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醣質科技 & 醣質營養品
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生命中的遺失環節 – 八種單醣

 百年來生物科技不斷進步,人類醫學科學研究一直在解開維持生命的重要密碼,從解剖學,組織學,細胞學,分子醫學及奈米醫學等,其目的是在解密細胞的複雜功能。


文章出自:
柯萬盛醫師
經歷:前三軍總醫院血液腫瘤科主治醫師
前台中榮民總醫院血液腫瘤科兼任主治醫師
現任:光田綜合醫院 內科部主任
德桃癌症關懷文教基金會 執行長


 

 

百年來生物科技不斷進步,人類醫學科學研究一直在解開維持生命的重要密碼,從解剖學,組織學,細胞學,分子醫學及奈米醫學等,其目的是在解密細胞的複雜功能。

二十世紀下半世紀,分子醫學及蛋白質學進步,科學家們將所有焦點放在分子醫學及蛋白質之表現上,認為蛋白質是分子信息的傳遞者。也發現細胞功能之表現是要經過細胞表面的一種(key)即接受器之功能啟動,藉著細胞內之蛋白質及其化合物質之傳遞而起動基因DNA之表現,進而製造細胞所需要的生命物質,若此接受器有突變及故障或功能失調就會產生疾病。最近根據此接受器發展之藥物較多,其中以癌症最為突破,目前藉由細胞膜接受器而發展出來的藥物有乳癌的Herceptin,淋巴癌的Mabthera,慢性骨髓性白血症的Glivec,肺癌的Irresa等,已經在臨床上使用多年,療效佳,可說是生物醫學的一大突破,最近又有一些藥物對抗癌症血管新生藥物Avastatin,肺癌的Torceba等也上市了,這些藥物是針對細胞表面之接受器為標靶之治療,其療效也有些無效者,如何增進其療效是值得去研究的,然而細胞表面接受器主要成分為蛋白質及醣類組成的醣蛋白,若能在此處補充合適的蛋白質及醣類,是否能改進其療效是值得研究的。

二十世紀的營養學研究及臨床應用有很多突破,從醣類、蛋白質、脂質、礦物質至維他命的發現,但是營養素運用則大部分注重於蛋白質,脂質及維生素方面較多,醣類及微量礦物質之運用較少,目前微量礦物質及醣類之臨床應用也慢慢在成長發展中。營養分子生物學目前已經蓬勃發展,自然界之營養素及物質是可以影響細胞之生命表現,中醫之"藥食同源"已經驗證了,若能適當的應用營養物質是可以預防及治療疾病的,而且營養與再生醫學研究有很大相關。

多年來,科學家將所有焦點放在蛋白質學上,認為細胞信息傳遞之主宰者為蛋白質,但二十一世紀初,韋斯曼(Weisman)學院的一位理論數學家將蛋白質分子可能構型的數據及人體功能運轉所須之指令訊號的數據做一試算,結論是蛋白質沒有足夠的數據可以提供所有信息之功能,因為它缺乏一種醣蛋白密碼提供人體正常細胞功能之運轉所需。所以醣質生物學已經為科學家所重視。還有細胞與細胞之間之黏合及溝通對細胞生命是很重要的,正常細胞之間之排列是有規則的,是一個接著一個,成一定的序列排列者,當組織破壞後,細胞之修護及生長是有節制的,當傷口已癒合時,細胞就終止其細胞分裂。但癌細胞因缺乏細胞與細胞之連繫、溝通及黏合,其細胞就失序而亂生長,到處轉移及不斷細胞分裂,結果組織功能喪失而使生物體喪命。而這些調控因子是端賴細胞膜上之接受器之正常功能。免疫細胞及免疫球蛋白上之組成,醣類也是重要成分之一,若缺乏會造成免疫失調,除此之外,醣質營養素在醫學上之重要性,包括傳染病、懷孕、嬰兒及小孩生長、心血管疾病、癌症、慢性病、關節炎、運動傷害、牙疾病、老化及自體免疫性疾病等佔有一席之地,在本書中有闡述。
雖然醣質營養素最近幾年來開始進一步研究,但臨床上應用其實已經是歷史悠久,中醫應用冬蟲夏草、人蔘、靈芝及樟芝等中草藥,日本應用蕈類植物,包括雲芝、舞芝、蘑菇及米糠等。其近日的多醣體聚合物,內容包括多醣體K(PSK),多醣體P(PSP),活化性六碳醣相關性複合物(AHCC),米蕈等產品,在癌症病人上可以增強其抗癌能力,減少癌症化學及放射治療之副作用。食用植物方面有山藥、薏仁、蕃薯葉、龍鬚菜、秋葵、納豆、木耳及蘆薈等含有黏液成分,這種食物含有多量醣質成分,是可以多食的,因為它們可以防治癌症、使傷口癒合、增強免疫系統等功能。


在自然界中有200種以上之醣質營養素,經科學家發現其中8種對細胞生命有重要功能。即葡萄醣(Glucose),半乳醣(Galactose),岩藻醣(Fucose) ,木醣(Xylose),甘露醣(Mannose)N-乙醯半乳醣胺(N-Acetylgalactosamine)N-乙醯葡萄醣胺( N-Acetylglucosamine)N-乙醯神經氨酸-唾液酸(N-Acetylneuraminic acid),這8種醣質構成多種醣蛋白。在一般食品中可以容易攝取葡萄醣及半乳醣,其他6種可以從特殊植物中獲得,若利用目前生物科學技術開發這些醣質營養素,提供人體生理正常功能的保健食品是必需的,同時指導民眾實用含醣質營養素是當今之務。

 

 

甘露醣(Mannose)

甘露醣參與許多基本細胞活動,因此缺乏會造成身體上許多的問題。例如:D型甘露醣現已被用來治療尿道感染(UTI)。不孕症者與正常人之精液比較分析,不孕症者其精液缺乏甘露醣。

甘露醣是所有醣質營養素最基本及重要的,很多細胞活性是靠它的,若缺乏可造成很多病變,食入小腸中1小時內很容易吸收,它廣泛分佈於體液及組織,尤其在神經、皮膚、睪丸、視網膜、肝及腸,它直接被利用合成醣蛋白,尤其是免疫系統中之免疫調節,有很多疾病是因缺乏甘露醣糖化作用之酵素。其生理效應如下:

(1)調節免疫系統
(2)巨噬細胞表面有4種接受器可以捕捉抗原,都有甘露醣成分
(3)增加傷口癒合
(4)抗發炎效果
(5)壓抑腫瘤生長及轉移,增加癌症存活率
(6)可以避免某些細菌感染,例如泌尿道感染

葡萄醣(Glucose)

葡萄糖是最熟悉的醣類,它與果醣結合成為「餐桌醣」即蔗糖(Sucrose),在日常食品中用的最多,包括飲料、點心、冰淇淋、蜂蜜、糖漿、米、麵包

 它很容易由小腸吸收及分佈至全身,可由腎臟重新吸收,經過細胞膜上的接受器而穿透組織血液屏障(Barrier)而達到需要葡萄糖的組織。葡萄糖被廣泛應用於能量來源,它也可以當作肝臟合成醣類結合物質的原料,但它在血清中醣蛋白之成分不像甘露醣(Mannose)及半乳糖那麼多。胰島素及升血糖素可以調節血中葡萄糖,在肝及肌肉中,以肝醣儲存,體內葡萄糖缺乏時,肝醣分解。

糖尿病是細胞很難處理及利用葡萄糖之代謝,所以血糖增加,葡萄糖是很重要的能量來源,尤其是腦的功能之運作是以葡萄糖為能量來源,同時也是細胞與細胞中之連絡交通的醣蛋白結合物的重要原料之一。
服用過多的葡萄糖可以提高胰島素分泌而造成糖尿病及肥胖,但服用太少也會造成一些疾病,例如:老年癡呆症比中風者有較低的葡萄糖,憂鬱症者有葡萄糖代謝障礙,目前西方國家食用葡萄糖是日常正常量的4倍,但有些落後地區是缺乏的。

半乳醣(Galactose)

半乳醣是繼葡萄醣第二大日常醣類來源,主要是從乳製品而來,它們與葡萄糖結合形成雙醣即為乳糖(Lactose),有很多人對乳糖無法忍受而產生腹瀉,主要是腸道中缺乏乳糖酵素,因此這些人是缺乏乳糖的,這些人可以以某些水果中之果膠來補充它。

 半乳醣經小腸主動吸收,吸收後大約有30%轉為肝醣,27%47%氧化成為二氧化碳,其餘合成為醣蛋白及醣脂肪,它廣泛分佈於各組織中,特別於腦、睪丸、皮膚、腎臟及腸黏膜。而且半乳糖在免疫系統中之免疫球蛋白及巨噬細胞也是重要的組成。體內之半乳糖成分改變在某些疾病中發現,例如類風濕性關節炎、上呼吸道感染及酗酒者。

半乳醣者主要在肝臟代謝,在腎臟排泄,它不受胰島素之影響、但代謝是隨老化會改變的。有一種少數的先天性疾病-半乳醣酵素缺乏症,它造成無法長大、敗血症、白內障、失聰等。半乳醣可以轉化為葡萄醣,也可以從葡萄醣轉化為半乳醣(一種酵素稱為epimerase)。半乳醣及其醣類結合物之生理生物功能如下:

(1)免疫調節
(2)抑制腫瘤細胞生長及腫瘤細胞轉移
(3)傷口癒合
(4)抑制白內障形成
(5)腸道黏液形成
(6)正常腎臟功能
(7)改變紅斑性狼瘡及關節炎等疾病之生理生化反應

 

岩藻醣(Fucose)

此醣類在蕈類、海藻、綠藻、螺旋藻及啤酒酵母含量豐富,在人類乳汁中也有很多。它容易與果醣(Fructose)混淆,兩者是不一樣的醣類。

 岩藻醣以醣蛋白及醣脂肪方式廣泛存在於身體,擔任細胞與細胞間之連絡,尤其是神經、腎小管、睪丸及皮膚;在癌症及糖尿病其組成是有改變的。它可由甘露糖轉化而來,其中是需要酵素來幫助的,若酵素缺乏則會造成臨床上病變,例如一種免疫系統缺乏症,叫做白血球黏合蛋白缺乏症,其主要是岩藻糖無法合成醣蛋白所致。它主要以尿液排泄,在懷孕晚期及哺乳期,尿液中增加,其表示是胎兒之晚期發育及母體轉移免疫力與嬰兒是需要岩藻糖結合物,岩藻糖生理效應如下:
(1)神經傳導
(2)免疫調節
(3)抑制癌症之生長及轉移
(4)呼吸道感染之預防及治療
(5)膠原蛋白之調節

 

木醣(Xylose)

木醣是8種必需醣類中唯一的五碳醣,其他7種為六碳醣

木醣是8種必需醣類中唯一的五碳醣,其他7種為六碳醣,它存在於番石榴、梨子、莓果醬、蘆薈、海帶、車前子、花椰菜、波菜、茄子、花生、豌豆、青豆、高麗菜、玉米。它以被動擴散方式由小腸吸收,至肝臟代謝,它也可以存在腎臟、脂肪及肌肉中,以尿液排泄,它的生理效用如下:
(1)為細胞膜上之接受器之醣質結合物,提供細胞間的連繫功能
(2)有抗細菌及抗黴菌功能,尤其是格蘭氏陰性菌及白色唸球菌
(3)幫助腸內益生菌生長

 

 N-乙醯半乳醣胺(N-Acetylgalactosamine)

此為8種中最少研究及知識的醣質營養素,在牛及沙魚軟骨、紅藻含量豐富,它也是軟骨素中主要成分之一,與葡萄糖胺合用可以治療退化性關節炎。

此為8種中最少研究及知識的醣質營養素,在牛及沙魚軟骨、紅藻含量豐富,它也是軟骨素中主要成分之一,與葡萄糖胺合用可以治療退化性關節炎。口服後由小腸吸收,在腦、神經、腎、睪丸、皮膚含量最多,生理效應如下:
(1)合成醣蛋白,負責細胞間及細胞內之連繫
(2)抑制癌細胞轉移
(3)缺乏時可以造成心臟病變及老化

 

N-乙醯葡萄醣胺( N-Acetylglucosamine)

由此醣之最出名的衍生物為葡萄醣胺,它是應用於退化性關節炎治療,牛及沙魚軟骨最常見,蝦及螃蟹之殼之幾丁質處理後此醣類最為豐富。

 商業上有三種葡萄醣胺產品,即N-乙醯葡萄醣糖、鹽酸葡萄糖胺及硫化葡萄醣胺,前兩者較少使用,目前硫化葡萄醣胺最常用,此葡萄醣胺合成醣蛋白比N-乙醯葡萄醣胺容易,因為它很容易進入細胞內,葡萄醣胺經磷酸及乙醯化形成N-乙醯葡萄醣胺。口服後約一半量的葡萄醣胺被氧化,其餘的形成醣質結合物,這些醣蛋白負責細胞表面接受器及細胞間之連繫,此醣在肝、小腸、睪丸、皮膚、腦、視網膜最豐富,從尿液排泄。生理效應如下:
(1)軟骨復原:治療退化性關節炎,降低其發炎及疼痛
(2)抗腫瘤及抑制癌症轉移
(3)抑制肝臟葡萄醣製造,降低胰島素分泌
(4)免疫調節
(5)抗病毒
(6)可當作甲狀腺內甲狀蛋白運送者

 

N-乙醯神經氨酸-唾液酸(N-Acetylneuraminic acid)

此醣被發現有一段有趣的歷史,最早被分離出命名為唾液酸(sialic acid),另一位科學家分離出相似物質命名為神經氨酸(neuraminic acid),第三位科學家證實兩者為相同結構,最後同意以唾液酸為一家族,目前有30個神經氨酸衍生物。

 唾液酸在乳漿蛋白及雞蛋中為最豐富,它很容易吸收,從尿液排泄出,它廣泛分佈在乳腺、血漿、腦脊髓液、唾液、肝、腎、皮膚、睪丸及巨噬細胞。在懷孕及泌乳期,其產量增加,癌症病人唾液中量增加,老人、酗酒者及嚴重呼吸道感染其量減少。唾液酸代謝在醣質結合物之生物合成是很重要的,它可以由葡萄糖胺及N-乙醯甘露醣胺轉換而成,其生理效應如下:
(1)體腔內及表面之黏液之成分,有表面潤滑作用
(2)避免呼吸道之細菌感染及菌落生成
(3)免疫調節
(4)紅血球細胞膜上之醣蛋白合成及代謝
(5)保護血清中醣蛋白

 

 

 

 

 

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