独特结构赋予虾青素强抗氧化性

刘建国

中科院海洋研究所藻类和藻类生物技术研究员，海洋生物学博士

红球藻虾青素分子长度与生物膜宽度一致，可穿越人体三大屏障，直接镶嵌于细胞膜上。这种分子层面上的特性，使得虾青素具备了强抗氧化性，可保护细胞膜、增强膜生物功能，免受氧化损伤。

“红球藻虾青素的一切功能都源于其独特的分子结构”，刘建国介绍说，红球藻虾青素亚分子为左旋结构，两端头部亲水而中间长链疏水，分子长度为10纳米，与生物膜宽度一致，可穿越人体三大屏障，直接镶嵌于细胞膜上。这种分子层面上的特性，使得虾青素具备了强抗氧化性，可保护细胞膜、增强膜生物功能，免受氧化损伤。

红球藻虾青素抗炎有方。“有的放矢方能事半功倍”，刘建国接下来分享了红球藻虾青素在对抗炎症反应时的强大功效——新冠病毒之所以对人体具有巨大的破坏力，其中一大原因是其引起的炎症风暴(指免疫系统对外界刺激产生过激反应，在消灭病毒的过程中不分敌我，进而对机体造成伤害的现象)，而红球藻虾青素能够有效地降低酯多糖诱导的白介素6以及Tnf—α(肿瘤坏死因子)的表达，降低酯多糖诱导的ROS集聚，从而抑制炎症风暴的产生。

同时在对抗一般性炎症中，红球藻虾青素可抑制脓毒症的炎症反应并可抑制人血清中促炎症因子的释放，在减轻过敏性皮炎、抑制肠道炎症、缓解眼部炎症、减轻神经炎症、抑制细胞炎症和缓解肝部炎症及肝损伤等方面都有十分出色的效果。在先前进行的人体试验中，足球运动员通过在运动前补充虾青素，增强了唾液免疫球蛋白的响应，肌肉损伤减弱，从而避免由体育训练导致的炎症发生。

红球藻虾青素可修复肺部损伤。“针对新冠病毒主要影响的肺脏器官，虾青素也能起到保护作用”，刘建国根据以往的研究成果指出，红球藻虾青素可改善急性肺部损伤、减轻肺部纤维化症状及抑制肺癌细胞，其中肺纤维化正是此次新冠肺炎重症患者极可能出现的一大症状。在小鼠实验中，虾青素通过提高机体的抗氧化能力、下调促纤维化因子TFF—β1表达等有关机制，能够减轻放射性肺纤维化。虾青素还可在体内外通过阻止活化细胞的分化转移、抑制增殖及促进凋亡，改善体内肺泡结构，减轻胶原沉积，缓解/阻止肺纤维化。

红球藻虾青素具有免疫调节的功效。在报告的最后一个部分中，刘建国着重强调了红球藻虾青素强大的免疫调节功能和其在未来广阔的应用前景。“虾青素的免疫调节功能在猫、狗、小鼠及大鼠的实验中都得到了良好的体现”，在受关注度最高的人体试验中，虾青素同样表现出了调节免疫的作用，它能够提高淋巴球的功能，增强免疫反应中吞噬细胞的吞噬能力，增加人体免疫力。在器官免疫、细胞免疫和分子免疫三个层面上，虾青素都展现出了令人满意的功效。

刘建国《虾青素在炎症和免疫调节中的研究进展》主题报告部分内容

刘建国指出，抗疫战争仍将在未来持续很长一段时间，虾青素的抗疫功效由理论研究到实际落地应用的过程任重而道远，在场的微藻产业相关研究人员对此表示认同。作为出席本次会议并做报告分享的企业代表，云南绿A生物工程有限公司总经理胡志祥也表示，将尽力为大众提供更多更好的虾青素相关制品，争取为抗疫贡献自己的一份力量，早日打赢这场疫情防控的人民战争。▲

螺旋藻作为“干细胞食品”大有可为

严小军

国际欧亚科学院院士，海洋生物工程重点实验室主任，中国藻类学会常务理事

微藻细胞结构决定其“超级食物”属性。红球藻虾青素“质子泵”原理抗氧化，消灭自由基、自我细胞保护两不误。

“大众对微藻在营养层次上的科学认知是远远不够的。”严小军在报告中介绍，从营养层次来看，有三个方面认知需要提升。一是微藻细胞体积，从细胞结构上来看，微藻的细胞体积小，这一特点是微藻作为“超级食品”最重要的结构秘密，背后也反映出深刻的营养学原理。每一个细胞都由细胞壁组成，细胞小意味着在同样重量条件下，细胞膜占比会更大，而大部分情况下细胞膜是作为“超级食品”最重要的一类营养成分。

二是细胞壁结构，对微藻细胞来讲，几乎不含纤维素，这种不含纤维素细胞壁结构的多糖比较容易被胃酸所降解，所以细胞内所有的营养成分都能够在短时间得到溶解并被人体吸收，根据研究表明，微藻中营养物质消化率高达84%。事实上，微藻很多的免疫学功能，都跟微藻细胞壁所特有的化学结构有关。

“另外，从生化代谢途径的角度来看，微藻是一个全营养素的“超级”选手，但大众在维生素补充剂方面的认知较为薄弱。以维生素D为例，早期只是作为骨骼补充剂，防止缺钙。近年来，随着大众对维生素作为一种营养代谢必需品的认知越来越深入，同时研究进一步发现维生素D对大脑的代谢都很有影响，微藻在维生素市场上非常值得去做一些产品设计，打造一种维生素市场独有的、天然可靠的多元营养品。”严小军表示。

红球藻虾青素横跨细胞膜特殊分子结构 严小军课件图示

当前，随着干细胞应用的逐步开展以及医疗技术水平的不断提高，干细胞科研项目已经成为当今世界生物领域开发的热点，细胞治疗将在临床治疗中充当十分重要的角色。严小军在报告中指出，研究增加干细胞的功能是螺旋藻发展的一个重要趋势。早在2007年就有报道称，从蓝藻的提取物中发现了凝集素 cd6 62L和L-selection配体，研究者初步认定跟藻蓝蛋白的片段有关，而螺旋藻中含有大量的藻蓝蛋白，未来还需要深入研究对其作用机制进一步揭示。

在红球藻虾青素方面，严小军表示：“不同的抗氧化剂在细胞上面发生作用的点是不同的，有些在细胞内、有些在细胞外，有些在细胞膜的中间，只有虾青素，具有全结构、共轭结构，而且它的分子长度正好能够跨越细胞膜双分子磷脂层的两端，一头的执行端到了细胞膜的外跟水分子接触，另外一端延伸到细胞液内部，横跨了细胞膜的内外。基于它独特的功能结构，我们也把它称为电子传递体，它是一种质子泵的抗氧化机理。”

严小军还通俗易懂地解释了红球藻虾青素的作用机制：“如果我们把自由基当成一个危险的恐怖分子，传统化学意义上的抗氧化剂，就是与之搏斗然后同归于尽。而虾青素作为抗氧化剂时，相当于一个传递手，能够把恐怖分子从我们这个国家扔到外星球去，本身并没有被破坏，一个分子可以传递500个自由基，才会疲劳过度死掉。同时，研究发现红球藻等水生生物中含有的天然反式结构的虾青素才具有这种作用机制，而合成型的虾青素只具有着色作用，并不具有这种质子泵的作用。” ▲

文章来源：生命时报