角鯊烯，是從鯊魚身上提取的嗎？除了潤膚還有什麼用？

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鯊烯（squalene）又名三十碳六烯、鯊萜、鯊烯，是鯊魚肝臟中的重要化學活性物質。角鯊烯為全反式的異構體，含有六個雙鍵，是一種高度的直鏈不飽和三萜類化合物。

角鯊烯是無色或微黃色透明油狀液體，吸氧變黏成亞麻油狀。在石油醚、乙醚、丙酮中易溶，在冰醋酸和乙醇中微溶，與水不相溶。

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角鯊烯的發現

1916年，日本科學家Tsujimoto在深海Ai-zamé和Heratsuno-zamé鯊魚肝油中發現一種新的淡黃色不飽和烴類化合物，經分離、鑒定將其命名為「squalene」，即角鯊烯。此後，研究者們對角鯊烯展開了大量的研究，近百年來不曾間斷。1935年，Thorbjarnarson和Drummond在橄欖油中發現角鯊烯，首次獲得植物來源的角鯊烯。最近，羅章在研究西藏氂牛背最長肌的揮發性風味物質組成時發現了角鯊烯，首次獲得青藏高原地區動物來源的角鯊烯。

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角鯊烯的分布

角鯊烯不僅存在於動物、植物體內，而且在微生物中亦有分布。深海鯊魚是迄今為止從自然界發現的角鯊烯含量較高的動物體之一。Tsujimoto發現角鯊烯是鯊魚肝臟油脂不皂化物的主要成分, 其含量分別為Ai-zamé和Heratsuno-zamé鯊魚肝臟油脂的89.62 g/100 g和71.64 g/100 g。深海鯊魚肝油中角鯊烯的含量在40 g/100 g以上，被認為是早期角鯊烯的主要來源。

因鯊魚品種、性別、年齡和生長的地理環境不同，故肝油中角鯊烯的含量存在較大的差異，其中深海同齒刺鯊肝油中角鯊烯含量在90 g/100 g以上，而江河鯊魚肝油中角鯊烯的含量則較低。繼深海鯊魚之後，皮脂是人們發現的角鯊烯含量較高的一個動物組織。皮脂中角鯊烯的含量大約為13 g/100 g。

Downing等研究發現，鼴鼠皮脂中角鯊烯的含量為70 g/100 g，顯著高於人體及其他動物皮脂中角鯊烯的含量，這可能與鼴鼠適應潮濕的生活環境有著密切的聯繫。通常，人體皮膚長期暴露在太陽光下，紫外線易給皮膚帶來氧化應激損傷，皮脂中的角鯊烯可以有效地阻斷式反應，抑制皮脂發生過氧化，從而保護皮膚免受傷害。

最近還有研究發現氂牛肉中有較高含量的角鯊烯。2012年，羅章在冷凍乾燥過的氂牛肉中檢出角鯊烯，其含量可達328.28μg/kg，可見，氂牛肉可作為動物源角鯊烯開發利用的新資源。

Kopicov等發現赤睛魚等20種淡水魚肌肉中角鯊烯的含量為9.80~153.68 mg/ 100 g，內臟脂肪中角鯊烯的含量為7.01~180.38 mg/100 g。淡水魚中角鯊烯的含量顯著低於深海鯊魚，這可能與其生活的環境條件有著密切的聯繫。

Dewitt等發現人體及大鼠的血液中存在微量的角鯊烯，每100 mL血液中含有30~35 μg角鯊烯 。

此外，人們逐漸發現橄欖油、莧菜籽油、米糠油和棕櫚油、農作物種子油及植物油脫臭餾出物等植物油及副產物中均有角鯊烯檢出，特別是橄欖油和莧菜籽油中角鯊烯的含量較高，可作為製備角鯊烯的重要工業原料。粗製橄欖油是橄欖仁經壓榨製得的植物油，被認為是目前植物源角鯊烯的主要來源之一，其角鯊烯含量為100 mg/100g~800 mg/100 g。

微生物細胞中也存在角鯊烯。Bhattacharjee等以釀酒酵母和糖蜜中分離到的德氏孢圓酵母厭氧發酵生產角鯊烯，其干基產量分別為4.12mg/100 g和23.72 mg/100 g。

此外，Brid等研究發現在葡萄球菌、漢遜德巴利酵母、深紅螺菌和構巢麴黴(絲狀真菌)等微生物中亦有微量角鯊烯檢出。通過篩選角鯊烯的高產菌株，然後採用生物發酵途徑生產角鯊烯，為解決角鯊烯資源開闢了新的途徑。

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角鯊烯的生理活性

1）攜氧能力

角鯊烯具有類似紅細胞的攜氧功能，在機體內與氧結合生成活化的氧合角鯊烯，通過血液循環中運輸到機體末端細胞後釋放氧，促進機體新陳代謝中的生物氧化-還原反應，從而增加組織細胞對氧的利用能力，提高機體對缺氧的耐受能力，防止因缺氧而引起的各種疾病。因角鯊烯具有類似紅細胞的攜氧功能，故使鯊魚在深海的缺氧環境中具有較強的缺氧耐受能力。

邱春媚等研究了角鯊烯軟膠囊對小鼠缺氧耐受力的影響，結果表明，角鯊烯為推薦劑量的20倍和30倍劑量組常壓缺氧時間和亞硝酸鈉中毒存活時間延長。小鼠在極性腦缺血性缺氧條件下，角鯊烯推薦劑量的10倍、20倍、30倍劑量組與對照組相比，均能顯著延長小鼠喘氣時間，且對小鼠體重增長無影響。

可見，角鯊烯具有攜氧能力，可提高小鼠缺氧耐受力。而高原地區氂牛中存在較高含量的角鯊烯，可能與氂牛適應缺氧、嚴寒和低氣壓的地區環境有著密切的聯繫。

2）調控動物體中膽固醇的代謝

20世紀50年代，研究人員在研究人體膽固醇的生化代謝機制時發現一個關鍵的中間代謝產物，經結構鑒定為角鯊烯，這首次證實人體中有角鯊烯。角鯊烯在羊毛甾醇合成酶的作用下可以轉化成羊毛甾醇，再轉變成膽固醇，並進一步代謝生成膽汁酸和類固醇激素。鑒於角鯊烯可以轉化成膽固醇，學術界曾有一種觀點：外源性的角鯊烯會提高膽固醇的合成，增加人患動脈粥樣硬化疾病的風險。

然而，隨著研究的深入，人們發現人體攝入外源性角鯊烯不僅不會提高血清中膽固醇的水平，甚至還會降低血清中膽固醇的含量。角鯊烯降低血清中膽固醇水平的作用機制可能是外源性角鯊烯可以降低3-羥基-3-甲基戊二醯輔酶A （HMG-CoA）還原酶的活性來抑制膽固醇的合成，這取決於吸收的外源性角鯊烯的數量。同時，通過膽固醇的反饋調節作用加快膽固醇轉變成糞膽汁酸，隨大便排出體外。

3）防癌及抗癌作用

角鯊烯可以有效預防和抑制化學誘導的嚙齒目動物的乳腺癌、結腸癌、胰腺癌、肺癌和皮膚癌等多種癌症的發生。地中海地區的人群日常生活中攝入大量的橄欖油，該地區人群中患乳腺癌和胰腺癌的概率極低。這與當地居民日常膳食有密切關係，這是由於橄欖油中有較高含量的角鯊烯，該地區角鯊烯的日平均攝入量為200~400 mg，遠遠高於世界上其他地區人群日平均攝入量。

Newmark認為，角鯊烯抑制乳腺癌和胰腺癌的機制可能是角鯊烯通過抑制β-羥基-β-甲基戊二醯基-CoA還原酶活性，降低致癌基因的戊烯化作用，從而有效預防乳腺癌和胰腺癌的發生。

Chinthalapally等通過雄性F344大鼠試驗發現，角鯊烯可以有效抑制氧化偶氮甲烷（AOM）誘導的結腸癌隱窩異常病灶（ACF）的形成和增殖，其作用機制可能是角鯊烯抑制結腸黏膜細胞中羥基-甲基戊二醯-輔酶A還原酶的活性，從而抑制AOM誘導的ACF。

Desai等發現，富含角鯊烯的物質Roidex（Roidex是由角鯊烯、維生素A、維生素E和礦物油等組成的混合物）可以抑制由7，12-二甲基苯蒽（DMBA）和12-O-十二醯氟波醇-13-乙酸酯（TPA）誘導的皮膚腫瘤的生長，其機制尚不清楚，有待進一步研究。

Smith等發現，膳食橄欖油和角鯊烯可以有效抑制4-甲基亞硝氨基-1-3-吡啶基-1-丁酮（NNK）誘導的肺腫瘤的發生。角鯊烯對肺腫瘤的抑制機制：由於角鯊烯通過抑制羥基-甲基戊二醯輔酶A（HMG-CoA）還原酶的活性來降低原癌基因的法尼基化，HMG-CoA還原酶活性受到抑制會減少法尼基焦磷酸的合成。角鯊烯是一種單線態氧淬滅劑，角鯊烯通過清除自由基或活性氧來抑制NNK誘導的肺腫瘤的發生。

4）抗氧化作用

角鯊烯是由6個非共軛雙鍵構成的類異戊二烯烴類化合物，具有較強的抗氧化活性。角鯊烯的抗氧化機制在於角鯊烯的低電離閾值使其能夠提供或接收電子而沒有破壞細胞的分子結構，並且角鯊烯可以中斷脂質自動氧化途徑中氫過氧化物的鏈式反應。角鯊烯是一種有效的單線態氧淬滅劑，可以保護機體皮脂免受紫外線引起的過氧化反應。

Auffray等證實皮脂中角鯊烯的過氧化反應主要是由於單線態氧引起的，在化妝品中添加沒藥精油可以減少皮膚因光敏氧化引起的皮膚損傷。

Kohno等研究發現，人體脂質中角鯊烯的單重態氧淬滅速率常數遠遠大於人體皮膚中的其他脂質的單重態氧淬滅常數，可以有效地終止脂質自動氧化途徑中自由基的鏈式反應，防止皮膚中脂質發生氧化反應。

Warleta等發現角鯊烯不僅可以降低細胞間ROS水平，抑制過氧化氫誘導的乳腺皮細胞的氧化損傷，還能保護細胞免受DNA氧化損傷。這為大量攝入橄欖油的地中海地區人群患乳腺癌的概率較低提供部分科學解釋。橄欖油中含有豐富的角鯊烯，角鯊烯通過降低正常乳腺細胞中ROS水平來減少氧化應激反應，而且其在正常乳腺細胞中可選擇性抑制DNA氧化損傷，從而抑制地中海地區人群中乳腺癌的發生。因而，角鯊烯在乳腺癌的預防方面起著非常重要的作用。

5）抗輻射能力

Storm等研究了角鯊烯對雄性小鼠的抗輻射作用，發現小鼠角鯊烯攝入組與對照組相比，可以提高小鼠機體對輻照損傷的抵抗能力。其作用機理可能是角鯊烯可以清除小鼠因輻射產生的自由基或單線態氧刺激機體的免疫應答反應，保護細胞器和提高細胞的修復能力。

6）解毒劑

Senthilkumar等研究了角鯊烯對環磷醯胺誘導的毒性效應的影響。環磷醯胺是一種廣泛用於臨床的抗腫瘤藥物，其代謝產物的毒性會使正常細胞發生中毒反應。角鯊烯可以有效清除代謝產物的毒性，使血清中生化指標恢復到正常水平。

Richter等研究發現角鯊烯可以代替液體石蠟作為六氯聯苯（HCB）的解毒劑。小鼠脂肪組織中HCB的濃度對角鯊烯的劑量有較強的依賴性，脂肪組織中HCB的濃度隨角鯊烯劑量的增加明顯降低。角鯊烯為六氯聯苯解毒劑的作用機制可能是角鯊烯可加快小鼠體內HCB的排泄，降低HCB的半衰期，減少消化道對HCB的吸收。

7）抑制微生物的生長

鯊魚肝油是角鯊烯和烷基甘油的重要來源，其還含有少量的多不飽和脂肪酸。角鯊烯和烷基甘油是感染性疾病的免疫調節因子。

Nowicki等研究發現，鯊魚肝油對細菌和真菌具有較強的抑制作用，可用於皮膚乾燥病或皮膚損傷引起的細菌或真菌感染性疾病。鯊魚肝油抑制微生物生長的作用機制可能是烷基甘油通過改變血小板活性因子和甘油二酯的合成來調控免疫反應，而角鯊烯是通過提高抗原呈遞和誘導的炎症反應來抑制微生物的生長繁殖。

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角鯊烯的合成

自從1931年Karrer和Helfenstein首先化學合成出角鯊烯，同時也證實其化學結構的正確性以來，出現了許多合成角鯊烯的工藝途徑。1970年Johson和Werthemann等利用2, 5-二甲氧基四氫呋喃，在60℃的1 mol/L磷酸溶液中，水解2.5 h製得的丁二醛為原料，經兩次Claisen重排以及隨後的Wittig反應，得到角鯊烯。

1980年，Scott等從香葉基丙酮開始，先與乙炔鈉反應，再經氧化偶聯，還原脫水最終合成出角鯊烯。曾慶宇等以二氯丁烷為起始原料，先與亞磷酸三乙酯通過Arbuzov反應得到膦酸酯中間體，然後在鹼作用下得到葉立德，再與自產的香葉基丙酮通過Wittig-Horner縮合得到角鯊烯，為最終實現角鯊烯的工業化生產提供了借鑒。20世紀80年代，日本科學家首先人工合成了角鯊烷，並以Salangane SK為商品名進行了短期銷售，但由於其生產成本高昂，後期未見相關報道。因此，如何降低人工合成的生產成本也是解決角鯊烯資源短缺的一個重要途徑。

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角鯊烯的應用

角鯊烯具有抗氧化、抵禦紫外線傷害，保濕的作用，被廣泛用作潤膚劑。角鯊烯可以阻塞皮膚氣孔且易被肌膚深層吸收，表現出較好的保濕效果。角鯊烯是構成皮脂的重要組成部分，同時給肌膚提供營養。角鯊烯還是一種角質層的保濕物質。據報道，胎兒皮脂是一種高效的潤膚霜，對角質層具有保水作用。當角鯊烯與三醯基甘油、膽固醇、神經醯胺和脂肪酸混合使用時可以產生與胎兒皮脂類似的保水效果。

為增強藥物的治療效果，藥物緩釋劑受到人們的普遍關注。角鯊烯作為藥物緩釋劑被廣泛使用。含有角鯊烯乳狀液藥物，可以延長藥物的半衰期。Wang等報道了角鯊烯乳液通過穩定磷脂醯乙醇胺或共聚物來延緩嗎啡前體藥物的釋放 。角鯊烯基乳液還可用於環丁甲羥氫嗎啡的親脂前體藥物或補骨脂素膠囊的緩釋 。在日本早年曾用角鯊烯治療結核病。近年來由於明確角鯊烯具有滲透、擴散、殺菌作用，無論是日服或塗敷於皮膚上都能攝取大量的氧，加強細胞新陳代謝消除疲勞，從而已成為功能明確的活性成分，在功能性食品中應用廣泛。近些年來很多國家已將其列入藥物行列如我國藥典中就將角鯊烯作為口服營養葯，劑量為每天一克。日本已將其擴展到作為治療低血壓、貧血、糖尿病、肝硬化、癌症、便秘、齲牙的內服藥劑以及作為治療膽和膀胱結石、扁桃腺炎、風濕病、神經痛、支氣管炎、感冒、鼻炎、氣喘、痛風、胃及十二指腸潰瘍病等的外敷藥劑。

角鯊烯是一種自由基清除劑，因其可以促進人體新陳代謝和增強機體的免疫能力，故角鯊烯主要作為功能性食品添加劑應用於食品。目前國內外市場上的角鯊烯保健食品有角鯊烯膠囊、角鯊烯膠丸和角鯊烯軟膠囊等多種產品，每粒膠囊/膠丸中角鯊烯的含量為500~1000 mg。此外，角鯊烯因具有良好的抗氧化活性而被添加於大豆油、花生油等食用植物油中，抑制或延緩油脂的氧化，從而提高食用植物油的穩定性，延長產品的貨架期。

本文摘編自《奧妙化學》編委會編《奧妙化學》一書，內容有刪節。標題為編者所加。圖片來自網路。

《奧妙化學》

《奧妙化學》編委會編

北京: 科學出版社，2018.6

ISBN 978-7-03-057346-9

責任編輯：張 析

雲南大學化學科學與工程學院?藥學院和自然資源藥物化學教育部重點實驗室的多位一線教師在長期教學科研實踐的基礎上，汲取國內外同類教材和書籍的特點，以「有趣的化學，有用的分子」為主線，從化學分子的角度，感悟化學的真諦，並編寫成一本綜合性的化學通識素質教育教材。全書主要包括天然產物、藥物、食品、新能源、高分子材料、毒物、日用保健品和化學品等領域的代表分子共七部分內容，49個分子的相關知識，旨在通過對社會發展和人們生活產生重要影響的分子的精彩介紹，以縱橫捭闔的風格，揭開化學的神秘面紗，展現化學知識、化學的奧妙和魅力。

本書可供化學愛好者和其他專業人員作為擴充化學知識閱讀，也可供從事化學研究和相關工作的人員擴充專業背景知識參考。

(本期編輯：王芳)

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