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壳寡糖综述 |
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结构决定性质,性质决定用途。壳寡糖之所以有多种神奇的功效,正是因为它拥有特殊的结构。壳寡糖是天然糖中唯一大量存在的带正电荷的碱性氨基多糖。由于壳寡糖同时具有游离的氨基和羟基，故具有特殊的生理活性。无毒、可生物降解、生物相容性好[1]。壳寡糖水溶性大于99％，人体吸收率99.88％，从而比壳聚糖具有更优越的生物活性[2]。Kim等[3]研究了壳寡糖对大鼠的亚急性毒性,分别采用500、1000、2000mgP(kg·d）给药,4周后观察,结果显示,对照组和实验组不仅在行为、外表、体重、食物消耗等方面均无显著性差异,而且在尿分析、血液学和组织病理学等方面也无显著性差异。提示壳寡糖的亚急性毒性非常小[2]。可以说壳寡糖是安全的纯天然保健食品[4]。
一、免疫调节
实验证明壳寡糖有明显全面提高机体免疫功能的作用[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20]。这一点对于保健食品来讲显得特别重要。因为人体免疫机能的活化与人类的健康及寿命的长短可谓是息息相关，美国哈佛大学医学博士包格尔教授曾经说过：“人类80%的疾病都与免疫机能的退化和失调有关”。因此，面对各种病毒、细菌、寄生虫甚至癌症的侵袭，只要能随时活化人体中的免疫机能，自然就能增进机体的健康。如果把我们人体比喻成一个国家的话，那么我们的免疫系统就是我们的国防部，免疫细胞就是我们的军队。因为人体可能遇到来自外界的多种细菌，不同类型的病毒，形形色色的外源微生物的攻击。所以我们的免疫细胞也就分为多种多样，就像我们的军队分为各个兵种，陆海空军等等。其中包括：
B细胞——骨髓依赖性淋巴细胞
T细胞——胸腺依赖性淋巴细胞
NK细胞——自然杀伤细胞
LAK细胞——淋巴因子激活的杀伤细胞?除了上述免疫活性细胞外，巨噬细胞以及血液中单核细胞、核细胞等均在机体免疫过程中发挥重要的作用(免疫细胞的作用详见附件1)。
当外来的入侵者攻击我们人体时，就需要这些免疫细胞进行抵抗，去和这些入侵者战斗。壳寡糖可以起到兴奋剂的作用，当人体摄入壳寡糖后，我们人体的守卫大军立刻和壳寡糖接触，获得了更强的杀伤力，提高了对外来物射杀的精确性和准确性。更重要的一点是，壳寡糖不只是加强了某一个兵种的作战能力，而是整体的提升了各个兵种的作战才能，全面的提升了他们的作战能力，起到了提升我们机体免疫能力的作用。下面通过几个具体的科研实验来阐述壳寡糖的免疫调节作用。
Shigehiro等[21]将壳寡糖注射到兔子静脉中，发现可以提高血浆中溶菌酶活性2～3倍，大大增强了兔子对致病菌的免疫力。张澄波[10]研究认为壳寡糖能诱导局部巨噬细胞增生，并使其活性增强，对提高机体的免疫力有一定持久性。刘艳如等[16]研究发现壳寡糖能明显提高正常小鼠巨噬细胞的吞噬功能，提高绵羊红细胞诱导的血凝素抗体和溶血素的生成。据分析，其对小鼠免疫功能的提高是与分子中存在的氨基有关，氨基能接受体内的质子，使体液的PH值向碱性方向移动0.5个U,创造一个激活淋巴细胞的环境,提高机体细胞免疫、体液免疫以及NK细胞功能，强化免疫监视作用。
Suzuki等[15,22]通过对BALB/C白鼠腹腔注射聚合度为4～7的壳寡糖发现，腹腔渗出液的细胞（PEC）数量明显增加，PEC主要由多形核白细胞（PMN）组成，并认为PMN表面存在－D－葡萄糖胺残基受体。壳寡糖和受体结合后激活PMN，从而激活免疫系统。Hoffman等[23]研究表明，壳寡糖在体内能刺激大西洋鲑的白细胞产生超氧化阴离子而产生抗感染作用。因此壳寡糖可作为疫苗试剂而进行开发，尤其对那些幼畜，由于它们自身免疫系统尚不发达，一般的疫苗不能注射，而壳寡糖无抗原性，故很为适合。另外，这些寡糖还可作为食品添加剂而应用于家畜和养殖鱼，以加强它们防病抗病能力，从而增进健康。Suzuki等[17]对感染L.Moncytogenes的BALB/C鼠腹腔注射壳寡六糖，发现腹腔、脾、肝内的微生物数量显著减少，而且机体对L.Moncytogenes的迟法性超敏反应得到了提高；并且发现巨噬细胞合并壳寡六糖处理过的T淋巴细胞的培养上清液后，其杀伤活性大为增加，对L.Moncytogenes生长产生抑制作用，并证实上清液中的巨噬细胞激活因子（MAF）由T淋巴细胞经壳寡六糖刺激而释放，从而促使巨噬细胞释放H2O2。巨噬细胞既是免疫细胞，又是辅佐免疫应答细胞，可以通过吞噬、抗原呈递、分泌细胞因子、激活淋巴细胞和产生活性氧、NO等作用而行使抗感染、抗肿瘤、免疫应答和免疫调节作用，是机体免疫系统的重要组成部分。整体动物实验证明壳寡糖能激活巨噬细胞，增强巨噬细胞的杀伤活性。王芳宇等[8]用200mg/kg壳寡糖腹腔注射荷S-180昆明小鼠,发现壳寡糖可使荷瘤小鼠NO、TNF、IFN－γ显著提高。壳寡糖和IFN-α联合应用对小鼠腹腔巨噬细胞产生NO和巨噬细胞介导的杀肿瘤细胞作用有协同效应，据分析该作用是通过壳寡糖促使巨噬细胞分泌TNF-α增加而产生。NO、TNF-α和IFN各自的功能和相互作用对激活机体免疫系统，抑制肿瘤细胞生长都起到了重要作用。另外壳寡糖对人肝癌细胞、子宫内膜癌细胞、红白血病细胞、淋巴瘤细胞、小鼠肝癌腹水细胞也有明确的抑制作用，抑瘤率高达79%，除了抑制肿瘤细胞生长，几丁六糖还可抑制植入C57BL/6小鼠的Lewis肿瘤细胞的肺转移（40-50%）[18]。进一步研究发现，几丁寡糖通过激活花生四烯酸代谢系统促进中性粒细胞对其产生趋化作用，且PGE2能加强中性粒细胞对几丁寡糖的识别[3]。
王秀武、杜昱光等[14]通过壳寡糖对肉仔鸡的免疫功能的实验研究，证明壳寡糖有利于肉仔鸡的免疫能力的提高。具体来说，鸡的免疫器官主要包括脾脏、胸腺和法式囊，其中法式囊是禽类特有的免疫器官。本试验壳寡糖组比对照组胸腺和法式囊都增大，尤其是法式囊增大显著。并且血清新疫抗体效价也有增高。可见，壳寡糖有利于肉仔鸡免疫能力的提高。
具体实验数据可见下表:
壳寡糖对免疫器官相对重量和新城疫抗体效介的影响
二、抗肿瘤
目前用于恶性肿瘤治疗的药物五花八门，各式各样。但多数都具有明显的毒副作用。轻者造成恶心腹泻，重者甚至危及患者的生命。壳寡糖是源于天然的纯天然活性物质,能提高机体的免疫活性和抗癌能力[2]。在1991年欧美学术年会上被确定为人体除蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质外的第六生命要素，可见壳寡糖对人体是绝对安全可靠的。国内外多个研究成果表明[24,25,26]，壳寡糖对多种肿瘤都有不同程度的抑制作用。虽然目前对壳寡糖的抗肿瘤作用机理还存在多种争论，但是壳寡糖可以杀死肿瘤细胞却是个不争的事实。
Ouchi等[24,25,26]研究发现,3个壳寡糖通过六亚甲基空间通道与5-氟尿嘧啶(5-FU)共轭结合后,其抗肿瘤作用强于5-FU;将该复合物注入P338淋巴细胞白血病小鼠的腹腔中,小鼠的生存时间延长;通过皮下注射应用于MeTH-A纤维肉瘤或MH134肝细胞癌小鼠,产生对肿瘤生长的抑制作用。而且此复合物还有不引起急性中毒和不引起体重的迅速下降的优点。刘莹等[27]探讨了壳寡糖对人结肠癌LoVo细胞株生长的影响,发现高浓度壳寡糖(100、200、400mgPL)对LoVo细胞的生长有抑制作用。杜昱光等[28]通过几种壳寡糖对小鼠Sarcima2180癌细胞的抑制作用实验,筛选出具有较强作用的壳寡糖。结果表明,3种壳寡糖对癌细胞DNA合成的抑制率效果最好的是C-Ⅲ-2 ,抑制率达98.5%。口服中剂量或高剂量壳寡糖C-Ⅲ-2对肿瘤有抑制作用。对多种肿瘤细胞体外抑制实验表明,壳寡糖对肝癌细胞有明显抑制作用,平均抑制率达76 %,高于顺铂组及对照组,同时对小鼠肝癌腹水细胞的生长也有一定的影响。此外，Joen等[29]用不同相对分子质量的壳寡糖对鼠S180肿瘤生长抑制情况进行了研究，结果表明5000<MW<10000的壳寡糖有最高的抗肿瘤活力,抑瘤率达61.37%。机体的免疫应答能力（主要是细胞免疫）低下与肿瘤发生发展有密切的关系，壳寡糖通过免疫调节发挥抗肿瘤的效应[30,31]。NK细胞是机体抗肿瘤的第一道防线，其杀伤肿瘤细胞不受MHC限制，且能选择性杀伤MHC-I类分子表达低下或缺失的肿瘤细胞。杀伤机制主要是通过穿孔素、颗粒酶发挥作用[32]。活化的Mφ等以通过多种途径破坏和清除肿瘤细胞，其杀伤肿瘤细胞的主要方式是分泌IL-6,TNF等多种效应分子。体外实验表明，IL-6对多种肿瘤细胞的增殖具有抑制作用[33]。
壳寡糖能激活巨噬细胞、T细胞、NK细胞，促进TNF-α、FN-γ、NO及其它免疫活性分子合成和释放，从而以增强对肿瘤细胞的杀伤活性 [34,35]。
Tokoro等[36]通过静脉注射低聚六糖到小鼠体内，发现能抑制植入其体内的S180,MM46实体瘤和Meth.A 纤维肉瘤的生长，Suzuki[37]在移植S180的鼠上注射壳寡六糖七天后发现有明显的肿瘤抑制作用。Suzuki等[22,38]发现，聚合度为4～7的壳寡糖对BALB/C的腹膜渗出液细胞有强烈反应，对肝癌细胞有明显的抑制作用，抑制率平均达76%。对肝癌腹水细胞也有一定的影响，当Lewis肺癌细胞静脉注射到小鼠体内，壳寡糖具有抑制癌细胞转移的作用。对高淋巴通道转移癌细胞系Hca-F有较强的体外杀伤作用。而且据Pae等[11]的研究，壳寡糖能诱导HL-60人类白血病细胞调亡。另有实验发现：壳寡糖还能抑制血管内皮细胞生成，限制肿瘤增长。壳寡糖还能使机体微环境保持弱碱性，以利于活化免疫细胞，增强机体抗癌效应[39，40]。Muzzarelli[39]还发现壳寡糖可封闭血管内皮细胞黏附分子的黏附，从而限制肿瘤细胞的生长和转移。官杰等[41]采用体内注射的方法将壳寡糖注入荷瘤小鼠腹腔及瘤内,观察肿瘤生长情况及MTT比色法观察壳寡糖对肿瘤细胞的体外作用。实验结果表明，壳寡糖对荷瘤小鼠肿瘤的生长有抑制作用, 显微镜观察显示肿瘤组织出现坏死；壳寡糖对肿瘤细胞生长有抑制作用,其抑瘤率与浓度有关,与时间无关,细胞经壳寡糖作用后,透射电镜显示细胞有凋亡趋势。由此得出结论为：壳寡糖可抑制肿瘤生长,同时壳寡糖可诱导肿瘤细胞凋亡。
刘清华等[42]建立S180肉瘤小鼠皮下移植瘤模型,给予壳寡糖后,测瘤体积,并用免疫组化法测瘤组织Bax、Bcl-2蛋白的表达情况。经其研究表明，在体外实验过程中，高浓度壳寡糖作用后S180肉瘤细胞阻滞于G0/G1期,同时S180肉瘤细胞凋亡增加。而在体内实验过程中，壳寡糖对小鼠S180肉瘤有明显的抑制作用并能提高促凋亡基因Bax的表达,降低抑凋亡基因Bcl-2的表达。由此可见，壳寡糖可抑制S180肉瘤细胞的生长,使S180细胞阻滞于G0/G1期并诱导其发生凋亡,其机制可能与Bcl-2蛋白下调而Bax蛋白上调有关。这就从微观上解释了壳寡糖的抑制肿瘤的机理。下面具体分析一下：
我们知道细胞周期是指正常连续分裂的细胞从前一次有丝分裂结束到下一次有丝分裂完成所经历的连续的动态过程。细胞周期按顺序分为:G0期(静止期),G1期(DNA合成前期),S期(DNA合成期),G2期(DNA合成后期)和M期(有丝分裂期)。无限制的快速增殖（也就是说不停顿的迅速生长）是恶性肿瘤的特征之一,肿瘤的生长速度取决于肿瘤组织中增殖细胞的多少及其分裂速度。研究肿瘤增殖是人们了解和控制肿瘤的一条途径。肿瘤细胞增殖的速度主要决定于G0/G1期的长短及参与分裂的细胞数量的多少。本研究中体外实验发现壳寡糖能使S180肉瘤细胞阻滞在G0/G1期,使其进入S期的细胞数减少,从而抑制肿瘤细胞的生长增殖,且具有剂量依赖性,说明壳寡糖可以不通过免疫系统而直接抑制肿瘤的生长。以上结果说明,细胞周期阻滞可能是壳寡糖抑制肿瘤细胞生长的作用机制之一。壳寡糖具体通过什么机制引起肿瘤细胞周期阻滞还需要进一步的研究。凋亡是细胞在基因调控下的一种主动性死亡。细胞的增殖、分化和凋亡相互协调,维持着正常组织的生长平衡。大多数抗癌药物都可引起肿瘤细胞的凋亡;诱导细胞凋亡可能是不同机制的抗癌药物发挥作用的共同通路。细胞凋亡过程受凋亡相关基因的调控,其中Bcl-2基因家族备受关注。Bcl-2基因家族包括很多成员,按其对凋亡正、负调控作用可分为两类:一类为凋亡促进基因,如Bax、Bcl-xs、Bad等;另一类为凋亡抑制基因,如Bcl-2和Bcl-x2、Bcl-x1等。Bax能与Bcl-2形成异二聚体复合物从而取消Bcl-2基因的抗凋亡作用[43]。两类基因或形成同二聚体或形成异二聚体,相互作用通过不同的机制,正负调控细胞的凋亡,从而影响肿瘤细胞对凋亡的抗性。本实验发现,200mg·kg-1·d-1壳寡糖可以下调S180肉瘤细胞的Bcl-2表达,而对S180肉瘤细胞Bax的表达有上调作用。Bcl-2蛋白家族可能是各种凋亡信号的会聚点[44],Bcl-2、Bax二者的比例关系对细胞凋亡起重要作用[45]。体内实验结果显示壳寡糖对小鼠S180肉瘤细胞皮下移植瘤有抑制作用,200mg·kg-1·d-1壳寡糖对小鼠S180肉瘤细胞皮下移植瘤的抑制作用和顺铂组相当。注射壳寡糖后S180肉瘤组织Bcl-2和Bax免疫组化染色显示,阴性对照组S180肉瘤细胞小鼠皮下移植瘤组织高表达Bcl-2蛋白(77.64±13.67)%。而经壳寡糖作用后,S180肉瘤组织中Bcl-2蛋白表达减少,而Bax蛋白表达增加,Bax/Bcl-2比例升高。由此可认为,在壳寡糖诱导S180肉瘤细胞凋亡的过程中,Bax/Bcl-2起了重要作用,壳寡糖可能通过Bax/Bcl-2通路诱导S180肉瘤细胞凋亡。
曹秀明等[46]研究壳寡糖抗肿瘤和免疫调节作用。应用SRB法对壳寡糖进行体外抗肿瘤作用研究 ,对S荷瘤小鼠的瘤重和胸腺及脾指数进行了观察,同时观察了壳寡糖体外对小鼠腹腔巨噬细胞180吞噬中性红能力的影响。壳寡糖体内实验表明壳寡糖能抑制S180小鼠的瘤重，壳寡糖能显著提高荷瘤小鼠的胸腺指数和脾指数。壳寡糖体外实验能提高小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性红的能力，提示壳寡糖有可能是通过调节荷瘤小鼠免疫力实现抗肿瘤作用的。本实验表明壳寡糖在体外对HepG-2、BGC-7901、LS-174这几株肿瘤细胞的生长没有明显的抑制作用,说明壳寡糖没有细胞毒作用。同时体内实验结果却证明了壳寡糖对小鼠S180实体瘤有显著的抑制作用。抑瘤率最高可达39.5%。壳寡糖能够提高荷瘤小鼠的胸腺指数和脾指数,说明壳寡糖对胸腺、脾脏有较强的保护作用。体外实验中壳寡糖还能提高小鼠腹腔巨噬细胞吞噬中性红的能力，由此我们可以推断壳寡糖具有抗肿瘤细胞生长的作用。其机理可能是壳寡糖对机体免疫力有保护和调节作用,而不是直接对肿瘤细胞产生细胞毒作用。众所周知,肿瘤患者常伴有机体免疫力下降,而化疗药物的应用更严重地损害了机体的免疫。壳寡糖能够通过调节机体免疫系统的机能控制肿瘤细胞的生长，因此壳寡糖应该在抗肿瘤的治疗过程中发挥一定的作用。巨噬细胞、T细胞、NK细胞等都是参与抗肿瘤的免疫细胞。免疫细胞被激活后，可以分泌各种免疫活性分子，调控免疫应答。活化的巨噬细胞可通过多种途径杀伤靶细胞，其中NK细胞不受MHC限制，因此可以看出NK细胞是肿瘤免疫的第一道边防线，在整个免疫监视过程中起极其重要的作用[47]。有研究表明NK细胞的杀伤作用早于其它具有杀伤能力的效应细胞[48]。荷瘤小鼠经给予壳寡糖后,包括巨噬细胞在内的多种免疫功能细胞被激活,释放出各种免疫活性分子,彼此互相调节作用,从而使整个免疫系统增强,例如IL-2和INF都是能够激活NK细胞的主要活性因子,其中INF-γ为NK细胞和T细胞产生,产生的INF-γ又能促进T细胞增殖,增强NK细胞和CTL细胞杀伤靶细胞的作用[48]。T细胞可以分泌IL-2,而IL-2也能诱导T细胞分泌INF-γ、B细胞生长因子、B细胞分化因子和NK细胞增殖，并增强它们的活性。综上所述，通过增强机体的免疫功能是壳寡糖抗肿瘤作用的一个重要的机制。王中和等[49]用壳寡糖口服液对临床患者进行辅助治疗，结果发现白细胞、淋巴细胞的总数保持稳定，T淋巴细胞的数量显著上升，说明壳寡糖能调整机体免疫机能，减少放疗对患者免疫功能的影响，有较好的抗肿瘤辅助疗效。而这些免疫指标的研究再一次表明，其作用机理与细胞免疫密切相关。
综上所述，我们不难发现几丁寡糖和壳寡糖在作为一种抗肿瘤药物上的研究和开发尚待进一步深入，但其前景却将是十分乐观的。
三、排除重金属离子
我们知道重金属离子对人体十分有害。如汞可以造成肝肾的损害，铅会诱发癌症，砷会导致色素沉着，从而使皮肤老化。其中铅对人类造成的危害尤为严重。慢性铅中毒最初会使人食欲不振、疲惫不堪，当慢性铅中毒在发展时，就会呈现头痛、视力模糊、意识不清、肌肉痉挛、记忆力丧失[50]。幼儿的大脑受铅的损害更为严重，对其智力会产生不良影响[51]。可以想见如果这些重金属离子存在于我们身体体内将是多么的危险。壳寡糖却是这些重金属离子的终结者。由于壳寡糖分子中羟基(-OH)、氨基(-NH2)及酰氨基(-NHCOCH3)等其它基团的存在，它可以依靠氢键或盐碱形成具有类似网状结构的笼形分子,非常容易和金属离子发生配位作用[52]。对金属离子有一定的配位作用，从而能有效的吸附或螯合体内的重金属离子[53]。据苏庆等研究表明壳寡糖有明显的螯合铅的作用[54]，具体数据见下表：
实验结果显示，壳寡糖组（治疗组）大鼠的血铅水平与未服用组（非治疗组）相比明显降低（P<0.05）,与正常动物（空白组）相比，无显著性差异(P>0.05)。
所谓的螯合，就是向钳子一样紧紧的抓住，也就是说壳寡糖之所以神奇，不仅仅在于它可以吸附住重金属离子，而且是准确的选定那些重金属离子，对人体有益的其它离子则不会受到太大影响。而产生的螯合物性质很稳定，就减弱了重金属对人体的危害（有关螯合物的具体内容见附件2）。
四、降低血脂
由于壳寡糖本身带有正电荷，而胆汁酸带有负电荷，因而它们可以结合在一起，从而有促使胆汁酸排出体外的作用，小肠内胆汁酸的减少促使肝内胆固醇向胆汁酸转化，降低肝脏中胆固醇的含量[55,56]。高仕瑛等[57]通过实验证明壳寡糖可以有效的降低血清总胆固醇（CT）含量，吴家罗等[58]也通过实验证明，壳寡糖可以降低鸡血清胆固醇与肝脏固醇水平。具体来讲壳寡糖调节体内胆固醇主要有三条途径：即减少吸收量；改变合成速度；加强降解和排泄。壳寡糖是聚阳离子，容易与胆汁结合并能全部排出体外，大大降低胆固醇催化活性，阻碍胆固醇的转化吸收。同时壳寡糖能聚集带负电荷的脂肪，形成屏障阻碍脂肪消化酶活化从而阻碍脂肪消化吸收；据试验表明，1μg/ml的壳寡糖就能有效阻碍脂肪消化酶活化。另外，壳寡糖与胆汁酸合并排出体外后，胆固醇在肝脏中迅速转化成胆汁酸，大大减少进入血管的胆固醇总量[59]。此外壳寡糖也可与脂肪、脂肪酸、胆固醇等脂类物质结合成络和物[60]。也就是说壳寡糖对这些个脂类家族的“重量级”成员都有吸附作用。结合后的产物又具有很强的疏水性，不被胃酸水解，不被消化系统吸收，这些危险的脂类物质只能随粪便排出。身体的血脂自然也降了下来。胆固醇是造成人体肥胖的一个主要因素，控制住胆固醇在体内的含量自然会对减肥有所帮助。
吴秋小等[61]研究发现：①壳聚糖能提高肉仔鸡血液中游离脂肪酸的含量, 抑制脂肪的沉积, 但总体对肉仔鸡的脂肪代谢的影响效果不显著。这可能与肉仔鸡的日龄、饲养环境等因素相关。②壳聚糖可降低血清总蛋白含量, 但至于如何影响本试验结果还不能定论, 相关这方面报道也比较少, 有待进一步研究。③壳聚糖对胸腺和法氏囊的重量和器官指数有增加的趋势。
五、抗菌抑菌作用
证明其抑菌作用也是随壳寡糖分子量的降低而逐渐增强的,尤以分子量为1500左右时抗菌效果较好。而且,通过比较实验,还证明了游离氨基的存在是壳寡糖抗菌抑菌作用的基础。具体来说,壳寡糖对细菌的打击是双管齐下,内外结合的。一方面，由于壳寡糖具有质子化铵,质子化铵又带有正电荷，因此能与细菌带负电荷的细胞膜作用,干扰细菌细胞膜功能造成细菌体内细胞质流失,也就是说把细菌的精华给吸走了,自然细菌也就失去了生命力。另一方面，壳寡糖由于分子量很小,又有一定水溶性,从而可以打进“敌人”内部,直接进入到菌体之内,扰乱其正常生理代谢,使之由内部瓦解衰亡。Shin等[24]通过实验证明壳寡糖对金黄色葡萄菌、大肠埃希菌抑菌效果最好。Choi等[25 ]发现分子量为2000～30000,脱乙酰度为91.5%的壳寡糖对伴放线放线杆菌和突变链球菌两种口腔病原体有灭活作用。通过电镜观察,壳寡糖可导致伴放线放线杆菌细胞膜的破裂。提示壳寡糖有望开发为治疗与伴放线放线杆菌有关的牙周疾病。
据叶淑红等[62]研究表明,壳寡糖对几种受试菌都有抑制作用,其抑菌率明显超过了对照，并且随着质量浓度的增加，对各菌的抑菌作用都相应增强，但不同受试菌对壳寡糖抑制作用的敏感性不同。细菌易受抑制，在质量浓度1g/L时,已完全抑制了大肠杆菌、八叠球菌的生长。酵母菌其次，壳寡糖对酵母菌的最低抑菌质量浓度为2g/L。而对霉菌的抑制作用略小，这可能与壳寡糖的抑菌机理有关,在受试的3种霉菌中，毛霉容易受到抑制,最小抑菌质量浓度为5g/L；而对根霉和黑曲霉抑制作用则相对弱一些,壳寡糖质量浓度需增加到7g/L和10g/L。
关于壳寡糖的抑菌机理,国内外尚无定论。但是，壳寡糖之所以区别于其它的寡糖，是跟它具有游离氨基密切相关的，游离的氨基在酸性环境中带正电荷形成质子化铵，质子化铵能与细菌带负电荷的细胞膜作用，干扰细菌细胞膜的功能，造成细菌体内细胞质流失。夏文水等[63]对不同脱乙酰度的壳寡糖抑制大肠杆菌的实验作了研究，结果发现，壳寡糖的抑菌率随着脱乙酰度的升高，即随氨基含量的升高而增大。由此可以推断，壳寡糖中的氨基对其抑菌性能有着重要的作用。
另一方面,水溶性的壳寡糖由于分子量小，可以进一步进入菌体内部,扰乱细胞的正常生理代谢,从而也能达到抑菌的作用。这两个作用方式是相辅相成的。因此,分子量较小的壳寡糖在抑制大肠杆菌时有更明显的效果，可能是由于它的后一个作用机理更加突出一点；而分子量较大的壳寡糖在抑制金黄色葡萄球菌时效果更好,可能是由于它的前一个作用方式更占优势[65]。
壳寡糖是一种络合试剂，能够结合有机体正常生长所需的金属离子、微量元素或一些必需的营养成分,从而阻止微生物的正常生长，且聚阳离子使蛋白质发生絮凝作用；正电荷的NH4+吸附带负电荷的细胞壁,使壳寡糖吸附在细胞膜表面，改变了细胞膜的选择透过性,阻止营养物质向细胞内的运输,致使细胞质流失,细胞质壁分离,从而起到抑菌杀菌作用。当然,这尚待进一步证实[66]。
六、改善消化机能
壳寡糖分子中有游离氨基，是一种带正电荷的离子化合物，对真菌和微生物生长有抑制作用。壳寡糖具有改善肠道组织形态功能。据文献表明[14]，微绒毛是小肠的特有结构,它的高矮与密度大小直接影响小肠的吸收面积。微绒毛的高度增加，密度加大，可使小肠的吸收面积扩大，从而有利于营养物质的吸收。王秀武等通过实验研究表明，壳寡糖可以促进回肠微绒毛高度增加、密度加大。具体实验数据见下表：
壳寡糖对回肠微绒毛形态、密度的影响
多食用壳寡糖可以使回肠微绒毛密度增加，同时也有使之变细变高的倾向。微绒毛的高度增加，密度也就加大了，这样有利于使小肠的吸收面积增大，促进营养物质的吸收。
经过科学研究发现，小肠的绒毛长度、黏膜厚度、绒毛表面积都是衡量小肠消化吸收功能的重要指标[41]。绒毛长度、黏膜厚度增加可使小肠吸收面积扩大，有利于营养物质的吸收[67,68]。营养生理学认为:消化道内物质的转运包括两种形式, 一种是物质从肠腔进入血液，即食物的消化产物以及水分、盐类等通过上皮细胞进入血液和淋巴的过程，称之为吸收；另一种是从血液进入肠腔，即分泌[67]。因此，肠黏膜的厚薄将影响营养物质的吸收和转运过程，进而影响小肠的吸收功能。在指状肠绒毛中，其长度与上皮细胞数量呈显著相关。绒毛长度增加，成熟的上皮细胞增多，对养分的吸收能力增强。本研究结果表明壳寡糖能增加大鼠小肠绒毛长度和黏膜厚度，从而增强了小肠对营养物质的吸收功能, 这与王秀武等报道的壳寡糖增加肉仔鸡回肠绒毛长度[60]以及王秀武等报道的海洋寡聚糖增加仔猪十二指肠[60]和空肠绒毛长度[70]的结果一致。该结果可能与寡聚糖促进有益菌的增殖，改善肠道内环境，有利于肠绒毛的生长发育有关。Campbell等认为肠道中挥发性脂肪酸，尤其是丁酸，能依剂量性地促进肠道上皮细胞的生长[71]。多数研究表明寡聚糖(包括壳寡糖在内)能促进双歧杆菌、乳酸杆菌等肠道有益菌的生长，并相应抑制大肠杆菌、产气芽孢梭菌等肠道有害菌的繁殖[72]。乳酸菌、双歧杆菌等代谢产生短链脂肪酸，同时可以在动物肠道中合成动物生长所必需的营养物质，如B族维生素(B1、B2、B6、尼克酸、叶酸等)、维生素K及蛋白质等，被肠道吸收利用[73]。本试验结果为揭示寡聚糖的促生长和提高动物生产性能的作用机理提供了一定的形态学依据。
七、调节血糖
据乔新惠等[74]研究，对NOD（non-obese diagbetic非肥胖性糖尿病）小鼠测定血糖值，分成高血糖组(Ⅰ)和低血糖(Ⅱ)。对Ⅰ、Ⅱ又分别随机分成对照组Ⅰ-1、Ⅱ-1和治疗组Ⅰ-2、Ⅱ-2，治疗组用3%壳寡糖作饮用水，对照组用冷开水作饮用水，连续15周，定期测定各组血糖值。实验结果表明，治疗组Ⅰ-2有58%降血糖作用显著，42%降血糖有效，血糖较长时间得到控制，寿命延长，治疗组Ⅱ-2血糖未见升高。对照组Ⅰ-1寿命很短，对照组Ⅱ-1陆续出现高血糖。这个实验结果表明壳寡糖对NOD小鼠高血糖有治疗作用和控制血糖作用。
大量研究证明，NOD糖尿病的发生与免疫调节功能障碍有关。在人和NOD鼠均有证据显示Ⅰ型糖尿病为T细胞介导的免疫性疾病，针对胰岛β细胞的损伤自身免疫反应导致了β细胞的破坏[74]。Caloinaro F等[75]用完全弗氏佐剂（CFA）可通过非特异性免疫刺激作用纠正这种免疫调节功能异常，可有效降低NOD鼠糖尿病的发生率。壳寡糖有免疫佐剂活性。在小鼠中可诱导特异杀伤T细胞，激活自然杀伤细胞(NK)，并诱导IL-1和CsF等细胞因子的产生，因此壳寡糖是一种有效的非特异性免疫调节剂。它能激活补体系统，介导补体系统的生物学效应，增强巨噬细胞在免疫应答中的协同效应，从而实现机体对T细胞、NK细胞和B细胞的调节，因此壳寡糖对NOD小鼠糖尿病有一定的治疗作用是通过免疫调节实现的[74]。糖尿病的治疗，目前还缺少特效药，壳寡糖具有良好的水溶性、无免疫原性、可在生物体内降解等特点，可以作为辅助治疗糖尿病的补充营养素。经任林等[55]实验证明壳寡糖具有降血糖的作用。
刘冰等[76]研究了不同剂量的壳寡糖对STZ（链脲佐菌素，可以诱导大鼠产生糖尿病）诱导的糖尿病大鼠的调节血脂和抗氧化作用。按65mg/kg一次性腹腔内注射(ip)STZ制备糖尿病大鼠模型,随机分成糖尿病治疗组和糖尿病对照组。治疗组分别用壳寡糖水溶液按每日250mg/kg,500mg/kg,1500mg/kg灌胃,正常对照组，阴性对照组按体重灌胃等体积蒸馏水(10mL/kg),阳性对照组按每日200mg/kg灌胃二甲双胍水溶液,连续60天。对糖尿病大鼠血清中谷胱甘肽过氧化物酶、超氧化物歧化酶、丙二醛浓度以及总抗氧化能力及甘油三酯、总胆固醇、载脂蛋白A1、载脂蛋白B、载脂A1P载脂B等指标进行测定。研究结果表明不同剂量的壳寡糖均能不同程度地改善糖尿病大鼠的体重减轻、多饮、多食等症状。壳寡糖各剂量组对总抗氧化能力、SOD活力均有显著改善,MDA浓度与阴性对照组比较均有极其显著差异(P <0.001),且剂量越高总抗氧化能力越强,MDA浓度越小,但SOD活力降低。壳寡糖组甘油三酯与正常组浓度无显著差异,胆固醇浓度轻度升高,载脂蛋白B质量浓度相对阴性对照组降低,中剂量组有显著差异(P<0.050),各剂量组载脂A1P载脂B值与阴性对照组比较有显著差异,中剂量组效果最好；N-乙酰氨基单糖各剂量组对总抗氧化能力的改善效果与阴性对照组比较均无显著差异(P>0.050),中、低剂量组SOD活力显著升高,MDA浓度与阴性对照组比较均有极其显著差异(P <0.001),且剂量越低总抗氧化能力越强，MDA浓度越小,SOD活力增加。不同剂量的壳寡糖能不同程度地调节糖尿病大鼠血脂和提高其机体抗氧化能力,壳寡糖中、高剂量组效果较好。
糖尿病(diabetes mellitus,DM)是一种常见的内分泌代谢病[77] ,具有遗传倾向,是由于胰岛素绝对或相对不足所致的血糖及尿糖增高为主要特征的（1型主要是绝对分泌不足）,并导致糖、蛋白和脂肪代谢障碍全身慢性代谢异常综合症,常伴发心脑血管、肾、眼及神经等多种并发症,危害性大。据WHO组织报告显示,目前，糖尿病已成为世界上继恶性肿瘤、心脑血管病后第3位严重威胁人类健康的慢性非传染性疾病[78]。糖尿病(DM)患者糖代谢的异常往往伴随着脂代谢异常,糖尿病患者患动脉粥样硬化疾病明显高于非糖尿病患者。DM发生冠心病死亡及严重的非致死性冠心病事件的危险性明显高于非糖尿病患者,且DM患者比非糖尿病患者更易患动脉硬化性疾病的原因,除了糖尿病状态本身如高血糖、肥胖、高血压、高胰岛素血症、胰岛素抵抗等因素外,糖尿病所致的脂代谢异常也是一个明确而重要的因素。
近年来,关于临床糖尿病人或实验性糖尿病动物体内氧自由基反应增强、活性氧蓄积和氧应激反应增加的报道越来越多,自由基与糖尿病的关系日益引起人们的注意，自由基诱导的生化反应在糖尿病的发生发展过程中起重要作用。糖尿病发病与自由基损害的关系已在部分学者的工作中得到证实[79-85],早期糖尿病患者体内,全膜抗氧化状态(TAS)明显降低,提示糖尿病早期患者除了免疫、代谢方面的变化外,人体抗氧化防御系统功能也全面下降。
壳寡糖(chitooligosaccharides,COS)是壳聚糖的降解产物,分子量小,溶于水,可被人体、动物及植物机体吸收利用。研究发现,壳寡糖不仅具有和壳聚糖一些相似的性质,而且一些生理活性或功能性质更加显著[76,77],如提高机体免疫力[78]、抗肿瘤作用[79]、调节血脂[76]、抗感染、防治病原生物感染、作为植物调节物质、作为促进双歧杆菌生长因子等。其降血糖作用国内已有报道[80-84]。近来,国内外报道已经证实,壳寡糖在体外具有清除超氧阴离子自由基[85]、清除羟自由基、降低MDA的浓度的作用,从而可以有效地改善体内的自由基代谢紊乱。但以往研究一般选用雌雄各半的KM小鼠作为研究对象,使其自由饮用壳寡糖水溶液,受小鼠体质、采血量和内分泌的影响,往往试验不系统,试验期较短,准确度低,且尚无从整体的角度研究壳寡糖对改善糖尿病脂代谢和自由基代谢紊乱作用的报道。本文从这个角度对不同剂量的壳寡糖调节STZ诱导的糖尿病大鼠的血脂作用及其改善大鼠体内自由基代谢紊乱关系进行了初步探讨。
本课题研究表明,不同剂量的壳寡糖对STZ诱导的糖尿病大鼠的一般状态都有明显的改善，可以显著地改善糖尿病大鼠体重减轻、多饮、多食等症状，说明了壳寡糖能够有效地降低STZ诱导的糖尿病大鼠的血糖值，改善其机体对葡萄糖的代谢能力，中剂量组效果较好。可以在一定程度上改善糖尿病大鼠体重减轻、多饮、多食等症状，低剂量组效果较好。而且STZ诱导的糖尿病大鼠，总的抗氧化能力下降,血液中SOD水平降低，脂质过氧化产物MDA浓度升高,与国内外学者报告相吻合。郑小丽等的研究表明，总的抗氧化能力下降应该主要是抗超氧阴离子自由基的能力下降，对应的应是SOD酶的活力下降,我们的研究也证实了这一点，阴性对照组总的抗氧化能力下降，SOD酶的活力下降,而GPH-PX的活力在正常组和模型组间无显著差异(P>0.05)，可能因为GSH-PX的活性中心是硒半胱氨酸，硒(Se)是GSH-PX的必须部分,每1mol酶含127mol原子硒。所以GSH-PX的活力主要和机体硒水平相关。
壳寡糖能够改善糖尿病大鼠体内的抗氧化水平的可能原因有以下两点：第一,壳寡糖分子中存在还原端羟基和伯、仲-OH,-NH2,可与·O2-发生反应,清除掉·O2-。而且壳寡糖对·O2-的清除效果要好于壳聚糖，这可能是由于高分子量壳聚糖的分子链互相缠结,且分子内存在大量氢键,使得壳聚糖分子中活性官能团与·O2-作用机会降低,从而反应活性较低；降解后壳寡糖活性官能团暴露,易与·O2-充分作用,故对·O2-的清除活性明显提高；并且降低了·O2-对SOD的消耗,使得SOD活力显著升高。第二,壳寡糖可以显著降低血糖，改善糖耐量，一方面减少高血糖状态下，因葡萄糖的自身氧化而形成的自由基数量，另外还减轻了葡萄糖与SOD、CAT的糖基化作用,促进SOD、CAT活力的增高,从而改善了糖尿病大鼠的自由基代谢紊乱。但壳寡糖组总的抗氧化能力剂量越高效果越好。而SOD活力却与之相反,剂量越低活力越高。可能因为SOD可被过高的自由基或过氧化物浓度刺激而代偿性地浓度增高或活性增强,以抵御组织氧化。血糖的降低可以减少高血糖状态下,因葡萄糖的自身氧化而形成的自由基数量，减轻了蛋白糖基化作用,促进SOD,CAT活力的增高,从而改善了糖尿病大鼠的自由基代谢紊乱。各剂量组对总抗氧化能力的改善效果与阴性对照组比较均无显著差异(P>0.05),中、低剂量组SOD活力显著升高,MDA浓度与阴性对照组比较均有极其显著差异(P<0.001)。
目前，关于壳聚糖在调节血脂、降胆固醇方面的功能已有很多报道[62]。壳寡糖是壳聚糖的降解产物,是一种小分子,溶于水,可被人体、动物及植物机体吸收利用的物质。研究发现,壳寡糖不仅具有和壳聚糖一些相似的性质，而且一些生理活性或功能性质更加显著。本课题的研究表明壳寡糖可以降低甘油三酯的浓度，载脂蛋白B质量浓度,升高载脂A1P载脂B值且有显著差异,但对胆固醇和载脂A1的质量浓度无明显变化,提示壳寡糖的调节血脂机理可能与壳聚糖有所不同,主要是通过降低载脂蛋白B的质量浓度来实现的，中剂量组效果最好,可以显著性降低载脂蛋白B质量浓度(P<0.05),载脂A1P载脂B值与阴性对照组比较有极显著差异(P<0.01)。
壳寡糖能够调节糖尿病大鼠血脂的机理有以下三点:第一,壳聚糖乙酰残基上带正电,在酸性环境中,与带负电的分子(如脂肪)结合,可阻止消化系统吸收TG和TC。第二,正电性的壳聚糖还可与负电性的胆汁酸结合而使其排出体外,从而打断了胆汁酸的肠肝循环,破坏了胆固醇在胆盐作用下形成的紧密结合微胶粒,阻止胆固醇进入肠粘膜细胞,降低了胆固醇的吸收。第三,壳聚糖还可以促使胆固醇在肝脏内转化,壳聚糖与胆汁酸结合并排出体外后,为了保持胆囊中有一定的储量,胆固醇在肝脏中加速转化生成胆汁酸,从而大大减少了进入血管的胆固醇量。 壳聚糖将过剩的胆固醇调节成适当值的优异功能,发挥着防治心、脑血管疾病的重要作用。
刘冰等[86]研究发现壳寡糖具有对胰岛细胞及胰岛细胞株促增殖作用并可有促胰岛素分泌的作用。
(1)胰岛细胞及胰岛β细胞株的生长状态倒置显微镜下分离纯化的胰岛细胞为大小不一的圆形或椭圆形细胞团，细胞团周边形成一完整包膜，边缘清晰，双硫腙染色显示大部分胰岛细胞被染成红棕色，台盼蓝染色显示90％以上的胰岛细胞活性良好，培养第7日，90％上细胞贴壁铺成单层；胰岛β细胞株NIT一1细胞排列紧密，形态不规则，但不能形成融合的细胞单层，镜下呈现一簇簇相当密集的细胞集落(下图3A、B)
(2) 壳寡糖对胰岛细胞与胰岛β细胞株的促进增值作用，经不同浓度壳寡糖刺激生长48小时后，继续观察胰岛细胞与胰岛β细胞的生长状态，发现细胞集落情况明显比对照组的密集、胞浆丰富、胞体透明、细胞及核膜界限清晰，状态良好，其中100MG/L壳寡糖作用最好。结果显示壳寡糖对于胰岛细胞及胰岛β细胞的增值均有显著的促进作用，100MG/L组与对照组比较均有极显著差异（P<0.01）,100mg/L壳寡糖对胰岛细胞及胰岛β细胞48H的增值率PR分别为148.43%和143.71%。见图4，5
刘冰等[86]研究壳寡糖对糖尿病大鼠的降血糖作用
以往评价药物的降血糖作用，往往采用测定空腹血糖(fasting plasma glucose,FPG)或随机血糖，来判断药物是否有效，但这两者均不能完全反映机体的血糖水平。国内外已有报道反映了FPG的局限性及不敏感性。葡萄糖耐量试验(oralglucose.tolerancetest,OGTT)，GTT是一种葡萄糖负荷试验，用以了解机体对葡萄糖的调节能力，一直被公认为诊断糖尿病的金标准，而餐后2hPG是糖尿病慢性并发症的独立高危因素，其敏感性要高于空腹血糖。2hPG和OGTT可以比较准确的反映受试物对机体血糖的降低情况。本研究结果表明，不同剂量的壳寡糖对DM大鼠60d前后餐后2hPG均有不同程度的降低，壳寡糖中剂量组(500mg／kg)的降血糖效果最好，可使血糖降至16.14mmol／L，降糖率为47.481％，与阴性对照组比较有极其显著差异(P<0.001)。壳寡糖各组糖耐量曲线下面积(AtX；)较低，与阴性对照组E也均有极显著差异(P<0.01)，中剂量组效果最好，仅为68.694％。壳寡糖的降血糖机制可能有以下几点：①壳寡糖可以调节糖尿病大鼠机体的酸碱平衡进而增加胰岛素的敏感性，壳寡糖呈碱性，服用后能使体液pH值上升，改变酸性体质，增强细胞活性和对胰岛素的敏感性。实验证明，血液的pH值每下降0.1，胰岛素的活性便降低30％。②壳寡糖能有效地促进胰岛细胞的增殖，促进受损胰岛细胞的恢复等，我们的实验证实了这一点，壳寡糖对于原代培养的大鼠胰岛细胞和胰岛β细胞株NIT.1体外增殖具有明显的促进作用，可以显著缩短一代生长期内潜伏期及对数生长期的时间，并可以显著促进原代培养胰岛细胞的胰岛素分泌。③壳寡糖具有调节内分泌系统的功能，能促进胰岛细胞功能恢复，通过其双向调节作用，使胰岛素分泌量趋向正常，以维持血糖的正常代谢。
八、调解血压
大家都知道过量吃盐会引发高血压，盐的成分是氯化钠，当氯化钠溶于人体体液时便解离成钠离子和氯离子。经过动物实验和临床研究，现已搞清食盐中的氯离子才是造成高血压的元凶，而与钠无关。壳寡糖的正电离子和氯离子负电离子结合排出体外，使血压不再升高。
九、调节PH值
经过科学研究表明，人体的最佳PH值应当是呈现弱碱性的，正常人体的PH值应当是7.4，当人体处于正常的弱碱性时，机体免疫力强、生病机会相对较少。现代人由于饮食结构的不合理，过多的吃大量高热量高脂肪的食物，人体的酸碱平衡就会被破坏，人体就会呈现酸性体质。酸性体质的人易患多种疾病，这是因为酸性体质者体内的激素分泌、神经调节及脏器功能都受到一定程度的抑制，并由此诱发出其它疾病。属于酸性体质的人的表现有疲倦，没精神，睡眠不佳，情绪不稳；超重、肥胖；免疫力下降，易患感冒，腰腿酸胀；消化系统功能退化，常有胃、大便干结难解等问题。而壳寡糖是一种带正电荷的碱性多糖，它带有的正电荷可以排斥走带有正电荷的酸性物质。它的碱性又可以帮助人体调节PH值为弱碱性。淋巴细胞的生理活性与其周围的PH有很大的关系，以PH值稍显碱性为最佳。壳寡糖上的氨基碱性集团可适当调节体内的PH值，并通过这种调节作用改变机体处于亚健康态时的生物化学平衡，加强淋巴细胞的生理活性，从而提高人体的免疫力[87]。壳寡糖上的自由氨基还可以结合等当量的胃酸[88]，抑制胃溃疡的发生，因此壳寡糖还是一种很有价值的抗溃疡材料[89]。
十、清除自由基
自由基又称活性氧(包括O2 ，-OH，H2O2 ，1O2)，是一个极小的微粒。可是我们绝不能轻视这个微小的粒子，它可是关系到我们身体健康这个大问题的重要因素。 它的来源有两个渠道：一是我们人体自身产生的，人体在日常生活中每时每刻都要吸入氧气，这是我们的生命之源，但凡事都有两面性，大部分氧分子为我们所利用后安全排出体外，但有一小部分氧分子在机体本身氧化代谢过程中转化成为了自由基；二是我们在生活中受到环境污染、电离辐射、光化学污染等外界因素的影响，加上酗烟酗酒，吃烧烤油炸等垃圾食品的不良生活习惯的影响，也会不断产生自由基。自由基可称万恶之源，百病元凶。人体的老化、许多疾病的产生都与其密切相关。它所形成的脂质过氧化物，能够损害生物膜，破坏细胞，阻碍正常的新陈代谢，加速衰老，降低人体免疫力，并能引起诸如癌症、白血病、高血压、心肌梗塞、糖尿病、肝炎、痛风、肾炎、白内障等多种疾病[90,91]。可见减少自由基在体内的堆积，对人体健康是大有裨益的。由于壳寡糖分子量很小，溶解性又好，所以具有很强的渗透力和亲和力。非常容易透过人体的细胞膜，改善微循环，发挥其防病和辅助治病的保健功效，通过实验发现壳寡糖具有很好的抗氧化效果，保护细胞免受自由基损伤，据徐桂云等研究表明,壳寡糖可以清除小鼠体内的羟自由基[92]。而据吴宏军，陈筱春等研究证明壳寡糖可以清除自由基而产生抗疲劳的效果[93,94]。所以可以说壳寡糖是我们机体免受自由基伤害的守护者之一！
十一、促进骨折愈合与治疗骨病
骨折愈合是一种再生修复过程，是一个影响因素众多、极其复杂的生理过程，除了个人的健康状况、骨折部位、固定方法等影响因素外，所用的药物和多种生长因子也起着重要作用，骨形态发生蛋白(BMP)是成骨细胞分泌的一种重要的细胞因子,能诱导血管周围游走的、未分化的间充质细胞分化增殖为骨系细胞，在骨折愈合中有重要作用[95]。于海洋动物的壳中，是生物学上仅次于蛋白质骨胶的最重要的动物结构材料，甲壳素类物质对人体多种器官及系统均有不同程度的生理调节作用。张伟等通过实验证明壳寡糖可以加速成骨细胞的合成，可以促进骨折的早日愈合。另据柴平海等[87]报道，均分子量在1500左右的壳寡糖对治疗骨病极有疗效，其药理活性与它在骨组织中能提高碱性磷性酶的活性有很大关系[96]。
附 件 1
免疫系统
免疫系统（immune system）是由免疫细胞、淋巴组织、淋巴器官以及单核吞噬细胞系统所组成。免疫系统是人体内重要的防御性系统。免疫系统具有防御、监视、消除外来异体物质（抗原）和监视、清除身体内衰老细胞及突变细胞的生理作用，并可稳定、保持机体内环境的平衡统一，即在体内实现免疫防御、免疫监视和免疫稳定的三方面功能。免疫系统的任何结构改变和功能失调，将使体内识别异物和清除异物的自身免疫抗病能力降低，引起各种感染性疾病、自身免疫性疾病或肿瘤。当代对免疫系统的研究，已从细胞领域深入到超微结构和分子水平，成为免疫学和相关科学的理论基础。
免疫系统的主要成分是免疫细胞中的淋巴细胞，淋巴细胞不仅经血液和淋巴环流全身引起免疫的分子水平、细胞水平及器官的功能活动，而且将免疫系统连成一个功能整体实现免疫的作用。当机体受抗原刺激时，由淋巴细胞识别抗原，引起淋巴细胞发生一系列及反应过程，对抗原进行杀伤或产生抗体（antibody）而出现特异性效应，称为免疫应答（immune response）。免疫应答是免疫功能的基本形式。
免疫细胞
免疫细胞（immune cell）主要是指能识别抗原,产生特异性免疫应答的淋巴细胞等。淋巴细胞是免疫系统的基本成分,在体内分布很广泛，主要是T、B淋巴细胞受抗原刺激而被活化（activation）,分裂增殖、发生特异性免疫应答。除T淋巴细胞和B淋巴细胞外，还有K淋巴细胞和NK淋巴细胞，共四种类型。T淋巴细胞是一个多功能的细胞群。除淋巴细胞外，参与免疫应答的细胞还有浆细胞、粒细胞、肥大细胞、抗原呈递细胞及单核吞噬细胞系统的细胞。上述的部分细胞已在结缔组织和血液的有关章节述及。
（一）淋巴细胞
淋巴细胞（lymphocyte）是体内分布广泛、种类繁多且功能各异的细胞群体。各种淋巴细胞有不同的分化生长阶段和长短不等的生存期，效应性淋巴细胞仅一周左右，而记忆性淋巴细胞可长达数年。各种淋巴细胞形态相似，在一般光镜下不易区分。根据淋巴细胞的发生部位、形态结构、表面标记和生理功能，现多将淋巴细胞分为四种类型。
（1）胸腺依赖淋巴细胞（thymus dependent lymphocyte）:简称T细胞，是由胸腺内的淋巴干细胞分化而成，是淋巴细胞中数量最多，功能最复杂的一类细胞，占外周血液淋巴细胞总数的75％～80％，T细胞体积较小，胞质少，核呈圆形，常在一侧有小凹陷，染色质呈块状，较致密，故着色较深。非特异性酯酸染色，胞质呈阳性反应（棕色）。电镜下，细胞表面较光滑，胞质内有丰富的游离核糖体、有少量的线粒体和溶酶体。多数T细胞寿命较长，可存活数月至数年或更长。在抗原刺激下，T细胞经过多次分裂增殖，形成效应性T细胞。效应性T细胞的存活期短，具有杀伤靶细胞的能力，但必须与靶细胞结合才能产生免疫效应。这种以细胞直接作用的免疫形式称为细胞免疫（cell-mediated immunity）。根据T细胞的生理功能，一般将T细胞分为三个亚群：①辅助性Ｔ细胞（helper cell,Th细胞），占Ｔ细胞总数的65％左右，Th细胞能识别抗原，分泌多种淋巴因子，既能辅助Ｂ细胞活化，产生抗体增强体液免疫应答，又能辅助Ｔ细胞产生细胞免疫应答；从多方面引起和增强免疫能力。②抑制性Ｔ细胞（suppressor T cell,Ts细胞），占Ｔ细胞总数的10％左右，数量较少，Ts细胞常在免疫应答后期增多；它能识别可溶性抗原，分泌抑制因子，减弱或抑制（supression）免疫应答。③细胞毒性T细胞（cytotoxic T cell,Tc细胞）占Ｔ细胞总数的20％～30％，在抗原刺激下，可增殖产生大量效应性Tc细胞，Tc效应细胞与靶细胞结合，释放穿孔蛋白（perferin）导致靶细胞膜损伤，杀伤靶细胞；Tc细胞是细胞免疫的主要细胞，特别是抗病毒感染及抗肿瘤的主要效应细胞。在器官移植中，则有排斥导体移植的作用。
Ｔ细胞产生的免疫应答是细胞免疫，细胞免疫的效应形式主要有两种：一种是与靶细胞特异性结合，破坏靶细胞膜，直接杀伤靶细胞；另一种是释放淋巴因子，淋巴因子多为肽类物质，现已知有20多种，如淋巴毒素、淋巴细胞生长因子、巨噬细胞活化因子、γ-干扰素等，不同的淋巴因子作用不同，最终使免疫效应扩大和增强。
（2）骨髓依赖淋巴细胞（bone marrow dependent lymphocyte）:简称Ｂ细胞，由骨髓中的淋巴干细胞分化而成，占血中淋巴细胞总数的10％～15％，数量较少。细胞体积比T淋巴细胞略大，B细胞的结构，在光镜下与T细胞难以区别；在电镜下B细胞的特点是在表面有较多微绒毛，胞质内可见少量粗面内质网，但很少见到溶酶体。B细胞生存期一般较短，可存活数周或数月，也有寿命长达数年的。当B细胞受到抗原刺激后，增殖分化为大量浆细胞。浆细胞可合成和分泌抗体（免疫球蛋白），抗体在血液中循环。通过抗体与抗原结合，可中和毒素，抑制细菌或靶细胞的代谢，溶解靶细胞，从而清除相应抗原的作用，并促进巨噬细胞吞噬抗原。由B细胞产生的免疫应答称为体液免疫（humoral immunity）。
（3）杀伤性淋巴细胞（killer lymphocyte）:简称为K细胞，是骨髓中的淋巴干细胞分化发育而成，占血液中淋巴细胞总数的5％～7％，较T、B淋巴细胞少，而体积略大，是中型淋巴细胞，其直径约为9～12μm。胞质内有溶酶体和分泌颗粒。K细胞膜上有Fc受体（抗体的受体），当抗体与靶细胞（抗原）结合时，K细胞以Fc受体与具有特异性抗体的Fc端相结合，使靶细胞迅速失去活性，而杀伤靶细胞。K细胞必须在抗体协助下才能具有免疫杀伤作用，所以K细胞又称抗体依赖性细胞毒细胞（antibody dependent cell-mediated cytotoxic cell,ADCC），K细胞主要攻击比微生物大的靶细胞，可以是病毒感染的细胞，如慢性活动性肝炎中的肝细胞，由于这种细胞体积大，难以被吞噬，K细胞具有细胞外的杀伤作用，将它们清除，对肿瘤细胞也有明确的杀伤作用，在异体移植病人的外周血中的K细胞增多，说明K细胞也参与排斥反应。
（4）自然杀伤性淋巴细胞（natural killer lymphocyte）:简称NK细胞，是由骨髓中淋巴细胞分化而来，占血中淋巴细胞总数的2％～5％，NK细胞在人体内分布广泛，以外周血和脾、淋巴结中NK细胞活性最高。在中空器官的管壁固有层和一些实质性器官的间质中，均有NK细胞存在。在骨髓中NK细胞活性较低。NK细胞是大淋巴细胞，平均直径为12～15μm，胞质较多，在胞质内有许多大小不等的嗜天青颗粒，故又称大颗粒淋巴细胞（large granular lymphocyte,LGL）。核呈卵圆形，在电镜下，胞质内的嗜天青颗粒是溶酶体，核内染色质丰富，异染色质多在边缘。在细胞表面有短小的微绒毛。NK细胞不需抗原激活，更不需抗体的协助，它可直接杀伤靶细胞，例如被病毒感染的细胞和肿瘤细胞，NK细胞的这种抗感染和抗肿瘤的杀伤作用是广谱的。所NK细胞是非特异性的杀伤靶细胞的重要成分，是消灭癌变细胞的第一道防线。还有一种学说，认为NK细胞和K细胞在形态结构和表面标记均相同，是同一种细胞，但免疫作用形式不相同。有待进一步研究。
（二）抗原呈递细胞
抗原呈递细胞（antigen presenting cell,APC）是具有捕获、保留抗原并将抗原呈递（presentation）给淋巴细胞、起传递抗原作用的细胞，也统称为免疫的辅佐细胞（accessory cell）。这类抗原呈递细胞广泛分布于人体与外界接触部位及淋巴组织内。根据这类细胞的分布和免疫功能特点，被认为是免疫系统的前哨细胞。此类细胞包括：①巨噬细胞（macrophage），分布最广泛，是疏松结缔组织中最重要的免疫细胞，它能吞噬、消化处理抗原，经溶酶体酶消化、分解成抗原复合物，传递给淋巴细胞引起免疫反应。同时，巨噬细胞还能分泌生物活性物质，如白细胞介素Ⅰ（interleukinⅠ,IL-1）和干扰素（interferon），参与调节免疫功能。②交错突细胞（interdigitating cell）分布在脾、淋巴结和淋巴组织中的T细胞区，细胞周围有许多辅助性T细胞，此种细胞有许多分支状突起，突起相互交错,核呈分叶形；它能呈递抗原给邻近的T细胞，引起细胞免疫应答。③滤泡树突细胞（follicular dendritic cell），仅分布于淋巴小结的生发中心，细胞有突起，能借助抗体特大量抗原保留于细胞突起的表面达数周之久，在Ｂ细胞区的抗原是呈递细胞，在体液免疫应答中起重要作用；④微皱褶细胞（microfold cell），简称Ｍ细胞,主要分布于回肠集合淋巴小结顶端上方和扁桃体隐窝上皮内。在电镜下，Ｍ细胞的主要形态结构特征是上皮表面无微绒毛，而是有许多由细胞膜形成的小嵴，高约100～300nm,在Ｍ细胞的基底面有淋巴细胞，两者之间有一小间隙，M细胞从小胞腔和口腔转运抗原到上皮下的淋巴组织，这是抗原到淋巴组织的特殊途径，从而引起免疫应答反应。⑤朗格汉斯细胞:（Langerhans cell）是分布于皮肤表皮棘层细胞之间的一种多突起的细胞，细胞从胞体向周围伸出较粗的突起，各突起又分出许多树技状的细突起，上升到角质层，有些突起向深部伸展到基底层；突起末端膨大，增大了朗格汉斯细胞的表面积，细胞核呈不规则形朗格汉斯细胞在表皮内的密度以身体部位不同而异，平均每平方毫米有400～1000个，表皮越厚此细胞数量越多，随年龄的增长，此细胞随之老化减少。在电镜下，胞质内除有丰富的溶酶体之外，作为其特征，还有一种呈网球拍形的特殊颗粒，称为朗格汉斯颗粒；颗粒内含有酸性和碱性磷酸酶，现在研究表明，这种颗粒具有消化和传递抗原的功能。朗格汉斯细胞能识别、捕获、结合和处理侵人皮肤的抗原，并将抗原传递给T细胞，参与免疫血答，是皮肤免疫功能的重要细胞。在接触性过敏、病毒感染和肿瘤的患者，朗格汉斯细胞及其胞质内的朗格汉斯颗粒往往增多。
（三）免疫应答过程
免疫系统的基本生理功能是对抗原物质进行免疫应答，具体实现此功能的是免疫细胞，特别是T细胞和B细胞，对抗原物质的免疫应答经过连续的反应过程，从抗原激活淋巴细胞到清除抗原的全过程即为免疫应答。主要经过三个连续的阶段，即感应阶段、增值分化阶段和效应阶段。①感应阶段，主要是处理和识别抗原的过程，多在淋巴器官内进行，如来自血流的抗原进人脾，来自皮下、粘膜的抗原进入毛细淋巴管，引流至淋巴结，继之进行免疫应答。多数抗原物质需经过抗原呈递细胞处理，如巨噬细胞，可吞噬抗原，经溶酶体融合，消化分解，仍保留其抗原性，即形成抗原抗体复合物，转移浓集于细胞表面，供淋巴细胞识别，同时巨噬细胞分泌IL-1激情Th，Th分泌IL-2、IL-4，再激活B细胞；将激活淋巴细胞的过程称为转化（transformation）；淋巴细胞转化，即由小淋巴细胞转化为大淋巴细胞。形似幼稚的淋巴母细胞，故又称母细胞化（blastoformation）。②增殖分化阶段，被抗原激活的T细胞和B细胞转化为淋巴母细胞，继而发生一系列的分裂增殖和分化，结果产生两类细胞：一类是效应细胞（effector cell），它是失去分裂能力的终未细胞（end cell），大量效应细胞可增强体内快速清除抗原的能力；另一类是记忆细胞（memory cell），它是经过分化中途又转人静息期的小淋巴细胞，在体内可长期存活，如遇到相应的特异性抗原时，能迅速增殖形成大量效应细胞，使机体长期保持对该抗原的免疫能力；接种预防疫苗可使体内产生大量记忆细胞。③效应阶段，效应细胞或抗体经淋巴管道或血液循环流至全身各部位，至病灶附近清除抗原，在疾病转愈期，效应细胞增多，抗体量增多，促使杀伤或溶解靶细胞，抗体中的抗原毒性，抗体与抗原结合后，易被巨噬细胞吞噬，在这一阶段充分增强和提高体内的免疫能力。上述免疫应答性淋巴器官所进行的效应阶段，可使淋巴组织增生、淋巴结增大，其中初级淋巴小结增大，出现生发中心，是淋巴组织和淋巴器官相应的免疫反应。
单核吞噬细胞系统
单核细胞及由单核细胞演变而来的具有吞噬功能的巨噬细胞，称为单核吞噬细胞系统（mononuclear phagocytic system,MPS）。单核细胞发生于骨髓的多能干细胞，循环于血液中，穿透血管内皮进入组织内，转变为巨噬细胞。单核吞噬细胞系统在体内分布广，细胞数量多，主要分布于疏松结缔组织、肝、脾、淋巴结、骨髓、脑、肺以及腹膜等处，并依其所在组织的不同而有不同的名称。
单核吞噬细胞系统的细胞有很强的吞噬能力，能吞噬异物、细菌、衰老和突变的细胞等。此外，也吞噬抗原抗体复合物，并参与脂质与胆固醇代谢，可吞噬和蓄积脂质。吞噬的生理意义在于消除体内不需要的物质，其中巨噬细胞与淋巴细胞、粒细胞、肥大细胞，在功能上，有互相促进和互相抑制的作用。当单核吞噬细胞系的生理功能失调时，可引起多种疾病。
将一些能摄入活体染料的网状细胞、内皮细胞以及巨噬细胞，称为网状内皮系统（reticulo-endothelial system,RES）。经研究证明，网状细胞和内皮细胞不同于巨噬细胞，它们没有吞噬能力，在细胞的起源和形态结构上也不相同。故认为“网状内皮系统”的含义和内容是不确切的。1972年世界卫生组织正式提出“单核吞噬细胞系统”这一概念，并被医学专家们所接受。但由于网状内皮系统长期被引用，影响颇广，故目前尚有应用考。
附 件 2
螯物合
螯合物又称内络合物，是螯合物形成体（中心离子）和某些合乎一定条件的螯合剂（配位体）配合而成具有环状结构的配合物。“螯合”即成环的意思，犹如螃蟹的两个螯把形成体（中心离子）钳住似的，故叫螯合物。
形成螯合物的第一个条件是螯合剂必须有两个或两个以上都能给出电子对的配位原子（主要是N，O，S等原子）。第二个条件是每两个能给出电子对的配位原子，必须隔着两个或三个其它原子，因为只有这样，才可以形成稳定的五原子环或六原子环。例如，在氨基乙酸根离子（H2N-CH2-COO-）中，给出电子的羟基氧和氨基氮之间，隔着两个碳原子，因此它可以形成稳定的具有五原子环的化合物。
螯合物的特殊稳定性是环形结构带给它们的特征之一。环愈多使螯合物愈稳定。通常所说的“螯合反应”就是指由于螯合而使化合物具有特殊的稳定性。
由于螯合物的特殊稳定性，已很少能反映金属离子在未螯合前的性质。金属离子在形成螯合物后，在颜色、氧化还原稳定性、溶解度及晶形等性质发生了巨大的变化。很多金属螯合物具有特征性的颜色，而且这些螯合物可以溶解于有机溶剂中。利用这些特点，可以进行沉淀、溶剂萃取分离、比色定量等分析分离工作。
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