虾青素的生物功效及其应用

虾青素(Astaxanthin简称ASTA，3，3＇-二羟基-β，β＇-胡萝卜素-4，4＇-二酮)，其分子结构见图l，分子式为C40H52O4，是一种非维生素A源类胡萝卜素，在体内不转变为维生素A而发挥作用,具有多重生理功效，如强抗氧化性和抗肿瘤性，其抗氧化能力比胡萝卜素高10倍以上，比维生素E高500倍以上，广泛应用于食品、医药、化妆品及饲料等领域。国内近10多年才开始虾青素的研究，但取得较快的发展。笔者着重介绍了虾青素的生理功效与某些疾病的关系。1 自由基的氧化损伤作用 自由基是机体有效的防御系统，参与杀菌、物质和能量的代谢等重要生理功能，但是大多数自由基具有强的氧化性。正常情况下，体内的自由基处于产生与清除的动态平衡之中，不会对机体造成严重损伤；但是随着年龄的增长和疾病发生等因素，动态平衡被破坏，自由基产生过多或清除过慢，引起氧化应激反应，扰乱细胞的主要代谢过程，最终导致细胞死亡、组织器官老化或病变。目前较为确定与自由基有关的疾病包括：糖尿病，动脉粥样硬化，癌症，神经系统疾病，眼睛疾病如白内障，血液疾病等。2 虾青素生物功效及与疾病的关系 2．1 抗氧化作用ASTA虾青素对机体的保护作用主要归功于它的抗氧化性。虾青素是一种断链抗氧化剂，具有比较活泼的电子效应，能向自由基提供电子或氢原子与自由基进行反应，吸收自由基多余的能量，使得自由基变为非活性的或较稳定的化合物，从而中断自由基的氧化反应历程，达到消除氧化反应的目的，阻止其他分子或细胞的损伤。 2．2 抗癌作用 2．2．1 自由基与癌症的关系。自由基和某些癌症的发生有一定的联系。自由基有强的氧化性，能氧化损伤脂质和蛋白质，更严重者可以造成DNA 断链，使基因发生变异，引发癌症。目前研究人员通过试验发现，虾青素可以有效预防和治疗某些癌症，如膀胱癌，口腔癌，皮肤癌等。 2．2．2 抗癌机理。虾青素通过加强正常细胞间隙连接能力，把致癌物诱发的细胞放在一个扩展的通讯网络中，其中正常细胞占优势，孤立癌细胞，减少癌细胞间的联系，稳定致癌物诱发的细胞，控制其生长。防止肿瘤转化，从而抑制或减少癌症的发生。间隙连接是指相邻细胞间存在着的信息传递的连接通道，它是由连接蛋白形成的，肿瘤细胞间通过此进行信息交流。在转化阶段，虾青素能通过连接蛋白激活或重新活化信息的交换，破坏连接通道而干扰信息交流，抑制诱导的细胞发生恶化。 汪振诚等通过体外培养大肠癌SW1116细胞株发现，虾青素对癌细胞增殖有强的抑制作用，呈剂量相关性，高浓度的虾青素能杀伤肿瘤细胞。Tanaka等发现服用虾青素的小鼠可显著降低N-甲基-N- (4-羟丁基) -亚硝胺诱导膀胱癌的发生率；用4-硝基喹啉-1-氰化物诱发F344大鼠口腔癌的类似试验中，虾青素能显著降低口腔癌的发生。Gradelet等研究了几种类胡萝卜素对黄曲霉素B1诱发肝癌作用的影响，结果表明虾青素能降低黄曲霉素的致癌性，减少肝肿瘤病灶数目和大小。 2．3 增强免疫功能 ASTA虾青素能显著增强机体局部和全身的免疫能力，抗机体炎症，抗螺旋菌感染。这种免疫调节特性与抗氧化性相结合，在防止疾病的发生与传播中发挥重要作用。Jyonouchi等的体外试验表明，虾青素能显著促进胸腺依赖抗原(TD-Ag)刺激下Th克隆细胞介导的抗体产生能力，增加分泌IgM和IgG的细胞数，补充虾青素有助于恢复老龄动物的免疫能力，增强动物的免疫功能。Lingnell等研究发现，口服虾青素可明显增强人的肌肉力量和耐受力，提高体质，消除疲劳。Okai和HigashiOkai通过体外细胞培养试验证明：虾青素对增强鼠免疫活性细胞的增殖及其他功能方面具有可能的免疫调节活性；虾青素比裸藻酮和β-胡萝卜素具有更高的免疫调节活性。3 虾青素其他功能及应用 (1)可以对抗机体中不饱和脂肪酸氧化，抗血液中胆固醇（TC）、低密度脂蛋白（LDL）的氧化，对防治动脉粥样硬化等心脑血管疾病有较好的预防疗效，可广泛应用于功能型食品、保健品及化妆品等抗衰老产品。虾青素医药保健品已在北美、欧洲和日本陆续注册成功并上市，如FDA批准注册的AstaFactor、治疗心血管疾病的“三文鱼精华”和虾青素藻粉具有很好的疗效和市场效益。 (2)虾青索对改善视力具有独特的效果，是一种天然的“眼保健维生素”，可直接改善视力，故在预防和治疗“年龄相关性视网膜黄斑变性”，改善视网膜功能方面具有良好效果。 (3)虾青素近似维生素A的特性。维生素A是眼球中的视黄酸的供应源，视黄又是人的暗视觉所需的视紫质的来源，因此可消除眼疲劳，有助于体力的恢复。如果在客机上供应虾青素产品，可以克服时差带来的不适；老年人和学生常食虾青素，有助于生物钟调节，恢复正常生活节奏。 (4)虾青素有利于中枢神经系统的修复。虾青素是唯一能通过血脑屏障的类胡萝卜素，可以把抗氧化能力延伸到大脑中，清除神经系统中的自由基而起到保护作用。由于虾青素的抗氧化能力远远超过维生素E及β-胡萝卜素，因此它是治疗神经系统疾病和美尼尔综合症疾病的候选者。 (5)虾青素具有优良的着色性能和超抗氧化性能，其有效成分对皮肤有一定的保护作用，且是理想的营养及保健型食品着色剂。美国的Aquasearch公司已将虾青素酯制品注册为营养补充剂。虾青素优良的着色性能，能提高某些鱼类(如鲑鱼)的肉质，改善色泽，提高鱼类和畜禽的成活率，增加成熟度，加深鸡蛋蛋黄的颜色。饲料中的ASTA虾青素是理想的“营养型”着色剂，对人体健康有益。