二十八烷醇的生理功能与应用进展

王晓红，刘进丰，徐 涛，刘金荣，金 杰，龚秀清

(1上海大学材料基因组工程研究院，上海 200444； 2 湖州圣涛生物技术有限公司，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类良好的生物活性化合物，并且具有优异的性能，大量的研究学者致力于该物质的提取制备[2]、生理功能的研究与应用[3-7]。就目前而言，该物质的性能主要表现在：(1)增强耐力，抗疲劳；(2)促进新陈代谢；(3)耐缺氧；(4)降血脂，抗动脉粥样硬化；(5)抑制肝脏氧代谢紊乱与急性肝损；(6)抗炎；(7)抗肿瘤；(8)改善睡眠质量；(9)治疗帕金森症；(10)促进皮肤血液循环；(11)影响动物的生长以及生殖功能等。因此，该物质作为一类天然的健康添加剂，目前已经在天然保健品、药品、运动饮料、化妆品、动物饲料中广泛应用，其研发和提纯为国内外的研究重点。目前提纯该物质常见的方法主要包括精馏法[8]、结晶法[9]、分子蒸馏法[10]和超临界CO2萃取[11]。本文综述了二十八烷醇的生理功能以及提取手段等方面的研究进展，并对其应用前景作出了展望。

1 二十八烷醇的生理功能

二十八烷醇具有极好的生物安全性，对小鼠口服灌胃给药并进行毒性研究，发现其LD50值可达到18 000mg/kg，说明其安全性很高。大量的研究学者致力于该物质生理功能的研究与应用[4]。

1.1 增强耐力、抗疲劳、抗缺氧

研究表明，该物质能够提升人体的耐力、快速恢复体力[12-16]，以及改善活动后的体液内的相关生理指标等功能。钟耕等[17]研究发现，该物质能够延长小鼠负重游泳时长，升高其体液中肝糖原的含量，并且能够显著减小小鼠活动后血清内的尿素浓度。杨小英等[18]研究发现，该物质可以有效减弱超负荷运动后心肌脂质过氧化的影响，同时提升大鼠体内的抗氧化酶SDT的生物活性，防止心肌受损，两者协同作用，使得小鼠的抗疲劳能力大大提高[18]。同时，该物质可以调控运动疲劳性大鼠的心肌内分泌能力，可有效地保护心脏，增强小鼠耐力[19]。董艳国等[20]研究表明，二十八烷醇具有缓解小鼠疲劳的作用。

二十八烷醇有助于机体在缺氧条件下的耐受性，提高机体在高原条件下的作业能力。高钰琪等[21]对驻3 700m高原1年以上的38位健康男性采用双盲法划分成实验组和对照组测试二十八烷醇对高原军事作业能力的影响，证实了二十八烷醇能够提高血液中氧的储备，从而提高人体的劳动力。他们还观察了缺氧条件下两组小鼠的心脑组织的微结构，结果发现，喂食二十八烷醇的小鼠心脏、大脑组织的水肿情况远远小于对照组。二十八烷醇可以保护缺氧状态下的心脑组织，有益于维持密闭缺氧条件下心脑组织正常功能[22]。

1.2 促进新陈代谢

二十八烷醇具有促进机体新陈代谢的功能[23-24]。研究发现，该物质不仅能够加速大鼠在运动时的肌糖原的消耗以及脂肪代谢[25]，还能够有效增强大鼠心肌以及PFK、NADH-Tr、琥珀酸脱氢酶(SDH)以及ATP酶的活性，尤其对ATP酶的活性增强作用最为明显[26]，由此表明，该物质可以加速小鼠的心肌以及骨骼肌的能量消耗。摄入适量的该物质，大鼠体内的肾上腺素和胰高血糖素的分泌明显提高，同时增大了肝和肌肉里的GS的表达，该种基因的充分表达促进了机体内糖原的代谢[27]。北京体育大学[15]曾对32名运动员服用二十八烷醇进行35d的减重试验，该试验分低、中、高剂量组和对照组，中剂量组的减肥效果最为明显，平均体重下降2.45kg，脂肪下降2.27kg，体脂率下降2.09%。该研究还证明该物质对人体瘦素受体的作用及其良好减肥减脂效果。

1.3 降血脂、降胆固醇

早在2006年，钟耕等[17]已经证实，二十八烷醇具有降低血脂的功能。祁晓鸣等[28]提出，二十八烷醇的降血脂功效与用量有关，较高用量的该物质可以显著减小血清中的TG、TC以及LDL-C含量，对HDL-C没有明显作用；而低剂量的仅对血清里的TC浓度有影响。Dev K. Singh等[29]研究提出，二十八烷醇降低血清中的胆固醇含量，是通过AMP-激酶的磷酸化来激活酶活性，从而减小HMG-CoA酶活性，达到控制血清中胆固醇合成的目的。Simonetta Oliaro-Bosso 等[30]合成二十碳醇和二十八碳二烯醇，用于调节HMGCoA酶的活性，用于控制血清中胆固醇含量。Giuseppe Marazzi等[31]制备出一种含有二十八烷醇的多效混合营养剂，可以显著降低高胆固醇老年患者胆固醇血症，并且表现出极高的安全性和耐受性。此外，该物质还被用于高胆固醇儿童的治疗，可以调节儿童血清内的胆固醇量[32]。

国内外许多研究与临床试验己证明，二十八烷醇在治疗二型高血脂方面的效果等同于或高于普通的降血脂药物，且副作用小，耐受性更好。有试验随机选取了3万多名患者进行分组，对其分别施行短期或者长期治疗，结果发现，高级脂肪烷醇能够快速有效并安全地降低患者体内的胆固醇水平。经试验数据表明，当首次短期(6～8w)使用高级烷醇混合物制品进行治疗时，胆固醇含量明显降低，然而若是继续使用该混合物治疗(2个月)并加大使用剂量(20mg)，会发现LDL的含量虽然能够降低约25%～30%，但是HDL的含量则会明显升高15%～25%。

1.4 抗动脉硬化

二十八烷醇对于治疗人体动脉粥样硬化造成的血管损伤具有一定的缓解、辅助效果。Fraga等研究发现，二十八烷醇对于缓解、降低血液中脂质的过氧化作用有一定效果，特别是对于CCL有遏制作用，从而引起大鼠肝微粒体中脂类物质的过氧化表达；与此同时，其不仅能够削弱VLDL的氧化作用，还可以阻遏Cu2+诱导的大鼠脂蛋白发生过氧化反应[33]。在动脉粥样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]对饲喂二十八烷醇的大鼠进行不同周期(4、8、10w)的观察，发现小鼠血清中的TG、TC、LDL-C、TBA的水平呈现出不同程度的下降，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预防肝功能硬化。

1.5 抗炎、提高免疫功能、抗肿瘤

二十八烷醇对于机体的炎症反应和疼痛缓解也有一定效果[36]。有学者曾经从亚马逊当地一类用于医治疟疾的Sabiceaspecies的叶子中分离得到了二十八烷醇，经试验证明，该物质有镇痛和消炎的功效[37]，这是首次发现该物质是一类抗炎活性化合物。从月见草油的非三酰甘油部分中分离出来的长链脂肪醇物质，其中二十八烷醇占7.64%[38]，经试验表明，这些混合物可以有效地抑制白细胞介素 1β和肿瘤坏死因子 α(TNF-α)的分泌，从而达到消炎抗肿瘤的作用。此外，该物质还可以有效降低结肠炎小鼠患者结肠损伤率，阻碍炎症因子的表达，从而达到预防的功效[39]。在体外，二十八烷醇给药显著降低了促炎细胞因子的mRNA或蛋白质的表达以及c-Jun N端激酶和p38的磷酸化，并且还部分阻止了脂多糖(LPS)诱导的NF-κB和AP-1的易位[40]，达到治疗炎症的目的。二十八烷醇能够通过提高小鼠机体的SRBC-DTH以及脾脏指标，从而引起其脾组织中T、B淋巴细胞的快速分裂增殖和B 细胞溶血素抗体的产生[12]。有研究证明，运动员若是每天在运动前食用20mg剂量的二十八烷醇，其血液中T淋巴细胞的CD4/CD8值会显著增高，从而增强机体的免疫力[41]。

1.6 防治帕金森综合症与阿兹海默病

二十八烷醇因为被证明安全性高，且对于神经系统具有一定保护、滋养作用，在防治阿兹海默病等疾病中的细胞损失方面具有良好的效果，己在老年神经病学领域中受到了人们的广泛关注。Wang Tao等[42]研究了二十八烷醇对6-羟基多巴胺诱导的帕金森病大鼠的保护效果，并探讨该物质是否对前神经生长因子(pro-NGF)、NGF和下游效应蛋白有影响。结果表明，服用该物质(35～70mg / kg，服用14d)显著缓解了由6-OHDA诱导的大鼠的行为障碍，并剂量依赖性地保持了纹状体的自由基清除能力。 二十八烷醇处理也有效地改善了黑质纹状体系统中TH阳性神经元细胞的形态，并减少了纹状体中6-OHDA诱导的凋亡细胞。 此外，二十八烷醇显著阻断了6-OHDA诱导的proNGFp75NTR-分拣蛋白死亡信号复合物及其下游效应蛋白的过多表达。同时，二十八烷醇阻止细胞存活引导因子NGF，以及其受体TrkA和p-Akt水平的降低，从而证实二十八烷醇对帕金森病症的治疗可能是通过调节体内proNGF∶NGF和各自的受体p75NTR∶TrkA的比率来改善神经微环境，以达到治疗的目的。此外，他们还发现口服二十八烷醇(100mg/kg)显著改善了MPTP处理的小鼠的行为障碍，并显著改善了黑质中酪氨酸羟化酶阳性神经元细胞的形态表现。此外，二十八烷醇阻断了MPTP诱导的p38MAPK和JNK磷酸化，但阻断了ERK1/2。这些发现暗示二十八烷醇提供的保护作用可能是通过阻断体内信号转导中p38MAPK和JNK的磷酸化来实现的。二十八烷醇具有优异的耐受性，可能被认为是治疗帕金森病临床应用的候选药物[43]。

1.7 治疗压力性失眠

Mahesh K. Kaushik等[44]第一次证明了二十八烷醇是一种具有睡眠诱导潜力的强效抗压力化合物[44]。二十八烷醇通过增加睡眠次数和减少尾流持续时间来诱导睡眠。二十八烷醇(200mg / kg)给药后血浆皮质酮水平显著减小，表明应激水平下降。二十八烷醇引起的应激小鼠睡眠—觉醒参数的变化与正常小鼠的值相当。

1.8 防治骨质疏松症

二十八烷醇可以用于预防骨质疏松。Noam 等[45]用去卵巢的大鼠作为实验模型，研究了分别给予不同实验组大鼠30mg/(kg·d)的17β-雌二醇、50mg/(kg·d)的普利醇、200mg/(kg·d)的普利醇90d后的大鼠骨骼变化情况。在经过一段时间的饲养之后，发现普利醇给药组大鼠的骨骼中Ca2+的流失量有显著下降，骨小梁间的连接缝隙也有所收缩，不仅如此，大鼠体内骨小梁的数量和厚度也以极快的速度在增加，这些现象说明普利醇由于具有二十八烷醇结构，因此对于缓解、治疗绝经后妇女的骨质疏松症有一定的预防效果。Masuko等[23]也以大鼠为实验对象，对其进行高碳脂肪醇混合物的饲喂试验，在饲养1个月后进行骨骼强度的测试，结果发现，饲喂组鼠的骨骼断裂损坏指标可达到约5.07达因，相较于未曾饲喂组鼠的4.70达因，说明食用二十八烷醇能够增强动物机体骨骼的强硬度。对两组鼠的骨骼成分进行分析比较，发现给药组大鼠骨骼细胞中Ca2+和P3+的浓度都有很大提升，从另一方面表明二十八烷醇对于缓解、治疗骨质疏松症具有一定作用。

1.9 抗肿瘤

G. Thippeswamy等[46]首次报道了二十八烷醇可以作为一种新的抗血管生成和抗肿瘤药物，对体内血管生成试验具有抑制作用。该研究表明，该物质有下述功能：(1)阻碍内皮细胞和艾氏腹水肿瘤细胞的增殖；(2)阻碍胆管尿囊膜和角膜中血管生成因子诱导的新血管生成；(3)抑制体内生长的肿瘤细胞中腹水的分泌。作用机制为二十八烷醇通过肿瘤细胞抑制血管内皮生长因子向腹水中的分泌。在分子水平上，二十八烷醇显著抑制基质MMPs的活性和-bkappaNB向核的转位。二十八烷醇抑制血管生成的机制反映了其对肿瘤血管生成和转移的作用。Bingyang Chu等[47]指出，二十八烷醇通过抑制基质金属蛋白酶(MMPs)的活性和转录因子(核因子-κB，NF-kB)向细胞核的转移，表现出极好地抗肿瘤活性。在该小组的研究中，利用聚(乙二醇)衍生的二十八烷醇共聚物作为药物载体来提高紫杉醇商业制剂的抗肿瘤活性和消除毒性。结果表明，该类运载紫杉醇的胶束在体内有显著的抗肿瘤性能，在4T1乳腺癌中有较低的全身毒性。

1.10 抑制血小板凝结

具有二十八烷醇结构的普利醇可能对于阻遏血小板的凝集有很好的效果。有研究在给蒙古跳鼠饲喂200mg/kg的普利醇后，经过长期饲养实验，发现蒙古跳鼠由于大脑梗塞而造成的死亡数明显下降，原因可能是因为二十八烷醇降低了跳鼠体内由花生四烯酸、胶原和二磷酸腺苷(ADP)的浓度，从而阻遏了其共同引发的血小板的凝集作用[32]。GastnoG等[48]以患有糖尿病的老年人为研究对象，给他们以10mg/d的剂量食用普利醇，42d后发现其血液中对于浓度为1.5、3mmol/L的花生四烯酸、1mmol/L的ADP以及0.5mmol/L的胶原各自引起的血小板凝聚的抑制程度分别可达到45%、70%、20%和17%，数据证明二十八烷醇对于血小板的凝集有很好的抑制效果。Arruzazabal等[49]在此基础上又进行了不同浓度普利醇对血小板凝集作用抑制程度的影响，发现当普利醇浓度在5～20mg时，其对于血小板凝集为浓度依赖型抑制作用，随着浓度增高抑制率也增加；而当普利醇浓度>20mg时，其抑制作用开始逐渐呈现出稳定趋势，不会随浓度的变化大幅度改变。也就是说，普利醇对于血小板凝集相关的出血、凝血时间等指标都没有太大影响。在此研究之后，Menendez又发现二十八烷醇对于抵抗肾上腺素引起的血小板凝集程度为32.6%，远大于阿司匹林的21.9%。

1.11 保护肝脏、心脏

二十八烷醇可减弱用四氯化碳(CCl4)中毒的大鼠的肝损导致的氧代谢紊乱[50]。给予CCl4中毒6h后的大鼠口服该物质(10、50或100mg /kg)，中毒24h后血清转氨酶活性增大，肝超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性和谷胱甘肽(GSH)含量降低，并且这些变化对剂量呈现依赖性关系。该物质可以减少CCl4-中毒大鼠中与急性肝损进展相关的肝活性氧代谢紊乱，起到保护肝脏的作用。

二十八烷醇还具有保护心肌细胞线粒体、预防心肌出现损坏的作用。有试验表明，其不仅能够在一定程度上增强大鼠的运动机能，有效调节心肌细胞的内分泌，还能够减少力竭运动后大鼠心肌细胞线粒体内MDA的数量，增强SOD以及GSH-Px等抗氧化酶的活力状态。究其原因是因为在经历力竭运动之后，大鼠机体内会有很多自由基出现，这些自由基会对心肌细胞造成损害。而二十八烷醇则能够降低脂类物质的过氧化作用，从而减少自由基损害心肌细胞线粒体，保证细胞膜的完整性和结构特异性，最终达到保护心脏器官的目的[51]。

1.12 缓角2型糖尿病症状

二十八烷醇可通过降低血液中的TC、TG、LDL-C等的含量用于缓解2型糖尿病症状。在已进行的体外研究中发现，从米糠类食物中提取出的普利醇由于含有大量二十八烷醇，从而能够促进大量胰岛素的产生[52]，达到降低血糖的作用。不仅如此，其还能够减弱患者体内的抗胰岛素指数、减少总/低密度脂蛋白质的合成、降低患者血糖含量，同时缓解动脉血管的收缩[53]。事实证明，对患有2型糖尿病的病人进行为期8w的洛伐他汀和普利醇给药治疗，其血液中LDL-C、TG等指标的浓度有明显下降[54]。

1.13 对动物生殖系统以及生长的影响

L.Long等[55]研究发现，二十八烷醇是一种潜在的有效且安全的饲料添加剂，它可以提高肉鸡的饲料效率和肉质，增加内脏和胸肌产量。此外，L.Long等[56]还发现，日粮里添加二十八烷醇对蛋鸡产蛋能力、蛋品质、血清激素水平及生殖轴基因表达具有显著影响。此外，日常饲料中添加二十八烷醇，能够显著影响血清三碘甲状腺原氨酸、雌二醇、黄体酮等水平。摄入二十八烷醇，还可以促进蛋鸡卵泡里黄体生成素受体和催乳素受体的mRNA表达，并显著上调F1颗粒细胞的表达水平。Lei Long等[57]研究发现，二十八烷醇能促进断奶仔猪血液中碘甲状腺原氨酸(T3)、胰高血糖素(GU)、生长激素(GH)和肾上腺素(AD)的分泌，提高肌肉和肝脏组织中葡萄糖转运蛋白(GLUT-4)和腺苷单磷酸蛋白激酶(AMPK)的基因表达，通过激素和基因表达两条途径控制机体能量平衡，以提高生长性能、减轻断奶应激、减少腹泻的比例。 这些信息可能为开发二十八烷醇作为一种安全高效的饲料添加剂以及在家畜中应用的可能性提供科学依据。

2 二十八烷醇的分布和提取

2.1 二十八烷醇的分布

二十八烷醇是一种天然的高级醇，主要存在于动物的表皮内脏中和植物的根、茎等组织中。动物表皮和内脏中的二十八烷醇主要是以蜡和游离的状态存在。目前研究较多的是以蜡的形式存在的二十八烷醇，如羊毛蜡、虫胶蜡等，蜂蜡里该物质的含量相对较高。在水果里二十八烷醇主要是分布在果皮蜡质中，特别是苹果果皮里的含量较多，为221.8 mg/kg。少数果肉里也含有少量的该物质，比如李子和葡萄(含量分别为7.1、0.9mg/kg)。在坚果中，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较高，相对含量能达到75.25%和64.9%。农作物中，主要存在于大麦、玉米和大米中，相对含量分别为20.5%、68.8%和35.4%，且主要分布在农作物的胚芽和脱胚籽粒中。

2.2 二十八烷醇的提取

常见的二十八烷醇制备方法主要包括精馏法[8]、结晶法[9]、分子蒸馏法[10]和超临界CO2萃取[11]等。

精馏法主要是利用各物质的沸点不同对目标产物提取，该方法通常工艺要求较高，目标产物的纯度随精馏的次数增大而变高，但是精馏次数增大使得提取成本变高，同时精馏次数有一个最大值，次数超过最大值后再增多并不能得到更纯的产物。常压蒸馏的方法具有设备简单、成本低的优点，但是产品纯度低，需要结合其他提纯方法才能得到更纯的产物[8]。金宝渊等[58]使用减压精馏从蜂蜡里提取二十八烷醇。该方法选取的粗制品中杂质为低碳醇、高碳醇和脂肪烃，为了提取出目标物，采用精馏的方法，使用玻璃精馏柱，每次投料100g左右，最终能得到30g左右的二十八烷醇。

结晶法是将混合物溶于指定溶剂中，再冷却重结晶，控制冷却条件使得目标物质重结晶，从而提高其纯度。宋建华等[9]采用结晶法从中国特产虫蜡里分离出一种含有二十八烷醇的产品。

分子蒸馏法是一种在真空下操作的方法，该条件下蒸汽分子的平均自由程大于蒸发表面与冷凝表面间的距离，不同种类的物质分子运动过程中的平均自由程也是不同的，因此可以根据此差异达到分离不同物质的目的。该方法与常压蒸馏、减压蒸馏相比，有蒸发温度低、效果好、无污染等优势，最重要的是由于原理不同，使得常压和减压蒸馏不能分离的物质可以采用该方法进行分离。缺点则是装置较复杂、成本高。许松林等[10]采用分子蒸馏法从蜂蜡中提取该物质，该方法的优点是可以采用残夜作为下次蒸馏的原料进行反复蒸馏，从而提高产物的最终收率。张相年等[59]也通过分子蒸馏法进一步提纯高碳醇粗制品，选取的温度为200℃、压力为0.5Pa，最终得到的产物中高碳醇含量高达96%，其中二十八烷醇为16.7%。

超临界CO2萃取具有纯度高、适用范围广等优点，但成本较高，目前参数不完善限制了该方法的发展。陈渭萍[60]采用超临界CO2萃取从蔗渣里成功分离了二十八烷醇，分析了超临界CO2萃取方法中温度、压力、流量、时间和提携剂对萃取率的影响。张磊等[61]使用超临界CO2方法成功从米糠里分离了二十八烷醇，分析了不同温度、压力和时间下对萃取的影响，得到最优参数为萃取压力 50Pa、萃取温度 40℃、萃取时间50min。在该条件下获得的目标物纯度较高。随着分子蒸馏法和超临界CO2萃取的发展，单一的提取方法不再满足于工艺要求，可以尝试将两者相结合，得到纯度更高的目标物。

3 二十八烷醇的应用与前景

3.1 二十八烷醇的应用

二十八烷醇有着丰富的生理功能，具有很高的应用价值，目前在食品添加剂和药物方面应用很广，林小晖[62]在苦荞麦饮料中添加二十八烷醇，使得苦荞麦饮料具有消除疲劳、增强体力和耐力的功效，丰富了饮料功能性，提高了竞争力。张泽生等[63]发明了一种添加二十八烷醇的咖啡伴侣，该配方中含有不超过1%的二十八烷醇粉末，能起到抗疲劳、增强体力和降低胆固醇的作用，满足人们日益增长的需求。Gladys Castao等[64]研究发现，以二十八烷醇作为代表的多廿烷醇在老年高胆固醇血症患者的治疗中有效，安全性高且耐受性良好。高文祥等[65]成功将二十八烷醇应用在制备防治高原红细胞增多症药物中，使得胶囊能够有效降低长时间慢性缺氧引起的红细胞增加，且无毒副作用。

二十八烷醇在运动饮料和护肤品行业也有很重要的应用。杨飞等[66]发明了一种添加有二十八烷醇的饮料(添加量为0.1～5mg)，是一种典型的运动型饮料。该物质可以加速皮肤的血液循环，在化妆品中添加可以起到护肤的作用。

3.2 二十八烷醇的前景展望

二十八烷醇在植物和动物中均有少量分布，从小麦、大米等提取二十八烷醇具有一定的现实意义。以二十八烷醇为基础开发药物，应用于临床医学具有很广的研究空间。二十八烷醇可以弥补目前市场上的功能性饮料的不足。但是目前二十八烷醇的应用主要受几个因素限制：(1)制备提取工艺不成熟，消耗大，成本高；(2)二十八烷醇的毒理学安全性研究还是停留在动物实验上，临床应用较少。为了解决上述问题，二十八烷醇的未来发展方向是首先优化提取纯化工艺，建立一种成熟的提取纯化技术。同时加快该物质的临床研究进程，将理论应用在实际临床试验中。◇