作者:郑昌兴(中国科学院大化所壳寡糖研究中心专家委员/中国海洋大学海洋药物研究中心特聘专家
几丁聚糖100问
前言
糖类的研究已有百年的历史,许多研究成果表明,糖类是生物体内一类重要的信息分子。生命科学研究的最新发现:现代疾病的发生根源是“细胞糖链结构受损”。
这是个全新概念。这一发现是继基因组学、蛋白质组学研究之后生命科学探索的又一里程碑!研究发现,当人体细胞表层的糖链变化,细胞的本体也会随之变化。细胞的生命过程是通过糖链传导而完成的,新发现映射出一个新结论:不是基因调节细胞,而是细胞表层的糖链在时刻地调控着细胞的状态。同时糖参与了细胞生命变化的全部过程!
这种糖并非我们所食用的葡萄糖或蔗糖,而是一种低聚糖,也称为小分子几丁聚糖;几丁聚糖是自然界中的一大类物质。其中唯一带正电荷的几丁质聚糖(英文Chitooligosaccharides)在细胞生命过程中的作用则尤其突出。它密集地覆盖在细胞的表层,起到信息传递、免疫调节、基因信息表达等作用,同时它也是细胞身份识别标志。在自然界中,昆虫、海洋软体动物以及虾蟹壳中都含有几丁聚糖成分。
研究发现,现代疾病的发生与发展都与细胞表层的糖链结构损伤有着直接的关系;从另一个角度讲,只要细胞表层的糖链结构完整,细胞即可完成准确的表达过程或免疫过程。因此,生物体就会保持健康的状态,不会生病;相反,如果细胞表层的糖链出现损伤,细胞免疫信号必然受到影响,这时细胞免疫就受到影响,甚至丧失免疫,临床中称为免疫力低下或免疫缺失。
以功能类比:如果把细胞比喻成人体,那么细胞表层的糖链非常类似于人体的神经组织,基因如同人的大脑;糖链是基因传导信息的载体组织,它是细胞的功能组织之一。生命科学研究发现,人到中年后就完全丧失了自我合成几丁聚糖的机能,必须靠外援性补充,其中最关键的是从食物中获取。现代生产模式的改变,尤其是大量使用农药以及大棚栽培,使产生几丁聚糖的途径断绝(昆虫灭绝),人体不能及时地补充几丁聚糖,使受损的细胞糖链得不到及时有效的修复,严重地影响了细胞的免疫功能。
几丁聚糖是自然界中唯一带正电荷的膳食纤维,拥有自杀性保卫特性,一旦碰到病原体或毒素等有害物质就会吸附、脱离、代谢,这样就会导致糖链结构的损伤。因此,污染的加剧、体内毒素的形成以及补充途径被切断,已经使现代人体细胞中的糖链支离破碎,正是因为如此,现代疾病才大量出现,且无法根治,其根本原因属于几丁聚糖的严重缺失又得不到及时补充所致!
我国把几丁聚糖开发列入国家“九五、十五、十一五、十二五”科技攻关项目,成果产品“养年康宝小分子几丁聚糖产品”已经获国家卫生部批准。我们有理由相信,对几丁聚糖的研究将为人类的健康事业开启一扇崭新的窗。在本资料编写过程中,得到了中国科学院大连化学物理研究所天然产物与糖工程(1805)课题组、中国海洋大学、国家海洋药物研究中心以及多位国内外著名学者和专家的精心指导,在此表示诚挚的谢意!
1.什么是糖生物学
2.为什么说糖生物工程技术是国际第三代最新生物技术
3.什么是小分子几丁聚糖
几丁聚糖(Chitooligosaccharides)的前质是甲壳素,小分子几丁聚糖又叫壳寡糖。无论是甲壳素还是壳寡糖,其核心物质都是几丁质聚糖。为了便于说明,我们一般把大分子几丁聚糖叫甲壳素。小分子几丁聚糖叫壳寡糖。中分子量几丁聚糖的叫壳聚糖。几丁聚糖是第三代新生物技术的糖生物工程,小分子几丁聚糖是第4代最新生物技术的糖生
物工程技术,生物科学界用一连串的“最”给予高度评价:最新的生命科学前沿学科是糖生物学,最大的生命信息是糖链,最聪明的免疫物质是小分子聚糖也叫寡糖,最有活性、最有效的小分子聚糖物质是小分子几丁聚糖,分子量越小的几丁聚糖其生物活性就越高。生物功能最集中的小分子几丁聚糖。是甲壳素(几丁质)类物质的最高端衍生物,是含有氨基的低聚糖。它是天然多糖中唯一带正电荷的小分子物质,并具有稳定的三维结构,特殊的生理活性,是高效的功能性食品,也是比较完美的第四代保健品(机能性健康品)。因此在国外特别是发达国家,对于小分子几丁聚糖的开发和利用一直受到高度的重视。自1811年法国学者布拉克诺首次从甲壳类动物的外壳中分离出甲壳素之后,美国、欧洲的医学界、大学、营养食品研究机构相继投入研究。日本率先将几丁聚糖(甲壳素、壳聚糖和壳寡糖)经临床实践后以机能食品身份投放市场,并成为日本厚生省(相当于我国卫生部)唯一准许宣传疗效的机能性食品,同时日本政府也投入了巨资予以开发和市场推广,其销售量也占日本保健食品的首位。其结果是:在短短的30年后使日本的人均寿命跃居世界第一!
4.为什么称几丁聚糖是生命第六要素
几丁聚糖的最终代谢产物——葡萄糖胺和乙酰葡萄糖胺的多糖体是人体细胞的必需物质。如果缺少该物质,人体的自身免疫功能就会下降,导致高血压、心脑血管疾病、癌症等现代疑难病。人在母体内有着自我合成这两种物质的本能,成年以后这种功能则消失,就必须从食物中的几丁聚糖中摄取。十九世纪70年代,科学家在对细胞的营养学、结构学和功能学研究过程中发现,由于工业化生产、农药化肥、大棚技术、无土栽培技术等大量的使用,甲壳素类的几丁聚糖物质在人类的食物链中消失了,人体从食物中得不到及时弥补,必须人为的添加和补充。而几丁聚糖在人体内会合成上述这两种物质(部分通过体内的溶菌酶作用)。因此,医学界将几丁聚糖称为继脂肪、蛋白质、糖、矿物质、维生素之后保持体质呈碱性的要素,所以被称为第六生命要素。科学家指出,人们应该像摄取前五种物质一样,每天摄取适量的几丁聚糖。
5.为什么说几丁聚糖是长寿因素
研究发现,甲壳类生物的生命抗病能力大大超越了脊椎类动物,含有甲壳素的昆虫、鱿鱼、菌、龟贝类、虾蟹类等动物,能在极其恶劣的环境下生存繁殖,且生命力旺盛。但人类和鱼类等脊椎类动物生存适应能力则较差,只要水质稍有污染,气候环境改变,生命就会受威胁。甲壳类生物和脊椎类生物巨大的生存抗逆差异引起了科家们的浓厚兴趣。后经研究证实,其抗逆差异在于这些动物的体内含有几丁聚糖物质。
6.为什么说几丁聚糖是人体纤维素
几丁聚糖的化学结构和植物中广泛存在的纤维素非常相似,它是由多个含氨基的糖分子链接而来的,而它又是从海洋特殊生物体的壳或骨骼中提取的,是人体必需使用具有纤维素功能的物质,所以称其为人体纤维素。
7.多吃虾、蟹以及鱿鱼、昆虫等能摄取几丁聚糖?
可以,但是量非常少。因为在自然状态下,甲壳素的性质非常稳定,而且分子量非常大(在100万以上),不能够被人体吸收。在正常情况下,也不易被分解,平时食用的虾蟹或鱿鱼等通过胃酸以及体内的酶,获取的非常少,而通过高科技生物工程纳米膜偶合技术和酶法提取小分子几丁聚糖技术的脱乙酰和生物降解等复杂的工序,把小分子几丁聚糖提出,才能为人所用。
8.几丁聚糖应用在哪些领域
几丁聚糖的商业产品已遍布各个领域,主要涉及保健食品、医药用品(人工皮肤、人工韧带、人工血管、外科缝合线等)、生物农药、饲料添加剂、美容化妆品等。
9.小分子几丁聚糖与药品的比较
小分子几丁聚糖虽然不是药品,但对于许多棘手的现代病的隐患却有着绝佳的改善和愈合效果。因为它并非针对某种疾病发挥疗效,而是通过调整整个身体的生理机能,使生理活动处于最佳的平衡状态,以保持身体健康。