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编号:10497171
乌贼墨的药用研究概况
http://www.100md.com 《中国海洋药物》 2000年第5期
     作者:蔡祖花 王凤山

    单位:蔡祖花 王凤山(山东医科大学生化制药教研室,济南 250012)

    关键词:

    中国海洋药物000513 乌贼属于软体动物门头足纲乌贼目乌贼科,常见种类有:金乌贼(Sepia esculenta Hoyle,别名:乌鱼、墨鱼)、虎斑乌贼(Sepia pharaonis Ehrenberg,别名:花旗、花西、墨姆)、白斑乌贼(Sepia Latimanus Quoy et Gaimard, 别名:花斑墨)、拟目乌贼(Sepia Lycidas Gray、别名:眼墨、花鸡姆、墨公)、罗氏乌贼(Sepia robsoni Sasaki)、曼氏无针乌贼(Sepiella maindroni de Rochebrune,别名:日本无针乌贼、花拉子、麻乌贼、墨鱼、目鱼、疴血乌贼、血墨)等[1]。它们在中国近海的地理分布见表1。
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    表1 几种常见的乌贼在中国近海的地理分布[2] 种名

    渤海

    黄海

    东海

    南海

    金乌贼

    虎斑乌贼

    白斑乌贼

    拟目乌贼

    罗氏乌贼

    曼氏无针乌贼

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    乌贼墨存在于其墨囊内,在遇敌时喷出以保护自身安全。不同种类的乌贼墨的量不同,其干重的变化范围约为1~10g[2]。科学家们已对乌贼墨进行了一些研究,包括乌贼墨的基本理化性质、抗肿瘤作用及其机制、止血作用、升高白细胞作用、抗辐射作用等。本文就乌贼墨的药用研究概况加以综述。

    1 乌贼墨的理化性质

    乌贼墨汁是由肉眼看不见的黑色颗粒构成的粘稠的混悬液。每毫升中含200mg颗粒,即20%(W/V)。颗粒呈球形,上径变化较大,多数为120~180nm。颗粒有两层结构,高密度的内核和低密度的外壳,内核就是所谓的乌贼墨黑色素。乌贼墨的化学成分为黑色素和蛋白多糖复合体。黑色素是吲哚醌的聚合物,与蛋白结合或不与蛋白结合。Nicolaus等对纯化后的乌贼墨黑色素进行了分析,认为乌贼墨黑色素是吲哚-5,6-醌(Ⅰ)与2-羧基吲哚-5,6-醌(Ⅱ)的共聚物[3]
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    乌贼墨可溶于乙撑氯醇和二乙胺,不溶于水;对许多物理、化学处理,如加热、超声波处理耐受性极强;在有机溶剂,如酒精、乙醚、氯仿和强酸中仍保持颗粒状态。乌贼墨黑色素的化学性质也非常稳定,在许多液体介质中不溶,但可溶于碱性溶液,酸性环境下又产生沉淀[3]

    2 乌贼墨与章鱼墨的性质比较[4]

    乌贼目的乌贼有10腕,八腕目(Octopoda)鞘科(又叫章鱼科)的章鱼有8腕。它们不仅腕不同,外形也很不同。二者有一共同之处,都有黑色的墨囊。但其墨汁却有很大的不同,两者对比见表2。表2 乌贼墨与章鱼墨的性质对比

    乌贼墨

    章鱼墨

    主要成分触 感

, http://www.100md.com     生物学效应

    黑色素

    干;粘稠

    对入侵物释放,形成烟雾的效果。

    黑色素

    湿;滑漉

    对入侵物释放,形成烟雾的效果。

    麻痹鳝的嗅觉作用

    麻痹蟹的触觉作用

    生理作用

    防腐作用

    抗肿瘤作用
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    促进胃液分泌作用

    无生理作用

    3 乌贼墨的体内合成

    乌贼墨是由墨囊中的分泌腺合成,在墨囊中储存,遇敌时通过直肠经肛门喷出。墨囊是一个非常发达的直肠盲囊,位于内脏团的后腹侧,前端为一细长的管子,即墨囊管,在近肛门处与直肠相通,开口附近有两组环形的括约肌。因墨囊内储存的墨汁多少不定,故其形状和大小变化较大。对金乌贼而言,可重达50g。墨腺位于墨囊底部,构成墨囊壁的一部分。墨囊的腺体部分有两类上皮细胞:一类是柱状的典型的腺细胞,含有黑色素颗粒;另一类位于腺体的颈部,高柱状,极少或不含黑色素。乌贼墨的合成是从酪氨酸开始,生成多巴,直到合成真正的黑色素。

    墨腺中有非常细的白色纤维,纵横交错,集结着黑色、兰色、茶色、金色等各种色素,以及丰富的岩藻糖(Fuc)、葡萄糖醛酸(Ga1NAc)及半乳糖(GlcA)等各种糖转移酶的含量也很丰富。故该腺体是合成黑色素及蛋白多糖复合体的加工厂[4]
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    4 乌贼墨的抗肿瘤作用

    4.1 乌贼墨的抗肿瘤药理作用

    乌贼墨的药用价值最早始于止血。进入90年代以来,其抗肿瘤研究一度成为新的热点。乌贼墨的抗肿瘤作用最初是由日本青森产业技术中心和弘前大学发现的。乌贼墨中含有高效抗癌活性成分,经提取、分离和纯化,得到了一种全新结构的粘多糖,这种粘多糖与蛋白分子相连,构成一种比较复杂的蛋白-多糖复合体。

    弘前大学应用乌贼墨蛋白多糖进行抗小鼠纤维恶性癌细胞移植瘤实验。结果表明对照组10只荷瘤小鼠全部死亡;而给予乌贼墨粘多糖实验组的10只荷瘤小鼠,8只小鼠的肿瘤完全消失,2只小鼠的癌细胞受到了抑制,荷瘤小鼠的生存率达到60%~80%[5]。高谷芳明[6]从该蛋白-多糖复合体中分离的一种成分对BALB/c小鼠Meth-A肿瘤具有65%的治愈率。Takaya[7]等发现单纯的多糖部分没有显示好的抗肿瘤活性,说明其抗肿瘤活性可能来自蛋白-多糖复合体。
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    吕昌龙等[8]对乌贼墨的抗肿瘤作用也做了研究,结果表明:乌贼墨可降低移植的Meth-A肉瘤细胞和S180肉瘤细胞在小鼠体内的形成率,对照组肿瘤的形成率皆为100%(8/8和10/10),实验乌贼墨组分别为30%(3/9)和50%(5/10),而抑瘤率分别为95.48%和73.91%。对肉瘤细胞的抑制率大于对癌细胞的抑制率,表明其抑瘤效果具有一定的选择性。

    高春义等[9]研究了乌贼墨对S180肉瘤细胞的抑瘤作用。实验分为两部分:第一部分,乌贼墨防治肿瘤实验,将小鼠分为对照组、预防组(种瘤前给乌贼墨7d)和预防治疗组(种瘤前给乌贼墨7d,种瘤后继续给乌贼墨7d),结果显示,预防组的抑瘤率为22.47%,预防治疗组的抑瘤率为52.95%(P<0.01);第二部分,乌贼墨治疗肿瘤实验,将小鼠分为给生理盐水阴性对照组,给呋喃氟尿嘧啶阳性对照组和给乌贼墨实验组,结果显示,实验组抑瘤率为30.10%(P<0.01)。本实验的结果表明乌贼墨具有抑制小鼠S180肉瘤细胞生长的作用,而预防治疗组的效果更佳。
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    4.2 乌贼墨抗肿瘤作用机制

    Takaya[7]等首先对乌贼墨蛋白-多糖复合体进行了体外研究,发现该蛋白多糖对Meth-A肉瘤细胞无直接的细胞毒作用,但可以抑制小鼠体内的肉瘤细胞的生长并发现小鼠腹腔内巨嗜细胞的活性增强,以此推测,其抗肿瘤作用可能通过调节机体免疫功能来抑制肉瘤细胞的生长。

    吕昌龙等作了一系列实验对乌贼墨的抗肿瘤机制进行了研究,发现口服乌贼墨的实验组小鼠巨噬细胞对鸡红细胞的吞噬率为55.8±9.5%,对照组为32.1±5.1%,吞噬指数分别为3.12±0.41和2.38±0.50,两组之间差异显著(P<0.01);还发现实验组小鼠的胸腺、脾脏明显重于对照组[10]。结果说明:乌贼墨对非特异性免疫及特异性免疫功能均有影响。一方面能提高巨噬细胞活性,发挥非特异性免疫作用,抑制肿瘤生长;另一方面,能作为免疫佐剂,促进抗体产生,提高特异性免疫功能,特别是体液免疫。此外,乌贼墨有肿瘤坏死因子(TNF-α)促生作用,该因子在体内对Meth-Α肉瘤,在体外对GM803胃癌、Y99大肠癌及L929细胞均呈不同程度的杀伤作用。因为TNF-α的主要细胞来源是巨噬细胞,其机理可能是乌贼墨通过提高巨噬细胞的活力,增强巨噬细胞的吞噬功能,致使TNF-α水平升高[11~13]
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    另外,乌贼墨可通过激活红细胞C3b受体活性来增强红细胞免疫粘附肿瘤细胞的能力,同时增强白细胞的免疫粘附和杀伤作用,从而有力地阻抑了肿瘤细胞的运行和淋巴节的转移。其激活机制可能是乌贼墨中的多糖与红细胞膜受体巯基和淋巴细胞相关抗原-3(LAF-3)结合,引起受体变构,增加C3b受体的集簇分布,从而提高其活性[14]

    王成斌等[15]利用荧光探针和荧光素研究了乌贼黑对H22癌细胞内Ca2+、ATP浓度及线粒体Ca2+/Mg2+-ATP酶活性的影响。结果发现,乌贼墨使H22癌细胞内Ca2+浓度降低了2.3和3.7倍,线粒体Ca2+/Mg2+-ATP酶活性降低了28%和58%,ATP浓度升高了77%和83%。提示乌贼墨可能通过降低细胞内Ca2+浓度,继而影响到线粒体上Ca2+依赖性Ca2+/Mg2+-ATP酶活性,减少了Ca2+向线粒体内的转运,减轻甚至消除了Ca2+对ATP合成的抑制作用,从而抑制了肿瘤细胞的生长繁殖。
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    吕昌龙等[16]还对乌贼墨中微量元素的含量进行了测定,结果显示乌贼墨中含有较高的镁、钠、铁、锌、钙和锶。高含量的镁、锌、锶等元素很可能具有诱导细胞毒因子的产生和促进小鼠巨噬细胞吞噬功能增强的作用。

    4.3 乌贼墨中活性成分的研究

    Takaya[7]最早对乌贼墨中的活性成分进行了提取分离,得到了3种肽聚糖片段Illexins A(MW 约为100,000),B(MW约为80,000),C(MW约为40,000)。其中片段A,含糖量较高,其抗肿瘤活性也较高。该片段多糖部分主要由等克分子比例的葡萄糖醛酸(GlcA)、N-己酰半乳糖胺(GalNAC)和岩藻糖(Fuc)构成,肽部分的主要氨基酸是天冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸和丙氨酸。松江一[4]、 Takaya[17]等对该肽多糖中GlcA、GalNAC、Fuc,用NMR和MS/MC法进行了确证,并测得其糖链的构造为{-3GlcAβ1-4(GalNAcα1-3)Fucα1-}n。对于大分子量的肽多糖,肽是如何与多糖相连的?其空间结构如何?活性部位在哪里?还需要进一步研究。
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    5 乌贼墨的止血作用

    乌贼墨在“本草纲目”中记有“肤中墨主治血刺心痛”之功效。现代临床应用证明它是一种良好的全身性止血药,对妇科、外科、内科等多种出血,止血效果显著,无毒副作用。300例以上子宫出血患者,口服乌贼墨后,67.5%的患者得到近期控制(开始服药后5~7d流血停止,42.1%的患者经一个或几个周期的治疗后获得治愈(服药后5~7d流血停止,停药后3个月未复发)[18]。这说明乌贼墨不仅可以止血,而且有可能通过有效地控制出血使全身机能状况改善,调动机体自身调节功能,使功能恢复正常。观察10例由于溃疡病、胃炎等引起的出血,用乌贼墨治疗,治愈率为100%。用安络血、维生素K和对氨甲基苯甲酸(PAMBA)肌肉注射或静脉注射的对照组虽也全部治愈,但不如乌贼墨见效快,乌贼墨平均止血天数为5.8d,对照组为8.6d[18]。口服乌贼墨治疗肺结核咯血,18例中浸润型肺结核13例,空洞型肺结核5例,总有效率为67%,平均止血天数为6.8d。对长期小量咯血者效果明显,但对大量咯血者效果不明显[18]。对支气管扩张咯血、鼻出血、尿血、肺癌咯血、宫颈癌出血等也有一定的疗效。
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    谢光临等[19]对其凝血机制作了研究。给昆明小鼠口服乌贼墨连续5d,之后检查小鼠的凝血时间,结果发现小鼠的凝血时间较对照组明显缩短。观察家兔用药前后血小板的数量和纤溶酶活性的变化,结果显示,乌贼墨处理前后,家兔的血小板数量无明显改变,而纤溶酶活性则出现明显降低。因此,乌贼墨的止血作用可能是通过影响纤溶系统,特别是降低了纤溶酶的活性,导致纤维蛋白溶解减少,从而产生凝血。

    6 乌贼墨升高白细胞的作用

    陆通等[20]发现乌贼墨具有升高白细胞的作用,在给小鼠用环磷酰胺造成外周血白细胞急剧下降后,给予乌贼墨饲料,观察对外周血白细胞(WBC)、血红蛋白(HB)、体重(BW)的影响。结果表明,治疗组的白细胞回升较快,第10天已明显高于对照组(P<0.05),提前回到正常水平,对照组注射环磷酰胺后HB略有下降,实验组添加乌贼墨后对HB无影响,治疗组与对照组实验前后体重无明显差异。提示乌贼墨有显著促使环磷酰胺所致白细胞降低的回升作用。
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    7 乌贼的抗辐射作用

    山东省医学科学院刘智等还发现乌贼墨可保护造血干细胞,预防大白鼠急性放射病,说明乌贼墨有抗辐射作用,该作用可能与其黑色素的自由基特性有关。

    海洋是生命的起源地,不但蕴藏着大量丰富的矿产和能源,也包含着地球80%以上的生物资源,海洋中的生物种群复杂多样,种类繁多,为了生存,海洋生物代射产生许多具有特殊作用的生理活性物质,是人类与疾病斗争可利用的重要药物资源。从海洋生物中寻找抗肿瘤物质,开发抗肿瘤药物是目前抗肿瘤药物研究开发的一个重要方向[21]

    乌贼墨是乌贼在遇到天敌时吐出的一种防身物质,可影响或麻痹入侵者的视觉与嗅觉。乌贼墨的主要成分是黑色素,其中富含岩藻糖的多糖-肽复合体,具有较好的抗肿瘤作用,且无毒副作用,其抗肿瘤作用是由于增强免疫系统功能,特别是增强细胞免疫功能的结果[22]。因此,开发利用乌贼墨不仅可为人类带来一种全新的抗肿瘤药物,为肿瘤患者带来福音,而且能将乌贼墨变废为宝,为社会创造新的社会效益和经济效益。
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    参考文献

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    2,董正之主编.动物志.科学出版社,北京,1984:287

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    8,吕昌龙,洪明标,钟建国,等.乌贼墨对小鼠移植肿瘤的抑制作用.实用肿瘤学杂志,1994,1:6

    9,高春义,张健,朱有名,等.乌贼墨防治肿瘤的实验研究.Tumor(Shanghai),1997,17(6):496

    10,吕昌龙,谢光临,洪明标,等.乌贼墨对小鼠免疫功能的影响.中国海洋药物杂志,1994,13(4):23

    11,赫生,生,吕昌龙,王兰,等.乌贼墨抗肿瘤活性的实验研究.中国医科大学学报,1996,25(2):134
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    12,赫生,生,吕昌龙.乌贼墨对小鼠肿瘤坏死因子的诱导作用.中国海洋药物杂志,1996,15(1):10

    13,吕昌龙,赫生,生.乌贼墨诱生小鼠细胞毒因子活性的检测.中国医科大学学报,1994,23(4):322

    14,刘成玉,滕青,周绪祥.乌贼墨对红细胞免疫粘附肿瘤细胞能力的影响.中国海洋药物,1996:15(3):14

    15,王成斌,孙克任,谢克勤等.乌贼墨对H22癌细胞内Ca2+、ATP浓度及线粒体Ca2+/Mg2+-ATP酶活性的影响.中国海洋药物杂志,1999,18(3):11

    16,吕昌龙,李宁和,钟建国.乌贼墨微量元素含量的测定.中国中药杂志,1995,20(9):555
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    17,Takaya Y,Uchisawa H,Narumi F,et al.Illexin A,B and C from squid ink should have a branched structure.Bio Bioph Res Comm,1996,226:335

    18,王荣.乌贼墨——一种新的全身性止血药.动物学杂志,1975,(1):20

    19,谢光临,吕昌龙,洪明标.乌贼墨促凝血作用机制的实验研究.中国医科大学学报,1994,23(6):530

    20,陆通,高春义,朱有名,等.乌贼墨升白作用的研究.实用中西医结合杂志,1995,8(3):163

    21,石建功,范晓.海洋抗肿瘤药物研究.中国海洋药物,1999,18(3):55

    22,吕昌龙,赫生生,刘兆星.乌贼墨及其提取物的免疫刺激作用.中国海洋药物,1999,18(2):32, 百拇医药