摘要：電離輻射是以電磁波向外傳遞能量的的一種方式，其主要通過直接輻射作用和間接輻射效應(yīng)對(duì)生物機(jī)體的DNA、造血系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)等組織器官造成危害和損傷，而現(xiàn)階段的合成防輻射制劑毒性較大，嚴(yán)重制約其在實(shí)際生活中的應(yīng)用。多糖作為植物機(jī)體內(nèi)存在的最大量活性物質(zhì)，除能夠提供生物體生長必備的能量外，還具有多種重要的生理活性功能，本文通過對(duì)植物多糖抗電離輻射作用和機(jī)理的綜述研究，發(fā)現(xiàn)天然植物多糖主要通過保護(hù)DNA、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、保護(hù)造血系統(tǒng)、清除自由基、抗氧化等多方面的活性功能來達(dá)到輻射防護(hù)的作用和效應(yīng)。

關(guān)鍵詞：多糖 電離輻射 輻射防護(hù)作用

中圖分類號(hào)：R96 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-5336（2014）24-0000-00

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人體越來越頻繁的接觸X射線、α射線、β射線、γ射線、中子射線等各類電離射線，而由此造成的生物體電離輻射損傷也愈演愈烈。為減小電離輻射的損害，人們先后對(duì)黃酮、多酚等天然植物活性物質(zhì)的抗輻射功效進(jìn)行了研究，而植物多糖作為天然植物體內(nèi)存在的最廣泛的活性物質(zhì)，不但能夠?yàn)橹参锷L發(fā)育提供必備的能量支持，更由于其特有的抗輻射生理活性，使其成為現(xiàn)階段天然輻射防護(hù)物質(zhì)的研究熱點(diǎn)。

1 電離輻射損傷的特點(diǎn)及危害

輻射是以電磁波向外傳遞能量的的一種方式。一般來說，電離輻射線主要通過直接及間接兩種方式對(duì)人機(jī)體造成損傷。直接電離輻射損傷主要表現(xiàn)為電離射線直接攻擊生物體內(nèi)蛋白質(zhì)、DNA等生物大分子，從而直接造成細(xì)胞損傷[1]；而間接電離輻射損傷主要是由生物體內(nèi)水分子激發(fā)后產(chǎn)生的·OH、O2-、H2O2、NO等自由基分子所造成的，其能與機(jī)體的生物大分子相互作用，從而引起生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能的改變[2]。

不論是直接損傷還是間結(jié)損傷，電離輻射均對(duì)生物體的健康造成一系列嚴(yán)重的影響，主要表現(xiàn)為損傷機(jī)體DNA、損傷免疫系統(tǒng)、造血系統(tǒng)損傷及產(chǎn)生自由基、造成機(jī)體衰老等。

2 天然植物多糖抗輻射損傷研究進(jìn)展

植物多糖作為一種天然植物體內(nèi)存在的重要物質(zhì)，除提供生物體生長必備的能量外，還具有保護(hù)DNA、增強(qiáng)機(jī)體免疫力、抗腫瘤、抗菌、抗病毒、抗炎癥、清除自由基、抗氧化、延緩衰老等多種重要的生理活性。

2.1 保護(hù)DNA

DNA作為機(jī)體內(nèi)最重要的生物大分子，極易受到電離射線的傷害。不論是電離射線的直接作用還是間接作用，其均能夠?qū)е翫NA分子化學(xué)鍵、分子鍵斷裂，繼而造成嚴(yán)重的放射生物學(xué)效應(yīng)。因此，保護(hù)DNA是電離輻射防護(hù)中最為重要的一環(huán)。

陳奕冰等通過研究葛花多糖對(duì)X射線照射小鼠的影響，發(fā)現(xiàn)與照射對(duì)照組相比，高劑量葛花多糖照射組小鼠骨髓DNA含量明顯升高，說明葛花多糖能夠通過回復(fù)修復(fù)等機(jī)制來促進(jìn)DNA損傷修復(fù)，從而保起到保護(hù)細(xì)胞的作用[3]。Subramanian M等研究發(fā)現(xiàn)取自圣羅勒屬和青牛膽屬植物的兩種多糖可抑制輻射誘導(dǎo)的質(zhì)粒DNA的損傷，還可清楚機(jī)體內(nèi)的活性氧自由基，進(jìn)而阻止小鼠脾細(xì)胞輻射輻照后的細(xì)胞死亡[4]。此外，現(xiàn)有研究還發(fā)現(xiàn)，地衣多糖、紅毛五加多糖等均能夠顯著提高受輻射小鼠存活率，顯著提高細(xì)胞DNA、RNA含量。即說明植物活性多糖在生物體內(nèi)能夠?qū)﹄婋x輻射引起的DNA損傷起到一定的修復(fù)和緩解作用。

2.2 保護(hù)免疫系統(tǒng)

免疫系統(tǒng)對(duì)電離輻射極其敏感，當(dāng)機(jī)體經(jīng)受電離輻射時(shí)，極易出現(xiàn)免疫細(xì)胞減少或凋亡，免疫系統(tǒng)失常等不良影響，繼而極易已發(fā)相關(guān)免疫并發(fā)癥。研究表明，植物多糖類活性物質(zhì)能夠有效的緩解電離輻射引起的免疫系統(tǒng)應(yīng)激反應(yīng)，顯著改善強(qiáng)機(jī)體的非特異免疫及特異性免疫機(jī)能。

宋雨鴻通過對(duì)喂食丹參多糖的小鼠進(jìn)行輻射處理發(fā)現(xiàn)，丹參多糖不僅能直接保肝降酶，且對(duì)肝損傷后小鼠的免疫功能能夠起到調(diào)節(jié)作用，通過免疫功能的調(diào)控進(jìn)一步發(fā)揮保肝降酶作用，此外，通過體外實(shí)驗(yàn)還說明丹參多糖對(duì)淋巴細(xì)胞有較強(qiáng)的增殖作用，且能夠促進(jìn)相關(guān)細(xì)胞因子表達(dá)及分泌[5]。于永超等研究發(fā)現(xiàn)，西洋參多糖能夠顯著增強(qiáng)輻射小鼠的T淋巴細(xì)胞增殖能力和遲發(fā)型變態(tài)反應(yīng)，對(duì)巨噬細(xì)胞的吞噬功能和小鼠碳粒廓清指數(shù)也具有一定的提高作用，同時(shí)能夠顯著增強(qiáng)輻射小鼠的血清SOD活性，從而說明，西洋參多糖能夠通過減輕氧化應(yīng)激對(duì)免疫系統(tǒng)的損傷來恢復(fù)受輻射小鼠的免疫功能[6]。Lin-Na Liu等采用唐古特大黃多糖飼喂小鼠并采用γ射線輻射，發(fā)現(xiàn)與空白組相比，唐古特大黃多糖飼喂組小鼠脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)、碳廓清指數(shù)、巨噬細(xì)胞吞噬功能、淋巴細(xì)胞增殖能力、血清溶血素生成值以及NK細(xì)胞活性均有顯著升高[7]。此外，現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)青稞多糖、當(dāng)歸多糖等活性多糖均可顯著提高免疫細(xì)胞對(duì)輻射的抗性，促進(jìn)輻射損傷細(xì)胞的恢復(fù)和修復(fù)。

2.3 保護(hù)造血系統(tǒng)

造血系統(tǒng)是又一對(duì)電離輻射高敏感的生理系統(tǒng)。造血干細(xì)胞和骨髓幼稚細(xì)胞是電離輻射攻擊的主要靶點(diǎn)，電離輻射對(duì)造血系統(tǒng)的損傷可引起造血微循環(huán)障礙，減少外周血白細(xì)胞，繼而引起生物體出血、感染、發(fā)炎等一些綜合癥。而植物多糖能夠促進(jìn)造血細(xì)胞的分化和增值，從而改善造血微循環(huán)，促進(jìn)造血系統(tǒng)的恢復(fù)，繼而提高集體的輻射防護(hù)能力。

胡名柏等研究發(fā)現(xiàn)豬苓多糖能夠顯著促進(jìn)60Co射線輻照小鼠的免疫系統(tǒng)和造血系統(tǒng)損傷的恢復(fù)，主要表現(xiàn)在可促進(jìn)造血細(xì)胞的增值和分化，提高外周血白細(xì)胞、骨髓有核細(xì)胞、NK細(xì)胞的的活性及脾指數(shù)[8]。Zhang HQ等研究發(fā)現(xiàn)螺旋藻多糖能夠顯著提高60Co射線輻照小鼠和狗有核細(xì)胞和骨髓的DNA的水平，且能顯著提高血液中增加紅細(xì)胞，白細(xì)胞的水平[9]。何曉莉等通過對(duì)4Gy劑量輻照小鼠喂食當(dāng)歸多糖研究發(fā)現(xiàn)，喂食2mg/kg和8mg/kg當(dāng)歸多糖組均能顯著提高外周血WBC、RBC、PLT及BMNC計(jì)數(shù)，且可增加骨髓腔內(nèi)造血細(xì)胞數(shù)量，降低G0/G1期細(xì)胞比例以及細(xì)胞凋亡率[10]?，F(xiàn)有研究還發(fā)現(xiàn)豬苓多糖、半葉馬尾藻多糖等均對(duì)輻射小鼠的骨髓有核細(xì)胞數(shù)、白細(xì)胞數(shù)、脾指數(shù)和胸腺指數(shù)等具有一定的保護(hù)和修復(fù)作用，即其能夠?qū)椛鋼p傷的造血系統(tǒng)起到一定的修復(fù)和恢復(fù)作用。

2.4 抗氧化作用

電離射線可激發(fā)生物體內(nèi)水分子電離產(chǎn)生·OH、O2-、H2O2、NO等自由基分子，而過量的自由基不僅能夠與機(jī)體的生物大分子作用，從而利用其具有的強(qiáng)氧化性活潑自由基能引起生物大分子的結(jié)構(gòu)與功能的改變，更能夠減低生物體內(nèi)內(nèi)SOD、GSH-Px、CAT等生物酶類活性，從而誘導(dǎo)產(chǎn)生高濃度的脂質(zhì)過氧化物，對(duì)機(jī)體細(xì)胞的正常生理功能造成影響。

研究發(fā)現(xiàn)，植物多糖能夠有效清除生物體的過量自由基，從而對(duì)生物體的生理健康產(chǎn)生積極影響。江雪等研究發(fā)現(xiàn)紫甘薯多糖可顯著提高輻照小鼠血清中SOD、CAT活性，對(duì)抗輻照小鼠肝、腎組織中抗氧化酶SOD、GSH-Px和CAT的抑制作用，并可顯著降低其中MDA的含量，即紫甘薯多糖可夠清除小鼠體內(nèi)能夠因輻射過氧化反應(yīng)產(chǎn)生的自由基，從而對(duì)機(jī)體的抗氧化酶起到一定的保護(hù)作用[11]。Renjie Xua等研究發(fā)現(xiàn)從茶樹花中提取的多糖組分具有顯著的抗氧化和抗腫瘤細(xì)胞生長的活性，其能顯著防止血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶水平的提高，降低丙二醛的形成[12]。此外，玉米花粉多糖、沙棗多糖、枸杞多糖、蘆薈多糖等均能夠顯著降低輻射引起的氧化損傷，提高機(jī)體SOD、GSH-Px活力，降低組織中MDA含量，抑制脂質(zhì)過氧化反應(yīng)進(jìn)行。

2.5 其他防護(hù)作用

作為植物體內(nèi)最為重要的一種活性大分子物質(zhì)，植物多糖還具有明顯的抗衰老、抗炎、抗病毒、抗腫瘤等一系列生理作用。例如紫菜多糖、三七多糖、篤斯越桔多糖等均作為本領(lǐng)域研究較為熱點(diǎn)的天然活性多糖，其均具有較好的防輻射、抗衰老、抗炎、抗病毒、抗腫瘤等優(yōu)良的生理活性。

3 總結(jié)及展望

隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，人類接觸電離射線的機(jī)會(huì)越來越多，對(duì)電離輻射損傷的防護(hù)和修復(fù)也越來越引起人類的重視。相比于合成類化學(xué)防護(hù)劑，以植物多糖為代表的天然輻射防護(hù)劑具有低毒性、天然性、人體適應(yīng)性好、不良反應(yīng)少、價(jià)格低廉等多種優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)階段研究發(fā)現(xiàn)，植物多糖能夠減少電離輻射對(duì)DNA造成的直接或間接損傷，且可通過對(duì)造血系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)的保護(hù)，減少造血干細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的損傷，進(jìn)而改善和修復(fù)機(jī)體造血微環(huán)境和免疫系統(tǒng)的輻射損傷，此外，植物多糖還具有抗氧化、抗衰老、抗炎、抗病毒等多種生物活性作用。雖然，對(duì)于天然植物多糖的生物活性和抗輻射活性研究較為廣泛，但是，對(duì)于植物多糖的構(gòu)造及其抗輻射活性靶點(diǎn)、活性機(jī)制等研究還較少。因此，若想進(jìn)一步植物多糖的利用率，研制有特異電離輻射防護(hù)功能的植物多糖類高效輻射防護(hù)劑，仍需要在接下來對(duì)植物多糖進(jìn)行更為深入的研究和探索。

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收稿日期：2014-12-20

作者簡(jiǎn)介：張浩（1987—），男，漢族，山東萊蕪人，碩士研究生，現(xiàn)主要從事食品領(lǐng)域?qū)＠芯俊?/p>