葛恩會(huì),劉 濤
(廣東藥科大學(xué)生命科學(xué)與生物制藥學(xué)院,廣東省生物活性藥物研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 廣州 510006)
魚鰾是硬骨魚類中位于消化管與脊柱之間的囊狀物,生物學(xué)功能包括調(diào)節(jié)比重輔助升降、輔助呼吸、水壓與聲音傳遞、感覺功能等,其別名眾多,如魚膠、魚肚、魚白、江鰾、魚泡等,嶺南地區(qū)魚鰾干制品俗稱花膠,素有“海洋人參”之喻,與鮑魚、燕窩、魚翅齊名;依據(jù)來源不同,其商品名有白花膠、鳘魚膠、黃花膠等[1-5]。人們對(duì)魚鰾藥用價(jià)值的認(rèn)識(shí)不斷更新和加深,目前中醫(yī)藥領(lǐng)域普遍認(rèn)為其味甘性平,可滋陰養(yǎng)血、補(bǔ)腎固精等。
隨著生物技術(shù)的發(fā)展,魚鰾成分提取分離、結(jié)構(gòu)表征、活性評(píng)價(jià)等研究不斷涌現(xiàn),進(jìn)一步確證了其多肽、多糖等成分具有廣泛且獨(dú)特的生物活性,如改善男女不孕不育、抗高血壓、抗氧化、增強(qiáng)免疫活性等,2018 年12 月正式施行的食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)(膠原蛋白肽GB 31645—2018)中明確,魚鰾為膠原蛋白肽生產(chǎn)原料。本文在理清魚鰾功效發(fā)展歷史的基礎(chǔ)上,對(duì)其進(jìn)行更深入的生物活性評(píng)價(jià)和機(jī)制研究,對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展和相關(guān)產(chǎn)品深度開發(fā)具有重要意義。
明朝以前的唐朝、五代、金朝、元朝用魚鰾來治療各種濕瘡、出血性疾病、破傷風(fēng)類疾病,至明末,對(duì)其功效的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步擴(kuò)展,主要為補(bǔ)腎益精、滋養(yǎng)筋脈、散淤消腫等[3,6-7],見表1。
現(xiàn)今,田淑霄等[8]依據(jù)《傅青主女科》“經(jīng)水出諸腎”“經(jīng)原非血,乃天一之水,出自腎中”和《醫(yī)學(xué)正傳·婦人科》“月經(jīng)全借腎水施化,腎水既乏,則經(jīng)血日以干涸”的記載,并結(jié)合其56 年的中醫(yī)臨床經(jīng)驗(yàn)認(rèn)為:“腎虛精虧導(dǎo)致卵子難以發(fā)育和成熟,這是不孕癥和排卵功能障礙的根本原因”。魚鰾可生精補(bǔ)髓,助孕助育,故將其推崇為“生精三藥”之一應(yīng)用于臨床不孕不育,效果顯著。
朱廣仁等[9]以自制黃魚鰾膠丸治療兒童遺尿癥35 例,1 個(gè)月內(nèi)痊愈者21 例,2 個(gè)月內(nèi)又有痊愈者11 例,見效者3 例,認(rèn)為其病因?yàn)樾褐申栔申庴w,腎氣補(bǔ)充,腦髓未健之故,而本藥乃血肉有情之物,極具營養(yǎng),又膠粘固攝,專益腎填精,固攝下元。
樸晉華等[10]證實(shí),魚鰾補(bǔ)腎益精丸可減輕腎陽虛模型大鼠精囊、前列腺、包皮腺等附性器官的萎縮,也能縮短電刺激引發(fā)陰莖勃起的潛伏期,同時(shí)改善神經(jīng)性性功能障礙小鼠性功能,從而提高雄性小鼠的生育能力;在臨床上口服此藥治療108 例腎陽虛癥患者,發(fā)現(xiàn)總顯效率為38.88%,有效率為42.59%,總有效率為81.47%,證實(shí)了其補(bǔ)腎壯陽功效。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,魚鰾對(duì)男性益腎生精,女性赤白帶下、閉經(jīng)、崩漏、乳汁分泌不足等也頗有療效,并且對(duì)腫瘤也有一定的治療作用[11-13]。
吳建淮等[14]發(fā)現(xiàn),魚鰾補(bǔ)腎丸可明顯降低120 例男性不育患者精子DNA 碎片率,通過修復(fù)損傷精子DNA 來提高精子質(zhì)量,從而改善生育能力;有效治療男性性腺功能減退而引起的勃起功能障礙,從而改善性生活質(zhì)量。魚鰾補(bǔ)腎丸的要成分是魚鰾膠,其富含多種氨基酸,其中L-精氨酸是在一氧化氮合酶-一氧化氮-環(huán)磷酸鳥苷通路中合成NO 的前體物質(zhì),可促進(jìn)環(huán)磷酸鳥苷生成松弛海綿體血管平滑肌,使海綿體內(nèi)血液充盈,加強(qiáng)陰莖勃起[15-16]。
衛(wèi)建立等[17]以魚鰾補(bǔ)腎湯治療男性不育癥165 例,其中治愈89 例,顯效39 例,有效23 例,總有效率為92%,治療率為54%,并指出該方在改善下丘腦-垂體-睪丸性腺軸的功能、提高精子質(zhì)量、增加精子活力和數(shù)量等方面有獨(dú)特療效,可用于治療性功能障礙。
表1 魚鰾功效歷史溯源
在多個(gè)治療不孕不育的專利中,其所含成分之一就是魚鰾,臨床上治愈了多名不孕不育的患者[18-19]。魚鰾膠可通過補(bǔ)腎來促使卵巢分泌相應(yīng)激素,再反饋到垂體和下丘腦,調(diào)整性腺軸,從而恢復(fù)機(jī)能,月經(jīng)逐漸來潮、排卵而能受孕[13]。
楊集群等[20]以魚鰾二仙愈精湯治療68 例精子異常患者,其中痊愈27 例,臨床治愈19 例,有效16 例,痊愈率為40%,總有效率為91%,其中3 例無精患者在精液常規(guī)檢查中精子數(shù)量明顯上升,精子成活率達(dá)25%以上,精子活力均達(dá)到Ⅱ級(jí)以上,而且報(bào)道魚鰾具有雄性激素作用,可提升性腺功能及精液分泌,有益于改善生殖內(nèi)環(huán)境,為精子提供所需的能量。
韓福謙等[21]發(fā)現(xiàn),魚鰾活血生精丸治療少弱精子癥效果明顯,而且無明顯不良反應(yīng)?,F(xiàn)代藥理研究證實(shí),活血化瘀類藥物可改善組織缺血、缺氧,從而使睪丸、前列腺、精索靜脈叢血循環(huán)功能改善,加強(qiáng)生精細(xì)胞的功能,有益于精子產(chǎn)生及其活力提高。
魚鰾富含膠原蛋白,是一種高蛋白、低熱量、低脂肪的藥食兩用品,還含有粘多糖、維生素(如維生素A、維生素D、維生素E 等),其中維生素E 含有量最高,以及鈣、鋅、鐵、硒等多種微量元素,其中鈣含有量最高。如今,大多數(shù)魚鰾為干制品,其蛋白質(zhì)含有量約為75%~80%,總糖含有量約為4%~5%,脂肪含有量為為0.2%~4.0%[22-29]。
3.1 膠原蛋白及其活性肽 魚鰾酶解蛋白中釋放的生物活性肽顯示出多種生物活性,包括抗高血壓、抗氧化、增強(qiáng)免疫活性。目前,抗氧化肽由于其顯著的作用而引起了極大關(guān)注。
基于凝膠電泳圖譜,證實(shí)了從魚鰾中提取出的酸溶性膠原蛋白(ASC)、胃蛋白酶可溶性膠原蛋白(PSC)均主要由兩個(gè)α-鏈(α1、α2)組成,為I 型膠原。傅里葉變換紅外光譜表明,兩者紅外光譜相似,并存在三螺旋結(jié)構(gòu),而且前者有更多的氫鍵和分子間交聯(lián),它們?cè)趐H 2、NaCl濃度小于2% 的條件下表現(xiàn)出高溶解性;兩者變性溫度(Td)分別為24.7、26.7 ℃,而且與哺乳動(dòng)物膠原蛋白相比明顯更低,同時(shí)后者黏度略高于前者;兩者在1.5 mol/L NaCl 條件下表現(xiàn)出較高的原纖維形成能力,而且在掃描電子顯微鏡下呈現(xiàn)出不規(guī)則、致密、卷曲、長絲連接的片狀薄膜。另外,內(nèi)部組織(游泳膀胱和骨骼)PSC 的熱穩(wěn)定性略高于外部組織(鰭,鱗片和皮膚)[30-35]。
有研究表明,從魚鰾膠原蛋白中提取的活性肽以濃度依賴性顯示出對(duì)DNA 損傷的保護(hù)作用,并可延長小鼠游泳時(shí)間;增加肌肉葡萄糖(9.4%~115.2%)、肝糖原(35.7%~157.3%)水平,降低血尿素氮(16.4%~22.4%)、乳酸(13.9%~20.1%)、丙二醛(28.0%~53.6%)水平;增強(qiáng)乳酸脫氫酶活性,以清除過量乳酸而緩解體力疲勞;增加了超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶活性,從而減少小鼠的活性氧(ROS)損傷[36]。
Pro-Ala-Tyr(PAY)是從鮭魚胸鰭水解產(chǎn)物中提取出的一種抗炎肽,可通過抑制NO/iNOS、PGE2/COX-2 途徑來表現(xiàn)出抗炎作用[37]。鮭魚副產(chǎn)物中純化出一種抗氧化八肽Phe-Leu-Asn-Glu-Phe-Leu-His-Val,對(duì)DPPH、磺酸類陽離子自由基有清除活性,并顯示出較強(qiáng)的鐵還原能力,而且在肝細(xì)胞中呈現(xiàn)對(duì)羥基自由基誘導(dǎo)DNA 損傷、過氧化氫誘導(dǎo)肝損傷顯著的保護(hù)能力(P<0.05)[38]。
陳梅珍等[39]報(bào)道,魚鰾多肽具有提高小鼠學(xué)習(xí)記憶的功能,而且不影響其運(yùn)動(dòng)能力、體質(zhì)量、視覺,采用逆轉(zhuǎn)錄PCR 檢測(cè)進(jìn)一步探究其機(jī)理時(shí)發(fā)現(xiàn),它可能是通過提高海馬區(qū)突觸可塑性相關(guān)基因及學(xué)習(xí)記憶相關(guān)基因的表達(dá)所致。魚鰾膠原蛋白多肽具有良好的吸濕和保水性能,可減輕紫外線輻射引起的損傷,其作用主要涉及增強(qiáng)免疫力、減少水分和脂質(zhì)損失、促進(jìn)抗氧化性、抑制糖胺聚糖增加、修復(fù)內(nèi)源性膠原蛋白和彈性蛋白纖維、維持Ⅲ型與Ⅰ型比例等[40]。
3.2 多糖 在魚鰾中鑒定出了2 種糖胺聚糖,即分子量為18~40 kD 的硫酸軟骨素和硫酸乙酰肝素,兩者占比分別為95% 和5%。軟骨素酶消化顯示,前者由ΔUA-1→3-GalNAc4S(59.7%)、ΔUA-1→3-GalNAc4,6S(36.5%)、ΔUA-1→3-GalNAc6S(2.2%)、ΔUA-1→3-GalNAc(1.6%)組成,成纖維細(xì)胞生長因子(FGF)與其部分結(jié)合(KD=136 nmol/L),表明它可能參與FGF 信號(hào)通路,介導(dǎo)組織修復(fù)、再生、傷口愈合[41]。大黃魚魚鰾多糖處理后,小鼠血清胃動(dòng)素、胃泌素、內(nèi)皮素、乙酰膽堿酯酶、P 物質(zhì)、血管活性腸肽水平較未處理顯著增加(P<0.05),生長抑素水平降低(P<0.05),對(duì)便秘有預(yù)防作用[42]。
在狼瘡腎炎小鼠體內(nèi),高劑量(50 mg/kg)的大黃魚魚鰾多糖可降低IL-6、IL-12、TNF-α、IFN-γ 等血清炎性細(xì)胞因子水平,并且腎小球硬化指數(shù)降低,尿蛋白輸出與正常小鼠接近,有望開發(fā)為藥物或功能性食品[27],而且該劑量下還能降低血清促炎細(xì)胞因子白細(xì)胞介素IL-1β、IL-6、IL-8 水平,提高IL-4 水平。另外,大黃魚魚鰾多糖處理后小鼠胃損傷程度較對(duì)照組較低,抑制作用與奧美拉唑相當(dāng),有望成為一種潛在的治療胃損傷天然藥物[43]。
相對(duì)較小的隨機(jī)臨床試驗(yàn)表明,肝素是糖胺聚糖硫酸乙酰肝素的過硫酸化變體,可能具有直接的抗腫瘤作用[44],F(xiàn)GF 通過其與成纖維細(xì)胞生長因子受體和糖胺聚糖共同受體的相互作用來指示細(xì)胞生長[45]。糖胺聚糖在結(jié)構(gòu)上與肝素相關(guān),尤其是硫酸乙酰肝素,與大多數(shù)趨化因子和許多生長因子結(jié)合。趨化因子、生長因子與糖胺聚糖的相互作用將肽介質(zhì)定位于組織中的特定位點(diǎn),并影響其穩(wěn)定性和功能[46]。
3.3 氨基酸 魚鰾所含氨基酸種類很多,以甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、精氨酸、天冬氨酸為主,其中甘氨酸、脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸含有量在不同魚鰾中差異較大[21]。精氨酸主要通過調(diào)控體內(nèi)NO 和內(nèi)分泌來影響動(dòng)物免疫功能;作為谷胱甘肽合成的前體,谷氨酰胺在清除氧化劑中起重要作用,而且與細(xì)胞生長發(fā)育、免疫、抗氧化基因表達(dá)有關(guān),并可降低炎癥反應(yīng),影響腸道免疫球蛋白A(IgA)水平;谷氨酸在樹狀細(xì)胞、T 細(xì)胞之間具有傳導(dǎo)介質(zhì)的作用;天冬氨酸在遺傳信息貯存表達(dá)、免疫、繁殖方面都發(fā)揮重要作用[47-49]。
魚鰾的具有良好的營養(yǎng)及藥用價(jià)值,滋陰補(bǔ)腎,生精養(yǎng)血,古籍不僅記載它有補(bǔ)腎生精之功,還有助孕之效,迄今它在男性性功能方面的研究占多數(shù),較少涉及女性生育功能等方面,而且其彈性蛋白豐富,相關(guān)功能也不可忽視。雖然人們?cè)隰~鰾功能因子、生物活性方面做了大量工作,但其作用機(jī)理、信號(hào)通路等仍不明確。因此,加強(qiáng)魚鰾基礎(chǔ)研究可有助于指導(dǎo)其臨床應(yīng)用和藥物開發(fā),從而推進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
現(xiàn)有研究已確證魚鰾膠原蛋白多肽的部分獨(dú)特生物活性,除了在食品、化妝品、藥用輔料、醫(yī)療器械等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用外,在組織工程、藥物輸送、仿生材料等領(lǐng)域也取得了一系列令人矚目的成績。因此,將該成分有效對(duì)接市場需求,挖掘市場潛力,開發(fā)受消費(fèi)者青睞、營養(yǎng)健康、綠色環(huán)保的產(chǎn)品將大有可為。