海洋藻類提取物的護(hù)肝功效研究進(jìn)展

葉捷娜，徐寶貴，繆秉陶，王 斌，余方苗，楊最素

（浙江海洋大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院，浙江省海洋生物醫(yī)用制品工程技術(shù)研究中心，浙江舟山 316022）

海藻是海洋植物中數(shù)量和種類最多的一類，屬于海洋中的低等隱花植物，主要包括褐藻、紅藻、綠藻、藍(lán)藻，以及微藻中的硅藻、甲藻、金藻等。由于海藻長期存在于氧氣少、光線弱、鹽度高、壓力大等特點(diǎn)的海洋環(huán)境中，使得海藻與陸地上的動植物不同，具有很多新穎的生理活性物質(zhì)[1]。海藻熱量少，產(chǎn)生的生物活性次級代謝物和有價(jià)值的生物活性物質(zhì)繁多，其中一些營養(yǎng)物質(zhì)在海藻中的含量高于陸生植物性食物，包括多糖、蛋白質(zhì)及其水解物、多酚和光合色素（類胡蘿卜素）[2]。由于其具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌、抗糖尿病、抗高血壓、抗高血脂、抗肥胖和護(hù)肝護(hù)腎作用，在健康領(lǐng)域的研發(fā)日益受到重視。

肝臟是人體最大的消化腺，同時(shí)是物質(zhì)代謝的場所，并在身體里面起著去氧化、儲存肝糖、分泌性蛋白質(zhì)的合成等作用[3]，還是維持身體穩(wěn)態(tài)的重要的解毒器官。正常情況下，當(dāng)小分子物質(zhì)在腸道被吸收時(shí)，富含有營養(yǎng)的血液經(jīng)肝門靜脈入肝進(jìn)行代謝，而有毒物質(zhì)可被肝臟代謝后消除，然后經(jīng)排泄器官排出體外[4]。然而在病理狀態(tài)下，腸道內(nèi)的有害物質(zhì)如腸道內(nèi)的致病菌、內(nèi)毒素等也可通過以上途徑即腸-肝軸影響肝臟的功能，一些化學(xué)性物質(zhì)（包括藥物和酒精）、免疫性、缺血性、生物毒素以及放射線性等[5]誘導(dǎo)肝臟損傷引起多種疾病，包括肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝病、肝纖維化、肝細(xì)胞癌等[6]。這些肝臟疾病如不進(jìn)行有效治療，晚期易致肝硬化、肝衰竭而危及生命，而化學(xué)藥物的過多使用又加重了肝損傷，科學(xué)家們將護(hù)肝藥物的研發(fā)轉(zhuǎn)向海洋動植物，基于海洋植物特別是海洋藻類的可持續(xù)再生性，近年來護(hù)肝活性物質(zhì)的提取與研究日益成為熱點(diǎn)。

1 多糖

海藻多糖是從海洋藻類中提取的由糖苷鍵連接的單糖組成的碳水化合物生物聚合物，主要包括巖藻多糖、海藻酸鹽和褐藻淀粉等。研究發(fā)現(xiàn)，海藻多糖對肝損傷具有明顯的修復(fù)作用。

1.1 巖藻多糖

巖藻為數(shù)種褐藻的俗名，包括墨角藻屬Fucus、馬尾藻屬Sargassum 藻類。巖藻多糖，被稱為墨角藻多糖、巖藻聚糖硫酸酯、褐藻糖膠、褐藻多糖硫酸酯等，主要來源于褐藻，是一類含有巖藻糖和硫酸基團(tuán)的多糖。

巖藻多糖是一種來自棕色海藻的硫酸鹽多糖，具有廣泛的藥理特性。WANG Yuqin，et al[7]給予ICR 小鼠6 周北京冷氏生物科技有限公司的褐藻多糖后，用對乙酰氨基酚對小鼠進(jìn)行誘導(dǎo)，結(jié)果顯示褐藻多糖預(yù)處理后降低了ALT、AST、ROS 和MDA 的水平，同時(shí)提高了GSH、SOD 和CAT 的活性水平，從而改善了對乙酰氨基酚的肝毒性，其機(jī)制可能與Nrf2 介導(dǎo)的氧化應(yīng)激有關(guān)。ZHAO Huichao，et al[8]建立大鼠乙醇性肝損傷模型，給予低、高劑量的來自青島明月海藻集團(tuán)有限公司的褐藻多糖后發(fā)現(xiàn)可防止損傷線粒體積累和過度激活線粒體吞噬。XUE Meilan，et al[9]證實(shí)墨角藻多糖可通過AMPK/SIRT1 途徑，抑制酒精誘導(dǎo)的脂肪變性和膽汁酸代謝紊亂，預(yù)防非酒精性脂肪肝，從而防止脂肪毒性相關(guān)的氧化應(yīng)激和炎癥。ZHENG Yuanyuan，et al[10]實(shí)驗(yàn)顯示小葉褐藻多糖對CCl4誘導(dǎo)的急性小鼠肝臟損傷具有保護(hù)作用。WU Szu-Yuan，et al[11]證實(shí)了購于中華海洋生技股份有限公司的低分子量巖藻依聚糖在斑馬魚模型中對肝臟具有抗癌、抗脂肪變性和抗纖維化作用，可預(yù)防輻射誘導(dǎo)的纖維化。郭獻(xiàn)等[12]證明褐藻膠對鎘引起的肝急性毒性具有預(yù)防作用。孫媛媛等[13]以分子量為3 kDa 的甘露糖醛酸寡糖和古羅糖醛酸寡糖為受試樣品，發(fā)現(xiàn)對刀豆蛋白誘導(dǎo)的肝臟損傷和炎癥具有顯著的保護(hù)作用，與IL-6 水平以及炎癥相關(guān)基因的表達(dá)均降低有關(guān)。這些研究表明褐藻多糖對實(shí)驗(yàn)動物經(jīng)化學(xué)性藥物誘導(dǎo)的肝損傷能降低轉(zhuǎn)氨酶活性、提高抗氧化能力，減輕炎癥反應(yīng)，從而表現(xiàn)出一定的護(hù)肝與修復(fù)作用。

1.2 巖藻聚糖硫酸酯

王慶鈞等[14]利用復(fù)合酶解法提取萱藻中的巖藻聚糖硫酸酯，作用于CCl4造成的小鼠急性肝損傷，表明可通過增強(qiáng)小鼠的抗氧化能力，抑制自由基引起的脂質(zhì)過氧化，降低肝細(xì)胞和肝細(xì)胞膜的損傷程度，從而保護(hù)肝臟免受損傷。肖瑤等[15]證實(shí)來源于南京鑫越源生物科技有限公司的巖藻糖能夠減少NF-κB 活化，從而減輕炎癥反應(yīng)，最終保護(hù)卡介苗和脂多糖誘導(dǎo)的免疫性肝損傷。SLIM，et al[16]以缺血再灌注損傷Wistar 大鼠肝臟，發(fā)現(xiàn)從塔巴卡沿海地區(qū)（突尼斯）的棕色海藻Cystoseira sedoides 中提取的巖藻依聚糖對大鼠肝臟損傷具有潛在的保護(hù)作用，是通過預(yù)防內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激、氧化應(yīng)激和線粒體功能障礙來維持肝移植物的完整性和功能。

海帶多糖也叫昆布多糖，是指從海帶中提純的多糖成分，包括海帶寡糖、褐藻糖膠、海帶淀粉等。ZHANG Qing，et al[17]從大型藻類海帶macroalgae Laminaria japonica 中提取的多糖可調(diào)節(jié)與肝臟脂質(zhì)代謝相關(guān)的mRNA 轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)水平，從而防止高脂飲食誘導(dǎo)的大鼠模型中與高脂血癥相關(guān)的NAFLD。TIAN Lin，et al[18]證明來自L.japonica 的多糖可以通過上調(diào)衰老標(biāo)記蛋白抑制肝細(xì)胞癌。另外，來自L.japonica 的多糖可以改善重氮蛋白誘導(dǎo)的Wistar 大鼠氧化應(yīng)激、促炎作用和對肝組織的損傷[19]。

1.3 海藻酸鹽

海藻酸鹽又稱海藻酸膠、褐藻酸鹽或藻酸鹽，是海藻酸的鹽類。主要存在于褐藻的細(xì)胞壁和細(xì)胞間黏膠質(zhì)中，由古洛糖醛酸組成的長鏈聚合物。

KAWAUCHI，et al[20]建立缺乏蛋氨酸和膽堿的飲食來誘導(dǎo)小鼠建立非酒精性脂肪性肝炎模型，從褐藻中提取的海藻酸鈉可以通過維持腸道屏障功能來預(yù)防肝臟炎癥和脂肪變性，說明其對該模型小鼠具有治療作用。聚戊醛酸硫酸鹽是一種低分子量的硫酸鹽多糖，GAO Yanyun，et al[21]證實(shí)了其對H2O2處理后的HepG2 細(xì)胞的氧化應(yīng)激損傷具有保護(hù)作用。DU PREEZ R,et al[22]在代謝綜合征大鼠模型中發(fā)現(xiàn)從Sargassum siliquosum 中提取的海藻酸鹽可能在腸道中作為益生元來增加短鏈脂肪酸的濃度，從而減少了高脂喂養(yǎng)大鼠肝臟脂肪的積累。另外，肝星狀細(xì)胞的增殖是導(dǎo)致肝纖維化的重要原因，海藻酸鹽可通過下調(diào)Bcl-2/Bax比值，抑制NF-κB 來降低肝星狀細(xì)胞的增殖，增加細(xì)胞凋亡率；在大鼠模型中防止細(xì)胞外基質(zhì)沉積，減少肝纖維化的發(fā)生[23]。XU Shizan，et al[24]發(fā)現(xiàn)從大連天宇制藥有限公司購買的海藻酸丙二醇硫化鈉可通過抑制炎癥、經(jīng)TGF-β1/Smad2/3 和JAK2/STAT3 信號通路促進(jìn)細(xì)胞外基質(zhì)分解和滅活肝星狀細(xì)胞來預(yù)防肝纖維化。

2 蛋白質(zhì)及其水解物

蛋白質(zhì)水解物是氨基酸的混合物，它們是由純化的蛋白質(zhì)通過酸水解或使用蛋白質(zhì)水解酶制成的，并進(jìn)一步進(jìn)行了純化。到目前為止，從海藻中提取的各種蛋白質(zhì)水解物已經(jīng)報(bào)道具有強(qiáng)大的藥理特性。

藻藍(lán)蛋白是藻類中一種具有抗氧化和抗炎特性的天然蛋白，也是主要的膽汁蛋白之一[25]。翟詩翔[26]利用CCl4建立大鼠肝纖維化模型，研究發(fā)現(xiàn)購自福清市新大澤螺旋藻有限公司的藻藍(lán)蛋白可抑制肝星狀細(xì)胞的增殖，促進(jìn)凋亡，從而實(shí)現(xiàn)抗肝纖維化。鉑螺旋藻是一種藍(lán)綠藻，ZHAO Bingli，et al[27]證實(shí)該蛋白水解液對高脂誘導(dǎo)的小鼠具有抗肥胖作用。LIU Qi,et al[25]建立輻射誘導(dǎo)C57BL/6 小鼠肝損傷模型，發(fā)現(xiàn)購買于新大澤螺旋藻有限公司的藻藍(lán)蛋白預(yù)處理后顯著降低了ALT、AST 的水平，增加了SOD 和GSH-PX 的相對mRNA 表達(dá)，并降低了肝臟中的ROS，并說明其可通過激活Nrf2/HO-1 信號通路，減輕輻射誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激損傷，減少輻射誘導(dǎo)的DNA 損傷。

3 多酚

多酚是一大類含有多羥基化合物的總稱，其結(jié)構(gòu)不盡相同，是細(xì)胞壁高度復(fù)雜的結(jié)構(gòu)成分，通常與細(xì)胞壁多糖結(jié)合，保護(hù)細(xì)胞免受氧化損傷。海藻多酚類化合物在褐藻中含量較大，種類繁多，結(jié)構(gòu)也有較大的區(qū)別，研究表明它的主要成分為間苯三酚衍生物[28]。海藻酚類中的多酚類化合物也被稱為褐藻多酚，是因?yàn)樵谀壳暗难芯恐邪l(fā)現(xiàn)海藻多酚僅存在于褐藻之中。

7-二氯二酚（7PE）是一種從Ecklonia cava 中提取的海藻多酚，LIN Liyuan，et al[6]通過酒精誘導(dǎo)的細(xì)胞毒性、DNA 損傷、相關(guān)炎癥和凋亡蛋白的表達(dá)來評估7PE 對HepG2/CYP2E1 細(xì)胞的抗氧化應(yīng)激作用，發(fā)現(xiàn)7PE 可通過防止酒精誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激和肝細(xì)胞凋亡來保護(hù)肝臟。Diphloretho hydroxy carmalol（DPHC）是一種從可食用海藻Ishige okamurae 中分離出來的多酚，用DPHC 處理后抑制了棕櫚酸鹽誘導(dǎo)的HepG2 細(xì)胞毒性、TG 含量和脂質(zhì)積累，表明AMPK 信號通路的激活可能在DPHC 對脂肪生成的抑制作用以及DPHC對SIRT1 的促進(jìn)作用中發(fā)揮了關(guān)鍵作用[29]。

4 光合色素

在開發(fā)新型的天然色素資源時(shí)，海藻引起了人們的關(guān)注[30]。從海藻中已發(fā)現(xiàn)了數(shù)百種結(jié)構(gòu)新穎的類胡蘿卜素，是海藻中一組促進(jìn)光合作用的四萜類化合物，其中巖藻黃素和蝦青素是海藻中2 種主要的類胡蘿卜素。

巖藻黃素是一種從天然海藻中提取的紅橙色類胡蘿卜素，具有較強(qiáng)的抗氧化能力[31]。巖藻黃素還能與腸道菌群相互作用，能夠減輕氧化應(yīng)激，這對肝損傷的修復(fù)意義重大。ZHENG Jiawen，et al[32]闡明了來自山東潔晶集團(tuán)股份有限公司的巖藻黃素對小鼠急性酒精性肝損傷的保護(hù)機(jī)制，其不僅通過激活Nrf2 介導(dǎo)的抗氧化防御，同時(shí)抑制由TLR4 介導(dǎo)的炎癥機(jī)制對酒精性肝損傷的保護(hù)作用。在臺灣澎湖縣海岸采集新鮮的半葉藻中提取巖藻二糖和純化的巖藻黃素通過增加肝糖原和抗氧化酶有改善db/db 小鼠肝組織的作用，還表明巖藻二糖和巖藻黃素存在協(xié)同效應(yīng)[33]。同時(shí)CHANG Yi-Hsien,et al[34]發(fā)現(xiàn)購買于美國Sigma-Aldrich 公司對的巖藻黃素可以通過促進(jìn)Sirt1/AMPK 途徑增加油酸誘導(dǎo)的脂肪肝細(xì)胞的脂解和抑制脂肪生成。

蝦青素屬酮式類胡蘿卜素，是一種萜烯類不飽和化合物，具有極強(qiáng)的抗氧化能力，能有效抑制自由基引起的脂質(zhì)過氧化作用，還有抗腫瘤、抗衰老、預(yù)防心腦血管疾病等作用。ZHANG Zhigang，et al[35]證明Haemotococcus pluvialis 中的蝦青素處理后可減輕長期接觸砷對大鼠的肝損傷，最重要的是，蝦青素治療后，降低了砷暴露大鼠肝臟中炎癥因子NF-κB、TNF-α、IL-1β、氧化應(yīng)激水平和總砷含量的增加。此外，蝦青素處理后逆轉(zhuǎn)了肝星狀細(xì)胞的激活標(biāo)志物—平滑肌肌動蛋白和膠原蛋白水平的升高。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蝦青素治療后通過抑制細(xì)胞因子介導(dǎo)的細(xì)胞-細(xì)胞相互作用來抑制慢性砷暴露停止后肝臟的炎癥反應(yīng)，而在長期攝入亞砷酸鈉停止后，每天攝入天然蝦青素可能是治療肝損傷的一個潛在的和有益的候選藥物。

5 總結(jié)與展望

海藻富含多種生物活性物質(zhì)，被認(rèn)為是重要的海洋生物資源之一。同時(shí)源于已有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，已將海藻中獲取的海藻酸鹽、卡拉膠、瓊膠等一類性能優(yōu)良的海藻膠用于功能性食品配料，也有巖藻多糖等產(chǎn)品的開發(fā)，這都基于其含有獨(dú)特的抗氧化、抗炎、改善胃腸道、降脂、預(yù)防心血管疾病等健康功能特性，使得海藻類產(chǎn)品在食品和保健品中有很廣闊的應(yīng)用價(jià)值。盡管海藻中提取的多糖、蛋白質(zhì)及其水解物、多酚、光合色素在肝病動物模型中的基礎(chǔ)研究比較多，但針對性應(yīng)用于肝病防治的產(chǎn)品或特殊醫(yī)學(xué)用途配方食品不多，這可能是由于這些活性物質(zhì)功效廣泛，并非只具有護(hù)肝功效。巖藻黃素、蝦青素類的光合色素盡管有很好的抗氧化活性及護(hù)肝功效，但它們不溶于水，性質(zhì)不穩(wěn)定等特點(diǎn)也限制了在功能性保健食品中的應(yīng)用，這就需要在對它們進(jìn)行結(jié)構(gòu)的修飾、片劑包衣、藥物遞送、生物利用度等方面進(jìn)行深入研究，從而實(shí)現(xiàn)海洋“藍(lán)色藥庫”的開發(fā)，真正實(shí)現(xiàn)為人類的健康特別是肝病患者帶來福音，為發(fā)展人類的健康事業(yè)而服務(wù)。