牛膝多糖

牛膝多糖 (Achyranthesbidentata Plysaccharzdes,o ABP)是从中药牛膝根中提取的一种生物活性多糖, 是觅科类植物牛膝中一类含量较高的活性成分, 主要有葡萄糖、甘露糖和果糖3种单糖组分组成;广泛存在于动物、植物和微生物组织中, 具有延缓衰老与抗氧化、抗肿瘤、免疫调节、治疗哮喘、通络活血、降低血糖等多种药理作用，具有安全性高、作用稳定 、副作用小 、适用面广 、对机体损害小和既可注射又可服用等优点, 已作为一种中草药应用于肿瘤等疾病的防制，同时，在畜牧业生产中,也被开发为绿色环保型饲料添加剂。 牛膝多糖(Achyranthes bidentata polysaccharide,ABP) 是由苋科植物牛膝( achyranthes bidentata) 的根经水提、反复醇沉所得。牛膝又名怀牛膝、白牛膝、山苋菜、百倍、鸡胶骨等。牛膝常生长在山坡林下，分布于非洲、俄罗斯、越南、印度、马来西亚、菲律宾、朝鲜以及中国除东北外全国各地。牛膝植物的茎叶亦供药用。牛膝的根，于冬季茎叶枯萎时采挖，去净须根、泥土，晒至干皱后，用硫黄熏数次，然后将顶端切齐、晒干。干燥根呈细长圆柱形，有时稍弯曲，上端较粗，下端较细，长约30～90厘米，直径约0.5～1厘米。表面呈土黄色或淡棕色;具细微的纵皱纹和稀疏的侧根痕。质坚脆，易折断，断面平坦，微呈角质状。气特殊，味微甜而涩。

图1为牛膝
牛膝及牛膝提取物中主要含有皂苷类、甾酮类和多糖类等成分。从牛膝根中可分离到水溶性多糖、肽多糖、单糖等成分。 牛膝多糖化学组成中主要有葡萄糖、甘露糖和果糖 3种单糖组分。 元素分析结果不含N、P和S等杂元素, 表明无氨基糖、多肽、磷脂和硫酸酯等。 单糖组分分析表明牛膝多糖由果糖：葡萄糖 (8：1)组成, 其分子量为1400D, 而且该多糖为均一成分。牛膝多糖是由不同聚合度的六碳糖组成, 含有4～21糖;糖链中既含有1, 2-连接的果糖残基和 2, 6-连接的果糖残基, 又含有分支。
有关牛膝多糖的来源、化学成分、生产工艺、药理作用、多糖衍生物、应用是由Chemicalbook的丁红编辑整理。（2015-10-23） 1.粗提
将新鲜牛膝根晒干(含水分<7%), 用粉碎机粉碎过60目, 取200 kg装入多功能提取罐, 加入乙醇400 L ,加热至80℃回流4h 。滤除乙醇(回收),残渣减压蒸气至干,再装入提取灌,每次加热蒸馏水300 L, 在 100℃下搅拌提取3次, 每次时间分别为5、4和3h 。3次提取液合并 , 加热至沸 , 在搅拌下缓缓加入1%鞣酸溶液,待反应完全(至滴入鞣酸溶液不出现混浊时为止), 继续煮沸15 min , 加入2%的活性炭,搅拌10 min ,滤除沉淀及活性炭, 得无色澄清滤液。滤液经中空纤维透析器对蒸馏水透析至无鞣酸为止 。然后真空浓缩至约为原体积的1/10 。浓缩液内加入3倍量预冷工业乙醇, 得白色沉淀。沉淀经丙酮脱水, 真空干燥。
2.纯化
(1)DEAE -Sepharose fast -flow 柱色谱
牛膝多糖粗品溶于10 mmol/L磷酸盐缓冲液(pH6.8), 使其浓度约30%, 每次上样60L。DEAE-Sepharose fast-flow 柱(30 cm×4.5 cm)预先用上述缓冲液平衡,上样后, 用同样缓冲液(含 NaCl 1mol/L)洗脱 , 流速约 300 m L/min , 按旋光检测收集多糖组分 ,然后减压浓缩 。
(2)SephadexG-150 柱色谱
浓缩液上Sephadex G-150柱(4cm×47cm),用0.2 mol/L的NaCl洗脱 , 按旋光检测收集多糖组分。经中空纤维透析器对蒸馏水透析脱盐, 减压浓缩, 冷冻干燥,得白色冻干粉牛膝多糖约1.16kg 。

图2为粗多糖的提取工艺流程图

图3为粗多糖的精制工艺流程图 1.延缓衰老与抗氧化作用
ABP 在动物体内的抗氧化途径可能有两种: 一是ABP直接清除体内过多的自由基; 二是通过提高动物抗氧化酶活性的间接作用来清除过多自由基。
2.抗肿瘤活性及其免疫增强作用
牛膝多糖在体外增强天然杀伤NK细胞活性和促进伴刀豆球蛋白A (ConA)诱导的肿瘤坏死因子-β(TNF-β) 的产生，但不能提高ConA诱导的T淋巴细胞增殖反应和白介素α的产生。牛膝多糖ip明显提高正常小鼠NK细胞活性和 TNF-β生成，增强二硝基氟苯诱导的迟发型超敏反应和对抗环磷酰胺对NK活性的抑制作用。牛膝多糖ip或ig显著抑制小鼠移植性肉瘤S180生长，提高荷瘤小鼠低下的血清I gG含量和抗体形成细胞数量及脾淋巴细胞增殖反应。对S180细胞无直接细胞毒作用，但能增强MΦ对 S180的杀伤作用。提示牛膝多糖抗肿瘤作用与其增强宿主免疫功能有关。
3.治疗哮喘
支气管哮喘(以下简称哮喘)是由嗜酸性粒细胞、T淋巴细胞等多种细胞和细胞组分参与的常见慢性呼吸道疾病。CD4+T细胞受细胞因子、抗原特性(多糖类等)、激素等因素的影响, 可分化为Th1和Th2细胞。Thl型细胞因子(以IFN-γ为代表)和Th2型细胞因子(以IL-4为代表)两者可彼此调节, 正常情况下两者相对平衡, 维持正常的免疫功能。已发现肿瘤、变态反应性疾病等多种疾病有Thl与Th2漂移现象。Th1与Th2的比例失衡也是支气管哮喘的重要免疫学发病机制之一。牛膝多糖能抑制Th2 型细胞因子白细胞介素4(IL-4)的分泌并促进外周血IFN-γ的生成, ABP对纠正哮喘Th1与Th2比例失衡有明显效果。
4.通络活血作用
牛膝多糖具有活血祛淤、补肝肾、引血下行之功效。粒细胞与单核巨噬细胞起源于粒单系造血祖细胞(CFU-GM), CFU-GM 膜表面有与粒单系集落刺激因子(GM-CSF)相结合的受体, 机体的粒单系造血调控主要在此阶段进行。
5.降低血糖
牛膝多糖能够降低由四氧嘧啶和肾上腺素所致的小鼠血糖升高, 促进糖尿病小鼠肝糖元合成。
6.其它作用
牛膝多糖能延长小鼠凝血时间(CT)、大鼠血浆凝血酶原时间(PT)、白陶土部分凝血活酶时间(KPTT), 有明显的抗凝血作用。牛膝多糖经硫酸化、羟基化生成的衍生物具有较强的抗病毒活性, 能有效抑制乙型肝炎病毒HBs Ag和 HBeAg的活性, 对 Ι型单纯性疱疹病毒也有明显的抑制作用。牛膝多糖对大肠埃希菌的细胞粘附具有抑制作用。 1.硫酸酯化牛膝多糖
硫酸酯化后的多糖往往显示出良好的抗病毒、抗肿瘤活性 。
2.羧甲基化多糖
一些羧甲基化后的多糖衍生物也显示出药理活性的提高和理化性质的改善。
3.羟烷基化多糖
由于聚乙二醇可以改进生物分子的活性,而羟乙基是聚乙二醇最小的单位,因此对一些多糖或衍生物进行羟乙基化,可以改进其理化性质和药理活性。
4.磷酸酯化多糖
磷酸酯化后的PS对植入白鼠体内的腹水瘤细胞S180和lewis肺癌细胞有较强的抑制作用。 1.用于肿瘤等一些疾病的防制。
2.在畜牧业生产中，可作为绿色环保型饲料添加剂。