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这篇综述聚焦藻类生物活性化合物,介绍其源自海洋和淡水藻类。阐述了主要活性化合物(如多糖、类胡萝卜素等)的结构、作用机制,探讨其抗氧化、抗炎等药用效果,分析面临的挑战及前沿技术,为藻类生物活性化合物的研究与应用提供全面参考。
引言
海洋和淡水环境蕴含丰富生物多样性,藻类便是其中重要一员。藻类分为大型藻类(macroalgae,即海藻)和微藻类(microalgae) 。大型藻类有红藻(Rhodophyta)、褐藻(Phaeophyceae)和绿藻(Chlorophyta);微藻类包含硅藻、甲藻和蓝细菌等。
藻类能产生众多具有独特结构和显著生物活性的初级和次级代谢产物,这些代谢产物在医药、营养保健品和化妆品领域备受关注。近年来,分析技术和生物技术工具的进步,加速了藻类源化合物的研究。然而,藻类化合物的临床转化受限,藻类物种组成、培养条件和提取方法的差异影响其产量和生物活性,且缺乏严格临床试验和完善监管途径。
大型藻类
藻类的分类存在争议,随着分子生物学和生物信息学工具的发展,分类信息不断更新。但从大小上,仍可分为大型藻类和微藻类,大型藻类在海洋环境中占主导,约 90% 的海洋植物物种属于大型藻类。
从藻类中提取的主要生物活性化合物类别
海洋藻类是生物活性化合物的重要来源,主要包括多糖(如岩藻依聚糖 fucoidans 和藻酸盐 alginate)、类胡萝卜素、间苯三酚单宁(phlorotannins)、ω-3 脂肪酸和生物活性肽等。这些化合物具有多种治疗特性,如多糖可调节免疫,在医药和食品等领域应用前景广阔。
大型藻类源化合物的安全性和生物利用度考量
大量体内(in vivo)和体外(in vitro)研究表明,大型藻类通常毒性较低。例如,多明戈江蓠(Gracilaria domingensis)即使在高剂量下也无明显毒性,江蓠提取物通过卤虫致死试验评估,也未发现显著毒性效应。体内实验还显示,给予相关提取物未引发不良影响,这为其作为安全的治疗候选物提供了支持。不过,像岩藻依聚糖这类高分子量化合物,生物利用度较低,是目前面临的一大挑战。
藻类源生物活性化合物的治疗效果
近三十年来,海洋海藻源生物活性化合物因具有抗氧化、抗菌、抗炎、抗肿瘤和抗病毒等广泛功能特性,受到越来越多的关注。这些特性使海洋藻类在化妆品、制药、医学和其他工业领域极具应用潜力。在抗氧化方面,藻类中的某些化合物能有效清除自由基;在抗肿瘤方面,部分藻类提取物可抑制肿瘤细胞生长。
结论
海洋大型藻类不仅在生态系统中至关重要,在生物技术领域也被视为有前景的生物资源,广泛应用于食品、化妆品、制药和生物技术等多个领域。其蕴含的生物活性化合物多样,包括多糖、多酚、类胡萝卜素、甾醇和生物碱等,对促进健康发挥着重要作用。但目前在藻类生物活性化合物的研究和应用中,还面临诸多挑战,需要结合先进技术和多领域合作,推动藻类生物技术从实验室走向临床应用,充分挖掘其治疗慢性疾病等方面的潜力,同时建立标准化流程,助力藻类源生物活性化合物的临床转化。