【科普】壳聚糖吸附胆固醇的研究

冠心病发病的诱因：高胆固醇

冠心病(CHD)全称叫冠状动脉粥样硬化性心脏病，是由于冠状动脉血管发生动脉粥样硬化病变，引起血管腔狭窄或阻塞，造成心肌缺血、缺氧或坏死而导致的心脏病。

冠心病是威胁人类健康和生命最常见的疾病之一。长期研究表明，血液中胆固醇水平高与冠心病发病有因果关系[1]。

近年来，在世界范围内进行的大规模、多中心研究一致证实，降低血中胆固醇水平可延甚至转动脉粥硬化(AS)块的发展，并减轻AS所导致的系列结果[2]。

采用饮食治疗虽然能在一定程度降低血清中胆固醇水平，但只适用于较轻患者；采用药物治疗在目前临床上应用的主要药物有胆汁酸隔离剂，烟酸类药物、纤维酸衍生物、丙丁酚及HMG-CoA 还原酶抑制剂等五大类[5]。

药物治疗虽然比食疗法降脂作用好，但各种药物都有其各自的副作用，而且对于家族性高血脂患者目前还没有找到有效治疗的药物。

因而寻找一种资源丰富、性能良好、价格合适的胆固醇吸附剂仍十分必要。壳聚糖是一种具有良好的血液相容性和吸附性能的天然高分子，其链节上具有一OH一NH2等多种基团，与胆固醇、血脂表面基团有一定相似性。

壳聚糖的胆固醇吸附试验

01

材料：

壳聚糖：自制，由洁净的虾壳通过 Hackman 法制得一系列脱乙酰化度和分子量的样品，研磨成粒径为75~150um 的粉末待用。

高胆固醇血症患者人体血清,由天津市第二中心医院提供，胆固醇水平 233 mg/dL(按上海地区标准[7]高胆固醇血症标准为>220 mg/dL)。

总胆固醇试剂盒：临床分析用试剂，北京中生生物工程高技术公司。

02

胆固醇的吸附：

准确称取 10 mg 壳聚糖粉末置于试管中，加入 10 m血清。于恒温条件下(37士0.5C)振荡吸附 12 h，用 Sigma 离心分离机分离。取上清用酶氧化法在自动生化分析仪上测定胆固醇水平[8]，壳聚糖对胆固醇的吸附量用下式计算：

A=VC(D0-D)/DM

式中，A：壳聚糖吸附量(m8/g) V：加入血清体积(dL)

D0：吸附前测定的吸收指数 D：吸附后吸收指数

C：血清中胆固醇水平(mg/dL) M：加入壳聚糖量(g)

壳聚糖脱乙酰度：对其吸附胆固醇行为的影响

壳聚糖是一种非离子型吸附剂，其吸附过程要通过分子链上所带的一NH2和一OH 等基团的作用来完成，所以壳聚脱乙酰化度(即一NH2密度)和对其吸附胆固醇行为会有一定影响(结果见图 1)。

从图 1可见，壳聚糖对胆固醇的吸附量随脱乙酰化度的提高而提高。

在血清中，胆固醇大多形成胆固醇酯并和载脂蛋白形成血脂，血脂表面带有的许多极性基团，特别是碱性氨基基团容易和壳聚糖分子链上一NH2等基团以氢键等起物理作用而吸附在壳聚表面，所以壳聚糖脱乙酰化度越大，对血清中的胆固醇吸附能力越强。

壳聚糖分子量：对其吸附胆固醇行为的影响

分子量是描述壳聚糖性能的另一项重要指标。保持脱乙酰化度为 78%不变，考察壳聚糖分子量对吸附血清中胆固醇的影响，其结果如图 2 示。

由图2可知，当壳聚糖分子量为56~55万左右时，对胆固醇的吸附量达到最大，约为410mg/g左右。

因为分子量的不同使得壳聚糖在表面的分子链构象也不相同，伸向介质的尾链和环链长短大小也不同，可能在分子量为53~55万左右时，分子链形成的构象最适合于吸附胆固醇，使壳聚糖对胆固醇的吸附量达到最大。

壳聚糖吸附剂形态：对吸附行为的影响

吸附剂形态尤其是吸附面积是吸附剂的一项重要参数，是影响吸附行为十分重要的因素，对于非多孔性吸附剂来说，粒径和吸附剂表面积直接相关。

吸附剂粒子粒径越小，表面积越大，从表中可见吸附效果就越好，片状壳聚糖之所以有一定吸附量是因为片状吸附剂是多孔性壳聚糖缘故。

从表1可知，粒子粒径越小，吸附效果越佳，从这角度说壳聚糖粉末粒径越小越好，但由于粒径小，从操作工艺和分离来看是不利的，所以粒径应有一定范围。

结论

实验结果表明：壳聚糖对血清中胆固醇有良好的吸附性，所以壳聚糖是一种有潜在前途的胆固醇吸附剂；壳聚糖在血清中吸附胆固醇，其吸附随壳聚脱乙酰化度提高而提高，而在分子量为53~55万时取得最大值；壳聚糖粒子粒越小，越有利于吸附，但选择粒径同时应考虑吸附过程的操作工艺。

文章来源：季群晖,李红梅.壳聚糖吸附胆固醇的研究[J].天然产物研究与开发, 1999, 11(6):4.DOI:CNKI:SUN:TRCW.0.1999-06-014.

参考文献：

[1] Shepherd J et al,Br.Med. J.,1987,295:1245

[2] Brown G et al,N.Engl.J.Med.,1990,323:1289

[3] NCEP Expert Panel,JAMA,1989,262:3154

[4] The Expert Panel,Arch, Intern. Med. 1988:148:36

[5] Leaf DA et al,JAMA,1989,262:3154

[6] Behm E ef al,Proc. Natl. Acad, Sci, Cuss,1987,8(11);611

[7] 吴素华等.国外医学(内科学分册).1995,22(9);389

[8] Lystosova G,Anal.Abstr.1962,(9);977

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