虾青素的生物活性
（1）抗氧化：人类许多疾病和衰老过程都与自由基有关，虽然它们不是导致这些疾病的唯一因素，但自由基使人体对致病因素更为敏感，或抑制人体自身的防御与修复过程，使这些疾病更易发生和加剧。
目前，人们普遍认为氧化应激、炎症是疾病发生的病理机制。试验研究发现，虾青素因其独特的化学结构，易与自由基发生反应，进而发挥抗氧化、抗炎症作用，因此，虾青素能防治疾病。
雨生红球藻虾青素抗氧化
天然虾青素的保健功能
（2）抗炎：所谓抗炎有很多种解释，常见的有两种。一种是因为细菌感染引起的炎症反应，需要应用抗菌药物治疗，临床上称为抗感染治疗。一般常见药就是青霉素类药物。另一种是非特异性感染引起的炎症，如风湿、类风湿需要应用抗炎药物治疗，这种抗炎药物一般是甾体类或非甾体类抗炎药物。常见的药物有考地松、对乙酰氨基酚、阿司匹林、吲哚美辛、尼美舒等。化学合成的抗生素具有明显的毒副作用，还会产生耐药性，而且对无菌性炎症效果不理想。
大量人体试验和动物试验证明，天然虾青素抗炎作用良好且安全。研究表明，4 毫克/日虾青素所抑制的炎症因子（如前列腺素E）与4 毫克/日考地松相当，却没有考地松的副作用。
虾青素有强大的抗氧化活性，可以通过调控机体自由基和抗氧化剂之间的平衡，发挥间接抗炎作用。
幽门螺旋杆菌感染可引起胃黏膜炎症，感染后机体一般难以将其清除而变成慢性感染。幽门螺杆菌感染可以增加胃溃疡、十二指肠溃疡，甚至是胃癌的发病风险。经证实，虾青素可以调节对幽门螺杆菌的免疫反应，对胃肠消化道系统有积极的作用。富含虾青素的微藻提取物，可以减少细菌量和减轻胃部炎症。
1999 年，在澳大利亚医学协作中心进行了一项对消化系统疾病的临床研究。试验表明，给无溃疡，但有典型消化不良症状（胃灼烧和胃痛）的患者，连续22 天服用40 毫克/日的虾青素，临床症状显著减轻。在试验后的第72 天停止服用虾青素，消化不良的症状仍然在减轻。韩国大学研究团队也曾对虾青素预防胃部损伤的作用进行了两项试验。分别用萘普生和乙醇饲喂大鼠，引发大鼠胃部溃疡损伤。同时按3 种不同剂量给大鼠饲喂虾青素，结果对萘普生和乙醇引发的大鼠胃部溃疡损伤都起到了明显的抑制作用。研究人员还发现，预先补充了虾青素的大鼠体内自由基清除酶（过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化物酶）的活性显著增强。
自2003 年起，日本和韩国的科学家就已经开始研究虾青素抗炎机理。从研究结果来看，虾青素具有积极的多项抗炎性作用。
2009 年，日本京都大学研究结果表明：虾青素对小白鼠体内的肥大细胞（可引发炎症）有抑制作用。
许多研究表明，对于辅助治疗关节炎、肌腱炎、运动后关节和肌肉酸痛等疼痛性疾病，虾青素具有与处方药及非处方药同样的功效。
2002 年调查结果显示，88%关节、肌肉酸痛患者服用虾青素后，疼痛减轻。2008 年调查结果表明，83%关节、肌肉或肌腱疼痛患者服用虾青素后疼痛明显减轻，60% 患者灵活性提高。
（3）提高免疫力：人体免疫系统对自由基引起的损伤高度敏感。虾青素能显著影响人体的免疫功能，促进脾细胞产生抗体，刺激体内免疫球蛋白的产生。
机体的免疫系统能力，与活性氧自由基密切相关。线粒体是细胞能量产生的核心，而活性氧是线粒体呼吸链复合物的副产品。氧化应激诱导的线粒体功能障碍，与多种疾病的炎性反应密切相关。功能失调的线粒体触发氧化反应爆发，放大并传播炎症，故清除活性氧自由基，恢复线粒体的正常功能，是抗炎和提高机体免疫力的基础。
研究发现，虾青素可增强T 细胞特异性免疫反应，以消除机体内被感染的细胞。虾青素可增强B细胞的活力，增强体液免疫，提高血清补体活性，刺激分泌免疫球蛋白的细胞数量增加，增强机体免疫反应和免疫调节作用，故可作为免疫增强剂使用。
（4）保护眼睛健康：眼睛长期暴露于紫外线下，自由基会使视网膜内的多不饱和脂肪酸氧化，进而损害视网膜细胞功能，最终导致各种眼部疾病，如眼底黄斑病、白内障、青光眼等。
研究表明，虾青素可以减少大鼠视网膜中视网膜蛋白氧化物的含量，在修复视网膜细胞损伤中具有关键作用。虾青素可以改善眼球底部脉络膜血流，预防和辅助治疗老年性眼底黄斑病变。试验表明，虾青素可以有效穿透血眼屏障，直达眼球底部。
虾青素能够舒缓眼部睫状体肌肉，改善眼球聚焦功能，提升眼球血液循环，维持眼部氧化平衡。
（5）抗衰老：衰老是一种普遍存在的、渐进式的功能损伤。自由基攻击细胞，导致细胞受损伤，就会衰老和产生各种疾病。虾青素能有效清除细胞内的自由基，增强细胞再生能力，维持机体平衡和减少衰老细胞的堆积，由内而外保护细胞和DNA 健康，促进毛发生长，对抗皮肤衰老，缓解运动疲劳，增强生命活力。
神经退行性疾病、癌症和免疫系统缺陷等都有严重的细胞氧化损伤。虾青素富含类胡萝卜素，有独特的抗氧化活性，可有效对抗细胞氧化损伤。
（6）抗辐射：辐射的病理损伤起因，是在体内、细胞内外产生大量自由基，损伤皮肤、眼睛、内脏器官。太阳、手机、电脑、体检设备、放疗设备、潜艇、核工业设备等，都是辐射源。
人们很早就知道，紫外线辐射是导致皮肤光老化和皮肤癌的重要因素。人体皮肤受到紫外线照射后会产生活性氧和基质金属蛋白酶，破坏胶原蛋白和弹性蛋白，导致黑色素沉积和产生皮肤皱纹。据报道，虾青素可以阻止皮肤增厚和胶原蛋白减少，对抗紫外线引起的皮肤损伤和生理功能变化。虾青素可以重建皮肤天然的抗氧化平衡，修复胶原蛋白层，减少皱纹，增强皮肤的弹性和保湿效果。虾青素具有天然抗炎性，可以有效减轻水肿和红斑。
全球著名皮肤科医生、医学博士尼古拉斯·帕瑞斯是天然虾青素的忠实支持者，他明确指出虾青素是能够让你美丽健康、容光焕发的抗炎和抗氧化产品。他把虾青素超强的抗氧化能力，归功于其保护细胞膜的独特作用。
曾有一项动物试验，分别测试了虾青素、β-胡萝卜素、维生素A 对无毛小鼠的抗紫外线保护功能。从小鼠出生，就开始分别喂养上述3 种不同的膳食配方饲料。对照组小鼠的饲料不含有这3 种物质。4 个月后分别对每个试验组的一半试验小鼠进行紫外线照射，直到皮肤损伤程度达到三级；照射后，发现只含有虾青素，或者同时含有虾青素和维生素A的试验组，表现出有效的预防皮肤见光老化作用。
刊登在《皮肤病学》上的一项研究成果，评价了虾青素在保护人体免受紫外线辐射诱发的DNA 变异方面的作用效果，显示虾青素成功抵抗了紫外线，并防止DNA 受到损伤。
（7）防治中枢神经系统疾病：中枢神经系统疾病（如脑缺血、脑出血、外伤性脑损伤等急性脑损伤）和中枢神经慢性退行性病变（如阿尔茨海默症、帕金森综合征），导致人类死亡和残疾。目前，人们普遍认为氧化应激、炎症是上述疾病的发生机制。研究发现，虾青素可穿过血脑屏障，进而在中枢神经系统发挥抗氧化、抗炎症作用。因此，虾青素可能对中枢神经系统急、慢性损伤具有潜在的防治作用。
①蛛网膜下腔出血（SAH）：SAH 是一类具有高致死率和致残率的严重脑血管疾病，目前尚缺乏有效的治疗方法。第二军医大学张翔圣等应用虾青素能够改善SAH 后兔神经功能受损症状，减轻脑组织中神经细胞凋亡，并能够明显上调超氧歧化酶活性和内源性谷胱甘肽含量，进一步减轻氧化应激损伤。
②外伤性脑损伤（TBI）：外伤性脑损伤具有较高的死亡率和伤残率。TBI 常出现血脑屏障破坏、脑水肿等二次损伤，严重影响患者神经功能且预后不良。虾青素可以提高神经系统疾病敏感性评分系统中的感觉运动表现分，有利于目标识别等认知功能的恢复。
③脊髓损伤：在大鼠脊髓损伤30 分钟内，用虾青素处理可以抑制神经元和胶质细胞的凋亡，降低脱髓鞘损伤和神经元损伤程度，促进脊髓损伤后神经功能恢复。
④阿尔茨海默症（AD）：阿尔茨海默症是一种主要表现为进行性认知功能障碍的中枢神经系统退行性疾病，主要是不溶性淀粉样蛋白的过度聚集。随着年龄的增长，人体内红细胞内不溶性淀粉样蛋白的水平增加。服用虾青素后，血浆中红细胞内不溶性淀粉样蛋白水平降低，提示虾青素对成人患AD 有潜在的预防作用。
大理大学医学院关雪等研究提示，虾青素对AD 等神经变性疾病中小胶质细胞激活的氧化应激反应有抗氧化作用，有可能成为有临床价值的候选药物。
⑤帕金森综合征（PD）：帕金森综合征是一种常见的慢性神经退行性疾病。在PD 细胞试验中，虾青素可降低细胞内活性氧（ROS）的产生，发挥细胞保护作用。
研究人员用虾青素预处理细胞后，虾青素能显著减少细胞活性氧的产生，显著减少线粒体紊乱，大大提高细胞的存活率。虾青素有望成为预防帕金森综合征、延缓其进程的首选功能食品。
（8）抗疲劳：70%亚健康人群都有疲劳症状。抗疲劳作用包括延缓疲劳产生和加速疲劳消除。虾青素可以跨越血脑屏障，保护大脑免受急性损伤防止产生慢性神经退行性病变。虾青素的神经保护特性源于其抗氧化、抗细胞凋亡和抗炎作用。在剧烈运动引起氧化应激时，虾青素具有对抗自由基产生并加速清除自由基的作用。提高抗氧化能力可以增 强抗疲劳能力，二者相辅相成。膳食中补充虾青素，可改善脂质代谢、碳水化合物代谢和氨基酸代谢，对清除自由基和减轻肌肉损伤有显著作用。
（9）抗肿瘤：虾青素具有很强的抗氧化性，可以有效清除体内的自由基，抑制肿瘤生长，甚至可以调节部分基因的活性，抑制恶性肿瘤的转移。
一项动物试验中，把小鼠的肿瘤细胞分别放入含和不含虾青素的两种溶液中，两天后发现，放入虾青素溶液中的肿瘤细胞数量减少，而且脱氧核糖核酸（DNA）合成率也较低。虾青素能够预防癌症、缩小肿瘤，源于有效的生物抗氧化作用，免疫系统功能的强化作用，基因表达的调节作用。
虾青素的抗癌机理如下：
（A）对转糖苷酶的调节作用。
（B）对细菌内诱导突变物质代谢活化性的抑制作用。
（C）致乳腺肿瘤细胞凋亡作用。
（D）对5 CT—还原酶的抑制作用。
（E）对DNA 聚合酶的选择性抑制作用。
（F）对一氧化氮合酶的直接抑制作用。
（10） 提高运动能力：人体剧烈运动时对氧的消耗量急剧上升，激发了一系列的自由基反应。虾青素可高效清除运动产生的自由基，能够抑制氧化损伤，降低乳酸堆积，减轻迟发性肌肉酸痛，缓解运动性疲劳，提高运动能力。
（11）保肝护肝：据世界卫生组织（WHO）统计数据表明，全世界每年因肝病死亡病例达100 多万人。我国乙肝、丙肝、酒精性和非酒精性脂肪肝、药物性肝病及自身免疫性肝病人众多。2020 年中国慢性肝病患者可能超过4.47 亿。2018 年《柳叶刀》发布的报告显示，中国乙肝传染率高达5.1%～10%，约有8 000 万的病毒携带者，其中2 000 万为确诊病人。中国的脂肪肝人数更是超过2 亿。
研究表明，虾青素对肝纤维化、肝脏肿瘤、肝脏缺血再灌注损伤、非酒精性脂肪肝等相关疾病具有预防和辅助治疗作用。虾青素对于肝脏具有抗氧化、抗炎，增强肝细胞再生能力及活力，影响相关酶的活性等作用。
（12）辅助治疗糖尿病及其并发症：糖尿病是一种以高血糖为特征的代谢性疾病。研究表明，抗氧化治疗可以使早期糖尿病患者血糖稳定。
国际糖尿病学会中国区分会主席，北京大学人民医院教授纪立农曾说：“氧化应激是糖尿病并发症发生的重要机制之一，同时伴发高血压、血糖紊乱、脂代谢紊乱、炎症等。抗氧化治疗是糖尿病并发症的对因治疗。”虾青素是一种超强抗氧化剂，能够延缓糖尿病神经病变的进展速度。
虾青素可以通过降低肾的氧化应激，控制糖尿病、肾病的进展，预防肾脏细胞损伤。
对于2 型糖尿病出现的糖、脂、蛋白质等代谢紊乱，与各种氧化应激、炎症、细胞凋亡有密切关系。很多糖尿病患者出现不同程度肾脏损伤，虾青素可以保护肾小球基底膜，对抗肾小管上皮细胞中的自由基，从而保证葡萄糖和磷元素在肾小管细胞中正常运行，确保肾脏血流不受影响，减少蛋白尿的产生。（13） 防治心血管疾病：
①高血压：日本研究人员给患高血压补充虾青素14 天，结果血压降低了。虾青素在防治高血压、中风和改善记忆力等方面能发挥有效作用。
虾青素具有升高高密度脂蛋白和降低低密度脂蛋白的功效，能减轻载脂蛋白的氧化，预防动脉硬化、冠心病和缺血性脑损伤。长期服用虾青素能持续有效扩张微血管，但与通过扩张血管（舒缓血管平滑肌）来降低血压的机理不一样。一般的降压药物是快速和短期的，虾青素扩张血管是缓慢、长期和可持续的。
②高血脂：高血脂，是指人的血脂水平高于检测参考值，即血脂水平过高。高血脂是饮食和代谢两方面因素造成的。虾青素能够穿透所有人体屏障，减少血小板的形成，提高血管张力；保护血小板的稳定性，降低血压；能够减少巨噬细胞导致的炎症反应，降低血管破裂风险，提高血液流量。
日本研究人员做了虾青素控制血脂能力的试管试验。测试结果显示：延长低密度脂蛋白的氧化滞后时间，取决于虾青素的剂量。人体重复测试，最低剂量为每日1.8 毫克，最高剂量为每日21.6 毫克，持续服用14 天。所用4 个剂量都对低密度脂蛋白氧化滞后时间有积极影响。测试结果表明，服用虾青素能抑制低密度脂蛋白氧化，预防动脉粥样硬化。
另一个是在东欧做的人体临床试验，受试男子患有高胆固醇血症，每天补充4 毫克天然虾青素，连续30 天。在试验结束时，受试者低密度脂蛋白降低了17%，甘油三酯降低了24%。
河南省疾病预防控制中心陈东方等人，研究了虾青素胶囊对高血压症人群的降血脂功能。将110 例高脂血症者按血脂水平，随机分为受试组和对照组。受试组连续服用虾青素胶囊45 天，对照组服用相同外观的安慰剂。服用前后，测定血清中总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇的水平和安全指标。试验结果表明，受试组总胆固醇水平明显下降13.04%，甘油三酯水平下降16.75%，高密度脂蛋白胆固醇、胆固醇水平无明显变化，各项安全指标试验前后均无明显改变。试验证明，虾青素对高血脂人群具有辅助降血脂的作用。
（14）提高生育质量：虾青素可以清除影响生殖系统的自由基，提高精子质量，增强卵巢反应性，稳定卵细胞线粒体。试验表明，虾青素可以进入人体生殖系统，保护生殖细胞的染色体和线粒体DNA，提高生育质量。
临床研究显示，女子服用虾青素2 个月，可以提高卵巢获卵数25%以上，降低卵巢FSH 指标30%左右，有明显改善卵巢功能的作用。
对于富含脂类的男性精子来说，自由基是一大“天敌”。被自由基氧化后的精子发育畸形，游动能力下降，穿透卵细胞表面的顶体反应减弱，造成受精率降低。虾青素通过强大的抗氧化作用，保护了男性精子的获能作用，提高了精子DNA 质量。精子活力低下的男性服用虾青素3个月后，精液的氧化还原平衡得到明显改善，精子活性提升，受精率提高5 倍以上。