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盐藻β-胡萝卜素的生理功能及应用前景

盐藻区别于其他藻类的一个典型特征就是其叶绿体内的中性脂质小体中积累β-胡萝卜素,并且β-胡萝卜素最后分布在内囊体片层之间。作为天然类胡萝卜素的一种,β-胡萝卜素不仅是人体内VA的重要来源,而且本身对人体也具有很多重要的生理功能。

盐藻β-胡萝卜素的生理功能及应用前景

β-胡萝卜素是人体VA的前体

1919年Steenkbock发现β-胡萝卜素可能具有VA活性。1928年发现一分子的β-胡萝卜素在体内酶的作用下可转变为二分子的VA,是人体VA的主要来源。而VA是合成糖蛋白的载体,糖蛋白是细胞的重要结构物质,尤其是上皮细胞。免疫球蛋白也是一种糖蛋白,VA缺乏将会影响抗体的形成。因此,VA对保证正常的生长和发育及抗感染都具有重要作用。

β-胡萝卜素具抗氧化作用

在人体正常的新陈代谢过程中或受到强烈的紫外线照射后会产生活性氧,活性氧具有不稳定性和高能水平的特征,可将能量迅速传递给其它分子而产生自由基。自由基含有不成对的电子而异常活跃,可损伤核酸、蛋白质、细胞膜、细胞,导致细胞突变或死亡。大量实验证明,β-胡萝卜素能消除活性氧和自由基,因为β-胡萝卜素具有多个双键,能传递高能量从而使活性氧变成稳定的氧分子。现己知1分子β-胡萝卜素可抑制1000个分子的活性氧,同时还可作为一种弱氧化剂直接与自由基反应,阻止自由基的连锁反应,从而减少它对细胞的损伤。另外,有新的证据表明与衰老过程 相关联的多种缺陷是细胞内的多位点氧化损伤积累的直接后果。例如心血管疾患的发病机理之一是低密度脂蛋白的氧化损伤而导致的。而β-胡萝卜素是一种有效的抗氧化 剂,例如马爱国在探讨抗氧化营养对DNA氧化损伤的保护作用时,由实验发现连续服用β-胡萝卜素、VE和VC,可显著降低由过氧化氢诱发DNA的损伤。

β-胡萝卜素在细胞通讯中的促进作用

细胞通讯是指一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应。 细胞间的通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建、协调细胞的功能、控制细胞的 生长和分裂都是必须的o间隙连接(Gap Junction)是细胞通讯的重要方式之一,其基本 单位是连接子。它允许小的代谢物、细胞内信息及离子自由出入,但蛋白质、mRNA 等大分子则被排除在外,以保持各细胞的遗传一致性。Bertran发现β-胡萝卜素和其它类胡萝卜素可加强细胞间隙连接的交流能力,从而抑制或降低癌症的发生和发展。

目前,有关β-胡萝卜素抗癌机理有以下几种解释:转化为类视黄醇作用机制、抗 氧化机制、提高机体免疫力等。但在二十世纪八十年代末九十年代初,Prnig等首次提出并证明有关β-胡萝卜素与转化为类视黄醇及抗氧化机制无关的抗癌作用机剩,即p- 胡萝卜素能增强细胞间隙连接通讯,抑制细胞的恶性转化。研究表明β-胡萝卜素是细胞间通讯的诱导剂,它能增强转化的癌起始细胞与健康细胞之间的交流作用。

β-胡萝卜素能增强机体兔疫力

人体兔疫系统的两个主要功能是抵御_菌或病毒的侵染和防止癌症的发生。β-胡萝卜素在增强人体的免疫能力等方面具有明显的作用,目前,已经有很多关于服用类胡萝卜素对免疫活性变化的影响的报道。在80年代初Seifter和他的工作组就己发表了增补类胡萝卜素可以增强免疫活性的报道。流行病学研究发现:吃富含β-胡萝卜素的食物可增强生物机体的特异性及非特异性免疫功能,降低肺癌发病率。另外,Siong Tee也发现β-胡萝卜素具有一定的抗癌作用。

胡萝卜素的其它功能

β-胡萝卜素还可作为营养和着色添加剂。β-胡萝卜素是联合国粮农组织和世 界卫生组织食品添加剂联合委员认可的无毒、安全、有营养的食品添加剂,目前世界上已有52个国家和地区批准。在口红、胭脂等化妆品中添加β-胡萝卜素,不但能使化妆品色泽自然丰满,还能营养皮肤、保护皮肤,所以采用β-胡萝卜素的护肤品也非常受欢迎。

最近还有研究证明,β-胡萝卜素添加到动物食品中作为饲料添加剂对动物也具有 一定的特异功能。例如,在用不含β-胡萝卜素饲料喂养母牛时,经常观察到母牛“无症状”的发热、延期排卵、卵泡囊肿、拖延和减少黄体的形成等症状,这些症状都可通过在饲料中添加β-胡萝卜素而好转。

基于以上这些特殊的生理功能,β-胡萝卜素己被广泛应用于食品工业、饲料工业、 医药及化妆品工业上。而盐藻具有较强的β-胡萝卜素合成能力,其β-胡萝卜素的含量可高达10%左右,比植物中的含量要大100倍以上。所以盐藻是最具开发潜力的β-胡萝卜素天然资源。

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