（课程与教学论专业论文）魔芋甘露聚糖对大负荷运动大鼠免疫机能影响的研究.pdf

魔芋甘露聚糖对大负荷训练大鼠免疫机能影响的研究 摘要 目的探讨补充魔芋甘露聚糖对大负荷训练大鼠免疫功能的影响。 方法采用健康雄性s p r a g m e - d - a w e y 大鼠2 1 只，实验分为三组，即对照 组( c o n t r 0 1 ) ，大负荷训练组( h t ) 和大负荷训练+ k o s 组( h t + k o s ) ，h t 和h t + k o s 组均进行为期8 周，每周6 次，每次1 5 0 分钟的游泳训练。k o s 的补充采用蒸 馏水配制而成所需浓度，每旦以0 9 0 9 k g ( 相当于人体推荐剂量的l o 倍) 经 口灌错。8 周训练结束后的2 4 小时，根据测定大鼠的体熏增长情况、免疫器官 的指数、脾淋巴细胞的增殖畿力、淋巴细胞亚群、n l ( 细胞活性、细胞因子l l 一2 、 和肠液s l g a 的含量，探讨k o s 对大负荷训练大鼠免疫机能的影响。 结果8 周大负荷硼练后与对照组相比较，大鼠体重增长缓慢、淋巴细胞的 增殖能力、淋巴细胞亚群c d i c 1 ) i 比值、m 【细胞毒活性、细胞因子l l - 2 和肠液 s l g a 均呈显著性降低( p ( o 0 5 ) 。连续8 周补充k o s 后大鼠在t 淋巴细胞增殖能 力、淋巴细胞亚群c d t + c 仉+ 比值、n l ( 细胞活性、细胞因子i l 一2 及肠液s l g a 含量 均湿著高于大负荷训练组( p o 0 5 ) ，而代表t 淋巴细胞数的哦+ 、b 淋巴细胞增 殖能力和免疫器官指数却无统计学意义， o 0 5 ) 。 结论长期大负荷训练导致机体免疫功缆下降可能与体重的下降、淋巴细 胞增殖能力、淋巴细胞c d , v c + 比值、n k 细胞活性、细胞因子i l 一2 和s l g k 含量 降低有关。在大负荷训练期问补充k o s 可以调节和提高训练机体的免疫功能。 关键词魔芋甘露聚糖丈负荷调练免疫功能 r e s e a r c ho nt h ee f f e c to fk o n j a c - o l i g o s a c c h a r i d e so n i m m u n e f u n c t i o no ft r a i n e dr 矗缸 a b s f l t a c t o b j e c t i n e ：t oi n v e s t i g a ct h ee f f e c to fk o n j a c - o l i g o s a c c h a r i d o s ( k o s ) o ni m m u n e f u n c t i o no f t r a i n e dr a t s m e t h o d ：u s e sh e a l t h ym a l es p r a g u e - d a w l e yr a t2 1 ，t h ee x p e r i m e n td i v i d e si n t ot h r e e g r o u p s ，n a m e l yc o n t r o l ，h e a v yt r a i n s ( f r ) a n dh e a v yt r a i n s + k o sg r o u p ( h t + k o s ) ， h ta n dt h eh t + k o sg r o u pc a r r i e so nf o rt i mt i m e8w e e k s , e a c hw e e k6 ，e a c ht i m e 15 0m i n u t e ss w i m m i n gt r a i n i n g s t h ek o ss u p p l e m e n tu s e st h ed i s t i l l e dw a t e r c o n f i g u r 砒i o nb u tt ob e c o m en e e d st h ed e n s i t y , e v e r yd a yb y0 9 0 # k g ( i se q u a li n h u m a nb o d yr e c o m m e n d a t i o ns u r v e y1 0t i m e s ) f i l l st h es t o m a c ha f t e rt h em o u t h 8 w e e k st r a i n i n g sh a df i n i s h e da f t e rf o r2 4h o u r s , a c c o r d i n gt od e t e r m i n e st h er a t sb o d y w e i g h tg r o w t hs i t u a t i o n , t h ei m m u n r yo r g a ni n d e x , t h es p l e e nl y m p h o c y t e m u l t i p l i c a t i o na b i l i t y , t h el y m p h o c y t es u b g r o u p , n kc e l la c t i v e n e s s ，c e l lf a c t o ri l 一2 ， a n dt h ei n t e s t i m dj u i c e ss l g ac o n t e n t ，d i s c u s s e sk o st ot r a i nt h er a ti m m u n i t y f u n c t i o nt ot h eh e a v yt r a i n st h ei n f l u e n c e r e s u l t ：a f t e r8w e e kh e a v yt r a i n i n gc o m p a r e sw i t hc o n t r o l ，t h er a tb o d yw e i g h t g r o w ss l o w l y , t h el y m p h o c y t em u r i p l i c a t i o na b i l i t y , l y m p h o c y t es u b g r o u pc d 4 + t h e c d s + r 砒i o ，n a t u r a lc e l la c t i v e n e s s , c o df a c t o ri l - 2a n di n t e s t i n a l j u i c e ss l g a a s s u m e st h e s i g n i f i c a n c e t or e d u c e ( p 0 0 5 ) 8w e e k ss u p p l e m e n tk o sa f t e r c o n t i n u o u s l yt h er a ti nt h etl y m p h o c y t em u l t i p i i c a t i o na b i l i t y , l y m p h o c y t es u b g r o u p c d 4 + t h ec d s + r a t i o ，n kc e l la c t i v e n e s s , c e 程f a c t o ri l 一2a n dt h ei n t e s t i n a lj u i c e s s l g ac o n t e n tr e m a r k a b l yi sh i g h e rt h a ni - i t 口 0 0 5 ) c o n c l u s i o n ：t h el o n g - t e r mh e a v yt r a i n i n gc 嗣l u s e so r g a n i s mi m m u n i t yf u n c t i o nt o d r o pp o s s i b l ea n dt h eb o d yw e i g h td r o p ，t h el y m p h o c y t em u l t i p l i c a t i o na b i l i t y , l y m p h o c y t ec d 4 + t h ec d s + r a t i o , n kc e l la c t i v e n e s s , c e l lf a c t o ri l 一2a n dt h es i g a c o n t e n tr e d u c e sc o n c e l t i s i nb i gl o a dt r a i n i n gp i 鲥砌s u p p l e m e n t e dk o sm a ya d j u s t a n de n h a n c et h et r a i n i n go r g a n i s mt h ei m m u n i t yf u n c t i o n k e y w o r d s ：k o n j a o - o l i g o s a c c h a r i d e sh e a v yt r a i n i n gi m m u n o r e g u l a t i o n 蒙刽性声髓 本人群薰声鞭：腰曩交懿埝文，趋零入在静耀靛眷下，独立避帮臻究工 嚣数褥翡溅暴。豫交孛艨淀竣孳i 怒懿惠窖黔，零论文不岔程臀箕德个人或集体 基缝发装竣撰篝盼维瀛或袋豢。瓣零文鹣研究散懑熬簧爨黻懿个入帮繁傣，稳 已在文书以隳礴熬穷蕊橼骥。零声辨麓濠撂嚣爨蕊本入承掇。 论文律案繁 嚣越扣磊3 - 嚣嚣越滩 霁酝骚 聃舌 人体在从事运动后会引起免疫功能的改变，许多研究认为人体困长期规律 的身体活动可以提高免疫力( n i e t 吼n ，1 9 9 3 ：m a z z e o ，1 9 9 4 ：b r i n e s ，1 9 9 6 ： s h i n k a i ，1 9 9 6 ) 促进健康、预防疾病( n a s h 1 9 9 4 ：n i e m a n ，1 9 9 4 ：m a c k i n n o n ，1 9 9 8 ) ， 更能维持高品质的生活水准。但过度的运动调练却会产生负面影响，抑制免疫功 能( v e r d e 等人，1 9 9 2 ；h a c k 等人，1 9 9 3 ；k r e i d e r 等人，1 9 9 3 ；g a r a g i o l a 等人，1 9 9 5 ) n 1 。经研究证实，许多优秀的中国运动员在训练与比赛后，常有低 免疫数值及经常感染的情况。特另哇是上呼吸的感染( u p p e rr e s p i r a t o r yt r a c k i n f e c t i o n ，u r t i ) ( n i e m a u 1 9 9 4 ) 。因此翔俺调节运动后的免疫的功能问题，已 成为近年教练与运动员共同关注的议题。 9 0 年代以来，人们对机体内蘑群结构的平衡，尤其是维护机体内有益菌的 优势的认识已十分深刻。在此基础e ，英国科学家于1 9 9 5 年提啦了前生素 ( p r e b i o t i c s ) 的概念“1 。所谓前生素，即是与抗生素相对应。能促进机体内有 益微生物生长的作用物质，而功能性低聚糖就是这类物质中的重要成员。近年来 研究表明，魔芋块茎中富含甘露聚糖。魔芋怿露聚糖具有奇特的性质，人食用后 在胃中不易被分解消化，而在肠道中被消化同时并能促进肠系膜酶类的分泌与活 化消除肠壁上沉积的废物。具有降低血胆固醇和血脂、疏通肠道、提高免疫等 功效。国内外关于魔芋甘露聚糖的开发利甩均有一些报道，此外，北京体育大学 杨则宜也利用其在肠道形成的低渗性配制运动饮品。为此我们对魔芋中所含的主 要成分甘露聚糖对杌体的免疫作用展开了研究，为其在运动免疫领域的开发 利用提供科学依据。 缩略词表 英文缩写英文全称中文全称 u p p e rr e s p i r a t o r yt r a c ki n f e c t i o n上呼吸的感染 k o n j a c o li g o s a c c h a r i d e s魔芋甘露聚糖 g u t a s s o c i a t e dl y m p h o i dt i s s u e肠相关淋巴组织 t r i c a r b o x y l i ca c i dc y c l e三羧酸循环 t r i 9 1 y c e r i d e sk i t血清甘油三酯 c h o l e s t e r o lk i t总胆固醇 h q ) 1 一c h o l e s t e r o li ( it 高密度脂蛋白胆固醇 h e a v y l o a l lt r a i n i n g大负荷训练 c o c a n a v a l i na淋巴细胞刀豆蛋白a i i p o p o l y s a c c h a r i d脂多糖 n a t u r a lc e ll 自然杀伤细胞 h m o r p h o p h a ll n sk o n j a c 魔芋 h l a n i n e & m i n o t r m n s f e r a s ek i t 血清丙氨酸氨基转移酶 s e c r e t o r yi a m a n o g l o b u l i m分泌型免疫球蛋白 i n t e r l e u i k i n 一2自细胞介素一2 | 耋 叫 m 兰 w 吼 盯 哪 眦 蚴 棚 泓 文献综述 1 魔芋甘露聚糖的概透 魔芋甘露聚糖( k o n j a c - o l i g o s a c c h a r i d e s ，k 0 s ) 又称为魔芋甘露寡糖( 见 图1 - - 3 ) ，是由微生物b 一甘露聚糖酶( b - - i i 蛙h 1 1 3 a l r r l a s ee c3 2 1 。7 8 ) 分解魔芋 粉( k o n j a cp o w d e r 葡鹭糖甘露聚糖) 丽得刭的酶解产物，是一种水溶性食物纤 维。早在1 8 9 5 年，r o i b u 等人用3 的心s 0 水解魔芋粉，在水解液中检测出大量 的甘露糖后，开始了甘露聚糖在人类食品上应甩的历史。1 9 2 0 年，m a y e d a 等人 又发现魔芋粘稠物质中除甘露糖外，还含有葡萄糖，进一步研究表明魔芋中的甘 露糖主要以葡甘露聚糖的形式存在“1 自1 9 6 0 年质，日本学者对魔芋葡甘露聚 糖的结构及食品学性质、保健功畿进行了系统的研究，发现其具有高膨胀、高弹 性和高粘度的特性，不仅具有降低血清中胆固醇和脆肪、疏通肠道、提高人体免 疫力等功效，而且还是一种经济有效的天然食品保鲜剂，熊够有效地防止食品腐 蚀、变质、发霉积虫害。 。i t o 、j i 。磺究报道，魔rl | 露聚糖( k o s ) 分川矗达1 0 0 以以上。其嗷雕能力 强，难于溶解，很难被人体吸收，适用于工业和环保。魔芋甘露聚糖分子量在 l o 万左右，溶于稀酸、稀碱，可作为食品添加裁以及保健品的原料等h 3 。由于 k o s 来源丰富、用途广泛，k o s 及其衍生物的开发应耀受到世界各国的高度重视。 近年来k o s 被欧美学术界誉为继蛋自质、鹰脐、糖类、维生、无机盐之后的“第 六生命要素”，越来越受到广泛关注。我国从八十年代开始对k o s 研究逐渐增多， 主要涉及化工、印染、造纸、涂科、染料、锶斟、食品、化妆品、污水处理等方 面。尤其是近几年，人们更是从其作为生物高分子的天然优势，充分利用它的生 物相溶性、低毒性及可食用性，不断开发它在生物和医学方面的应用市场。 2 魔芋甘露聚糖( k 0 s ) 的铡备、纯化 甘露聚糖广泛存在于德莓糖甘露寡聚耱中。葡甘露聚糖是细胞壁的主要成分 之一，目前国内夕 嗣各葡甘露聚糖多是以微生物细胞壁提取为主，并且在微生物 细胞品种选择中，又以酵母蘸为主，健太规模遮生产受魏了材料来源、产量及 杂质含量等多因素影响限制。1 9 9 6 年南开大学微生物系杨文傅等人从生产角度 出发探索出利用b 一甘露寡聚糖酶水解一些植物胶用以生产甘露聚糖。1 ，从而为 魔芋( a m o r p h o p h a ll n sk o n j a c k o c h ) 利鹰工业酶法制取k o s 提供了基础工艺 参数。 2 1p 一甘露聚糖酶来源及性质 b 一1 ，4 曲一甘露聚糖酶( 1 3 - 1 ，4 - d - m a m mr a n n o h y d r o l a s e ：e c 3 2 1 7 8 ) 是一类能够水解含有b 一1 ，4 沪甘露糖苷键的甘露寡糖、甘露多糖( 包括甘露聚 糖、葡甘露聚糖和半乳甘露聚耱等) 的水解内切酶，简称b 一甘露聚糖酶( b - m a n n a r l a s c ) 嘲。 一甘露聚糖酶广泛存在于自然界中，在动物、植物和微生物体内都有该酶 的存在。天南星科( h r a c e a e ) 植物魔芋蘸发的塔茎中有1 3 一甘露聚糖酶的存在。 而微生物则是1 3 一甘露聚糖酶的主要来源。不同锾生物所产的b 一甘露聚糖酶的分 子量、最适反应p h 值、等电点、最适反应湿度、酶动力学常数、底物专一性等 都有一定的差异。b 一甘露聚糖酶的分子量小的只有2 2 0 0 0 ，大的可以达到 1 6 2 0 0 0 ，相差十分悬殊，但大部分在耻5 5 k d a n l 。 大部分p 一甘露聚糖酶是以胞外诱导酶的形式存在于生物体中，只有很少一 部分以结构酶的形式存在。在培养基中添加少量的魔芋粉、槐豆胶其及水解物， 或一些半纤维素类物质或苯酚类化合物，霹有效地提高某些微生物的产酶能力。 由于微生物来源的b 一甘露聚糖酶具有活性高、成本低、来源稳定、提取方便等 明显优点，已在实际生产_ 耜基础研究中得到了广泛的应用，为甘露低聚糖的工业 化生产奠定了基础。 2 2k o s 的酶法制备 魔芋葡甘聚糖是储存在魔芋球茎中的主要多糖( 多俗称魔芋胶) 。它的基本 化学结构是由葡萄糖和甘露糖按一定的摩尔比以b 一1 4 糖昔键相结合形成主 链，在主链的甘露糖c 3 的位置上以b - 1 3 糖苷键形成分支。甘露低聚糖的生产 主要是通过1 3 一甘露聚糖酶作用魔芋胶后形成一系列的甘露低聚糖。 根据余红英等人的研究，用b 一甘露聚糖酶作用于魔芋胶生产低聚甘露糖的 最佳条件为：酶量3 0 u g ( 酶活力浏定条件为以0 5 的槐豆胶为底物，p h 6 5 ，7 0 0 c 反应l o m i n ) ，酶解时闻6 b ，酶解温度4 酽c ，魔芋胶浓度蹦，酶解p h 为水的自 然p h ，还原糖得率为4 8 0 5 ，水解率为4 5 0 4 哺3 。 2 3 k o s 的分离纯化 4 适用于分离纯化k o s 的方法有柱色谱法，膜分离法及酶法。目前在食品工业 化生产中主要采用的是膜分离法嘲。膜分离过程以选择通过性膜作为分离介质， 通过膜两侧施加某种推动力，使得原料侧组分有选择性地通过膜，从而达到提纯 和浓缩的目的。 3 魔芋甘露聚糖的性质 3 1 魔芋甘露聚耱的理化性质和结构 魔芋甘露聚糖无色、无毒、无异味，具有很强的亲水性，吸水后体积可膨 胀到原来的1 0 0 倍甚至更高、呈胶液态。在常温下溶： 稀酸、稀碱，但不溶于乙 醇、丙酮、氯仿等有机溶帮，在酸性条件下加热，发生水解失去粘性而成为溶液 m ，“1 。它和其它有机物能生成多种衍生物，鲡乙炔甘露聚糖、甲基醇甘露聚糖、 丙烯甘露聚糖。魔芋甘露聚塘为均一性多糖，由甘露糖和葡萄糖通过b 一( 1 4 ) 苷键和6 一( 1 - 3 ) 苷键聚合面成其摩尔化为1 7 8 ：l ，平均分子量为1 1 1 0 6 结构式( 觅图4 ) 。 图4 魔芋甘露聚糖分子结构示意图 3 2 魔芋甘露聚糖的分解和代谢 魔芋甘露聚糖被人体吸收利用，不是通过人体分泌的消化酶分解吸收的，而 是在消化管内小肠下部和大肠中，通过 m a n n a n o l y t i c u s 分泌的甘露聚糖酶来 分解吸收的，这种可分泌使魔芋甘露聚糖消化的茁露聚糠酶的细菌主要为阴沟气 杆菌。在人体消化管内，魔芋甘露聚糖的消化_ 耜代谢以及甘露聚糖酶细菌增殖机 理是：在魔芋甘露聚糖进入的场合先通过最初体内多糖分泌留存的甘露聚糖酶分 解成甘露糖和葡萄糖，丽生成的糖一帮分通过此菌经过t c a 循环而被代谢，此菌 由于这种作用而不断增殖，生成并分泌出多量的甘露聚糖酶用以消化魔芋甘露聚 糖( 见图5 ) n “。 1 、魔葶甘露聚糖( k 0 s ) ；2 、a m a n n m a o l y t o c u s 分泌的甘露聚糖酶：3 、d - 葡萄糖：4 、d - 甘 露糖t5 、巍酸：6 、l - 丙氮酸；7 、l 丝氨酸 8 、露氨酸：9 、l - 天冬葡酸：l o 、卜天冬酰 胺：1 1 、醋酸：1 2 、草酰乙酸：1 3 、苹果酸： 1 4 、富马酸：1 5 、丁二酸：1 6 、2 氧化成二酸； 1 7 、异柠酸檬酸：1 8 、顺式丙烯三羧酸：1 9 、 柠檬酸：2 0 、乙酸：2 l 、乙醛酸。 图5 消化管内魔芋甘露聚糖的消饯_ j 稻化谢以及a m a n n a n o l y t i c u s 的增殖机理 4 魔芋甘露聚糖的用途 魔芋甘露聚糖是亲水性的高分子化合物，其特性也是异乎寻常的( 见表1 ) “。 表1 魔芋甘露聚糖的特性及用途 6 卜。太式g夕矿r、蓬 4 1k o s 生物医学中的运用 魔芋甘露聚糖本身在医药中的应用很广泛，由于它吸水性强，膨胀系数大， 所以可以作为片料的辅剂，也可作为缓释、控制释剂辅料，如缓释栓剂，不溶性 骨架口服缓释系统、混合材料骨架片等。 目前，湖北工学院干信等“5 ，圳已经制备出新型类肝素药物一一魔芋葡甘低聚 糖醛酸丙酯硫酸酯钠盐。该药相对分子质量2 0 0 0 4 0 0 0 ，半致死剂量为8 8 1 9 k g ， 经湖北省药检所对照中国药典1 9 9 5 年版二部肝素钠标准，对产品进行检验的结 果是：产品为淡黄色无定形粉末，比旋度为一2 0 b ，水溶液显钠盐和酯基的鉴别反 应，有机硫含量达2 0 ，p h 值4 7 ，干燥失重8 溉，抗凝效价3 3 1 u m g ；与华 中科技大学同济医学院新药开发室合作进行的药理实验结果表明：魔芋葡过低聚 糖醛酸丙酯硫酸酯钠盐在小鼠、大鼠、兔中灌喂给药具有嘲显的抗凝血低和抗血 栓强作用，且安全性好，毒性极徽，是一种有前途的防治心血管疾病的新型低分 子类肝索物质。 杨敏、蒙义文( 2 0 0 1 ) 憎1 采用啦啶一氧磺酸法制备魔芋低粢糖硫酸酯，命 名为s - a p k o ss u c f a t e da a k o s ，通过体外实验证明7 其对v e r o 细胞的毒性和抗 单纯疱疹病毒2 型( h e r p e ss i b p l e xv i r u st y p e 2 。t t s v 一2 ) 的活性。 4 2 其它方面的运用 在食品工业中，改性层的k o s 凝胶稳定性好，溶解度更强，可以根据需要选 择用作食品的添加剂。 改性魔芋h 露聚糖在化工中酶应用也锻广泛，用氯乙酸、氯乙醇和硫酸二甲 酯对魔芋葡甘露聚糖醚化反应、用硝酸铈铵引发丙烯酰胺与葡甘露聚糖接枝聚合 反应，可以制得一系列变性植物胶增稠剂，这些产晶可分别用作活性染料、阳离 子染料及涂料印花增稠剂u “。 将魔芋甘露聚糖经过改性后成为摩芋甘露聚糖磷酸酯。可作为一种新型的絮 凝剂，它兼有天然和合成高分子二者的特性，可增大粘度和悬浮性，提高了稳定 性和絮凝能力。将它成功地应用与煮茧废水的处理，结果达到环保要求的排放标 准，同时获得大量丝蛋白粗粉。 5k o s 的安全性 k o s 是采用物理方法从优质魔芋中提取精制而成的葡甘露聚糖蛋白复合体， 7 作为天然保健食品，进行安全性评价是十分必要的。降解产物的可吸性魔芋 甘露聚糖能被小肠中存在的有益菌分泌靛麓露聚糖酶来分解吸收利用，分解后的 甘露糖和葡萄糖无毒性，且能被有益菌完全吸收。无毒性，无刺激性和免疫抗 原性。丁东宁等人用健康成年s p f 鼠进行生物学特性研究发现：由b 一甘露聚糖 酶作用魔芋粉得到的魔芋甘露聚糖成品具有无毒性、无刺激性、无热源反应、不 溶血、无致突变及无致死性突变效应药理学研究丁东宁以相当于临床推 荐剂量的2 0 一4 0 倍的剂量喂饲小鼠，对给药兹后不嗣时闻小鼠的自发活动，爬杆 行为和心率，心电图、呼吸频率及深度等指标进行观察，结果表明：实验剂量对 小鼠神经系统、呼吸频率程心血管系统无瞧显影峨矧。毒理学研究张瑜等 ( 2 0 0 2 年) 就魔芋甘露低聚糖的毒性作用进行了实验研究。实验采用了急性毒 性试验，a m e s 试验( 肠道回落菌群试验) 、传统致疃试验、小鼠骨髓微核试验， 小鼠精子畸形试验和3 0 天喂养试验。实验结果表明：魔芋甘露聚糖经口急性毒 性试验属实际无毒物质，3 2 瑷遗传毒性试验结采来觅有致突变作用，即无潜在 致癌作用。致畸试验检测未觅其对胎鼠有致畸效_ 应和胚胎毒性，短期喂养试验中 未见其有任何毒性损害作用因此说哽k o s 是对人体基本安全类食品。 6k o s 的生理功能 k o s 是一种天然氨基多糖，具有较好盼安全性，机体内良好的降解性，降解 产物可利用性，被称为二十一世纪的功簏性食品。但它又不是普通的功能性食品， 其作用不仅是补充人体所需的营养元素，焉置透过其特性对人体的生理活动起着 强有力的调节作用。 6 1 维持胃肠道微生态环境 研究表明，甘露寡糖能调控动物胃肠道微生态环境，促进机体有益菌的生长 和繁殖，抑制有害菌对肠壁的粘附和定植。维持正常的消化道环境。首先，它能 选择性促进动物肠道有益菌如双歧轩菌、乳酸杆菌等大量增殖，使其在胃肠道中 形成微生态竞争优势，直接抑制了外源菌和肠内固有腐败菌的生长繁殖，从丽发 挥正常肠道菌群在屏障、营养和免疫上的正常功巍。其次，它能阻碍细菌表面外 源凝集素与肠粘膜上皮细胞特异性的糖分子的结合，阻止病原菌在胃肠道的粘连 和定檀，使其最终随粪便摊出体外。m i r e l m a n ( 1 9 8 0 年) 进行的葡甘露聚糖截 取病原菌的效果见表2 1 。 g 表2甘露寡聚糖截取病原菌的效果 由表2 可见，甘露寡聚糖对肠道中病原菌的截取功能比较明显，对沙门氏肠 炎杆菌、摩干氏变形菌柠檬酸转化杆菌属、锯杆菌属等可全面截取，对肺炎杆菌 的截取率也高达9 3 ，对产气单胞菌属可达7 1 1 4 ，对沙门氏伤寒杆菌截取率可 达6 7 ，对大肠杆菌和沙门氏鼠伤寒杆菌的截取率分别为4 5 1 8 和3 0 1 8 。 6 2 调节机体免疫机能 近年来大量研究表明，肠相关淋巴组织( g u t - a s s o c i a t e d l y m p h o i d t i s s u e g a l t ) 主要由机体免疫细胞和肠淋巴组织构成，g a l t 在体内具有非特异性免疫 和特异性免疫作用，其中非特异性免疫是阻止入侵病原菌侵入体内的第一道防 线，在非特异性免疫反应初期，巨噬细胞在吞噬和杀死入侵微生物过程中起着重 要作用，一般而言，吞噬抗原是对巨噬细胞的最初刺激，随后由t h 细胞分泌的 细胞索和入侵微生物细胞壁分泌物通过旁路途径激活免疫系统的补体，调节吞噬 细胞的活性，从而加速对病原菌的清除。“。最近研究表明，在体外系统中将巨噬 细胞直接放入k o s 中或将k o s 喂给大鼠时均能激活巨噬细胞，胃肠道特异性免疫 反应的关键部分主要是抗体( i g a ) 系统，粘膜i g a 能抑制入侵菌和毒素在肠上 皮的附着，通过抗体依赖性细胞介导的细胞毒作用直接杀死细菌，p e t e r 等 ( 1 9 9 8 ) 研究证实了以上发现，见表3 ”。 表3 甘露寡聚糖对无菌仔猪及常援仔猪的胆汁、 肠糙膜及血清中i 醛、i 酶稷l 群承平的影响 甘露寡聚糖在激活免疫应答上也有一定作用，叶成远( 1 9 9 9 ) 在综述中指出， 酵母细胞壁具有很强的抗原激活特性，丽此性特性也正是甘露寡聚糖在动物体内 生理功能的体现之一。此於，由于派自微生物的特殊多糖在加入疫菌时还具有佐 剂作用，因而添加适量的甘露寡聚糖还可显著提高抗体反应能力，从而加强疫菌 的保护效能，甘露寡聚糖除具有辅帮和抗原特性之外，其还有能刺激肝脏分泌甘 露糖结合蛋白。从而影响免疫系统的作用j a n e c a ( 1 9 9 3 ) 研究表明，这种结合 蛋白可结合细菌被囊，从丽启动免疫系纺以产生应答反应哺1 。 6 3 降低血脂、血胆固醇作用 高血脂和高胆固醇是形成动脉辩样硬化酶因素之一，降低血脂和血胆固醇含 量是预防动脉粥样硬化的重要途径。 杨艳燕等给实验性高鹰血症小鼠囊曜一定剂量的魔芋低聚糖，发现魔芋低聚 糖能有效地抑制血清甘油三醣( t g ) 和总胆周醇( t c ) 水平升高，同时能提高高 密度脂蛋白胆固醇( 哪乙) 水平，证实魔芋低聚糖对抗小鼠实验性高脂血症形成 有一定的作用。“。陈黎等用高胎溶液造成小鼠高直脂动物模型，同时给予一定剂 量的低聚糖3 o g ( k g d ) 灌胃。取血样测定多项生化指标，研究了魔芋低聚糖 对小鼠血清甘油三酯( t g ) 和总胆匿酵( 亿) 水平较高脂组分别降低了2 9 和3 2 ， 而高密度脂蛋白胆固醇( 册l ) 水平却升高了3 5 ，表明魔芋甘露低聚糖具有非 常明显降脂作用，丽且灌胃魔芋低聚耱组奎鼠血清丙氨酸氨基转移酶( a l t ) 较 l o 高脂组无显著性差异，表明其对小鼠肝功能无明显伤害；血清尿素氮( b u n ) 降 低1 6 ，推测魔芋低聚糖降低血清尿素氮( b u n ) 水平可能与低聚糖能减少肠内 氨的生成和吸收，从而减轻肝脏对血氨的解毒负担有关，故魔芋低聚糖可能有一 定的护肝作用汹3 。 6 4 保持细胞膜及抗自由基作用 杨艳燕等油3 分别用5 、1 5 的葡萄糖溶液和同样浓度的魔芋低聚糖溶液灌喂 小鼠，取血样测定多项生化指标，研究魔芋低聚糖对小鼠血糖含量及抗氧化能力 的影响，结果显示高浓度葡萄糖可使小鼠血糖含量增高，而同样浓度魔芋低聚糖 未使血糖含量发生明显变化，却使小鼠体内超氧化物歧化酶( s o d ) 活性明显升 高，同时降低了过氧化腊质( l p o ) 水平。因此认为魔芋低聚糖不升高血糖，且 能提高机体抗氧化能力。 6 5 抗凝血、抗血栓作用 k o s 在适当条件下，经过一系列化学改性，制成低聚k g m 醛酸丙酶硫酸酯钠 盐，具有抗凝和抗栓作用。应用玻片法研究了对小鼠凝血时间的影响；应用大鼠 体外颈动脉颈静脉血流动旁路法形成血小板血栓模型研究了其对血栓形成 的影响；并进行了对兔凝血活酶时间( p t ) 和纤维蛋白原( f g ) 影响的研究。结 果表明剂量在0 9 - 3 6 9 k g 时，能明显延长小鼠的纤维蛋白朱含量效果显著，其 l d 5 0 为8 8 l g k g 。说明该物具有明显的高凝血和抗血栓作用，毒性极微，是一 种有前途的防治心血管疾病的新型低分子类肝素物质m 1 。 魔芋( a m o r p h a l l u sr i v i e r id u r i e u ) 是天南星科魔芋属多年生草材植物， 在我国分布面广资源丰富。随着提取和制各工艺的成熟化、规模化，k o s 的生产 也会逐步扩大、开发和利用的前景十分广阔。k o s 作为一种多糖蛋白复合体，它 的独特结构的性质会越来越受到人们的重视，与其相关的应用性研究和相关作用 机理的探讨也会随着研究手段的更新和研究技术的改进而不断的深入。相信对 k o s 的不断开发和利用会使其更有益于我们的生活。 选题依据 魔芋甘露聚糖是以魔芋胶，即魔芋葡甘露紧糖( k 6 m ) 为原料，在特定酶的 作用下经水解制得的种高分子多耱。从1 8 9 5 年r o ib u 发现k o s 以来，对k o s 的研究越来越受到国内外学者的关注和重视，赶取得了许多研究成果。在早期的 研究中，主要视它为亲水性的高分子化合物，广泛运甩于食品工业、化工产业领 域。随着对k o s 降解和改性研究的深入和先进研究技术的应用为k o s 的应用研 究开辟了新的途径。如今，k o s 已作为一种较好的生物材料广泛应用于临床，如 片料的辅剂，混合材料骨架片等。近期对k o s 毒理学的研究结果表明：k o s 是一 种无毒性、无刺激性或无致突变致胚齄作用的安全性较好的天然多糖。此结果为 k o s 作为药物应用于临床提供了新的理论依据同时也促进了该物质对人体机能 作用研究的更好开展帮深入。许多研究表嚷：k o s 具有稳定人体胃肠环境，提高 机体免疫力；降低血脂、血渍胆固醇作用；清除体内自由基，抑制腊质过氧化反 应等等。充分证实了k o s 对人体诸多系统有积极的调节作用。随着k o s 对人体生 理性作用研究的深入，其研究方向逐渐转移刭k o s 对人体的保健功能上，如预防 高血压、心脏病、糖尿病、峻床上的辅助营养品等，均取得了较好的效果。 运动训练是不断打破人体建立的平衡状态，重新建立薪的平衡状态的过程。 长期的和问歇性大强度运动训练，会造成运动员免疫系统机能低下( 免疫抑制) 。 根据运动人体科学工作者的多年研究。主要理论积假说有： ( 1 ) “j ”形模型( j s h a p e m o d e l ) n i n e , a n ( 1 9 9 4 ) 的“j ”形模型描述了有 规律的运动与上呼吸道感染发生率之阀的关系。进行中等强度运动的人上呼吸道 感染的发生要低于不运动的人群，面进行高强度曾l 练的运动员感染率却明显增加 。“。尽管这个模型与长跑运动员的流行病学研究一致，但还需要进一步研究来证 实其他类型运动员的情况以及明确定义不同的运动范畴( 不运动、中等强度、大 强度) 的运动量并解释其机钱( 图6 ) 1 2 a b o v ea v e r a g e h v e r a g e b el o wa v e r a g e a 珀o u n ta n di n t e n s i t yo fe x e r c s e 图6 运动量与上呼吸道感染关系“j ”模型示意图( 引自n i e m a n ，1 9 9 4 ) ( 2 ) “开窗”理论( o p e nw i n d o wt h e o r y ) p e d e r s e n ( 1 9 9 7 ) 的“开窗”理论描述了改性大强度运动员易感性增加的时 期，该理论描述了在一个大强度，持续时问长的急性运动中和运动后的一小段时 间内激活了免疫功能，而在最初的激活后伴随了较长时间( 3 7 2 小时) 的免疫 功能削弱的“开窗”期，此时免疫系统的许多指标会出现不利的变化，病毒和细 菌可以赢得立足之地，增加感染的危险。“。这段时间的长短与运动的类型、持续 的时间和强度有关。这个理论对“j ”形模型进行了进一步的补充( 图7 ) 。 “t h eo p e nw i n d o w ”t h e o r y t h eo p e nw i n d o w 图7 在大强度的急性运动后，机体的免疫机能会有暂损害， 病原微生物特别是病毒会侵袭宿主，并导致感染的危险性增加， 这段时期称为“开窗”期。 ( 3 ) 神经内分泌免疫网络学论( r n e e n d o c r i n e i 姗u n e m o d e l ) 伴随着神经科学、免疫学和分子生物学的迅猛发展，1 9 8 0 年b l a o c k 和s m i t h e叫伽b ” 叮 e曲 蛆计呔盼 正式提出了“神经内分泌一免疫网络”的设想，也就是指神经系统通过控 制内分泌系统的激素分泌，以及神经缨臆自身分泌的神经递质，在调节机体的生 理功能，保持内环境稳定方面发挥重要作用酬。现已知免疫细胞上具有多种神经 内分泌激素受体，运动时神经内分泌系绕发生改变，从面使免疫系统发生释放， 实现运动时机体对免疫系统的调控。目前研究发现免疫增强的激素主要为：甲状 腺素、生长激素、雌激素和胰岛素，免疫抑翩激素为：可的松( g c ) ，促肾上腺 皮质激素( a c t h ) 。 ( 4 ) “免疫抑制因子调节”学论( i 豳m es u p p r e s s i o nf a c t o rm o d u l o t i o n ) 矫玮( 1 9 9 8 ) 在人体上首先发现尉烈运动可以使体内产生免疫抑制因子“。 免疫抑制因子有可能是竞技体育运动员在体力负荷与精神压力的双重应激下机 体免疫机能降低，抵抗力下降的物质基硪。 ( 5 ) 自由基( f r e er a d i c a ) 学说 氧自由基通过攻击免疫细胞膜等途径，形成免疫损伤造成免疫机能低下m 1 。 ( 6 ) 营养物质耗竭学说 超负荷的运动训练导致体内微量元素、糖原、谷胺酰等营养物质耗竭，使免 疫细胞供能不足，应激激素水平升高造成免疫机能低下1 。 ( 7 ) 心理应激( p s y c h o l o g i c a ls t r e s s ) 学说 高强度、超负荷的运动谰练秘竞赛的生理应激伴随着巨大心理压力，生理应 激和心理应激的双重动力必然会对抗体的免疫机能产生不利影响。 运动员进行大负荷运动谰练后，免疫机麓低下集中表现在淋巴细胞计数，自 然杀伤细胞活性降低、淋巴细胞转化减低以及细胞因子i l 一2 和唾液分泌型s i 心 减少。在这段免疫机能低下期，也称为“开窗期”，病原微生物特别是病毒可以 侵入宿主，并导致感染。运动员重要表现为感冒、咽喉疼痛、低热等上呼吸道感 染( u r t i ) 病情。因此。寻找理想的运动营养物质来改善这种负面影响是十分迫 切和必要的。而k o s 独特的僳健功照使之作为一种运动营养品应用已成为可能， 目前，k o s 对人体生理生化作用的研究主要是以临床患者为研究对象，在对正常 人体机能影响的研究，特别是对运动员这一特殊人群机麓影响的研究尚未见报 道。本研究旨在通过对运动员合理补充k o s ，探讨其对运动员免疫机能的影响。 为k o s 成为运动营养食品提供理论依据。 1 4 魔芋甘露聚糖对大负荷训练大鼠免疫调节作用 1 材料与方法 1 1 样品 魔芋甘露聚糖胶囊( k o s ) ，批号为( 2 0 d f t q 0 5 2 0 0 0 ) ，由湖北省武汉市东 方天琪生物工程有限公司提供，为淡黄色粉末、胶囊封装，甘露低聚糖9 0 。 检品数量为5 0 0 9 ( 0 3 5 9 粒) 。 湖北省疾病预防控制中心理化检验检测所，微生物检验检测所对样品的感观 指标，功效成分、理化指标、微生物指标进行了检测，其结果如下： 表4魔芋甘露聚糖的理化指标 t a b l e - 4p h y s i c a l c h e m i c a lp r o p e r t i e so fk o s 表5 魔芋甘露聚糖的微生物指标 7 f a b l e 一5m i c r o b i a lp r o p e r t i e co fk o s 1 2 实验动物和饲料 健康雄性s p r a g u e - d a w l e y 大鬣( 赡自武汉大学动物实验中心) ，s p f 级，3 周龄，许可证号为s c x k 一( 鄂) 一2 0 0 5 - 0 0 1 7 ，体重1 7 0 2 1 0 9 ，共2 1 只。动物饲 养室符合国家二级动物饲斟标准，分笼饲养，每笼5 只，饲养温度2 卜2 4 0 c ，湿 度保持在4 0 - 6 嘴。光照时问为1 2 小时左右，标准混合饲料喂，自由饮食。适 应性饲养一周后称重进行实验。 1 3 实验运物分组 大鼠随机分为：对照组( c o n t r o l 。n = 7 ) ，大负荷训练组( h e a v y l o a d t r a i n i n g ，h t ，n = 7 ) 大负荷训练o s 组( 湃+ k 0 s ，n = 7 ) 3 组。 1 4 实验方法 1 4 1 运动条件：1 5 0 c n 6 0 c a x 7 0 c m ，水深6 0 c m 的游泳池，超过大鼠身长的2 倍，水温3 3 - 3 6 0 c 。 1 4 2 训练方案 ( 1 ) 对照组：不进行任何训练，每天补充同剂量的安慰剂( 蒸馏水) 。 ( 2 ) 大负荷训练组；第l 周适应性游泳6 0 m i n ，第二周逐渐增加运动时间至 1 5 0 r a i n ，每周训练6 天，每天调练时间安捧在下午2 点- 5 点，共持续8 周。每 日分别在上下午7 ：3 0 补充同剂量的安慰剂。在运动谰练后期对于运动时间不足 1 5 0 m i n 就发生力竭的大鼠，捞起用吸承纸擦干后休息l o m i n 后，再放入水中游 泳。尽量使之训练时问达到规定的时间。 ( 3 ) 大负荷的诫练+ k o s 组：诞练方法同大负荷谴练组，但在每日上下午7 ： 3 0 灌胃服用蒸馏水新鲜配制的k 0 s 溶液，每次补充剂量为0 9 0 9 k g 的体重。( k o s 人体推荐剂量为2 7 9 6 0 k g d ，本试验采用可剂量为人体推荐剂量的1 0 倍) 。 1 4 3 取材 大鼠末次训练后2 4 小时，戊巴比妥钠腹腔麻醉，采用心脏穿刺取血5 - 6 m i ， 2 m i 在真空无菌的肝素凝管中混匀，其余放入干净的玻璃试管中，低温分离血清 后分装冷冻备用。然后断颈处死，立即无菌取脾艨、脾，于生理盐水冲洗净血液， 滤纸吸干，测完指数后，多余组织置于- 2 0 c 冰籍保存备用。 1 4 4 测定指标 大鼠体重增长变化；胸腺、脾指数；脾淋巴细胞转化：淋巴细胞亚群测定： 1 6 n k 细胞活性；细胞因子i l 一2 ；分泌型s l g h 测定。 1 4 5 主要的仪器与试剂 7 2 1 型分光光度计，上海第三分析仪器厂；电子天平，北京第二光学仪器厂 生产；注射器( 2 0 m 1 ) ；上海安亭微量进样器厂；c a 培养箱，型号c a p ，美国 生产；恒温水浴箱，型号g b i1 2 4