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1、海藻多糖生物活性的研究进展海藻多糖生物活性的研究进展080900416 黄蓝青摘要摘要：人类对海藻的开发应用由来已久，海藻中生物活性物质海藻多糖具有 多种生物学功能，如增强动物机体免疫能力、抗病毒、抗肿瘤、抗突变、降血 脂等，因此，海藻多糖被广泛应用于医药、食品、饲料、化工等领域。文章着 重就其生物学活性研究进展作一概述，并展望其应用前景。关键词：关键词：海藻多糖 生物活性 免疫调节 氧化活性 多糖类化合物在自然界中分布广泛，是生命物质的重要组成成分。它不仅 能够控制细胞分裂、还具有调节细胞生长以及维持生命有机体正常代谢等方面 的重要作用。因此，有关多糖的研究越来越受到研究人员的关注和重视。广
2、阔 的海洋占地球总面积的 71 ，蕴藏着极其丰富的生物资源，是有机物的最大 生产者。海藻(Algae 或 Aeaweeds)是海洋生物资源的重要组成部分。在分类学 上，海藻属于低等隐花植物，主要分为四大类蓝藻、绿藻、红藻和褐藻， 另外还包括硅藻、甲藻、金藻等微藻。估计全世界海洋中生长有 15000 余种海 藻1。海藻是海洋中有机物的原始生产者和无机物的天然富集者(包括氯、溴、 碘等卤素)，它在海洋生态系统中处于金字塔的底层 被捕食者吞食的地位， 海藻与附生、共生于其中的微生物还存在着复杂的拮抗、共生关系，所以海藻 常能合成某些具有细胞毒、抗菌等活性的次级代谢产物来适应生存，保护自己。 海藻中含
3、有丰富的多糖，占海藻干重的 50以上。海藻的化学生态学现象启示 研究者们对海藻多糖的生物活性进行深入的研究。研究表明，海藻多糖 (Seaweed polysaccharide)能促进小鼠 T 细胞增殖反应，对细胞具有免疫调节作用、 抗肿瘤作用、抗突变作用、诱导细胞分化、抗病毒，降血脂等多种功效。随着 海藻的广泛应用和人们对海藻多糖这一类重要生命物质认识的深入，对海藻多 糖生物活性的研究越来越受到重视，从而使这一学科成为目前生命科学中研究 最活跃的领域之一。1 抗凝血活性抗凝血活性 海藻的抗凝血活性已经研究了 60 多年，褐藻、红藻、绿藻均有抗凝血活性。 其主要活性物质是一系列的硫酸多糖，其中硫
4、酸半乳聚糖和硫酸岩藻聚糖分别 是红藻和褐藻的活性成分，而绿藻的活性成分主要为硫酸阿拉伯聚糖或硫酸鼠 李聚糖。其作用机制主要是通过加强抗凝血酶和肝素辅助因子起作用，或 者直接抑制凝血酶活性和纤维蛋白的聚合2 。绿藻多糖抗凝血活性通常与分子 大小、单糖的种类、硫酸基含量、硫酸基的位置以及连接方式等有关。目前已 发现多种绿藻多糖具有抗凝血活性。Hayakawa3等从松藻属、石莼属、礁膜属 的绿藻中提取到八种多糖，全部表现出抗凝血活性，它们的抗凝血作用机制不 同于肝素。主要通过依赖于肝紊辅助因子(HC 一)的途径抑制凝血酶。 Shanmugam4研究了 13 种印度海岸的海藻硫酸多糖含量和它们的抗凝血
5、活性。 其中 Codium(松藻属)的几个藻种表现出较高的抗凝血活性。另外，Kweont5也 证明 Codium 多糖可显著延长 APTT 时间。Matsubara6等从 Codium eylindricum 中提取的多糖也表现出了类似肝素的活性，在浓度为 15tugmLl 时， 能够显著延长 APTT 和 TT 时间。松藻 Codium dwarkense Boergs 和Ctomentosum(Huds)Stackh 的冷水提取物也具有抗凝血活性。Codiumfragile 的热水提取物也表现出很高的延长 APTT 的活性。Ghosht7等研究发现当蕨藻 Caulerpa racemosa
6、 多糖浓度达到 20200 肛 gmL-1 时使 APTT 和 TT 值显著 延长。2 免疫调节作用免疫调节作用 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、补体和促进干扰素、白细胞介素生成来完成的。日本研究人员对可食 海藻 Lain inaria japoniea 的热水提取多糖进行研究。在内毒素无响应 C，HHeJ 小鼠实验中，表现出脾细胞 DNA 合成活性的提高，并且对小鼠的 抗金葡球菌的吞噬细胞的消化活性具有促进作用，对胞质分裂、interlenkin-la 的释放和肿瘤坏死因子 a 也有相同的促进作用。进一步研究表明，此海藻多糖 对脾细胞多克隆抗体
7、(IgM 和 IgG)的生成上有促进作用。另外据报道螺旋藻多糖、 岩藻聚糖等海藻多糖可刺激实验动物及人类免疫细胞增殖增强免疫力。海藻 多糖在哺乳动物中已证实能增强特异性和非特异性免疫功能，可大大增强小鼠 腹腔巨噬细胞的吞噬能力及对细胞免疫和体液免疫的功能。海藻多糖在50010200010 剂量范围内能明显的提高小鼠巨噬细胞的吞噬指数，增强小鼠的非特异性免疫功能，增加小鼠的足肿胀度和抗体生成细胞数，提高小鼠 的体液和细胞免疫能力。螺旋藻多糖能够显著地促进小鼠脾细胞对丝裂原刀豆 素 A 的增殖反应，提高小鼠机体的免疫功能。徐大伦8等研究了浒苔多糖对机 体免疫的影响。发现适宜浓度的浒苔多糖能够明显促
8、进 T、B 淋巴细胞的增殖 反应；而且适当浓度的浒苔多糖对抗原提呈细胞活化所致的诱导 IFN 一 7 的产 生有非常明显的增强作用。Pug9等从 Chlorella pyrenoidosa 中提取多糖能够激 活 THP 一 1 人单核细胞和巨噬细胞的产生，能直接增加白细胞和肿瘤坏死因子。 多糖在体外激活单核细胞的能力是目前应用于临床癌症免疫疗法的多糖一百倍 到一千倍。Suare210等也证实微藻 Chlorella pyrenoidosa 热水提取物具有免疫 激活作用。Nikar“3 等从绿藻刺松藻冷水提取物中得到的硫酸多糖能与几种免 疫细胞活素协同作用，如内白细胞素一 2(IL 一 2)、内
9、白细胞索一 7(IL 一 7)和 干扰素(INF 一 7)等，能够增强机体免疫能力。Shan11等将 8 种海藻中提取的 水溶性多糖对人体淋巴细胞进行免疫活性研究，结果表明绿藻多糖能明显促进 人体淋巴细胞的增殖，具有良好的免疫活性。3 抗氧化活性抗氧化活性 研究表明，过多的活性氧自由基对吞噬细胞本身及其它细胞、缍织及生物 大分子有破坏作用，而脂质过氧化加速又可造成正常细胞的破坏和死亡。海藻 硫酸多糖(SPS)具有清除活性氧的作用，是有效的自由基清除剂，低浓度的海藻 硫酸多糖 SPS 对多形核白细胞(PMN)呼吸爆发产生的活性的作用是直接清除； 而高浓度的 SPS 除直接清除多形核白细胞呼吸爆发
10、产生的O2 外，还能部分 抑制 PMN 活性。阻止O2 的生成。褐藻多糖(BSP)在体外具有较强的清除 Fenton 反应和光照 H2O2 产生的OH、黄嘌呤黄嘌呤氧化酶和光照核黄素产 生的O2 的作用，是一种很好的抗氧化荆；它还能明显清除自细胞呼吸爆发时 产生的O2，较大浓度时也能部分抑制白细胞呼吸爆发，抑制自由基对免疫系 统的损伤而增强免疫功能。BSP 可使体内超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx)活性增加，并使脂质过氧化程度降低，同时使移植肿瘤生 长受到抑制。BSP 能够清除自由基，减低氧化应激所致的细胞 DNA 损伤程度， 有利于维护细胞的正常结构和功能。因此 BS
11、P 可作为一种预防性抗氧化营养素， 用于预防氧化应激引起的疾病。鼠尾藻和铜藻多糖经远紫外线照射 24 h 后，清 除超氧阴离子的水平明显下降，但却能显著抑制氧自由基对高度不饱和脂肪酸 的氧化作用。钝顶螺旋藻多糖能显著增强机体抗氧化及抗自由基损伤的能力， 极大螺旋藻多糖具有显著的清除OH 的活性。羊栖菜多糖可显著降低 L615 小 鼠全血及肝脾脂质过氧化物的含量，提高过氧化物酶和 SOD 的活性。具有清除 过多自由基与抗脂质过氧化的作用。海藻多糖作为人体的抗氧化剂，具有抗衰 老与防治疾病的作用。Guzman12等发现小球藻 Chlordla stigmatophor 和 Phaeodactylu
12、m trieornutum 水溶组分具有自由基消除能力。Kaplan 等报道不同种 类的小球藻多糖具有不同的金属鳌合能力。Wu 等研究酶消化后绿藻寡糖的抗 氧化活性时发现礁膜 Monostroma nitidum 寡糖具有很高的 H202 消除能力和还 原能力。Qit13等研究了石莼 Uva pretusa(Chlorophyta)中多糖及其硫酸酯化 衍生物的抗氧化活性，研究了多糖对超氧自由基及羟基自由基清除能力、还原 能力及金属螯合能力，发现高硫酸化修饰的多糖比天然多糖具有更好的清除羟 基自由基作用和还原作用。当硫酸根含量达到 308以上时，铁离子螯合能 力增强。他们还研究了乙酰化和苯甲酰化
13、石莼多糖的抗氧化能力，发现它们的 抗氧化能力提高，乙酰化多糖具有较强的消除自由基能力和金属螯合能力，苯 甲酰化多糖具有较强的还原能力，说明化学修饰能够改变多糖的抗氧化活性。 另外，当多糖的分子量不同时抗氧化能力也不同，低分子量多糖的抗氧化活 性更强。4 抗病毒作用抗病毒作用 病毒吸附可分为两个阶段，一是病毒与细胞接触，进行静电结合，此过程 是非特异的、可逆的。二是病毒表面位点(蛋白质结构)与宿主细胞膜上相应受 体结合。此过程是特异的，非可逆的。绿藻硫酸多糖通常能抑制以上两个过程， 通过掩盖病毒膜糖蛋白上的有效位点或与宿主细胞的 CD4 受体结合阻断病毒对 宿主细胞的吸附从而实现抗病毒作用。通常
14、抗病毒活性依赖于多糖的硫酸化程 度。硫酸化程度加大后，抗病毒活性增强。研究表明，绿藻多糖对多种病毒均 有抑制作用，如单纯疱疹病毒、巨细胞病毒、艾滋病毒(HIV1)、流感病毒、 植物病毒等。LeeE14等研究了从 Monostroma latissimum 中提取的一种硫酸 鼠李聚糖，其在体外表现出了对单纯疱疹病毒类型 1(HSV1)、人细胞巨化病 毒(HCMV)以及人免疫缺陷病毒类型 1(HIV 一 1)复制的抑制作用15。另外，他 们从 10 种绿藻中提取了 11 种天然硫酸多糖并测定了它们的抗 HSV 一 1 病毒的 活性，除一种以外，其它多糖都表现出抗病毒活性。16抑制率为 50的多糖
15、浓度为 03885g/mL 一。毒性很低。Ghosh 等研究了 Caulerparacemosa 多 糖的体外抗病毒活性。发现该多糖能有效抑制 HSVl 和 HSV 一 2 两种类型的 疱疹病毒。Ivanova 等17从石莼 Ulva lactuca 中提取到一种多糖，它具有体外 抗人和禽流感病毒的作用。Pardee 等18证明刺松藻多糖能够抑制植物病毒马 铃薯病毒 X(PVX)的活性。Romanos 等测定了里约热内卢海岸的四种海藻对HTLVI 诱导多核体形成的抑制作用，结果发现，石莼提取物在浓度 z时，抑制率能达到 602，能有效抑制多核体的形成。5.抗肿瘤与抗突变作用抗肿瘤与抗突变作用
16、活性多糖作为生物免疫反应调节剂是通过增强机体的免疫功能而间接抑制 或杀死肿瘤细胞的，能够促进 LAK 细胞活性、自然杀伤细胞（NK）活性、抗 肿瘤活性的多糖大多是通过这种途径起作用的19 。季字彬等20在海藻多 糖抗肿瘤作用实验中发现，海藻多糖可以明显抑制小鼠瘤体的生长，明显延长 荷瘤小鼠的生存时间，由此可知海藻多糖有显著的抗肿瘤作用。螺旋藻及其多 糖、多糖蛋白提取物对体外癌细胞生长均有抑制作用，其中以多糖效果最佳， 多糖蛋白次之，藻粉或新鲜藻泥冻融裂解物效果较差,螺旋藻多糖可显著抑制小 鼠体内腹水肝癌细胞的增殖，对癌细胞合成的抑制作用属于代谢干扰型，并通 过增强机体的免疫力而间接抑制癌细胞的增殖。项华等利用小鼠对海藻多糖的 抗突变功能进行了研究，结果表明海藻多糖对环磷酰胺诱发的微核率和精子畸 形率有着显著的抑制作用，说明海藻多糖对由环磷酰胺引起的体细胞和生殖细 胞的基因突变有明显的拮抗作用。国内外许多学者对
