海藻化學(xué)成分及藥理作用研究進(jìn)展

侯林 孟琳 張曉平 田景振

【摘 要】海藻是重要的海洋天然藥物資源之一，開(kāi)發(fā)利用價(jià)值高。隨著對(duì)海洋藥物研究的不斷深入，海藻具有極大開(kāi)發(fā)成為藥物的潛能。近幾年有關(guān)海藻化學(xué)成分和藥理作用的相關(guān)研究較少，在現(xiàn)有資料基礎(chǔ)上，本文對(duì)海藻所含化學(xué)成分及有關(guān)藥理作用的研究進(jìn)行整理，為海洋藥物的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】海藻；化學(xué)成分；藥理作用

海藻始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》，為馬尾藻科水生植物海蒿子Sargassum pallidun（Turn.）C.Ag.或羊棲菜Sargassun fusiforme （Harv.）Setch.的干燥藻體，前者習(xí)稱“大葉海藻”，后者習(xí)稱“小葉海藻”。具有消痰軟堅(jiān)散結(jié)，利水消腫的功效[1]。主治癭瘤，瘰疬，睪丸腫痛，痰飲水腫，腳氣浮腫等。海藻中含有一些特殊生理功能的活性物質(zhì)，結(jié)構(gòu)新穎、生理活性顯著，可藥食兩用，在我國(guó)沿海地區(qū)分布廣泛，可通過(guò)自身所含色素體進(jìn)行光合作用產(chǎn)生能量。常見(jiàn)的海藻主要包括綠藻、紅藻和褐藻三大類，屬種繁多。不同海藻形態(tài)、特征、用途各異，可應(yīng)用于食品、飼料、工業(yè)原料和藥品等不同領(lǐng)域中，有較高的使用價(jià)值，是重要的海洋天然藥物之一。

1 化學(xué)成分

1.1蛋白質(zhì)

海藻中含有粗蛋白等活性蛋白質(zhì)，各藻類的粗蛋白含量不等，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4.08%～23.70%，大葉海藻中所含粗蛋白的含量大約為9.74%，高于10%的種類有龍須菜，總狀蕨藻和總狀蕨藻盾葉變種[2]。海藻中還含有一種特殊的蛋白質(zhì)—親糖蛋白，能與細(xì)胞膜糖分子結(jié)合，作為一種凝集素，在生物生長(zhǎng)、繁殖、營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)存等方面具有重要作用，也具有作為藥物載體、抑制腫瘤細(xì)胞增殖和抗癌的作用。另外海藻中還有藻膽素，分為藻藍(lán)蛋白和藻紅蛋白。目前對(duì)海藻中粗蛋白的相關(guān)研究報(bào)道較少，有待于對(duì)其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。

1.2 酚類

由于海藻生態(tài)環(huán)境特殊，其體內(nèi)含有具有多功能的生物活性物質(zhì)如酚類、吲哚類等。海藻多酚是海藻中多酚類化合物的總稱，在褐藻中含量較多，研究較多的是褐藻多酚，常見(jiàn)的褐藻像海黍子、海帶、裙帶菜、馬尾藻等都含有多酚類化合物。海藻多酚的化學(xué)性質(zhì)和生物活性主要是由羥基官能團(tuán)決定的，但褐藻多酚化合物結(jié)構(gòu)復(fù)雜，聚合方式多變，有多羥基聯(lián)苯型、多羥基苯醚型、混合多羥基聯(lián)苯多苯醚型等[3～4]，不同的屬種之間聚合方式各異。

1.3 糖類

海藻中多糖的含量相對(duì)較多，尤其是褐藻多糖。隨著研究的深入，更多的糖類成分被發(fā)現(xiàn)。張華鋒等[5]對(duì)特定產(chǎn)區(qū)威海海域的大葉海藻進(jìn)行研究，從大葉海藻中分離得到活性多糖SP，經(jīng)分析主要由半乳糖、木糖、巖藻糖、甘露糖和葡萄糖醛酸構(gòu)成。產(chǎn)自煙臺(tái)的大葉海藻經(jīng)分離純化發(fā)現(xiàn)的三種多糖SPI，SPII，SPIII也含有半乳糖、木糖、巖藻糖、甘露糖、葡萄糖，另外還含有果糖[6]。以海藻海蒿子為原料制備水溶性多糖褐藻糖膠，并對(duì)多糖的組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)最終分離純化得到的純度較高的多糖組分P1、P2和P3，對(duì)其單糖組成分析發(fā)現(xiàn)，三者所含單糖種類不同，但均含巖藻糖，且?guī)r藻糖含量均為最高[7]，伴有半乳糖、甘露糖、木糖和少量葡萄糖。海藻膠是海藻中的粘質(zhì)多糖，現(xiàn)已工業(yè)化生產(chǎn)的包括褐藻膠、瓊膠和卡拉膠。不同的海藻其多糖類成分的種類也有差異，如從鈍頂螺旋藻中提取而得的螺旋藻多糖，從紫菜中分離的紫菜多糖，從褐藻中提取的水溶性雜多糖褐藻多糖硫酸酯（FPS）等[8]，這些均是某種海藻特有的成分，因而也具有不同的生理功能。

1.4 脂類

海藻中含有以腦磷脂為主的磷脂類化合物如磷脂酰乙醇胺、磷脂酰膽堿、甜菜堿酯（DGTS）、磷脂酰甘油、單半乳糖甘油二酯和硫代異鼠李糖甘油二酯等[9]，高度不飽和脂肪酸含量也較為豐富，主要有花生四烯酸（AA）、ω-3系的廿碳五烯酸（EPA）、廿二碳六烯酸（DHA）等種類[8]，大葉海藻中還富含二十碳三烯酸。

1.5 萜類

海藻中還有單萜、倍半萜、二萜類成分，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的萜類化合物已達(dá)上千種。有報(bào)道從大葉海藻中分離出新的二萜類成分2，6，6-trimethyl-4-oxo-2-cyelohexene-1-aceticacid和2，6，6-trimethyl-4-oxo-2-cyclohexene-i-acetic acid methyl ester[10]。

1.6氨基酸類

海藻中可作藥用的氨基酸有100多種。其中褐藻氨酸是一種具有膽堿樣的堿性氨基酸，具有降壓作用；軟骨藻酸能使中樞神經(jīng)系統(tǒng)興奮，另外，在海藻中也發(fā)現(xiàn)含有?；撬?，與胱氨酸、半胱氨酸的代謝有密切關(guān)系[8]。

1.7 其他成分

此外海藻中還含有維生素、纖維素、生物堿類、黃酮類、甾體類、無(wú)機(jī)元素等新化學(xué)成分。福建近海滸苔、龍須菜、羊棲菜、海帶等4種海藻中多糖類膳食纖維和粗纖維的含量最高，二者總量均高于50%[11]。其所含的多中級(jí)多輛的天然無(wú)機(jī)元素，能夠提供人體所需。

2 藥理作用

2.1抗腫瘤作用

海藻中多種成分具有良好的抗腫瘤活性。多糖SP-3-l對(duì)肝癌細(xì)HepG2、肺癌細(xì)胞A549、胃癌細(xì)胞MGC-803均具有抑制作用，海藻中所含有的多酚類化合物對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用與海藻多酚相對(duì)分子量有關(guān)，二者呈正相關(guān)[12] 。用甲醇浸泡紅藻和海帶提取物作用人宮頸癌Hela細(xì)胞，采用MTT法測(cè)試腫瘤細(xì)胞增殖率，發(fā)現(xiàn)海藻多酚對(duì)腫瘤細(xì)胞的抑制作用還與海藻中總酚的含量呈線性關(guān)系[13]。多種海藻的抗腫瘤活性篩選試驗(yàn)中甲醇、乙醇提取物對(duì)KB細(xì)胞或HT-29細(xì)胞具有選擇性抑制活性[14]。有些藻類的醇提物不僅對(duì)癌細(xì)胞的生長(zhǎng)有一定的抑制作用，而且與機(jī)體代謝功能具有多種協(xié)調(diào)性，包括控制代謝物質(zhì)活性、濃度，對(duì)免疫結(jié)構(gòu)和功能的影響等。羊棲菜多糖能使腫瘤細(xì)胞內(nèi)鈣庫(kù)的Ca2+釋放，升高腫瘤細(xì)胞內(nèi)Ca2+的濃度，啟動(dòng)細(xì)胞凋亡機(jī)制達(dá)到抗腫瘤的作用[15]。螺旋藻多糖能夠抑制腹腔移植肉瘤S180小鼠腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)[8]，延長(zhǎng)其生存時(shí)間，主要是通過(guò)增強(qiáng)免疫力實(shí)現(xiàn)的。

2.2抗病毒抑菌作用

海藻多糖對(duì)Ⅰ型單純皰疹病毒（HSV-1）有抑制作用。海藻水提物有較強(qiáng)抗HSV-1作用，用海藻提取物進(jìn)行體外抗HSV-1、抗HBsAg、HBeAg試驗(yàn)，結(jié)果顯示有6種提取物有抗HSV-1作用，有5種提取物有抗HBeAg作用。褐藻中提取的褐藻多糖硫酸酯能抑制艾滋病毒（HIV）的復(fù)制，干擾病毒的對(duì)細(xì)胞的吸附和滲入，激活機(jī)體免疫系統(tǒng)從而提高免疫力，從褐藻中分離出的二萜類環(huán)氧化物dolabellane-3對(duì)流感病毒和腺病毒均有明顯的抑制作用。海藻多酚類化合物具有廣譜抗菌活性，能夠抑制大腸桿菌、枯草桿菌、金黃色葡萄球菌的生長(zhǎng)，在質(zhì)量濃度為0.1g/mL時(shí)，大葉海藻乙醇、乙醚萃取部位對(duì)枯草桿菌、大腸桿菌、金黃色葡萄球菌的抑制效果較好，而乙酸乙酯部位則具有較好的抑制真菌（青霉）作用[16]。海藻多酚能作用于腸道內(nèi)的一些具有解毒作用的酶，促進(jìn)腸道內(nèi)雙歧桿菌的增殖，調(diào)理腸道功能，因而有望開(kāi)發(fā)為一種微生態(tài)制劑用于腸道疾病的治療。

2.3 抗氧化作用

多酚類物質(zhì)具有較高的抗氧化活性，褐藻多酚對(duì)羥自由基、超氧陰離子和DPPH均有較高的抗氧化活性和清除率[17]。海藻多糖（SFPS）能減少白血病L615小鼠脂質(zhì)過(guò)氧化物含量，增加過(guò)氧化氫酶、超氧化物歧化酶的活力，抑制自由基因的產(chǎn)生和加快自由基因的清除，減少或防止原初氫氧自由基和單線態(tài)氧的產(chǎn)生，使細(xì)胞分裂發(fā)生抑制，導(dǎo)致腫瘤生長(zhǎng)抑制[18]。大葉海藻多糖與多數(shù)褐藻硫酸多糖一樣具有抗氧化活性和很好的抗氧化損失能力[19]。多酚類化合物作為一種抗氧化劑、自由基清除劑可增加機(jī)體內(nèi)源性抗氧化酶活性，起到預(yù)防腫瘤等疾病發(fā)生的作用。

2.4免疫調(diào)節(jié)作用

大葉海藻具有免疫調(diào)節(jié)功能，從大團(tuán)扇藻中分離出的7α-羥基巖藻甾醇能分化誘導(dǎo)人早幼粒白血病細(xì)胞，海藻中的甾醇類物質(zhì)能夠作為一種分化誘導(dǎo)劑使白血病細(xì)胞及實(shí)體瘤分化為正常細(xì)胞，降低癌變的可能。另外海藻中所含的β-胡蘿卜素作為維生素A的前體物質(zhì)補(bǔ)充人體缺乏的為維生素[8]，也可作為一種保健品，延緩衰老，增強(qiáng)集體免疫力。

2.5 其他作用

海藻還具有降血脂作用，研究發(fā)現(xiàn)多種海藻能降低大鼠（高脂飲食）血清中膽甾醇水平或臟器中膽甾醇含量，特別是β-谷甾醇作用最強(qiáng)。藻膠酸的硫酸化物有抗脂血癥的作用，藻膠酸鈉較大劑量也能使動(dòng)物血壓短暫下降，甚至可以提高曼陀羅種子的萌發(fā)率、發(fā)芽指數(shù)及發(fā)芽勢(shì)，并能促進(jìn)幼苗生長(zhǎng)[20]。海藻多酚的生物活性還有裂解質(zhì)粒DNA、抑制某些酶如α-淀粉酶、脂肪酶和胰蛋白酶、凝集人體紅細(xì)胞以及抗?jié)兊壬锘钚浴?/p>

3 展望

海藻內(nèi)含有諸多有益于人類健康的生物活性物質(zhì)，具有抗腫瘤、抗氧化、降血壓、提高免疫等功效，可用于腫瘤、動(dòng)脈硬化等疾病的預(yù)防和治療，也可作為抗衰老及增強(qiáng)免疫力方面的保健品，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品等各個(gè)領(lǐng)域。作為一種有著特殊醫(yī)療保健功能的海洋生物，海藻的化學(xué)成分及藥理活性近年來(lái)也備受關(guān)注，我國(guó)海藻資源豐富，但目前我國(guó)對(duì)海藻中生物活性成分的分離純化方面仍需大量投入，同時(shí)對(duì)海藻防治疾病的作用機(jī)制研究尚不深入，我們要充分利用我國(guó)豐富的海藻資源，進(jìn)一步活性開(kāi)發(fā)，使其發(fā)展成為一類富含膳食纖維、含礦物元素、高蛋白、低脂的天然原料，更好地為人類健康服務(wù)。

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作者簡(jiǎn)介：

侯林，博士，講師，從事中藥新藥開(kāi)發(fā)研究E-mail：houlin5027@163.com。

通訊作者：

田景振，教授，博士生導(dǎo)師，從事新藥開(kāi)發(fā)與中藥炮制原理研究 Tel：0531-89628597 E-mail：tianjingzhen@163.com。