黃芪多糖、牛膝多糖和蘆薈多糖對畜禽的免疫調(diào)節(jié)作用

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　　黃芪多糖、牛膝多糖和蘆薈多糖對畜禽的免疫調(diào)節(jié)作用

　　王慧容1, 2，劉玉蘭1, 2*

　　(1. 動物營養(yǎng)與飼料科學湖北省重點實驗室，湖北 武漢，430023;2. 武漢工業(yè)學院飼料科學系，湖北 武漢，430023)

　　摘要:本文概述了三種典型植物多糖(黃芪多糖、蘆薈多糖和牛膝多糖)對畜禽免疫調(diào)節(jié)的作用效果和作用途徑，為植物多糖在畜禽生產(chǎn)中的應用提供理論依據(jù)。
　　關鍵詞:黃芪多糖;蘆薈多糖;牛膝多糖;免疫調(diào)節(jié)作用
　　多糖廣泛存在于動物、植物和微生物(細菌和真菌)中，來自天然植物的植物多糖，具有無毒、無副作用、無殘留等優(yōu)點，因而受到人們廣泛的關注。研究表明，植物多糖具有抗腫瘤、抗病毒、抗感染、延緩衰老和提高機體免疫力等多種生理活性作用，廣泛應用于醫(yī)學研究和人類保健。目前,植物多糖也開始應用到畜禽生產(chǎn)中，研究表明飼料中添加植物多糖能顯著提高畜禽免疫功能，促進動物生長，降低動物死亡率[1]。本文就三種典型植物多糖(黃芪多糖,蘆薈多糖,牛膝多糖)的結(jié)構(gòu)及其在畜禽的免疫調(diào)節(jié)作用進行綜述，為植物多糖在畜禽生產(chǎn)中的應用提供理論依據(jù)。
　　1 三種植物多糖的結(jié)構(gòu)
　　多糖，又稱多聚糖，由單糖聚合而成，不同的植物多糖其單糖的組成和結(jié)構(gòu)具有較大的差異，而且目前可以肯定多糖的結(jié)構(gòu)與免疫系統(tǒng)的作用效果密切有關。其中，黃芪多糖、蘆薈多糖、牛膝多糖是三種具有代表性的多糖，它們在結(jié)構(gòu)和組成方面具有較大的差異，這決定了其對免疫系統(tǒng)的調(diào)節(jié)作用也具有不同的側(cè)重點。
　　1.1 黃芪多糖
　　黃芪為豆科植物蒙古黃芪或膜莢黃芪的干燥根，從黃芪中提取的黃芪多糖,是一種大分子的多糖，由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖等組成。國內(nèi)許多學者提取到不同組成的黃芪多糖。黃喬書等從黃芪的水提液中分離得到兩種葡聚糖(AG-1，AG-2)和兩種雜多糖(AH-1，AH-2)。陳洪亮所提取的黃芪多糖主要由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、果糖、木糖等組成，兼有α和β糖苷鍵，為中性多糖。
　　1.2 牛膝多糖
　　牛膝多糖是一種小分子多糖，為莧科屬植物提取物，由果糖和葡萄糖組成，含有4至21個糖單位;糖鏈中既含有1，2-連接的果糖殘基，又含有2，6-連接的果糖殘基。分子末端為一個α-D-吡喃葡萄糖，后面接2-6連接或2-1連接的β-D-呋喃果糖。具有分子量小、無抗原性、水溶性好、人體易吸收等優(yōu)點。
　　1.3 蘆薈多糖
　　蘆薈多糖是從百合科植物蘆薈葉中提取的一種大分子的多糖，主要由甘露糖、葡萄糖和半乳糖等以β糖苷鍵連接組成，為高度乙?；⒍喾种Ь€形粉末狀酸性粘多糖，分子量在10萬道爾頓左右。其中甘露糖一部分以β- 1，4連接的直鏈葡萄甘露聚糖的形式存在，另外還存在大量的甘露聚糖，在2，3或6位上部分乙?；渲械陌肴樘侵饕詡?cè)鏈的形式出現(xiàn)，對多糖的結(jié)構(gòu)具有非常重要的影響。
　　由以上可以看出三種植物多糖在結(jié)構(gòu)上具有很大的差異，此外，盡管每種植物多糖的基本組分相同，但不同的來源和提取方法也會影響多糖的結(jié)構(gòu)，從而影響多糖的免疫調(diào)節(jié)作用。
　　2 植物多糖在畜禽上的作用效果
　　植物多糖具有多種生理活性，但目前在畜禽上的應用主要是作為免疫增強劑和抗病毒藥物用于畜禽保健和疾病防治。
　　2.1 黃芪多糖
　　2.1.1 增強畜禽免疫功能
　　黃芪多糖具有增強畜禽免疫功能的作用。張波等[2]研究表明，黃芪多糖注射液可以增強哺乳仔豬的免疫功能，降低發(fā)病率，提高成活率，促進哺乳仔豬的生長發(fā)育。任敏[3]報道,28日齡斷奶仔豬黃芪多糖添加組在斷奶后第7 d、14 d與對照組相比，淋巴細胞百分數(shù)減少，中性粒細胞百分數(shù)增多，淋巴細胞轉(zhuǎn)化率及抗綿羊紅細胞(SRBC)特異性抗體水平升高,說明黃芪多糖的添加可明顯提高仔豬的細胞和體液免疫功能,這一結(jié)果與邊傳周的報道一致.李宏全[4]研究表明，黃芪多糖可用作雞疫苗的免疫佐劑提高雞的免疫力;點眼、滴鼻、皮下注射、肌肉注射的接種方式不影響黃芪多糖提高雞免疫力的作用。林樹乾[5]用黃芪多糖作為疫苗佐劑免疫奶牛后淋巴細胞的免疫活性明顯增強,也表明黃芪多糖是一種有效的佐劑。
　　2.2.2 抗病毒作用　　黃芪多糖能對多種病毒產(chǎn)生干擾、吞噬、結(jié)合等作用而殺滅病毒，適用于傳染性法氏囊病(IBD)、馬立克氏病、傳染性支氣管炎(IB)、禽成髓細胞性白血病(VAMV)等病毒性疾病的防治。金光明[6]報道黃芪多糖能顯著提高雛雞傳染性法氏囊病(IBD)的免疫預防效果，注射黃芪多糖后雛雞的死亡率和部分器官的出血率明顯降低。這一結(jié)果與余建國報道一致。李宏全[7]用不同劑量黃芪多糖作用于感染傳染性腔上囊病病毒(IBDV)的雛雞，可使紅細胞C3b受體花環(huán)率(E—C3bRR)表現(xiàn)為不同程度的升高,而且減少了雛雞的發(fā)病率和死亡率,推測可能是黃芪多糖改變了CR1在紅細胞膜上的分布狀態(tài)，使集簇狀分布的CR1增多，從而增加了紅細胞膜上CR1活性，促進了CR1表達。不僅如此,研究還發(fā)現(xiàn)一定濃度的黃芪多糖能顯著降低新生雛雞傳染性支氣管炎(IB)和馬立克病的發(fā)病率和死亡率，而且黃芪多糖對雞新城疫病毒(NDV I)和(NDV IV)系均有抑制作用，抑制強度隨黃芪多糖濃度升高而增強。禽成髓細胞性白血病病毒(VAMV)可引起多種器官組織細胞被髓源性腫瘤所取代或轉(zhuǎn)移，魏萍[8]在3日齡AA 肉雞感染VAMV的同時給予黃芪多糖，發(fā)現(xiàn)可降低禽髓細胞性白血病(AMB)的發(fā)病率和死亡率，提高脾和胸腺等免疫器官中脂質(zhì)過氧化物(LPO)含量(P<O.01).顯著加強脾和胸腺等免疫器官對髓源性腫瘤細胞的清除作用。
　　2.2 牛膝多糖
　　2.2.1 增強畜禽免疫功能
　　牛膝多糖由于分子量小，更容易刺激免疫功能，因而具有明顯的增強免疫作用。陳洪亮[9]研究發(fā)現(xiàn)口服牛膝多糖能夠顯著提高雞的法氏囊指數(shù)和雞新城疫抗體滴度，并在一定程度上增強外周血淋巴細胞增殖反應，表明牛膝多糖能促進免疫器官發(fā)育和雞的體液免疫。邵樹軍[10]也認為牛膝多糖是一種免疫調(diào)節(jié)劑,他研究了牛膝多糖對正常及免疫低下小鼠紅細胞免疫功能的影響,結(jié)果表明牛膝多糖能顯著提高正常及免疫低下小鼠紅細胞C3b受體花環(huán)結(jié)合率和紅細胞粘附免疫復合物花環(huán)結(jié)合率,提高正常及免疫低下小鼠的紅細胞免疫功能。
　　2.2.2 抗病毒作用
　　牛膝多糖本身沒有抗病毒活性，但酯化后的牛膝多糖硫酸酯有很強的抑制乙型肝炎病毒HbsAg和HbeAg的活性，對Ⅰ型單純性皰疹病毒也有明顯的抑制作用[11]。牛膝多糖在體外有一定的抗菌作用，但需要較高的濃度[9]。余上才等研究發(fā)現(xiàn)牛膝多糖對S180荷瘤小鼠有明顯抑瘤作用，牛膝多糖能顯著提高S180荷瘤小鼠脾細胞誘生殺傷細胞(LAK)活性和腫瘤壞死因子-β(TNF-β)生成。陳紅[12]報道川牛膝多糖對小鼠肉瘤(S180)的抑制率為10.00%～48.08%，對小鼠肝癌(H22)的抑制率為21.99%～42.21%;對環(huán)磷酰胺(Cy)所致正?；蚝闪鲂∈笸庵苎准毎麥p少有極顯著的回升作用，表明川牛膝多糖不僅有抗腫瘤作用，還能減輕Cy所致外周白細胞減少。羅文哲[13]也報道牛膝多糖可明顯提高CD3、CD4分子的百分率從而達到增強機體免疫功能、抑制腫瘤生長擴散和增強機體抗病毒能力。
　　2.3 蘆薈多糖
　　2.3.1 增強畜禽免疫功能　　賈敏[14]研究了蘆薈多糖對ConA、LPS誘導的小鼠脾淋巴細胞增殖反應，腹腔巨噬細胞分泌IL-1含量的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖10g/kg、20g/kg能夠顯著提高正常小鼠脾臟T、B淋巴細胞的增殖能力(P<O.05，P<O.01)，明顯促進小鼠巨噬細胞分泌IL-1(P<O.05)。表明蘆薈多糖對正常小鼠的免疫功能具有促進作用.同時蘆薈多糖還可以作為一種有效的疫苗佐劑與疫苗同時應用，提高疫苗效力，如CHINNAH等[15]將蘆薈多糖與ND-IBD-IB三聯(lián)苗合用，發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖能顯著提高ND抗體的滴度，蘆薈多糖對IBD抗體無顯著影響，但使抗體存留時間顯著延長。而且SHARMA[16]發(fā)現(xiàn)一日齡雛雞皮下注射蘆薈多糖(1MG p 只)，可以降低副粘病毒引起的免疫抑制，使免疫功能恢復正常。
　　2.3.2 抗病毒作用
　　Shand[17]報道，將體外培養(yǎng)的雞成纖維細胞用NDV感染，然后培養(yǎng)液中加入蘆薈多糖，測定感染細胞溶解物中的感染滴度TCID50，結(jié)果發(fā)現(xiàn)加入蘆薈多糖使TCID50顯著降低。美國農(nóng)業(yè)部科學家通過動物實驗，證實Acemannan(蘆薈多糖的一種)具有抗病毒活性，可用于治療傳染病。陳洪亮[9]也研究表明蘆薈多糖在500μg/mL、100μg/mL對新城疫病毒均有顯著的治療和滅活作用，蘆薈多糖體外對雞胚內(nèi)新城疫病毒繁殖有明顯抑制作用，但在低濃度下無效。季宇彬研究了蘆薈多糖對S180荷瘤小鼠紅細胞膜功能的影響,發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖提高了荷瘤小鼠降低的紅細胞膜脂流動性、膜交聯(lián)蛋白以及膜唾液酸(SA)的含量，表明蘆薈多糖對S180荷瘤小鼠紅細胞膜功能具有促進作用。
　　3 植物多糖在畜禽上的作用途徑及機理
　　植物多糖在畜禽上的作用效果主要通過以下幾個途徑實現(xiàn)：促進多種細胞因子的分泌;激活和增強巨噬細胞免疫功能;促進單核細胞增殖;增強T、B淋巴細胞的功能和殺傷細胞活性;增強體液免疫反應等。
　　3.1促進細胞因子分泌
　　劉永杰[18]報道黃芪多糖能促進雞脾細胞分泌白細胞介素IL-2，增強病毒誘生干擾素的能力。毛曉峰[19]發(fā)現(xiàn)從黃芪多糖能提高斷奶仔豬IL-2的生物活性。陳洪亮[9]究表明，黃芪多糖、牛膝多糖和蘆薈多糖均可促進肉雞脾淋巴細胞IL-2的分泌，但作用與劑量有關;羅文哲[13]發(fā)現(xiàn)牛膝多糖可大量活化CD4+TLC，從而使TH、TC的大量活化分泌IL-2、IFN-γ、TNF等細胞因子并調(diào)節(jié)MHCI類分子表達。而蘆薈多糖和黃芪多糖均顯著抑制了肉雞正常及地塞米松處理巨噬細胞IL-1的分泌[9]。
　　3.2激活和增強巨噬細胞免疫功能
　　高文學[20]研究表明黃芪多糖可顯著提高巨噬細胞MΦ活性，并誘導其分泌IL-1的作用。呂建新[21]發(fā)現(xiàn)，牛膝多糖能升高胸腔巨噬細胞內(nèi)乳酸脫氫酶和酸性磷酸酶活性，并能顯著誘導胸腔巨噬細胞表達α-TNF和IL-6。Djeraba[22]為Acemannan(蘆薈多糖的一種)能有效提高機體免疫功能，他們將劑量為500mg/kg體重的Acemannan注射于2月齡的雞后，觀察到對雞體內(nèi)的巨噬細胞反應有快速而持久的激發(fā)作用。給藥3d還能明顯促進脾細胞自發(fā)型和誘生型NO的產(chǎn)生，并顯著增強植物凝集素PHA誘導的脾細胞的增殖。Karaca等也表明蘆薈多糖促進巨噬細胞NO分泌。
　　3.3促進單核細胞增殖
　　謝明權(quán)[23]同濃度的黃芪多糖刺激體外培養(yǎng)不同時間的豬外周血單個核細胞，結(jié)果證明黃芪多糖對豬外周血單個核細胞增殖有明顯刺激作用，且與濃度有依賴關系，濃度過高時對其有抑制作用。寧勇[24]報道牛膝多糖能增強單核細胞的吞噬作用，增加單核細胞胞質(zhì)內(nèi)溶酶體量，顯著誘導單核細胞表達TNF-α和IL-6。王宇學，曹淑彥[25]等體外試驗表明，牛膝多糖能增強單核細胞活性，上調(diào)單核細胞HLA-DRα表面分子的表達，提示牛膝多糖有增強單核細胞的抗原呈遞功能。
　　3.4增強T、B淋巴細胞的功能和殺傷細胞活性
　　黃芪多糖對Con A誘導的雞T淋巴細胞和脂多糖(LPS)誘導的雞B淋巴細胞增殖有明顯促進作用 [26]。黃芪多糖可以提高雛雞T淋巴細胞轉(zhuǎn)化率，加速細胞免疫功能發(fā)育完善[27]，可以促進漿細胞增生和抗體合成[28]。高文學研究還發(fā)現(xiàn)黃芪多糖對VAMV感染的雛雞脾贓和法氏囊淋巴細胞化學發(fā)光具有明顯增強作用，但對胸腺影響不大，說明黃芪多糖對雛雞的免疫增強作用主要表現(xiàn)在B細胞上。劉永杰[18]以AA 肉用雛雞為試驗動物，對雛雞注射黃芪多糖。檢測脾臟T淋巴細胞增殖反應。結(jié)果表明：黃芪多糖注射組雛雞，淋巴細胞增殖反應均高于(P<0.05)對照組雛雞，說明黃芪多糖能明顯提高機體免疫功能，而且這種作用很可能是通過提高T淋巴細胞增殖反應來完成的。向道斌(1994)報道[29]50-800mg/L牛膝多糖在體外能增強自然殺傷(NK)細胞活性，促進Con A誘導的TNF產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)蘆薈多糖也能刺激殺傷T-淋巴細胞的產(chǎn)生，并增強對靶細胞的殺傷作用。
　　3.5 增強體液免疫反應
　　陳洪亮等研究表明，黃芪多糖、牛膝多糖和蘆薈多糖均顯著提高了肉雞法氏囊指數(shù)，Guo等[29]也研究表明黃芪多糖可以促進漿細胞增生和抗體合成。牛膝多糖還顯著提高了肉雞新城疫抗體滴度[9]，說明牛膝多糖可增強體液免疫。
　　由以上可以看出，三種多糖盡管在畜禽上都具有調(diào)節(jié)免疫的作用，但是作用的途徑不盡一致，其中黃芪多糖主要是促進細胞因子的分泌，增強T、B淋巴細胞分裂增殖以及增強體液免疫;牛膝多糖主要是增強體液免疫，促進單核細胞增殖;而蘆薈多糖主要是激活巨噬細胞的活性。這些差異與多糖分子的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)密切相關。
　　4 有待進一步研究的問題
　　迄今為止，有關植物多糖的免疫調(diào)節(jié)作用研究主要集中在人類醫(yī)學研究領域，在畜禽上的研究相對較少。本文僅就三種典型植物多糖在畜禽上的研究進展加以綜述，有很多方面值得進一步進行探討：(1)植物多糖結(jié)構(gòu)和功能的關系有待進一步研究;(2)不同提取方法所獲得的同一種植物多糖，其活性的比較有待進一步研究;(3)不同種類植物多糖之間的協(xié)同效應有待進一步研究;(4)植物多糖在畜禽上的研究還有待加強。
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為什惡多糖的結(jié)構(gòu)與免疫系統(tǒng)的作用效果密切有關呢
有沒有具體的機理？