山茶故事明星成分——角鲨烯
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山茶故事明星成分——角鲨烯
01角鲨烯
角鲨烯(squalene)又名三十碳六烯、鲨萜、鲨烯,是鲨鱼肝脏中的重要化学活性物质。角鲨烯为全反式的异构体,含有六个双键,是一种高度的直链不饱和三萜类化合物。
角鲨烯是无色或微黄色透明油状液体,吸氧变黏成亚麻油状。在石油醚、乙醚、丙酮中易溶,在冰醋酸和乙醇中微溶,与水不相溶。
02角鲨烯的发现
1916年,日本科学家Tsujimoto在深海Ai-zamé和Heratsuno-zamé鲨鱼肝油中发现一种新的淡黄色不饱和烃类化合物,经分离、鉴定将其命名为“squalene”,即角鲨烯。此后,研究者们对角鲨烯展开了大量的研究,近百年来不曾间断。1935年,Thorbjarnarson和Drummond在橄榄油中发现角鲨烯,首次获得植物来源的角鲨烯。最近,罗章在研究西藏牦牛背最长肌的挥发性风味物质组成时发现了角鲨烯,首次获得青藏高原地区动物来源的角鲨烯。
03角鲨烯的分布
角鲨烯不仅存在于动物、植物体内,而且在微生物中亦有分布。深海鲨鱼是迄今为止从自然界发现的角鲨烯含量较高的动物体之一。Tsujimoto发现角鲨烯是鲨鱼肝脏油脂不皂化物的主要成分,其含量分别为Ai-zamé和Heratsuno-zamé鲨鱼肝脏油脂的89.62g/100g和71.64g/100g。深海鲨鱼肝油中角鲨烯的含量在40g/100g以上,被认为是早期角鲨烯的主要来源。
因鲨鱼品种、性别、年龄和生长的地理环境不同,故肝油中角鲨烯的含量存在较大的差异,其中深海同齿刺鲨肝油中角鲨烯含量在90g/100g以上,而江河鲨鱼肝油中角鲨烯的含量则较低。继深海鲨鱼之后,皮脂是人们发现的角鲨烯含量较高的一个动物组织。皮脂中角鲨烯的含量大约为13g/100g。
Downing等研究发现,鼹鼠皮脂中角鲨烯的含量为70g/100g,显著高于人体及其他动物皮脂中角鲨烯的含量,这可能与鼹鼠适应潮湿的生活环境有着密切的联系。通常,人体皮肤长期暴露在太阳光下,紫外线易给皮肤带来氧化应激损伤,皮脂中的角鲨烯可以有效地阻断式反应,抑制皮脂发生过氧化,从而保护皮肤免受伤害。
最近还有研究发现牦牛肉中有较高含量的角鲨烯。2012年,罗章在冷冻干燥过的牦牛肉中检出角鲨烯,其含量可达328.28g/kg,可见,牦牛肉可作为动物源角鲨烯开发利用的新资源。
Kopicov等发现赤睛鱼等20种淡水鱼肌肉中角鲨烯的含量为9.80~153.68mg/100g,内脏脂肪中角鲨烯的含量为7.01~180.38mg/100g。淡水鱼中角鲨烯的含量显著低于深海鲨鱼,这可能与其生活的环境条件有着密切的联系。
Dewitt等发现人体及大鼠的血液中存在微量的角鲨烯,每100mL血液中含有30~35g角鲨烯。
此外,人们逐渐发现橄榄油、苋菜籽油、米糠油和棕榈油、农作物种子油及植物油脱臭馏出物等植物油及副产物中均有角鲨烯检出,特别是橄榄油和苋菜籽油中角鲨烯的含量较高,可作为制备角鲨烯的重要工业原料。粗制橄榄油是橄榄仁经压榨制得的植物油,被认为是目前植物源角鲨烯的主要来源之一,其角鲨烯含量为100mg/100g~800mg/100g。
微生物细胞中也存在角鲨烯。Bhattacharjee等以酿酒酵母和糖蜜中分离到的德氏孢圆酵母厌氧发酵生产角鲨烯,其干基产量分别为 4.12mg/100g和23.72mg/100g。
此外,Brid等研究发现在葡萄球菌、汉逊德巴利酵母、深红螺菌和构巢曲霉(丝状真菌)等微生物中亦有微量角鲨烯检出。通过筛选角鲨烯的高产菌株,然后采用生物发酵途径生产角鲨烯,为解决角鲨烯资源开辟了新的途径。
04角鲨烯的生理活性
1)携氧能力
角鲨烯具有类似红细胞的携氧功能,在机体内与氧结合生成活化的氧合角鲨烯,通过血液循环中运输到机体末端细胞后释放氧,促进机体新陈代谢中的生物氧化-还原反应,从而增加组织细胞对氧的利用能力,提高机体对缺氧的耐受能力,防止因缺氧而引起的各种疾病。因角鲨烯具有类似红细胞的携氧功能,故使鲨鱼在深海的缺氧环境中具有较强的缺氧耐受能力。
邱春媚等研究了角鲨烯软胶囊对小鼠缺氧耐受力的影响,结果表明,角鲨烯为推荐剂量的20倍和30倍剂量组常压缺氧时间和亚硝酸钠中毒存活时间延长。
小鼠在极性脑缺血性缺氧条件下,角鲨烯推荐剂量的10倍、20倍、30倍剂量组与对照组相比,均能显著延长小鼠喘气时间,且对小鼠体重增长无影响。
可见,角鲨烯具有携氧能力,可提高小鼠缺氧耐受力。而高原地区牦牛中存在较高含量的角鲨烯,可能与牦牛适应缺氧、严寒和低气压的地区环境有着密切的联系。
2)调控动物体中胆固醇的代谢
20世纪50年代,研究人员在研究人体胆固醇的生化代谢机制时发现一个关键的中间代谢产物,经结构鉴定为角鲨烯,这首次证实人体中有角鲨烯。角鲨烯在羊毛甾醇合成酶的作用下可以转化成羊毛甾醇,再转变成胆固醇,并进一步代谢生成胆汁酸和类固醇激素。鉴于角鲨烯可以转化成胆固醇,学术界曾有一种观点:外源性的角鲨烯会提高胆固醇的合成,增加人患动脉粥样硬化疾病的风险。
然而,随着研究的深入,人们发现人体摄入外源性角鲨烯不仅不会提高血清中胆固醇的水平,甚至还会降低血清中胆固醇的含量。角鲨烯降低血清中胆固醇水平的作用机制可能是外源性角鲨烯可以降低3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A (HMG-CoA)还原酶的活性来抑制胆固醇的合成,这取决于吸收的外源性角鲨烯的数量。同时,通过胆固醇的反馈调节作用加快胆固醇转变成粪胆汁酸,随大便排出体外。
3)防癌及抗癌作用
角鲨烯可以有效预防和抑制化学诱导的啮齿目动物的乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌和皮肤癌等多种癌症的发生。地中海地区的人群日常生活中摄入大量的橄榄油,该地区人群中患乳腺癌和胰腺癌的概率极低。这与当地居民日常膳食有密切关系,这是由于橄榄油中有较高含量的角鲨烯,该地区角鲨烯的日平均摄入量为200~400mg,远远高于世界上其他地区人群日平均摄入量。
Newmark认为,角鲨烯抑制乳腺癌和胰腺癌的机制可能是角鲨烯通过抑制β-羟基-β-甲基戊二酰基-CoA还原酶活性,降低致癌基因的戊烯化作用,从而有效预防乳腺癌和胰腺癌的发生。
Chinthalapally等通过雄性F344大鼠试验发现,角鲨烯可以有效抑制氧化偶氮甲烷(AOM)诱导的结肠癌隐窝异常病灶(ACF)的形成和增殖,其作用机制可能是角鲨烯抑制结肠黏膜细胞中羟基-甲基戊二酰-辅酶A还原酶的活性,从而