专家论文《灵芝的化学成分和药理作用》

灵芝的化学成分和药理作用

张晓云     杨春清

( 中国协和医科大学 中国医学科学院药用植物研究所   北京   100094)

摘要   灵芝含有多糖、三萜类、核苷、甾醇、生物碱、氨基酸、微量元素等多种化学成分, 具有抗肿瘤、保肝、调节免疫、抗衰老等生物活性。综述了近年来对灵芝的化学成分、药理作用等的研究进展。

关键词   灵芝 灵芝属 灵芝多糖 灵芝酸 抗肿瘤  调节免疫

灵芝 Ganodermalucidum( Leyss. exFr. )Karst.( 英文名为  Reishimushroom)又称瑞草、灵芝草, 日本人称为万年茸, 是灵芝属药、食两用真菌，世界各地均有分布, 以热带和亚热带地区为多。在我国,灵芝药用已有2000年的历史, 其子实体、孢子粉、菌丝体均可入药。在《神农本草经》中, 记载着赤芝、黑芝、白芝、黄芝、紫芝等几种灵芝的功效。大量药理研究表明, 灵芝具有调节免疫、保肝、抗瘤、抗衰老、提高机体耐缺氧能力等活性。

1、化学成分

灵芝的化学成分复杂, 从该属真菌中已分离得到灵芝多糖、三萜类化合物、核苷、氨基酸、甾醇、生物碱等多种成分。

1. 1  灵芝多糖

灵芝中的多糖主要有BN3B1、BN3B3、BN3B4、NB3B5[1] 、BN3C1、BN3C3、GLA2、GLA4、GLA6、GLA8、GLB2、GLB3、GLB4、GLB6、GLB7、GLB9、GLB10、GLC2[2] 、TGLB1、TGLB8、TGLB10 [3] 、GLSP1、GLSP2、GLSP3、TGLP-2、TGLP-3、TGLP-6、TGLP-7 [4] 。灵芝多糖一般由D-葡萄糖、D-半乳糖、D-甘露糖、D-木糖、L-岩藻糖、L-鼠李糖、L-阿拉伯糖等单糖组成[5]。   1983年,  Usui等从树舌灵芝G.applanatum中分离出2种异质半乳糖,一种由 A-( 1→6)-D-吡喃半乳糖基组成的主链,其中约50%糖残基在O-2位置上被A-L-岩藻糖取代为侧链; 另一种约50%糖残基被 3-O-A-D-吡喃甘露糖基-L-吡喃岩藻糖基或A-L-岩藻糖基取代为侧链, 而且部分被乙酰化。1975年, Miyaki等从灵芝子实体中得到水溶性多糖, 经鉴定为阿拉伯糖-木糖-葡聚糖,子实体用NaOH 提取的杂多糖,  由 D-岩藻糖、D-木糖、D-甘露糖组成。 据报道, Ogawa等从紫芝G.japon-icum子实体中提取的碱溶性多糖,为B-(1→3)-D-吡喃葡聚糖,Saito等从灵芝子实体碱性提取物中分得的酸性多糖GLA是由D-葡萄糖和D-葡萄糖醛酸以 B-(1→3) 糖苷链相连的[6,7]  。罗等 [7]从灵芝中分离得到的水溶性多糖由D-葡萄糖、D-甘露糖、D-木糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖和 L-鼠李糖组成。  Sone[ 8]等用水和碱从灵芝子实体中提取出几种不同支链的水不溶性杂多糖。

1.2 三萜类化合物

从灵芝中分离到的另一种具有药理活性的化学成分是三萜类化合物, 是灵芝中的主要苦味成分。 目前分离到的三萜类大约有130 种, 多数为高度氧化的羊毛甾烷衍生物。 已分离得到的三萜类化合物包括灵芝酸 A、B、C、D、E、G、I、L、Ma、Mb、Mc、Md、Mg; 赤芝酸 A、B、C、D、E、F、O; 灵芝内酯、灵芝酸 DM [ 3, 7-二氧化-8,24-( E) -二烯-羊毛甾-26- 酸][9]、灵芝酸 E( 3, 7, 11, 15, 23-五氧化-5A-羊毛甾-8-烯-26-酸)[ 10]、tsuagric acid A (3A-乙酰氧基-5A-羊毛甾-8, 24-二烯-21-酸)[11] 、tsuagric acid  B (3A-乙酰氧基 -16A-羟基-24 N-甲基-5A-羊毛甾-8, 25-二烯-21-酸) 、  ganoderma acid A (12B-乙酰氧基-3B、15B-二羟基-7、11、23-三氧化-5A-羊毛 甾-8-烯-26-酸)[ 12]、lucidenic acid O[ 13]。

1.3  核苷类和生物碱类化合物

灵芝中含有腺嘌呤核苷、尿嘌呤核苷、灵芝苷、腺嘌呤、尿嘌呤、灵芝嘌呤 (ganoderpurine)[14]；胆碱、甜菜碱 (betaine) 、灵芝碱甲(ganoine) 、灵芝碱乙(ganodine) 、烟酸等化合物[15] 。

1. 4  甾醇类化合物

灵芝中甾醇含量较高,已经分到的甾醇类化合物有近20 种, 其骨架分为麦角甾醇和胆甾醇2种类型。从灵芝孢子粉和薄盖灵芝G. capense发酵菌丝体中分离得到的甾醇类有: 麦角甾醇、麦角甾醇棕榈酸酯、5A-豆甾烷-3, 6-二酮、B-谷甾醇、麦角甾-7, 22-二烯-3-酮、麦角甾-7, 22-二烯-3B-醇、麦角甾-7, 22-二烯-3B,5A, 6B-三醇、麦角甾-7, 22-二烯-3B, 5A, 6A-三醇、麦角甾-7,9, 22-三烯-3B, 5A, 6A-三醇和麦角甾-4, 6, 8( 14) ,22-四烯-3-醇[15] 。

1. 5  氨基酸和多肽类

灵芝中含有丰富的氨基酸, 如天门冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、赖氨酸、鸟氨酸、脯氨酸、丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏氨酸、酪氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸、羟脯氨酸、组氨酸、蛋氨酸等,还有多种酶[16] 。

1.6  微量元素及其他成分

灵芝中含有多种微量元素, 如钼、锌、镉、钴、镍、锰、铁、磷、硼、镁、钙、铜、锗等,灵芝中含有丰富的有机锗和硒。灵芝中还含有维生素C与E、胡萝卜素、呋喃类、油脂类等成分。

2药理作用

2.1  调节免疫

灵芝多糖具有广泛的免疫调节活性, 能提高机体免疫活性。实验证明,大多数具有生理活性的灵芝多糖是 B-D-葡聚糖[17]。

灵芝多糖提取物能提高癌症晚期病人的免疫功能。肺癌病人、乳腺癌病人、肝癌病人、前列腺癌患者、膀胱癌患者和脑癌患者,用灵芝多糖治疗两周后, 发现原生质中IL-2、IL-6和IFN-C的浓度有显著提高,NK细胞活性增强, 而IL-1和TNF-A的水平明显下降[18]。灵芝多糖能增强免疫应答, 通过激活磷脂酰肌醇-3 激酶途径抑制嗜中性粒细胞自发性凋亡而达到抗癌效果; 通过促分裂原活化蛋白激酶 ( MAPK) 和蛋白激酶C(PKC) 途径, 灵芝多糖能刺激嗜中性粒细胞的吞噬作用和趋化性[19] 。研究表明,用灵芝多糖处理的条件培养液培养的单核细胞能诱导HL-60和U937白血病细胞程序性凋亡, 灵芝多糖直接刺激人单核巨噬细胞产生IL-1B、TNF-A和IL-6, 刺激T淋巴细胞产生IFN-C, 这些细胞因子能抑制人白血病细胞克隆[20]。从灵芝子实体中得到的一种蛋白聚糖(糖类与蛋白质的比例为11.5∶1), 此组分能刺激B淋巴细胞增殖与激活,诱导 IL-2因子分泌, 增强B细胞中PKCA、PKCC 的表达[21]。灵芝多糖能直接或间接激活 T 细胞、B 细胞、巨噬细胞、NK细胞等免疫细胞, 促进未纯化脾细胞在体外增殖,增强DNA聚合酶A的活性及促进白细胞介素分泌从而实现其免疫功能。B-D-葡聚糖通过与补体受体 CR3、AMB2 整合蛋白、CD11b/ CD18 结合而激活免疫效应细胞(淋巴细胞、巨噬细胞和NK细胞) ,引起细胞因子按一定顺序产生[19]。

2. 2  抗肿瘤

Jiang等[22] 在灵芝子实体实验中发现通过修饰Akt/NF-JB信号,灵芝能抑制乳腺癌细胞MDA-MD-231的生长, 通过抑制NF-JB来抑制乳腺癌的浸润, 抑制癌细胞增殖,Akt/NF-JB信号的负调节作用抑制 Akt分子中第473位上丝氨酸磷酸化,对Akt表达负调节,通过 NF-JB对细胞周期蛋白D1的负调节作用,使肿瘤细胞停滞在G0G1期。

从1971年至1989年, 国外学者从灵芝、紫芝、树舌、铁杉灵芝G.tsugae及其他几种灵芝属真菌中分离得到100多种灵芝多糖, 其中有4种多糖有强烈抗肿瘤活性,以B-(1,3)糖苷键为主链,其抗癌活性与B-(1, 6)为支链的分支度有关。

从灵芝孢子中分离出来的三萜类化合物对小鼠肉瘤Meth-A和lewis肺癌细胞有细胞毒活性, 提取的化合物lucidimolsA和B、灵芝萜酮二醇(ga-nodermanondiol)、灵芝醇(ganoderol) F和灵芝萜酮三醇(ganodermanontriol)对这两种肿瘤细胞都有细胞毒活性,而 ganodermanol、灵芝萜烯二醇(ganodermadiol) 和aldehyde、lucilaldehydeB和C对小鼠LLCMeth-A、S180 和人乳腺癌细胞 T-47D有细胞毒活性[23]。灵芝孢子的乙醇提取物经硅胶层析分离得到的三萜类能抑制HeLa细胞生长,使细胞分裂停留在G1期,这些提取物能明显降低细胞外钙的水平,三萜类能抑制Ras癌蛋白并抑制癌细胞的转化[24]。灵芝子实体三萜类组分给小鼠灌胃后,能抑制脾外移植的lewis肺癌细胞的生长, 还能阻止转移的肿瘤细胞浸润到脾和肝脏 [25] 。灵芝乙醇提取物能抑制人乳腺癌细胞P21/Waf-1 的正调节作用和细胞周期蛋白D1的负调节作用,从而使cdk4失活, RB去磷酸化,这一系列变化使转录因子E2F失活,乙醇提取物还能诱导乳腺癌细胞凋亡。

Hu等[26]研究了灵芝乙醇提取物作用于MCF-7细胞的抗癌效应,发现在一定剂量和时间下灵芝乙醇提取物能抑制细胞增殖,凋亡蛋白  Bax的正调节作用能诱导MCF-7程序性凋亡。从萌发的灵芝孢子中提取的脂类能抑制鼠肝癌细胞、S180 肿瘤细胞和小鼠网织红细胞中肿瘤细胞的生长[27] 。

2. 3   抗病毒

实验表明,灵芝中的蛋白多糖有抗病毒活性,与酸结合的灵芝多糖 (APBP)有抗疱疹病毒(HSV)-1和HSV-2的活性[28] ;灵芝三萜类化合物还能抗HIV,在MF-4细胞中,灵芝醇F和灵芝萜酮三醇抑制HIV-1的致病作用, ganolucidicacid-A、灵芝萜酮二醇、灵芝萜酮三醇、lucidimol-B和灵芝酸B明显抑制HIV-1蛋白水解酶的活性,使HIV-1增殖受阻[25] 。

2. 4   抗衰老、抗氧化

用甲醇萃取灵芝可以得到酚类化合物,其具有抗氧化作用,能抑制脂类的过氧化,在休眠的孢子萌发时,该活性大大增强。灵芝氨基多糖G009能抑制活性氧对DNA的氧化损伤,抑制铁诱导的脂类过氧化作用。

2. 5   保肝

在胆汁梗阻引起小鼠肝硬化的实验中,灵芝蛋白多糖能降低血清中天冬氨酸转移酶、丙氨酸转移酶、碱性磷酸酶和总胆红素的含量,同时能改善胶原蛋白和肝细胞的组织形态[28]。另有实验表明,灵芝多糖通过激活解毒酶谷胱甘肽-S-转移酶 ( GST) 介导正常小鼠肝细胞的化学防护作用,GST的活性可能与灵芝糖蛋白中蛋白质的含量有关。免疫组织化学研究表明,灵芝多糖抑制一氧化氮合成酶的表达,通过抑制NO产生而保护肝脏[22] 。在体内,用芽孢杆菌、结核菌感染小鼠, 用灵芝多糖治疗能减轻中央静脉周围肝小叶出血和组织坏死,减轻淋巴细胞的炎症浸润[29]。

2. 6   提高耐缺氧能力

灵芝多糖能保护小鼠大脑神经元免受低氧的伤害,剂量为1、100 Lg/ mL 时能增加神经元在低氧条件下的存活力, 大大降低malondialdehede含量和活性氧种的水平, 并增加锰超氧化物歧化酶(Mn-SOD)活性, 使NF-JB的定位作用受阻[ 30]。

2.7   其他药理活性

灵芝子实体多糖能抑制四氧嘧啶诱导的NF-JB的活性, 保护胰腺 B细胞免受伤害[ 31]。灵芝能降低血液黏度, 增加心肌收缩力, 增加冠状动脉血流量和心输出量, 改善心律。实验证明灵芝酸 S能改变人血小板的信号途径, 

抑制肌球蛋白轻链和普列克底物蛋白中钙转移和磷酸化,通过使磷脂酶C途径失活抑制血小板对凝血烷A应答[26]。灵芝还可以抗放射线和有毒化学物质对机体的损害, 具有镇静、镇痛作用,延长睡眠时间、改善睡眠质量,能平喘、止咳、祛痰及治疗慢性气管炎等。

3  结语

灵芝作为我国传统的名贵滋补中药, 受到国内外的普遍关注。在灵芝的多种成分中,起主要作用的是灵芝多糖和三萜类化合物,《中国药典》中以灵芝多糖含量的高低来评价灵芝质量的好坏,在日本则以灵芝酸含量的高低来控制灵芝的质量。灵芝有机锗作为一种抗癌的活性物质也日益受到人们的重视。然而, 野生灵芝资源有限,人工栽培的灵芝由于产地、栽培技术、采收条件等的差异,导致市场上的灵芝产品良莠不齐。因此,如何制定一个合理的标准来控制灵芝的质量也是一个值得探讨的问题。

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(2005-09-03  收稿)

刊载于《国外医药·植物药分册》       2006 年第 21 卷第 4 期152-154页