簡介
麥角硫因,INCI名為Ergothioneine(簡稱EGT),是一種稀有的天然手性氨基酸衍生物。1909年,Charles Tanret在研究破壞黑麥谷物的麥角真菌時,分離出了一種獨特的結(jié)晶體含硫化合物,隨后便將這種水溶性硫醇以麥角真菌命名為麥角硫因。在溶解的狀態(tài)下,麥角硫因以其硫酮和硫醇兩種結(jié)構(gòu)之間的互變異構(gòu)體的形式存在;而在生理pH值下,麥角硫因主要以硫酮的形式存在,因此只會與一些巰基試劑反應。另外,硫醇 - 二硫化物的標準氧化還原電位為0.06伏,而其他天然硫醇的氧化還原電位通常在0.2至0.32伏之間。結(jié)合來看,這兩種獨特的屬性在生理條件下賦予了麥角硫因更高的穩(wěn)定性,使其與別的抗氧化硫醇(如谷胱甘肽)相比更不容易發(fā)生自動氧化反應。
麥角硫因在溶解狀態(tài)下存在硫酮和硫醇兩種結(jié)構(gòu)的互變異構(gòu)
功效與作用機理
麥角硫因具有輔酶樣性質(zhì),已被證實以高濃度積累在人體內(nèi)多種細胞與組織之中,在紅細胞、骨髓、肝臟、腎臟、以及眼睛的晶狀體和角膜中最為豐富。作為一種強有力的抗氧化劑,其抗氧化功能主要體現(xiàn)在延緩人體細胞的衰老速度上,外用于皮膚時能提高皮膚細胞的活性;防止皮膚的光老化;抑制黑色素細胞活性和皮膚蛋白質(zhì)的糖化反應,從而達到減少黑色素生成和亮膚的效果。
OCTN1轉(zhuǎn)運蛋白
麥角硫因在生物體內(nèi)的運轉(zhuǎn)依賴于一種特殊的轉(zhuǎn)運蛋白OCTN1(有機陽離子轉(zhuǎn)運蛋白N1,SLC22A4基因的產(chǎn)物),OCTN1存在于角質(zhì)細胞和黑素細胞中,對麥角硫因有很高的親和力,因此皮膚組織和細胞能非常容易地接受、吸收、并充分利用麥角硫因。通過存在于細胞膜和線粒體膜上的OCTN1,麥角硫因被轉(zhuǎn)運至細胞中自由基產(chǎn)生的主要“病灶”——線粒體中,保護線粒體被氧化損傷的同時直接清除活性氧自由基,以實現(xiàn)延緩人體細胞衰老的終極目標。
麥角硫因與轉(zhuǎn)運因子OCTN1的作用
抗氧化
成纖維細胞是結(jié)締組織中最常見的細胞,功能活動旺盛,能分泌構(gòu)成細胞外基質(zhì)的結(jié)構(gòu)蛋白,與皮膚的老化過程息息相關(guān)。麥角硫因通過減少基質(zhì)金屬蛋白酶-1(MMP-1)的降解、增加I型膠原蛋白的產(chǎn)生來保護人體成纖維細胞,并提升它們的生存能力;抑制成纖維細胞中由UVA引起的活性氧自由基的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)錄因子AP-1的激活;同時上調(diào)成纖維細胞中Nrf2因子(一種堿性亮氨酸拉鏈蛋白,作為氧化和親電應激反應的傳導器,抑制基因組的不穩(wěn)定性)的核易位,通過Nrf2途徑誘導受UVA照射后的成纖維細胞中抗氧化基因的表達和谷胱甘肽的生成。谷胱甘肽是細胞中豐富的非蛋白硫醇,作為抗氧化劑保護細胞免受活性氧自由基的傷害,麥角硫因?qū)Τ衫w維細胞中谷胱甘肽水平的影響意味著它不僅僅是一種功效顯著的抗氧化劑,還是一種強有力的抗氧化劑誘導物。
抗炎癥及其他慢性疾病
麥角硫因已被證實能抑制NFkβ(核轉(zhuǎn)錄因子kβ)的激活和UVB照射所引起的TNF-α(腫瘤壞死因子-α)的上調(diào);防止由TNF-α介導的上皮細胞中炎癥性細胞因子IL-8(白細胞介素-8)和IL-6(白細胞介素-6)的激活與增加;并通過激活p38和JNK信號通路來防止游離脂肪酸引起的細胞死亡,從而起到抵抗炎癥甚至慢性疾病的功效。
麥角硫因在體內(nèi)的可能作用和相互作用
功效對比
作為市場中近年來最熱門的抗氧化劑之一,麥角硫因的抗氧化效力自然是大眾關(guān)注的焦點。發(fā)明了DNA修復酶的Yarosh博士團隊曾經(jīng)就發(fā)布了一篇專門對比麥角硫因和其他抗氧化劑功效的論文。經(jīng)特定實驗證明,麥角硫因是一種比輔酶Q10或艾地苯醌更強大的抗氧化劑,無論是在抑制脂質(zhì)過氧化方面,還是在直接清除過氧化物方面,麥角硫因都展現(xiàn)出了更高的效力。
麥角硫因 VS 輔酶Q10
四氧嘧啶是一種強脂質(zhì)氧化劑,它降解為二尿酸,然后自動氧化回四氧嘧啶,生成活性氧。實驗中研究人員以四氧嘧啶誘導脂質(zhì)體的脂質(zhì)過氧化反應為指標,PC脂質(zhì)體先用四氧嘧啶處理,再用麥角硫因或輔酶Q10保護,以便測定脂質(zhì)過氧化程度。實驗結(jié)果顯示,同等摩爾濃度的麥角硫因在抗脂質(zhì)過氧化反應上比輔酶Q10效力更強,經(jīng)4.6μg/mL麥角硫因處理的脂質(zhì)過氧化程度降低了67%,而經(jīng)4.6μg/mL輔酶Q10處理的脂質(zhì)過氧化程度僅降低了37%。
用10 mM的四氧嘧啶和4.6-57.3 μg/mL的麥角硫因或輔酶Q10處理過后的磷脂酰膽堿脂質(zhì)體的脂質(zhì)過氧化反應(數(shù)據(jù)源于:參考資料6)
麥角硫因 VS 艾地苯醌
為了確定麥角硫因和艾地苯醌對過氧化氫的直接消除能力,研究人員在培養(yǎng)基中加入雙氫羅丹明、過氧化氫以及麥角硫因或艾地苯醌。雙氫羅丹明被過氧化物氧化形成熒光羅丹明,研究人員測量120分鐘內(nèi)熒光的強度來驗證麥角硫因和艾地苯醌對過氧化氫的清除能力。實驗結(jié)果顯示,麥角硫因在所有測試時間點上的清除能力都比艾地苯醌更有效。
經(jīng)麥角硫因處理的樣品在所有測試時間點的過氧化值均低于艾地苯醌處理的樣品
除了過氧化氫之外,研究者們還使用了模擬紫外線(UVA340)照射經(jīng)麥角硫因或艾地苯醌處理過的成纖維細胞樣品,以便比較它們對紫外線誘導的過氧化物的清除能力。結(jié)果證明,在100kJ/m2 UVA340的作用下,麥角硫因比艾地苯醌更快、更有效地清除了活性氧。經(jīng)麥角硫因處理過的細胞在照射后即刻能觀察到活性氧水平的降低,而艾地苯醌對成纖維細胞活性氧水平的降低作用需等待一段時間后才得以展現(xiàn)。一小時后,艾地苯醌使成纖維細胞的活性氧減少6.2%,而麥角硫因使活性氧減少了17.5%。
經(jīng)10μM麥角硫因或艾地苯醌處理后的成纖維細胞在100Kj/m2 UV照射后的過氧化物水平