二十八烷醇的生理功能與應用進展

王曉紅，劉進豐，徐 濤，劉金榮，金 杰，龔秀清

(1上海大學材料基因組工程研究院，上海 200444； 2 湖州圣濤生物技術有限公司，浙江湖州 313000；3湖州多邦健康科技有限公司，浙江湖州 313000； 4浙江鼎健生物科技有限公司，浙江湖州 313000)

自Crenton[1]于1949年表明二十八烷醇是一類良好的生物活性化合物，并且具有優異的性能，大量的研究學者致力于該物質的提取制備[2]、生理功能的研究與應用[3-7]。就目前而言，該物質的性能主要表現在：(1)增強耐力，抗疲勞；(2)促進新陳代謝；(3)耐缺氧；(4)降血脂，抗動脈粥樣硬化；(5)抑制肝臟氧代謝紊亂與急性肝損；(6)抗炎；(7)抗腫瘤；(8)改善睡眠質量；(9)治療帕金森癥；(10)促進皮膚血液循環；(11)影響動物的生長以及生殖功能等。因此，該物質作為一類天然的健康添加劑，目前已經在天然保健品、藥品、運動飲料、化妝品、動物飼料中廣泛應用，其研發和提純為國內外的研究重點。目前提純該物質常見的方法主要包括精餾法[8]、結晶法[9]、分子蒸餾法[10]和超臨界CO2萃取[11]。本文綜述了二十八烷醇的生理功能以及提取手段等方面的研究進展，并對其應用前景作出了展望。

1 二十八烷醇的生理功能

二十八烷醇具有極好的生物安全性，對小鼠口服灌胃給藥并進行毒性研究，發現其LD50值可達到18 000mg/kg，說明其安全性很高。大量的研究學者致力于該物質生理功能的研究與應用[4]。

1.1 增強耐力、抗疲勞、抗缺氧

研究表明，該物質能夠提升人體的耐力、快速恢復體力[12-16]，以及改善活動后的體液內的相關生理指標等功能。鐘耕等[17]研究發現，該物質能夠延長小鼠負重游泳時長，升高其體液中肝糖原的含量，并且能夠顯著減小小鼠活動后血清內的尿素濃度。楊小英等[18]研究發現，該物質可以有效減弱超負荷運動后心肌脂質過氧化的影響，同時提升大鼠體內的抗氧化酶SDT的生物活性，防止心肌受損，兩者協同作用，使得小鼠的抗疲勞能力大大提高[18]。同時，該物質可以調控運動疲勞性大鼠的心肌內分泌能力，可有效地保護心臟，增強小鼠耐力[19]。董艷國等[20]研究表明，二十八烷醇具有緩解小鼠疲勞的作用。

二十八烷醇有助于機體在缺氧條件下的耐受性，提高機體在高原條件下的作業能力。高鈺琪等[21]對駐3 700m高原1年以上的38位健康男性采用雙盲法劃分成實驗組和對照組測試二十八烷醇對高原軍事作業能力的影響，證實了二十八烷醇能夠提高血液中氧的儲備，從而提高人體的勞動力。他們還觀察了缺氧條件下兩組小鼠的心腦組織的微結構，結果發現，喂食二十八烷醇的小鼠心臟、大腦組織的水腫情況遠遠小于對照組。二十八烷醇可以保護缺氧狀態下的心腦組織，有益于維持密閉缺氧條件下心腦組織正常功能[22]。

1.2 促進新陳代謝

二十八烷醇具有促進機體新陳代謝的功能[23-24]。研究發現，該物質不僅能夠加速大鼠在運動時的肌糖原的消耗以及脂肪代謝[25]，還能夠有效增強大鼠心肌以及PFK、NADH-Tr、琥珀酸脫氫酶(SDH)以及ATP酶的活性，尤其對ATP酶的活性增強作用最為明顯[26]，由此表明，該物質可以加速小鼠的心肌以及骨骼肌的能量消耗。攝入適量的該物質，大鼠體內的腎上腺素和胰高血糖素的分泌明顯提高，同時增大了肝和肌肉里的GS的表達，該種基因的充分表達促進了機體內糖原的代謝[27]。北京體育大學[15]曾對32名運動員服用二十八烷醇進行35d的減重試驗，該試驗分低、中、高劑量組和對照組，中劑量組的減肥效果最為明顯，平均體重下降2.45kg，脂肪下降2.27kg，體脂率下降2.09%。該研究還證明該物質對人體瘦素受體的作用及其良好減肥減脂效果。

1.3 降血脂、降膽固醇

早在2006年，鐘耕等[17]已經證實，二十八烷醇具有降低血脂的功能。祁曉鳴等[28]提出，二十八烷醇的降血脂功效與用量有關，較高用量的該物質可以顯著減小血清中的TG、TC以及LDL-C含量，對HDL-C沒有明顯作用；而低劑量的僅對血清里的TC濃度有影響。Dev K. Singh等[29]研究提出，二十八烷醇降低血清中的膽固醇含量，是通過AMP-激酶的磷酸化來激活酶活性，從而減小HMG-CoA酶活性，達到控制血清中膽固醇合成的目的。Simonetta Oliaro-Bosso 等[30]合成二十碳醇和二十八碳二烯醇，用于調節HMGCoA酶的活性，用于控制血清中膽固醇含量。Giuseppe Marazzi等[31]制備出一種含有二十八烷醇的多效混合營養劑，可以顯著降低高膽固醇老年患者膽固醇血癥，并且表現出極高的安全性和耐受性。此外，該物質還被用于高膽固醇兒童的治療，可以調節兒童血清內的膽固醇量[32]。

國內外許多研究與臨床試驗己證明，二十八烷醇在治療二型高血脂方面的效果等同于或高于普通的降血脂藥物，且副作用小，耐受性更好。有試驗隨機選取了3萬多名患者進行分組，對其分別施行短期或者長期治療，結果發現，高級脂肪烷醇能夠快速有效并安全地降低患者體內的膽固醇水平。經試驗數據表明，當首次短期(6～8w)使用高級烷醇混合物制品進行治療時，膽固醇含量明顯降低，然而若是繼續使用該混合物治療(2個月)并加大使用劑量(20mg)，會發現LDL的含量雖然能夠降低約25%～30%，但是HDL的含量則會明顯升高15%～25%。

1.4 抗動脈硬化

二十八烷醇對于治療人體動脈粥樣硬化造成的血管損傷具有一定的緩解、輔助效果。Fraga等研究發現，二十八烷醇對于緩解、降低血液中脂質的過氧化作用有一定效果，特別是對于CCL有遏制作用，從而引起大鼠肝微粒體中脂類物質的過氧化表達；與此同時，其不僅能夠削弱VLDL的氧化作用，還可以阻遏Cu2+誘導的大鼠脂蛋白發生過氧化反應[33]。在動脈粥樣硬化的小鼠日常膳食中添加二十八烷醇，5w后，可以大大降低小鼠血清中的TG含量[34]。何文森等[35]對飼喂二十八烷醇的大鼠進行不同周期(4、8、10w)的觀察，發現小鼠血清中的TG、TC、LDL-C、TBA的水平呈現出不同程度的下降，表明二十八烷醇可以有效降低血清中的脂肪含量，并且TBA含量的下降表明二十八烷醇可以預防肝功能硬化。

1.5 抗炎、提高免疫功能、抗腫瘤

二十八烷醇對于機體的炎癥反應和疼痛緩解也有一定效果[36]。有學者曾經從亞馬遜當地一類用于醫治瘧疾的Sabiceaspecies的葉子中分離得到了二十八烷醇，經試驗證明，該物質有鎮痛和消炎的功效[37]，這是首次發現該物質是一類抗炎活性化合物。從月見草油的非三酰甘油部分中分離出來的長鏈脂肪醇物質，其中二十八烷醇占7.64%[38]，經試驗表明，這些混合物可以有效地抑制白細胞介素 1β和腫瘤壞死因子 α(TNF-α)的分泌，從而達到消炎抗腫瘤的作用。此外，該物質還可以有效降低結腸炎小鼠患者結腸損傷率，阻礙炎癥因子的表達，從而達到預防的功效[39]。在體外，二十八烷醇給藥顯著降低了促炎細胞因子的mRNA或蛋白質的表達以及c-Jun N端激酶和p38的磷酸化，并且還部分阻止了脂多糖(LPS)誘導的NF-κB和AP-1的易位[40]，達到治療炎癥的目的。二十八烷醇能夠通過提高小鼠機體的SRBC-DTH以及脾臟指標，從而引起其脾組織中T、B淋巴細胞的快速分裂增殖和B 細胞溶血素抗體的產生[12]。有研究證明，運動員若是每天在運動前食用20mg劑量的二十八烷醇，其血液中T淋巴細胞的CD4/CD8值會顯著增高，從而增強機體的免疫力[41]。

1.6 防治帕金森綜合癥與阿茲海默病

二十八烷醇因為被證明安全性高，且對于神經系統具有一定保護、滋養作用，在防治阿茲海默病等疾病中的細胞損失方面具有良好的效果，己在老年神經病學領域中受到了人們的廣泛關注。Wang Tao等[42]研究了二十八烷醇對6-羥基多巴胺誘導的帕金森病大鼠的保護效果，并探討該物質是否對前神經生長因子(pro-NGF)、NGF和下游效應蛋白有影響。結果表明，服用該物質(35～70mg / kg，服用14d)顯著緩解了由6-OHDA誘導的大鼠的行為障礙，并劑量依賴性地保持了紋狀體的自由基清除能力。 二十八烷醇處理也有效地改善了黑質紋狀體系統中TH陽性神經元細胞的形態，并減少了紋狀體中6-OHDA誘導的凋亡細胞。 此外，二十八烷醇顯著阻斷了6-OHDA誘導的proNGFp75NTR-分揀蛋白死亡信號復合物及其下游效應蛋白的過多表達。同時，二十八烷醇阻止細胞存活引導因子NGF，以及其受體TrkA和p-Akt水平的降低，從而證實二十八烷醇對帕金森病癥的治療可能是通過調節體內proNGF∶NGF和各自的受體p75NTR∶TrkA的比率來改善神經微環境，以達到治療的目的。此外，他們還發現口服二十八烷醇(100mg/kg)顯著改善了MPTP處理的小鼠的行為障礙，并顯著改善了黑質中酪氨酸羥化酶陽性神經元細胞的形態表現。此外，二十八烷醇阻斷了MPTP誘導的p38MAPK和JNK磷酸化，但阻斷了ERK1/2。這些發現暗示二十八烷醇提供的保護作用可能是通過阻斷體內信號轉導中p38MAPK和JNK的磷酸化來實現的。二十八烷醇具有優異的耐受性，可能被認為是治療帕金森病臨床應用的候選藥物[43]。

1.7 治療壓力性失眠

Mahesh K. Kaushik等[44]第一次證明了二十八烷醇是一種具有睡眠誘導潛力的強效抗壓力化合物[44]。二十八烷醇通過增加睡眠次數和減少尾流持續時間來誘導睡眠。二十八烷醇(200mg / kg)給藥后血漿皮質酮水平顯著減小，表明應激水平下降。二十八烷醇引起的應激小鼠睡眠—覺醒參數的變化與正常小鼠的值相當。

1.8 防治骨質疏松癥

二十八烷醇可以用于預防骨質疏松。Noam 等[45]用去卵巢的大鼠作為實驗模型，研究了分別給予不同實驗組大鼠30mg/(kg·d)的17β-雌二醇、50mg/(kg·d)的普利醇、200mg/(kg·d)的普利醇90d后的大鼠骨骼變化情況。在經過一段時間的飼養之后，發現普利醇給藥組大鼠的骨骼中Ca2+的流失量有顯著下降，骨小梁間的連接縫隙也有所收縮，不僅如此，大鼠體內骨小梁的數量和厚度也以極快的速度在增加，這些現象說明普利醇由于具有二十八烷醇結構，因此對于緩解、治療絕經后婦女的骨質疏松癥有一定的預防效果。Masuko等[23]也以大鼠為實驗對象，對其進行高碳脂肪醇混合物的飼喂試驗，在飼養1個月后進行骨骼強度的測試，結果發現，飼喂組鼠的骨骼斷裂損壞指標可達到約5.07達因，相較于未曾飼喂組鼠的4.70達因，說明食用二十八烷醇能夠增強動物機體骨骼的強硬度。對兩組鼠的骨骼成分進行分析比較，發現給藥組大鼠骨骼細胞中Ca2+和P3+的濃度都有很大提升，從另一方面表明二十八烷醇對于緩解、治療骨質疏松癥具有一定作用。

1.9 抗腫瘤

G. Thippeswamy等[46]首次報道了二十八烷醇可以作為一種新的抗血管生成和抗腫瘤藥物，對體內血管生成試驗具有抑制作用。該研究表明，該物質有下述功能：(1)阻礙內皮細胞和艾氏腹水腫瘤細胞的增殖；(2)阻礙膽管尿囊膜和角膜中血管生成因子誘導的新血管生成；(3)抑制體內生長的腫瘤細胞中腹水的分泌。作用機制為二十八烷醇通過腫瘤細胞抑制血管內皮生長因子向腹水中的分泌。在分子水平上，二十八烷醇顯著抑制基質MMPs的活性和-bkappaNB向核的轉位。二十八烷醇抑制血管生成的機制反映了其對腫瘤血管生成和轉移的作用。Bingyang Chu等[47]指出，二十八烷醇通過抑制基質金屬蛋白酶(MMPs)的活性和轉錄因子(核因子-κB，NF-kB)向細胞核的轉移，表現出極好地抗腫瘤活性。在該小組的研究中，利用聚(乙二醇)衍生的二十八烷醇共聚物作為藥物載體來提高紫杉醇商業制劑的抗腫瘤活性和消除毒性。結果表明，該類運載紫杉醇的膠束在體內有顯著的抗腫瘤性能，在4T1乳腺癌中有較低的全身毒性。

1.10 抑制血小板凝結

具有二十八烷醇結構的普利醇可能對于阻遏血小板的凝集有很好的效果。有研究在給蒙古跳鼠飼喂200mg/kg的普利醇后，經過長期飼養實驗，發現蒙古跳鼠由于大腦梗塞而造成的死亡數明顯下降，原因可能是因為二十八烷醇降低了跳鼠體內由花生四烯酸、膠原和二磷酸腺苷(ADP)的濃度，從而阻遏了其共同引發的血小板的凝集作用[32]。GastnoG等[48]以患有糖尿病的老年人為研究對象，給他們以10mg/d的劑量食用普利醇，42d后發現其血液中對于濃度為1.5、3mmol/L的花生四烯酸、1mmol/L的ADP以及0.5mmol/L的膠原各自引起的血小板凝聚的抑制程度分別可達到45%、70%、20%和17%，數據證明二十八烷醇對于血小板的凝集有很好的抑制效果。Arruzazabal等[49]在此基礎上又進行了不同濃度普利醇對血小板凝集作用抑制程度的影響，發現當普利醇濃度在5～20mg時，其對于血小板凝集為濃度依賴型抑制作用，隨著濃度增高抑制率也增加；而當普利醇濃度>20mg時，其抑制作用開始逐漸呈現出穩定趨勢，不會隨濃度的變化大幅度改變。也就是說，普利醇對于血小板凝集相關的出血、凝血時間等指標都沒有太大影響。在此研究之后，Menendez又發現二十八烷醇對于抵抗腎上腺素引起的血小板凝集程度為32.6%，遠大于阿司匹林的21.9%。

1.11 保護肝臟、心臟

二十八烷醇可減弱用四氯化碳(CCl4)中毒的大鼠的肝損導致的氧代謝紊亂[50]。給予CCl4中毒6h后的大鼠口服該物質(10、50或100mg /kg)，中毒24h后血清轉氨酶活性增大，肝超氧化物歧化酶活性、過氧化氫酶活性和谷胱甘肽(GSH)含量降低，并且這些變化對劑量呈現依賴性關系。該物質可以減少CCl4-中毒大鼠中與急性肝損進展相關的肝活性氧代謝紊亂，起到保護肝臟的作用。

二十八烷醇還具有保護心肌細胞線粒體、預防心肌出現損壞的作用。有試驗表明，其不僅能夠在一定程度上增強大鼠的運動機能，有效調節心肌細胞的內分泌，還能夠減少力竭運動后大鼠心肌細胞線粒體內MDA的數量，增強SOD以及GSH-Px等抗氧化酶的活力狀態。究其原因是因為在經歷力竭運動之后，大鼠機體內會有很多自由基出現，這些自由基會對心肌細胞造成損害。而二十八烷醇則能夠降低脂類物質的過氧化作用，從而減少自由基損害心肌細胞線粒體，保證細胞膜的完整性和結構特異性，最終達到保護心臟器官的目的[51]。

1.12 緩角2型糖尿病癥狀

二十八烷醇可通過降低血液中的TC、TG、LDL-C等的含量用于緩解2型糖尿病癥狀。在已進行的體外研究中發現，從米糠類食物中提取出的普利醇由于含有大量二十八烷醇，從而能夠促進大量胰島素的產生[52]，達到降低血糖的作用。不僅如此，其還能夠減弱患者體內的抗胰島素指數、減少總/低密度脂蛋白質的合成、降低患者血糖含量，同時緩解動脈血管的收縮[53]。事實證明，對患有2型糖尿病的病人進行為期8w的洛伐他汀和普利醇給藥治療，其血液中LDL-C、TG等指標的濃度有明顯下降[54]。

1.13 對動物生殖系統以及生長的影響

L.Long等[55]研究發現，二十八烷醇是一種潛在的有效且安全的飼料添加劑，它可以提高肉雞的飼料效率和肉質，增加內臟和胸肌產量。此外，L.Long等[56]還發現，日糧里添加二十八烷醇對蛋雞產蛋能力、蛋品質、血清激素水平及生殖軸基因表達具有顯著影響。此外，日常飼料中添加二十八烷醇，能夠顯著影響血清三碘甲狀腺原氨酸、雌二醇、黃體酮等水平。攝入二十八烷醇，還可以促進蛋雞卵泡里黃體生成素受體和催乳素受體的mRNA表達，并顯著上調F1顆粒細胞的表達水平。Lei Long等[57]研究發現，二十八烷醇能促進斷奶仔豬血液中碘甲狀腺原氨酸(T3)、胰高血糖素(GU)、生長激素(GH)和腎上腺素(AD)的分泌，提高肌肉和肝臟組織中葡萄糖轉運蛋白(GLUT-4)和腺苷單磷酸蛋白激酶(AMPK)的基因表達，通過激素和基因表達兩條途徑控制機體能量平衡，以提高生長性能、減輕斷奶應激、減少腹瀉的比例。 這些信息可能為開發二十八烷醇作為一種安全高效的飼料添加劑以及在家畜中應用的可能性提供科學依據。

2 二十八烷醇的分布和提取

2.1 二十八烷醇的分布

二十八烷醇是一種天然的高級醇，主要存在于動物的表皮內臟中和植物的根、莖等組織中。動物表皮和內臟中的二十八烷醇主要是以蠟和游離的狀態存在。目前研究較多的是以蠟的形式存在的二十八烷醇，如羊毛蠟、蟲膠蠟等，蜂蠟里該物質的含量相對較高。在水果里二十八烷醇主要是分布在果皮蠟質中，特別是蘋果果皮里的含量較多，為221.8 mg/kg。少數果肉里也含有少量的該物質，比如李子和葡萄(含量分別為7.1、0.9mg/kg)。在堅果中，二十八烷醇主要分布在榛子、花生、松子、瓜子和杏仁中，在松子和和榛子中含量較高，相對含量能達到75.25%和64.9%。農作物中，主要存在于大麥、玉米和大米中，相對含量分別為20.5%、68.8%和35.4%，且主要分布在農作物的胚芽和脫胚籽粒中。

2.2 二十八烷醇的提取

常見的二十八烷醇制備方法主要包括精餾法[8]、結晶法[9]、分子蒸餾法[10]和超臨界CO2萃取[11]等。

精餾法主要是利用各物質的沸點不同對目標產物提取，該方法通常工藝要求較高，目標產物的純度隨精餾的次數增大而變高，但是精餾次數增大使得提取成本變高，同時精餾次數有一個最大值，次數超過最大值后再增多并不能得到更純的產物。常壓蒸餾的方法具有設備簡單、成本低的優點，但是產品純度低，需要結合其他提純方法才能得到更純的產物[8]。金寶淵等[58]使用減壓精餾從蜂蠟里提取二十八烷醇。該方法選取的粗制品中雜質為低碳醇、高碳醇和脂肪烴，為了提取出目標物，采用精餾的方法，使用玻璃精餾柱，每次投料100g左右，最終能得到30g左右的二十八烷醇。

結晶法是將混合物溶于指定溶劑中，再冷卻重結晶，控制冷卻條件使得目標物質重結晶，從而提高其純度。宋建華等[9]采用結晶法從中國特產蟲蠟里分離出一種含有二十八烷醇的產品。

分子蒸餾法是一種在真空下操作的方法，該條件下蒸汽分子的平均自由程大于蒸發表面與冷凝表面間的距離，不同種類的物質分子運動過程中的平均自由程也是不同的，因此可以根據此差異達到分離不同物質的目的。該方法與常壓蒸餾、減壓蒸餾相比，有蒸發溫度低、效果好、無污染等優勢，最重要的是由于原理不同，使得常壓和減壓蒸餾不能分離的物質可以采用該方法進行分離。缺點則是裝置較復雜、成本高。許松林等[10]采用分子蒸餾法從蜂蠟中提取該物質，該方法的優點是可以采用殘夜作為下次蒸餾的原料進行反復蒸餾，從而提高產物的最終收率。張相年等[59]也通過分子蒸餾法進一步提純高碳醇粗制品，選取的溫度為200℃、壓力為0.5Pa，最終得到的產物中高碳醇含量高達96%，其中二十八烷醇為16.7%。

超臨界CO2萃取具有純度高、適用范圍廣等優點，但成本較高，目前參數不完善限制了該方法的發展。陳渭萍[60]采用超臨界CO2萃取從蔗渣里成功分離了二十八烷醇，分析了超臨界CO2萃取方法中溫度、壓力、流量、時間和提攜劑對萃取率的影響。張磊等[61]使用超臨界CO2方法成功從米糠里分離了二十八烷醇，分析了不同溫度、壓力和時間下對萃取的影響，得到最優參數為萃取壓力 50Pa、萃取溫度 40℃、萃取時間50min。在該條件下獲得的目標物純度較高。隨著分子蒸餾法和超臨界CO2萃取的發展，單一的提取方法不再滿足于工藝要求，可以嘗試將兩者相結合，得到純度更高的目標物。

3 二十八烷醇的應用與前景

3.1 二十八烷醇的應用

二十八烷醇有著豐富的生理功能，具有很高的應用價值，目前在食品添加劑和藥物方面應用很廣，林小暉[62]在苦蕎麥飲料中添加二十八烷醇，使得苦蕎麥飲料具有消除疲勞、增強體力和耐力的功效，豐富了飲料功能性，提高了競爭力。張澤生等[63]發明了一種添加二十八烷醇的咖啡伴侶，該配方中含有不超過1%的二十八烷醇粉末，能起到抗疲勞、增強體力和降低膽固醇的作用，滿足人們日益增長的需求。Gladys Castao等[64]研究發現，以二十八烷醇作為代表的多廿烷醇在老年高膽固醇血癥患者的治療中有效，安全性高且耐受性良好。高文祥等[65]成功將二十八烷醇應用在制備防治高原紅細胞增多癥藥物中，使得膠囊能夠有效降低長時間慢性缺氧引起的紅細胞增加，且無毒副作用。

二十八烷醇在運動飲料和護膚品行業也有很重要的應用。楊飛等[66]發明了一種添加有二十八烷醇的飲料(添加量為0.1～5mg)，是一種典型的運動型飲料。該物質可以加速皮膚的血液循環，在化妝品中添加可以起到護膚的作用。

3.2 二十八烷醇的前景展望

二十八烷醇在植物和動物中均有少量分布，從小麥、大米等提取二十八烷醇具有一定的現實意義。以二十八烷醇為基礎開發藥物，應用于臨床醫學具有很廣的研究空間。二十八烷醇可以彌補目前市場上的功能性飲料的不足。但是目前二十八烷醇的應用主要受幾個因素限制：(1)制備提取工藝不成熟，消耗大，成本高；(2)二十八烷醇的毒理學安全性研究還是停留在動物實驗上，臨床應用較少。為了解決上述問題，二十八烷醇的未來發展方向是首先優化提取純化工藝，建立一種成熟的提取純化技術。同時加快該物質的臨床研究進程，將理論應用在實際臨床試驗中?！?/p>