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膳食补充剂成分科普系列(五):纳豆激酶Nattokinase

膳食补充剂成分科普系列(五):纳豆激酶Nattokinase纳豆起源于中国的秦汉时期,是传统的发酵食品,在唐朝传入日本,被认为是日本人长寿的“秘方”,类似中国的发酵豆鼓,由枯草芽孢杆菌发酵而来。纳豆激酶是一种丝氨酸蛋白酶

纳豆起源于中国的秦汉时期,是传统的发酵食品,在唐朝传入日本,被认为是日本人长寿的“秘方”,类似中国的发酵豆鼓,由枯草芽孢杆菌发酵而来。

纳豆激酶是一种丝氨酸蛋白酶,因具有稀释血液(抑制血小板聚集),溶解血栓(促使纤维蛋白溶解),调血脂(辅助降血脂)的作用,有着“血管清道夫”的称号。

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虽然纳豆有上千年的食用历史,但直到上世纪80年代,其核心活性成分“纳豆激酶”才被日本学者须见洋行发现。考虑到纳豆是由纤维蛋白发酵得到的(纳豆菌为了食用大豆蛋白而进化出来了相应的分解大豆纤维蛋白的酶),而纤维蛋白正是血栓结构里最顽固的部分,须见洋行大胆猜测并验证了纳豆提取物的溶栓功能,并发现了“纳豆激酶”。

一,纳豆激酶是如何起效的

人体血液中存在着一套围绕着纤维蛋白溶解状态相关的动态平衡系统,包括凝血系统和抗凝血系统2个相互对抗的部分。这套动态平衡的系统即保证了血液有潜在的可凝固性又始终保证了血液的流体状态。随着人年龄的增长,这套系统功能逐渐降低,失衡后会导致血栓形成的风险增加。

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血栓的形成由多种物质参与,包含不溶性的纤维蛋白、血小板、白细胞、红细胞等,它们共同凝结成的小团块。如果把血栓类比成钢筋混凝土,那么纤维蛋白就相当于钢筋。要想快速解体血栓,最直接的方法就是溶解其结构中的纤维蛋白(钢筋)。基于这个原理,目前大部分溶栓药物(大多是纤溶酶原激活剂)都是通过激活纤维蛋白溶酶原转变为纤维蛋白溶酶,从而发挥溶解纤维蛋白,最终解体血栓作用,如尿激酶,链激酶等。但由于这些药物本身不能直接作用于纤维蛋白,所以溶栓效率不如能直接作用于纤维蛋白的“纳豆激酶”。(须见洋行著名的“下午两点半实验”就发现,纳豆激酶溶解血栓的速度是尿激酶的19倍)。

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图片解说:

此外,纳豆激酶还有分子量小,易被身体吸收,作用时间长(体内半衰期达8小时,而尿激酶只有30分钟),相对传统溶栓药更安全的特点(不易引起全身性出血,而尿激酶因难以控制使用剂量,超量后可能引发出血),可以口服性补充,日常预防性补充。

二,纳豆激酶的功效以及目前的研究进展

作为一种酶,大家最关心的就是口服补充后,纳豆激酶是否能顺利进入血液发挥作用。事实上,目前已有人体实验数据支持口服补充纳豆激酶是可行的。

1,溶解血栓

2013年,一项涉及7名健康受试者的药代动力学实验,通过检测受试者在口服2000FU纳豆激酶(NSK-SD, 日本生物科学研究所研制)后0、2、4、8、12、24和48小时的血液样本,研究了口服的纳豆激酶是否能进入血液。该实验在口服纳豆激酶后约13.3±2.5小时(平均值+标准误差)时检测到了阳性峰值,提供口服纳豆激酶可行的第一个证据。

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2015年,另外一项涉及12名健康受试者的双盲、安慰剂对照实验,通过检测受试者在口服2000FU纳豆激酶(NSK-SD, 日本生物科学研究所研制)后2、4、6和8小时的血液样本,研究了口服纳豆激酶后,凝血/纤溶参数的变化。实验报告发布在英国《Nature》杂志子刊《Scientific Reports》(IF=4.996)上。

该实验在第4小时采集的样本中检测到了血液纤维蛋白原/纤维蛋白降解产物显著降低(提示纤维蛋白出现降解现象,血栓溶解),同时在第4和第6小时检测到了凝血因子VIll活性持续下降,进而证实了口服纳豆激酶不但能发挥溶栓作用,还有抗凝血作用。

2,改善血管弹性,降低动脉粥样硬化

作为“血管清道夫”,纳豆激酶还通过溶解血栓,间接改善血管弹性,缓解血栓造成的血压升高,降低动脉粥样硬化风险。

早在2003年就已经有实验证实纳豆提取物可以抑制血管损伤后内膜增厚,只不过当时实验采用的是提取物还不是纳豆激酶。而2016年另一项针对高血压人群的随机、双盲、安慰剂对照实验,74人连续8周每日口服安慰剂或100 mg纳豆激酶(NSK-SD, 日本生物科学研究所研制)。结果显示纳豆激酶的摄入与收缩压和舒张压的降低正相关,且在男性受试者降低得更明显。

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目前规模最大的一项临床研究已于2022年发布在国际心血管权威杂志《Frontiers in Cardiovascular Medicine》(IF=6.050)上。这项研究回顾性地分析了在2016年至2020年间1062名服用纳豆激酶产品(每次3600FU,每天3次,共10800FU/天)的受试者12个月后的临床指标变化。

结果发现补充10800FU/天的纳豆激酶可以有效地控制动脉粥样硬化和高脂血症的进展,显著改善血脂水平(降低总胆固醇TC、总甘油三酯TG、低密度脂蛋白胆固醇LDL-C等血液指标),且未发现不良反应。由于受试者还包含了一部分同时摄入纳豆激酶及维生素K2或阿司匹林的,相关数据还显示,纳豆激酶与维生素K2或阿司匹林有一定协同作用。

阿司匹林能通过抑制血小板聚集来稀释血液,而维生素K2能逆转血管钙化来“软化”血管3,其他的潜力使用场景

人体许多慢性疾病都与日积月累的血栓有关,纳豆激酶改善呼吸道血栓导致的鼻息肉。另外,痰液等粘液过于浓稠,就会很难排出会引发炎症、气道阻塞、呼吸困难,最终导致息肉的形成。

三,纳豆激酶的一些注意事项1,什么是FU?

日本官方健康营养食品协会制定的纳豆激酶产品的标准单位为FU(Fibrin Unit)。其含义为分解血栓的单位,等同于纳豆激酶的效果。

注:酶的活性通常是根据它们的活性水平来衡量的,而不是以毫克为单位来衡量的,因为它不能提供有关活性的信息。能通过分光光度测定法测定,提示酶水解标准纤维蛋白基质肽键的能力。一个FU被定义为在37°C和pH 8.5条件下作用于牛血浆纤维蛋白标准溶液,使滤液(275nm)的吸光度每分钟增加0.01倍的酶的量。2,维生素K2?

因为维生素K2具备一定的凝血效果,跟纳豆激酶的功效(溶栓)冲突,所以一些纳豆激酶产品宣称自己不含维生素K2作为卖点。但是实际上述也分析了,终端产品是否有必要除去维生素K2目前还存在争议。

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维生素K的功能包括凝血与保持骨骼健康3,用量标准有确定嘛?

2000FU是欧盟给到的推荐用量,但目前也有研究显示高FU用量效果更好。如果仅仅是保养的目的,个人建议从2000FU/日开始,如果效果不明显,可以逐渐增加至6000FU/日,如果想超过这个每日剂量建议找到专业人士咨询。

四,一些常见、知名、特别的纳豆激酶产品解读1,日本NSK-SD®(公司:日研所)特点:生产工艺中剔除了维生素K2、嘌呤和大豆异黄酮

由近50年纳豆菌发酵技术专业经验的日本生物科学研究所研发生产,日本生物科学研究所是第一个把纳豆激酶培养、提取做成功能营养食品并实现了产业化的生产的机构。NSK-SD至今(2022年)已有24年商业化历史,已主导完成10多项人体实验研究,并取得了日本、美国、中国等五国11项专利保护和认可。

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并在欧盟《发酵大豆提取物NSK-SD作为新资源食品的安全性》报告中指出:作为食物补充,NSK-SD建议的最大摄入量为100mg/日(约2000~2800FU/日),适宜人群为>35岁的健康男性和女性,不包括孕妇和哺乳期妇女。

小结:目前,2000FU是比较常见的用量,笔者认为这一方面是由于多项NSK-SD相关实验采用了这个用量,另一方面,是源自欧洲食品安全局给到的最大摄入量参考。

2,中国EsseZyme™(公司:双骏生物)

广东双骏生物是国产纳豆激酶的领军供应商,拥有32年生物发酵技术研发历史。拥有纳豆枯草芽孢杆菌发酵的纳豆激酶品牌原料——EsseZyme™,活性可达65000FU/g,已达到世界领先水平。2017年获得德国食品安全局(BVL)签发的《欧盟新资源食品2017/115/EU实质等同性意见》,同时获得欧盟委员会批准的欧盟新资源食品(EU Novel Food)认证。研究方面,坚持用科学证据驱动品牌,目前与沈阳药科大学合作开发纳豆激酶水针、微针等创新药物,投入过亿元。法规方面,目前还在积极牵头推动纳豆粉地方标准,纳豆激酶中国国家标准以及国际食品法典标准。

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3,美国Nattozimes®(公司:NEC)

源自美国NEC(National Mease Company),已于2018年被食品巨头ADM旗下Deerland收购。事实上,纳豆激酶并不是唯一一种有具有纤溶和抗血栓活性的酶,现有研究显示,许多蛋白酶具有改善血液流动性和减少血小板聚集的潜力。美国食品和药物管理局(FDA)在2003年以商标错误为由拒绝纳豆激酶。于是有了成了Nattozimes®被开发的契机。

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Nattozimes®是创立于1932年的美国国家酶制剂公司NEC的自有专利品牌,是一种类似纳豆激酶的酶,由蜂蜜曲霉和米曲霉发酵生产得到(因此有无大豆过敏原声称),其纤维蛋白溶解活性与纳豆激酶的相类似(甚至自称溶栓效果上优于日本专利纳豆激酶。),有助于在消化道(助消化)和血管内(溶栓)维持健康的蛋白质代谢分解。目前已经获得美国药监局允许用于膳食补充剂。Nattozimes®的活性单位是NEC通过对标纳豆激酶活性进行标准化的,能在pH2.75-9范围内发挥作用。

五,个人看法

事实上,很多蛋白酶制剂能通过分解蛋白质,起到消炎作用。目前研究已经证实,动脉粥样硬化过程中,纤维蛋白沉积能激活促炎细胞因子,导致局部炎症和巨噬细胞聚集。所以,从这个角度可以推测,纳豆激酶还能间接通过消炎作用减缓血管硬化和高血压恶化的进展;同时具有慢性炎症管理的潜力。期待更多研发企业的研究进展。

参考Weng Y, Yao J, Sparks S, et al。 Nattokinase: an oral antithrombotic agent for the prevention of cardiovascular disease[J]。 International Journal of Molecular Sciences, 2017, 18(3): 523。Monroe D M, Hoffman M。 The clotting system–a major player in wound healing[J]。 Haemophilia, 2012, 18: 11-16。Collen D。 Molecular mechanisms of fibrinolysis and their application to fibrin‐specific thrombolytic therapy[J]。 Journal of cellular biochemistry, 1987, 33(2): 77-86。吴丹。 纳豆激酶的作用机理研究进展[J]。 药物生物技术, 2019。Allmon W D。

A plot study of forest floor litter frogs, Central Amazon, Brazil[J]。 Journal of Tropical Ecology, 1991, 7(4): 503-522。Chen H, Chen J, Zhang F, et al。 Effective management of atherosclerosis progress and hyperlipidemia with nattokinase: A clinical study with 1062 participants[J]。 Frontiers in Cardiovascular Medicine, 2022: 2188。Huang Z, Sun X, Chu W K, et al。 Protective Effects of Nattokinase Against Microvascular Abnormalities and Neuroinflammation by Regulating HMGB1 Signaling in Diabetic Retinopathy[J]。

Available at SSRN 4111083。Takabayashi T, Imoto Y, Sakashita M, et al。 Nattokinase, profibrinolytic enzyme, effectively shrinks the nasal polyp tissue and decreases viscosity of mucus[J]。 Allergology International, 2017, 66(4): 594-602。

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