海馬體內膽甾醇含量的研究與展望

黃國強，曹廣萍，鐘聲平，黃亮華，劉永宏，趙龍巖，張秀國，宋建強，劉海娟，陳瑞芳

（1.廣西中醫藥大學，廣西 南寧 530200；2.廣西精工海洋科技有限公司，廣西 北海 536000；3.廣西海洋研究所有限責任公司，廣西 北海 536000）

海馬（Hippocampus）在動物分類學上隸屬于脊索動物門（Chordata），脊椎動物亞門（Vertebrata），輻鰭魚綱（Actinopterygii），海龍目（Syngnathiformes），海龍科（Syngnathidae），海馬屬（Hippocampus）。全球分布有海馬350 種以上，在我國沿海分布的海馬超過20種，其中藥用價值較高的有6 個種，分別為克氏海馬（H.kelloggi Jordan et Snyder）、刺海馬（H.histrix Kaup）、管海馬（H.kuda Bleeker）、三斑海馬（H.trimaculatus Leach）、日本海馬（H.japonicus Kaup）、冠海馬（H.coronatus temminck et Schlegel）。

海馬被譽為“海洋人參”。《神農本草經》中描述為：性溫、味甘、無毒性作用，有強身健體、溫補腎陽、消炎消腫、止咳平喘等功效。根據我國歷來醫學記載及民間用藥經驗，海馬對治療腎陽虛陽痿、生育困難、遺尿虛喘、腰膝酸軟、跌打損傷等有明顯療效，還對腫瘤及神經系統疾病等有一定的治療作用。由此可見，海馬的藥用價值很高，在中醫上有較高的地位。現代醫藥學已證明：海馬及其產品在補腎壯陽方面具有較高的價值，主要表現為提高機體的性激素水平，改善和提高雄性的性功能。其中膽甾醇是海馬藥用功效的主要物質基礎之一。現對海馬體內膽甾醇含量、其餌料膽甾醇及脂肪含量進行綜述。

1 海馬體內膽甾醇含量

現代藥理研究表明，海馬甾醇提取物是海馬溫腎壯陽的物質基礎，膽甾醇參與合成的類固醇激素，在精子形成、精液產生和性功能中起著重要的作用，海馬膽甾醇含量可為制定海馬類藥材質量標準提供參考。由此可見，海馬的膽甾醇含量與海馬作為藥材的質量密切相關。管海馬（Hippocampus kuda）凍干全粉中膽甾醇的含量高達15.13 mg/g，根據其中人工養殖管海馬鮮質量（12.33 g）與凍干質量（3.76 g），換算得到人工養殖管海馬的水分含量為69.51%，鮮管海馬中膽甾醇含量達到4.613 mg/g。雌性和雄性灰海馬（H.erectus）的膽甾醇含量分別為4.32 和4.14 mg/g，而雌性和雄性三斑海馬（H.trimaculatus）的膽甾醇含量分別為3.84 和2.85 mg/g，不同等級的大海馬（H.kuda）膽甾醇含量為3.77～7.71 mg/g，有較大的變動范圍。總體而言，海馬的膽甾醇含量為每100 g 285～771 mg。

2 與其他水產動物膽甾醇含量的比較

海水魚膽甾醇含量高于淡水魚，海馬（灰海馬和三斑海馬）的膽甾醇含量不僅高于草魚（Ctenopharyngodon idellus）等淡水魚和西班牙鯖（Scomberomorus commersonii）等海水魚，也遠高于許多日常消費的多種甲殼類（蟹、蝦、龍蝦）和貝類（蛤蜊、扇貝和牡蠣），甚至比虎斑烏賊（Sepia pharaoni）等常見頭足類除肝臟和卵巢以外的部位含量高。與其他水產品如魷、對蝦、毛蚶、縊蟶、竹蟶、牡蠣、海螺、小銀魚等海產品相比，海馬的膽甾醇含量也明顯偏高。

3 海馬的餌料

在天然海域中，海馬的餌料種類較多，主要為小型甲殼動物如橈足類、端足類、真蝦等，也包含其他小型底棲動物如線蟲類、多毛類幼蟲、鹵蟲、糠蝦、磷蝦幼體、白蝦、魚類幼體，以及其他浮游動物，其中小型甲殼類浮游動物及甲殼類幼體占絕大部分。養殖中也可以將鮮活或冰凍的各種小型甲殼動物作為餌料，如端足類的梳肢片鉤蝦（Elasmopus pectenicrus）、鉤蝦（Eriopisa spp.）、橈足類及其幼體、鹵蟲及其幼體、經過營養強化的輪蟲、枝角類脊尾白蝦（Palaemonetes varians）、糠蝦（Mysis spp.），也可以投喂人工飼料，但絕大部分都以前述的各種小型浮游甲殼動物作為餌料。

4 海馬餌料的膽甾醇含量

盡管海馬的主要餌料——小型甲殼動物的生長需要膽甾醇，但其不能合成膽甾醇，主要依靠從餌料中獲取膽甾醇和各種甾醇。浮游甲殼動物或魚類幼體等海馬餌料生物的主要餌料，是水體中的浮游植物和有機碎屑，以及少量海洋生物的幼體，人工培育的浮游甲殼動物也主要以各種微藻作為餌料。浮游植物的甾醇含量都較低，但其結構組成較豐富，既含有高等植物常見的甾醇如膽甾醇、谷甾醇、豆甾醇等，也含有一些只在某種微藻或某類微藻中特有的甾醇。整體而言，膽甾醇在除金藻綱外的其他綱微藻中有著廣泛的分布，但含量較低，如巴夫藻（Pavlova sp.）干燥藻粉的膽甾醇含量為0.042%（根據含量0.421 mg/g 換算），鈍頂螺旋藻（Spirulina platensis）、極大螺旋藻（Spirulina maxima）、鹽澤螺旋藻（Spirulina subsalsa）的甾醇類含量只占生物量的0.011%～0.045%，其中37.7%～49.9%是膽甾醇。由于小型甲殼動物的餌料中甾醇類尤其是膽甾醇含量較低，加上其本身不能合成膽甾醇，因此小型甲殼動物體內的甾醇類含量也較低，如鏢水蚤（Diuptomus sicilis）甾醇類的含量為0.98～4.07 g/L，太平洋的底棲端足類（Lysianassid amphipod）的甾醇的含量為1.347～2.604 mg/g（干質量）。大型經濟甲殼動物如養殖的蝦類和蟹類，則需要人為在飼料中添加膽甾醇才能滿足其正常生長的需要。

5 海馬餌料脂肪含量

膽甾醇是動物質膜的重要成分，可以調節細胞膜的流動性，也是類固醇激素和膽酸鹽的前體。海馬作為有鰭類，具有在體內利用乙酸和甲羥戊酸合成膽甾醇的能力，甲羥戊酰CoA 還原酶是合成膽甾醇的限速酶。如前所述，海馬的主要餌料——小型甲殼動物體內甾醇類，尤其是膽甾醇的含量都很低，但海馬體內的膽甾醇含量顯然比其他魚類和多數海洋生物都高。

海馬的餌料主要為各種小型甲殼動物及各種海洋動物的幼體，這些生物餌料除含有豐富的各類營養物質外，大多數含有較高的脂肪（表1）。海馬餌料的主要類群橈足類體內的脂肪含量非常高，如飛馬哲水蚤（Calanus finmarchicus）蚤狀幼體C3（橈足幼體3 期）～C5（橈足幼體5 期）階段的脂肪含量可以達到干質量的6.47%～17.00%，有報道C5 階段的脂肪含量甚至可以達到干質量的33%～55%；中華哲水蚤（Calanus sinicus）在滯育期也會積累大量的脂肪（13.8%～43.1%），鏢水蚤（Diuptomus sicilis）、墨氏胸刺水蚤（Centropages mcmurrichi）、克氏紡錘水蚤（Acartia clausi）等也具有較高的脂肪含量。隨緯度提高，海洋浮游橈足類體內的脂肪含量上升，如在熱帶和溫帶可超過干質量的15%，而在極地的平均值超過30%，南極附近水域的浮游動物中尖角似哲水蚤（Calanoides acutus）和近緣哲水蚤（Calanus propinquus）的脂肪含量可超過干質量的30%。同一緯度的浮游橈足類脂肪含量也會隨水深增加而提高，同時，肉食性的橈足類比雜食性的橈足類可積累更多的脂肪。其他潛在的小型甲殼類餌料的脂肪含量也較高，如太平洋的底棲端足類的脂肪含量可達到干質量的18.6%～44.9%，鹵蟲無節幼體、強化后的鹵蟲幼體（Nauplii of Artemia）、短額刺糠蝦（Acanthomysis brevirostis）、強壯藻鉤蝦（Ampithoe valida）的脂肪含量（濕質量）在0.55%～1.36%，中國毛蝦（Acetes chinensis）的粗脂肪含量為6.40%，南極磷蝦（Euchaeta antarctica）的脂肪含量可超過干質量的30%。盡管海馬餌料生物的脂肪含量隨餌料種類、發育階段、分布的緯度等有較大的變動，但整體而言脂肪含量都較高。高脂肪含量的餌料的消化吸收，可能增加了對體內膽甾醇為主的甾醇類物質的需求。

表1 海馬餌料生物的脂肪含量（干質量）

魚類體內的膽甾醇，除了作為動物質膜的組成成分和類固醇激素的前體外，還是合成膽酸鹽的前體，而膽酸鹽是膽汁酸的主要成分，是膽甾醇代謝過程中產生的一些甾醇類物質，具有較強的表面活性，能通過降低油水兩相之間的表面張力來促進脂肪乳化成小滴，增加脂肪和脂肪酶之間的接觸面積，加快餌料中脂肪的消化與吸收。膽汁酸的主要生理功能是幫助脂溶性營養物質的消化吸收，高脂肪的攝入，刺激魚類膽汁酸合成酶基因的表達，在飼料中添加膽甾醇或膽汁酸也能夠對魚類的脂肪代謝產生顯著影響。顯然，高脂肪含量餌料的消化與吸收，對膽汁中的膽汁酸需求量較大，而膽甾醇是合成膽汁酸的主要原料，這可能是導致海馬體內累積大量膽甾醇的主要原因。

6 研究展望

海馬體內的高膽甾醇含量可能是其具有較高藥用價值的物質基礎之一。海馬的主要餌料——小型甲殼動物和各種動物幼體中的膽甾醇含量雖然不高，但海馬體內的肝腸循環回路，仍舊可以保障攝入體內的餌料來源膽甾醇，能夠在體內累積，而且作為有鰭類，海馬也具有合成膽甾醇的能力。

海馬作為重要藥用海洋中藥材，天然資源已經衰竭，并成為國家二級重點保護野生動物。其將來的供應只能依靠人工養殖，而養殖產品的質量調控技術是保障中藥材質量的關鍵。膽甾醇含量是海馬藥用功效的物質基礎之一，并可為制定海馬類藥材質量標準提供參考。因此，查明海馬體內膽甾醇的來源與累積機制，并為形成有效的養殖海馬膽甾醇含量調控技術提供理論基礎，將是海馬人工養殖領域的重要研究內容。

6.1 海馬體內膽甾醇來源

同位素示蹤法，是揭示生物體內和細胞內物質代謝理化過程的有效手段。同時，隨著色譜和質譜技術的發展，采用氣相色譜-穩定性同位素質譜儀（GC-IRMS），分析生物成分的穩定同位素組成也成為成熟的技術。因此，通過測定天然餌料和海馬體內的膽甾醇的碳和氮穩定性同位素比，結合同位素示蹤法，能夠查明海馬膽甾醇中餌料來源和內源合成的比例，揭示海馬體內膽甾醇的來源。

6.2 海馬體內積累膽甾醇的原因

海馬餌料的脂肪含量高，消化時需要較多的膽酸鹽進行乳化，可能是海馬體內累積大量膽甾醇的原因之一。但由于海馬是一類繁殖行為特殊的魚類，高膽甾醇含量是否是由于其繁殖行為需要大量的類甾醇激素維持而積累，不論是哪方面的原因導致膽甾醇的積累，都需要更多的研究來揭示。

6.3 海馬膽甾醇的合成調控機制及生態學調控方法

作為有鰭魚類，海馬可以利用體內乙酸合成膽甾醇，甲羥戊酰CoA 還原酶（HMGCoA 還原酶）是合成過程的限速酶。因此其基因表達水平和酶活性對海馬體內膽甾醇的合成與積累，可能起到關鍵調控作用。溫度、鹽度、光照周期、光照強度等環境條件以及營養供應，是否會對海馬HMGCoA 還原酶基因的表達和酶的活性產生影響，進而影響體內膽甾醇的合成和含量，是建立養殖海馬質量調控技術的理論基礎。在此基礎上建立海馬人工養殖產品標準和調控技術，生產出高品質的藥材海馬，進而實現對海馬資源的可持續利用。