淺談生命要素

1、淺談生命要素甲殼素與殼寡糖姓名：李佳文 學(xué)號(hào)：2011113049班級(jí)：生物科學(xué)基地班時(shí)間：2014.6.16淺談生命要素甲殼素與殼寡糖摘要：甲殼質(zhì)，又稱甲殼素、幾丁質(zhì)，英文名Chitin.甲殼質(zhì)是1811年由法國學(xué)者布拉克諾(Braconno)發(fā)現(xiàn)，1823年由歐吉爾(Odier)從甲殼動(dòng)物外殼中提取，并命名為CHITIN，譯名為幾丁質(zhì)。外觀及性質(zhì)：淡米黃色至白色，溶于濃鹽酸/磷酸/硫酸/乙酸,不溶于堿及其它有機(jī)溶劑,也不溶于水。甲殼質(zhì)的脫乙?；苌?Chitosan derivatives)可溶于水。甲殼素具有抗癌抑制癌、瘤細(xì)胞轉(zhuǎn)移，提高人體免疫力及護(hù)肝解毒作用。尤其適用于糖尿病、肝腎病

2、、高血壓、肥胖等癥，有利于預(yù)防癌細(xì)胞病變和輔助放化療治療腫瘤疾病·殼寡糖又叫殼聚寡糖、低聚殼聚糖，是將殼聚糖經(jīng)特殊的生物酶技術(shù)（也有使用微波降解技術(shù)的報(bào)道）降解得到的一種聚合度在220之間寡糖產(chǎn)品，是水溶性較好、功能作用大、生物活性高的低分子量產(chǎn)品。它具有殼聚糖所沒有的較高溶解度和容易被生物體吸收等諸多獨(dú)特的功能，其作用為殼聚糖的14倍。關(guān)鍵詞：甲殼素 殼寡糖 甲殼素及其衍生物 糖復(fù)合 生理保健正文：一、研究與開發(fā)歷史 早在400年前，本草綱目中就有螃蟹殼應(yīng)用的記載，這是甲殼素最早的應(yīng)用紀(jì)錄。 1811年，法國H.Braconnot教授最早分離出甲殼素，他用溫?zé)岬南A處理蘑菇，得到一

3、些纖維狀的殘?jiān)詾槭抢w維素，并命名為Fungine,意思是真菌纖維素。12年后也就是1823年，另一位法國科學(xué)家A.Odier從昆蟲的翅鞘中分離出同樣的物質(zhì)，命名為Chitin，即鎧甲、信封的意思。 1859年法國C.Rouget第一次分離出殼聚糖，命名為Chitosan。 從發(fā)現(xiàn)甲殼素后的一個(gè)半世紀(jì)，甲殼素的研究進(jìn)展緩慢。20世紀(jì)下半葉，隨著對(duì)纖維素、蛋白質(zhì)和甲殼素及其他糖類等生物大分子的研究，有機(jī)化學(xué)誕生和發(fā)展起來。甲殼素的研究重心也從歐洲轉(zhuǎn)向日本。 1977年英國Muzzarelli教授發(fā)起并主持了第一屆甲殼素和殼聚糖國際會(huì)議，以后每2年召開一次。在1991年的會(huì)議上，美、歐的醫(yī)學(xué)科

4、技界、營養(yǎng)食品研究機(jī)構(gòu)將其譽(yù)為“第六要素”。 我國于1952年開始研究。20世紀(jì)90年代是研究的全盛時(shí)期。1997年，研究開發(fā)課題列入國家科委九五攻關(guān)計(jì)劃，歸屬863計(jì)劃。2000年前后酶法生產(chǎn)殼寡糖的方法被攻克。 二、甲殼素及其衍生物的概念 甲殼素是乙酰氨基葡萄糖組成的聚糖。殼聚糖是甲殼素通過強(qiáng)堿水解或酶解后脫去部分乙?；难苌铮前被咸烟堑木厶?。 殼寡糖是殼聚糖降解后的衍生物，現(xiàn)在把由20個(gè)以下氨基葡萄糖組成的低聚殼聚糖稱為殼寡糖。乙酰氨基葡萄糖或氨基葡萄糖不是葡萄糖，在體內(nèi)也不會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?，因此?duì)血糖不會(huì)有不利影響。甲殼素經(jīng)脫乙?；幚淼玫綒ぞ厶牵俳?jīng)過進(jìn)一步降解，就成為殼寡糖。

5、甲殼素是第一個(gè)實(shí)際應(yīng)用的產(chǎn)品，也是在日本第一個(gè)被批準(zhǔn)的“功能性食品”。但是甲殼素不溶于水、堿、一般的酸和有機(jī)溶劑，只溶于部分濃酸，是依靠人體胃腸道中的甲殼素酶、溶菌酶等的作用少部分分解，因此其吸收率較低，服用量較大，產(chǎn)生的服用反應(yīng)也高達(dá)70%以上。對(duì)甲殼素進(jìn)行化學(xué)處理，脫掉其中的乙酰基，就變成了殼聚糖，殼聚糖已經(jīng)可以溶于稀酸，比甲殼素進(jìn)了一步。但是甲殼素和殼聚糖都是大分子，分子量在幾十萬到幾百萬，都不溶于水。把殼聚糖降解為小分子，就是殼寡糖。殼寡糖可以直接溶于水，因此吸收率大為增加，服用量和服用后反應(yīng)大為減少 殼寡糖具有較高溶解度，所以很容易被吸收利用，具有許多優(yōu)于高分子量殼聚糖的功能，是當(dāng)今

6、國內(nèi)外研究、開發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域。 三、糖復(fù)合 甲殼素類物質(zhì)在包括人在內(nèi)的動(dòng)物的關(guān)節(jié)、足的堅(jiān)硬部分，以及動(dòng)物肌肉和骨結(jié)合處均有存在，另外在我們體內(nèi)有一大類以氨基葡萄糖為重要組成成分的糖復(fù)合物，它們是糖蛋白、蛋白多糖和糖脂。 蛋白質(zhì)是生命的體現(xiàn)者，沒有蛋白質(zhì)就沒有生命。人的血漿存在著一百多種蛋白質(zhì)，其中有不下80種是糖蛋白。在這些蛋白質(zhì)上為什么必須加上糖鏈呢？糖鏈保證了糖蛋白的親水性，也就是保證這些蛋白質(zhì)能溶于水。如果我們體內(nèi)的大部分蛋白質(zhì)都凝固，還能有生命嗎？因此專家們認(rèn)為，這是生命存在的前提。而且，糖鏈保護(hù)蛋白結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少它的破壞。 糖鏈的另一個(gè)主要功能是作為信號(hào)分子。 一切生命現(xiàn)象，實(shí)際上

7、都是機(jī)體內(nèi)細(xì)胞對(duì)胞外信息的轉(zhuǎn)導(dǎo)，并最終在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生特定效應(yīng)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)和調(diào)控的過程。 我們現(xiàn)在處在一個(gè)信息社會(huì)，信息的重要性我們都有體會(huì)，如果沒有了互聯(lián)網(wǎng)、電視、報(bào)紙、電話，我們的社會(huì)會(huì)變成什么樣子？那是很可怕的。我們?nèi)梭w也是一個(gè)小社會(huì)，人體內(nèi)部各組織、器官和系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，和外部環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，對(duì)來自內(nèi)部和外部的各種信息作出及時(shí)和準(zhǔn)確的反應(yīng)，信息的溝通是必要的先決條件。細(xì)胞膜上有接受信息的結(jié)構(gòu)叫“受體”，型糖尿病的發(fā)病原因就是胰島素受體出了問題。受體大部分是糖蛋白，其中糖鏈起著辨別和接受信息的作用，又被稱為“分子雷達(dá)”或“細(xì)胞天線”。 蛋白聚(多)糖的生理作用： 蛋白聚糖構(gòu)成細(xì)胞間的基質(zhì)，包括透明質(zhì)

8、酸、肝素、硫酸軟骨素等，對(duì)基質(zhì)的成分和功能起重要作用。硫酸軟骨素能維持軟骨的正常性能；角膜的膠原纖維間充滿了硫酸軟骨素，使角膜透明。 細(xì)胞是生活在基質(zhì)中的。細(xì)胞是島嶼，基質(zhì)就是海洋。基質(zhì)的正常與否對(duì)細(xì)胞的功能起重要作用。由于甲殼素類物質(zhì)在營養(yǎng)學(xué)上的重要性，所以1991年在歐美國際學(xué)術(shù)會(huì)議上被定為繼蛋白質(zhì)、糖、脂肪、維生素、微量元素之后的第六生命要素。 甲殼素類物質(zhì)這么重要，就不能讓它缺乏。那么，我們體內(nèi)所需要的這些物質(zhì)從哪里來呢？我們?nèi)梭w可以合成一些，但是日本甲殼素協(xié)會(huì)理事長松永亮認(rèn)為：“跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，人到中年后，自我合成甲殼素類物質(zhì)的功能幾乎完全喪失，大量使用殺蟲劑使糧食中幾乎不含此物質(zhì)。”

9、 按照松永亮教授的意見，中老年人自我合成殼聚糖、殼寡糖的能力下降，故必須依賴于從食物中補(bǔ)充，而我們從食物中能補(bǔ)充到的也不足，這是由于食物鏈的破壞。 遼闊的大地上，昆蟲和農(nóng)作物共同生長，昆蟲死亡之后，遺體在土壤中被分解，甲殼素的分解產(chǎn)物也被植物吸收，因此糧食和蔬菜中含有甲殼素及其衍生物成分。殺蟲劑的大量使用，塑料大棚的廣泛應(yīng)用，以及無水栽培等新技術(shù)，都阻斷了上述的演變過程，食物鏈發(fā)生了破壞，因此人從糧食和蔬菜、水果中得到的甲殼素類物質(zhì)大為減少，因此，應(yīng)當(dāng)像補(bǔ)充其他營養(yǎng)素一樣注意補(bǔ)充。 四、甲殼素類物質(zhì)的生理保健功能 除了營養(yǎng)學(xué)作用外，甲殼素和殼寡糖還具有重要的生理保健功能。這些作用具有一個(gè)鮮明的

10、特點(diǎn)就是針對(duì)細(xì)胞起作用，細(xì)胞是構(gòu)成人體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位，細(xì)胞正常人才能健康，因此這一作用具有整體性。 殼寡糖對(duì)細(xì)胞的作用首先是促進(jìn)細(xì)胞增生，被實(shí)驗(yàn)證實(shí)的就有皮膚、骨骼、胰島、心肌、神經(jīng)、肝臟等，因此并非局限于個(gè)別的細(xì)胞。另一方面對(duì)細(xì)胞有保護(hù)作用，可以延長細(xì)胞在體內(nèi)的存活時(shí)間。 這些作用有以下幾方面的意義：增強(qiáng)功能。如實(shí)驗(yàn)證明殼寡糖對(duì)胰島細(xì)胞增生有明顯的促進(jìn)作用，這一點(diǎn)對(duì)于糖尿病人的康復(fù)具有重要的意義。促進(jìn)愈合。很多疾病和創(chuàng)傷都存在一個(gè)病灶愈合的問題，病灶愈合的前提就是細(xì)胞的增生，這一點(diǎn)從殼寡糖促進(jìn)試驗(yàn)性兔骨骨折愈合的實(shí)驗(yàn)中可以清楚顯示出來?？顾ダ?。細(xì)胞再生能力減弱，大量衰老細(xì)胞得不到更新，

11、使得細(xì)胞趨于“老齡化”，這是早衰的主要原因。減少細(xì)胞的損傷。對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物用異丙基腎上腺素造成心肌細(xì)胞的大片壞死，應(yīng)用殼寡糖進(jìn)行保護(hù)，壞死明顯減輕，顯著優(yōu)于心得安的保護(hù)作用。 1.免疫功能： 非典的流行給我們上了一堂保健和免疫課，現(xiàn)在大家都非常關(guān)注免疫功能。人們逐漸認(rèn)識(shí)到，最終保護(hù)人體免于或減少傷害的是我們自身的免疫系統(tǒng)。 s 實(shí)驗(yàn)證明，殼寡糖使白介素-1(IL-1)增加3.4倍，白介素-2增加2.7倍?？杉せ顨?xì)胞，如NK細(xì)胞、LAK細(xì)胞等并產(chǎn)生INF-、TNF等細(xì)胞因子，還可直接作用于B細(xì)胞并分泌免疫球蛋白(Ig)。 因此對(duì)免疫的兩個(gè)環(huán)節(jié)細(xì)胞免疫和體液免疫，殼寡糖都有明顯改善作用。 2.輔助

12、防治腫瘤： 除免疫防護(hù)功能外，免疫的另一個(gè)作用就是腫瘤監(jiān)視。我們每天要有大約7000億到10000億個(gè)細(xì)胞制造出來，就像工廠會(huì)出廢品，每天我們體內(nèi)會(huì)有幾百萬個(gè)細(xì)胞不正常，但是只要免疫功能正常，就能及時(shí)地發(fā)現(xiàn)和清除不正常細(xì)胞，防止腫瘤的發(fā)生，這是消除來自體內(nèi)的危險(xiǎn)；另一方面，殼寡糖能保護(hù)細(xì)胞，防止外來的致癌因素的誘變作用。對(duì)腫瘤病人，殼寡糖有直接抑制腫瘤細(xì)胞、減少其轉(zhuǎn)移的作用，和減少放療、化療副作用的功能，從而配合常規(guī)治療，提高病人的療效。 3.對(duì)糖尿病的作用： 我們從上面的實(shí)驗(yàn)可以看出，殼寡糖可以促進(jìn)胰島細(xì)胞增生，因此胰島素分泌量增加；氨基葡萄糖的堿性，有助于提高體液的PH值，這個(gè)值每提高0.

13、1，胰島素的活性就提高30%；同時(shí)，對(duì)高血壓、高脂血癥、高粘血癥等造成并發(fā)癥的危險(xiǎn)因素有改善作用，就有利于減少和延后糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生。 對(duì)糖尿病非肥胖性糖尿病小鼠隨機(jī)分為治療組和對(duì)照組。治療組用4%殼寡糖，對(duì)照組用蒸餾水做飲用水，連續(xù)15周。結(jié)果：治療組有65%降血糖作用明顯，35%降血糖有效；對(duì)照組小鼠陸續(xù)死亡。結(jié)論：殼寡糖對(duì)糖尿病小鼠有治療和延長生存期作用。 4.甲殼素及其衍生物的化學(xué)結(jié)構(gòu)對(duì)其功能的影響： 甲殼素及其衍生物的一些生理保健功能與該類物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)，其中含有的氨基具有三個(gè)重要的特性： 堿性，人體對(duì)體液酸堿度的要求是非常嚴(yán)格的，PH值需要限制在一個(gè)很狹小的范圍內(nèi)，否則生理功

14、能就受到不利影響，嚴(yán)重的會(huì)產(chǎn)生酸堿中毒。由于人體的分解代謝產(chǎn)物多是酸性的，因此體液有酸性化的傾向，專家們建議多吃堿性食品就是這個(gè)道理。而甲殼素類物質(zhì)是天然存在的唯一堿性多糖，其堿性是由其氨基決定的。 還原性，也就是有抗自由基作用，因?yàn)樽杂苫菐缀跛兄欣夏曷约膊〉闹匾l(fā)病機(jī)制，因此抗氧化就非常重要。 吸附性，可以結(jié)合很多有害的物質(zhì)。 5.環(huán)保作用： 目前，環(huán)境污染正嚴(yán)重地威脅著人類的健康，環(huán)境污染需要治理，我們就可以選擇服用甲殼素類物質(zhì)的保健品來減少污染對(duì)自己健康的危害。氨基葡萄糖的C2上有一個(gè)氨基，C3上有一個(gè)羥基，對(duì)具有一定離子半徑的金屬具有鰲合作用。對(duì)重金屬的作用突出，而對(duì)鈉、鉀、鎂、

15、鈣、銨、鋇等沒有明顯結(jié)合。對(duì)色素、苯酚、多氯聯(lián)苯、鹵素有吸附作用。對(duì)鹵素中的氯離子的吸附和降壓作用有關(guān)。因此1993年國際學(xué)術(shù)研討會(huì)上甲殼素類物質(zhì)被定為人體環(huán)保劑、環(huán)保衛(wèi)士。 6.降脂作用： 甲殼素和殼寡糖從腸道局部和全身兩個(gè)方面產(chǎn)生降脂和減肥作用。甲殼素類物質(zhì)可以在腸內(nèi)形成溶膠與脂肪、膽汁酸結(jié)合和包裹，妨礙了小腸對(duì)它們的吸收，從而起到降脂作用。 膽固醇一方面從食物中吸收，一方面可以體內(nèi)合成，而且合成的量比“吃進(jìn)去”的更多。HMG-CoA還原酶是膽固醇合成的重要催化酶，抑制了它的活性就可以減少膽固醇的合成。臨床上有一類重要的降脂藥物-HMG-CoA還原酶抑制劑，如洛司他汀、辛伐他汀等非常有效。

16、殼寡糖可以抑制HMG-CoA還原酶，因此是一種天然的HMG-CoA還原酶抑制劑。 對(duì)30例單純性肥胖人群的觀察，服用甲殼素30天后，血清總膽固醇由試驗(yàn)前的5.3±0.9mmol/L下降為4.4±0.5mmol/L；甘油三酯由1.5±0.5mmol/L下降為1.1±0.2mmol/L；血壓由129±12.3mmHg/85±8mmHg下降為120±10mmHg/80±6mmHg。 7.對(duì)高血壓的影響： 試驗(yàn)和流行病學(xué)調(diào)查都證明，吃的食鹽過多會(huì)增加高血壓，這是食鹽中鈉離子還是氯離子的作用呢？專家們用實(shí)驗(yàn)證明了是氯離子的原

17、因。氯離子可以激活血管緊張素轉(zhuǎn)換酶的活性，使能強(qiáng)烈收縮血管的血管緊張素大大增加，血壓就會(huì)升高。如果抑制了這個(gè)酶，血壓就會(huì)下降。臨床上有以卡托普利為代表一類有效的降壓藥物，甲殼素類物質(zhì)可以減少氯離子的吸收，因此也可以視為天然的血管緊張素轉(zhuǎn)換酶抑制劑。 根據(jù)以上分析，甲殼素、殼寡糖的實(shí)際應(yīng)用是有充分的理論基礎(chǔ)的。它必將為增進(jìn)人類的健康，促進(jìn)疾病的康復(fù)和延緩衰老發(fā)揮重要作用。參考文獻(xiàn)1. Method for hydrolyzing chitosan and chitin zhangzehui 2. Chitosanoligosaccharide(COS)inhibitsLPS-inducedina

18、mmatoryeectsinRAW264.7macrophagecellsHyunJoongYoona,MyoungE.Moona,HaengSoonParka,SuhnYoungImb,YoungHoKima,*2金子今朝夫.蟹殼健康法.周鳴鳳譯.臺(tái)灣:正義出版社,1981,1551643.甲殼素、殼聚糖的化學(xué)改性及其衍生物應(yīng)用研究進(jìn)展 汪玉婷；劉玉紅；張淑琴 20084.甲殼素/殼聚糖的研究與應(yīng)用概況 5.張?zhí)斐? 甲殼素資源的充分利用及其產(chǎn)業(yè)的綠色化J. 中國資源綜合利用. 2003(08)The elements of life - chitin and chitosan oligos

19、accharideChitin, chitin, chitin and said, English Chitin. chitin is 1811 by the French scholar Braque's (Braconno), 1823 by Ogil (Odier) extracted from the carapace animalhousing, and named CHITIN, translated as chitin. Appearance and properties: light yellow to white, soluble in concentrated hy

20、drochloric acid / phosphoric acid /acid / acetic acid, insoluble in alkali and other organic solvents, do not dissolve in water. The N-deacetylated derivative of chitin (Chitosan derivatives) soluble in water. Chitin has anti-cancer inhibit cancer, tumor metastasis, improve human immunity and protecting the liver d