Introduction

饮食是人类生活的基本活动，也是所有人群风险的重要决定因素。多糖作为膳食中的重要成分，被发现具有多种生物活性，在生物化学和医学领域引起了广泛的学术关注，具有广阔的发展前景。更重要的是，越来越多的研究发现多糖对代谢性疾病具有低毒高效的作用。

代谢异常是严重健康问题(如肥胖、糖尿病和癌症)的核心，这不仅缩短了我们的预期寿命，而且对社会造成了巨大的损失。与此同时，现代人类社会充斥着大量的慢性疾病，其中代谢紊乱在其发生和发展中起着关键作用。数百年来，人们发现传统饮食和药物的成分可以改善代谢性疾病，多糖是其中被广泛研究的成分。研究主要集中在多糖调节血糖、血脂、免疫和抗癌等方面。在检索多糖的过程中，根据多糖化学结构的变化发现多糖治疗的靶点各不相同。

虽然有关多糖的研究迅速增加，但缺乏系统的总结。本文重点介绍了生物活性多糖的作用，并以其他生物为例，阐明了生物活性多糖对代谢的影响。

图1 不同疾病中多糖的调节作用

Results and Discussion

生物活性多糖

生物活性多糖的来源

根据电荷的不同，多糖可分为离子多糖和非离子多糖。非离子多糖包括葡聚糖、淀粉和纤维素；离子多糖又分为阳离子多糖（壳聚糖、甲壳素）和阴离子多糖（透明质酸、褐藻酸、肝素）。根据化学成分，多糖可分为葡聚糖、葡甘露聚糖、木葡聚糖、阿拉伯木聚糖和果胶。根据膳食来源，多糖也可分为植物多糖、动物源多糖和微生物多糖。大多数植物多糖来源于高等植物的根和果实，它们也可以从藻类和地衣中分离出来。植物多糖由于其低毒性和在水中的溶解性而受到越来越多的关注。目前，对动物源性多糖的研究主要集中在海洋动物上。哺乳动物制备的多糖药物可能受到病原体污染；因此，关于哺乳动物多糖的研究很少。近年来，对微生物多糖的研究主要集中在真菌上，尤其是具有药食同源性的蘑菇。

生物活性多糖的化学结构

最近的证据表明，多糖的结构可分为四个等级，其中一级结构称为一级结构，三级结构和四元结构统称为多糖的高级结构，这两种结构都直接决定了多糖的生物活性。由于多糖（尤其是异糖）结构的复杂性，很难通过一种或多种方法解析多糖的一级结构，必须结合大量的化学分析和现代仪器分析方法进行综合分析。海洋生物中的生物活性多糖以藻类为例。提取的海藻酸盐的化学成分因不同的藻类种类、使用的部分藻类、季节变化和海洋环境条件而异。藻酸盐是棕色海藻的结构成分，也是以线性形式连接的（1,4）-连接的β-D-甘露糖醛酸和α-L-古洛糖醛酸的共聚物。植物中的生物活性多糖以枸杞为例。迄今为止，从枸杞果实中鉴定出的31 种多糖，主要含有9 种单糖，即木糖、葡萄糖、鼠李糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、果糖、岩藻糖和核糖。同时，它们也可能含有半乳糖醛酸、葡萄糖醛酸和氨基酸。与可以更准确地表征和“自下而上”合成的蛋白质不同，多糖通常很难表征出精确的结构。从这些方面来看，建立一个关于多糖的系统研究既有趣又具有挑战性。

多糖影响代谢性疾病

调节血糖

多糖在调节血糖方面越来越受到重视。多糖抗糖尿病作用的研究主要集中在以下几个方面。多糖的抗糖尿病作用主要集中在以下几个方面。首先，多糖、α-葡萄糖苷酶抑制剂通过抑制肠黏膜刷状边界上的α-葡萄苷酶来延迟碳水化合物的吸收，从而降低餐后高血糖。其次，多糖可以改善胰岛素抵抗，使肝脏代谢正常化，从而提高血糖水平。第三，也有人认为多糖可以保护β细胞，减少β细胞凋亡。生物活性多糖具有毒副作用小、安全性高、疗效好的特点，在治疗糖尿病方面取得了一定进展，并已在临床实践中得到应用。然而，由于多糖的制备和纯化技术有限，它们大多是多糖或糖蛋白的粗制剂，其作用机制尚不清楚，需要更多的研究来证明其作用机制。

改善血脂异常

高脂血症是动脉粥样硬化的主要原因。血液中长期的高胆固醇甘油三酯和血管壁上过量的脂质很容易被自由基氧化，形成脂质过氧化物，沉积在血管壁上，导致动脉粥样硬化。天然多糖具有降脂活性，可为开发降脂保健食品和药物提供良好的原料。研究开始集中在多糖的降脂活性和机制上，但还不完善，还有一些问题需要解决。多糖的降脂研究主要基于动物模型和人体饮食实验，缺乏长期疗效和毒性观察。有必要进行安全性和毒理学研究。有必要进一步研究天然多糖，以实现其在保健食品工业和生物医学领域的重要价值。

抗肿瘤活性

大量研究表明，多糖可以通过以下机制抑制肿瘤生长：（1）防止肿瘤发生；（2） 与化疗药物联合使用，增强免疫活性；（3） 直接抗肿瘤活性，如诱导肿瘤细胞凋亡；（4） 抑制肿瘤转移。目前，多糖的抗肿瘤研究主要集中在抗肿瘤活性和机制上，很少有研究关注多糖的构效关系和吸收代谢。仍有一些问题亟待解决。对多糖直接抗肿瘤机制的研究主要集中在信号通路和细胞凋亡诱导方面，更多的研究应关注多糖的构效关系，尤其是更高结构对其活性的影响。最后，关于多糖的吸收和代谢的研究很少，多糖中间代谢产物的动态跟踪可能对抗癌药物的开发具有重要意义（表1）。

表1 天然多糖的生物活性作用

Conclusion

多糖作为一种毒性低、生物相容性好的活性物质，越来越受到人们的关注。大部分文献报道了多糖提取工艺的优化和药理活性的研究。研究多糖的活性片段和活性片段与多糖的关系，有利于研究复杂的多糖结构，对揭示多糖结构与功能的关系具有重要意义，对阐明体内多糖吸收分布、代谢途径和作用机制的动态变化具有重要价值。近年来，对多糖的研究发展迅速，其药理研究也日益广泛和深入。应用微生物发酵、酶和植物细胞培养等生物学方法来完成活性多糖的提取、分离、结构修饰和合成已显示出明显的优势。随着新科技的更新，不同的提取条件可以改进多糖的提取纯化工艺，并发明提纯多糖的新设备和新材料，提高植物多糖的提取效率，为植物多糖产品的试制和生产奠定了坚实的基础。

但总体而言，多数仍处于实验室阶段，作用机制尚不明确。为了使更多天然产物多糖应用于临床，需要加强多糖生物学的基础研究。随着天然多糖的开发和应用，其作用机制以及药理功能与结构的关系将随着研究的深入而进一步阐明。

作者简介

第一作者

石如玉，女，药学专业硕士研究生，毕业于内蒙古科技大学包头医学院，主要研究方向为天然产物活性物质作用机制。在国内外期刊公开发表学术论文2篇，其中SCI收录1篇。

通信作者

吕丽娟，女，博士，副教授。近年来主要从事中药药效物质基础研究、中药资源开发与利用、中药品质评价等。主持国家自然科学基金青年项目1项，国家自然科学基金专项项目1项，天津市应用基础与前沿技术研究计划项目1项。在国内外期刊公开发表学术论文30余篇。授权发明专利1件。