虾青素（astaxanthin，AST）是一种强效的脂溶性酮类胡萝卜素，对人体健康具有显著的有益作用。其具有良好的安全性与耐受性，可在多种疾病防护中发挥保护作用。大量体外与体内研究表明，AST 具有多种重要的生物学活性。本文综述了 AST 的治疗潜力、生物学活性及其对健康的有益影响，并系统总结了 AST 在外周及中枢神经系统疾病防治中的药理作用机制，以期为相关研究提供新的理论视角。最后，本文提出了一个关于 AST 在脊髓损伤后神经病理性疼痛中作用机制的新的假说。
引言
虾青素（AST）是一种脂溶性、呈红橙色的含氧类胡萝卜素色素，在甲壳类动物及鲑鳟类水产饲料工业中被广泛用作重要着色剂。AST 属于叶黄素类（xanthophylls）胡萝卜素家族，该类化合物主要包括 AST、β-隐黄质、角黄素、叶黄素和玉米黄质。AST 于 1938 年由 Kuhn 等人在龙虾中首次发现，最初仅用于水产养殖中的色素补充。1991 年，在其生物学活性、抗氧化特性以及作为维生素 A 前体在大鼠和鱼类中的生理功能被证实后，AST 获准作为食品补充剂使用。近年来，随着全球对天然 AST 在促进人类健康方面需求的不断增长，相关研究迅速增加。
AST 可从多种微生物、浮游植物、海洋动物及海产品中提取，包括虾、龙虾、海星、藻类、鱼类、甲壳类动物、鳟鱼、磷虾、真鲷和鲑鱼等。野生鲑鱼通过食物链摄取 AST，而养殖鲑鱼则主要依赖饲料中添加的 AST 以获得典型的鱼肉色泽。在众多来源中，绿色微藻雨生红球藻（Haematococcus pluvialis）是目前人类食用 AST 的主要来源，也是最具开发潜力的 AST 生产来源。微藻中丰富的 AST 通常在胁迫条件下产生，如氮源缺乏、高盐度和高温环境。此外，AST 亦存在于酵母 Xanthophyllomyces dendrorhous（原名 Phaffia rhodozyma）、部分植物和真菌、绿藻 Chlorococcum 属、Chlorella zofingiensis 以及海洋细菌 Agrobacterium aurantiacum 中。
AST 在分子结构上与 β-胡萝卜素相似，但其区别在于分子中含有氧基团。AST 分子呈延伸构型，两端具有极性区域（紫罗酮环），使其能够有效中和自由基。分子中部由一系列共轭碳-碳双键构成的非极性区域赋予其独特的化学性质、分子结构及光吸收特征。AST 含有 13 个共轭多不饱和双键，而 β-胡萝卜素仅含 11 个，这一差异是其独特功能的重要基础。此外，3,3′β 位的羟基以及每个紫罗酮环上的酮基使 AST 分子极性增强，从而改善其在生物膜中的功能。该“极性–非极性–极性”的结构特征使 AST 能够精确嵌入细胞膜的相应区域，从而稳定膜结构并发挥生物学效应。
鉴于 AST 重要的生物学意义，开发有效的胡萝卜素（包括 AST）定量分析方法对于栽培样品、食品及生物样本的研究具有重要价值。目前常用的提取与分析技术包括紫外-可见分光光度法，以及薄层色谱（TLC）、高效液相色谱（HPLC）结合光电二极管阵列检测器（HPLC-PDA）和超临界流体色谱（SFC）等色谱方法。Gentili 等报道了一种高效且新颖的分析方法，利用液相色谱-二极管阵列检测器-串联质谱技术对类胡萝卜素及脂溶性维生素进行谱型分析。HPLC 是目前定量测定 AST 最常用的方法，但其分析过程较为耗时，且对酯化 AST 的准确测定存在一定困难。Chen 等提出了一种基于流式细胞术的体内 AST 测定方法，用于绿色微藻中 AST 的检测，该方法显示出较高的效率和可行性，适用于 AST 的快速估算。
AST 的抗氧化活性
过量的氧化性分子可通过链式反应与蛋白质、脂质和 DNA 发生反应，引发蛋白质和脂质氧化以及 DNA 损伤。这些生物大分子的损伤与多种疾病的发生密切相关。氧化应激（oxidative stress，OS）作为多种疾病病理过程中的关键介质，源于细胞内促氧化与抗氧化反应平衡的破坏，并导致活性氧（reactive oxygen species，ROS）和自由基的过量生成。
抗癌活性
有氧代谢通常伴随着超氧阴离子、羟自由基和过氧化氢的产生，而单线态氧和过氧自由基则多见于光化学反应及脂质过氧化过程中。这些反应通过促进蛋白质、DNA 和脂质的氧化，加速衰老过程，并诱发癌变、致突变作用及包括癌症在内的多种退行性疾病。抗氧化剂可通过抑制氧化过程，从而降低致癌和致突变风险。
AST 在人体中的健康获益、临床应用与安全性
多项研究已证实 AST 在多种疾病的治疗与预防中具有促进健康的作用。迄今已有超过 65 项临床研究及 300 余篇同行评议文献提供了相关证据，证实 AST 在改善人类健康和营养状况方面具有良好的应用前景。目前临床证据最为充分的 AST 作用包括心血管保护、免疫调节及皮肤健康改善。
结论
作为膳食补充剂形式存在的类胡萝卜素，可通过降低多种疾病风险而发挥健康促进作用。这些天然脂溶性色素凭借其抗氧化和抗炎特性，能够有效防护与氧化应激和炎症相关的疾病。虾青素作为一种酮类胡萝卜素，在炎症性疾病、癌症、肥胖、高甘油三酯血症及高胆固醇血症等多种疾病中均显示出潜在的有益作用，具有进一步深入研究与开发的价值。
