海洋藻类提取物的护肝功效研究进展

叶捷娜，徐宝贵，缪秉陶，王 斌，余方苗，杨最素

（浙江海洋大学食品与药学学院，浙江省海洋生物医用制品工程技术研究中心，浙江舟山 316022）

海藻是海洋植物中数量和种类最多的一类，属于海洋中的低等隐花植物，主要包括褐藻、红藻、绿藻、蓝藻，以及微藻中的硅藻、甲藻、金藻等。由于海藻长期存在于氧气少、光线弱、盐度高、压力大等特点的海洋环境中，使得海藻与陆地上的动植物不同，具有很多新颖的生理活性物质[1]。海藻热量少，产生的生物活性次级代谢物和有价值的生物活性物质繁多，其中一些营养物质在海藻中的含量高于陆生植物性食物，包括多糖、蛋白质及其水解物、多酚和光合色素（类胡萝卜素）[2]。由于其具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗癌、抗糖尿病、抗高血压、抗高血脂、抗肥胖和护肝护肾作用，在健康领域的研发日益受到重视。

肝脏是人体最大的消化腺，同时是物质代谢的场所，并在身体里面起着去氧化、储存肝糖、分泌性蛋白质的合成等作用[3]，还是维持身体稳态的重要的解毒器官。正常情况下，当小分子物质在肠道被吸收时，富含有营养的血液经肝门静脉入肝进行代谢，而有毒物质可被肝脏代谢后消除，然后经排泄器官排出体外[4]。然而在病理状态下，肠道内的有害物质如肠道内的致病菌、内毒素等也可通过以上途径即肠-肝轴影响肝脏的功能，一些化学性物质（包括药物和酒精）、免疫性、缺血性、生物毒素以及放射线性等[5]诱导肝脏损伤引起多种疾病，包括肝炎、酒精性肝病、非酒精性脂肪肝病、肝纤维化、肝细胞癌等[6]。这些肝脏疾病如不进行有效治疗，晚期易致肝硬化、肝衰竭而危及生命，而化学药物的过多使用又加重了肝损伤，科学家们将护肝药物的研发转向海洋动植物，基于海洋植物特别是海洋藻类的可持续再生性，近年来护肝活性物质的提取与研究日益成为热点。

1 多糖

海藻多糖是从海洋藻类中提取的由糖苷键连接的单糖组成的碳水化合物生物聚合物，主要包括岩藻多糖、海藻酸盐和褐藻淀粉等。研究发现，海藻多糖对肝损伤具有明显的修复作用。

1.1 岩藻多糖

岩藻为数种褐藻的俗名，包括墨角藻属Fucus、马尾藻属Sargassum 藻类。岩藻多糖，被称为墨角藻多糖、岩藻聚糖硫酸酯、褐藻糖胶、褐藻多糖硫酸酯等，主要来源于褐藻，是一类含有岩藻糖和硫酸基团的多糖。

岩藻多糖是一种来自棕色海藻的硫酸盐多糖，具有广泛的药理特性。WANG Yuqin，et al[7]给予ICR 小鼠6 周北京冷氏生物科技有限公司的褐藻多糖后，用对乙酰氨基酚对小鼠进行诱导，结果显示褐藻多糖预处理后降低了ALT、AST、ROS 和MDA 的水平，同时提高了GSH、SOD 和CAT 的活性水平，从而改善了对乙酰氨基酚的肝毒性，其机制可能与Nrf2 介导的氧化应激有关。ZHAO Huichao，et al[8]建立大鼠乙醇性肝损伤模型，给予低、高剂量的来自青岛明月海藻集团有限公司的褐藻多糖后发现可防止损伤线粒体积累和过度激活线粒体吞噬。XUE Meilan，et al[9]证实墨角藻多糖可通过AMPK/SIRT1 途径，抑制酒精诱导的脂肪变性和胆汁酸代谢紊乱，预防非酒精性脂肪肝，从而防止脂肪毒性相关的氧化应激和炎症。ZHENG Yuanyuan，et al[10]实验显示小叶褐藻多糖对CCl4诱导的急性小鼠肝脏损伤具有保护作用。WU Szu-Yuan，et al[11]证实了购于中华海洋生技股份有限公司的低分子量岩藻依聚糖在斑马鱼模型中对肝脏具有抗癌、抗脂肪变性和抗纤维化作用，可预防辐射诱导的纤维化。郭献等[12]证明褐藻胶对镉引起的肝急性毒性具有预防作用。孙媛媛等[13]以分子量为3 kDa 的甘露糖醛酸寡糖和古罗糖醛酸寡糖为受试样品，发现对刀豆蛋白诱导的肝脏损伤和炎症具有显著的保护作用，与IL-6 水平以及炎症相关基因的表达均降低有关。这些研究表明褐藻多糖对实验动物经化学性药物诱导的肝损伤能降低转氨酶活性、提高抗氧化能力，减轻炎症反应，从而表现出一定的护肝与修复作用。

1.2 岩藻聚糖硫酸酯

王庆钧等[14]利用复合酶解法提取萱藻中的岩藻聚糖硫酸酯，作用于CCl4造成的小鼠急性肝损伤，表明可通过增强小鼠的抗氧化能力，抑制自由基引起的脂质过氧化，降低肝细胞和肝细胞膜的损伤程度，从而保护肝脏免受损伤。肖瑶等[15]证实来源于南京鑫越源生物科技有限公司的岩藻糖能够减少NF-κB 活化，从而减轻炎症反应，最终保护卡介苗和脂多糖诱导的免疫性肝损伤。SLIM，et al[16]以缺血再灌注损伤Wistar 大鼠肝脏，发现从塔巴卡沿海地区（突尼斯）的棕色海藻Cystoseira sedoides 中提取的岩藻依聚糖对大鼠肝脏损伤具有潜在的保护作用，是通过预防内质网应激、氧化应激和线粒体功能障碍来维持肝移植物的完整性和功能。

海带多糖也叫昆布多糖，是指从海带中提纯的多糖成分，包括海带寡糖、褐藻糖胶、海带淀粉等。ZHANG Qing，et al[17]从大型藻类海带macroalgae Laminaria japonica 中提取的多糖可调节与肝脏脂质代谢相关的mRNA 转录和蛋白表达水平，从而防止高脂饮食诱导的大鼠模型中与高脂血症相关的NAFLD。TIAN Lin，et al[18]证明来自L.japonica 的多糖可以通过上调衰老标记蛋白抑制肝细胞癌。另外，来自L.japonica 的多糖可以改善重氮蛋白诱导的Wistar 大鼠氧化应激、促炎作用和对肝组织的损伤[19]。

1.3 海藻酸盐

海藻酸盐又称海藻酸胶、褐藻酸盐或藻酸盐，是海藻酸的盐类。主要存在于褐藻的细胞壁和细胞间黏胶质中，由古洛糖醛酸组成的长链聚合物。

KAWAUCHI，et al[20]建立缺乏蛋氨酸和胆碱的饮食来诱导小鼠建立非酒精性脂肪性肝炎模型，从褐藻中提取的海藻酸钠可以通过维持肠道屏障功能来预防肝脏炎症和脂肪变性，说明其对该模型小鼠具有治疗作用。聚戊醛酸硫酸盐是一种低分子量的硫酸盐多糖，GAO Yanyun，et al[21]证实了其对H2O2处理后的HepG2 细胞的氧化应激损伤具有保护作用。DU PREEZ R,et al[22]在代谢综合征大鼠模型中发现从Sargassum siliquosum 中提取的海藻酸盐可能在肠道中作为益生元来增加短链脂肪酸的浓度，从而减少了高脂喂养大鼠肝脏脂肪的积累。另外，肝星状细胞的增殖是导致肝纤维化的重要原因，海藻酸盐可通过下调Bcl-2/Bax比值，抑制NF-κB 来降低肝星状细胞的增殖，增加细胞凋亡率；在大鼠模型中防止细胞外基质沉积，减少肝纤维化的发生[23]。XU Shizan，et al[24]发现从大连天宇制药有限公司购买的海藻酸丙二醇硫化钠可通过抑制炎症、经TGF-β1/Smad2/3 和JAK2/STAT3 信号通路促进细胞外基质分解和灭活肝星状细胞来预防肝纤维化。

2 蛋白质及其水解物

蛋白质水解物是氨基酸的混合物，它们是由纯化的蛋白质通过酸水解或使用蛋白质水解酶制成的，并进一步进行了纯化。到目前为止，从海藻中提取的各种蛋白质水解物已经报道具有强大的药理特性。

藻蓝蛋白是藻类中一种具有抗氧化和抗炎特性的天然蛋白，也是主要的胆汁蛋白之一[25]。翟诗翔[26]利用CCl4建立大鼠肝纤维化模型，研究发现购自福清市新大泽螺旋藻有限公司的藻蓝蛋白可抑制肝星状细胞的增殖，促进凋亡，从而实现抗肝纤维化。铂螺旋藻是一种蓝绿藻，ZHAO Bingli，et al[27]证实该蛋白水解液对高脂诱导的小鼠具有抗肥胖作用。LIU Qi,et al[25]建立辐射诱导C57BL/6 小鼠肝损伤模型，发现购买于新大泽螺旋藻有限公司的藻蓝蛋白预处理后显著降低了ALT、AST 的水平，增加了SOD 和GSH-PX 的相对mRNA 表达，并降低了肝脏中的ROS，并说明其可通过激活Nrf2/HO-1 信号通路，减轻辐射诱导的氧化应激损伤，减少辐射诱导的DNA 损伤。

3 多酚

多酚是一大类含有多羟基化合物的总称，其结构不尽相同，是细胞壁高度复杂的结构成分，通常与细胞壁多糖结合，保护细胞免受氧化损伤。海藻多酚类化合物在褐藻中含量较大，种类繁多，结构也有较大的区别，研究表明它的主要成分为间苯三酚衍生物[28]。海藻酚类中的多酚类化合物也被称为褐藻多酚，是因为在目前的研究中发现海藻多酚仅存在于褐藻之中。

7-二氯二酚（7PE）是一种从Ecklonia cava 中提取的海藻多酚，LIN Liyuan，et al[6]通过酒精诱导的细胞毒性、DNA 损伤、相关炎症和凋亡蛋白的表达来评估7PE 对HepG2/CYP2E1 细胞的抗氧化应激作用，发现7PE 可通过防止酒精诱导的氧化应激和肝细胞凋亡来保护肝脏。Diphloretho hydroxy carmalol（DPHC）是一种从可食用海藻Ishige okamurae 中分离出来的多酚，用DPHC 处理后抑制了棕榈酸盐诱导的HepG2 细胞毒性、TG 含量和脂质积累，表明AMPK 信号通路的激活可能在DPHC 对脂肪生成的抑制作用以及DPHC对SIRT1 的促进作用中发挥了关键作用[29]。

4 光合色素

在开发新型的天然色素资源时，海藻引起了人们的关注[30]。从海藻中已发现了数百种结构新颖的类胡萝卜素，是海藻中一组促进光合作用的四萜类化合物，其中岩藻黄素和虾青素是海藻中2 种主要的类胡萝卜素。

岩藻黄素是一种从天然海藻中提取的红橙色类胡萝卜素，具有较强的抗氧化能力[31]。岩藻黄素还能与肠道菌群相互作用，能够减轻氧化应激，这对肝损伤的修复意义重大。ZHENG Jiawen，et al[32]阐明了来自山东洁晶集团股份有限公司的岩藻黄素对小鼠急性酒精性肝损伤的保护机制，其不仅通过激活Nrf2 介导的抗氧化防御，同时抑制由TLR4 介导的炎症机制对酒精性肝损伤的保护作用。在台湾澎湖县海岸采集新鲜的半叶藻中提取岩藻二糖和纯化的岩藻黄素通过增加肝糖原和抗氧化酶有改善db/db 小鼠肝组织的作用，还表明岩藻二糖和岩藻黄素存在协同效应[33]。同时CHANG Yi-Hsien,et al[34]发现购买于美国Sigma-Aldrich 公司对的岩藻黄素可以通过促进Sirt1/AMPK 途径增加油酸诱导的脂肪肝细胞的脂解和抑制脂肪生成。

虾青素属酮式类胡萝卜素，是一种萜烯类不饱和化合物，具有极强的抗氧化能力，能有效抑制自由基引起的脂质过氧化作用，还有抗肿瘤、抗衰老、预防心脑血管疾病等作用。ZHANG Zhigang，et al[35]证明Haemotococcus pluvialis 中的虾青素处理后可减轻长期接触砷对大鼠的肝损伤，最重要的是，虾青素治疗后，降低了砷暴露大鼠肝脏中炎症因子NF-κB、TNF-α、IL-1β、氧化应激水平和总砷含量的增加。此外，虾青素处理后逆转了肝星状细胞的激活标志物—平滑肌肌动蛋白和胶原蛋白水平的升高。这些实验结果表明，虾青素治疗后通过抑制细胞因子介导的细胞-细胞相互作用来抑制慢性砷暴露停止后肝脏的炎症反应，而在长期摄入亚砷酸钠停止后，每天摄入天然虾青素可能是治疗肝损伤的一个潜在的和有益的候选药物。

5 总结与展望

海藻富含多种生物活性物质，被认为是重要的海洋生物资源之一。同时源于已有的实验结果，已将海藻中获取的海藻酸盐、卡拉胶、琼胶等一类性能优良的海藻胶用于功能性食品配料，也有岩藻多糖等产品的开发，这都基于其含有独特的抗氧化、抗炎、改善胃肠道、降脂、预防心血管疾病等健康功能特性，使得海藻类产品在食品和保健品中有很广阔的应用价值。尽管海藻中提取的多糖、蛋白质及其水解物、多酚、光合色素在肝病动物模型中的基础研究比较多，但针对性应用于肝病防治的产品或特殊医学用途配方食品不多，这可能是由于这些活性物质功效广泛，并非只具有护肝功效。岩藻黄素、虾青素类的光合色素尽管有很好的抗氧化活性及护肝功效，但它们不溶于水，性质不稳定等特点也限制了在功能性保健食品中的应用，这就需要在对它们进行结构的修饰、片剂包衣、药物递送、生物利用度等方面进行深入研究，从而实现海洋“蓝色药库”的开发，真正实现为人类的健康特别是肝病患者带来福音，为发展人类的健康事业而服务。