硫酸软骨素 - 粘多糖

1. 硫酸软骨素
2. 硫酸软骨素的生理功能

硫酸软骨素

硫酸软骨素属黏多糖, 为淀粉类糖化合物。商用硫酸软骨素的外观是非常干净的白色粉末,很像白色的盐。黏多糖和淀粉之间最大的区别是淀粉结构相对简单粘多糖不含氮，没有抗原性, 但是黏多糖有更复杂的结构,其分子内含一个氮原子,通常具有抗原特性。蛋白质和核酸是含有氮的重要化合物，以其免疫原性(抗原)而闻名, 但粘多糖的免疫原性是绝不会低于以上这些物质。换句话说,黏多糖如硫酸软骨素等，如同蛋白质,此刻正在维持我们的存在!粘多糖是蛋白多糖的旧名称,但它仍 被许多研究人员使用如果我们总结硫酸软骨素的属性,我们应该说所有生理和药理特性是由其化学结构决定的—它是一个很大的、带有一个强大的负电荷的化合物分 子。除了软骨素,我们的体内的还有其它粘多糖成分，作为蛋白质分子的部分协同工作。

糖类

糖类通常引起与糖果的联想,就化学而言，糖类是含一个羟基和一个醛基的碳化合物分子。最简单结构的糖称为单糖,及其常见的代表为葡萄糖,存在于人体,及大 多数动物和植物中。地球上的植物产生的葡萄糖量据说每年超过十亿吨。两个单糖连接叫做二糖,有三个的时候,称为三糖。最著名的二糖是蔗糖或称为食糖,通常 用于烹饪。2 - 10个单糖分子构成的糖为低聚糖,那些由11个或更多单糖分子构成的糖被称为多糖。

单糖

葡萄糖是地球上最经常生产的单糖。它的甜度是蔗糖的70%左右,含在人类血液中(大约0.1%)。许多水果含单糖,如桃子(4%)和梨(4%)。甜水果中 含果糖，如在葡萄、苹果、梨中约为5 - 8%。这种糖被称为最甜的糖(约为蔗糖的1.7倍)。果糖也含在人体中(大约0.5%)。

半乳糖

半乳糖甜度为蔗糖的30%。许多半乳糖含于大脑的神经组织中。人体中的半乳糖由葡萄糖合成，不以自由形式存在。

低聚糖

常见为食糖，用于烹饪。化学意义上，直到被酶化分解为单糖前，低聚糖是二糖，在人类肠道中不能吸收。

乳糖

乳糖为二糖，合成与乳腺，仅存于乳中。其甜度为蔗糖的16%。

麦芽糖

麦芽糖是许多糖果的主要成分，通过以麦芽溶液分解淀粉获取。通常，麦芽糖不存在于自然界。

低聚果糖

低聚果糖是由一个或多个蔗糖和果糖链接而成。可在牛蒡和洋葱等植物中发现,尽管它不能为人类的消化系统吸收,而是被乳酸菌在大肠里面消化,因此被认为是有益健康的。

多糖

淀粉是一种多糖由多个葡萄糖链接的多糖;产自多种植物，已经成为人类的主要能源来源。

糖原

糖原是一种动物源储蓄多糖，很像有多个分支的直链淀粉。它是一种大分子，大量存在于动物的肝脏和关节细胞中。

纤维素

纤维素是地球上最常生产的碳化合物。其一年植物合成量超过一万亿吨。与淀粉相似,它是由葡萄糖分子构成,但连接不同, 这使纤维素不能作为人类的能量来源。然而,纤维素可以成为其他动物的食物(如羊、骆驼等),以聚集可以生产分解纤维素的代谢酶的微生物。

硫酸软骨素

硫酸软骨素也是多糖;它是一个典型的粘多糖,并在1861年首次从软骨组织分离出来。硫酸软骨素的发现后的90 年中,很大程度上是由于名古屋大学S.铃木教授对于酶(能够分裂硫酸软骨素为二糖)的发现，三种类型的软骨素,A,B和C(D类型最近发现)被发现。

动物软骨(如鸡骨、鱼软骨)已成为硫酸软骨素的主要来源。日本是世界上领先的硫酸软骨素生产国。1993年,世界硫酸软骨素总产量约为130吨,100吨是在日本生产的。其中近90用于医药、食品等行业,10吨用于化妆品中。

“软 骨素”这个词来自希腊词根,意思类似于“软骨的来源。“软骨组织的独特品质，主要成分在很大程度上是由硫酸软骨素定义的。其复杂的结构使化学合成不适用 的,所以提取从动物软骨组织和微生物培养成为工业生产的唯一选项。多项研究显示,硫酸软骨素(相比其他黏多糖)在人体组织中具有更广泛的分布,不仅在软 骨,骨骼和其他硬组织中，而且在大脑和其他组织和器官中都存在。研究还发现,硫酸软骨素负责许多内脏器官的重要功能。 有四种类型的硫酸软骨素:A,B,C,d .其中,A和C之间唯一的区别是硫酸根的位置不同,这也解释了为什么它们有几乎相同的属性和几乎是相同的组织分布。相比之下, B和D类型都有不同的特性和分布。

1. 硫酸软骨素A和C
2. 这些类型的硫酸软骨素组成软骨的基础，存在于脊椎动物和其他低等动物如环节动物、节肢动物、软体动物,等的结缔组织中。硫酸软骨素体内通常是结合于其他形式的黏多糖和蛋白质,即通常所谓的蛋白多糖。
3. 硫酸软骨素B 硫酸软骨素B的结构类似于硫酸软骨素A,因为它第一次被发现在皮肤组织,它通常被称为硫酸皮肤素。这个粘多糖包含一个罕见的糖类,称为艾杜糖,以艾杜酸的 形式存在,这解释了为何其属性不同于其它硫酸软骨素类型。 除了皮肤,它分布于肺、心脏瓣膜、脐带,和其他组织。硫酸软骨素B与胶原蛋白绑定,形成大分子,可抑制细胞的粘附。这种效果是特别重要的,因为它可以阻断 癌细胞的扩散。
4. 硫酸软骨素D 它可以在鲨鱼的软骨组织中找到。其结构与硫酸软骨素C类似，但是有更多的硫酸根因此具有独特的生理作用。

硫酸软骨素的生理效应

黏多糖,包括硫酸软骨素,与各种形式的蛋白质结合而起作用。这使得显得黏多糖透明质酸异常。多糖与蛋白质的比例变化取决于特定的组织。如图片所示, 在软骨中的蛋白多糖,以令人难以置信的长透明质酸分子作为其核心和蛋白质分子,而该蛋白分子也是令人难以置信的大(分子量高达和300000克/摩尔), 并与其连接。 硫酸软骨素和硫酸角质素也附在这个核心,这种所谓的蛋白多糖看起来像一个刷子。目前仍不清楚为什么蛋白聚糖有这样的形状,但可以肯定的说,当一百个这样的 蛋白聚糖由于与蛋白结合而强化并从其透明质酸核垂下,形成分子量超过50000000克/摩尔的一个结构，致病细菌可能注定失败。

硫酸软骨素负责我们体内的“物流管理”

人体组织大多数细胞之间是蛋白多糖(含硫酸软骨素)，它们总是忙于储存水、无机离子、维生素、激素、等,并在需要的时候把它们提供给细胞受体。除了 “物流管理”,蛋白多糖还可以作为“海关”,类似于神经胶质细胞(帮助我们形成神经系统),检查传入的粒子，接受或拒绝它们的通过。

硫酸软骨素及保水性

毫无疑问水是人类(和其他生物)身体的一个最重要的成分。蛋白质,通常被称为生命之源,只有当水作为介质时硫酸软骨素才可以可以执行它们的功能。的 确,至少在我们的太阳系中,没有水,就没有生命。如下表所示,水占男性体重平均约为60%,女性约51%,对新生儿来说,几乎是80% !男人和女人是有区别的,因为女人比男人天然有更多的脂肪。有趣的是,肌肉看起来很坚实，其含水量(75%左右),与血液(80%)或大脑(68 - 84%)，没多大区别。

 

组织及器官	水含量 (%)
人体
新生儿	79
成年男性	60
成年女性	51
血液	80
脑	68-84
肺	76
肌肉	75
骨骼	10

水平衡对我们的健康至关重要。水缺乏和过量摄入都是不可取的。最糟糕的情况发生在水不能提供的时候。如果人体含水量降到低于正常量哪怕只有10%, 身体细胞不再能够执行它们的代谢交换功能。如果含水量下降20%(例如,由于霍乱感染),肯定意味着死亡。防止水资源短缺,在大脑深处(下丘脑)一个区域 控制整个身体水分。 这或许是因为硫酸软骨素含于蛋白多糖内部,而多糖本身就是发现于i组织和器官细胞内的物质。不幸的是,硫酸软骨素只能储存水。相反的功能(脱水)由血液中 的白蛋白实现。蛋白聚糖内部的巨大分子,酸根(即硫酸软骨素硫酸盐)和羧基组负责吸引水。这些酸根及羟基具有负电荷,因此可以吸引水分子,但它们更强的能 力是强拉钠离子(Na +)和通过渗透现象吸引更多的水。硫酸软骨素吸引水的能力对皮肤的健康至关重要。