研究,這對(duì)于今后硒多糖在保健或藥物方面的開發(fā)利用具有十分重要的意義。目前硒多糖已開始應(yīng)用于臨床,對(duì)硒多糖的藥品和保健品的開發(fā)研制已陸續(xù)開展起來。例如,復(fù)方硒多糖膠囊是由硒酸酯多糖、黃芪、白花蛇草組成,具有補(bǔ)氣養(yǎng)血、清熱解毒和補(bǔ)充人體必需硒元素的功效,用于調(diào)節(jié)和改善人體免疫功能,對(duì)于各種腫瘤、心腦血管疾病、自身免疫性疾病有良好的預(yù)防和治療作用。近年來,在低硒地區(qū),人們通過開發(fā)補(bǔ)硒產(chǎn)品補(bǔ)充硒的攝入,對(duì)硒缺乏患者的治療起到了很好的作用,尤以富硒生物產(chǎn)品引人注意,因其易吸收、毒性小而被廣大消費(fèi)者接受[33]。因此,對(duì)硒多糖資源的開發(fā)和利用具有廣闊的空間,也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義,但硒多糖的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,關(guān)于其對(duì)機(jī)體的作用機(jī)制和可能產(chǎn)生的毒副作用尚不完全清楚,還有待于進(jìn)一步的研究。
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