硫酸軟骨素 - 粘多糖

1. 硫酸軟骨素
2. 硫酸軟骨素的生理功能

硫酸軟骨素

硫酸軟骨素屬黏多糖, 為澱粉類糖化合物。商用硫酸軟骨素的外觀是非常干淨的白色粉末,很像白色的鹽。黏多糖和澱粉之間最大的區別是澱粉結構相對簡單粘多糖不含氮，沒有抗原性, 但是黏多糖有更復雜的結構,其分子內含一個氮原子,通常具有抗原特性。蛋白質和核酸是含有氮的重要化合物，以其免疫原性(抗原)而聞名, 但粘多糖的免疫原性是絕不會低於以上這些物質。換句話說,黏多糖如硫酸軟骨素等，如同蛋白質,此刻正在維持我們的存在!粘多糖是蛋白多糖的舊名稱,但它仍 被許多研究人員使用如果我們總結硫酸軟骨素的屬性,我們應該說所有生理和藥理特性是由其化學結構決定的—它是一個很大的、帶有一個強大的負電荷的化合物分 子。除了軟骨素,我們的體內的還有其它粘多糖成分，作為蛋白質分子的部分協同工作。

糖類

糖類通常引起與糖果的聯想,就化學而言，糖類是含一個羥基和一個醛基的碳化合物分子。最簡單結構的糖稱為單糖,及其常見的代表為葡萄糖,存在於人體,及大 多數動物和植物中。地球上的植物產生的葡萄糖量據說每年超過十億噸。兩個單糖連接叫做二糖,有三個的時候,稱為三糖。最著名的二糖是蔗糖或稱為食糖,通常 用於烹飪。2 - 10個單糖分子構成的糖為低聚糖,那些由11個或更多單糖分子構成的糖被稱為多糖。

單糖

葡萄糖是地球上最經常生產的單糖。它的甜度是蔗糖的70%左右,含在人類血液中(大約0.1%)。許多水果含單糖,如桃子(4%)和梨(4%)。甜水果中 含果糖，如在葡萄、蘋果、梨中約為5 - 8%。這種糖被稱為最甜的糖(約為蔗糖的1.7倍)。果糖也含在人體中(大約0.5%)。

半乳糖

半乳糖甜度為蔗糖的30%。許多半乳糖含於大腦的神經組織中。人體中的半乳糖由葡萄糖合成，不以自由形式存在。

低聚糖

常見為食糖，用於烹飪。化學意義上，直到被酶化分解為單糖前，低聚糖是二糖，在人類腸道中不能吸收。

乳糖

乳糖為二糖，合成與乳腺，僅存於乳中。其甜度為蔗糖的16%。

麥芽糖

麥芽糖是許多糖果的主要成分，通過以麥芽溶液分解澱粉獲取。通常，麥芽糖不存在於自然界。

低聚果糖

低聚果糖是由一個或多個蔗糖和果糖鏈接而成。可在牛蒡和洋蔥等植物中發現,盡管它不能為人類的消化系統吸收,而是被乳酸菌在大腸裡面消化,因此被認為是有益健康的。

多糖

澱粉是一種多糖由多個葡萄糖鏈接的多糖;產自多種植物，已經成為人類的主要能源來源。

糖原

糖原是一種動物源儲蓄多糖，很像有多個分支的直鏈澱粉。它是一種大分子，大量存在於動物的肝臟和關節細胞中。

纖維素

纖維素是地球上最常生產的碳化合物。其一年植物合成量超過一萬億噸。與澱粉相似,它是由葡萄糖分子構成,但連接不同, 這使纖維素不能作為人類的能量來源。然而,纖維素可以成為其他動物的食物(如羊、駱駝等),以聚集可以生產分解纖維素的代謝酶的微生物。

硫酸軟骨素

硫酸軟骨素也是多糖;它是一個典型的粘多糖,並在1861年首次從軟骨組織分離出來。硫酸軟骨素的發現后的90 年中,很大程度上是由於名古屋大學S.鈴木教授對於酶(能夠分裂硫酸軟骨素為二糖)的發現，三種類型的軟骨素,A,B和C(D類型最近發現)被發現。

動物軟骨(如雞骨、魚軟骨)已成為硫酸軟骨素的主要來源。日本是世界上領先的硫酸軟骨素生產國。1993年,世界硫酸軟骨素總產量約為130噸,100噸是在日本生產的。其中近90用於醫藥、食品等行業,10噸用於化妝品中。

“軟 骨素”這個詞來自希臘詞根,意思類似於“軟骨的來源。“軟骨組織的獨特品質，主要成分在很大程度上是由硫酸軟骨素定義的。其復雜的結構使化學合成不適用 的,所以提取從動物軟骨組織和微生物培養成為工業生產的唯一選項。多項研究顯示,硫酸軟骨素(相比其他黏多糖)在人體組織中具有更廣泛的分布,不僅在軟 骨,骨骼和其他硬組織中，而且在大腦和其他組織和器官中都存在。研究還發現,硫酸軟骨素負責許多內臟器官的重要功能。 有四種類型的硫酸軟骨素:A,B,C,d .其中,A和C之間唯一的區別是硫酸根的位置不同,這也解釋了為什麼它們有幾乎相同的屬性和幾乎是相同的組織分布。相比之下, B和D類型都有不同的特性和分布。

1. 硫酸軟骨素A和C
2. 這些類型的硫酸軟骨素組成軟骨的基礎，存在於脊椎動物和其他低等動物如環節動物、節肢動物、軟體動物,等的結締組織中。硫酸軟骨素體內通常是結合於其他形式的黏多糖和蛋白質,即通常所謂的蛋白多糖。
3. 硫酸軟骨素B 硫酸軟骨素B的結構類似於硫酸軟骨素A,因為它第一次被發現在皮膚組織,它通常被稱為硫酸皮膚素。這個粘多糖包含一個罕見的糖類,稱為艾杜糖,以艾杜酸的 形式存在,這解釋了為何其屬性不同於其它硫酸軟骨素類型。 除了皮膚,它分布於肺、心臟瓣膜、臍帶,和其他組織。硫酸軟骨素B與膠原蛋白綁定,形成大分子,可抑制細胞的粘附。這種效果是特別重要的,因為它可以阻斷 癌細胞的擴散。
4. 硫酸軟骨素D 它可以在鯊魚的軟骨組織中找到。其結構與硫酸軟骨素C類似，但是有更多的硫酸根因此具有獨特的生理作用。

硫酸軟骨素的生理效應

黏多糖,包括硫酸軟骨素,與各種形式的蛋白質結合而起作用。這使得顯得黏多糖透明質酸異常。多糖與蛋白質的比例變化取決於特定的組織。如圖片所示, 在軟骨中的蛋白多糖,以令人難以置信的長透明質酸分子作為其核心和蛋白質分子,而該蛋白分子也是令人難以置信的大(分子量高達和300000克/摩爾), 並與其連接。 硫酸軟骨素和硫酸角質素也附在這個核心,這種所謂的蛋白多糖看起來像一個刷子。目前仍不清楚為什麼蛋白聚糖有這樣的形狀,但可以肯定的說,當一百個這樣的 蛋白聚糖由於與蛋白結合而強化並從其透明質酸核垂下,形成分子量超過50000000克/摩爾的一個結構，致病細菌可能注定失敗。

硫酸軟骨素負責我們體內的“物流管理”

人體組織大多數細胞之間是蛋白多糖(含硫酸軟骨素)，它們總是忙於儲存水、無機離子、維生素、激素、等,並在需要的時候把它們提供給細胞受體。除了 “物流管理”,蛋白多糖還可以作為“海關”,類似於神經膠質細胞(幫助我們形成神經系統),檢查傳入的粒子，接受或拒絕它們的通過。

硫酸軟骨素及保水性

毫無疑問水是人類(和其他生物)身體的一個最重要的成分。蛋白質,通常被稱為生命之源,隻有當水作為介質時硫酸軟骨素才可以可以執行它們的功能。的 確,至少在我們的太陽系中,沒有水,就沒有生命。如下表所示,水佔男性體重平均約為60%,女性約51%,對新生兒來說,幾乎是80% !男人和女人是有區別的,因為女人比男人天然有更多的脂肪。有趣的是,肌肉看起來很堅實，其含水量(75%左右),與血液(80%)或大腦(68 - 84%)，沒多大區別。

 

組織及器官	水含量 (%)
人體
新生兒	79
成年男性	60
成年女性	51
血液	80
腦	68-84
肺	76
肌肉	75
骨骼	10

水平衡對我們的健康至關重要。水缺乏和過量攝入都是不可取的。最糟糕的情況發生在水不能提供的時候。如果人體含水量降到低於正常量哪怕隻有10%, 身體細胞不再能夠執行它們的代謝交換功能。如果含水量下降20%(例如,由於霍亂感染),肯定意味著死亡。防止水資源短缺,在大腦深處(下丘腦)一個區域 控制整個身體水分。 這或許是因為硫酸軟骨素含於蛋白多糖內部,而多糖本身就是發現於i組織和器官細胞內的物質。不幸的是,硫酸軟骨素隻能儲存水。相反的功能(脫水)由血液中 的白蛋白實現。蛋白聚糖內部的巨大分子,酸根(即硫酸軟骨素硫酸鹽)和羧基組負責吸引水。這些酸根及羥基具有負電荷,因此可以吸引水分子,但它們更強的能 力是強拉鈉離子(Na +)和通過滲透現象吸引更多的水。硫酸軟骨素吸引水的能力對皮膚的健康至關重要。