作者:闫舒,仰榴青,赵婷,赵江丽,邹艳敏
【关键词】 五味子多糖; 提取分离; 纯化分级;药理作用
五味子为木兰科植物五味子Schisandra chinensis(Turcz.)Baill.的干燥成熟果实,习称“北五味子”。性酸、甘、温,归肺、心、肾经,具有收敛固涩,益气生津,补肾宁心之功效。用于久嗽虚喘,梦遗滑精,遗尿尿频,久泻不止,自汗,盗汗,津伤口渴,短气脉虚,内热消渴,心悸失眠[1]。五味子的主要活性成分为木脂素、多糖和挥发油等。有研究报道,五味子多糖具有调节免疫、抗肿瘤、抗病毒、降血糖等作用[2]。本文综述了近年来五味子多糖在提取分离、纯化分级和药理作用等方面的研究进展,为五味子多糖的研究、开发和利用提供参考。
1 提取分离
多糖是极性大分子化合物,五味子多糖的提取一般采用水提醇沉法,用苯酚-硫酸或蒽酮-硫酸为显色剂,采用比色法对五味子多糖进行含量测定。水提醇沉法中影响多糖提取的因素主要有料液比、提取温度、提取时间和提取液pH值等。赵婷等[3]以多糖得率为考察指标, 在单因素实验结果的基础上, 进行正交实验设计, 考察料液比、温度、时间对多糖得率的影响。结果表明,温度是影响粗多糖得率的重要因素, 水提法最佳工艺为料液比1∶14,温度100℃,时间6 h,提取2次,此条件下五味子多糖的得率为11.52%,粗多糖样品中多糖含量为44.46%。范荣军等[4]考察pH值、乙醇浓度、次数、温度、料液比、时间等单因素确定碱水法和醇碱法提取五味子多糖的最佳工艺,并与文献报道水提取法做了比较,测定3种溶剂最佳工艺条件下的多糖得率。结果表明,醇碱法对五味子多糖的提取率最高,为水提法得率的1.12倍,碱水法得率的1.06倍。在热水浸提基础上采用微波、超声波进行辅助提取是对传统提取方法的一种改进,可有效提高五味子多糖的提取率[5]。另外,有研究表明不同采收期和加工方法对五味子质量也有明显影响[6]。
2 纯化分级
采用水提醇沉法得到的多糖粗制品中,一般含有无机盐、蛋白质、低相对分子质量有机物等许多杂质,为进一步研究多糖提供较纯的物质原料,必须要对粗多糖进行纯化。纯化主要包括脱蛋白、脱色和分级沉淀等步骤。脱蛋白常采用的方法有Sevag法、三氯乙酸法、酶法以及酶法与Sevag联用法等。目前最常用的是Sevag法,但有研究证明酶法与三氯乙酸-正丁醇法结合脱蛋白效果最佳[7]。脱色可采用活性炭、h3O2或DEAE-纤维素法,目前最常使用的是活性炭。多糖分级可采用乙醇分级沉淀法、电泳法、超滤法和柱层析法。常用的柱层析法有DEAE-纤维素柱,Sephadex柱、Sepharose柱等。
张兰杰等[8]经提取、醇析、Sevag法脱蛋白、脱脂、脱色、DEAE纤维素柱色谱等步骤,从北五味子中分离出两种多糖组分,并经紫外光谱、红外光谱确证纯度。北五味子中粗多糖含量6.1%,三次提取率分别为55.6%,38.5%和4.6%,Sevag法脱蛋白粗多糖损失率为7.2%,北五味子中两种纯多糖含量分别占果实重量的0.387%和0.061%。韩学忠[9]用乙醇为沉淀剂,采用恒温沉淀分级法对五味子多糖进行分离和分级,将精制五味子多糖样品分成5级。测量不同分级多糖的含量,根据各级分的含量可将五味子多糖分成两部分,具有药效而相对分子质量小的可用来制作注射用药。
3 药理作用
3.1 免疫促进作用
免疫是机体抵御外界刺激的一种自身防御作用。多糖作为一种生物反应调节剂,能在多条途径、多个层面对机体免疫系统发挥调节作用。研究表明[10],五味子多糖主要通过对淋巴细胞、巨噬细胞、网状内皮系统等的作用调节机体的免疫功能。仰榴青等[11]的研究表明,北五味子脱蛋白粗多糖能极显著地增强腹腔巨噬细胞吞噬功能(P&<0.001),未脱蛋白粗多糖能显著增强腹腔巨噬细胞吞噬功能(大剂量组P&<0.01、小剂量组P&<0.05),而南五味子粗多糖只有大剂量组能增强腹腔巨噬细胞吞噬功能(P&<0.05),并呈一定的量效关系。南、北五味子粗多糖大、小剂量组能显著提高小鼠血清溶血素水平(P&<0.01)。表明五味子醇提残渣中粗多糖具有较好的免疫增强作用。
3.2 抗氧化和抗衰老作用
现代自由基医学研究表明,生物体的衰老、癌变、炎症以及免疫性疾病等都与自由基代谢失衡有关。五味子多糖可使荷瘤小鼠血浆超氧化物歧化酶(SOD)水平明显升高,丙二醛(MDA)水平明显下降,说明五味子多糖可以抑制自由基的产生,有一定的抗脂质过氧化作用[12]。苗明三[13]研究发现五味子多糖具有较好的抗衰老作用,可使衰老小鼠已萎缩的胸腺及脾脏明显增大增厚,胸腺皮质细胞数及脾淋巴细胞数明显增加,可明显促进衰老小鼠神经细胞的发育。
3.3 保肝作用
研究发现,五味子粗多糖可使CCl4肝损伤小鼠的血清谷丙转氨酶(SGPT)显著下降,肝糖原含量显著提高,并可使CCl4中毒小鼠戊巴比妥钠睡眠时间显著缩短,表明五味子多糖对CCl4肝损伤有良好的保护作用。其保肝作用与其对抗脂质过氧化、促进肝再生和利胆作用有关[14]。
3.4 抗肿瘤作用
五味子多糖的抗肿瘤活性是通过增强宿主免疫调节功能,诱导肿瘤细胞凋亡来实现的,而不具有对肿瘤细胞的直接杀伤作用[15]。黄玲等[16]采用肿瘤移植的动物模型,研究五味子多糖的抑瘤率及对免疫器官的影响,结果表明,高浓度的五味子多糖有较好的抑瘤作用,可在一定程度上使肿瘤细胞蜕变、凋亡,使瘤内炎细胞增多,瘤周浸润部瘤细胞部分蜕变,有轻度抑瘤形态学表现。
3.5 升白细胞作用
白细胞减少性疾病是指各种原因导致的外周血白细胞数减少,是肿瘤放疗和化疗常见的不良反应,也是许多有毒化工作业常见的职业损害。白细胞减少,机体的防御机能下降,对入侵机体的病菌的吞噬、破坏和消化功能降低。研究表明[17-19],五味子粗多糖可剂量依赖性对抗环磷酰胺所致白细胞减少,对骨髓造血机能具有保护作用,其原因可能是五味子粗多糖对已生成的白细胞具有保护作用,使白细胞的破坏和丧失减少,也可能是通过促进脾脏间质细胞的增生,发挥代偿性髓外造血功能所致。确切的机制有待进一步深入研究。
3.6 镇痛作用
疼痛是机体受到伤害性刺激后的一种防御反应,也是多种疾病的一种症状。五味子多糖对于酒石酸锑钾所致的内脏痛和甲醛所致伤害性行为反应都有显著抑制作用,且呈一定的剂量依赖性,20,50和100 mg/kg五味子多糖的小鼠扭体次数与对照组比较,差异有统计学意义(P&<0.05)。50和100 mg/kg五味子多糖可显著降低大鼠甲醛第一时相和第二时相的伤害性反应表达,而20 mg/kg五味子多糖对甲醛疼痛双相反应无抑制作用,表明五味子多糖对小鼠扭体实验和大鼠甲醛实验两种不同性质的病理性痛都有镇痛作用[20]。
3.7 抗突变作用
微核是一种染色体畸变形式,由有丝分裂后期丢失着丝粒的染色体断片产生或由整条染色体或几条染色体形成。观察细胞微核数的多少,能判断染色体复制与有丝分裂这两个过程是否出现异常。因此,微核常作为化学物质是否有致突变性的一项观察指标。五味子多糖对环磷酰胺诱导的小鼠骨髓微核率有抑制作用,与环磷酰胺对照组比较,高、中、低剂量组都有非常显著性差异(P&<0.01)。研究表明,五味子多糖对环磷酰胺诱导小鼠骨髓染色体畸变率有抑制作用,与环磷酰胺对照组比较,高剂量组有非常显著性差异(P&<0.01),中剂量组有显著性差异(P&<0.05)[21]。推断其机理可能是五味子多糖通过提高机体的免疫功能,从而帮助机体快速修复诱变剂引起的遗传损伤。李明珠等[22]采用小鼠骨髓嗜多染红细胞(PCE)微核实验观察五味子粗多糖的抗突变作用。结果表明,五味子多糖3个剂量组与阳性对照组比较,具有抗突变的作用(P&<0.01),并呈现一定的剂量关系。由于微核的形成与肿瘤的发生有一定的联系,其微核率增加是恶变的原因之一,因此推测五味子多糖是通过提高机体的防御能力,发挥其抗突变作用,起到抗肿瘤作用的目的。
3.8 降脂减肥作用
研究表明,五味子活性多糖能明显降低肥胖小鼠体质量、脂肪指数、总胆固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白、血糖含量,对肥胖小鼠血清中高密度脂蛋白有明显的升高作用,说明五味子活性多糖具有明显的减肥降脂作用[23]。
4.1 提取分离与纯化
由于技术的限制,目前五味子多糖的提取分离与纯化的效率仍较低。因此,充分利用各种现代技术,研究开发高效提取分离与纯化技术仍是当前五味子多糖研究的方向之一。
4.2 结构与生物活性
由于五味子多糖的研究起步较晚,目前基本没有涉及五味子多糖的结构和构效关系的研究。关于五味子多糖的生物活性,大多是一些粗提物的活性评价,缺乏用单一组分探讨其构效关系与作用机理的研究,而多糖的构效关系与作用机制一直是研究的重点之一。因此,在对五味子多糖粗提物的活性进行初步评价的基础上,进一步采用结构明确的均一组分探讨其构效关系与作用机制,对于五味子多糖的深层次开发具有重要意义。
4.3 分子修饰
分子修饰是多糖研究的一个方向,通过分子修饰,一方面可以改善部分天然多糖的生物活性,另一方面也为多糖构效关系研究积累资料。许多天然多糖经结构修饰后被用作抗病毒药、抗衰老药和降血糖药,在临床应用中显示出广阔的前景。因此,对五味子多糖进行结构修饰以改善其生物活性意义重大。
参考文献
[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[S].北京:化学工业出版社,2005:44-45.
[2]于晓凤,睢大员,吕忠智,等. 五味子粗多糖的初步药理研究[J].白求恩医科大学学报,1995,21(2):147-148.
[3]赵婷,仰榴青,笪祖林,等.五味子醇提残渣中多糖的提取工艺研究[J].食品研究与开发,2008,29(8):70-73.
[4]范荣军,任涛, 刘成柏,等.五味子多糖提取工艺的比较研究[J].中成药,2008,30(6):827-831.
[5]高晓旭,孟宪军,李继海,等.北五味子多糖超声波提取条件的优化[J].食品研究与开发,2008,29(9):27-30.
[6]李宝岩,王冰,包辉.不同采收期和加工方法对五味子多糖含量的影响[J].辽宁中医药大学学报,2008,10(5):163-164.
[7]孟宪军,那广宁,高晓旭,等.北五味子多糖的分离纯化研究[J].食品科技,2008,33(11):197-199.
[8]张兰杰,张维华,赵珊红.北五味子果实中多糖的提取与纯化研究[J].鞍山师范学院学报,2002,4(1):58-60.
[9]韩学忠.五味子多糖提取纯化、分级及应用[J].中医药学报,2005,33(6):35-36.
[10]苗明三,方晓艳.五味子多糖对正常小鼠免疫功能的影响[J].中国中医药科技,2003,10(2):100.
[11]仰榴青,陈荣华,吴向阳,等.五味子醇提残渣中粗多糖的免疫活性研究[J].食品科学,2008,29(6):392-394.
[12]黄玲,陈华,张捷平.五味子多糖对荷瘤小鼠血液SOD和MDA的影响[J].福建中医学院学报,2005,15(1):28-29.
[13]苗明三.五味子多糖对衰老模型小鼠的影响[J].中国医学学报,2002,17(3):187-188.
[14]高普军,朴云峰,郭晓林,等.北五味子粗多糖保肝作用的机理[J].白求恩医科大学学报,1996,22(1):23.
[15]陈荣华.五味子醇提药渣中粗多糖的提取及生物活性研究[D].镇江:江苏大学食品学院,2008.
[16]黄玲,陈玲,张振林.五味子多糖对荷瘤鼠瘤体抑制作用的病理学观察[J].中药材,2004,27(3):202-203.
[17]李岩,张明淑.北五味子粗多糖对环磷酰胺所致小鼠免疫功能低下的保护作用[J].白求恩医科大学学报,1995,21(6):583-585.
[18]曲绍春,孙文娟,李岩,等.北五味子、黄精、白鲜皮粗多糖升白细胞作用的研究[J].吉林中医药,1996,2:41.
[19]罗基花,胡尚嘉,黄唯莉,等.五味子粗多糖升白细胞作用的初步观察[J].吉林医学院学报,1997,17(1):1-2.
[20]刘丹娜,罗晶.不同剂量五味子多糖灌胃给药镇痛作用的观察[J].第四军医大学学报,2008,29(12):1115-1117.
[21]陈文静,王艳杰,季宇彬.五味子多糖的抗突变作用研究[J].上海医药,2007,28(10):462-463.
[22]李明珠,王艳杰,徐放. 五味子粗多糖抑制肿瘤和抗突变作用的实验研究[J].黑龙江中医药,2007,3:40-41.
[23]高晓旭,孟宪军,李继海.北五味子活性多糖降脂减肥作用的研究[J].食品工业科技,2008,29(11):248-251.