什么是植物多糖?

植物多糖是由许多相同或不同的单糖通过α-或β-糖苷键组成的化合物,广泛存在于天然植物中,包括淀粉、纤维素、多糖、果胶等。由于植物多糖来源广泛,不同种类植物多糖的分子组成和分子量不同。一些植物多糖,如淀粉、纤维素和果胶,早已成为人们日常生活的重要组成部分。本文讨论了除淀粉和纤维素以外的生物活性多糖。我国对多糖的研究始于20世纪70年代。近年来,对多糖的研究越来越热,发展迅速:在作用机制和临床方面,一般观察到分子和受体水平;从动物实验到临床应用和保健食品的生产。国际科学界将多糖研究视为生命科学的前沿领域,甚至提出21世纪是多糖的世纪。

在我国的传统中医理论中,很多植物都是药食同源,作为日常食物具有医疗保健功能。大量现代医学实验也证明,食用某些植物对治疗某些疾病有显著效果:如南瓜是糖尿病患者的最佳食物,对防治糖尿病有显著效果;余甘子汁能阻断动物和人体内强致癌物N-亚硝基化合物的合成。

一、植物多糖的保健功能

科学实验表明,许多植物多糖具有生物活性,包括免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌抗病毒、保肝等。

植物多糖的免疫调节作用

由于现代医学、细胞生物学和分子生物学的快速发展,人们对免疫系统的认识越来越深入。免疫系统紊乱会导致人类衰老和许多疾病。多糖的免疫调节作用主要是通过激活巨噬细胞、T和B淋巴细胞、网状内皮系统、补体以及促进干扰素和白细胞介素的产生来完成的。研究表明,大枣多糖能增加免疫力,竹叶多糖、绞股蓝多糖、冬虫夏草多糖、黑豆粗多糖、无花果多糖、猴头菇多糖、猕猴桃多糖、白术多糖、防风多糖、地黄多糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖、杜仲多糖、女贞子多糖等都具有提高免疫力的作用。云芝多糖、灵芝多糖、茯苓多糖、银耳多糖、香菇多糖在临床上已有较长时间的应用,能增强细胞免疫功能。

植物多糖的抗肿瘤作用

目前认为植物多糖主要是通过增强机体的免疫功能来杀死肿瘤细胞,即抗癌作用是通过宿主的中介来增强机体的非特异性和特异性免疫功能,而不是直接杀死肿瘤细胞,同时也明显与多糖影响细胞生化代谢、抑制肿瘤细胞周期、抑制肿瘤组织中SOD活性有关。枸杞多糖能增强抗癌免疫监测系统的功能;海带多糖对H22荷瘤小鼠有明显的抑制作用,抑制率高达43.5%。灰树花多糖能明显抑制肿瘤生长,增强小鼠免疫功能。其他多糖如螺旋藻多糖、银耳多糖、人参多糖、香菇多糖、猪苓多糖、枸杞多糖、黄芪多糖、灵芝多糖、竹叶多糖、金针菇多糖、虫草多糖等均有抗肿瘤作用。

植物多糖的降血糖和降血脂作用

正常情况下,人体内脂类的合成和分解保持动态平衡。一旦平衡被破坏,血脂含量的增加会损伤动脉内膜,导致动脉粥样硬化,从而诱发心脑血管疾病。降低血脂含量对于防治心血管疾病具有重要意义。据报道,南瓜多糖具有降低血糖和血脂的作用,其对糖尿病的预防和治疗作用已得到证实。动物实验表明,南瓜多糖是一种理想的改善脂质代谢的食疗剂。黑木耳多糖能显著降低小鼠血液中的胆固醇;海带多糖能明显降低糖尿病小鼠的血糖和尿素氮,并能修复胰岛损伤。银耳多糖、茶多糖、魔芋多糖有降血糖、降血脂的作用。此外,番石榴多糖、人参多糖、附子多糖、知母多糖、白术多糖、薏苡仁多糖、山药多糖、麻黄多糖、刺五加多糖、紫草多糖、桑白皮多糖、米根多糖、米糠多糖、甘蔗多糖、黄芪多糖、灵芝多糖、紫菜多糖、海带多糖、麦冬多糖、灰树花多糖和黑木耳多糖具有降血糖作用。

植物多糖的抗辐射作用

在现实生活中,随着科技和人们生活的现代化,电子电器越来越普遍,人们受到的辐射越来越多,尤其是接受放疗的肿瘤患者和职业暴露人员的辐射损伤越来越受到重视。动物实验表明,黄芪多糖、人参多糖、当归多糖、柴胡多糖、灵芝多糖、枸杞多糖、黄精多糖、冬虫夏草多糖、芦荟多糖、黄蘑多糖、螺旋藻多糖、红毛五加多糖、云芝多糖和黑木耳多糖能保护小鼠免受辐射损伤。事实上,多糖无论是来自植物、动物还是微生物,都有一定的抗辐射作用。其机制一般是多糖通过增强造血系统和激活吞噬细胞来提高机体对辐射的耐受性。

植物多糖的抗菌和抗病毒作用

大量研究表明,许多多糖对细菌和病毒有抑制作用,如艾滋病病毒、单纯疱疹病毒、流感病毒、囊性胃炎病毒等。实验表明,银杏叶胞外多糖和银杏叶多糖能显著抑制炎症因子引起的小鼠耳肿胀和毛细血管通透性增加,表明其具有抗炎作用;紫色多糖不仅能抑制金黄色葡萄球菌等革兰氏阳性菌,还能抑制藤方位等革兰氏阴性菌。大多数多糖的抗病毒机制是抑制病毒对细胞的吸附,这可能与多糖大分子与病毒和细胞结合部位的机械或化学竞争有关。因此,利用植物多糖作为食品成分的抑菌作用,不仅可以防腐,还可以增加产品的附加值。在我国,利用植物多糖抗艾滋病的研究为开发抗病毒药物指明了方向,在一定程度上可以替代传统的昂贵且副作用大的药物。

植物多糖与延缓衰老

中药延缓衰老的传统古方中,植物药是主要成分,含量高的成分多为糖类。现代科学提出了衰老的自由基学说,其基本点是正常情况下,体内自由基的产生和消失处于一种动态平衡的状态,即自由基不断产生和消除,以维持机体的正常代谢。但当机体衰老时,产生的自由基量大,而机体清除自由基的能力降低。过量的自由基攻击机体组织,机体功能紊乱受阻,表现出衰老的症状。研究表明,柑橘多糖能影响自由基的活性,其活性与多糖的量有关。肉苁蓉多糖可延缓皮肤衰老,增加胶原纤维含量,改善皮肤弹性,激活超氧化物歧化酶,减少体内脂褐素堆积。黑木耳多糖具有清除超氧阴离子、抗氧化和保护线粒体的作用。枸杞多糖的抗衰老作用更加突出,对机体各种生理生化功能的促进和调节更加全面。此外,何首乌、人参、黄芪、女贞子的多糖具有一定的抗衰老作用。

植物多糖对肝脏的保护作用

研究表明,五味子粗多糖具有保肝作用,能减轻小鼠肝损伤。枸杞多糖可以降低肝组织中丙二醛的含量,二者都可以增加肝脏中糖原的含量,从而提高机体的能量储备,有助于抵抗有害物质对肝脏的损害。

植物多糖的其他功能

黑木耳多糖和银耳多糖能明显延长特异性血栓和纤维蛋白血栓的形成时间,说明它们具有抗血栓作用。茶多糖还具有抗凝血和抗血栓形成的作用。日本专利报道,从丹参中分离的丹参多糖可抑制尿蛋白的分泌,减缓肝肾疾病的症状,可制成口服或肌肉注射制剂,减少长期使用双嘧达莫等类固醇或血小板抑制剂引起的不良反应。

二、植物多糖的应用前景

植物多糖广泛的生物活性逐渐被人们所认识。植物多糖参与机体的各种生理代谢,具有调节机体免疫力、抑制肿瘤、延缓衰老、降血糖血脂、抗辐射、抗菌抗病毒等生物活性。其独特的活性和天然来源在确保人类健康应用方面具有巨大的潜力。通过对植物多糖的研究,人们利用植物多糖的临床数据来研究其保健功能。

随着对多糖生物活性研究的深入,多糖的生物活性机制和功效因素将会更加清晰,其应用领域将会更加广阔。然而,多糖结构复杂,种类繁多,其结构的测定、分离和纯化非常困难。天然植物中的一些多糖含量低,难以分离,其药理作用与多种因素有关,给多糖的研究和应用带来了诸多挑战。这就需要相关行业的人来应对。

近年来,随着生活水平的不断提高,人们的保健意识逐渐增强。多糖作为保健食品的主要成分,已经悄然兴起。我国多糖资源丰富,尤其是中草药植物多糖,应用历史悠久,发展前景广阔。通过研究多糖的构效关系和量效关系,人们将利用我国丰富的多糖资源,生产以多糖(或复合多糖)为主要成分的高附加值保健食品,提高人们的体质、健康和生活质量。