一、營養成分

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利用蚯蚓自身的酶系在一定條件下使之自溶,得到蚯蚓自溶液,提取率一般為75 %以上,蛋白質占幹重的56 %～65 % ,游離氨基酸含量50～70 g·L - 1 ,含10種人體必需的氨基酸,上述指標均高於大豆蛋白. 蚯蚓體內不飽和脂肪酸含量高,飽和脂肪酸含量低. 特別是具有抗癌、降血壓、防止動脈硬化、養顏等作用的亞油酸含量自然更高,非常適應現代人追求的營養時尚,還具有獨特的不同於其他動物的十三羧酸.以農副產品為飼料養殖的蚯蚓可作為高營養的安全食品資源.

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二、溶栓酶

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1. 蚯蚓血纖維蛋白溶解酶( earthworm fibrinolyticenzyme , EFE ,蚯蚓纖溶酶)

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　　自1983 年日本宮崎醫科大學的H.Mihara 教授報導從蚯蚓體內可提取一種能溶解血栓的酶之後 ,許多學者主要是中國、日本和韓國學者從不同種屬蚯蚓體內分離純化了不同的纖溶酶組分, 研究了各組分的理化性質.路英華等從遠環蚓(Amynthas dancatala) 內臟消化道分離出纖溶酶,相對分子量在20 000～70 000 之間,PI在3～5 之間;熊焱等純化了一種纖溶酶組分,證明其為糖蛋白,酸性氨基酸含量高,N - 端序列與胰蛋白酶(tripsin) 、尿激酶型纖溶酶原啟動劑(u - pA) 無明顯的同源性;彭先鳳從赤子愛勝蚓( Eisenia foetida) 中分離到9種纖溶酶,純化了7 種;到1993 年,日本的Nakajima[7]報道分離了粉正蚓( Lumbricus rubellus) 中所有的纖溶酶組分,共分為3 個大組,F - Ⅰ,F - Ⅱ,F - Ⅲ,其中F - Ⅰ為胰蛋白酶樣蛋白酶,又分為F - Ⅰ- 0 、F - Ⅰ- 1 、F - Ⅰ- 2 ;F - Ⅲ為靡蛋白酶樣蛋白酶,可分為F - Ⅲ- 1 和F- Ⅲ- 2 ;F - Ⅱ沒有再分. 上述6 組分EFE 的相對分子量在23 000～29 000 之間,PI 在3. 4～4. 85 之間,氨基酸組成分析表明,Asp ,Asn ,Gly 的含量高,Lys 的含量低. 該組酶具強的纖溶活性,但無纖溶酶原啟動活性,且組分不含糖. F - Ⅰ和F - Ⅲ大組內的各組分雖具不同的等電點和分子量,但具相同的N - 端序列、酶學特性和免疫學特性,推測可能分別來自相同的基因 .2001 年趙曉瑜等用親和層析從赤子愛勝蚓中分離到11～13 個纖溶酶組分,DEAE - cellulose 和製備電泳純化了9 個組分,依PAGE 中的遷移率從小到大的順序命名為1 ,2 ,3 , ⋯,8 ,9 ,其中3 號和4 號為三個亞基組成的寡聚酶,其餘為單體酶,這一組纖溶酶的相對分子量在22 000～34 000 之間,PI 在4. 0 以下,依各組分的免疫學特性分為4 組,1 ,2 為一組,3 ,4 ,5a ,6 為一組,4. 5 ,5b為一組,6. 5 ,7 為一組,發現同組內各組分的N - 端序列同源性極強,或基本相同,這一點與N. Nakajima 分離的F- Ⅲ和F - Ⅰ大組各組分的性質除等電點和分子量外都相同,是一致的. 測定了7 號組分的N - 端氨基酸序列,與F - III - 2 有很高的同源性,但7 號為糖蛋白,具有直接纖溶活性和啟動活性,而N. Nakajima 未提及F - Ⅲ-2 是否為糖蛋白,且該組分只有直接纖溶活性.

綜合多數學者對EFE 的生化性質研究結果,EFE 是一組存在於蚯蚓體內的絲氨酸蛋白水解酶,具有纖溶活性或纖溶酶原啟動活性,相對分子量在20 000～40 000 ,PI 在3～5 之間,氨基酸組成中酸性氨基酸含量較多,堿性氨基酸含量較低,對熱很穩定,作用的pH 範圍廣,多為單體酶,也有寡聚酶,有的組分為單純酶,有的組分為含糖基的結合酶,不同組分的蚯蚓纖溶酶對不同種類的絲氨酸蛋白酶抑制劑的敏感性存在明顯差異,即不同來源和不同方法分離的EFE 既具有共性,也有不同之處.

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2. 蚓激酶( lumbrokinase)

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蚯蚓提取物不僅具有直接溶解纖維蛋白的作用,而且還能啟動纖溶酶原(plasminogen) , 使之形成纖溶酶(plasmin) . 楊嘉樹從赤子愛勝蚓體內分離純化出一種蚯蚓纖溶酶原啟動劑(e - PA) ,該酶相對分子量為45 000 ,由2 個亞基(Large 和Small) 通過疏水相互作用維繫在一起,L 和S 亞基結合在一起,具有激酶活性,可以切割堿性氨基酸、小的中性氨基酸及甲硫氨酸的羧基端,同時e- PA 確能將纖溶酶原切割為纖溶酶. 這一結論提示e -PA 可能會發展成為新型溶栓藥物[10] . 蚯蚓提取物中的蛋白成分可以單獨具有纖溶酶活性、激酶活性、以及同時兼有兩種酶活性.

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3. 蚯蚓膠原蛋白酶( earthworm collagenases)

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陳舊性血栓的外麵包被著一層膠原,徹底溶栓的第一步就是降解膠原外殼,因此溶栓製劑要發揮作用,膠原酶起著重要作用. 鐘良瑋等[11]從雙胸蚓中分離到3 種水解膠原的酶,其中Ⅱ是不具亞基的大分子糖蛋白,酸性氨基酸含量高,缺乏胱氨酸,最適pH 值為6～7 ,最適溫度35～40 ℃,Ca2 + 、Bb2 + 、Mn + 促進酶活性,但受Co2 + 、Hg2 + 、EDTA、巰基化合物抑制,相對分子量為92 900.

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三、抗氧化酶及抗菌肽

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蚯蚓特殊的生活環境造成了其體內抗逆性成分含量很高. 蚯蚓體內超氧化物岐化酶( superoxidase dismu2tase ,簡稱SOD) 含量甚高,為Cu - Zn SOD ,35 ℃飼養的蚯蚓其SOD 比活最高. 因此,提取純化前將蚯蚓在35 ℃養殖4 周以上,可得到純度較高的SOD. 每100g 組織可得到SOD 製品總活力為17 190U ,比活7 995U/ mg ,回收率為35 %. 該酶呈淡藍綠色,最大紫外吸收波長為270nm.該酶相對分子量為33 000 為二聚體,亞基相對分子量為16 500. 該酶亞基含156 個氨基酸殘基,不含酪氨酸,N -末端為丙氨酸, 等電聚焦為三條譜帶, 等電點分別為5. 30 、5. 59 和6. 22 .正常情況下,蚯蚓含有低量的抗菌肽( antibacterialpeptide) . 為了驗證周圍生活環境對蚯蚓抗菌肽量和活性的誘導作用,檢測了在3 種應激處理下蚯蚓的誘導抗菌肽變化. 採用熱處理、超濾和分子篩方法從蚯蚓體液中純化得到應激肽,它具有強的抑菌活性、廣泛的抗菌譜和熱穩定性,相對分子量低於10 000. 生物處理(細菌注射) 、物理處理(γ射線和機械損傷) 和化學處理(重金屬和農藥污染) 都能誘導產生抗菌肽,但蚯蚓對不同的應激其敏感性有區別. 對大腸桿菌注射敏感性高,其次是機械損傷、重金屬處理. 蚯蚓在一定的耐受範圍內,隨著應激強度加大,抗菌肽活性增強. 一定的物質和方法似乎能誘導出定向的目標抗菌物 .用硫酸銨沉澱、超濾、陽離子交換分離和反相快速蛋白質液相色譜(FPLC) 分析,得到了兩種新的

蚯蚓抗菌肽F - 1 與F - 2 ,經電噴霧離子源質譜( ESI -MS) 測定, 相對分子量為535 270 和519 270. 串聯質譜(MS/MS) 資料表明F - 1 的肽序列為Ac - Ala - Met - Val- Ser - Ser ,F - 2 的肽序列為Ac - Ala - Met - Val - Glv -Thr. 最小抑菌濃度(MIC) 實驗表明,F - 1 與F - 2 對不同菌株的抑菌作用不同 .

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四、抗腫瘤成分

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Tsunoda 等從蚯蚓中分離出一種胍類物質,命名為蚯蚓素(D - lombricine) ,並證明其具有抑制小鼠自發性乳瘤生長的作用. 構效關係研究表明,乙烯基團的存在及其長度對胍類的抗腫瘤作用具有重要意義,抗腫瘤活性的作用點位於胍乙基基團. 不同給藥途徑對抗腫瘤作用也有影響,皮下注射的作用強於口服給藥 .赤子愛勝蚓經勻漿,丙酮沉澱及DEAE - SepharoseFF層析柱分離純化後,得一糖蛋白組分QY- 1. 苯酚—硫酸法測其含糖量約2 % ,SDS - PAGE 實驗結果顯示該組分的相對分子量約為63 000. 氨基酸組成分析表明含16種氨基酸,不含色氨酸和半胱氨酸. 對小鼠肝癌H22 有明顯的抑制作用,能使荷瘤小鼠生命延長率提高達65.4 % . 採用乙醇沉澱、SephadexG- 75 、HiPrep 16/60 DEAE 等方法從赤子愛勝蚓中分離純化到一個組分D2(8) ,該組分既具有纖溶酶原激酶活性又具有抗腫瘤活性 . 也有作者採用小鼠移植性腫瘤S180 肉瘤及Heps 肝癌的動物模型,研究蚯蚓提取物( EFE) 的免疫活性及抗腫瘤作用. 結果表明,EFE 對S180 肉瘤和Heps 肝癌細胞的抑制率分別為36. 97 %和48. 55 %;對小鼠實體瘤細胞有明顯的抑制作用( P < 0. 01) ,對小鼠的細胞和體液免疫功能有顯著增強作用 . 可見,蚯蚓體內抗腫瘤成分包括有機小分子和生物大分子. 蚯蚓纖溶酶及纖溶酶原激酶屬於絲氨酸蛋白酶,其所以具有腫瘤細胞溶殺活性,是因為它能水解腫瘤細胞中某些結構蛋白,從而破壞腫瘤細胞結構的完整, 但具體作用機制還不清楚.

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五、消化酶

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蚯蚓在有機殘體轉化和土壤養分迴圈中起著重要的作用,為明確不同生態類型蚯蚓的食性及其消化有機物質的能力,測定了表居型蚯蚓赤子愛勝蚓( Eisenia feti2da) 和上食下居型蚯蚓威廉環毛蚓( Pheretimaguillemi) 腸道內纖維素酶、蛋白酶、酸性磷酸酶和鹼性磷酸酶的活性;同時還對威廉環毛蚓排泄物中蛋白酶、磷酸酶以及CO2 呼吸強度與原土進行了比較. 結果表明,赤子愛勝蚓腸道內纖維素酶活性遠遠高於威廉環毛蚓,而蛋白酶和酸性及鹼性磷酸酶活性顯著低於威廉環毛蚓;兩種蚯蚓腸道消化酶活化的差異與赤子愛勝蚓直接以植物殘體為食,而威廉環毛蚓以半分解的有機殘體上的微生物為食有關. 研究結果提示,不同種類的蚯蚓生活習性不同,食性不同,體內成分也存在差異,可以研究不同種類蚯蚓的活性成分與其生存的生態環境之間的關係 .

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六、蚯蚓毒素

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傳統中藥地龍幹的炮製過程就是採用外力刺激蚯蚓,使之分泌大量應急液,再將蚯蚓放入草木灰中,使分泌液被吸收,然後將地龍洗淨晾乾. 有人研究了不同刺激方法導致蚯蚓產生的應激分泌液,對蚯蚓應激分泌液進行電泳分析蛋白組分、動物體內試驗檢測毒性,結果表明,蚯蚓應激分泌液的蛋白組分顯示劇毒性(最小致死量為0. 242 mg/ kg) ,PAGE 分離主要有兩條帶;蚯蚓對不同刺激產生的應激分泌液成分相同 .

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七、溶血素

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從蚯蚓體腔液中分離了相對分子量為46 000 、43000 、40 000 的具有溶血活性的蛋白質,命名為H1 、H2 、H3 ,其中H3 為雙功能蛋白質,具有溶解和凝集紅細胞的活性, 在SDS 處理時裂解為相對分子量為18 000 和 21 000的片段. 在56°C 時三種蛋白的溶血活性受到抑制,但H3 的凝集活性很穩定 . 從赤子愛勝蚓細胞自溶物中分離了兩種溶血素(CL39 和CL41) ,Cl39 和CL41命名為溶血素(fetidin) 和胞溶素(lysenin) , fetidin 與從體腔液中分離的3 種溶血活性的蛋白質H1 ,H2 ,H3 的氨基酸序列相同,但是被糖基化. 溶血活性的蛋白質起源於黃色細胞(chloragocyte) ,很大程度上起源於大體腔細胞(coelomocytes) ,被分泌到體腔液中 . lysenin 是一種新的來自蚯蚓細胞自溶物的能識別鞘磷脂並導致細胞溶解的蛋白質,作者研究了lysenin 與紅細胞及人工脂質體的相互作用,將lysenin 與含有鞘磷脂的囊泡預培養能完全抑制其溶紅細胞作用. 結果表明,在有鞘磷脂存在的條件下,lysenin 聚集成膜,組合成抗SDS 的低聚體,導致形成直徑約3nm 的疏水動態微孔. 抗體掃描分析顯示,lysenin 的C - 末端暴露,而N - 末端隱藏. 微分掃描熱量測定顯示,lysenin 既能與鞘磷脂的親水頭部相互作用,又能與其疏水的碳氫尾部相互作用. 其聚體的形成受鞘磷脂的氨基聯接的脂肪酸組成的影響[22] . 實驗結果提示lysenin 可能會成為研究生物膜上鞘磷脂分子運動和功能的一種工具.

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八、小結

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蚯蚓臨床應用廣泛,藥理活性顯著,自然資源豐富,人工養殖技術成熟,提取成本低廉,提取物毒副作用低,療效確切. 因此,利用現代生物提取技術對蚯蚓活性成分進行研究、提取、純化,開發成具有獨特成分和療效的高技術產品應該是對蚯蚓進一步深加工的方向. 儘管對蚯蚓活性成分的研究很活躍,但目前蚯蚓醫藥產品的數量依然很少,因此應加快基礎理論向實際生產轉化研究的投入,更快更多地研製出蚯蚓醫藥產品,另一方面,應進一步擴大研究領域,發掘蚯蚓體內新的有效成分,為進一步開發利用蚯蚓資源打下基礎.

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九、後記

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蚯蚓被譽為地球上最有價值的動物

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蚯蚓是對環節動物門寡毛綱類動物的通稱。在科學分類中，它們屬於單向蚓目。身體兩側對稱，具有分節現象；沒有骨骼，在體表覆蓋一層具有色素的薄角質層。蛋白質含量達70%，還有微量元素，如磷、鈣、鐵、鉀、鋅、銅以及多種維生素。除了身體前兩節之外，其餘各節均具有剛毛。雌雄同體，異體受精，生殖時藉由環帶產生卵繭，繁殖下一代。目前已知蚯蚓有200多種，1837年被生物學家達爾文稱之為地球上最有價值的動物。

 

循環系統是封閉式循環系統，消化管為一由前至後延伸的管狀構造，排泄則經由肛門或腎管進行，喜食腐質的有機廢棄物。以皮膚呼吸，會從背孔分泌黏液以保持皮膚的濕潤。

  

蚯蚓在中藥裡叫地龍（開邊地龍、廣地龍），《本草綱目》稱之為具有通經活絡、活血化瘀、預防治療心腦血管疾病作用。