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天麻多糖的研究概况(1)

发布时间:2010-10-15 15:05:05  浏览数:1761

【摘要】  综述了天麻多糖的研究近况,主要包括其化学组成、含量测定和药理活性等3个方面,为进一步开发利用天麻多糖提供一定的参考。
【关键词】  天麻多糖 化学组成 含量测定 药理活性
    天麻为兰科真菌营养型多年生草本植物,药用其干燥块茎,是我国传统名贵中草药之一[1-2]。天麻具有平肝熄风止痉之功效,主要用于治疗头痛眩晕、肢体麻木、小儿惊风、癫痫抽搐、破伤风[3]。天麻中含有天麻素、赤箭苷、胡萝卜苷、天麻多糖、腺嘌呤、腺嘌呤核苷、多种氨基酸等活性成分[4]。现代药理研究表明,天麻还具有增智健脑、清除自由基、延缓衰老的作用,对老年性痴呆有一定的疗效[5]。早期对天麻的研究主要集中在天麻素和天麻苷元等方面。植物多糖类化合物是一种免疫调节剂,它能激活免疫细胞,提高机体的免疫功能,而对正常细胞没有毒副作用,临床上多用于治疗艾滋病和抗肿瘤、抗衰老等[6]。许多研究工作者都从天麻中分离得到了多糖,并对其药理活性进行了一系列研究,本文就此加以概述。
    1天麻多糖的提取
    通常天麻多糖的提取采用水煮醇沉的常规方法,一般先用石油醚脱脂,再经热水提取乙醇沉淀得多糖。多糖加水复溶,透析去除小分子化合物,再去蛋白、醇沉可得粗多糖。朱晓霞等[7]确定了此法的最佳工艺条件为物料比 1∶40,浸提温度120 ℃,浸提时间3 h,此工艺条件下,天麻多糖提取率为5.42 %。张梦娟等[8]采取超声波提取法从天麻中提取天麻多糖,实验结果表明,使用超声波提取法可使天麻多糖提取率得到较大提高,其最佳提取工艺条件为:提取温度66 ℃,提取时间34 min,料水比1∶45,在此工艺条件下,天麻多糖提取率为32.78 %。
    2天麻多糖的分析
    2.1  天麻多糖的含量测定
    目前天麻多糖的含量一般采用硫酸—蒽酮法或改良的苯酚—硫酸法[9]来测定。
    2.2纯度检测
    天麻多糖纯度可用聚丙烯酰胺凝胶电泳、醋酸纤维薄膜电泳和凝胶色谱法检测。聚丙烯酰胺凝胶电泳所用缓冲液为pH9.5的硼砂液,染色剂是高碘酸—希夫试剂;醋酸纤维薄膜电泳所用缓冲液为pH12.0的硼砂液,甲苯胺蓝染色。凝胶色谱法所用凝胶为Sephadex G-150和DEAE Sephadex A50,0.1 mol/L NaCl洗脱,蒽酮—硫酸法检测。多糖经两种电泳均为单一色带,经凝胶色谱柱层析,流出液均为单峰,再用考马斯亮蓝G-250染色法检测蛋白质含量,即可说明它们均为单一组分[10]。
    2.3天麻多糖的化学组成分析
    张梦娟[11]和孙亚男[12]采用离子色谱法分别研究了西产天麻和云产天麻中天麻多糖的单糖组成。前者从粗多糖中分离纯化得到了2个级分GeB40-1 和GeB80-4,其单糖组成分别是:GeB40-1由L-鼠李糖、D-半乳糖、D-葡萄糖、D-木糖和D-甘露糖5种单糖组成,摩尔数之比L-鼠李糖 ∶D-半乳糖∶D-葡萄糖∶D-木糖∶D-甘露糖=29∶1∶42∶11∶2;GeB 80-4由L-鼠李糖、D-半乳糖和D-葡萄糖3种单糖组成,3种单糖摩尔数之比L-鼠李糖∶D-半乳糖∶D-葡萄糖=2.5∶1∶25。后者则得到1个级分的纯品,即WPGB-A-H,其组成为D-葡萄糖、D-甘露糖2种单糖。
    有学者研究报道[13]从天麻中分离出3种杂多糖:GE-I,GE-II,GE-III,均为白色粉末,元素分析不含氮,经纸上电泳和凝胶柱层析,证明为单一组分。3种杂多糖经水解和纸色谱分析主要为葡萄糖组成,制备乙酰衍生物进行气相与已知单糖乙酰物比较和计算,结果得出3种多糖的组成及各分子比。GE-I组成为葡萄糖∶甘露糖∶木糖∶阿拉伯糖=70∶1∶0.5∶0.3;GE-II组成为葡萄糖∶甘露糖=19∶1;GE-III组成为葡萄糖及微量甘露糖。
    综上所述,从化学组成来看,天麻多糖的单糖主要由戊糖和己糖构成。如戊糖中的木糖,己糖中的葡萄糖、半乳糖、鼠李糖等。此外还有一些单糖衍生物如甘露糖等,这都为以后确定天麻多糖的结构奠定了良好的基础。
    2.4天麻多糖的理化性质分析
    糖在浓硫酸的作用下脱水形成糠醛及其衍生物,后者与α-萘酚作用形成紫红色复合物,在糖液和浓硫酸的液面间形成紫环;与蒽酮作用生成蓝绿色复合物;与苯酚作用生成黄棕色复合物,作为糖的定性鉴定[14]。Benedict试剂为含Cu2+的碱性溶液,能使还原糖氧化成酸类化合物,而其自身被还原成红色或黄色的氧化亚铜。其碱性较Fehling试剂弱,灵敏度高,干扰因素少[15]。
    刘玉潭等[6]提取的纯化天麻多糖为白色粉末状固体,溶于水,不溶于高浓度的甲醇、乙醇、丙酮和乙酸乙酯等有机溶剂。天麻多糖水溶液呈透明黏稠状, pH弱酸性,与苯酚—硫酸液反应呈黄棕色,与蒽酮—硫酸液反应呈蓝绿色,Molish反应呈阳性,与碘—碘化钾反应为阴性,与Benedict试剂反应为阴性。说明该天麻多糖为非淀粉类多糖,没有还原性。
    3天麻多糖的药理活性
    3.1清除自由基的作用
    孔小卫等[16]研究发现,天麻多糖可显著提高衰老小鼠血清、肝、脑、心组织中超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性 (P<0.01),明显抑制衰老小鼠血清、肝、脑、心组织中丙二醛(MDA)的形成,显著提高衰老小鼠血清中谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性。说明天麻多糖具有较好的清除自由基、降低MDA的含量、延缓细胞衰老的作用。
    鲍宁[17]通过前房穿刺加压的方法建立了大鼠视网膜缺血再灌注模型,从生化指标检测与组织形态学角度,研究了天麻多糖对大鼠视网膜缺血再灌注过程中的保护作用。得出以下结论:天麻多糖对视网膜缺血再灌注损伤有保护作用;抑制自由基的产生是天麻多糖减轻视网膜损伤的机制;天麻多糖的视网膜保护作用优于维生素E,是一种较好的视神经保护剂。
    3.2降血压作用
    张梦娟[11]采用ACE抑制率的体外检测法测定天麻多糖的降血压活性。结果表明,天麻多糖GeB40和GeB80都具有很好的降血压功效,GeB80降血压活性高于GeB40,在质量浓度为10 mg/mL时,两者的抑制率都达到50 %以上。
    缪化春等[18]从天麻中提取出天麻多糖并研究了天麻多糖对高血压模型大鼠的降血压作用,发现天麻多糖对大鼠具有良好的降压作用,其作用机制与促进内源性舒血管物质的生成及抑制内源性缩血管物质的释放,最终恢复二者拮抗效应的平衡有关。
3.3抗眩晕症作用

 

    虞磊等[19]研究了天麻多糖的抗眩晕效果。先使用机械旋转使小鼠产生眩晕后,再通过迷宫实验与跳台实验测定各组眩晕小鼠逃避电击所用时间,并观察眩晕小鼠的进食量。结果发现天麻多糖能显著缩短眩晕小鼠逃避电击所用的时间(P<0.01),增加眩晕后小鼠的进食量,表明天麻多糖对机械旋转所致眩晕症具有一定疗效。

    3.4免疫调节作用

    汪植等[20]研究了天麻多糖对小鼠免疫功能的影响,通过给小鼠灌胃天麻多糖,测定小鼠血清中免疫球蛋白的含量,称量小鼠的脾脏和胸腺的重量,并计算出脾脏指数和胸腺指数。结果表明天麻多糖能提高免疫抑制小鼠的免疫球蛋白含量(P<0.01),同时也能升高免疫抑制小鼠的胸腺指数(P<0.05),说明天麻多糖具有良好的免疫调节作用。

    3.5抑菌作用

    张梦娟[11]研究了天麻多糖GeB40、GeB80和天麻乙醇提取物对细菌、真菌的抑菌效果。结果表明GeB40对大肠杆菌有明显的抑制作用,对根霉有一定的抑制作用;GeB80的抑菌作用强于GeB40,对青霉、根霉等霉菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌效果,对肠炎沙门氏菌和枯草芽孢杆菌也有一定抑制作用;天麻乙醇提取物的抑菌活性强于天麻多糖GeB40和GeB80,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和青霉的抑制作用明显,对根霉和肠炎沙门氏菌也有一定抑制作用。

    4存在的问题及展望

    近年来,由于分子生物学、生物化学等学科的发展,多糖的多种生物活性逐渐被人们所发现和认识,作为生物效应调节剂,多糖具有多种功能,已成为当前新药发展的方向之一,尤其是来源于中草药的植物多糖,具有巨大的开发潜力。天麻是我国的一大产业,如何充分利用其资源提高天麻产品的附加值,是目前亟待解决的课题。天麻多糖具有免疫调节、降血压和抗衰老等多种活性,因此对天麻多糖进行深入研究具有十分重要的意义和开发应用价值。然而目前天麻多糖研究主要还存在以下问题:(1)目前多糖制剂主要为粗制品,难以在分子水平上阐明其药理作用和作用机制;(2)化学结构不明确,构效关系不清楚,质量难以控制,造成药效重复性差,难以进入国际市场;(3)水溶性一般较差,多糖在体内的代谢过程、作用机制等大多未知。因此,研究天麻多糖的纯化工艺和多糖构效关系以及活性研究应该是今后的主要研究方向。

3.3抗眩晕症作用

 

    虞磊等[19]研究了天麻多糖的抗眩晕效果。先使用机械旋转使小鼠产生眩晕后,再通过迷宫实验与跳台实验测定各组眩晕小鼠逃避电击所用时间,并观察眩晕小鼠的进食量。结果发现天麻多糖能显著缩短眩晕小鼠逃避电击所用的时间(P<0.01),增加眩晕后小鼠的进食量,表明天麻多糖对机械旋转所致眩晕症具有一定疗效。

    3.4免疫调节作用

    汪植等[20]研究了天麻多糖对小鼠免疫功能的影响,通过给小鼠灌胃天麻多糖,测定小鼠血清中免疫球蛋白的含量,称量小鼠的脾脏和胸腺的重量,并计算出脾脏指数和胸腺指数。结果表明天麻多糖能提高免疫抑制小鼠的免疫球蛋白含量(P<0.01),同时也能升高免疫抑制小鼠的胸腺指数(P<0.05),说明天麻多糖具有良好的免疫调节作用。

    3.5抑菌作用

    张梦娟[11]研究了天麻多糖GeB40、GeB80和天麻乙醇提取物对细菌、真菌的抑菌效果。结果表明GeB40对大肠杆菌有明显的抑制作用,对根霉有一定的抑制作用;GeB80的抑菌作用强于GeB40,对青霉、根霉等霉菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌效果,对肠炎沙门氏菌和枯草芽孢杆菌也有一定抑制作用;天麻乙醇提取物的抑菌活性强于天麻多糖GeB40和GeB80,对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和青霉的抑制作用明显,对根霉和肠炎沙门氏菌也有一定抑制作用。

    4存在的问题及展望

    近年来,由于分子生物学、生物化学等学科的发展,多糖的多种生物活性逐渐被人们所发现和认识,作为生物效应调节剂,多糖具有多种功能,已成为当前新药发展的方向之一,尤其是来源于中草药的植物多糖,具有巨大的开发潜力。天麻是我国的一大产业,如何充分利用其资源提高天麻产品的附加值,是目前亟待解决的课题。天麻多糖具有免疫调节、降血压和抗衰老等多种活性,因此对天麻多糖进行深入研究具有十分重要的意义和开发应用价值。然而目前天麻多糖研究主要还存在以下问题:(1)目前多糖制剂主要为粗制品,难以在分子水平上阐明其药理作用和作用机制;(2)化学结构不明确,构效关系不清楚,质量难以控制,造成药效重复性差,难以进入国际市场;(3)水溶性一般较差,多糖在体内的代谢过程、作用机制等大多未知。因此,研究天麻多糖的纯化工艺和多糖构效关系以及活性研究应该是今后的主要研究方向。

 

 

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