蜂毒化学成分及其作用机理研究进展

摘要 蜂毒是一种具有高度药理学和生物活性的天然生物毒素，其在抗菌、抗病毒、抗炎、镇静、降压、抗辐射、抗肿瘤以及提高免疫力等方面具有较高的应用价值。从蜂毒的化学成分和毒性作用机理方面进行了综述，以期为蜂毒的研究和利用提供参考。

关键词 蜂毒；化学成分；毒性

中图分类号 S896 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2014）05-01406-03

Abstract Honeybee venom is a kind of highly pharmacology and biological activity of natural biological toxins. It has a higher application value in antimicrobial， antiviral， antiinflammatory， sedative， antihypertensive， antiradiation， antitumor and immunity enhancement. The chemical composition， toxic action mechanism was reviewed， so as to provide reference for research and utilization of honeybee venom.

Key words Honeybee venom； Chemical composition； Toxicity

蜂毒是一种具有高度药理学和生物学活性的天然生物毒素，其在抗毒、抗病毒、抗炎、镇静、降压、抗幅射、抗肿瘤以及提高免疫力等方面具有较高的应用价值。笔者从蜂毒的化学成分和毒性作用机理方面进行了综述，以期为蜂毒的研究和利用提供参考。

1 蜂毒的理化特性

蜂毒（Hneybee venom）是工蜂毒腺和副腺分泌出的具有强烈刺激性、苦味和芳香气味的一种透明液体，贮存于毒囊中，蛰刺时由蛰针排出。当工蜂的蛰刺刺入异体后，蜂体和蛰针上下滑动，使蛰针越刺越深，伴随着节奏性收缩，将毒液不断注入被刺的体内[1]。一般每只工蜂大约能排出0.3 mg左右的蜂毒，生长到18日龄毒液量不再增加，毒腺细胞开始退化萎缩，但蜂毒始终贮存在毒囊中。另外，1只蜜蜂的毒液从毒囊中排出后，就没有毒液补充了[2]。蜂毒水含量为80%～88%，干物质中蛋白质类占75%，灰分占3.67%，pH为5.0～5.5 ，比重为1.1313。蜂毒溶液较不稳定，干燥的蜂毒稳定性较强，新鲜的蜂毒在常温下很快挥发成骨胶样块状，干重仅占液体重的30%～40%。蜂毒干粉极易溶于水、酸和甘油，不溶于乙醇[3]。精制干粉在4 ℃下可保存数年，活性质量不变。蜂毒可被氧化物和消化酶类所破坏，在胃肠消化酶的作用下很快失去酶活性，这是因为蜂毒中很多生物活性成分为肽类物质，容易被蛋白酶分解破坏。蜂毒干粉对人体的口腔粘膜、眼角膜和鼻粘膜有强烈的刺激作用。

2 蜂毒的成分

蜂毒主要是由多肽类、脂类、活性酶类、生物胺类、糖类和其他挥发性物质以及各种游离氨基酸等多种成分组成的复杂混合物。已知蜂毒含有约60种酶类，主要有酸性磷酸单脂酶、透明质酸酶、磷脂酶B、磷酸脂酶A2等[4]；多肽类有蜂毒明肽（Apamin）、溶血肽（Melittin）、肥大细胞脱粒肽（Mast cell degranulating peptide，MCDP）、心脏肽（Cardiopep）、镇静肽（Secapin）、托太品（Tertiapin）、阿托拉品（Adolapin）、组胺肽（Procamine）、蛋白酶抑制剂等；生物胺类有多巴胺、组胺、去甲肾上腺素等，其他物质还有果糖、脂类（乙酸异戊酯）、葡萄糖、胆碱、甘油、蚁酸、磷酸、脂肪酸、游离氨基酸等。

2.1 活性酶类

2.1.1 透明质酸酶（Hyaluronidase，Hya）。1940年首次发现蜂毒中存在透明质酸酶[5]。Hya是蜂毒中的一个主要过敏原，分子量为40.746 kD，是蜂毒中分子量最大的组分，约占蜂毒干重的1%～3%[6]。Hya属于糖蛋白，是催化透明质酸β1，4糖苷键水解，产生的一种βN乙酰D氨基己糖苷酶，具有加快蜂毒在局部组织间扩散和渗透的作用，在药学、医学、生物膜离子通道研究等方面具有重要作用。Hya是蜂毒中的扩散因子，使细胞之间的透明质酸发生水解，细胞间出现空隙，蜂毒中的其他组分可以顺利进入机体组织。虽然Hya本身无毒性，但它能增强毒素对细胞组织的损伤作用 。

2.1.2 磷酸脂酶A2（Phospholipase A2，PLA2）。PLA2是一种糖蛋白，约占蜂毒干重的10%～12%。PLA2含有128个氨基酸残基，碳水化合物共价结合于其肽链的第13位点天冬酰胺上，属于N-聚糖类型[7]。PLA2能使卵磷脂分解成溶血卵磷脂，后者可导致细胞溶解，具有间接溶血功能，被称为“间接的溶血毒素”。同时，它还具有催化磷脂脂酰键水解、能够破坏细胞膜上磷脂层的活性，因此PLA2是研究生物膜、脂蛋白中磷脂等结构的重要工具酶，是用于肿瘤、心血管疾病等治疗的重要成分，也可用于医药食品工业中卵磷脂、油脂的深加工[8]。蜂毒中的溶血肽可以增强PLA2的活性。PLA2可以释放组胺，其作用机制是产生的溶血卵磷脂使肥大细胞内颗粒与细胞膜融合，释放出组胺。PLA2本身无毒性或毒性很小，主要起协同溶血肽的作用。这种协同作用是一个非常有效的细胞溶解机制，对蜜蜂而言在生理上也是很重要的。由于其分子量较大（20 kD），是蜂毒中最主要的过敏原，受蜂螯刺的人发生过敏反应是由这种物质在体内产生的抗体引起的。另外有研究表明PLA2能有效提高阿尔茨海默病早期的认知能力[9]。

2.2 多肽类

2.2.1 蜂毒肽（Melittin）。蜂毒肽又称为溶血肽，是蜂毒的最主要成分，是一种碱性蛋白质，约占蜂毒干重的40%～60%[10]。Melittin由26个氨基酸残基组成，中间区域具有19个疏水性氨基酸残基，因其分子中存在3个精氨酸残基和2个脯氨酸残基，使其成为一个强碱性肽，分子量为2.84 kD。Melittin在水溶液中表现出形成不同寡聚体的倾向，主要以四聚体的形式存在。Melittin具有潜在膜活性，其寡聚体可在细胞膜上形成亲水性小孔，使胞内离子外流，引起渗透性改变，从而导致细胞组织的溶解。由于蜂毒肽分子结构的独特性，使其具有重要的生物学功能。例如，能引起血液红细胞溶血，促使肥大细胞释放组胺，刺激皮质激素释放而产生抗炎作用、抗辐射作用，在医学上对艾滋病和肿瘤的防治有重要作用，另外在生物农药的开发方面也具有重要意义。由于Melittin具有分子量小且能与钙调蛋白高度亲和的优点，被认为是研究钙调蛋白的模型肽[11]。Melittin是迄今为止人类已知的抗炎活性最强的物质之一，其抗炎活性是氢化可的松的100倍。它具有类激素样的作用，但无激素类的副作用[12]。Melittin的镇痛作用也比较明显，镇痛强度约为吗啡的40%且镇痛时间持续较长，尤其是没有水杨酸类对消化道的刺激和甾体类的免疫抑制作用方面的副作用。Melittin具有抗病毒抗菌作用，能抑制20多种革兰氏阳性和阴性细菌的生长繁殖，特别是可以抵抗对青霉素具有耐药性的金黄色葡萄球菌，这在细菌产生耐药性不断增加的今天更引起了人们的特别关注，Melittin还能增强青霉素类和磺胺类药物的抗菌效果[13]。以鸡血红细胞作为材料，采用多种生化分析技术研究蜂毒肽作用生物膜的机理，表明蜂毒肽可以抑制红细胞膜上的Na+-K+-ATP酶的活性，同时也抑制细胞内葡萄糖-6-磷酸脱氢酶的活性，证实Melittin与其他抗微生物多肽的抗菌作用途径不同[14]。Melittin通过与膜结合的方式干扰细胞正常功能，同样也可破坏细菌胞膜达到溶菌的目的。蜂毒素及其6个衍生物都可以激活受HIV感染的T淋巴细胞的功能，抑制HIV复制，降低病毒的感染力[15]。

2.2.2 蜂毒明肽（Apamin）。蜂毒明肽的分子量2.035 kD，约占蜂毒干重的1%～2%。蜂毒明肽由2个二硫键连接的18个氨基酸残基构成，是动物神经毒素中最小的一种神经毒素。Apamin是由含有46个氨基酸的明肽前体在蜜蜂毒腺中经过水解酶水解作用后，排到蜜蜂毒囊中贮存[16]。Apamin可以影响细胞内Ca2+代谢，并通过结合存在于各种细胞的钙依赖的钾通道而破坏膜极化。因其在调节神经元活性中发挥重要作用而被认为是一种神经毒素。Apamin能激活钾通道和阻断钙离子通道，并能穿透血脑屏障作用于中枢神经系统，产生强烈的神经毒素作用，同时低浓度Apamin可以通过调节肾上腺素的释放，增加学习和记忆功能，增加下丘脑的去甲肾上腺素、5-羟色胺和多巴胺的含量，改善心功能，进而能预防全身性心血管衰竭等疾病[17]。由于Apamin对一些受体具有较高的亲和力和特异性选择，因此蜂毒明肽还被用作药理学探针，以纯化离子通道蛋白和鉴定离子电流等。

2.2.3 肥大细胞脱粒肽（Mast cell degranulating peptide，MCDP）。肥大细胞脱粒肽又称为401肽，由22个氨基酸残基组成，分子量为2.48 kD，是一种碱性较强的肽，约占蜂毒干重的1%～2%。MCDP能使肥大细胞脱粒释放组胺，释放组胺能力比蜂毒明肽强10～100倍[18]。MCDP可以直接与肥大细胞膜上的钙通道蛋白酸性侧链基团反应，开放钙通道，钙向细胞内流，使肥大细胞脱粒。MCDP具有2种相互拮抗的生物学效应。一方面，低浓度的MCDP又可以促使肥大细胞脱粒，进而引起炎性反应；另一方面，MCDP能使细胞脱颗粒沉淀，释放出组胺和5-羟色胺，具有明显的抗炎作用。 MCDP的这种抗炎活性比同剂量的氢化可的松、吲哚美辛、保泰松、新安替根或水杨酸钠强2～100倍[19]。另外，MCDP还具有较强的中枢神经系统活性，能阻断电压依赖性钾通道，是一种可诱发癫痫的神经毒素。试验表明，MCDP能有效对抗试验性佐剂诱导的大鼠关节炎的发生，而且在病变发生后还能明显减少原发性和继发性的组织损伤[20]。

2.2.4 镇静肽（Secapin）。Secapin由25个氨基酸残基组成，1个二硫键位置为Cys9Cys20，其分子量为2.75 kD，约占蜂毒干重的1%，是一种碱性多肽。Secapin的生物活性类似于蜂毒肽具有消炎、降压、镇静、抗菌、降低体温等药理学活性。另外，Secapin与其他的蜂毒成分同时使用可以有效治疗神经炎、风湿性关节炎、心脑血管等多种疾病。Gauldie等[21]通过给小鼠皮下注射Secapin，小鼠仅出现安静，竖毛和体温略有降低等现象。因此，认为Secapin是蜂毒多肽中唯一没有毒性的多肽。

2.2.5 阿托拉品（Adolapin）。Adolapin 约占蜂毒干重的1%，由103个氨基酸残基组成。Adolapin具有强烈的镇痛作用，在前列腺素、角叉菜胶和佐剂性引起的大鼠后爪水肿以及在佐剂性多重关节炎中起到了显著的抗炎活性；在大鼠Randallselitto 试验和小鼠醋酸扭体试验中均表现出镇痛作用。ED50分别为 0.016和0.013 mg/kg，该作用与抑制前列腺素合成酶有关[22]。以前人们对蜂毒的研究多局限于对血液、神经、心血管等系统的直接作用而产生抗炎、抗菌、抗高脂血、抗凝血、抗辐射等多种生物学功能。近年来研究发现蜂毒中的多肽类物质可能在机体免疫系统中起调节作用，可以通过刺激垂体-肾上腺轴系统，使血液中皮质醇激素水平升高，从而间接地影响机体免疫功能[23]。

2.3 生物胺类 1935年，永光军一郎就发现蜂毒中有组织胺[24]。蜂毒中释放组胺成分有PLA2、MCDP和Melittin。Melittin通过毁坏肥大细胞和亚细胞结构而释放出组胺，MCDP通过发动（扳机作用）正常肥大细胞解体，使其中组胺被释放。MCDP释放组胺的能力为Melittin的10～100倍[25]。PLA2能間接通过促进卵磷脂转变为溶血卵磷脂，溶血卵磷脂具有释放组胺作用。此外，蜂毒内尚有传递组胺的物质即透明质酸酶，因而使其组胺样作用更加明显[26]。组胺、5-羟色胺和乙酰胆碱是蜂蜇引起疼痛的主要物质，其中5-羟色胺作用更加明显。组胺是蜂毒中的主要成分，其含量与蜂龄有关，在蜂龄35～45 d达到高峰。组胺毒性较低，对小鼠LD50为1 300 mg/kg，另外组胺还能使毛细血管扩张，渗透增加，机体局部疼痛加重[27]。

3 小结

蜂毒是具有广泛生理活性并经受长期临床实践考验的天然药物，在消炎、抗菌、镇静、抗辐射、降压、抗肿瘤及提高免疫力等方面具有较高的应用价值，特别是在治疗疑难杂症上常收到意想不到的效果。今后，应从现有蜂毒资源中充分发掘其生理活性功能，广泛开展蜂毒分子作用机制和功能基因改造研究，不仅能够减少活蜂取毒的成本，而且对生物制药和蜂业发展也有重要现实意义。另外，由于蜂毒来源丰富，毒副作用少，应用范围广，疗效显著，因此蜂毒的药理研究和其产品开发及利用具有广阔的发展前景。

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