皮膚抗紫外線損傷劑——蝦青素

蝦青素是一種紅色素，可以賦予三文魚、蝦和火烈鳥粉紅的顏色。其化學(xué)結(jié)構(gòu)類似于 β - 胡蘿卜素（存在于胡蘿卜中）和維生素 A 。蝦青素是類胡蘿卜組的一部分蝦青素可以用化學(xué)方法從胡蘿卜素制得。目前，蝦青素的生產(chǎn)具有人工合成和生物獲取兩種方式。人工合成蝦青素不僅價格昂貴，而且同天然蝦青素在結(jié)構(gòu)、功能、應(yīng)用及安全性等方面差別顯著。

在結(jié)構(gòu)方面，蝦青素具有3S-3S；3R-3S；3R-3R這3種構(gòu)型，其中人工合成蝦青素為3種結(jié)構(gòu)蝦青素的混合物，并以順式結(jié)構(gòu)—3R．3S型為主，與鮭魚等養(yǎng)殖生物體內(nèi)的蝦青素(以反式結(jié)構(gòu)—3S-3S型為主)截然不同。

在生理功能方面，人工合成蝦青素的穩(wěn)定性和氧化活性亦比天然蝦青素低。在生物安全方面，利用化學(xué)手段合成蝦青素時將不可避免的引入雜質(zhì)化合物，如合成過程中產(chǎn)生的非天然副產(chǎn)物等，將降低其生物利用安全性。

胡蘿卜素類物質(zhì)可使皮膚免受紫外線的損傷。最近的一份研究報告稱，在此類物質(zhì)中，以蝦青素的抗損傷效果為最佳。最近一期的《實(shí)驗(yàn)皮膚醫(yī)學(xué)》雜志（Experimental Dermatology）上刊登的一篇文章對比了蝦青素（AX）、角黃素（CX）以及β-胡蘿卜素的抗紫外輻射損傷功效。來自羅馬圣迦里加諾皮膚病研究所的專家通過拍照觀測得出結(jié)論，認(rèn)為蝦青素對抵御人體表皮成纖維細(xì)胞受紫外線輻射損傷的功效是最佳的。

UVA不僅會促使人體內(nèi)活性氧（ROS）的生成，還會抑制過氧化氫酶、超氧化歧化酶的催化作用，降低表皮成纖維細(xì)胞的抗氧化能力。因此化妝品專家和皮膚學(xué)專家認(rèn)為，有必要適當(dāng)使用抗氧化物質(zhì)來減輕紫外線損傷。

本研究中，人們將蝦青素、角黃素和β-胡蘿卜素分別添加到人體表皮成纖維細(xì)胞中。經(jīng)UVA照射24小時檢測發(fā)現(xiàn)，只有蝦青素能有效防止UVA對過氧化氫酶的誘導(dǎo)抑制作用，而β-胡蘿卜素的作用微乎其微，角黃素的作用幾乎觀測不到。同樣的，在防止UVA對超氧化歧化酶的誘導(dǎo)抑制作用方面，只有蝦青素和β-胡蘿卜素可發(fā)揮功效，角黃素沒有明顯效果。

同時，這份報告還研究了胡蘿卜素類物質(zhì)減緩細(xì)胞凋亡（編程性細(xì)胞死亡）的能力。細(xì)胞凋亡常被認(rèn)為與caspase-3蛋白酶的作用有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，UVA的照射會導(dǎo)致caspase-3蛋白酶水平的增高。但向表皮成纖維細(xì)胞中添加蝦青素后，caspase-3蛋白酶的分泌得到了明顯的抑制。相比較，角黃素沒有抑制作用，β-胡蘿卜素反而促進(jìn)了caspase-3蛋白酶的分泌，加劇細(xì)胞凋亡。研究人員認(rèn)為，UVA會誘導(dǎo)β-胡蘿卜素發(fā)生促氧化作用。

為了更具體地了解蝦青素的防御機(jī)理，研究人員觀測了HO-1基因在復(fù)合效應(yīng)中的表達(dá)。HO-1是氧化應(yīng)激反應(yīng)的常規(guī)指標(biāo)，在抗氧化損傷的應(yīng)激反應(yīng)機(jī)理中起標(biāo)志作用。有趣的是，蝦青素會抑制由UVA照射引起的HO-1正向調(diào)節(jié)，而角黃素和β-胡蘿卜素卻起到相反作用。

研究人員認(rèn)為這個發(fā)現(xiàn)很清楚地說明，蝦青素能夠抗氧化，原因是它能從根源上抑制活性氧的生成，而非簡單地清除掉已形成的活性氧。因此，蝦青素可以安全有效地被用于防止因活性氧生成而間接引起的UVA誘導(dǎo)性皮膚損傷。

隨著天然蝦青素的興起，世界各國對化學(xué)合成蝦青素的管理也越來越嚴(yán)，如美國食品與藥物管理局(FDA)已禁止化學(xué)合成的蝦青素進(jìn)入保健食品市場．目前，蝦青素的生產(chǎn)一般傾向于開發(fā)天然蝦青素的生物來源，并由此進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。當(dāng)前，雨生紅球藻被公認(rèn)為自然界中生產(chǎn)天然蝦青素的最好生物，因此，利用這種微藻提取蝦青素?zé)o疑具有廣闊的發(fā)展前景，已成為近年來國際上天然蝦青素生產(chǎn)的研究熱點(diǎn)。

編譯/星晴