1、神經酸的概念
1.1 神經酸的來歷
神經酸,英文名Nervonic Acid,學名:順-15 -二十四碳單烯酸(Cis -15 –Tetracosenic Acid),別名鯊魚酸(Selacholeic Acid),是一種單不飽和脂肪酸。分子式為C24H46O2,分子量為366.6,化學結構式為CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)13-COOH,純品在常溫下為白色片狀晶體,能溶於醇,不溶於水,熔點39-40℃。由於早期發現於哺乳動物的神經組織,故命名為神經酸[1,2]。
神經酸的結構
神經酸作為一種低不飽和度的高碳數脂肪酸,早在19世紀20年代就被發現。
1925年柯倫克(Klenk)教授首次從牛和人腦的腦甙中分離出熔點為41℃的不飽和脂肪酸,1926年日本學者石本(Tsujimoto)和三丸(Mitsumaru)從鯊魚油中提取出神經酸,並首次確認為順式結構,為此,又稱為鯊油酸。它特別富含於鯊魚腦中,因鯊魚屬稀有和保護動物,為此,人們提出化學合成神經酸[3]。
1930年美國學者黑爾(J.B.Hale),萊肯(W.H.Lycan)及亞當斯(Roger Adams)首次提出化學合成神經酸,以9-二十二烯醇與丙酸酯為原料合成神經酸。1953年邦滋(D.G.Bounds),林斯特德(R.P.Linstead)及威登(B.C.L.Weedon)以油酸與辛二酸酯為原料合成神經酸。但化學合成得率低,副產物多[4]。
1972年英國權威神經科教授辛克利亞(A.J.Sinclar)和克勞夫德(Crawford),提出大腦神經系統由白質與灰質組成,二十二碳六烯酸(DHA)與二十碳四烯酸為灰質類的典型酸,神經酸為白質類的典型脂肪酸[5]。
他們通過對鯊魚長期的研究發現,鯊魚的腦組織受到重創後,不久能夠自動恢復功能,是因為鯊魚腦組織中一種被認為「神經酸」的物質,在修復大腦神經信息傳遞通道——神經纖維上發揮了神奇的作用,這一重大發現引起了世界各國科學家的高度重視[6]。
神經酸(NA)是各國科學家公認的能修復疏通受損大腦神經通路——神經纖維, 並促使神經細胞再生的雙效物質。神經酸是大腦神經纖維和神經細胞的核心天然成分。神經酸的缺乏將會引起腦中風後遺症。老年痴呆、腦癱、腦萎縮、記憶力減退、失眠健忘等腦疾病。神經酸人體自身很難合成, 必須靠食物攝取補充[7]。
神經酸在神經組織和腦組織中含量較高, 是生物膜的重要組成成分, 通常作為腦甙中髓質(白南)的標誌物, 參與生物膜有關的多種特殊生理功能。
由於目前從植物中提取的神經酸價格昂貴,純度98%的神經酸其價格每公斤高達18萬美元以上[8]。
1.2 神經酸的來源
神經酸最初主要依靠從鯊魚中獲取,近代研究發現從植物中提取神經酸這一方式發展前景極好,為尋找神經酸提供了新的研究方向與思路[9]。
含有神經酸的木本植物
科名
屬名
種 名
含油率(%)
神經酸含量(%)
槭樹科
槭屬
苦茶槭A.ginnala Maxim.
7.8
7.1
槭樹科
槭屬
色木槭A.mono Maxim.
36.3
4.9
槭樹科
槭屬
雞爪槭A.palmatum Thunb
17.4
8.5
槭樹科
槭屬
元寶楓A.truncatum Bunge
37.5
5.8
冬青科
冬青屬
冬青I .purpurea Hassak
18.1
5.5
大戟科
血桐屬
盾葉木M.adenantha Gagnep
60.3
55.9
鐵青樹科
蒜頭果屬
蒜頭果M.oleifera
51.9
62.6
薔薇科
石楠屬
欏木石楠P .davidsoniae
17.2
6.9
無患子科
文冠果屬
文冠果X .sorbifoila
59.9
2.6
馬鞭草科
牡荊屬
牡荊V.negundo L .var.
16.1
3.1
注:苦茶槭, 雞爪槭的分析部位是果, 冬青、欏柘楠、牡荊分析部位是種籽,其他為種仁。
美國學者從緞花屬植物種子中篩選出具有高含量神經酸的兩種草本油料Lunaria biennis和Lunaria annua。有文獻高度評價了緞花種子油的藥用價值,稱該屬植物為神奇的植物並對其播種時期、產量等方面進行研究[3]。
含有神經酸的草本植物
科名
屬名
種 名
含油率(%)
神經酸含量(%)
十字花科
芸苔屬
白芥B .alba
29.6
3.4
十字花科
芸苔屬
榨菜B .juncea
27.1
2.9
十字花科
芸苔屬
蕪菁B .rapa
34.4
2.4
十字花科
蘿蔔屬
蘿蔔R .sativus
36.9
2.6
十字花科
遏藍菜屬
遏藍菜T.arvense
25.1
14.6
注:分析部位均為種籽
國內相關研究表明蒜頭果實的神經酸含量最高為62.6%,蒜頭果中神經酸含量最多,由於蒜頭果分布地帶狹窄,且資源量少,限制其工業化生產[10]。
蒜頭果的型態
元寶楓中神經酸含量5%~6%,比蒜頭果中神經酸的含量低,但其結果量大,神經酸的產量可觀。目前,元寶楓已成為可持續利用的神經酸新資源之一。這裡不再多述。同時,在一些文獻中也證實了在木本油料文冠果油中含有2.6%的神經酸。
潘建國等在油菜花粉中發現其具有3%左右含量的神經酸,遏藍菜果實的神經酸含量在3.66%左右,這兩種植物屬於草本植物,它們繁殖速度快,且易管理與操作。因此,油菜花粉與遏藍菜可以作為提取神經酸具有利用潛力的植物資源[11]。當然也有資料認為從轉基因菜籽中提取神經酸,但還在實驗階段。
2009年,我們在新疆與合作單位進行科研項目時,從當地亞麻薺中檢測到了神經酸。最近,我們在與河南安陽九安農業有限公司送來的草本植物亞麻薺油中檢測到含有0.5%~0.7%的神經酸。
亞麻薺植物的花期
2、 神經酸的功能研究進展
2.1神經酸的藥理作用
國外對神經酸的藥理作用有很多的系統性研究成果,而國內研究的時間較晚,1988年西安醫科大學藥學院賀浪衝教授等最早對元寶楓籽油的藥理作用進行了系統研究,隨後浙江大學侯鏡德教授、成都中醫藥大學藥學院鄧贇教授、雲南大學林軍教授、福建農林科技大學繆曉青教授,浙江省醫學科學院王茵研究員以及李文保博士等也在神經酸功能特性的不同方面進行了有益的研究[6-28]。
2.1.1 對齊薇格綜合症的作用[2,5,8]
齊薇格綜合症(ZellwegerSyndrome)是一種伴隨著長鏈脂肪酸新陳代謝失調引起過氧物酶缺失產生的疾病,會導致嚴重精神發育遲緩,癲癇發作,視網膜疾病,肝臟疾病和早死。Tanaka等對一個患有齊薇格綜合症的女孩進行飲食治療, 讓其服用含中碳鏈甘油酯的牛奶, DHA, 羅倫佐油(Lorenzo's oil)和富含神經酸的緞花種子油(Lunaria oil), 在服用了兩周後發現其神經系統發育遲緩、肝功能紊亂和膽汁鬱積症狀均有所緩解。結果表明, 這種早期的飲食治療提高了齊薇格綜合症患者神經系統的發育。
2.1.2對腎上腺腦白質營養不良(ALD)的作用[2,5,8]
腎上腺腦白質營養不良是遺傳性脂類代謝病,其臨床表現主要為進行性精神運動障礙, 視力及聽力下降或腎上腺皮質功能低下等。薩金特(Sargent)等在研究中發現, 老鼠體內的極長鏈脂肪酸中神經酸的不足會導致髓鞘形成受損,經過各項試驗表明在飲食中富含神經酸對治療腎上腺腦白質營養不良有幫助。
2.1.3對多發性硬化症(MS)的作用[2,5,8]
多發性硬化症(MS)是一種發生於中樞神經系統(腦部以及脊髓)的疾病。多發性硬化症是因為在中樞神經產生塊狀的髓鞘質脫失而發生的症狀。中樞神經系統可能同時有多處的神經出現髓鞘質脫失受損的情形稱作多發性硬化症。多發性硬化症患者可能會出現行動不便, 視力受損, 疼痛等症n 。Chivandi等發現神經酸可以一定程度上緩解多發性硬化症狀。
2.1.4 對腦組織的作用[2,5,8,9]
大量研究數據顯示,神經酸是大腦發育的必須營養物, 是人體中構成細胞膜必不可少的組成成分, 在人體各種組織中佔有重要地位, 對神經介質和受體起著重要的調節作用。神經酸對腦神經系統發育生長,腦細胞間的列界形成均有明顯的作用。通過神經酸對腦細胞功能的調節,可增強信息在腦細胞間連接傳遞, 提高鈣離子的作用, 對改善大腦, 增強記憶有重要作用。現已證實, 神經酸為胎兒及嬰兒腦部和視覺功能發育所必需的營養成分。
2.1.5 降脂降糖以及對心血管系統疾病的作用[2]
英國學者薩文特(Sarent)等研究發現,神經酸作為一種長鏈脂肪酸, 通過促使人體必需脂肪酸ω-3系、ω-6系正常代謝, 二者協同作用, 能迅速降低血液中低密度脂蛋白, 升高高密度脂蛋白, 降低血清中總膽固醇含量, 降低血液勃稠度, 抑制血小板聚集能促進胰島中一細胞分泌胰島素, ,從而預防糖尿病。另有研究表明,神經酸可以改善血液微循環,對高血脂、高血壓、高血糖、動脈粥樣硬化等症有明顯效果,能有效預防心腦血管病、糖尿病、老年痴呆等疾病的發生。
2.1.6 抗腫瘤作用[12-13]
賀浪衝等人用肉瘤小鼠模型對含有神經酸的元寶楓油的抗腫瘤活性研究表明,元寶楓油對卿肉瘤平均抑瘤率為,與環磷酸胺常用抗瘤藥抑瘤作用相當。用腹水型腫瘤模型對元寶楓油的抗腫瘤活性研究表明,元寶楓油對艾氏腹水瘤小鼠的平均生命延長率為。
2.1.7 增強免疫作用[2,5,8]
王熙才等人用含有神經酸的元寶楓油艾舍爾軟膠囊進行增強小鼠免疫力的研究表明,艾舍爾軟膠囊能促進小鼠脾淋巴細胞的增殖、轉化,提高小鼠的抗體生成細胞數和血清溶血素水平,提高小鼠細胞活性。表明該產品可以通過提高機體細胞免疫和體液免疫的雙重作用而增強機體免疫力。
3、神經酸對腦神經的作用
3.1 健腦益智作用[6-12]
國外研究表明,神經酸是大腦神經細胞和神經組織的核心天然成分,是迄今為止世界上發現的能促進受損神經組織修復和再生的特效物質,是神經細胞特別是大腦細胞、視神經細胞、周圍神經細胞生長、再發育和維持的必需高級營養素,對提高腦神經的活躍程度,防止腦神經衰老有顯著作用。大量醫學研究證明,神經酸具有恢復神經末稍活性,促進神經細胞生長和發育的功能。
我國研究人員對神經酸進行了功能性動物試驗、跳臺試驗、避暗試驗、水迷宮試驗和人體試食評價測試試驗。動物試驗結果顯示,神經酸各劑量組均優於對照組,且顯著差異(P<0.05)。人體試食試驗結果表明,每日神經酸0.125 g/60 kg,連續服用1個月,試驗組各項測驗指標與對照組相比,心智、圖片、再認、聯想、觸覺、理解和IQ值均顯著提高,說明神經酸對受試者的記憶能力和IQ值均有顯著改善和提高。
3.2 預防和治療腦病作用[6-12]
神經酸可誘導神經纖維自我生長及分裂、修復堵塞、扭曲、凝聚及斷裂的神經纖維,增強大腦各區域神經組織間的信號傳導,減緩及逆轉患者在記憶、感覺,運動及語言等方面的功能性損傷,揭示了腦病治療的可行之路。神經酸的發現,找到了治療腦病的根本,走出了以往只針對腦細胞而忽視神經纖維修復和疏通的誤區,使腦病治療進人了一個嶄新的時代。
隨著年齡的增長,機體中神經酸的缺乏將會增加腦中風後遺症、老年痴呆、腦癱、腦萎縮、記憶力減退、失眠健忘等退行性腦病的發生機率。未發病的中老年人群適當的補充神經酸,可以預防發生上述疾病。
3.3 促進大腦發育作用[6-13]
除了作為修復因子, 在腦神經系統的發育生長過程中,神經酸作為一種營養因子,對腦神經系統發育生長,腦細胞間的連接形成均具有促進作用。現已證實,神經酸為胎兒及嬰兒腦部和視覺功能發育必需的營養成分。法國科學家研究發現, 如果在懷孕期或嬰兒期攝入一定量的神經酸, 能大大加快大腦發育。
1990年, 在日本東京召開的第一屆國際NA/DHA討論會上, 英國腦營養研究所專家辛克利亞(A.J.Sinclar)說:「在人類大腦發育過程中,肯定需要神經酸(NA)。」
3.4 對嬰幼兒的膳食及腦的發育作用[6-12]
根據嬰幼兒的特點, 嬰幼兒很難從一般食物中獲取神經酸, 尤其是早產兒, 從母乳中獲取該物質是非常重要的。神經酸是大腦發育、維持的必須營養物, 是我們人體中構成細胞膜必不可少的組成成分, 在人體各種組織中佔有重要的地位, 對神經介質和受體起著重要的調節作用。神經酸對腦神經系統和發育生長, 腦細胞間的連接形成均有明顯的作用。通過神經酸對腦細胞膜功能的調節, 可增強信息在腦細胞間連接傳遞, 提高鈣離子的作用,對改善大腦, 增強記憶有重要作用, 而後更進一步被證實為胎兒及嬰兒腦部和視覺功能發育所必播的營養元素。因此, 若在即將懷孕, 懷孕, 哺乳期婦女食品及早產嬰兒, 斷乳期嬰幼兒食用的母乳化配方奶粉中適當強化神經酸, 將有利於促進嬰幼兒的大腦發育, 增強智力水平, 提高新生兒, 嬰幼兒及兒童的智力素質具有非常重要的意義。
4、神經酸的其他用途
4.1用於各種神經系統疾病的治療或輔助治療[2]
美國報導了神經酸對多發性硬化症有療效。新加坡中央醫院和新加坡國立大學用神經酸在脫髓鞘疾病治療上有突破。加拿大國家研究院植物生物技術學院專門進行植物神經酸的應用研究,他們已發現植物神經酸對帕金森、老年痴呆的顯著治療作用, 目前正在把植物神經酸作為製藥工業原料,更廣泛地用於治療神經系統疾病的研究。
4.2用於嬰幼兒配方奶粉或益智保健食品[2]
神經酸, 雖然在母乳中含量較多,但在嬰幼兒配方奶粉中含量甚微。若在嬰幼兒配方奶粉中添加神經酸,其功能就更接近母乳,更有利於促進嬰幼兒的大腦發育,增強智力水平,提高新生兒、嬰幼兒及兒童的智力。通過強化添加神經酸的母乳化嬰幼兒配方奶粉,對促進嬰幼兒的大腦發育,增強智力水平,提高新生兒、嬰幼兒及兒童的智力水平具有重要的意義。
4.3用於改善機體衰老[2]
2002年浙江大學《神經酸的提取純化生產工藝》獲國家發明專利。經國家重點權威衛生檢測機構上海市衛生防疫站聯合上海市老幹部局對位受試人群的神經酸功能測試證明, 該產品對改善記憶、延緩衰老、調節血脂和抗疲勞均有較好的功效, 平均有效率為99.60%。
4.4用於防治愛滋病[2]
日本等國科學家研究證明,神經酸對愛滋病逆轉錄酶有很強的抑制作用。這一研究成果為幫助尋找抗愛滋病的有效藥物開闢了一條新的途徑。我國對神經酸的藥用研究起步較晚, 目前尚未見有關報導, 但在民間用含有神經酸植物進行抗愛滋病的藥用試驗反映良好, 值得引起重視。
4.5 合成昆蟲性信息素[8]
亞洲玉米螟性信息素的合成,家蠅信息素。
4.6 合成環十五內酯[8]
環十五內酯是一種具有珍貴的麝香香氣的大環麝香類化合物, 其被廣泛應用於香水、化妝品等領域。郭茂道、劉雄民、潘湘波和黃宏妙等團隊都是將蒜油果皂化得到環十五內酯。
4.7 合成麝香酮[8]
麝香酮是麝香中最重要的具有生理活性的組份, 是麝香香味的主要來源。其可用於高級化妝品的定香劑, 能治療多種疾病。
4.8 合成神經酸鈣[8]
為了進一步利用神經酸資源, 同時開發出具有特殊藥理活性的新型神經酸保健產品, 以神經酸為原料, 以乙醇/水混合溶劑為介質, 在常壓下直接與氫氧化鈣反應合成神經酸鈣。可望開發出具有廣闊市場和良好前景的兼備補腦及補鈣保健品。
可喜的是,國家衛計委2017年6月18日發布了神經酸作為新食品原料的正式公告,並對神經酸的基本信息、生產工藝、質量要求和推薦量進行了詳細的描述。
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