螺旋藻化學(xué)成分及其生物活性研究

1、. .螺旋藻化學(xué)成分及其生物活性研究摘要:螺旋藻spirulina是現(xiàn)存地球上最古老的藥用植物之一，今年的研究證明螺旋藻含有豐富的氨基酸，維生素，礦物質(zhì)等人體需要的營(yíng)養(yǎng)成分，因具有廣泛而高效的藥用價(jià)值而倍受關(guān)注，本文對(duì)今年來對(duì)螺旋藻的成分和藥理作用進(jìn)展綜述。關(guān)鍵詞: 螺旋藻；化學(xué)成分；生物活性引言：螺旋藻spirulina是現(xiàn)存地球上最古老的藥用植物之一，今年的研究證明螺旋藻含有豐富的氨基酸，維生素，礦物質(zhì)等人體需要的營(yíng)養(yǎng)成分，因具有廣泛而高效的藥用價(jià)值而倍受關(guān)注，本文對(duì)今年來對(duì)螺旋藻的成分和藥理作用進(jìn)展綜述。1螺旋藻化學(xué)成分1.1 蛋白質(zhì)螺旋藻含蛋白質(zhì)為58. 5 %83. 4 %，且氨基酸

2、組成比例恰當(dāng)，其中8 種人體必需氨基酸含量接近或超過聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)推薦的組成比例標(biāo)準(zhǔn),螺旋藻的蛋白消化率達(dá)75. 0 %，生物利用率達(dá)68. 0 %，所以,它被認(rèn)為是目前人類的蛋白質(zhì)含量最高、質(zhì)量最好的食品1 。其中所含的人體必需氨基酸與聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織所推薦的RDA 值(人體需要量)極其相似，分別為異亮氨酸4.1%4.5%，亮氨酸5.8%6.8%，賴氨酸4.4%4.6%，苯丙氨酸2.9%4.4%，蛋氨酸1.8%2.4%，蘇氨酸2.7%4.1%，色氨酸1.1%1.6%，纈氨酸4.8%6.5%。1.2 脂肪螺旋藻屬于低脂食品，脂肪含量為6 %9 %，其脂肪酸多以不飽和

3、脂肪酸為主，含量為4. 9 %5. 7 %(表1)，尤其是必需脂肪酸的含量較高，而且具有多種保健功能的-2 亞麻酸含量高達(dá)8.7511.97g/kg2，而且脂肪中不含有膽固醇。表1 螺旋藻的脂肪含量及脂肪酸組成4脂肪名稱含量/(mg·kg)月桂酸180229肉寇酸520664棕櫚酸1650021141硬脂酸微量353甘油軟脂酸14902035十七碳二烯酸901421.3 維生素由于螺旋藻細(xì)胞分裂活潑，生長(zhǎng)迅速，代謝旺盛，因而與生長(zhǎng)發(fā)育直接相關(guān)的各種維生素(B1,B2,B12,E)含量也很豐富，尤其是-胡蘿卜素、維生素E 和B12 含量較高，每100g 中維生素含量分別高達(dá)150170

4、mg，520 mg，0.050.2mg3。-胡蘿卜素是所有食物之冠,比胡蘿卜的含量還要高出10 倍，維生素B12 的含量是動(dòng)物肝臟的3.5 倍。在所有生物體中也是最高。1.4 礦物質(zhì)螺旋藻的礦物質(zhì)含量相當(dāng)高，也含有豐富的微量元素，(如鈣、鐵、鋅、硒等)相對(duì)于普通陸生食物來說硒含量尤為豐富(表2)。這些微量元素和礦物質(zhì)均與有機(jī)物結(jié)合，易被人體吸收利用，能有效地調(diào)節(jié)機(jī)體平衡及酶的活性。表2 螺旋藻中礦物質(zhì)含量礦物質(zhì)含量/(mg·kg)鈣10451315鐵457580鈉275412鎂14101915鋅2739鉀13.315.4硒0.011.5 生物活性物質(zhì)1.5.1 螺旋藻多糖從螺旋藻中可

5、以別離出一種水溶性多糖螺旋藻多糖。它有很強(qiáng)的生物活性，是螺旋藻體碳水化合物存在的主要形式，其中每100 g 含量為24 g，由D-甘露糖、D-葡萄糖、D-半乳糖和葡萄糖醛酸組成4。1g 螺旋藻中含有170mg 藻藍(lán)素5，為普通蔬菜含量的10倍以上。1.5.2 活性蛋白質(zhì)研究說明，從螺旋藻中提取的藻藍(lán)蛋白，不但是很好的天然色素，而且能提高生物體的免疫力，對(duì)抑制癌細(xì)胞的生長(zhǎng)有明顯的成效。1.5.3 不飽和脂肪酸螺旋藻中的脂肪酸主要是不飽和脂肪酸，亞油酸和-2 亞麻酸，亞油酸是人體必需脂肪酸，通過EFA 途徑可形成-2 亞麻酸，并最終生成前列腺素，從而參與調(diào)節(jié)人體的各種根本生理過程，包括調(diào)節(jié)血壓、膽

6、固醇合成等，可防止糖尿病、癌癥、肥胖癥及皮膚老化等。1.5.4 2 胡蘿卜素螺旋藻中的2 胡蘿卜素的含量是胡蘿卜中的10 倍2 胡蘿卜素是一種良好的天然食用色素，而且還有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，2 胡蘿卜素是VA 的前體，它還具有抗衰老和預(yù)防癌癥的用。2.生理活性研究2.1 免疫調(diào)節(jié)作用螺旋藻具有特殊的生物活性，有效消除體內(nèi)自由基對(duì)組織細(xì)胞的損害,提高免疫功能，預(yù)防疾病而促進(jìn)人體*。李鳳文等6用小鼠為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，以333.4mg/kg·bw 的螺旋藻劑量給予小鼠灌胃3035d 后，結(jié)果顯示劑量組較陰性對(duì)照組，能刺激小鼠脾淋巴細(xì)胞增值、轉(zhuǎn)化作用；促進(jìn)小鼠遲發(fā)型變態(tài)反響作用；提高小鼠抗體

7、生成細(xì)胞數(shù)和血清溶血素水平，增強(qiáng)小鼠的單核-腹腔巨噬細(xì)胞吞噬和碳廓清能力，但對(duì)小鼠NK 細(xì)胞活性功能無明顯作用。說明螺旋藻具有增強(qiáng)小鼠免疫功能作用。陳偉平7等螺旋藻的劑量為700mg/KG/日能夠明顯增強(qiáng)免疫受環(huán)磷酰胺抑制的小鼠細(xì)胞和提高外周血ANAE 陽性淋巴細(xì)胞效應(yīng)。唐玫等8實(shí)驗(yàn)說明，藻藍(lán)蛋白能夠促進(jìn)植物血凝素(PHA)刺激淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化的作用，恢復(fù)T 細(xì)胞受環(huán)磷酰胺損傷后E 玫瑰花環(huán)形成能力，特別是對(duì)活性E 玫瑰花環(huán)的形成能力有較好的恢復(fù)作用；并可顯著提高正常鼠和氫化可的松處理的免疫功能低下小鼠脾細(xì)胞中抗體形成細(xì)胞的數(shù)量和產(chǎn)生抗體的能力。陳文青9研究說明螺旋藻多糖能夠促進(jìn)小鼠淋巴細(xì)胞增殖，

8、并通過誘生IFN -而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。Al-Batshan HA 等。研究發(fā)現(xiàn)螺旋藻能夠增強(qiáng)雞的單核巨噬細(xì)胞功能，從而增強(qiáng)雞的抗病能力。Hirahashi 等。采用熱水抽取法提取螺旋藻多糖，并研究發(fā)現(xiàn)其能增強(qiáng)NK 細(xì)胞的殺傷能力。2.2 抗腫瘤作用螺旋藻具有抗癌抑癌，改善癌癥患者生存質(zhì)量和延長(zhǎng)癌腫患者生存時(shí)間。于紅等10采用MTT 法(四甲基偶氮唑鹽比色法)研究了鈍頂螺旋藻多糖(PSP)對(duì)Hela 細(xì)胞及HepG2 細(xì)胞生長(zhǎng)的抑制作用。結(jié)果說明，隨鈍頂螺旋藻藻多糖濃度及培養(yǎng)時(shí)間的增加,腫瘤細(xì)胞存活率逐漸降低,抑制率逐漸增加，以PSP40 mg/ L 作用72 h 最為顯著。應(yīng)用Annexin

9、 V/ PI 雙染色流式細(xì)胞儀檢測(cè)了早期Hela 細(xì)胞凋亡，未經(jīng)鈍頂螺旋藻藻多糖處理的正常Hela 細(xì)胞凋亡細(xì)胞極少，經(jīng)PSP 處理的細(xì)胞，凋亡細(xì)胞的百分比明顯高于正常對(duì)照組，其作用隨著劑量的增加和時(shí)間的延長(zhǎng)而增強(qiáng)，具有量效關(guān)系和時(shí)效關(guān)系。研究說明鈍頂螺旋藻藻多糖的抗腫瘤機(jī)制，除了誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，還存在細(xì)胞毒性等其他機(jī)制，研究說明鈍頂螺旋藻藻多糖的抗腫瘤是多種機(jī)制共同作用。用螺旋藻多糖處理組的腫瘤細(xì)胞胞質(zhì)密度增高、核縮小、染色質(zhì)濃縮并聚集成塊，同時(shí)可找到類圓形的凋亡小體等，螺旋藻多糖可以阻止BEL7404 細(xì)胞由G1 期進(jìn)入S 期從而抑制其增殖。螺旋藻有輔助化療的成效，彭敏華等11研究螺旋藻

10、在惡性血液病化療間歇期應(yīng)用的療效價(jià)值，研究說明螺旋藻輔助化療或放療，患者可起到減輕化療藥物的毒性反響，增加體質(zhì)，提高生活質(zhì)量，具有保肝，調(diào)節(jié)胃腸功能，對(duì)人體無不良反響，在一定程度上提高了患者對(duì)化療藥物的耐受性。X成武等12運(yùn)用半固體瓊脂培養(yǎng)法和Mrr 檢測(cè)法測(cè)定了螺旋藻藻藍(lán)蛋白對(duì)體外培養(yǎng)的人白血病細(xì)胞株HL-60、K-562、U-937 生長(zhǎng)的影響，研究顯示螺旋藻藻藍(lán)蛋白對(duì)這三種白血病細(xì)胞均有不同程度的抑制作用，并存在濃度劑量效應(yīng)，高濃度抑制作用強(qiáng)。2.3 抗病毒作用于紅等13發(fā)現(xiàn)藻多糖可干擾病毒向宿主細(xì)胞吸附，并可有效地抑制病毒的復(fù)制，但不影響病毒的釋放；藻多糖亦可明顯抑制HSV-1 糖蛋白

11、gG mRNA 的表達(dá)。說明藻多糖抗病毒靶位在于阻斷病毒吸附和抑制感染細(xì)胞內(nèi)病毒的復(fù)制及抑制HSV 糖蛋白基因的轉(zhuǎn)錄。藻多糖具有明顯的劑量反響關(guān)系。由于病毒常利用宿主細(xì)胞的羥基化過程產(chǎn)生外殼糖蛋白局部，這種糖與宿主糖蛋白的糖局部幾無區(qū)別，使得病毒在宿主細(xì)胞中出現(xiàn)而能防止免疫系統(tǒng)的監(jiān)視。因此干擾病毒的糖基化可能是多糖抗病毒的原因。2.4 抗氧化衰老作用生物體的氧化代謝會(huì)產(chǎn)生陰離子自由基與羥基自由基(·OH)及活性氧。自由基及活性氧易引起脂質(zhì)的過氧化對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生很大的毒性作用。生物體內(nèi)有主要利用以超氧化物歧化酶(SOD)及過氧化物酶等為主的酶促防御系統(tǒng)和包括維生素E、A、c，輔酶及巰基化合

12、物復(fù)原性谷胱甘肽等的非酶促反響系統(tǒng)?，F(xiàn)代自由基醫(yī)學(xué)研究認(rèn)為活性氧及過氧化產(chǎn)物大量積累，造成對(duì)細(xì)胞和機(jī)體的傷害，因此，生物體的衰老、炎癥及免疫系統(tǒng)疾病都與自由基的代謝紊亂有關(guān)。提高機(jī)體的抗氧化能力可以對(duì)抗活性氧及自由基引發(fā)的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)生的疾病。螺旋藻提高生物體內(nèi)SOD 的活力，提高酶促防御能力，進(jìn)而消除各種自由基，從而改善活性氧產(chǎn)生的傷害。利用Fenton 反響、光照核黃素產(chǎn)生活性自由基·OH、·O-2，以分光光度法研究了螺旋藻及螺旋藻多糖體外去除·OH、·O-2 的作用。研究說明說明，螺旋藻及螺旋藻多糖能有效去除·OH、·O-2格式

13、自由基，對(duì)脂質(zhì)過氧化及DNA 的·OH 氧化損傷有顯著抑制作用。胡錦華等14研究結(jié)說明螺旋藻有明確的保肝效應(yīng)，并顯示其通過口服螺旋藻增加了受試動(dòng)物血清SOD 和xpGSH 水平，說明螺旋藻可通過抗氧化損傷起到保護(hù)肝細(xì)胞的作用。2.5 抗輻射作用王艷麗等15研究說明螺旋藻多糖灌胃能提高受輻射小鼠的存活率有，有效增加造血干細(xì)胞的相對(duì)數(shù)量，顯著增加小鼠骨髓有核細(xì)胞數(shù)和CFUGM 集落數(shù)，增加CFUMK，CFU-MIX 和BFU-E 的集落數(shù)。而且對(duì)受體小鼠用螺旋藻多糖灌胃也可以增加造血干細(xì)胞(CFUS)數(shù)。這都說明螺旋藻多糖能促進(jìn)造血干細(xì)胞和各種造血祖細(xì)胞的增殖和分化，提高小鼠對(duì)輻射的耐受

14、力，促進(jìn)造血系統(tǒng)受輻射損傷后的恢復(fù)。因此螺旋藻多糖對(duì)輻射損傷不僅有預(yù)防作用，而且還能作為一種良好的藥物，用來治療由輻射引起的造血系統(tǒng)的損傷。研究發(fā)現(xiàn)，給予小鼠受致死劑量60Co射線照射前5d 每天注射藻藍(lán)蛋白50mg/kg，可比對(duì)照組小鼠提高存活率約28，并發(fā)現(xiàn)藻藍(lán)蛋白可以刺激照射后的小鼠粒單系祖細(xì)胞和造血干細(xì)胞的形成，增加骨髓有核細(xì)胞的數(shù)量，增加小鼠外周血細(xì)胞的總數(shù)，但對(duì)外周血紅細(xì)胞數(shù)和血紅蛋白量無顯著影響。2.6 抗突變作用王有順等16研究說明螺旋藻多糖對(duì)誘發(fā)小鼠骨髓細(xì)胞微核率有明顯抑制作用。說明螺旋藻多糖能拮抗小鼠染色體的突變，且隨著螺旋藻多糖濃度的增加抑制率有所增強(qiáng)。2.7 神經(jīng)保護(hù)作

15、用研究發(fā)現(xiàn)，給紅藻氨酸致神經(jīng)損傷小鼠投與藻藍(lán)蛋白后，小鼠神經(jīng)功能異常得到改善，故認(rèn)為其可作為氧化應(yīng)激致神經(jīng)損傷的修復(fù)劑，可應(yīng)用于神經(jīng)退化性疾病如帕金森病。2.8 降血糖、血脂螺旋藻中含有大量脂肪酸，其中亞油酸和亞麻酸竟占45%，兩者是構(gòu)成細(xì)胞膜的線粒體內(nèi)磷脂的重要成分，可以防止總膽固醇(TC)和三酰甘油(TG)在肝臟、血管中大量堆積，損害心血管的正常生理功能。X中申等17以螺旋藻灌胃給藥1g/kg，對(duì)于蛋黃乳液腹腔注射造成的小鼠高脂血癥具有明顯的預(yù)防作用。與阿拉斯加魚油陽性對(duì)照相比，螺旋藻降低TG的作用優(yōu)于魚油，降低TC 的作用略次于魚油。螺旋藻對(duì)高脂飼料誘導(dǎo)的大鼠血清TC 和TG升高具有良好

16、的阻抑作用。X震18用螺旋藻膠囊(商品名施普瑞)治療高脂血癥病人157 例，并與多烯康治療組80 例作對(duì)照，結(jié)果說明，螺旋藻治療組降脂顯效率為47.4 %，總有效率為76.0 %；多烯康治療組分別為48.7%和85.0%( P> 0.05)。螺旋藻膠囊對(duì)病人原有的眩暈、乏力、失眠等自覺病癥有明顯的改善作用，且在整個(gè)治療過程中未發(fā)現(xiàn)任何不良反響，對(duì)肝、腎功能亦無損害。研究結(jié)果說明螺旋藻多糖能明顯拮抗葡萄糖所致小鼠血糖的升高，說明藻多糖可能抑制葡萄糖在小鼠腸道的吸收和能顯著對(duì)抗腎上腺素的升血糖作用，這可能與藻多糖抑制肝糖原分解、促進(jìn)外周組織對(duì)葡萄糖的攝取和利用有關(guān)。王建秀等19用螺旋藻治療高

17、脂血癥病人76 例，證明螺旋藻能有效降低TC 和TG，升高HDL-Ch，且降低TG 強(qiáng)于降TC，無明顯不良反響，說明螺旋藻治療高脂血癥中以TG 升高為主的治療尤為適應(yīng)，是一種較好的血脂調(diào)節(jié)藥物。研究螺旋藻對(duì)正常小鼠血糖的影響，螺旋藻劑量組與對(duì)照組相比，螺旋藻劑量組對(duì)正常小鼠有明顯降血糖作用，但螺旋藻對(duì)四氧嘧啶引起的高血糖無影響，說明螺旋藻降血糖的機(jī)理可能與促進(jìn)-胰島細(xì)胞分泌胰島素有關(guān)。左紹遠(yuǎn)等20對(duì)*種小鼠灌胃螺旋藻多糖100mg/kg，200mg /kg，連續(xù)l0 天。結(jié)果說明，藻多糖能顯著降低鏈脲菌素(STZ)所致小鼠高血糖，而對(duì)小鼠空腹血無明顯影響，藻多糖還能明顯拮抗葡萄糖所致小鼠血糖升

18、高，說明PSP 能抑制葡萄糖在小鼠腸道吸收。3.展望螺旋藻含有豐富的蛋白質(zhì)，經(jīng)過酶解，研究降解產(chǎn)物對(duì)ACE 酶的抑制活性；研究螺旋藻多糖的二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)構(gòu)造的生物活性以及構(gòu)效關(guān)系；通過對(duì)糖基修飾改造提高其活性，多糖硫酸酯化物可抑制合胞體形成可從而抑制逆轉(zhuǎn)錄酶(RT)的活性，阻斷HIV 的繁殖，最終使機(jī)體病理損傷得以消失，多糖硫酸酯是一類治療HIV 感染并具有抗艾滋病開展的新藥21，現(xiàn)已在國外產(chǎn)生了用硫酸酯化修飾多糖的熱門。尋找新的給藥途徑和給藥劑量，開發(fā)高效低毒的螺旋藻新藥。由于螺旋藻富含各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和生物活性物質(zhì)，在食品、醫(yī)藥、畜牧、化裝品及環(huán)境保護(hù)等行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用。因此,螺旋藻的研

19、究、開發(fā)、利用具有誘人的廣闊前景?！緟⒖嘉墨I(xiàn)】1左紹遠(yuǎn). 螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其綜合利用. 生命的化學(xué)J,1994,14(6) :4647.2桂花.螺旋藻的營(yíng)養(yǎng)保健成效.農(nóng)業(yè)科學(xué)研究J.2005,26(1):8992.3曾敏. 螺旋藻對(duì)老年人的營(yíng)養(yǎng)保健作用, *大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版) J,2000,18 (12):397.4X學(xué)玲.我國螺旋藻研究與開發(fā)的進(jìn)展.科學(xué)導(dǎo)報(bào)J,1994 , (7) :54.5楊世誠.螺旋藻及其營(yíng)養(yǎng)保健功能. 中國食物與營(yíng)養(yǎng)J ,2003 , (3) :16.6李鳳文,趙鵬,蘇愛榮,李彬,等.螺旋藻精片調(diào)節(jié)小鼠免疫功能的實(shí)驗(yàn)研究, 中國熱帶醫(yī)J,2021,8(4);539540.7陳偉平,顏美婷,X聲波,等.螺旋藻的化學(xué)成分分析及其藥效學(xué)研究.中藥材J. 2021, 23(8): 470473.8唐玫,金鷹,郭寶江,等.螺旋藻藻藍(lán)蛋白對(duì)小鼠免疫功能的影響.暨南大學(xué)學(xué)報(bào)J,1998,19 (5): 9397.9陳文青,呂世靜,何德.螺旋藻多糖對(duì)免疫低下小鼠淋巴細(xì)胞增殖及促進(jìn)IFN-的誘生作用J,時(shí)珍國醫(yī)國藥,2021,19(4);941942.10于紅,呂銳,X學(xué)成.螺