羅鑫,孫萬成,羅毅皓
(青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院,青海西寧810016)
鞘磷脂(sphingomyelin,SM)的研究始于19世紀(jì)后期,Thudichum[1]于19世紀(jì)80年代在一項(xiàng)關(guān)于大腦化學(xué)成分的研究中首次描述了鞘磷脂,他認(rèn)為鞘磷脂對(duì)于神經(jīng)元組織是獨(dú)特的,并將它稱為一種“神秘的新化合物”。1927年P(guān)ick等[2]將鞘磷脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)正式命名為N-?;?鞘氨醇-1-磷酸膽堿。
長(zhǎng)期以來,對(duì)鞘磷脂的研究主要集中在它作為生物膜結(jié)構(gòu)成分的作用,以及對(duì)它的生物合成、降解途徑的闡述,鞘磷脂作為飲食成分很少受到重視。近年來,其潛在的生物學(xué)效應(yīng)增加了人們對(duì)鞘磷脂代謝的興趣,因?yàn)樵醋詢?nèi)源性和飲食性鞘磷脂的水解產(chǎn)物被發(fā)現(xiàn)可能對(duì)細(xì)胞功能有重要的信號(hào)傳導(dǎo)作用,例如影響細(xì)胞的生長(zhǎng)、分化及凋亡。此外,鞘磷脂與人體內(nèi)的游離脂肪酸對(duì)人的皮膚具有保護(hù)作用,還與人體內(nèi)膽固醇所引起的一些疾病有著密切的關(guān)系,國(guó)內(nèi)外對(duì)鞘磷脂的研究也越來越多。因此,本文對(duì)食品中鞘磷脂的檢測(cè)方法及功能研究進(jìn)行了綜述,以便為鞘磷脂的深入研究提供參考依據(jù)。
磷脂,是指含有磷酸的脂類,是生物膜的主要組成成分,按照主鏈結(jié)構(gòu)不同分為甘油磷脂與鞘磷脂兩類[3]。以甘油為主鏈的甘油磷脂是第一大類膜脂,鞘氨醇代替甘油為主鏈的鞘脂類(包括鞘磷脂和鞘糖脂)是第二大類膜脂。磷脂是一種極性脂類,也是兩性分子,一端為親水的含氮或磷的基團(tuán),另一端為疏水的長(zhǎng)烴基鏈[3],它主要存在于蛋黃、肝臟和一些植物種子中[4-5]。磷脂具有促進(jìn)脂肪代謝、防止脂肪肝[6]、預(yù)防心血管疾病、改善記憶力等作用[7]。另外,磷脂還具有良好的乳化、潤(rùn)濕作用,可以改善皮膚狀態(tài),在食品、醫(yī)藥、化妝品等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用[8]。
鞘磷脂作為磷脂的一類,是指含鞘氨醇或二氫鞘氨醇的磷脂,其分子不含甘油,是一分子脂肪酸以酰胺鍵與鞘氨醇的氨基相連形成的[9]。鞘磷脂含磷酸,其末端烴基取代基團(tuán)為磷酸膽堿酰乙醇胺[9]。鞘磷脂分子中,鞘氨醇的氨基與脂肪酸之間形成酰胺鍵,鞘氨醇的羥基與磷脂酰膽堿相連。鞘氨醇通過酰胺鍵與脂肪酸相連的結(jié)構(gòu)稱為神經(jīng)酰胺,是構(gòu)成鞘磷脂的母體結(jié)構(gòu)[10]。鞘磷脂的分子結(jié)構(gòu)見圖1。除哺乳動(dòng)物組織外,大多數(shù)食物中都有鞘磷脂,不同食物中SM的含量不同,在一些水果和蔬菜中SM含量不到100 μmol/kg,而在雞蛋、奶制品和部分植物種子中高達(dá)2 000 μmol/kg以上[11]。
圖1 鞘磷脂的分子結(jié)構(gòu)Fig.1 Molecular structure of sphingomyelin
鞘磷脂是在絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶、3-酮-二氫鞘氨醇還原酶、神經(jīng)酰胺合成酶、二氫神經(jīng)酰胺脫氫酶以及鞘磷脂合成酶的催化作用下合成的,鞘磷脂的合成是神經(jīng)酰胺發(fā)生轉(zhuǎn)化的主要途徑[12]。由于鞘磷脂在胃中不易被消化吸收,其分解代謝主要是在小腸和結(jié)腸中進(jìn)行的[13],在這一過程中,鞘磷脂酶起著關(guān)鍵調(diào)節(jié)作用,它催化SM的水解反應(yīng),通過水解SM的磷酸二酯鍵從而產(chǎn)生神經(jīng)酰胺等一系列生物活性脂類[14]。SM的代謝產(chǎn)物包括神經(jīng)酰胺、鞘氨醇和1-磷酸鞘氨醇,它們具有調(diào)節(jié)細(xì)胞生物學(xué)功能的作用[15]。
1.2.1 神經(jīng)酰胺
神經(jīng)酰胺(ceramide,Cer),又稱N-脂?;拾贝?,由14~26個(gè)碳的長(zhǎng)鏈脂肪酸和18個(gè)碳的鞘氨醇構(gòu)成,不溶于水[16]。神經(jīng)酰胺主要通過鞘磷脂酶和鞘磷脂合成酶或通過絲氨酸棕櫚酰轉(zhuǎn)移酶和神經(jīng)酰胺合成酶的從頭合成產(chǎn)生[17],它是鞘磷脂代謝途徑中的中心分子[15]??蓞⑴c調(diào)節(jié)多種細(xì)胞過程,包括誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡、調(diào)節(jié)細(xì)胞分化與增殖、參與調(diào)節(jié)免疫、炎癥等生物學(xué)功能[17]。神經(jīng)酰胺的分子結(jié)構(gòu)見圖2。
圖2 神經(jīng)酰胺的分子結(jié)構(gòu)Fig.2 Molecular structure of ceramide
1.2.2 鞘氨醇
鞘氨醇(sphingosine,Sph),又稱神經(jīng)鞘氨醇,是一種含有不飽和烴基鏈的十八碳氨基醇。鞘氨醇是鞘磷脂的次級(jí)代謝產(chǎn)物,是由神經(jīng)酰胺在神經(jīng)酰胺酶的作用下裂解生成的[18]。與神經(jīng)酰胺同作為細(xì)胞增殖的負(fù)調(diào)控因子,能夠抑制細(xì)胞生長(zhǎng),促進(jìn)細(xì)胞凋亡[19]。鞘氨醇的分子結(jié)構(gòu)見圖3。
圖3 鞘氨醇的分子結(jié)構(gòu)Fig.3 Molecular structure of sphingosine
1.2.3 1-磷酸鞘氨醇
1-磷酸鞘氨醇(sphingosine-1-phosphate,S1P),是鞘氨醇在鞘氨醇激酶的作用下生成的。S1P是一種具有高度生物活性的脂類介質(zhì),主要是通過與受體結(jié)合或直接進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)作為第二信使參與細(xì)胞增殖、凋亡等[20]。與神經(jīng)酰胺和鞘氨醇不同,它刺激細(xì)胞生長(zhǎng),抑制細(xì)胞凋亡[19]。三者之間構(gòu)成了一個(gè)重要的代謝平衡體,稱為“鞘磷脂變阻器”[21]。1-磷酸鞘氨醇的分子結(jié)構(gòu)見圖4。
圖4 1-磷酸鞘氨醇的分子結(jié)構(gòu)Fig.4 Molecular structure of sphingosine-1-phosphate
薄層色譜(thin-layer chromatography,TLC)法是利用各成分對(duì)同一吸附劑吸附能力不同,當(dāng)所用的展開劑流過薄層層析板時(shí),產(chǎn)生連續(xù)的吸附和解吸附過程,以達(dá)到各成分互相分離的目的[3]。該方法操作簡(jiǎn)單,能直觀地展現(xiàn)各種磷脂組分的存在情況,可用于鞘磷脂的定性分析,但易受顯色及軟件對(duì)斑點(diǎn)識(shí)別的影響,進(jìn)行定量時(shí)缺乏精確度。
王文倩等[22]用Bligh-Dyer法提取了小龍蝦頭、胸部、蝦螯、蝦尾殼和蝦尾肉中的總脂,利用TLC分析比較了小龍蝦各部位磷脂種類的分布、組成及含量。結(jié)果表明:小龍蝦各部位都有包括SM在內(nèi)的6種相似的磷脂,SM在蝦尾肉中最高,達(dá)磷脂的18%以上,在蝦螯中最低,占10%左右。Skowron等[23]基于TLC和圖像處理分析技術(shù),以氯仿、甲醇、水等溶劑為展開劑,對(duì)鞘磷脂進(jìn)行了分離,檢出和定量的限度分別為0.5 μg/斑點(diǎn)和1.7 μg/斑點(diǎn)。該方法不僅可以快速簡(jiǎn)單地對(duì)SM進(jìn)行定性,并且具有良好的精確度。昆都孜·斯坎達(dá)爾等[24]采用氯仿-甲醇改良法提取蟬花菌質(zhì)的總脂,用氯仿、甲醇、蒸餾水作為展開劑,通過單向?qū)游鰧?duì)蟬花菌質(zhì)的功能性脂肪成分進(jìn)行分離鑒定,實(shí)現(xiàn)了對(duì)鞘磷脂、卵磷脂、腦磷脂和甘油三酯的初步鑒定。
高效液相色譜法(high performance liquid chromatography,HPLC)是目前分析檢測(cè)鞘磷脂最常用的方法,按檢測(cè)器的不同可分為紫外檢測(cè)法(ultraviolet detector,UV)、蒸發(fā)光散射檢測(cè)法(evaporative light scattering detector,ELSD)、質(zhì)譜法、核磁共振法等,前兩種方法應(yīng)用最為廣泛。常采用氯仿-甲醇、正己烷-異丙醇等體系作為流動(dòng)相,并根據(jù)需要在流動(dòng)相中添加酸或堿,以調(diào)整峰形與保留時(shí)間,色譜柱以硅膠柱為主。HPLC法具有快速靈敏的特點(diǎn),但檢測(cè)結(jié)果易受檢測(cè)器類型、流動(dòng)相的種類和比例及色譜柱類型等因素的影響。
2.2.1 蒸發(fā)光散射檢測(cè)法
蒸發(fā)光散射檢測(cè)器是一種通用型檢測(cè)器,它能夠?qū)θ魏螕]發(fā)性低于流動(dòng)相的化合物進(jìn)行分析,其檢測(cè)不依賴于樣品的光學(xué)特性,也不受官能團(tuán)的影響,適用于對(duì)無紫外吸收或吸收較弱的成分進(jìn)行檢測(cè)。此外,它還具有對(duì)溫度變化不敏感、基線穩(wěn)定、不受梯度條件影響等特點(diǎn),常與液相色譜聯(lián)用[3]。
Moloney等[25]用HPLC-ELSD對(duì)嬰幼兒配方奶粉和常用乳品配方原料中SM的含量進(jìn)行了測(cè)定,樣品提取采用Braun等的方法,結(jié)果精確地分析出了6種用于生產(chǎn)嬰幼兒配方奶粉的商用乳制品中SM的含量,為乳產(chǎn)品中SM的定量提供了參考。劉仁萍等[26]采用ZORBZX Eclipse XDB-C18柱,以乙腈、甲醇為流動(dòng)相,檢測(cè)了不同來源魔芋中的SM含量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)魔芋飛粉中鞘磷脂的含量最高,且重現(xiàn)性和回收率良好。韓迎雪等[27]利用ChromolithPerformance-Si型正相硅膠色譜柱,以正己烷、異丙醇、乙酸水溶液為流動(dòng)相,從5種鱸形目淡水魚肌肉中分離出了SM、磷脂酰膽堿、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰肌醇和少量溶血磷脂酰膽堿、磷脂酰絲氨酸,對(duì)SM定量后發(fā)現(xiàn),SM占總磷脂的2.06%~3.65%。
2.2.2 質(zhì)譜法
質(zhì)譜法(mass spectrometry,MS)是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)將運(yùn)動(dòng)的離子按它們的質(zhì)荷比分離后進(jìn)行檢測(cè)的方法[3]。該方法主要用于對(duì)純物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、種類進(jìn)行分析,由于鞘磷脂分子結(jié)構(gòu)中脂肪酸種類的多樣性,單獨(dú)進(jìn)行定量分析比較復(fù)雜[3],而色譜法作為一種有效的分離和分析方法,能對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行定量分析,但定性分析相對(duì)困難,二者結(jié)合使用,對(duì)復(fù)雜化合物的定性定量分析更加高效。
Tavazzi等[28]用氯仿和甲醇提取鞘磷脂,并建立了一種HPLC與配備了電噴霧離子化離子源的質(zhì)譜檢測(cè)器聯(lián)用的方法,對(duì)母乳中的SM含量及分子種類進(jìn)行了分析。結(jié)果顯示:母乳中SM含量達(dá)9.28 mg/100 mL,共7種SM分子。同時(shí),利用該方法對(duì)12種不同嬰兒配方奶粉和1種牛油奶粉中的鞘磷脂進(jìn)行了分析,檢測(cè)出2種奶粉中SM濃度為2.9 mg/100 mL~4.0 mg/100 mL,含9種SM分子。與現(xiàn)有方法相比,該方法不僅具有穩(wěn)定性,還可用于不同基質(zhì)中鞘磷脂的分析。Hirofumi等[29]用Bligh-Dyer方法提取脂質(zhì),采用基質(zhì)輔助激光解吸/電離成像質(zhì)譜分析結(jié)合液相色譜電噴霧電離-串聯(lián)質(zhì)譜法,鑒定了豬排中主要SM物種的分布和組成。結(jié)果顯示:經(jīng)鑒定的SM物種的總量在腰部比在脊髓肌肉中更高,其中含硬脂酸的SM物種主要分布在腰部和棘肌,而含棕櫚酸、木質(zhì)酸和神經(jīng)酸的SM物種主要分布在透明組織中。該方法能夠直接研究豬肉不同組織中微觀水平SM物種的分布和組成。Byrdwell等[30]將液相色譜雙平行質(zhì)譜用于檢測(cè)牛奶鞘脂,鑒定了牛奶中鞘磷脂和二氫鞘磷脂的分子種類。結(jié)果顯示:最豐富的二氫鞘磷脂物種含有D16∶0長(zhǎng)鏈堿基和22∶0、23∶0、24∶0的脂肪?;?,最豐富的鞘磷脂物種常含有D18∶1長(zhǎng)鏈堿基和16∶0或23∶0的脂肪酸?;?。
2.2.3 紫外檢測(cè)法
紫外檢測(cè)器是基于溶質(zhì)分子吸收紫外光的原理設(shè)計(jì)的檢測(cè)器,用來分析具有紫外吸收能力的物質(zhì),如含有羰基、羧基、氨基、碳碳雙鍵等不飽和結(jié)構(gòu)的物質(zhì)[31]。磷脂在200 nm~210 nm處有紫外吸收[3],該方法可以對(duì)SM、磷脂酰膽堿等實(shí)現(xiàn)較好分離,但該方法受流動(dòng)相的影響,易產(chǎn)生基線漂移[32],并且其對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品與樣品結(jié)構(gòu)的相似度有一定要求,從而限制了該方法的應(yīng)用。
高潤(rùn)穎等[33]用Folch法提取人乳脂肪,經(jīng)固相萃取分離磷脂,采用Zorbax RX-SIL柱,以乙腈-甲醇-磷酸為流動(dòng)相進(jìn)行等梯度洗脫,在波長(zhǎng)205 nm處對(duì)不同泌乳期人乳中的鞘磷脂、磷脂酰乙醇胺及磷脂酰膽堿進(jìn)行了定量分析,該方法具有較高的準(zhǔn)確度。李鶴丹[34]等也采用Folch法對(duì)奶粉中的脂質(zhì)進(jìn)行提取,以Vensil XBP Silica為色譜柱,正己烷-異丙醇-水為流動(dòng)相,比較了不同比例的流動(dòng)相對(duì)鞘磷脂的峰形及分離效果的影響,最終確定流動(dòng)相條件為:正己烷-異丙醇-0.05%乙酸(6∶8∶1.38,體積比),檢測(cè)波長(zhǎng) 206 nm,對(duì)奶粉中的鞘磷脂進(jìn)行檢測(cè)。適用于奶粉等乳制品中SM含量的測(cè)定。
2.2.4 核磁共振
核磁共振技術(shù)(nuclear magnetic resonance,NMR)是一種高效的無損檢測(cè)技術(shù),主要是利用特征性質(zhì)子峰來判斷樣品中的目標(biāo)物質(zhì)存在與否[3]。目前,可采用31P-NMR技術(shù)對(duì)鞘磷脂進(jìn)行分析,該方法對(duì)結(jié)構(gòu)中含磷化合物的選擇具有唯一性,不受其他元素的干擾,具有預(yù)處理簡(jiǎn)便、分析時(shí)間短、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)[35],但該設(shè)備價(jià)格昂貴、對(duì)操作人員要求高,難以實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用。
李繼榮等[36]對(duì)蛋黃卵磷脂進(jìn)行硅膠柱層析,用石油醚、異丙醇、水洗脫得到鞘磷脂粗品。以硅膠為填充劑,正己烷-異丙醇-甲醇-水-冰醋酸-三乙胺為流動(dòng)相,對(duì)蛋黃卵磷脂中的鞘磷脂進(jìn)行制備分離,結(jié)合電噴霧電離-串聯(lián)質(zhì)譜和核磁共振方法對(duì)鞘磷脂的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了鑒定,確定了蛋黃卵磷脂中鞘磷脂的5種結(jié)構(gòu)。Mackenzie等[37]采用31P-NMR技術(shù),對(duì)乳中鞘磷脂和磷脂酰膽堿等磷脂進(jìn)行了定量分析。通過與定量二維薄層色譜技術(shù)的比較驗(yàn)證了31P-NMR方法,二維薄層色譜技術(shù)系統(tǒng)更靈敏,能夠檢測(cè)31P-NMR未觀察到的一些微量化合物;但31P-NMR能提供豐富的化學(xué)結(jié)構(gòu)的相關(guān)信息,可用于常規(guī)分析,樣品分析僅需36 min,并且可以在沒有預(yù)先進(jìn)行脂質(zhì)提取,含有高磷脂的材料上進(jìn)行樣品分析。張明霞等[38]采用氯仿和甲醇混合溶劑對(duì)魚子醬中的全脂進(jìn)行提取后,利用31P-NMR內(nèi)標(biāo)法,以正辛烷基磷酸膽堿為內(nèi)標(biāo),對(duì)4種品牌的魚子醬中的鞘磷脂及其他磷脂進(jìn)行了定性定量分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),4種品牌的魚子醬中均含有少量SM,占總磷脂組分的2.5%~4.9%。
血脂中的主要成分是甘油三酯和膽固醇,高血脂是指血液中的甘油三酯和膽固醇超標(biāo)。血脂水平過高往往會(huì)引發(fā)一些嚴(yán)重危害人體健康的疾病,如動(dòng)脈粥樣硬化、冠心病等[39]。肝臟脂肪變性是指肝臟細(xì)胞胞漿內(nèi)出現(xiàn)脂肪滴,引起肝臟脂肪變性的原因包括:脂肪合成或輸入過多、脂肪氧化利用障礙和脂蛋白合成障礙;肝臟脂肪變性可引起肝細(xì)胞壞死、纖維增生、肝硬化等[40]。富含鞘磷脂的飲食可以改善血脂水平和預(yù)防肝臟脂肪變性[41]。其作用機(jī)理為:一是SM能夠減少腸道對(duì)膽固醇的吸收,從而減少血液中膽固醇含量;二是SM生物合成的變化可能對(duì)脂蛋白代謝和膜蛋白[三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體A1(adenosine triphosphatebinding cassette transporterA1,ABCA1);三磷酸腺苷結(jié)合盒轉(zhuǎn)運(yùn)體G1(adenosine triphosphate-binding cassette transporterG1,ABCG1);B 族清道夫受體 I型(scavenger receptor class B type I,SR-BI)]產(chǎn)生影響,從而影響循環(huán)中的脂蛋白合成和膽固醇水平[42]。
3.1.1 降血脂
Norris等[43]研究了牛奶SM對(duì)喂食高脂肪飲食誘導(dǎo)的C57BL/6J小鼠的脂質(zhì)代謝的影響,發(fā)現(xiàn)牛奶SM降低了高脂飲食小鼠的血脂和肝臟甘油三酯。Duivenvoorden等[44]比較了來自牛奶和雞蛋的鞘磷脂,來自蔬菜的腦苷脂,來自植物和肉類的神經(jīng)酰胺及其代謝產(chǎn)物(鞘氨醇,二氫鞘氨醇和植物鞘氨醇)對(duì)血脂的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):所有經(jīng)檢測(cè)的飲食鞘脂均劑量依賴性地降低了載脂蛋白E 3萊頓小鼠的血漿膽固醇和甘油三酯。Zhang等[45]用牛乳鞘磷脂喂食大鼠后證實(shí),牛乳鞘磷脂能夠通過抑制內(nèi)源性膽固醇的吸收,從而降低血漿中膽固醇的含量。Yang等[39]研究了蛋黃磷脂對(duì)人結(jié)腸癌Caco-2細(xì)胞單層膽固醇轉(zhuǎn)運(yùn)的影響以及可能的理化和遺傳調(diào)控機(jī)制,結(jié)果表明:蛋黃鞘磷脂和卵磷脂可以顯著下調(diào)與膽固醇吸收相關(guān)的蛋白質(zhì)的表達(dá),劑量依賴性地抑制膽固醇在Caco-2單層中的攝取和轉(zhuǎn)運(yùn),從而調(diào)節(jié)血漿膽固醇水平。
3.1.2 預(yù)防肝臟脂肪變性
Chung等[41]發(fā)現(xiàn)雞蛋SM,當(dāng)加入到高脂肪的飲食中時(shí),會(huì)以劑量依賴地方式有效降低肝臟膽固醇和甘油三酯的水平,SM通過減少腸道膽固醇的吸收,對(duì)飲食誘導(dǎo)的肝臟脂肪變性有潛在的預(yù)防作用。Norris等[46]用牛奶SM和雞蛋SM喂食經(jīng)高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠,發(fā)現(xiàn)雞蛋SM不僅有效地改善了高脂飲食引起的小鼠體重增加、高血糖和高膽固醇血癥,而且,二者都能減緩肝臟脂肪變性和脂肪組織炎癥的發(fā)展。依帕爾古麗·阿不拉等[47]研究了新疆拜城油雞中的鞘磷脂提取物對(duì)高脂血癥小鼠血脂及肝臟的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):拜城油雞鞘磷脂提取物可顯著降低高脂血癥小鼠的血脂水平,保護(hù)肝細(xì)胞、改善肝細(xì)胞脂肪變性。
3.1.3 改善皮膚屏障功能
皮膚屏障功能能夠通過防止水分、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等的丟失,來保持皮膚生理功能的正常運(yùn)行,同時(shí)也保證機(jī)體內(nèi)的器官組織免受外界有害物質(zhì)的侵襲,從而對(duì)機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的維持起著重要作用。廣義上,皮膚屏障功能是指與皮膚各層結(jié)構(gòu)相關(guān)的屏障;狹義上主要指以角質(zhì)層結(jié)構(gòu)為主的屏障,其中還與表皮的蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、無機(jī)鹽及各種代謝產(chǎn)物密切相關(guān),這些物質(zhì)的產(chǎn)生和代謝異常都會(huì)影響皮膚的屏障功能,不同程度地參與到皮膚病的病理生理過程中[48]。皮膚屏障功能受損將引起特應(yīng)性皮炎、銀屑病、皮膚含水量下降、經(jīng)皮失水率增加等相關(guān)表現(xiàn)[49]。
鞘磷脂能夠改善皮膚屏障功能,作用機(jī)理為:鞘磷脂作為一種生物活性物質(zhì),在表皮中,它是角質(zhì)層中神經(jīng)酰胺的重要前體物質(zhì),而神經(jīng)酰胺占皮膚角質(zhì)層脂質(zhì)的50%,能夠與角質(zhì)層中的膽固醇和游離脂肪酸一起在改善皮膚屏障功能中起重要作用[50]。鞘磷脂抗皮膚炎癥主要是通過降低炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)、增強(qiáng)表皮層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度來實(shí)現(xiàn)的[51]。
3.2.1 維持皮膚水化
Haruta-Ono等[52]通過小鼠實(shí)驗(yàn)證實(shí),從牛奶中提取的SM經(jīng)食用后,能夠與皮膚中的SM相結(jié)合轉(zhuǎn)化為角質(zhì)層神經(jīng)酰胺,不僅提高了皮膚角質(zhì)層的神經(jīng)酰胺含量,而且還增加了角質(zhì)層的水化程度。他們還研究了牛奶SM濃縮物對(duì)無毛小鼠表皮屏障功能的劑量依賴性,最終確定每天攝入17 mgSM濃縮物足以改善無毛小鼠的表皮功能[50]。Haruta等[53]研究了喂食含6.9%SM的磷脂濃縮物對(duì)無毛小鼠表皮屏障功能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,無毛小鼠的角質(zhì)層水化率顯著增加,經(jīng)皮失水率呈下降趨勢(shì),膳食磷脂濃縮物能夠通過增加神經(jīng)酰胺的含量來改善表皮功能,從而產(chǎn)生較高的水化率。
3.2.2 抗皮膚炎癥
鞘磷脂不僅可以提高皮膚角質(zhì)層中神經(jīng)酰胺的含量,參與維持皮膚水化,還具有一定的抗皮炎作用[51]。
3.2.2.1 紫外線照射引起的皮膚炎癥
Oba等[54]研究了牛奶SM對(duì)單劑量紫外線照射誘導(dǎo)的無毛小鼠皮膚屏障缺陷的影響,發(fā)現(xiàn)SM補(bǔ)充劑顯著維持共價(jià)結(jié)合的ω-羥基神經(jīng)酰胺水平和下調(diào)急性炎癥相關(guān)基因的mRNA水平,對(duì)表皮結(jié)構(gòu)有調(diào)節(jié)作用,可以幫助防止UV-B輻射后引起的皮膚損傷。Russell等[55]的研究也表明牛奶鞘磷脂,作用于皮膚細(xì)胞,可以保護(hù)它們免受紫外線輻射的影響,從而減輕日光性皮膚炎癥。
3.2.2.2 缺鎂引起的皮膚炎癥
眾所周知,長(zhǎng)期食用缺鎂飲食會(huì)導(dǎo)致皮膚屏障功能缺陷,其特征主要表現(xiàn)為經(jīng)皮水分丟失增加、皮膚水合作用減少和皮膚炎癥[56]。Morifuji等[56]用含有16%鞘磷脂的牛奶磷脂濃縮液喂食了缺鎂飲食的無毛小鼠,結(jié)果發(fā)現(xiàn):乳鞘磷脂可以通過增強(qiáng)表皮層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,抑制缺鎂飲食的無毛小鼠皮膚炎癥的發(fā)生。此外,Duan等[57]通過建立缺鎂飲食小鼠誘導(dǎo)的特異性皮炎模型,研究了膳食葡萄糖神經(jīng)酰胺和鞘磷脂對(duì)皮膚功能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):膳食鞘磷脂可顯著上調(diào)特應(yīng)性皮炎皮膚模型表皮中神經(jīng)酰胺合成酶的表達(dá),證實(shí)了飲食中的葡萄糖神經(jīng)酰胺和SM可加速受損皮膚屏障功能的恢復(fù)。
除此之外,Takeshima等[51]通過建立氯化苦參堿誘導(dǎo)的小鼠特應(yīng)性皮炎模型,用含有鞘磷脂的飲食喂養(yǎng)小鼠后,對(duì)小鼠的皮膚外觀及相關(guān)炎癥細(xì)胞因子表達(dá)水平進(jìn)行了評(píng)估。結(jié)果發(fā)現(xiàn):乳源性鞘磷脂可通過降低炎癥細(xì)胞因子的表達(dá)、肥大細(xì)胞的浸潤(rùn)和活化而抑制全身炎癥和外周炎癥。
癌癥作為當(dāng)代死亡率最高的疾病之一,目前對(duì)于其預(yù)防及治療的研究問題已成為熱點(diǎn)。近年來,有研究發(fā)現(xiàn),鞘磷脂與多種疾病的發(fā)生、發(fā)展和治療有密切關(guān)系[23]。尤其是對(duì)結(jié)腸癌,它的發(fā)病除了受腸道炎癥的影響,另一方面便是飲食因素[58]。有研究發(fā)現(xiàn),食物中的SM具有促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡,抑制其增殖的作用[58]。
其作用機(jī)理在于食物中的鞘磷脂主要是由堿性鞘磷脂酶進(jìn)行消化的,堿性鞘磷脂酶來源于膽汁和小腸壁,對(duì)膳食中鞘磷脂的水解能力相對(duì)較弱[59]。因此,飲食中的鞘磷脂在腸道中不容易被吸收,更多的到達(dá)結(jié)腸[60-61]。一些動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),膳食中的SM可通過調(diào)節(jié)結(jié)腸癌發(fā)生早期表達(dá)的蛋白質(zhì),從而抑制結(jié)腸癌細(xì)胞增殖,使得SM在結(jié)腸癌發(fā)生過程中可能成為一種潛在的治療候選藥物[62]。
Moschetta等[58]研究了SM對(duì)脫氧膽酸鹽誘導(dǎo)的結(jié)腸癌Caco-2細(xì)胞的增殖和凋亡的影響,發(fā)現(xiàn)鞘磷脂劑量依賴性地抑制Caco-2細(xì)胞凋亡和過度增殖。Mazzei等[63]研究了在腸上皮和免疫細(xì)胞中缺乏功能性過氧化物酶體增殖物激活受體γ的小鼠中,飲食鞘磷脂對(duì)葡聚糖硫酸鈉誘導(dǎo)的結(jié)腸炎和氧化偶氮甲烷誘導(dǎo)的結(jié)腸癌的作用,結(jié)果發(fā)現(xiàn):膳食SM降低了兩種基因型小鼠的疾病活動(dòng)和結(jié)腸炎癥損傷,能夠抑制結(jié)腸炎癥引起的小鼠結(jié)腸癌。Leucht等[64]研究證明了SM在人結(jié)腸癌細(xì)胞HT-29和原代腸上皮細(xì)胞中,可通過誘導(dǎo)組織蛋白酶D的激活和增強(qiáng)BH3-相互作用域死亡激動(dòng)劑(BH3-interacting domain death agonist,BID) 的切割作用,從而促進(jìn)結(jié)腸癌細(xì)胞凋亡。其中,組織蛋白酶D與腫瘤壞死因子介導(dǎo)的細(xì)胞凋亡有關(guān),BID是B細(xì)胞淋巴瘤/白血病-2(B-cell lymphoma/leukemia-2,Bcl-2)蛋白家族中的促凋亡成員。
髓鞘是一層脂肪組織,是指包圍有鞘神經(jīng)纖維軸索的管狀外膜,由髓磷脂構(gòu)成,故又稱髓磷脂鞘。髓鞘發(fā)展過程中,使神經(jīng)興奮在沿神經(jīng)纖維傳導(dǎo)時(shí)速度加快,并保證其定向傳導(dǎo),是新生兒的神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)展必不可少的過程[65]。SM及其代謝物是圍繞一些神經(jīng)元軸突的髓鞘中樞神經(jīng)系統(tǒng)的基本組分,因此,補(bǔ)充鞘磷脂具有促進(jìn)嬰兒神經(jīng)發(fā)育的功能[66]。
Oshida等[67]對(duì)發(fā)育中的大鼠的研究表明,飲食中的SM可以促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的髓鞘形成,具有提高神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)速度的作用。此外,Tanaka等[68]研究了鞘磷脂對(duì)早產(chǎn)兒的精神、運(yùn)動(dòng)和行為發(fā)育的影響,結(jié)果表明,給低出生體重兒使用SM強(qiáng)化乳進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)干預(yù),對(duì)于其神經(jīng)行為的發(fā)育有積極作用。
綜上,當(dāng)前食品中鞘磷脂的提取方法以有機(jī)溶劑提取為主,該方法存在溶劑殘留的問題,檢測(cè)常采用高效液相色譜法,已經(jīng)基本能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鞘磷脂進(jìn)行定性定量分析,只是檢測(cè)結(jié)果易受檢測(cè)器類型、流動(dòng)相的種類和比例及色譜柱類型等因素的影響,進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)鞘磷脂的提取工藝和檢測(cè)方法具有廣闊的前景。此外,鞘磷脂作為食品中的一種天然成分,許多研究已經(jīng)證明,其在降低血脂、改善皮膚屏障功能、促進(jìn)嬰兒神經(jīng)元發(fā)育等方面具有較強(qiáng)的生物功能,但目前對(duì)鞘磷脂的研究主要集中于動(dòng)物實(shí)驗(yàn),缺乏對(duì)人的相關(guān)研究,進(jìn)一步對(duì)鞘磷脂的功能特性進(jìn)行深入驗(yàn)證,以使鞘磷脂能夠作為一種新型的降血脂、保護(hù)皮膚、抗炎等“功能性食品”因子,起到調(diào)節(jié)人體機(jī)能的作用,具有重要意義。同時(shí),國(guó)內(nèi)外以鞘磷脂為原料加工的食品還較為缺乏,因此,今后研究與開發(fā)以鞘磷脂為原料的功能性食品具有巨大的市場(chǎng)發(fā)展空間。