文/华中农业大学陈昌福,武汉科研时代生物技术有限公司 周鑫军
正文/5702字
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陈昌福有话说
甘草属于名贵的中药材之一,其中含有的甘草酸为有效成分。国内、外对甘草酸的免疫生物学特性已经积累了大量的研究成果,甘草酸作为水产养殖动物的免疫调节剂,也已经有了较多的研究结果。
当前,水产养殖动物的各种传染性疾病,均呈现出发病急、传染快、病程短、死亡率高的共同特点。因此,对于已经患病的水产养殖动物,采用药物治疗的措施已经难以获得良好的疗效,我国的水产养殖现实情景也已经反复证明的确是存在诸多困难的。对于水产养殖动物的疾病,我国制定的方针就是“以防为主、访重于治”,这也是国内、外水产养殖业者关于防控水产动物疾病的共同认知与采取的对策。
预防水产养殖动物疾病主要有两条途径:一是调节与稳定水产养殖动物自身的免疫防御功能;二是科学管理养殖水体的水质环境,目的是避免水体环境中理化因子剧烈变化对水产养殖动物造成应激性刺激。
甘草酸作为水产养殖动物的免疫调节剂,是在国内、外的水产养殖动物中应用研究的较多,在水产养殖动物中实际应用效果较好的物质。关于甘草酸免疫生物学特性已经积累的系统技术资料,对于预防我国水产养殖动物的传染性疾病将是有一定指导作用的。
撰写这篇小文章的目的,旨在帮助广大的水产养殖业者正确地选用甘草酸,通过调节与稳定水产养殖动物自身的免疫防御功能,实现预防水产养殖动物疾病的目的。
甘草酸的生物学特性及其在
水产动物疾病预防中的应用
摘要:本文内容是简要地介绍了我国对甘草(
Glycyrrhiza glabra)的应用研究历史的基础上,陈述了国内、外对甘草酸(Glycyrrhizin)的免疫生物学特性、以及将甘草酸作为水产养殖动物的免疫调节剂(immunomodulator),用于养殖鱼类传染性疾病预防中的研究状况。旨在帮助我国广大水产养殖业者,科学地利用甘草酸预防水产养殖动物的各种传染性疾病,确保我国水产养殖业朝着健康、绿色和可持续的方向快速发展。
关键词:甘草;甘草酸;免疫预防;生物学特性;水产养殖动物
甘草(
Glycyrrhiza glabra)是我国的名贵中草药之一,甘草在中国医药中的利用历史可以追溯到千年之前。
早在先秦时期,甘草在《诗经·小雅·鹿鸣》中被记为“芩”;在《神农本草经》一书中也是将甘草列为上品,有比较详细地记述:“甘草,味甘,平。主五脏六腑寒热邪气,坚筋骨,长肌肉,倍力,金创肿,解毒。久服轻身延年。”
至汉唐时期,在张仲景所著的医学经典《伤寒论》一书中,甘草的应用非常广泛,记载着甘草主要功效包括调和诸药、缓急止痛、清热解毒、补脾益气等;在张仲景所著的《金匮要略》一书中,记载着甘草可用于调和药性、缓解疾病症状,广泛地用于多种方剂中,并且强调了使用甘草时应该注意的用药剂量和配伍问题。
由唐代苏敬等人编撰的药物学著作《新修本草》一书中,比较全面地总结了甘草的药用价值,甘草具有补脾益气、清热解毒、祛痰止咳、缓急止痛、调和诸药等药用功效。在中医临床中应用广泛,常作为配伍药物使用,以增强药物疗效或减少其他药物的副作用。正是《新修本草》一书,对甘草的记载内容为我国中医药学的发展奠定了重要基础。
在宋代太医局编撰的《太平惠民和剂局方》一书中,甘草的应用很广泛,体现了甘草在中医药中的重要地位。甘草的多效性使其成为许多方剂中不可或缺的组成部分,具有重要的临床应用价值。
由宋代寇宗奭所编著《本草衍义》一书中,甘草被用于多种方剂,以调和药性、增强疗效。宋代在甘草的炮制方法,如炙甘草技术已经逐渐地成熟起来。
历史进入明清时期,在明代李时珍所著的药物学巨著《本草纲目》一书中,详细地记载了甘草的性味、归经及多种应用方法。甘草在被视为常用且重要的药材,广泛地应用于多种病症的治疗和多个方剂的药物配伍中。
在现代药学研究中,研究者们先后对甘草的有效成分进行了系统研究。在1937年,由日本化学家朝比奈泰彦(Asahina Yasuhiko)通过系统的化学结构研究,成功地解析了甘草酸(Glycyrrhizin)的结构,证实了甘草酸是由甘草次酸(glycyrrhetinic acid)和两分子葡萄糖醛酸(glucuronic acid)组成的。这一发现为后续甘草酸的免疫生物学特性研究和应用奠定了基础。
1.甘草酸的免疫生物学活性
1.1抗炎作用
有研究结果证实,甘草酸进入实验动物体内后,可以通过抑制环氧合酶(cyclooxygenase,COX)和脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)的活性,减少前列腺素和白三烯的生成,从而发挥其抗炎作用。此外,甘草酸还能抑制NF-κB信号通路,降低炎症因子的表达。
1.2免疫调节
甘草酸能调节实验动物巨噬细胞(macrophage)的吞噬活性,促进淋巴细胞增殖,调节Th1/Th2平衡,改善动物的免疫防御功能。甘草酸常被作为免疫调节剂(immunomodulator)用于预防各种养殖动物的传染性疾病。
1.3抗病毒作用
甘草酸对多种病毒,如对人类免疫缺陷病毒(human immunodeficiency virus,HIV)、单纯疱疹病毒(herpes simplex virus,HSV)、流感病毒(influenza virus)以及危害异育银鲫(
Carassius auratus gibelio)的鲤疱疹病毒Ⅱ型(Cyprinid herpesvirus 2,CyHV-2)等具有抑制作用。主要抗病毒机制是通过阻断病毒与宿主细胞的结合,抑制病毒的复制。
1.4抗氧化作用
甘草酸通过清除动物体内的自由基(free radical),抑制脂质过氧化,保护细胞免受氧化损伤,并增强抗氧化酶的活性。
1.5抗肿瘤作用
甘草酸在动物机体内通过诱导肿瘤细胞凋亡、抑制血管生成和调节信号通路(如PI3K/AKT和MAPK),抑制肿瘤细胞的生长和转移。
1.6肝脏保护
实验结果证明,甘草酸能减轻实验动物的肝损伤,促进肝细胞再生,抑制肝组织纤维化。因此,常将其用于治疗人体与养殖动物的肝炎和肝硬化。
1.7抗过敏作用
甘草酸通过抑制动物机体内组胺(histamine)释放和免疫球蛋白E(immunoglobulin E,IgE)产生,减轻机体对抗原性物质的过敏反应(allergic reaction),常用于治疗人体和养殖动物的过敏性皮炎和哮喘。
1.8抗溃疡作用
甘草酸通过促进人体和养殖动物胃黏膜细胞再生,增加黏液分泌,抑制胃酸分泌,保护胃黏膜,常用于治疗消化性溃疡。
1.9激素样作用
甘草酸的结构与肾上腺皮质激素(adrenocorticosteroids)相似,具有轻度激素样作用,可用于治疗肾上腺皮质功能不全。
1.10抗糖尿病作用
甘草酸通过增强胰岛素(insulin)敏感性,改善糖代谢,降低血糖水平,对糖尿病及其并发症有一定疗效。
综上所述,迄今为止在国内、外对甘草酸完成的大量药理学研究结果已经证明,甘草酸具有广泛的免疫生物学活性,尤其是在抗炎、免疫调节、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、肝脏保护、抗过敏、抗溃疡、激素样作用和抗糖尿病等方面,具有显著药理学功效。因此,甘草酸已经在医药和保健品领域得到广泛应用。将其作为各种养殖动物的免疫调节剂,在免疫预防养殖动物传染性疾病中,也将显示出广阔的应用前景与良好的药用效果。
2.甘草酸在水产养殖动物疾病预防中的研究状况
在国内、外已经有研究者将甘草酸作为养殖鱼类的免疫调节剂,研究了甘草酸对不同养殖鱼类免疫系统的免疫防御功能的调节作用,并且观察了对不同种类致病性生物感染养殖鱼类的预防效果。
2.1抗菌作用
日本学者伊丹等(1985)在五条鰤(
Seriola quinqueradiata)的饲料中,按照每千克饲料添加100.0~500.0mg甘草酸的剂量,连续投喂平均体重150.0g的五条鰤28d后,采用海豚链球菌(
Streptococcus iniae)注射感染供试五条鰤。结果证明与未投喂甘草酸的对照组五条鰤相比,投喂甘草酸的五条鰤均获得了很好的免疫防御功能。河源等(1986)采用相似的试验方法,在黑鲷(
Acanthopagrus schlegelii)的饲料中,按照每千克饲料添加300.0~600.0mg甘草酸的剂量,连续投喂平均体重200.0g的黑鲷21d后,采用钢丝球擦伤供试黑鲷体表后,浸泡感染副溶血弧菌(
Vibrio parahaemolyticus)的方法,比较观察了试验与对照黑鲷抗感染的功能的变化状况。结果证明投喂甘草酸的供试黑鲷,在感染致病菌后的成活率显著地高于未投喂甘草酸的对照组黑鲷
2.2抗病毒作用
日本学者西村等(1991)在虹鳟(
Oncorhynchus mykiss)的饲料中,按照每千克饲料添加500.0~1000.0mg甘草酸的剂量,连续投喂平均体重330.0g的虹鳟25d后,采用传染性造血器官坏死病毒(infectious hematopoietic necrosis virus,IHNV)注射感染供试虹鳟,结果证明与未投喂甘草酸的对照组虹鳟相比,投喂甘草酸的虹鳟对IHNV的感染获得了很好的免疫防御功能。Costerton
et al.(1986)采用注射的试验方法,对每尾体重120.0g的大西洋鲑(
Salmo salar)注射含有50.0~100.0mg的甘草酸溶液,并连续饲养14d后,采用定量注射病毒性出血性败血症病毒(viral hemorrhagic septicemia virus,VHSV)的方法,感染供试与对照组大西洋鲑。结果证明,注射了甘草酸的大西洋鲑的成活率显著高于尾注射甘草酸的对照组大西洋鲑
2.3免疫调节作用
Tanaka
et al.(1993)对采用平均体重55.0g的锦鲤(
Cyprinus carpio)作为试验鱼,连续投喂25d含有每千克饲料中添加500.0~1000.0mg甘草酸的饲料后,对供试锦鲤的部分非特异性免疫指标完成了测定。结果证明供试锦鲤血液中的吞噬细胞(phagocyte)、血清中溶菌酶(lysozyme)的活性均显著地上升了,血清中补体系统(complement system)的功能显著增强。由于供试鱼类的整体免疫防御功能提升了,在采用嗜水气单胞菌(
Aeromonas hydrophila)活菌攻毒后,结果证明个实验组供试锦鲤产生了较未投喂甘草酸的对照锦鲤更强的抗病力
2.4抗炎作用
谭万义等(1998)对平均体重120.0g的草鱼(
Ctenopharyngodon idella)鱼种,投喂每千克饲料中添加有250.0~500.0mg甘草酸的饲料,连续投喂21d后,人工注射豚鼠气单胞菌(
Aeromonas caviae)活菌后,观察了供试草鱼发病症状。对供试草鱼解剖观察的结果证明,甘草酸具有抗炎效果,能够减轻病原体感染草鱼后引发的炎症反应,保护供试草鱼肠道组织免受过度炎症损伤。
2.5甘草酸预防养殖鱼类疾病的应用方式
根据国内、外研究者利用甘草酸预防养殖鱼类疾病研究结果,所采用給药方法主要是将甘草酸按照一定的剂量,添加在养殖鱼类的饲料中,连续投喂供试鱼类21~28d的方法;也有研究者采用了注射和浸泡给药的方法。但是,从报告的实验研究结果可以看出,在口服、注射和浸泡3种给药途径中,以口服给药的方法比较适宜。因为口都甘草酸的方法具有操作方便、不会导致养殖鱼类受伤等优点。
以往的研究者虽然对于不用种类的养殖鱼类,给予的甘草酸剂量不尽相同。但是,对大多数养殖鱼类给予甘草酸的剂量,以每千克饲料中添加100.0~300.0mg的剂量较为适宜。
综上所述,甘草酸作为水产养殖动物的一种天然免疫调节剂,对于预防养殖鱼类传染性疾病具有广阔的应用前景。具有能减少抗微生物兽药的使用量,促进我国水产养殖业健康、绿色和可持续发展。未来的研究应进一步优化其应用方法,并开展长期安全性评估,以推动甘草酸等中草药有效成分在我国水产养殖动物疾病预防中的广泛应用。
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编辑:郑燕云
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