饲养珊瑚和海水鱼的过程中,我们不可避免地会给生物带来压力:引入新的生物,把它们从一个水族箱移动到另一个水族箱中,添加新的动物,或类似的事情。压力是鱼类健康的敌人,因为它会降低其免疫功能,使感染和寄生虫安逸生存。 在食品渔业用来帮助提高免疫力的一种物质是β-葡聚糖------一种源于自然的复杂碳水化合物

作为从虾到人类所有的生物都适用的免疫刺激剂,它受到了长期的标榜,被用于从伤口治疗、癌症到糖尿病护理等一切症状。在这里,我们将从科学的角度剖析这个神话,并展示β-葡聚糖怎样帮助你维持一个健康的珊瑚缸。 

什么是β-葡聚糖?        
β-葡聚糖是一种由葡萄糖分子长链组成的糖类分子,很像纤维素。虽然纤维素形成可紧紧聚合在一起(使木材强韧)的长的无分枝线性链结构,而在β-葡聚糖中的环状物则形成弯折使整个分子呈圆柱形。无论是纤维素或β-葡聚糖都是易消化的,所以它们要么必须通过皮肤或消化系统扩散到全身被利用,要么作为废物被排出。

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纤维素,植物纤维和木材的主要组成部分,是由一个葡萄糖分子中的碳一元素和与其相邻的葡萄糖分子中的碳四元素相连接而形成的葡萄糖分子链所组成。 β-葡聚糖使用相同的连接方式,但间或插入碳1-3的连接,使分子产生一个转折。        
β-葡聚糖在许多地方都可以发现,最明显的是在如大麦,燕麦和黑麦的草麸皮,及蘑菇,藻类,酵母的细胞壁上。β-葡聚糖特别好的来源是普通面包的酵母和酿酒酵母,这是许多在维生素商店发现的非处方β-葡聚糖的供应源。   

部分历史和应用             
在1940年,被称为酵母聚糖的天然酵母细胞壁的提取首次显示了其在刺激人体免疫系统抗击细菌,真菌,病毒和寄生虫感染,以及帮助对抗癌症方面的作用。 听起来像一个神奇的药物,不是吗?遗憾的是,酵母聚糖也会引起不良的副作用,使其不能广泛应用。 20年后,酵母聚糖中的活跃分子β-葡聚糖被分离出来,并且开始认真研究和利用,一直持续到今天。      

β-葡聚糖对人类健康的的益处是众所周知的并且被科学所承认,但β-葡聚糖到底是治疗药物还是“保健食品”仍无法界定。 它已被证明在减少胆固醇方面很有效:为了使您的早餐打上有益“心脏健康”的标签,每份早餐必须包含至少750毫克β-葡聚糖。它已被用于帮助糖尿病患者调节血糖,提高烧伤病人创面愈合速度,及帮助癌症患者刺激免疫系统摧毁癌细胞方面。 在渔业和水产养殖设施方面,它已经被长期用来与疫苗结合,以提高疫苗的效力,并传闻已被应用于水族箱,尤其是被海马饲养。也许对人类和动物而言对它最大的要求是其作为非特异性免疫刺激的作用。 为了搞清究竟这是什么意思,让我们大致看一下脊椎动物的免疫系统简要介绍。  

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鱼类巨噬细胞显微图(看起来很像人类巨噬细胞)(courtesy B. Allam)  

在免疫系统中的作用               

观察脊椎动物的免疫系统的一个便捷方式是把它划分为两部分 : 先天免疫和获得性免疫 。先天免疫包含了所有身体生来就有的自我保护的方式:皮肤防止病原体进入体内,胃酸杀死我们不得不吞下的细菌和真菌,许多化学复合物在我们的血液中循环用以抵抗入侵物。 获得性免疫,是身体针对具体的环境刺激所产生的:抗体。那么,β-葡聚糖是如何适应这个系统的呢? 没有任何单一的活动可以解释所有被报道的事情,但有一个是众所周知并且具有特征的: 巨噬细胞活化 。 巨噬细胞(来自希腊语,意思是“大胃王”),这些细胞存在于我们的身体组织中起吞噬细胞或“吃细胞”的作用。 从本质上讲,他们的作用是身体的清洁员,吞噬异物和老死细胞,或将其消化或将其与身体的其余部分隔离。即使是无脊椎动物也具有类巨噬细胞样细胞,非特异性处理任何他们认为是异物的东西。

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在一条鱼身上巨噬细胞与肉芽瘤包围死亡及感染组织形成了一个分支杆菌 (courtesy M. Fast)        

为了使它显效,需要激活一个巨噬细胞。在其表面,细胞包含那些充当异物停泊站的受体分子。当病原体如细菌遇到巨噬细胞时,它附着到特定的使巨噬细胞位于警戒状态受体上。这个巨噬细胞接着就会吞噬此细菌,重要的是,它会分泌化合物,提醒其他免疫系统细胞一个入侵者正在进入。不久后,免疫系统的许多部分都收到警报,并准备战斗。       


β-葡聚糖能如此有效地激活巨噬细胞是因为在巨噬细胞上有一个受体(无脊椎动物是在吞噬细胞上)适合β-葡聚糖就像锁和钥匙。 当巨噬细胞一“看见”β-葡聚糖(β-葡聚糖分子附着在细胞表面上的受体上),就表现的像有感染一样,并激活自身和免疫级联。 为什么在免疫细胞上有一个燕麦多肽受体? 请记住,β-葡聚糖也在许多其他地方被发现,包括真菌的表面,所以当巨噬细胞遇到β-葡聚糖,它就表现的好像遇到了一种真菌病原体,并被激活。有趣的是,我们发现β-葡聚糖会模仿由弧菌产生的一种化合物,一种常见的海洋细菌,因此这也许可以解释为什么β-葡聚糖可以有效的阻止细菌感染。这种β-葡聚糖受体是相当保守的:它已在虾,蟹,鱼类和哺乳动物的噬菌细胞中被发现。    


在海洋动物中的应用                 

在这种方式确定之前,食品渔业和水产养殖者就已经使用了β-葡聚糖来促进动物的免疫功能,而且在过去三年中已经做了很多研究,证明了β-葡聚糖在虾,幼鱼及成鱼免疫系统中的作用。赚(和赔)的钱越多就有越多的人愿意投资于动物健康的研究,因此食品渔业在使用β-葡聚糖方面位于这类行业的前列。然而,更重要的是,我们应该何时在水族箱中使用β-葡聚糖?通常它可以从出售片剂或粉剂的维生素和保健食品的商店中购得。


一个忠告:您要看到标签!营养补充品不好管理,通常一种声称含有“500克β-葡聚糖”的产品中有1,3β-葡聚糖,但大部分是可能有或可能没有相同功能的其他形式。如果你买的是片剂,你可以简单地将其粉碎,小心的除掉任何片剂上可能有的涂层(可能不会损害任何东西,但它也许会影响溶解度)。  

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感染淋巴囊肿的神仙。β-葡聚糖已经被证明可以增强鱼类对淋巴囊肿的免疫力。     


β-葡聚糖可以在任何时候被施用于或生病或有压力,或即将会有压力(例如,移动或转移水族箱之前)的生物身上。在感染的情况下,它可以被应用到抗生素疗法中。抗生素能够杀死病原体,而β-葡聚糖通过激活巨噬细胞吞噬死细胞来起辅助作用。 β-葡聚糖可以通过药浴 , 注射 ,或口服被施用。对于药浴,用水族箱中的水以0.5ppt(0.5克/升或大约190克/加仑)的比例混合后就可直接添加到水族箱中。这种方法可以用于主缸或检疫缸。最成功的研究是将化合物直接添加到饲料中。如果你自己制作冷冻鱼食,你可以在冷冻前添加0.1%β-葡聚糖,然后像往常一样喂。


也可以通过溶解食物将其添加到冷冻包装食物中,把粉末撒到食物里,像往常一样投喂。此外,你可以用来营养强化丰年虾 :在把它们喂鱼的前一天将β-葡聚糖混合到丰年虾的养殖容器中。这是让最近野外捕捉的鱼类吸收β-葡聚糖的一个特别方便的方式:很多人还没有准备冷冻食品,所以在使用丰年虾来使它们开口的同时也有助于它们的免疫系统。      


虽然看似大家不太可能可以过量使用β-葡聚糖,但你一定会过度使用它。一只动物在任何特定的时间用于代谢和其他功能的能量都是有限的。如果它的免疫系统使用过度,那它将以消耗生长或生殖能力为代价。此外,目前尚不能确定是否身体可以“容忍”β-葡聚糖,可能在长期暴露后免疫系统不能像第一次遇到病原体一样反应强烈 。在贝类中做的一些研究表明,连续使用会产生不利的影响。其他一些研究提倡连续使用6周,停2周,但这些都已在动物持续处在压力之下的食品渔业中被应用。目前,其效果是未知的,所以要格外小心,最好是只在需要时才使用β-葡聚糖:在生病或处于压力环境期间或者是处于压力环境前期。我不主张把添加了β-葡聚糖在内的鱼食作为您平常的投喂的饲料(同样,看好鱼食标签!)。把这些鱼食喂给隔离或检疫治疗的鱼吧。


对β-葡聚糖在水族箱的使用并不是最近才有的,遗憾的是,大部分都是传闻并未被证实,且并不知道其作用机理。事实上,我们知道至少有一种方式使β-葡聚糖在鱼类和无脊椎动物身上显效,在人类身上可能有其他的方式。通过观察水产养殖和食品渔业的同行,我们可以找到很多已被证实以及极具研究价值的方式来改善动物的健康,包括对β-葡聚糖的进一步研究。