硫辛酸抗氧化性及其生理保健功能研究进展

硫辛酸（1ipoic acid ，LA ）亦称α-硫辛酸（α-
lipoic acid ，ALA ），是一种天然的二硫化合物，其化学名称是1，2-二硫戊环-3-戊酸，它是在1951年由Reed 首次从猪肝中分离出来的，属于一种B 族维生
素［1］。

硫辛酸在能量代谢方面的作用，已研究了很多年。

它是参与三羧酸循环过程不可缺少的物质，在丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、氨基己酸脱羧
硫辛酸抗氧化性及其生理保健功能研究进展
张瓅文，丁美会，杨喻晓，沈立荣*
（浙江大学生物系统工程与食品科学学院，杭州310029）
摘要：硫辛酸抗氧化性近年来日益受到人们的关注。

硫辛酸是一种万能抗氧化剂，它及它的还原型式
二氢硫辛酸都具有很强的抗氧化性，它们可以通过清除多数自由基、螯合金属离子、再生体内其它抗氧化剂来发挥抗氧化作用。

硫辛酸可以治疗与防御许多与氧化应激有关的疾病，如糖尿病、老年痴呆、衰老、心血管疾病等，在医药、保健食品、化妆品等领域显示出广泛的应用前景。

本文对其抗氧化性及其生理保健功能进行了概述。

关键词：硫辛酸；二氢硫辛酸；抗氧化性；保健功能中图分类号：Q493.6
文献标识码：A
文章编号：1001－7119（2009）04-0432-05
Research Advances in α-Lipoic Aid Antioxidant and
Physiological and Sanitarian Functions
ZHANG Liwen ，DING Meihui ，YANG Yuxiao ，SHEN Lirong*
（College of Biosystem Engineering and Food Science ，Zhejiang University ，Hangzhou 310029，China ）
Abstract ：Today ，the antioxidant functions of a -lipoic acid has gain more and more attention.a -Lipoate is a universal an -tioxidant.It and its reduced form ，dihydrolipoic acid ，exert antioxidant actions through reaction with reactive oxygen species ，reduction of iron and regenerate other could be a potential agent in the prevention of diseases associate with oxidative stress ，such as diabetes ，Alzheimer ’s disease ，aged ，cardiovascular disease ，and so can be applicated in pharmaceutica ，heath food and cosmetics.In this paper ，its antioxidant activity and healthy functions were reviewed.
Key words ：a -Lipoic acid ；dihydrolipoic acid ；antioxidant ；healthy function
收稿日期：2008-05-20
基金项目：国家高科技研究发展计划（863计划）项目资助（2007AA10Z324）
作者简介：张瓅文（1983-），女，湖北襄樊人，硕士研究生，主要研究方向是食品生物技术，zhangliwen1127@
*通讯作者：沈立荣（1960－），副教授，硕士生导师，主要从事分子营养学研究。

Vol.25No.4July 2009
第25卷第4期
2009年7月
科技通报
BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
第4期
酶等多酶复合体中作为辅酶起作用［2］。

近几年，硫辛酸的抗氧化性越来越受到关注，成为科学界研究的热点。

α-硫辛酸（ALA，氧化型）在体内可以转变为二氢硫辛酸（DHLA，还原型），LA和DHLA都具有很强的抗氧化性，它们在体内协同作用，是已知天然抗氧剂中效果最强的一种，被誉为“万能抗氧剂”［3］。

它们在预防及治疗与自由基有关的疾病，如：癌症、衰老、糖尿病、动脉粥样硬化、脑和神经组织的退化性等疾病中发挥着重要的作用，已受到国际生物医学界的高度关注。

本文综述了硫辛酸的抗氧化活性及近年来生理保健功能的研究进展。

1硫辛酸的抗氧化功能
LA与DHLA是强抗氧化剂，LA可以从饮食中轻易的获得，并在许多组织中迅速转化为DHLA。

LA及DHLA都能够有效的清除自由基，螯合过渡金属，在水溶性及脂溶性的环境中都能有效地发挥作用。

DHLA还可以通过再生其他抗氧化剂发挥作用。

1．1硫辛酸可直接清除活性氧（ROS）及活性氮（RNS）
动物机体在正常的代谢过程中，会不断产生自由基，自由基和体内抗氧化剂保持着一种动态平衡，当平衡被打破时便会产生氧化应激。

氧化应激会造成生物膜脂质氧化、胞内蛋白质及酶类变性、DNA损害等，并最终伤害机体，引起各种各样的病症。

而LA及DHLA可以高效的清除多种自由基，预防体内氧化应激的发生［4］。

研究表明，LA能够清除过羟基自由基（·OH）、次氯酸（HCIO）、过氧亚硝酸盐（ONOO-）、单线态氧（1O2）、一氧化氮（NO）等，但不能清除超氧阴离子（02·-）和氢过氧基（·HO2）；而DHLA能清除除单线态氧以外的其他自由基。

LA和DHLA在生物体内的相互转化、协调，可以充分发挥高效的抗氧化作用［5］。

1．2通过螯合金属离子发挥抗氧化作用
过渡金属，如铁、铜、汞、镉在生物系统中能够通过催化过氧化氢（H202）的分解来降低自由基对机体的损伤，但结果却生成了氧化作用更强的羟基自由基（·OH）［6］。

LA和DHLA通过螯合这些金属离子来发挥抗氧化作用。

LA可以螯合Cu2+、Mn2+、Zn2+、Cd2+等离子，有研究表明，LA通过螯合Cu2+可减少其所诱导的抗坏血酸氧化及脂质过氧化，在体外培养实验中，LA可以通过螯合Cd2+来减轻肝细胞的毒性，这可能与LA在体内会转化成DHLA有关。

LA不能螯合Fe3+。

DHLA不仅可以螯合Cd2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+等离子，还可以螯合Fe3+、Fe2+，并将Fe3+还原为Fe2+。

DHLA还可以直接从铁蛋白及亚铁蛋白中夺取铁离子。

1．3再生其它内源性抗氧化剂
生物体内过量活性氧的清除必须靠各种抗氧化剂的共同参与，LA和DHLA能再生其它抗氧化剂，如VC、谷胱甘肽（GSH）、辅酶Q（泛醌）、VE等，这样机体内的抗氧化剂就形成了一个网状系统，能更好的发挥作用。

DHLA能再生GSH。

Busse［7］等人报道，在培养神经细胞瘤及黑素瘤的介质中添加LA,细胞内的GSH 含量和未添加LA的对照组相比增加了30％～70%，并且增加量会随着添加剂量的增加而增加。

向老鼠体内注射LA，也会发现类似的效果，老鼠的肝、肾、肺细胞的GSH含量都会增加。

此外，DHLA还能在细胞氧化还原势能较低以及NADPH缺乏的情况下还原GSSG再生GSH，显示出特殊的优越性［8］。

DHLA可以还原再生VC，LA可以通过促进葡萄糖的吸收，增强机体内VC的合成，两者都可提高体内VC的水平。

DHLA还可以通过再生辅酶Q、GSH、VC、NADPH或NADH等抗氧化剂来再生VE，保护膜被氧化。

还有研究发现，LA可以增强体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH—Px）和谷胱甘肽还原酶（GR）等抗氧化酶的活性，这些酶对清除活性氧非常重要［4］。

2硫辛酸的生理保健功能
由上可知，LA及其还原产物DHLA是天然存在的最为有效、独特和优越的抗氧化剂，可以广泛用于治疗由氧化应激引起的疾病，具有重要的生理保健功能。

2.1抗衰老功能
自由基诱导的氧化损伤长期以来都被认为是导致衰老发生的重要原因之一，自由基能造成蛋白质及脂类氧化，DNA损伤及线粒体功能下降并最终导致细胞死亡和组织伤害。

随着年龄增长自由基水平会显著增高，而机体抗氧化防御体系不断下降，引起自由基的损伤，并最终导致衰老死亡。

LA和DHLA是万能抗氧化剂，它们通过消除自由基可发挥抗衰老作用［9］。

张瓅文等.硫辛酸抗氧化性及其生理保健功能研究进展433
科技通报第25卷
曹莉等［10］研究发现，老龄大鼠中过氧化脂（LPO）的水平极高，而GSH、TSH、VC和VE的水平及SOD、CAT、GPx、GST和G6PD的活力显著降低。

当给大鼠饲料中添加一定量的LA后，其肝组织LPO水平降低了42％，而酶和非酶抗氧化剂水平升高，并且处理效果会随时间剂量的累积而增加。

尹志奎等［11］对α-硫辛酸对果蝇寿命的影响进行了研究，结果表明饮食中添加LA的雄性雌性果蝇的半数死亡时间、平均生存时间、最大生存时间有比较明显的延长，并且低剂量组和高剂量组具有显著性差异。

2.2可抑制老年痴呆症的发生
大量研究表明氧化应激会促使老年痴呆症（AD）的发生，随着衰老，体内产生的自由基越来越多，而抗氧化防御体系变弱，自由基可导致DNA、蛋白质、脂类物质变性，线粒体功能紊乱，并攻击神经系统及外周，最终诱发AD的发生［12］。

在动物试验中［13，14］，已有试验证实在给老龄小鼠及狗喂食的饲料中添加LA，它们的代谢能力、认识能力显著增高，而大脑的氧化水平显著降低。

Joseph F.Quinn等人［15］选用10个月大Tg2576老龄小鼠（通过基因改造的，脑部发生淀粉样变性的小鼠）为模型来研究LA对老年痴呆症的抑制作用。

在饲料中添加0.1％的LA来喂食Tg2576小鼠6个月后，对其学习能力及记忆能力进行测试，结果发现，和饲料中没有添加LA的Tg2576小鼠比较，添加组的学习和记忆能力显著的增强。

在临床应用中，德国科学家将硫辛酸类药物与治疗AD常用药物乙酰胆碱酯酶抑制剂配合使用，可以有效地改善病人症状，具有良好的疗效。

LA可抑制AD及其它一些痴呆症的作用机理可能有以下几点①LA可以通过激活乙酰胆碱转移酶来促进乙酰胆碱的合成［15］；②通过促进葡萄糖的吸收和代谢，使体内的乙酰辅酶A的含量增加，进而促进乙酰胆碱的合成［15］；③LA可以清除氧自由基及金属离子，降低羟自由基的生成，减少谷胱甘肽的氧化。

研究表明在体外实验中［14］，LA可以保护培养的神经细胞免受自由基、金属离子、β-淀粉质蛋白及神经毒素的危害作用。

④LA还可能是通过降低脑中蛋白质硝基化水平，削弱氮元素所介导的蛋白质损伤来达到抑制老年痴呆症的作用，但还需要进一步的研究［16］。

2.3可延缓视力减退
脂质氧化会产生丙烯醛，导致视网膜色素上皮（RPE）细胞线粒体氧化损伤，使视力减退。

LA通过减少丙烯醛所介导的自由基的产生，来降低蛋白质的氧化和DNA的损伤，同时通过再生谷胱甘肽，提高谷胱甘肽转移酶及超氧化物歧化酶等抗氧化酶的活性，来保护视网膜色素上皮细胞免受氧化损伤，从而起到延缓视力减退的作用［17］。

此外，G.Chidlow等［18］研究还发现LA可以有效抑制大鼠视网膜神经元由缺血性再灌注所引起的损伤，这为LA在临床中可用于青光眼的治疗提供了实验依据。

美国科学家以维生素E、LA和其它抗氧化化剂治疗视网膜色素变性（retinitis pigmen-tosa，简称RP）的小鼠，成功地遏止了它们的视网膜继续恶化。

并有研究表明，LA与其它抗氧化剂复合使用比单独使用效果好［19］。

2.4改善妇女更年期综合症［20］
更年期常常伴随着热潮、动脉粥样硬化、皮肤加速老化、免疫力下降等症状，这不仅跟雌激素水平下降有关，而且还跟体内氧化应激水平升高有关。

改善妇女更年期综合症最有效的方法是雌激素替代疗法（HRT），但常伴随着严重的副作用，如增加血栓、乳腺癌及子宫内膜癌的发生机率等。

因此选择一些具有抗氧化性的微量元素，通过日常补给来改善和治疗由氧化应激所造成的妇女更年期症状，显得尤为重要。

硫辛酸是一种强氧化剂，它可以预防高血压及胰岛素抵抗，保护大脑和心脏，防止皮肤加速老化等，是改善妇女更年期综合症非常好的功能性因子。

2.5改善与减缓糖尿病及其并发症的发生
氧化应激是糖尿病及其并发症发病机理中非常重要的原因之一。

它可以伤害β细胞，引起或加重糖尿病；并可在多种水平上引起胰岛素抵抗，伤害内皮细胞，促成内皮细胞功能障碍，引发神经病变、视网膜病变及胚胎病变等多种并发症［21］。

在动物性及临床实验中发现［22］，改善氧化应激状态可预防或减轻这些症状，过去研究焦点主要集中在维生素E和维生素C，它们虽能在短期内缓解氧化应激，恢复细胞的正常状态，但不能再生，需长期供给并达到足够的抗氧化剂浓度。

硫辛酸是一种具有自我再生能力的强抗氧化剂，目前成为糖尿病及并发症临床研究的热点。

LA可以最大限度的减少自由基对β细胞的伤害，延缓其凋亡过程；还可以促进葡萄糖在体内的吸收，减少Ⅱ糖尿病发生的风
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第4期
险；可以通过干预氧化应激过程，来减少自由基对血管和神经的损伤等。

2.6延缓疲劳和提高运动能力
熊正英等人［23］对LA对训练大鼠体内糖储备及运动能力的影响进行了研究，发现通过大强度耐力训练，服用LA的大鼠血糖、肝糖原、肌糖原、胰岛素和胰高血糖素水平均显著高于运动对照组（P< 0.01）；服用LA的大鼠运动能力明显提高，与运动对照组相比，具有极显著性差异（P<0.O1）；并且运动力竭时间显著增长，增长比率为20.44％，这说明LA 可以显著地提高运动能力，并具有明显的抗疲劳作用，其原理可能是服用LA后，增强了其他非糖物质的利用，从而使血糖浓度维持恒定；并且能够增强葡萄糖的氧化和吸收，进而促进肌糖原和肝糖原的合成。

2.7延缓皮肤老化及美容功能
皮肤受到紫外线照射后会产生大量自由基，自由基会攻击表皮细胞并破坏表皮DNA，造成皮肤变黑及老化，甚至引发癌症。

硫辛酸是强效抗氧化剂，它可以清除自由基，减少皮肤所受的日光伤害。

DHLA可再生维生素C，来补充因抵抗紫外线伤害而流失的维生素C，使皮肤恢复光洁与白晰；维生素C还原后，其循环代谢可使维生素E含量提高，避免脂质流失，保持皮肤水嫩与光泽；DHLA还可再生GSH，防止脂质过氧化，使肌肤水分不易散失。

此外，还有研究表明LA可以用来治疗色素性疾病，如雀斑、黄褐斑、老年斑等。

杨壮群等人［25］对LA 对体外培养的黑素细胞的影响进行了研究，结果表明，LA对黑素细胞活力有抑制作用，能使细胞增殖能力降低，酪氨酸酶活性减弱，黑素合成减少，这为临床应用LA治疗色素性疾病提供了实验依据。

2.8防止动脉粥样硬化
动脉粥样硬化的过程中存在氧化应激，而抗氧化治疗可以抑制脂质过氧化，从而有助于防止动脉粥样硬化的形成。

动物试验证实,组成动脉粥样硬化斑块的各种细胞都能过度产生ROS，且病变的形成与脂质过氧化物的堆积和炎症基因的诱导相关。

在给大鼠喂高胆固醇饲料后，其血管内皮细胞NADPH氧化酶、黄嘌呤氧化酶活性明显升高，同时主动脉内O2-含量持续增加，给予抗氧化治疗可逆转上述变化，LA具有强抗氧化性，因此可以有效防止动脉粥样硬化［26］［27］。

2.9其它作用
LA和DHLA都具有螯合金属离子的能力，并且分布广泛，在中枢及外周神经系统都有分布，可用于预防和治疗重金属中毒；此外，在减少辐射损伤，保护肝脏，抗病毒、增加免疫力等方面，LA都能发挥积极作用［5］。

3研究问题及展望
LA具有很强的抗氧化性，不同于其它抗氧化剂，它在氧化状态下仍能清除自由基，并且在水溶性及脂溶性的环境中都能有效的发挥作用；它可以预防与治疗很多与氧化应激有关的疾病，并且安全性极好，目前，在动物及临床试验中还没有关于LA 有严重副作用的报道［28］。

LA的研究还存在以下几个问题：①LA在某些生理保健功能上的研究还主要停留在动物实验上，临床研究报道并不多；②在某些疾病预防和治疗中已有研究证明LA和其它抗氧化剂及功能性因子复合使用才能更好的发挥作用，然而相关研究还很少，LA和其它抗氧化剂或功能性因子的协同增效作用将是未来的一个研究方向；③LA稳定性较差，不耐光和热，在常温下就能分解，并且因为化学结构中含有硫元素，分解过程中常伴有不愉快的气味，极大限制了其应用。

已有研究报道［29］，采用喷雾干燥方法，用壳聚糖将LA微胶囊化，可以提高它的稳定性。

除此之外，是否还有其它更有效的方法，还有待进一步研究。

总之LA是一种强效抗氧化剂，它在医药、保健食品、饲料及化妆品等领域都显示出极为广泛的应用前景［30］。

氧化应激是许多疾病发病机制之一，而LA是氧化应激的强效抑制剂，在临床以可用于预防和治疗多种疾病。

除此之外，LA在美国和欧洲健康食品中也得到广泛使用，日本也将LA归为医药和食品共用领域，在我国，2000年以后才有较多的关于LA的研究，目前国内已有LA的药物、保健食品还不常见。

近年来，硫辛酸在饲料和化妆品行业中的应用也越来越受到关注，相信在未来，随着研究的进一步深入，LA将会越来越广泛的应用于我们生活中。

参考文献：
［1］孙丽华，周彦刚．生物抗氧剂α-硫辛酸的保健功能［J］．食品研究与开发，2006，27（9）：118-119.
［2］刘春芳．硫辛酸的生产及应用［J］．医药化工，2006:34-38.［3］廖德丰，陈季武，谢萍，等．α－硫辛酸和二氢硫辛酸的抗氧化作用［J］．华东师范大学学报，2007，2：87-92，136.
张瓅文等.硫辛酸抗氧化性及其生理保健功能研究进展435
科技通报第25卷
［4］马慧敏，周安国，王之盛，等．硫辛酸的抗氧化功能及其在动物生产上的应用现状［J］．饲料工业，2006，27
（22）：9-12.
［5］Packer L，Witt E H，Tritschler H J.Alpha-lipoic acid as
a biological antioxidant［J］.Free Radic.Biol.Med.
1995，19（2）：227-250.
［6］黄涛，黄开勋.α-硫辛酸的生物医学功能［J］.生命化学.
2004，24（1）：58-60.
［7］Busse E，Zimmer G，-gchopohl B，Komhuber B.Influence of alpha-lipoic acid on intracellular glutathione in vitro
and in vivo.Arzneimittel-Forschung，ippz，42：829-831.［8］汤春芳，刘云国，等.硫辛酸的研究概况［J］.中国生化药物杂志，2005，26（1）：52－55.
［9］Marishka K Brown，et al.Beneficial effects of natural antioxidants EGCG andα-lipoic acid on life span and
age-dependent behavioral declines in Caenorhabditis el-
egans［J］，Pharmacology Biochemistry and Behavior，
2006，85（3）：620-628.
［10］曹莉，刘新萍，杨萍丽．硫辛酸对老龄大鼠抗衰老作用的研究［J］．中国老年学杂志，2006，26：356-358.［11］尹志奎，崔泰震，崔旭等．α-硫辛酸对果蝇寿命的影响［J］.齐齐哈尔医学院学报，2004，25（6）：606-607.［12］Marianna Zana，et al.Oxidative stress：A bridge be-tween Down's syndrome and Alzheimer's disease［J］，
Neurobiology of Aging，2007，28（5）：648-679.［13］Cotman CW，Head E，Muggenburg BA，Zicker S，Milgram NW.Brainaging in the canine：a diet en-
riched in antioxidants reduces cognitive dysfunction
［J］.Neurobiol Aging，2002，23（5）：809-818.［14］Farr SA，Poon HF，Dogrukol-Ak D，et al.The antiox-idants alpha-lipoic acid and N-acetylcysteine reverse
memory impairment and brain oxidative stress in aged
SAMP8mice［J］.Neurochem，2003，84（5）：1173-
1183.
［15］Lina Holmquist，Grant Stuchbury，Katrin Berbaum，et al.Lipoic acid as a novel treatment for Alzheimer’s dis-
ease and related dementias［J］.Pharmacology and
Therapeutics，2007，113（1）：154-164.
［16］Joseph FQuinn，Joseph R Bussiere，Rebecca S Ham-mond，et al.Chronic dietaryα-lipoic acid reduces
deficits in hippocampal memory of aged Tg2576mice
［J］.Neurobiology of Aging，2007，28（2）：213-225.［17］Xuesen Li，Zhongbo Liu，Cheng Luo，et al.Lipoamide
protects retinal pigment epithelial cells from oxidative
stress and mitochon-drial dysfunction［J］.Free Radical
Biology&Medicine，2008，44：1465-1474.
［18］G Chidlow，K G Schmidt，J P M Wood，et al.α-lipoic acid protects the retina agaist ischemia-reperfusion［J］.
Neuropharmacology，2002，43：1015-1025.
［19］M M Sanz，L E Johnson，et al.Significant photoreceptor rescue by treatment with a combination of antioxidants
in an animal model for retinal degeneration［J］.Neuro-
science，2007，145（3）：1120－1129.
［20］Jaime Miquel，Ana Ramrez-Bosca，Joaquin Diaz Alper-i，et al.Menopause：A review on the role of oxygen
stress and favorable effects of dietary antioxidants［J］.
Archives of Gerontology and Geriatrics，2006，42（3）：
289-306.
［21］刘赫，刘国良．α-硫辛酸在糖尿病领域中的临床应用［J］．实用糖尿病杂志．2007，3（3）：12-15.
［22］刘志民，孙亮亮．氧化应激在糖尿病发病机制中作用的认识［J］．内科理论与实践．2007，2（3）：153-156.［23］熊正英，刘海斌．α-硫辛酸对训练大鼠体内糖储备及运动能力的影响［J］．陕西师范大学学报，2006，34
（4）：84-85.
［24］杨壮群，王正辉，高鹏，等．α-硫辛酸对体外培养的黑素细胞影响的实验研究［J］．中国皮肤性病学杂志，
2004，18（2）：71-73，82.
［25］赵凯．关于氧化应激致动脉粥样硬化的研究进展［J］．中国心血管杂志，2006，11（2）：152-154.
［26］李安林，施用晖，岳鹏，等．两种抗氧化剂对高脂日粮大鼠血脂代谢和抗氧化能力的影响［J］．中国粮油学
报，2006，21（4）：112-114，123.
［27］Sm_fh AR，Shenvi SV，Widlansky M，et a1．Lipoic acid as a potential therapy for chronic disease associated
with oxidative stress［J］．Current Medicinal Chemist，
2004，11（9）：1135-1146.
［28］D R Cremer，R Rabeler，A Robert，et al.Long-term safety ofα-lipoic acid（ALA）consumption：A2year
study［J］，Regulatory Toxicology and Pharmacology，
2006，46（3）：193-201.
［29］Kyoko Kofuji，Michiko Nakamura，Takashi Isobe，et al.
Stabilization ofα-lipoic acid by complex formation with
chitosan［J］，Food chemistry，2008，109（1）：167-171.［30］刘宇.硫辛酸［J］.精细与专用化学品.2005，13（10）：18-20.
436。