〔蘇慶華談靈芝廢渣/敷料〕靈芝的抗菌作用

  • 列印

靈芝菌屬所產生之菌絲體、子實體及其代謝物是否具有抗菌作用,一直都不是很明確。雖然說抗菌的試驗做起來並不困難,為何並沒有正式的研究報告呈現?其中一個最可能的原因是,靈芝所產生的物質本身並不具備抗菌的能力。真實的情況是不是也是如此,值得深入探討,而這個問題也持續地在我們的研究過程中不斷反思。

文/蘇慶華

◎本文原載於2004年4月《健康靈芝》第24期 24~27頁

 

其實最早的線索來自一些民間的傳聞,例如我們不只一次聽到,有人受到割傷或挫傷,只要撒一些靈芝粉在傷口上,一方面能達到止血的功能,另一方面傷口很快就癒合了,而且傷口也不會感染。照理說靈芝粉不僅是無菌的,也可能含有許許多多的細菌與真菌,為何能達到不感染傷口且加速傷口癒合的效果呢?

 

靈芝哪一部分能夠抗菌?

因此,研究的主題逐漸呈現,到底靈芝子實體的哪一部分具備此種功能呢?我們也都知道,靈芝子實體會產生三萜類成分,可以由酒精提取;另一部分的三萜類及多糖則由可熱水加以萃取。但是剩下90%的殘渣,除了一部分再粉碎研磨成為三萜類及多糖之載體外,多棄置不用。

因此,如果具備抗菌及癒傷能力的成分存在於廢渣中,是否可以利用這一部分做成更有用的癒傷敷材呢?

 

靈芝殘渣是理想的癒傷敷材

一個理想的癒傷敷材條件是什麼呢?首先,癒傷材料需具備以下條件:

 1. 透氣性。

 2. 吸濕保水性,以控制傷口水分。

 3. 易於移除,不會在傷口上殘留。

 4. 生體相容性。

 5. 阻隔微生物,最好具有抑制性。

 6. 促進傷口癒合。

靈芝子實體之殘渣是否能夠製成這樣的產品呢?再者,靈芝子實體本身就是纖維狀的菌絲,在適當地去蛋白脫色後,可以形成紙漿狀的材質,再經過成膜後可成為白色濾紙狀的產品,至於是否具有以上癒傷材料的特性及條件,則需要實驗一步一步的加以證明。

經過幾年來不斷的測試,由動物試驗到人體,都不斷證明靈芝癒傷敷料有令人滿意的結果,特別是對六個月以上癒合困難的慢性皮膚潰瘍,例如褥瘡等,尤其具有明顯改善的作用。

 

幾丁質是可能的抑菌成分

在這同時我們不禁要問,這樣的材質是否也具備抗菌的功能呢?在重新思索此一問題時,我們也做了一連串的化學分析,說明靈芝子實體的殘渣中,含有大量的多糖及幾丁質。

幾丁質成分吸引了我們的注意,因為幾丁質原先由蝦蟹殼做為來源,也已經做為癒傷敷料,幾丁質或其衍生物(如蟹殼糖之類的幾丁聚糖)也常聽說具有抑菌之功效。所以我們也用靈芝子實體做成的敷料,和蟹殼提取出之幾丁質做了一連串抗菌試驗,但初步的結果令人失望,因為不論是靈芝的幾丁質或是蟹殼的幾丁質在一般培養細菌的培養基中,都無法有效的抑制細菌生長。這樣的結果也使我們重新思考幾丁質的抑菌作用。

 

幾丁質抑菌作用的假說

近年來,也有一些學者已經注意到由蝦蟹殼所產生之幾丁質或蟹殼糖具有抑菌功能,至於為何會有此項功能也有不同之看法。以下是學者提出之假說及其缺點。

一、正負電結合說

最常見之說法是,幾丁質或蟹殼糖帶有正電,因此會與帶有負電表面之細菌細胞膜結合,尤其是革蘭氏陰性菌,其表面是由帶有脂多糖(Lipopolysaccharide)之外膜所構成,因此幾丁質或蟹殼糖與細菌結合後,會改變整個或局部細胞表面之電性,進而破壞細胞膜之通透性,導致細菌死亡。

至於革蘭氏陽性菌(Gram positive)之細胞表面並無外膜,但亦有磷壁酸(Teichoic acid)穿透細胞壁,並露於細胞表面形成負電荷,也會與幾丁質或蟹殼質結合,進行類似的抑菌作用。

但這種假說有明顯之缺陷。首先,帶有正電之大分子有很多種,但並不會抑菌;其次,幾乎所有細胞都帶有負電荷,包括人的細胞在內。因此,此一假說如果成立,幾丁質或蟹殼糖也會殺死人或哺乳類細胞,但事實上相反。

二、穿透結合說

細菌在與幾丁或蟹殼糖結合後,經由吞噬作用進入細胞內,將幾丁質去乙醯化成為蟹殼糖,再水解成寡蟹糖,與染色體結合,改變染色體之表現,進而達成抑菌之效果。

此一假說之缺陷在於,並沒有明顯證據顯示,幾丁質如何經由細菌代謝成有毒之物質,而且經由基因毒性之測試也證明其此一假說事實相反。

三、四級銨鹽說

我們都知道,四級銨鹽為一種強力殺菌劑,因此也能將幾丁質經化學修飾做成四級銨鹽,增強其殺菌能力。經衍化後之幾丁質,確實具有一此功能,但是天然存在之幾丁質及蟹殼糖為一級及二級銨,並不具有此一功能,顯然無法自圓其說。

四、金屬離子鏊合說

幾丁質或蟹殼糖用於廢水處理,乃利用與重金屬離子結合產生凝聚作用後沉降去除。幾丁質或蟹殼糖對常為酵素共構之鋅鎂離子,是否亦有相同作用?但經添加鋅離子至培養基中,細菌之生長並未恢復,顯示幾丁或蟹殼糖並非直接作用於金屬離子之鏊合。

 

幾丁質的抑菌機制

因此,我們是構思一個假說,也就是不論靈芝的幾丁質或者是蝦蟹殼的幾丁質,其抑菌作用是因為幾丁質結合了細菌所分泌的蛋白水解酶(Protease)而間接抑制細菌的生長。如果此一假說成立,那麼在一般細菌培養基中因為許多氨基酸可以直接提供細菌利用,所以細菌可以照樣生長不受影響;假若改變培養基組成,將氨基酸改成蛋白質,則依此假說細菌不會生長。

這種假說之根據在於靈芝或相似的真菌,其細胞壁本身就有抵抗外來酵素攻擊之功能,尤其是細菌所產生的各種胞外酵素,真菌細胞壁能吸附並中和其水解作用,則可保護真菌細胞本身之完整。在改變細菌培養基後,果然,細菌生長就受到抑制了。

至於要多少幾丁質的量才能抑制細菌的生長呢?目前的結果顯示,大約0.1~1%的幾丁質或幾丁聚糖,就可以完全抑制細菌的生長。

除了上述的機制外,我們發現靈芝子實體之廢渣中含有大量的幾丁質,敷在傷口上,除了促進皮膚細胞生長外,也有間接抗菌作用。也就是說在缺乏游離氨基酸的情況下,靈芝細胞壁發揮了抑制細菌生長的作用。

 

靈芝確能改善傷口發炎、促其癒合

在長期動物及人體試驗過程中,我們也發現傷口貼覆靈芝癒傷敷材後,傷口發炎感染的情況會立即改善,這也證實民間在處理傷口時,撒些靈芝粉,具有促進傷口癒合之作用之原因。當然,我們也繼續改良靈芝癒傷敷料的外觀,及其應具備理想敷材應用的條件。而其阻隔微生物及間接抑菌作用,則是靈芝本身天生擁有之性質。

 

由簡單的試驗可以說明幾丁質抗菌之原因:

24-F1

A 試管為蛋白質培養基沒有接種細菌。

B 試管為蛋白質培養基加入蟹殼糖,沒有接種細菌。

C 試管為蛋白質培養基接種大腸桿菌。

D 試管為蛋白質培養基加入蟹殼糖,接種大腸桿菌。

 A、B 試管沒有加入細菌所以培養基保持透明。

C 試管呈現混濁狀態,表示長出許多細菌,同時顏色也改變;

如加入蟹殼糖(D 試管)細菌生長又受到抑制。(提供/蘇慶華)

 

24-su-1

幾丁質(左圖)和幾丁聚糖(右圖)的化學結構。(提供/蘇慶華)

 

24-su-2

細菌在一般培養基(氨基酸存在下)中不會受到幾丁質或蟹殼糖抑制,

但型態會由桿菌(左圖)變成絲狀(右圖)。(提供/蘇慶華)

 

24-su-3

(左圖)病人開胸手術後留下的傷口,持續 7 個月無法癒合。

(右圖)經靈芝癒傷敷料處理後才12天的時間,傷口幾乎癒合;

後來又經過10天的治療,傷口完全癒合。(提供/蘇慶華)

 

延伸閱讀

1. 〔蘇慶華談靈芝廢渣/敷料〕靈芝子實體另類用途──人工皮膚之開發

2. 〔蘇慶華談靈芝廢渣/敷料〕靈芝子實體細胞壁抑制細菌的功能

3. 〔蘇慶華談靈芝廢渣/敷料〕靈芝子實體萃取後殘渣再利用,促進角膜上皮細胞再生