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鱼鳔功效溯源及其现代研究进展

2020-10-14葛恩会

中成药 2020年9期
关键词:鱼鳔胶原蛋白精子

葛恩会,刘 涛

(广东药科大学生命科学与生物制药学院,广东省生物活性药物研究重点实验室,广东 广州 510006)

鱼鳔是硬骨鱼类中位于消化管与脊柱之间的囊状物,生物学功能包括调节比重辅助升降、辅助呼吸、水压与声音传递、感觉功能等,其别名众多,如鱼胶、鱼肚、鱼白、江鳔、鱼泡等,岭南地区鱼鳔干制品俗称花胶,素有“海洋人参”之喻,与鲍鱼、燕窝、鱼翅齐名;依据来源不同,其商品名有白花胶、鳘鱼胶、黄花胶等[1-5]。人们对鱼鳔药用价值的认识不断更新和加深,目前中医药领域普遍认为其味甘性平,可滋阴养血、补肾固精等。

随着生物技术的发展,鱼鳔成分提取分离、结构表征、活性评价等研究不断涌现,进一步确证了其多肽、多糖等成分具有广泛且独特的生物活性,如改善男女不孕不育、抗高血压、抗氧化、增强免疫活性等,2018 年12 月正式施行的食品安全国家标准(胶原蛋白肽GB 31645—2018)中明确,鱼鳔为胶原蛋白肽生产原料。本文在理清鱼鳔功效发展历史的基础上,对其进行更深入的生物活性评价和机制研究,对相关产业健康发展和相关产品深度开发具有重要意义。

1 功效溯源

明朝以前的唐朝、五代、金朝、元朝用鱼鳔来治疗各种湿疮、出血性疾病、破伤风类疾病,至明末,对其功效的认识进一步扩展,主要为补肾益精、滋养筋脉、散淤消肿等[3,6-7],见表1。

现今,田淑霄等[8]依据《傅青主女科》“经水出诸肾”“经原非血,乃天一之水,出自肾中”和《医学正传·妇人科》“月经全借肾水施化,肾水既乏,则经血日以干涸”的记载,并结合其56 年的中医临床经验认为:“肾虚精亏导致卵子难以发育和成熟,这是不孕症和排卵功能障碍的根本原因”。鱼鳔可生精补髓,助孕助育,故将其推崇为“生精三药”之一应用于临床不孕不育,效果显著。

朱广仁等[9]以自制黄鱼鳔胶丸治疗儿童遗尿症35 例,1 个月内痊愈者21 例,2 个月内又有痊愈者11 例,见效者3 例,认为其病因为小儿稚阳稚阴体,肾气补充,脑髓未健之故,而本药乃血肉有情之物,极具营养,又胶粘固摄,专益肾填精,固摄下元。

朴晋华等[10]证实,鱼鳔补肾益精丸可减轻肾阳虚模型大鼠精囊、前列腺、包皮腺等附性器官的萎缩,也能缩短电刺激引发阴茎勃起的潜伏期,同时改善神经性性功能障碍小鼠性功能,从而提高雄性小鼠的生育能力;在临床上口服此药治疗108 例肾阳虚症患者,发现总显效率为38.88%,有效率为42.59%,总有效率为81.47%,证实了其补肾壮阳功效。

2 临床应用

现代医学研究表明,鱼鳔对男性益肾生精,女性赤白带下、闭经、崩漏、乳汁分泌不足等也颇有疗效,并且对肿瘤也有一定的治疗作用[11-13]。

吴建淮等[14]发现,鱼鳔补肾丸可明显降低120 例男性不育患者精子DNA 碎片率,通过修复损伤精子DNA 来提高精子质量,从而改善生育能力;有效治疗男性性腺功能减退而引起的勃起功能障碍,从而改善性生活质量。鱼鳔补肾丸的要成分是鱼鳔胶,其富含多种氨基酸,其中L-精氨酸是在一氧化氮合酶-一氧化氮-环磷酸鸟苷通路中合成NO 的前体物质,可促进环磷酸鸟苷生成松弛海绵体血管平滑肌,使海绵体内血液充盈,加强阴茎勃起[15-16]。

卫建立等[17]以鱼鳔补肾汤治疗男性不育症165 例,其中治愈89 例,显效39 例,有效23 例,总有效率为92%,治疗率为54%,并指出该方在改善下丘脑-垂体-睾丸性腺轴的功能、提高精子质量、增加精子活力和数量等方面有独特疗效,可用于治疗性功能障碍。

表1 鱼鳔功效历史溯源

在多个治疗不孕不育的专利中,其所含成分之一就是鱼鳔,临床上治愈了多名不孕不育的患者[18-19]。鱼鳔胶可通过补肾来促使卵巢分泌相应激素,再反馈到垂体和下丘脑,调整性腺轴,从而恢复机能,月经逐渐来潮、排卵而能受孕[13]。

杨集群等[20]以鱼鳔二仙愈精汤治疗68 例精子异常患者,其中痊愈27 例,临床治愈19 例,有效16 例,痊愈率为40%,总有效率为91%,其中3 例无精患者在精液常规检查中精子数量明显上升,精子成活率达25%以上,精子活力均达到Ⅱ级以上,而且报道鱼鳔具有雄性激素作用,可提升性腺功能及精液分泌,有益于改善生殖内环境,为精子提供所需的能量。

韩福谦等[21]发现,鱼鳔活血生精丸治疗少弱精子症效果明显,而且无明显不良反应。现代药理研究证实,活血化瘀类药物可改善组织缺血、缺氧,从而使睾丸、前列腺、精索静脉丛血循环功能改善,加强生精细胞的功能,有益于精子产生及其活力提高。

3 有效成分

鱼鳔富含胶原蛋白,是一种高蛋白、低热量、低脂肪的药食两用品,还含有粘多糖、维生素(如维生素A、维生素D、维生素E 等),其中维生素E 含有量最高,以及钙、锌、铁、硒等多种微量元素,其中钙含有量最高。如今,大多数鱼鳔为干制品,其蛋白质含有量约为75%~80%,总糖含有量约为4%~5%,脂肪含有量为为0.2%~4.0%[22-29]。

3.1 胶原蛋白及其活性肽 鱼鳔酶解蛋白中释放的生物活性肽显示出多种生物活性,包括抗高血压、抗氧化、增强免疫活性。目前,抗氧化肽由于其显著的作用而引起了极大关注。

基于凝胶电泳图谱,证实了从鱼鳔中提取出的酸溶性胶原蛋白(ASC)、胃蛋白酶可溶性胶原蛋白(PSC)均主要由两个α-链(α1、α2)组成,为I 型胶原。傅里叶变换红外光谱表明,两者红外光谱相似,并存在三螺旋结构,而且前者有更多的氢键和分子间交联,它们在pH 2、NaCl浓度小于2% 的条件下表现出高溶解性;两者变性温度(Td)分别为24.7、26.7 ℃,而且与哺乳动物胶原蛋白相比明显更低,同时后者黏度略高于前者;两者在1.5 mol/L NaCl 条件下表现出较高的原纤维形成能力,而且在扫描电子显微镜下呈现出不规则、致密、卷曲、长丝连接的片状薄膜。另外,内部组织(游泳膀胱和骨骼)PSC 的热稳定性略高于外部组织(鳍,鳞片和皮肤)[30-35]。

有研究表明,从鱼鳔胶原蛋白中提取的活性肽以浓度依赖性显示出对DNA 损伤的保护作用,并可延长小鼠游泳时间;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;增强乳酸脱氢酶活性,以清除过量乳酸而缓解体力疲劳;增加了超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性,从而减少小鼠的活性氧(ROS)损伤[36]。

Pro-Ala-Tyr(PAY)是从鲑鱼胸鳍水解产物中提取出的一种抗炎肽,可通过抑制NO/iNOS、PGE2/COX-2 途径来表现出抗炎作用[37]。鲑鱼副产物中纯化出一种抗氧化八肽Phe-Leu-Asn-Glu-Phe-Leu-His-Val,对DPPH、磺酸类阳离子自由基有清除活性,并显示出较强的铁还原能力,而且在肝细胞中呈现对羟基自由基诱导DNA 损伤、过氧化氢诱导肝损伤显著的保护能力(P<0.05)[38]。

陈梅珍等[39]报道,鱼鳔多肽具有提高小鼠学习记忆的功能,而且不影响其运动能力、体质量、视觉,采用逆转录PCR 检测进一步探究其机理时发现,它可能是通过提高海马区突触可塑性相关基因及学习记忆相关基因的表达所致。鱼鳔胶原蛋白多肽具有良好的吸湿和保水性能,可减轻紫外线辐射引起的损伤,其作用主要涉及增强免疫力、减少水分和脂质损失、促进抗氧化性、抑制糖胺聚糖增加、修复内源性胶原蛋白和弹性蛋白纤维、维持Ⅲ型与Ⅰ型比例等[40]。

3.2 多糖 在鱼鳔中鉴定出了2 种糖胺聚糖,即分子量为18~40 kD 的硫酸软骨素和硫酸乙酰肝素,两者占比分别为95% 和5%。软骨素酶消化显示,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%)组成,成纤维细胞生长因子(FGF)与其部分结合(KD=136 nmol/L),表明它可能参与FGF 信号通路,介导组织修复、再生、伤口愈合[41]。大黄鱼鱼鳔多糖处理后,小鼠血清胃动素、胃泌素、内皮素、乙酰胆碱酯酶、P 物质、血管活性肠肽水平较未处理显着增加(P<0.05),生长抑素水平降低(P<0.05),对便秘有预防作用[42]。

在狼疮肾炎小鼠体内,高剂量(50 mg/kg)的大黄鱼鱼鳔多糖可降低IL-6、IL-12、TNF-α、IFN-γ 等血清炎性细胞因子水平,并且肾小球硬化指数降低,尿蛋白输出与正常小鼠接近,有望开发为药物或功能性食品[27],而且该剂量下还能降低血清促炎细胞因子白细胞介素IL-1β、IL-6、IL-8 水平,提高IL-4 水平。另外,大黄鱼鱼鳔多糖处理后小鼠胃损伤程度较对照组较低,抑制作用与奥美拉唑相当,有望成为一种潜在的治疗胃损伤天然药物[43]。

相对较小的随机临床试验表明,肝素是糖胺聚糖硫酸乙酰肝素的过硫酸化变体,可能具有直接的抗肿瘤作用[44],FGF 通过其与成纤维细胞生长因子受体和糖胺聚糖共同受体的相互作用来指示细胞生长[45]。糖胺聚糖在结构上与肝素相关,尤其是硫酸乙酰肝素,与大多数趋化因子和许多生长因子结合。趋化因子、生长因子与糖胺聚糖的相互作用将肽介质定位于组织中的特定位点,并影响其稳定性和功能[46]。

3.3 氨基酸 鱼鳔所含氨基酸种类很多,以甘氨酸、丙氨酸、谷氨酸、脯氨酸、精氨酸、天冬氨酸为主,其中甘氨酸、脯氨酸、谷氨酸、天冬氨酸含有量在不同鱼鳔中差异较大[21]。精氨酸主要通过调控体内NO 和内分泌来影响动物免疫功能;作为谷胱甘肽合成的前体,谷氨酰胺在清除氧化剂中起重要作用,而且与细胞生长发育、免疫、抗氧化基因表达有关,并可降低炎症反应,影响肠道免疫球蛋白A(IgA)水平;谷氨酸在树状细胞、T 细胞之间具有传导介质的作用;天冬氨酸在遗传信息贮存表达、免疫、繁殖方面都发挥重要作用[47-49]。

4 总结与展望

鱼鳔的具有良好的营养及药用价值,滋阴补肾,生精养血,古籍不仅记载它有补肾生精之功,还有助孕之效,迄今它在男性性功能方面的研究占多数,较少涉及女性生育功能等方面,而且其弹性蛋白丰富,相关功能也不可忽视。虽然人们在鱼鳔功能因子、生物活性方面做了大量工作,但其作用机理、信号通路等仍不明确。因此,加强鱼鳔基础研究可有助于指导其临床应用和药物开发,从而推进相关产业的发展。

现有研究已确证鱼鳔胶原蛋白多肽的部分独特生物活性,除了在食品、化妆品、药用辅料、医疗器械等领域得到广泛应用外,在组织工程、药物输送、仿生材料等领域也取得了一系列令人瞩目的成绩。因此,将该成分有效对接市场需求,挖掘市场潜力,开发受消费者青睐、营养健康、绿色环保的产品将大有可为。

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