万能抗氧化剂——硫辛酸的生物学功能及研究应用

探添加剂探

万能抗氧化剂——硫辛酸的主物学功能

及研究应用

♦作者：刘敏张海涛孙广文

♦单位：1.广东恒兴饲料实业股份有限公司；2.农业农村部华南水产与畜禽饲料重点实验室

摘要:硫辛酸是一种功能强大的天然抗氧化剂，广泛存在于动植物体内。在过去的几十年，硫辛酸作为人类疾病治疗药物被广泛的应用。硫辛酸在畜牧业中的研究相对较多，而在水产饲料营养领域的研究较少，发展潜力巨大。本文综述了硫辛酸多方面的重要功能及相关的研究进展。

关键词:硫辛酸；生物学功能;研究应用

［中图分类号］S816.7［文献标识码］A［文章编号］1005-8613（2019）06-0032-05

硫辛酸（lipoic acid,LA）又称为二硫辛酸（Thiocticacid）,是线粒体中经酶促反应由正辛酸转化而来的一种天然的二疏基化合物（徐畅,2018）。a-硫辛酸（Alpha-lipoic acid,ALA）是硫辛酸的氧化态,二氢硫辛酸（Dihy_ drolipoic acid,DHLA）是硫辛酸的还原态（郭娟等,2018）。硫辛酸有R和S两种构型。天然的硫辛酸是白色的晶体，只有R构型,也只有R构型的硫辛酸能够发挥辅酶的功能,而人工合成的硫辛酸是由等比例的R构型和S构型组成的混合体，是呈淡黄色的粉末状物质,极易溶于脂类溶剂（徐畅,2018）。

正常情况下,人体能够从脂肪酸和半胱氨酸中合成a-硫辛酸，但数量有限，且a-硫辛酸的性质决定其易被破坏与消

耗，是一种条件必需营养素，随

着年龄的增加其生物合成能力

降低（李艳,2014）。a-硫辛酸极

易被组织吸收、代谢和排泄（赵

世文,2018）。植物中硫辛酸含量

最高的是菠菜，其次是西兰花和

西红柿，再次是豌豆、甘蓝和米

糠;动物中硫辛酸含量较高的是

肾脏和肝脏（Goraca等,2011）o

1硫辛酸的抗氧化功能

正常生理情况下，机体内氧

化系统和自身抗氧化防御系统

处于动态平衡状态,两者失去平

衡则引起氧化应激。氧化应激起

作用的主要是氧自由基。氧自由

基超过正常范围会损伤机体内

蛋白质、脂肪和核酸等生物大分

子，直接影响细胞的增殖、分化

和正常代谢等,从而导致机体代

谢紊乱、组织受损和疾病发生。

机体内抗氧化系统主要包活内

源与外源抗氧化酶（超氧化物歧

化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷

胱甘肽过氧化物酶GSH-Px和

硫氧还蛋白还原酶等）与非酶抗

氧化剂（谷胱甘肽GSH、维生素

C、维生素E和还原型辅酶n

-NADPH等）（李艳,2014）o a-

硫辛酸分子结构中有一个二硫

键，a-硫辛酸一旦进入细胞内

部，其二硫键即被多种酶还原,

生成二氢硫辛酸。a-硫辛酸和

二氢硫辛酸发挥作用的位点是

其硫醇基团，二者之间能形成有

效的氧化还原电位，这个特点使

得a-硫辛酸及二氢硫辛酸成

为潜在的天然抗氧化剂（徐畅

等,2018）o

1.1硫辛酸可直接清除活性

※添加剂※

氧自由基

研究表明，低浓度的a-硫辛酸能高效清除多种自由基，如过径基自由基、次氯酸、一氧化氮自由基、过氧亚硝酸基、活性氧自由基等（Packer等，1995; Hiller等,2016），但其不能清除超氧自由基（赵世文，2018）。二氢硫辛酸能够清除单线态氧以外的几乎所有自由基，所以a-硫辛酸和二氢硫辛酸在机体中的相互转化及再生，能够清除机体内几乎全部类型的自由基（徐畅等,2018）o

1.2硫辛酸可与自由金属离子螯合

在生物系统中有很多过渡金属，如铁、铜、锌等虽可以催化氢过氧化物的分解来降低自由基对机体的损伤,但会生成氧化作用更强的轻基自由基,进一步导致氧化损伤（Valko,2005）o a-硫辛酸和二氢硫辛酸在体内与体外都能够螯合活性金属从而阻止其带来的氧化损伤（Suh, 2013）o金属离子不同其螯合谱也有差异。a-硫辛酸优先结合铜、锌和铅离子，而二氢硫辛酸可以螯合铜、锌、铅、汞和铁离子（李艳，2014；赵世文,2018）o这也是硫辛酸能够缓解重金属中毒的原因。

1.3硫辛酸可再生内源性抗氧化剂

生物系统内多余自由基与活性氧的清除需要各种抗氧化剂的作用，例如维生素C（抗坏血酸）、维生素E（生育酚）、GSH 等。a-硫辛酸可促使维生素E 再生以及升高细胞内GSH的含量，且呈剂量依赖性（Podda等，

1994;Busse等，1992）。此夕卜，a-

硫辛酸还可提高体内GSH-Px、

SOD.CAT等抗氧化酶的活性/

含量，从而缓解机体的氧化损伤

（Arivazhagan等,2001;Somani

等,2000）o

二氢硫辛酸是一种强还原

剂，能够将许多内源性的抗氧化

剂从氧化态转化为还原态。维生

素C、维生素E是机体内常见的

内源性抗氧化剂,维生素E氧化

或者清除活性氧自由基后转化

为氧化状态,维生素C可以将其

还原为活性状态，接着维生素C

又可被GSH还原循环利用（吴琼

等,2007）。GSH也可通过清除氧

自由基维持机体氧化还原稳态。

GSH由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨

酸组成，几乎存在于身体的每一

个细胞。二氢硫辛酸通过促进人

体细胞对半胱氨酸的吸收以及

调节谷胱甘肽合成酶.进而促进

GSH的合成（Han等,1995;陈齐

勇，2010）。

2硫辛酸在临床研究中的应

用

氧化应激可使细胞氧化损

伤，最终凋亡，其在衰老和疾病

发生发展中的作用被普遍认可。

炎症是由多种细胞、多种因子参

与的复杂免疫防御反应，可以发

生在机体任何部位的组织和器

官，是临床上常见的病理过程。

氧化应激与炎症参与了许多常

见疾病的发生、发展，如心血管

疾病、糖尿病以及癌症等。

硫辛酸因其抗炎功能和极

强的抗氧化功能,且极易被组织

吸收、代谢和排泄，在临床研究

中被广泛应用。

2.1心脑血管疾病

硫辛酸主要通过抗氧化、抗

炎和抗凋亡来缓解各类心脑血

管疾病。研究表明，冠心病主要

是因冠状动脉供血减少或中断，

导致心肌发生缺血损伤。而a-

硫辛酸能通过增加心肌细胞乙

醛脱氢酶2（ALDH2）的活性，降

低过氧化终产物产生，最终减轻

心肌细胞的缺血损伤（操全霞，

2016）o a-硫辛酸可通过抗炎、

抗凋亡途径抑制脑缺血再灌注

损伤后神经元的凋亡和炎症反

应，减轻脑水肿和梗塞体积，明

显改善神经功能（董银华,2015；

丁旭,2018）o长期a-硫辛酸补

充可通过多种途径缓解高血压

反应和延缓心肌肥厚产生（胥艳

等,2018）。a-硫辛酸可通过抗

氧化和减少细胞凋亡的方式改

善慢性心力衰竭CHF大鼠的心

功能（吴健,2016）。

2.2糖尿病

Brownlee提出的"糖尿病并

发症的共同机制”学说，认为血

管内皮细胞的损伤是糖尿病并

发症机制中关键性的第一步,氧

化应激可能是糖尿病并发症发

生的共同机制（Brownlee,2005）。

多项研究表明，a-硫辛酸可改

善各类因素导致的血管内皮的

氧化损伤（张晶晶,2014）o内皮

祖细胞是血管内皮的前体细胞。

经a-硫辛酸治疗后初诊2型

糖尿病患者内皮祖细胞数量显

著增加；超氧化物歧化酶、谷胱

甘肽过氧物酶活性增加，丙二

醛、8-羟基脱氧鸟昔含量减低

（李博鹏等,2014）。缓解糖尿病