發(fā)布日期：2016-04-20

林 莉,阮曉峰綜述 楊左海*審校

(湖北咸寧學(xué)院藥學(xué)院,湖北咸寧 437100)

摘要：蝦青素（又名超級維生素E)是一種天然的類胡蘿卜素,國外對其抗氧化、抗高血壓、抗炎癥、抗癌、抗輻射和增強(qiáng)免疫等藥理作用進(jìn)行了廣泛研究。本文對近年來蝦青素在藥理作用方面的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

關(guān)鍵詞：蝦青素；抗氧化；抗高血壓；抗炎；抗癌；增強(qiáng)免疫

中圖分類號: R971+1; R979.1; R979.5  文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A  文章編號: 1001-0971(2006)02-0139-04

蝦青素(Astaxanthin)（又名超級維生素E）,即3,3′-二羥基-4,4′-二酮基-β,β′-胡蘿卜素,為萜烯類不飽和化合物,化學(xué)分子式為C40H52O4,分子結(jié)構(gòu)中有兩個(gè)β-紫羅蘭酮環(huán),11個(gè)共軛雙鍵。蝦青素廣泛存在于自然界,如大多數(shù)甲殼類動(dòng)物和鮭科魚類體內(nèi),植物的葉、花、果,以及火烈鳥的羽毛中等。目前,天然蝦青素的主要來源且含量極其豐富的為淡水藻、雨生紅球藻和法夫酵母。最近Domiguez Bocanegra等報(bào)道,未經(jīng)加工的椰汁可加強(qiáng)法夫酵母發(fā)酵產(chǎn)生大量的蝦青素。

蝦青素（又名超級維生素E）的提取方法有溶劑萃取法(脂溶性)、間歇式發(fā)酵法、CO2超臨界流體萃取法(利用基因技術(shù)可將其與中間體分離)。蝦青素酯還可用C18-高效液相色譜法(C18-HPLC)鑒別分離。

1 抗氧化

機(jī)體在正常生命活動(dòng)如呼吸鏈電子傳遞、體內(nèi)其他物質(zhì)氧化過程中可產(chǎn)生少量氧自由基,在受到化學(xué)試劑、紫外輻射等刺激情況下,會(huì)產(chǎn)生大量氧自由基。這些自由基能引起生物膜上的脂質(zhì)過氧化、氨基酸氧化、蛋白質(zhì)降解和DNA損傷,還能使細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng),從而影響細(xì)胞的構(gòu)成。Hix等實(shí)驗(yàn)表明,蝦青素（又名超級維生素E）不但可以淬滅單線態(tài)氧,直接清除氧自由基,還能阻斷脂肪酸的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。由于該性質(zhì),含氧基團(tuán)過氧化氫(H2O2)和三丁基氫過氧化物(t-ButOOH)或抗壞血酸-Fe2+促進(jìn)脂質(zhì)氧化,蝦青素（又名超級維生素E）能明顯減輕其損傷。目前,對超氧化物歧化酶-1(SOD-1)預(yù)防氧自由基損傷組織的研究中,Pan等認(rèn)為蝦青素可提高此酶的蛋白表達(dá)。蝦青素作為抗氧化劑比其他類胡蘿卜素有明顯的優(yōu)勢:Hix等首先提出在高壓氧的條件下,β-胡蘿卜素可作為氧化強(qiáng)化劑(加強(qiáng)氧化劑的氧化性),而蝦青素被證明抗氧化能力比β-胡蘿卜素強(qiáng),且在高壓氧條件下不會(huì)成為氧化強(qiáng)化劑。這可能使得蝦青素（又名超級維生素E）和其他氧代類胡蘿卜素在高濃度氧的器官內(nèi)有一種固有的安全的抗氧化活性。

1.1 預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化和心肌梗死

低密度脂蛋白(LDL)的氧化是引起動(dòng)脈硬化的主要因素之一。氧化低密度脂蛋白(ox-LDL)可使細(xì)胞轉(zhuǎn)化成泡沫細(xì)胞并且出現(xiàn)脂紋,炎性血管壁泡沫細(xì)胞的存在,導(dǎo)致氧化能力增強(qiáng),周圍平滑肌細(xì)胞增生,動(dòng)脈變窄。氧自由基和ox-LDL還能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡,促進(jìn)脂質(zhì)透入。蝦青素（又名超級維生素E）預(yù)防動(dòng)脈粥樣硬化的作用在于它可作為脂相的抗氧化劑,除此之外,還可減少巨噬細(xì)胞在動(dòng)脈斑塊中的滲入,防止粥樣物的形成,起到穩(wěn)定斑塊的作用。Li等研究了α-生育酚和蝦青素在Watanabe可遺傳性高脂血癥(WHHL)兔體內(nèi)抗動(dòng)脈粥樣硬化作用:31只WHHL兔分為3組,單純喂予標(biāo)準(zhǔn)飲食為對照組(n=10),標(biāo)準(zhǔn)飲食添加500 mg·kg-1α-生育酚組(n=11)和飼料添加100 mg·kg-1蝦青素組(n=10),連續(xù)24周,結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩種抗氧化劑,特別是蝦青素顯著減少斑塊中巨噬細(xì)胞浸潤,因此認(rèn)為蝦青素（又名超級維生素E）和α-生育酚可以通過減少巨噬細(xì)胞浸潤和抗凋亡作用,改善動(dòng)脈粥樣硬化斑塊的穩(wěn)定性,可能是這些抗氧化劑的一種抗動(dòng)脈粥樣硬化的新機(jī)制。

Gross等對心肌梗死小鼠模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),給小鼠注射蝦青素衍生物(CardaxTM)50~75 mg·kg-1連續(xù)4 d,結(jié)果使心肌梗死范圍縮小。在再灌注末期,未酯化的游離蝦青素在血漿中的水平與梗死范圍和心肌梗死搶救效率呈線性相關(guān)。這表明CardaxTM有可能被用于臨床心肌梗死病人的預(yù)處理。

1.2 用于局部缺血再灌注引起的損傷

心肌梗死等引起局部缺血時(shí),氧飽和的血液再灌注易引起組織損傷。這可能是由于缺血組織中的線粒體、中性粒細(xì)胞和其他白細(xì)胞釋放活性氧物質(zhì),這些細(xì)胞因子的釋放,破壞細(xì)胞膜完整性,引起脂質(zhì)過氧化物的循環(huán),從而導(dǎo)致細(xì)胞壞死。減少損傷最重要的是清除這些活性氧物質(zhì),破壞脂質(zhì)過氧化物的循環(huán)。Hix等報(bào)道,蝦青素與維生素E及一些親脂性的類胡蘿卜素比較,其淬滅單線態(tài)氧破壞脂質(zhì)過氧化物的循環(huán)能力最強(qiáng)。但是,蝦青素（又名超級維生素E）的強(qiáng)親脂性限制了它在臨床上的應(yīng)用。目前,研究四氫呋喃(THF)作為載體能增強(qiáng)蝦青素的作用,但還不能確定能否應(yīng)用于臨床。

1.3 用于糖尿病及糖尿病腎病

Naito等在研究中發(fā)現(xiàn)“氧化應(yīng)激(oxidativestress)”是糖尿病導(dǎo)致腎病的一個(gè)重要機(jī)制。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中檢測血糖水平、體重、尿白蛋白、尿8-羥基脫氧鳥苷(8-OHdG)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,經(jīng)過蝦青素的長期治療,尿白蛋白和8-OHdG的增加明顯被控制,而且未經(jīng)治療的小鼠腎小球內(nèi)8-OHdG免疫反應(yīng)性細(xì)胞比治療組多。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,蝦青素（又名超級維生素E）通過降低腎的氧化應(yīng)激來控制糖尿病腎病的進(jìn)展和預(yù)防腎臟細(xì)胞的損傷。Uchivama等將蝦青素用于肥胖型2型糖尿病小鼠模型中,證明了蝦青素（又名超級維生素E）不能增加胰腺中β細(xì)胞數(shù)量,但可以保護(hù)β細(xì)胞的功能,保證胰島分泌胰島素的能力來改善機(jī)體血糖水平。

1.4 保護(hù)肝臟

有些類胡蘿卜素如番茄素、α-維生素E用于丙型肝炎患者,可使肝的癌變率顯著降低。將蝦青素（又名超級維生素E）用于CCI4處理過的小鼠,蝦青素可抑制由CCI4引起的谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)、谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)、硫代巴比妥酸活性物質(zhì)(TBARS)活性升高,并且可使肝臟內(nèi)谷胱甘肽(GSH)、超氧化物歧化酶(SOD)活性升高;蝦青素通過抑制脂質(zhì)過氧化和刺激細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)來阻止CCI4引起的肝臟的損壞。Showalter等對C57BL/6鼠一次口服HeptaxTM50 mg·kg-172 h后,經(jīng)HPLC測得游離蝦青素在肝中(0.9 mg·L-1)比血漿中(0.2 mg·L-1)水平大得多,提示HeptaxTM主要集中在肝中,并分解出未酯化的游離蝦青素,作為抗氧化劑對肝臟有一定的保護(hù)作用。

1.5 緩解肌肉運(yùn)動(dòng)損傷

在骨骼肌和心肌劇烈運(yùn)動(dòng)后應(yīng)用蝦青素的實(shí)驗(yàn)中顯示,蝦青素能增加血漿肌酸激酶活性,減少腓腸肌和心肌中髓過氧化物酶活性,還可以削弱中性粒細(xì)胞的滲透作用,這個(gè)滲透作用可引起腓腸肌和心肌進(jìn)一步損傷。蝦青素通過以上機(jī)制緩解了骨骼肌和心肌劇烈運(yùn)動(dòng)所致的損傷。另外,蝦青素也可調(diào)節(jié)視頻顯示終端操作員出現(xiàn)的視疲勞,服用蝦青素（又名超級維生素E）后眼肌調(diào)節(jié)力得到明顯改善,疲勞亦得到緩解。

1.6 保護(hù)神經(jīng)

Hussein等推測因蝦青素的抗氧化潛力,對神經(jīng)應(yīng)該有保護(hù)作用。用蝦青素預(yù)處理的缺血小鼠在Morris水迷宮中的學(xué)習(xí)行為測試中,極大縮短了逃脫期。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,蝦青素（又名超級維生素E）對缺血小鼠顯示出顯著的神經(jīng)保護(hù)作用,對改善血管癡呆癥記憶發(fā)揮有益的作用。

2 抗高血壓

Hussein等進(jìn)行了蝦青素抗高血壓的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)。對自發(fā)性高血壓大鼠(SHR)連續(xù)喂食蝦青素14d,可使SHR動(dòng)脈血壓顯著降低;對易卒中SHR連續(xù)喂蝦青素(50 mg·kg-1) 5周,其血壓降低顯著;蝦青素也延遲了SHR卒中的發(fā)生。為了研究蝦青素的作用機(jī)制,Hussein等用NG-硝基-L-精氨酸甲基酯處理體外大鼠主動(dòng)脈,用前列腺素F2α(PGF2α)使大鼠主動(dòng)脈收縮,而由蝦青素(1~10μmol·L-1)引起以一氧化氮(NO)為中介的血管舒張。結(jié)果表明,蝦青素（又名超級維生素E）的抗高血壓作用可歸結(jié)為與NO相關(guān)的機(jī)制。

為了驗(yàn)證蝦青素抗高血壓的作用機(jī)制,Hussein等進(jìn)一步研究了SHR食用蝦青素后對血管反應(yīng)性的影響。在無蝦青素干預(yù)下,評估了由苯腎上腺素、血管緊張素(Ang)Ⅱ和黃嘌呤/黃嘌呤氧化酶(Xan/XOD)引起SHR胸主動(dòng)脈收縮,由亞硝基鐵氰化鈉(SNP)引起SHR胸主動(dòng)脈舒張,以及由乙酰膽堿(Ach)調(diào)節(jié)SHR胸主動(dòng)脈內(nèi)皮舒張。研究顯示,蝦青素（又名超級維生素E）對SNP釋放的NO引起的血管舒張有顯著的調(diào)節(jié)作用(P<0.05),但是對Ach引起的SHR內(nèi)皮舒張損傷修復(fù)無明顯的作用。另一方面,蝦青素可以改善由苯腎上腺素、AngⅡ和Xan/XOD引起的收縮作用。蝦青素（又名超級維生素E）還可通過降低全血微通道輸送時(shí)間對血液流變性產(chǎn)生極大的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,蝦青素可以調(diào)節(jié)高血壓的血液流變性,包括通過交感神經(jīng)腎上腺素受體通路,特別是α-腎上腺素受體敏感的正常化,以及通過減弱AngⅡ和活性氧引起的血管收縮,來修復(fù)血管緊張狀態(tài)而發(fā)揮抗高血壓作用。

3 控制炎癥

體外實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),蝦青素（又名超級維生素E）表現(xiàn)出抑制炎性細(xì)胞因子類如NO、前列腺素E2( PGE2)的產(chǎn)生、NO合酶(NOS)、環(huán)氧合酶-2(COX-2)、腫瘤壞死因子α( TNF-α)和白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)誘導(dǎo)作用的表達(dá),抑制脂多糖(LPS)誘導(dǎo)小鼠巨噬細(xì)胞系RAW264.7細(xì)胞和早幼巨噬細(xì)胞產(chǎn)生炎性介質(zhì)前體。它甚至能抑制NO,PGE2,TNF-α和IL-1β的血清水平。除此之外,蝦青素還可抑制LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞內(nèi)核因子(NF)-κB p65亞單位的易位和NF-κB抑制蛋白α(IκB-α)激酶的降解。蝦青素可能通過以上途徑達(dá)到抗炎效果。Ohgami等研究了蝦青素對體內(nèi)外LPS引起炎癥的影響,對雄性Lewis大鼠注射LPS引起葡萄膜炎。30 min前同時(shí)靜脈給予蝦青素或潑尼松龍,或30 min后用LPS處理。在LPS處理24 h后測定收集的眼房水中滲出細(xì)胞數(shù)和蛋白質(zhì)含量;RAW264.7細(xì)胞用各種濃度的蝦青素預(yù)處理24 h,用10 mg·L-1LPS連續(xù)刺激24 h,測定體內(nèi)外PGE2,TNF-α和NO產(chǎn)物水平。結(jié)果表明,蝦青素（又名超級維生素E）通過抑制NO,PGE2和TNF-α產(chǎn)物,直接阻礙NOS活性,而具有顯著的劑量依賴性抗炎作用。

慢性B型胃炎、消化性潰瘍和胃癌的發(fā)生與幽門螺桿菌(HP)的感染有著密切的聯(lián)系。體外實(shí)驗(yàn)表明,富含蝦青素（又名超級維生素E）的藻類和維生素C都可以有效抑制HP的生長,從而緩解胃部癥狀。

蝦青素（又名超級維生素E）的抗炎性也被應(yīng)用于內(nèi)毒素誘導(dǎo)的眼色素層炎的小鼠身上,且有劑量依賴性,100 mg·kg-1的蝦青素抗炎作用與10 mg·kg-1的潑尼松龍相當(dāng)。

4 抗癌抑癌

4.1 有效控制多種癌癥

蝦青素（又名超級維生素E）可激發(fā)免疫系統(tǒng)抑制瘤細(xì)胞的抗原性。有研究表明蝦青素可減少小鼠腹水肝細(xì)胞癌的發(fā)作,還可通過誘導(dǎo)肝臟中的酶來抑制小鼠的膀胱癌、口腔癌、結(jié)腸癌和胃癌發(fā)生。另外,它在抑制乳腺癌增長方面也有積極的作用,劑量依賴性較強(qiáng)。蝦青素亦能降低黃曲霉素的致癌性,對其誘導(dǎo)的肝細(xì)胞癌的體積和數(shù)量進(jìn)行有效的控制。   

有研究表明,蝦青素（又名超級維生素E）可防止人成纖維細(xì)胞(1BR-3)、黑素細(xì)胞(HEMAc)和腸CaCo-2細(xì)胞中由紫外線輻射導(dǎo)致的DNA損害,從而減少皮膚癌的發(fā)生。

4.2 抑制癌轉(zhuǎn)移

蝦青素（又名超級維生素E）可抑制由甲基膽蒽誘導(dǎo)的纖維瘤(Meth-A)的轉(zhuǎn)移。該作用機(jī)制可能與蝦青素抑制Meth-A細(xì)胞增長和刺激免疫應(yīng)答抑制Meth-A抗原有關(guān)。氧化應(yīng)激是引起癌轉(zhuǎn)移的另一因素,氧化應(yīng)激也可引起肝組織中脂質(zhì)過氧化物的增加。接種癌細(xì)胞后,處在氧化應(yīng)激下時(shí),在肝臟中很快發(fā)現(xiàn)有癌細(xì)胞的轉(zhuǎn)移,口服蝦青素1 mg·kg-1·d-1,連續(xù)14 d,可使氧化應(yīng)激引起的癌轉(zhuǎn)移率下降。表明蝦青素（又名超級維生素E）通過抑制氧化應(yīng)激引起的脂質(zhì)過氧化,來提高抗腫瘤的免疫應(yīng)答。

5 增強(qiáng)機(jī)體免疫力

蝦青素（又名超級維生素E）可增強(qiáng)植物血凝素誘導(dǎo)淋巴管芽生的能力,使脾B和T淋巴細(xì)胞分化增殖能力提高,來增強(qiáng)機(jī)體的免疫力。蝦青素促進(jìn)小鼠釋放IL-1和TNF-α,其作用比β-胡蘿卜素和角黃素強(qiáng)得多。另外,蝦青素還可刺激免疫應(yīng)答抑制Meth-A抗原;通過對抗氧化應(yīng)激引起的脂質(zhì)過氧化,來提高抗腫瘤的免疫應(yīng)答等。Chew等研究了小鼠飲食β-類胡蘿卜素、蝦青素和斑蝥黃對脾細(xì)胞功能的影響,結(jié)果顯示,β-類胡蘿卜素和蝦青素（又名超級維生素E）有明顯增強(qiáng)小鼠脾淋巴細(xì)胞功能的作用,有利于預(yù)防各種類型的流行性感冒，而斑蝥黃沒有這種作用。

6 結(jié)語

機(jī)體產(chǎn)生的過多活性氧物質(zhì)是引起多種疾病的根源,蝦青素的特殊結(jié)構(gòu)決定了它有很強(qiáng)的抗氧化活性,而且抗氧化機(jī)制多種多樣。蝦青素在抗高血壓、控制炎癥、抗癌抑癌、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等方面也有作用。目前,國內(nèi)外均有蝦青素保健品投產(chǎn),國外有“astaxanthin(0165)”制劑、蝦青素和少量其他類胡蘿卜素復(fù)合制劑等多種保健產(chǎn)品上市,并開發(fā)了作為抗感染的口服制劑。蝦青素二酯與阿司匹林合用可加強(qiáng)其藥效。總之,蝦青素（超級維生素E）作為藥品對預(yù)防和治療人類疾病,有著很大的開發(fā)前景。