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纳豆激酶溶栓功效及开发应用前景_郭颖
关键词: 纳豆, 纳豆激酶, 溶栓酶
Abstr act :Na ttokina s e is a n a c tive ing re d ie nt of tra d itiona l J a p a ne s e food na tto, c onta ining a fib rinolytic e nzyme tha t e ffe c tive ly b re a ks d own thromb us . Due to its s ma ll mole c ula r we ig ht a nd d ig e s tib ility, na ttokina s e is the hots p ot of ne w g e ne ra tion me d ic ine tha t d is s olve s thromb us . In this a rtic le , the func tions of na ttokina s e we re introd uc e d a nd the a p p lic a tion wa s p ros p e c te d .
1 纳豆激酶溶栓特性
1.1 血栓的形成
收稿日期: 2006- 09- 07 作者简介: 郭颖( 1982- ) , 女, 在读硕士研究生, 研究方向: 蛋白质资源
开发利用。 基金项目: 辽宁省教育厅 A 类科技项目( 2004D229) 。
动脉硬化症的演变过程是多方面的。患者可能 仅在心脏冠状动脉中发生局部的血栓或凝块, 从而 导致心脏病; 或在颈动脉的分枝中形成导致中风; 又 或在四肢血管中形成引起肺栓塞。凝块的主要成分 是纤维蛋白, 就其结构及组成来看, 它们由丝状纤维 蛋白构成。血栓的形成主要是通过纤维蛋白的逐渐 堆积和( 或) 使人体不能有效地将丝状纤维蛋白分解 为其产物。
自然存在的溶血栓酶产生于血管内的内皮细 胞。随着年龄的增长, 这些酶的生成速度减慢, 血液 趋于凝结, 这样导致凝块产生。凝块可以在任何年龄 段形成, 因而近年来血栓栓塞症及其治疗方法受到 了人们的广泛关注。因此, 即使年轻人也可以使用纳 豆或纳豆激酶作为预防血栓的药物。
1.2 纳豆激酶的溶栓机理
研究表明, 纳豆激酶能直接溶解纤维蛋白和作 用 于 血 纤 维 蛋 白 溶 酶 间 接 溶 栓[1]。在 凝 块 溶 解 过 程 中 ,
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综述
过刺激血纤维蛋白溶酶原的产生来促进纤维蛋白溶 解[7]。因为在体外实验中 , 纳豆激酶比血纤维蛋白溶 酶更有效的抑制纤维蛋白, 所以, 纳豆激酶是更有效 的纤溶药物。 1.4.4.2 大蒜 油炸蒜和生蒜都能显著增加血清中纤 溶物质的活性, 并且将纤维蛋白原和血纤维蛋白肽 减少 10%。被血纤维蛋白溶酶原激活的链激酶和血 纤维蛋白肽 Bβ15- 42 也 被 增 加 近 10%[8]。 但 是 由 于 大蒜本身的特殊性质, 很难处理及保存, 所以目前市 场上理想的大蒜产品还少之又少。 1.4.4.3 人参 人参能抑制纤维蛋白原转化为纤维蛋 白。据报道, 草本植物的作用机理是促进尿激酶催化 作 用 下 的 纤 维 蛋 白 溶 解[9]。由 于 人 参 的 草 本 植 物 性 质 决定了产量上的限制。
1.3 传统溶栓疗法
传统溶栓疗法是针对急性心脏病突发而就诊的 患者通过静脉注射溶栓药物来治疗的。主要溶栓药 物是组织型血 纤 维 蛋 白 溶 酶 原 激 活 剂 ( t- PAs) , 如 变 性 剂 、激 活 剂 及 几 种 其 衍 生 物 , 包 括 尿 激 酶 、链 激 酶 和葡激酶。t- PA 是治疗突发性心脏病的主要药物。传 统的溶血栓或凝块降解的疗法, 每年对数以百万计 的急性心肌梗塞病人进行治疗, 其将死亡率减少了 30%~50%, 这一数字说明只有部分患者从中受益, 为 其它疗法留有空间。
关于血管堵塞引起的心脏病和中风的成因有几 种其它学说, 能够被接受的解释是动脉堵塞变硬, 血 小板粘性增大, 释放血小板衍生物, 导致动脉血管壁 上的平滑肌细胞增生扩散。这样增加了平滑肌细胞 向血小板和脂质的渗透性, 特别是低密度脂蛋白。随 着低密度脂蛋白增加, 它进一步向动脉血管壁渗透。 动脉壁上的血小板形成良性肿瘤 ( 一种单克隆突变 体) 。纤维蛋白过剩、自由基分子、慢性炎症、胆固醇 氧 化 、低 密 度 脂 蛋 白 氧 化 、环 境 中 的 碳 氢 化 合 物 和 其 它因素加剧了病变。
Key wor ds:na tto; na ttokina s e ; thromb olytic e nzyme
中图分类号: TS201.2+5 文献标识码: A 文 章 编 号 : 1002- 0306( 2007) 03- 0225- 04
纳豆是将蒸煮后的大豆接种纳豆芽孢杆菌发酵 制 成 的 , 具 有 很 丰 富 的 营 养 价 值 , 富 含 蛋 白 质 、各 种 氨 基 酸 、维 生 素 、矿 物 质 , 是 一 种 很 具 价 值 的 营 养 食 品, 早在伊多时代后期( 1600~1868) 已成为日本 文 化 的一部分。1987 年日本须见洋行博士发现纳豆中的 强纤 溶 物 质 纳 豆 激 酶 ( Nattokinase, NK) [1]。 纳 豆 激 酶 因与链激酶、尿激酶等溶血栓药物具有同样的功能 而得名,也因其开发为溶栓药物的巨大潜力备受世界 瞩目。经过 20 年来各国研究人员的努力, 目前纳 豆 激酶的生化特性、溶栓作用机制和分离纯化方法已 经被人们所了解, 纳豆激酶类药品及保健食品的研 究工作正在进行当中。
另两类治疗药物分别是抗血小板凝结药物和抗 凝血剂。
1.4 纳豆激酶与其它溶血栓药物的比较
纳豆激酶( Nattokinase, NK) 较之传统纤溶 性 药 物纳豆激酶在几个方面具有优势, 纳豆激酶属于口 服药, 这样就比注射针剂更具有安全性, 同时也减轻 了 肾 脏 的 负 担 。 纳 豆 激 酶 分 子 量 远 远 小 于 尿 激 酶 、t- PA, 是 一 个 单 链 蛋 白 , 易 被 人 体 吸 收 , 且 作 用 时 间 长 ( 大于 8h) , 因此有可能成为口服性药物; 与传统纤溶 性药物相比, 纳豆激酶作用下纤溶蛋白衍生物产生 过 程 可 持 续 8h, 一 定 条 件 下 持 续 12h; 据 相 关 报 道 , 纳豆能阻止血凝并且促使已经存在的凝块消溶; 纳 豆激酶属微生物产品, 可以通过液体发酵生产, 造价 低廉。 1.4.1 溶栓剂 1.4.1.1 血 浆 酶 原 活 性 组 织 ( Tissue plasminogen activators, t- PA) 这 是 当 患 者 突 发 心 肌 梗 塞 或 中 风 入 院 治 疗 时 所 使 用 的 溶 血 栓 方 法 , t- PA 在 病 症 开 始 发作后 3~6h 内有效[3]。这种药物的价格相当昂贵, 每 剂可达 2200 美元, 然而当有不易溶的血栓存 在 时 , 这种紧急救治的有效与否尚无定论。当与肝磷脂联 合使用时, t- PA 比溶栓酶或尿激酶更加有效。在许多 情况下, 紧急入院治疗会因时间延误而使治疗无效。 而纳豆激酶作为一种保健食品, 起到了日常预防的 作用, 一定程度上避免了生命无谓的损失。 1.4.1.2 尿激酶( Urokinase, UK) 在治疗中, 尿激酶常 被用作溶纤维素丝氨酸蛋白酶, 控制心房室内血液 凝块通过Ⅳ导管流出, 血栓在心脏、血管或肺部得以 消溶。但作为丝氨酸蛋白酶它会涉及到肿瘤的生长 和转移。利用尿激酶抑制剂治疗早期癌症的研究正 在展开。它的优点是无抗原性, 无热原性, 可连续用 药半个月以上, 缺点是选择性差, 治疗的同时会降解
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食品工业科技
Science and T echnology of Food I ndustry
综述
纳豆激酶催化尿激酶原转变成尿激酶, 同时催化了 纤维蛋白降解为其它产物, 并将血纤维蛋白溶酶原 ( 血浆酶原) 转化为血纤维蛋白溶酶。纳豆激酶也增 加了血纤维蛋白溶酶组织中的活性物质, 进一步促 进纤维蛋白的溶解和凝块的缩小, 通过减少血栓的 形成降低血小板沉积速度, 使动脉硬化有所改善。
综述Vol.28,NFra bibliotek.03,2007
食品工业科技
纳豆激酶溶栓功效 及开发应用前景
郭 颖, 孔繁东, 祖国仁, 季 瑛 ( 大连轻工业学院生物与食品工程学院, 辽宁大连 116034)
摘 要: 纳豆激酶是日本传统食品纳豆中的活性成分之一, 具有强 效 溶 血 栓 作 用 , 因 其 分 子 量 小 、易 吸 收 且 安 全 , 目 前 是 新一代溶栓药物研究关注的热点。本文在介绍纳豆激 酶的溶栓作用基础上, 简要概括了纳豆激酶的开发应 用前景。
血纤维蛋白原。尿激酶的半衰期为 4~20min, 而纳豆 激酶的活性可持续 8~12h[4], 从这个意义上讲, 纳豆激 酶更加经济。从功效方面看, 纳豆激酶抑制纤维蛋白的 效果较尿激酶或血纤维蛋白溶酶更好, 且相对耐热。 1.4.1.3 链 激 酶 ( Streptokinase, SK) 链 激 酶 常 用 于 急 救,作为 IV 溶血栓剂。它每次治疗约为 200 美元的价 格 更 加 合 理 , 其 药 效 比 t- PA 长 ( 约 12h) [5], 据 报 道 较 t- PA 引起的出血量少。链激酶被用于治疗早期心肌 梗塞, 特别是在发作 6h 内入院治疗的急性早期 心 肌 梗塞, 它也被用来治疗急性肺部血栓和组织动脉血 栓[3]。SK 的优点是有效, 其冠脉开通率为 50%; 缺 点 是抗原性强, 易引起变态反应, 还可能出现低血压, 即 副 作 用 过 大 、禁 忌 症 多 , 连 续 用 药 不 可 超 过 7d, 对 于治疗中风不如 t- PA 有效。 1.4.1.4 蚓激酶 ( Lumbrokinase) 它是采用生化 分 离 技术从特殊蚯蚓中分离出来的一种丝氨酸蛋白酶, 具有激活人体内的纤维蛋白溶酶原和溶解体内血栓 的作用。在兔体内试验, 蚓激酶不仅抑制血栓形成, 而且有很好的溶解血栓作用; 在大鼠实验性脑缺血 中应用, 蚓激酶可溶解血栓, 改善脑缺血状况。中科 院生物物理研究所和江中制药厂共同研制了新一代 全 天 然 抗 血 栓 药— ——江 中 博 洛 克 为 肠 溶 衣 胶 囊 , 解 决了溶栓剂口服无效的问题, 进人胃内后不被破坏, 既保证了疗效, 又服用方便。但是它的副作用也很明 显, 容易导致出血等。 1.4.2 血小板凝结抑制剂 1.4.2.1 阿斯匹林 较其它药物更广泛的被应用于防 止周期性中风。阿斯匹林通过减少血小板凝结和抑 制血液凝块来发挥药效。阿斯匹林不可逆地抑制环 氧酶 , 促进凝血噁烷 A2( TA2) 的产生。TA2 是血小板凝 结和血管收缩的引导物。人体每天摄入 30mg 阿斯匹 林就可以完全抑制血小板环氧酶。 1.4.2.2 其它常规血小板凝结抑制剂 有研究逆向测 试了单独使用阿斯匹林能否更好的抑制血小板凝结 和心肌梗塞, 同时研究了阿斯匹林联合其它药物的 作用, 但结果尚未可知[6]。 1.4.3 抗凝血剂 1.4.3.1 香豆素衍生物 香豆素衍生物 ( 杀鼠灵和血 液 防 凝 剂 ) 影 响 血 液 凝 块 形 成 速 度 的 因 素 是Ⅶ、Ⅸ、 Ⅹ和Ⅱ( 凝血素) 。结果发现 , PT 和 PTT 的 转 化 主 要 通过抗凝血剂实现, 而不是通过抗血小板凝结药物。 服 用 香 豆 素 衍 生 物 的 患 者 需 要 通 过 控 制 PT 和 PTT 来优化给药量, 以防止过量出血。 1.4.3.2 肝磷脂 肝磷脂抑制血栓症是通过使 X 失活 和抑制凝血素转化为血栓来完成的。X 的活化阶段 是凝血过程的限速步骤。 1.4.4 天然产品 1.4.4.1 菠萝蛋白酶 已有报道证明, 菠萝蛋白酶通