灵芝菌属所产生之菌丝体、子实体及其代谢物是否具有抗菌作用,一直都不是很明确。虽然说抗菌的试验做起来并不困难,为何并没有正式的研究报告呈现?其中一个最可能的原因是,灵芝所产生的物质本身并不具备抗菌的能力。真实的情况是不是也是如此,值得深入探讨,而这个问题也持续地在我们的研究过程中不断反思。
文/苏庆华
◎本文原载於2004年4月《健康灵芝》第24期 24~27页
其实最早的线索来自一些民间的传闻,例如我们不只一次听到,有人受到割伤或挫伤,只要撒一些灵芝粉在伤口上,一方面能达到止血的功能,另一方面伤口很快就癒合了,而且伤口也不会感染。照理说灵芝粉不仅是无菌的,也可能含有许许多多的细菌与真菌,为何能达到不感染伤口且加速伤口癒合的效果呢?
灵芝哪一部分能够抗菌?
因此,研究的主题逐渐呈现,到底灵芝子实体的哪一部分具备此种功能呢?我们也都知道,灵芝子实体会产生三萜类成分,可以由酒精提取;另一部分的三萜类及多糖则由可热水加以萃取。但是剩下90%的残渣,除了一部分再粉碎研磨成为三萜类及多糖之载体外,多弃置不用。
因此,如果具备抗菌及癒伤能力的成分存在於废渣中,是否可以利用这一部分做成更有用的癒伤敷材呢?
灵芝残渣是理想的癒伤敷材
一个理想的癒伤敷材条件是什麽呢?首先,癒伤材料需具备以下条件:
1. 透气性。
2. 吸湿保水性,以控制伤口水分。
3. 易於移除,不会在伤口上残留。
4. 生体相容性。
5. 阻隔微生物,最好具有抑制性。
6. 促进伤口癒合。
灵芝子实体之残渣是否能够制成这样的产品呢?再者,灵芝子实体本身就是纤维状的菌丝,在适当地去蛋白脱色後,可以形成纸浆状的材质,再经过成膜後可成为白色滤纸状的产品,至於是否具有以上癒伤材料的特性及条件,则需要实验一步一步的加以证明。
经过几年来不断的测试,由动物试验到人体,都不断证明灵芝癒伤敷料有令人满意的结果,特别是对六个月以上癒合困难的慢性皮肤溃疡,例如褥疮等,尤其具有明显改善的作用。
几丁质是可能的抑菌成分
在这同时我们不禁要问,这样的材质是否也具备抗菌的功能呢?在重新思索此一问题时,我们也做了一连串的化学分析,说明灵芝子实体的残渣中,含有大量的多糖及几丁质。
几丁质成分吸引了我们的注意,因为几丁质原先由虾蟹壳做为来源,也已经做为癒伤敷料,几丁质或其衍生物(如蟹壳糖之类的几丁聚糖)也常听说具有抑菌之功效。所以我们也用灵芝子实体做成的敷料,和蟹壳提取出之几丁质做了一连串抗菌试验,但初步的结果令人失望,因为不论是灵芝的几丁质或是蟹壳的几丁质在一般培养细菌的培养基中,都无法有效的抑制细菌生长。这样的结果也使我们重新思考几丁质的抑菌作用。
几丁质抑菌作用的假说
近年来,也有一些学者已经注意到由虾蟹壳所产生之几丁质或蟹壳糖具有抑菌功能,至於为何会有此项功能也有不同之看法。以下是学者提出之假说及其缺点。
一、正负电结合说
最常见之说法是,几丁质或蟹壳糖带有正电,因此会与带有负电表面之细菌细胞膜结合,尤其是革兰氏阴性菌,其表面是由带有脂多糖(Lipopolysaccharide)之外膜所构成,因此几丁质或蟹壳糖与细菌结合後,会改变整个或局部细胞表面之电性,进而破坏细胞膜之通透性,导致细菌死亡。
至於革兰氏阳性菌(Gram positive)之细胞表面并无外膜,但亦有磷壁酸(Teichoic acid)穿透细胞壁,并露於细胞表面形成负电荷,也会与几丁质或蟹壳质结合,进行类似的抑菌作用。
但这种假说有明显之缺陷。首先,带有正电之大分子有很多种,但并不会抑菌;其次,几乎所有细胞都带有负电荷,包括人的细胞在内。因此,此一假说如果成立,几丁质或蟹壳糖也会杀死人或哺乳类细胞,但事实上相反。
二、穿透结合说
细菌在与几丁或蟹壳糖结合後,经由吞噬作用进入细胞内,将几丁质去乙醯化成为蟹壳糖,再水解成寡蟹糖,与染色体结合,改变染色体之表现,进而达成抑菌之效果。
此一假说之缺陷在於,并没有明显证据显示,几丁质如何经由细菌代谢成有毒之物质,而且经由基因毒性之测试也证明其此一假说事实相反。
三、四级铵盐说
我们都知道,四级铵盐为一种强力杀菌剂,因此也能将几丁质经化学修饰做成四级铵盐,增强其杀菌能力。经衍化後之几丁质,确实具有一此功能,但是天然存在之几丁质及蟹壳糖为一级及二级铵,并不具有此一功能,显然无法自圆其说。
四、金属离子鏊合说
几丁质或蟹壳糖用於废水处理,乃利用与重金属离子结合产生凝聚作用後沉降去除。几丁质或蟹壳糖对常为酵素共构之锌镁离子,是否亦有相同作用?但经添加锌离子至培养基中,细菌之生长并未恢复,显示几丁或蟹壳糖并非直接作用於金属离子之鏊合。
几丁质的抑菌机制
因此,我们是构思一个假说,也就是不论灵芝的几丁质或者是虾蟹壳的几丁质,其抑菌作用是因为几丁质结合了细菌所分泌的蛋白水解酶(Protease)而间接抑制细菌的生长。如果此一假说成立,那麽在一般细菌培养基中因为许多氨基酸可以直接提供细菌利用,所以细菌可以照样生长不受影响;假若改变培养基组成,将氨基酸改成蛋白质,则依此假说细菌不会生长。
这种假说之根据在於灵芝或相似的真菌,其细胞壁本身就有抵抗外来酵素攻击之功能,尤其是细菌所产生的各种胞外酵素,真菌细胞壁能吸附并中和其水解作用,则可保护真菌细胞本身之完整。在改变细菌培养基後,果然,细菌生长就受到抑制了。
至於要多少几丁质的量才能抑制细菌的生长呢?目前的结果显示,大约0.1~1%的几丁质或几丁聚糖,就可以完全抑制细菌的生长。
除了上述的机制外,我们发现灵芝子实体之废渣中含有大量的几丁质,敷在伤口上,除了促进皮肤细胞生长外,也有间接抗菌作用。也就是说在缺乏游离氨基酸的情况下,灵芝细胞壁发挥了抑制细菌生长的作用。
灵芝确能改善伤口发炎、促其癒合
在长期动物及人体试验过程中,我们也发现伤口贴覆灵芝癒伤敷材後,伤口发炎感染的情况会立即改善,这也证实民间在处理伤口时,撒些灵芝粉,具有促进伤口癒合之作用之原因。当然,我们也继续改良灵芝癒伤敷料的外观,及其应具备理想敷材应用的条件。而其阻隔微生物及间接抑菌作用,则是灵芝本身天生拥有之性质。
由简单的试验可以说明几丁质抗菌之原因:
A 试管为蛋白质培养基没有接种细菌。
B 试管为蛋白质培养基加入蟹壳糖,没有接种细菌。
C 试管为蛋白质培养基接种大肠杆菌。
D 试管为蛋白质培养基加入蟹壳糖,接种大肠杆菌。
A、B 试管没有加入细菌所以培养基保持透明。
C 试管呈现混浊状态,表示长出许多细菌,同时颜色也改变;
如加入蟹壳糖(D 试管)细菌生长又受到抑制。(提供/苏庆华)
几丁质(左图)和几丁聚糖(右图)的化学结构。(提供/苏庆华)
细菌在一般培养基(氨基酸存在下)中不会受到几丁质或蟹壳糖抑制,
但型态会由杆菌(左图)变成丝状(右图)。(提供/苏庆华)
(左图)病人开胸手术後留下的伤口,持续 7 个月无法癒合。
(右图)经灵芝癒伤敷料处理後才12天的时间,伤口几乎癒合;
後来又经过10天的治疗,伤口完全癒合。(提供/苏庆华)
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