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[中药与营养配套应用] 黄芪多糖、牛膝多糖和芦荟多糖对畜禽的免疫调节作用

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发表于 2010-8-31 13:47:46 | 显示全部楼层 |阅读模式

  黄芪多糖、牛膝多糖和芦荟多糖对畜禽的免疫调节作用

  王慧容1, 2,刘玉兰1, 2*

  (1. 动物营养与饲料科学湖北省重点实验室,湖北 武汉,430023;2. 武汉工业学院饲料科学系,湖北 武汉,430023)


  摘要:本文概述了三种典型植物多糖(黄芪多糖、芦荟多糖和牛膝多糖)对畜禽免疫调节的作用效果和作用途径,为植物多糖在畜禽生产中的应用提供理论依据。
  关键词:黄芪多糖;芦荟多糖;牛膝多糖;免疫调节作用
  多糖广泛存在于动物、植物和微生物(细菌和真菌)中,来自天然植物的植物多糖,具有无毒、无副作用、无残留等优点,因而受到人们广泛的关注。研究表明,植物多糖具有抗肿瘤、抗病毒、抗感染、延缓衰老和提高机体免疫力等多种生理活性作用,广泛应用于医学研究和人类保健。目前,植物多糖也开始应用到畜禽生产中,研究表明饲料中添加植物多糖能显著提高畜禽免疫功能,促进动物生长,降低动物死亡率[1]。本文就三种典型植物多糖(黄芪多糖,芦荟多糖,牛膝多糖)的结构及其在畜禽的免疫调节作用进行综述,为植物多糖在畜禽生产中的应用提供理论依据。
  1 三种植物多糖的结构
  多糖,又称多聚糖,由单糖聚合而成,不同的植物多糖其单糖的组成和结构具有较大的差异,而且目前可以肯定多糖的结构与免疫系统的作用效果密切有关。其中,黄芪多糖、芦荟多糖、牛膝多糖是三种具有代表性的多糖,它们在结构和组成方面具有较大的差异,这决定了其对免疫系统的调节作用也具有不同的侧重点。
  1.1 黄芪多糖
  黄芪为豆科植物蒙古黄芪或膜荚黄芪的干燥根,从黄芪中提取的黄芪多糖,是一种大分子的多糖,由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖等组成。国内许多学者提取到不同组成的黄芪多糖。黄乔书等从黄芪的水提液中分离得到两种葡聚糖(AG-1,AG-2)和两种杂多糖(AH-1,AH-2)。陈洪亮所提取的黄芪多糖主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、木糖等组成,兼有α和β糖苷键,为中性多糖。
  1.2 牛膝多糖
  牛膝多糖是一种小分子多糖,为苋科属植物提取物,由果糖和葡萄糖组成,含有4至21个糖单位;糖链中既含有1,2-连接的果糖残基,又含有2,6-连接的果糖残基。分子末端为一个α-D-吡喃葡萄糖,后面接2-6连接或2-1连接的β-D-呋喃果糖。具有分子量小、无抗原性、水溶性好、人体易吸收等优点。
  1.3 芦荟多糖
  芦荟多糖是从百合科植物芦荟叶中提取的一种大分子的多糖,主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖等以β糖苷键连接组成,为高度乙酰化、多分支线形粉末状酸性粘多糖,分子量在10万道尔顿左右。其中甘露糖一部分以β- 1,4连接的直链葡萄甘露聚糖的形式存在,另外还存在大量的甘露聚糖,在2,3或6位上部分乙酰化,而其中的半乳糖主要以侧链的形式出现,对多糖的结构具有非常重要的影响。
  由以上可以看出三种植物多糖在结构上具有很大的差异,此外,尽管每种植物多糖的基本组分相同,但不同的来源和提取方法也会影响多糖的结构,从而影响多糖的免疫调节作用。
  2 植物多糖在畜禽上的作用效果
  植物多糖具有多种生理活性,但目前在畜禽上的应用主要是作为免疫增强剂和抗病毒药物用于畜禽保健和疾病防治。
  2.1 黄芪多糖
  2.1.1 增强畜禽免疫功能
  黄芪多糖具有增强畜禽免疫功能的作用。张波等[2]研究表明,黄芪多糖注射液可以增强哺乳仔猪的免疫功能,降低发病率,提高成活率,促进哺乳仔猪的生长发育。任敏[3]报道,28日龄断奶仔猪黄芪多糖添加组在断奶后第7 d、14 d与对照组相比,淋巴细胞百分数减少,中性粒细胞百分数增多,淋巴细胞转化率及抗绵羊红细胞(SRBC)特异性抗体水平升高,说明黄芪多糖的添加可明显提高仔猪的细胞和体液免疫功能,这一结果与边传周的报道一致.李宏全[4]研究表明,黄芪多糖可用作鸡疫苗的免疫佐剂提高鸡的免疫力;点眼、滴鼻、皮下注射、肌肉注射的接种方式不影响黄芪多糖提高鸡免疫力的作用。林树乾[5]用黄芪多糖作为疫苗佐剂免疫奶牛后淋巴细胞的免疫活性明显增强,也表明黄芪多糖是一种有效的佐剂。
  2.2.2 抗病毒作用  黄芪多糖能对多种病毒产生干扰、吞噬、结合等作用而杀灭病毒,适用于传染性法氏囊病(IBD)、马立克氏病、传染性支气管炎(IB)、禽成髓细胞性白血病(VAMV)等病毒性疾病的防治。金光明[6]报道黄芪多糖能显著提高雏鸡传染性法氏囊病(IBD)的免疫预防效果,注射黄芪多糖后雏鸡的死亡率和部分器官的出血率明显降低。这一结果与余建国报道一致。李宏全[7]用不同剂量黄芪多糖作用于感染传染性腔上囊病病毒(IBDV)的雏鸡,可使红细胞C3b受体花环率(E—C3bRR)表现为不同程度的升高,而且减少了雏鸡的发病率和死亡率,推测可能是黄芪多糖改变了CR1在红细胞膜上的分布状态,使集簇状分布的CR1增多,从而增加了红细胞膜上CR1活性,促进了CR1表达。不仅如此,研究还发现一定浓度的黄芪多糖能显著降低新生雏鸡传染性支气管炎(IB)和马立克病的发病率和死亡率,而且黄芪多糖对鸡新城疫病毒(NDV I)和(NDV IV)系均有抑制作用,抑制强度随黄芪多糖浓度升高而增强。禽成髓细胞性白血病病毒(VAMV)可引起多种器官组织细胞被髓源性肿瘤所取代或转移,魏萍[8]在3日龄AA 肉鸡感染VAMV的同时给予黄芪多糖,发现可降低禽髓细胞性白血病(AMB)的发病率和死亡率,提高脾和胸腺等免疫器官中脂质过氧化物(LPO)含量(P<O.01).显著加强脾和胸腺等免疫器官对髓源性肿瘤细胞的清除作用。
  2.2 牛膝多糖
  2.2.1 增强畜禽免疫功能
  牛膝多糖由于分子量小,更容易刺激免疫功能,因而具有明显的增强免疫作用。陈洪亮[9]研究发现口服牛膝多糖能够显著提高鸡的法氏囊指数和鸡新城疫抗体滴度,并在一定程度上增强外周血淋巴细胞增殖反应,表明牛膝多糖能促进免疫器官发育和鸡的体液免疫。邵树军[10]也认为牛膝多糖是一种免疫调节剂,他研究了牛膝多糖对正常及免疫低下小鼠红细胞免疫功能的影响,结果表明牛膝多糖能显著提高正常及免疫低下小鼠红细胞C3b受体花环结合率和红细胞粘附免疫复合物花环结合率,提高正常及免疫低下小鼠的红细胞免疫功能。
  2.2.2 抗病毒作用
  牛膝多糖本身没有抗病毒活性,但酯化后的牛膝多糖硫酸酯有很强的抑制乙型肝炎病毒HbsAg和HbeAg的活性,对Ⅰ型单纯性疱疹病毒也有明显的抑制作用[11]。牛膝多糖在体外有一定的抗菌作用,但需要较高的浓度[9]。余上才等研究发现牛膝多糖对S180荷瘤小鼠有明显抑瘤作用,牛膝多糖能显著提高S180荷瘤小鼠脾细胞诱生杀伤细胞(LAK)活性和肿瘤坏死因子-β(TNF-β)生成。陈红[12]报道川牛膝多糖对小鼠肉瘤(S180)的抑制率为10.00%~48.08%,对小鼠肝癌(H22)的抑制率为21.99%~42.21%;对环磷酰胺(Cy)所致正常或荷瘤小鼠外周血白细胞减少有极显著的回升作用,表明川牛膝多糖不仅有抗肿瘤作用,还能减轻Cy所致外周白细胞减少。罗文哲[13]也报道牛膝多糖可明显提高CD3、CD4分子的百分率从而达到增强机体免疫功能、抑制肿瘤生长扩散和增强机体抗病毒能力。
  2.3 芦荟多糖
  2.3.1 增强畜禽免疫功能  贾敏[14]研究了芦荟多糖对ConA、LPS诱导的小鼠脾淋巴细胞增殖反应,腹腔巨噬细胞分泌IL-1含量的影响。结果发现芦荟多糖10g/kg、20g/kg能够显著提高正常小鼠脾脏T、B淋巴细胞的增殖能力(P<O.05,P<O.01),明显促进小鼠巨噬细胞分泌IL-1(P<O.05)。表明芦荟多糖对正常小鼠的免疫功能具有促进作用.同时芦荟多糖还可以作为一种有效的疫苗佐剂与疫苗同时应用,提高疫苗效力,如CHINNAH等[15]将芦荟多糖与ND-IBD-IB三联苗合用,发现芦荟多糖能显著提高ND抗体的滴度,芦荟多糖对IBD抗体无显著影响,但使抗体存留时间显著延长。而且SHARMA[16]发现一日龄雏鸡皮下注射芦荟多糖(1MG p 只),可以降低副粘病毒引起的免疫抑制,使免疫功能恢复正常。
  2.3.2 抗病毒作用
  Shand[17]报道,将体外培养的鸡成纤维细胞用NDV感染,然后培养液中加入芦荟多糖,测定感染细胞溶解物中的感染滴度TCID50,结果发现加入芦荟多糖使TCID50显著降低。美国农业部科学家通过动物实验,证实Acemannan(芦荟多糖的一种)具有抗病毒活性,可用于治疗传染病。陈洪亮[9]也研究表明芦荟多糖在500μg/mL、100μg/mL对新城疫病毒均有显著的治疗和灭活作用,芦荟多糖体外对鸡胚内新城疫病毒繁殖有明显抑制作用,但在低浓度下无效。季宇彬研究了芦荟多糖对S180荷瘤小鼠红细胞膜功能的影响,发现芦荟多糖提高了荷瘤小鼠降低的红细胞膜脂流动性、膜交联蛋白以及膜唾液酸(SA)的含量,表明芦荟多糖对S180荷瘤小鼠红细胞膜功能具有促进作用。
  3 植物多糖在畜禽上的作用途径及机理
  植物多糖在畜禽上的作用效果主要通过以下几个途径实现:促进多种细胞因子的分泌;激活和增强巨噬细胞免疫功能;促进单核细胞增殖;增强T、B淋巴细胞的功能和杀伤细胞活性;增强体液免疫反应等。
  3.1促进细胞因子分泌
  刘永杰[18]报道黄芪多糖能促进鸡脾细胞分泌白细胞介素IL-2,增强病毒诱生干扰素的能力。毛晓峰[19]发现从黄芪多糖能提高断奶仔猪IL-2的生物活性。陈洪亮[9]究表明,黄芪多糖、牛膝多糖和芦荟多糖均可促进肉鸡脾淋巴细胞IL-2的分泌,但作用与剂量有关;罗文哲[13]发现牛膝多糖可大量活化CD4+TLC,从而使TH、TC的大量活化分泌IL-2、IFN-γ、TNF等细胞因子并调节MHCI类分子表达。而芦荟多糖和黄芪多糖均显著抑制了肉鸡正常及地塞米松处理巨噬细胞IL-1的分泌[9]。
  3.2激活和增强巨噬细胞免疫功能
  高文学[20]研究表明黄芪多糖可显著提高巨噬细胞MΦ活性,并诱导其分泌IL-1的作用。吕建新[21]发现,牛膝多糖能升高胸腔巨噬细胞内乳酸脱氢酶和酸性磷酸酶活性,并能显著诱导胸腔巨噬细胞表达α-TNF和IL-6。Djeraba[22]为Acemannan(芦荟多糖的一种)能有效提高机体免疫功能,他们将剂量为500mg/kg体重的Acemannan注射于2月龄的鸡后,观察到对鸡体内的巨噬细胞反应有快速而持久的激发作用。给药3d还能明显促进脾细胞自发型和诱生型NO的产生,并显著增强植物凝集素PHA诱导的脾细胞的增殖。Karaca等也表明芦荟多糖促进巨噬细胞NO分泌。
  3.3促进单核细胞增殖
  谢明权[23]同浓度的黄芪多糖刺激体外培养不同时间的猪外周血单个核细胞,结果证明黄芪多糖对猪外周血单个核细胞增殖有明显刺激作用,且与浓度有依赖关系,浓度过高时对其有抑制作用。宁勇[24]报道牛膝多糖能增强单核细胞的吞噬作用,增加单核细胞胞质内溶酶体量,显著诱导单核细胞表达TNF-α和IL-6。王宇学,曹淑彦[25]等体外试验表明,牛膝多糖能增强单核细胞活性,上调单核细胞HLA-DRα表面分子的表达,提示牛膝多糖有增强单核细胞的抗原呈递功能。
  3.4增强T、B淋巴细胞的功能和杀伤细胞活性
  黄芪多糖对Con A诱导的鸡T淋巴细胞和脂多糖(LPS)诱导的鸡B淋巴细胞增殖有明显促进作用 [26]。黄芪多糖可以提高雏鸡T淋巴细胞转化率,加速细胞免疫功能发育完善[27],可以促进浆细胞增生和抗体合成[28]。高文学研究还发现黄芪多糖对VAMV感染的雏鸡脾赃和法氏囊淋巴细胞化学发光具有明显增强作用,但对胸腺影响不大,说明黄芪多糖对雏鸡的免疫增强作用主要表现在B细胞上。刘永杰[18]以AA 肉用雏鸡为试验动物,对雏鸡注射黄芪多糖。检测脾脏T淋巴细胞增殖反应。结果表明:黄芪多糖注射组雏鸡,淋巴细胞增殖反应均高于(P<0.05)对照组雏鸡,说明黄芪多糖能明显提高机体免疫功能,而且这种作用很可能是通过提高T淋巴细胞增殖反应来完成的。向道斌(1994)报道[29]50-800mg/L牛膝多糖在体外能增强自然杀伤(NK)细胞活性,促进Con A诱导的TNF产生。研究发现芦荟多糖也能刺激杀伤T-淋巴细胞的产生,并增强对靶细胞的杀伤作用。
  3.5 增强体液免疫反应
  陈洪亮等研究表明,黄芪多糖、牛膝多糖和芦荟多糖均显著提高了肉鸡法氏囊指数,Guo等[29]也研究表明黄芪多糖可以促进浆细胞增生和抗体合成。牛膝多糖还显著提高了肉鸡新城疫抗体滴度[9],说明牛膝多糖可增强体液免疫。
  由以上可以看出,三种多糖尽管在畜禽上都具有调节免疫的作用,但是作用的途径不尽一致,其中黄芪多糖主要是促进细胞因子的分泌,增强T、B淋巴细胞分裂增殖以及增强体液免疫;牛膝多糖主要是增强体液免疫,促进单核细胞增殖;而芦荟多糖主要是激活巨噬细胞的活性。这些差异与多糖分子的结构和性质密切相关。
  4 有待进一步研究的问题
  迄今为止,有关植物多糖的免疫调节作用研究主要集中在人类医学研究领域,在畜禽上的研究相对较少。本文仅就三种典型植物多糖在畜禽上的研究进展加以综述,有很多方面值得进一步进行探讨:(1)植物多糖结构和功能的关系有待进一步研究;(2)不同提取方法所获得的同一种植物多糖,其活性的比较有待进一步研究;(3)不同种类植物多糖之间的协同效应有待进一步研究;(4)植物多糖在畜禽上的研究还有待加强。
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发表于 2010-8-31 13:58:21 | 显示全部楼层
为什恶多糖的结构与免疫系统的作用效果密切有关呢
有没有具体的机理?

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