定義
細胞通過許多途徑來彼此通訊。一種重要的方式是,細胞釋放一些信號分子與其他細胞表面上表達的受體相結合,啟動特異的反應。在另一些狀況下,細胞釋放的是裝著一種或幾種信號分子的小囊泡;其他的細胞可與這些小囊泡融合或是攝取它們納入其內容物。外來體(Exosomes)是幾乎所有細胞類型都會生成的小囊泡(又稱作微泡)。
在釋放到如細胞間隙、血液或其他體液等細胞外環境中後,外來體可與鄰近或遠離的細胞融合,它們將功能分子貨物傳遞至這些細胞。值得注意的是,外來體中不僅包含像蛋白質和肽一類的常規信號分子,也包含如RNAs和DNA片段一類的核酸,將遺傳信號水平地從一個細胞傳遞至另一個細胞。
細胞溝通的歷史發展
1986:細胞表面的醣鏈含有有助細胞溝通的訊息,透過不同細胞上的醣鏈的接觸或可以促進細胞之間的辨識。
1988:「醣類生物學」這名詞標註了醣類化學和生化學的興起。
1990:「醣類生物學」開始成為醫學界及營養學界最熱門的研究項目之一。
1993:「細胞辨識需要醣類」細胞表面的糖類能令細胞互相辨識和溝通。研發針對這些糖類的藥物或可以停止感染和炎症發生。
1995:細胞表面的「醣蛋白」是與其它細胞、細菌、病毒、毒素、賀爾蒙的接觸點。
1996年:所有的哺乳類動物都必需有八種單醣,這些必須單醣附著於細胞表面的蛋白質形成多醣蛋白,負責辨識溝通,是構成細胞溝通重要的密碼。人體如果缺乏任何八種單醣中的一種,細胞溝通就不順暢,就很容易生病。
1998年:生物體中醣組合的資訊量遠超出DNA代碼。單醣類與細胞表面的蛋白質結合,跟細胞溝通以及各種生物作用都有密不可分的關係。
1999年:諾貝爾生理及醫學獎獲獎者Dr.Gunther Blobel,發現蛋白質具有內在信號以控制其在細胞的傳遞和定位,確認細胞具有溝通及交換訊息的能力。
2001年:『碳水化合物與醣類生物學』回顧之前的科學家們所作的有關必須單醣在細胞生理方面的結構以及其功能性用途的相關研究,其中包括論述醣蛋白和細胞溝通的關係。
同年,美國國家衛生局向斯克里普斯研究所投放3400萬美元作為進行醣類生物學研究經費。
2002年:1月-「改變部份癌細胞表面的糖質可以控制癌的成長」要使癌細胞停止前進,主要關鍵在癌細胞表面的含糖外殼,糖類分子圍繞所有細胞幫忙彼此確認並互相溝通。新的研究被登錄在這年的國家科學院年報說:改變部份癌細胞表面的糖質可以控制癌的成長。這個新發現預言糖類將會是未來抗癌治療的標靶。
7月-『甘甜醫學』論述製藥界如何募資研究從糖體中開發更有效的藥物。至此,學術界對於單糖與細胞表面的蛋白質和油脂,共同作為細胞間溝通的橋樑,同時肩負免疫重責的看法已取得共識。
10月-『糖類突破』細胞表面的醣類不僅僅是能夠提供能量,也會參與細胞間訊息傳遞,在免疫學、神經學、生物繁殖等各方面均有關連。
《奇蹟的醣類》( Miracle Sugars ):新類別的營養
提供醣類研究最新突破的訊息。論述必須單醣如何幫助細胞溝通和合作,維持身體平衡,例如增強免疫力,減低身體感染機會,改善身體自身免疫疾病。以及介紹含必須單醣的天然食物或營養補充品來源。
2003年:2月-醣組學 ( Glycomics ) 為即將改變世界的10大創新科技之一。10大創新中,與生物科技有關的,僅此一項。
3月-倡導科學界及醫學界要重視醣質營養素、糖質生物學及醣質科學的研究。
10月-『醣類生物科學』複雜的醣類,其分子指引細胞間溝通,是細胞及組織正常發展及生理功能發揮的必要物質。
2004年:細胞溝通需要透過細胞表面的醣類互相辨識和產生粘附力。
2005 年:《8 種醣類的治癒力:營養學、科學和醫學界的大突破》( The Healing Power of 8 Sugars: An Amazing Breakthrough in Nutrition, Sciences and Medicine )
不同業界的醫生綜合了他們的觀點和豐富經驗,揭示必須單醣在醫療益處上有越來越多有力的臨床證據。
2006年:「醣類營養:對科學的狀況和糖組學的影響」多個不同的必須單醣在細胞表面與蛋白質結合為醣蛋白,參與細胞溝通和不同生化過程,也幫助細胞篩選和傳遞訊息,或與組織修復、骨骼生長、心血管以及細菌感染有關。
2007年:「醣類在細胞溝通和調節免疫的角色」細胞表面的醣類是細胞溝通最普遍的重要元素,特別是在皮膚上,醣類可以阻礙微生物黏附和攻擊細胞,平衡皮膚健康,或有幫助調節發炎問題。未來研究會針對在使用醣類來輔助抗炎和/或抗微生物治療上。
2012年:醣類科學的蛻變
在人類健康中,醣類參與細胞信號傳遞、生理學、發育成長等無數過程,以及慢性和感染性疾病的發展。例如,細胞表面上的醣類在分子識別中是非常重要的,尤其表現在白細胞的運動以及提升免疫系統的功能上。
促進細胞溝通的重要元素
當細胞之間缺乏溝通,便不能準確地辨識威脅,令身體機能運作受影響,甚至是轉而攻擊其他健康細胞,令患病機會大增。如何才能使細胞保持健康以及更好地識別出健康受威脅?除了細胞應有的維生素、礦物質和抗氧化物等基礎營養之外,細胞表面的醣蛋白就是重要關鍵。
必需單醣與蛋白質的關係
擁有細胞溝通功能之醣蛋白是由必需單醣結合細胞表面的蛋白質而成;而大自然成千上萬種單糖中,只有幾種必需單糖對人體的功能和結構起關鍵作用。包括: 葡萄醣(glucose)、半乳醣(galactose)、岩藻醣(fucose)、木醣(xylose)、甘露醣(mannose)、N-乙醯葡萄醣胺(N-Acetylglucosamine)及N-乙醯神經氨酸(N-Acetylneuraminic acid)等,能與細胞表面的蛋白質結合構成醣蛋白,並於細胞表面組成一個信號傳遞系統,促使體內其他細胞溝通,接收正確的運作指令,從而使身體各個系統準確運行,提升細胞對營養的吸收。
醣蛋白的奧妙
人體內的免疫細胞就像健康衛士,需要隨時辨識、發現潛在的健康威脅,如變異細胞、病毒、細菌等並及時清除。當免疫細胞不能夠準確辨識出威脅,讓它們趁虛而入,甚至是轉而去攻擊健康的細胞,人體就會出現免疫力不平衡的情況,病痛也會隨之出現。如何才能夠使免疫細胞更好地識別出健康威脅——醣就是其中的關鍵。
醣是有機化合物的一類。大自然成千上萬種醣中,只有幾種必需單醣對人體細胞的功能和結構上起至關重要的作用。必需單糖可以與細胞表面的蛋白質結合構成糖蛋白,而這些醣蛋白會在細胞表面組成一個細胞信號傳遞系統。利用這些醣蛋白密碼,免疫細胞能夠準確地進行識別工作,清除健康威脅,調節免疫力。
而醣蛋白同樣能夠使免疫細胞外的其他細胞順暢溝通、交換資訊,接收正確的運作指令,從而使身體各個系統準確運行,提升細胞對營養素的吸收利用率。所以細胞溝通可謂是維護健康的重要環節,而醣就是打開細胞健康之門的鑰匙。
含有必需單醣的常見食材
單醣類 | 食物來源 |
葡萄醣(glucose) | 蜂蜜、米飯、麵包、餅乾、甜點、砂醣、朱古力、水果 |
半乳醣(galactose) | 奶類、乳製品、水果、菇蕈類、植物及其黏液中、秋葵、韭菜、高麗菜、胡蘿蔔、青蔥、龍鬚菜、木耳、山藥、薏仁 |
岩藻醣(fucose) | 菇蕈類、藻類、綠藻、螺旋藻、海帶、木耳、銀耳、莓、裙帶菜、啤酒酵母 |
木醣(xylose) | 石榴、梨、莓類、玉米、青豆、木耳、銀耳、海帶、蘆薈、花椰菜、甘藍菜、菠菜 |
甘露醣(mannose) | 菇蕈類、莓類、紅紫色葡萄、蘆薈、青豆、關華豆膠、辣椒、海帶、高麗菜、茄子、蕃茄、木耳、山藥、秋葵、米糠 |
N-乙醯半乳醣胺 (N-Acetylglucosamine) | 牛軟骨、鯊魚軟骨、日本紅藻 |
N-乙醯葡萄醣胺 (N-Acetylglucosamine) | 菇蕈類、香菇、蝦殼、螃蟹殼 |
N-乙醯神經氨酸(N-Acetylneuraminic acid) | 蛋白、雞蛋 |
黃金舞菇
有效最佳化免疫系統健康、改善糖尿病、高血壓和高血脂等。
含有: 葡萄醣, 半乳醣, 甘露醣
靈芝
有助雙向平衡免疫能力、活化新陳代謝、護肝,並有助調節血壓和血脂水平。
含有: 葡萄醣,半乳醣,岩藻醣,木醣,甘露醣,N-乙醯葡萄醣胺
冬蟲夏草
具調節心臟、肝臟、呼吸系統、腎臟功能、造血功能、中樞神經系統、抗病毒等作用。
含有: 葡萄醣,半乳醣, 木醣,甘露醣
椎茸
有助控制膽固醇水平,並幫助消化。
含有: 葡萄醣, 甘露醣,N-乙醯葡萄醣胺
巴西蘑菇
有助免疫系統的恢復,並且調節血醣平衡,有利於肝臟健康。
含有: 葡萄醣, 岩藻醣, 甘露醣
細胞溝通出現障礙可導致的後果
短時間內細胞溝通出現障礙可能會引起
傷風,流感,頭痛,腰酸背痛,耳鳴,痤瘡,高膽固醇血症,高血壓,應激性腸道綜合症,經前症候群,慢性疲勞,過動症,自閉症,情緒不穩,憂鬱症,記憶力,集中力下降
長期細胞溝通出現障礙會引起更嚴重的疾病
鼻竇炎,關節炎,肝炎,潰瘍性結腸炎,心肌病 ,冠狀動脈疾病,中風,糖尿病,痛風,過敏,氣喘,濕疹,紅斑狼瘡,白癜風,銀屑病,多發性硬化症,乳癌,卵巢癌,結腸癌,腦瘤,纖維瘤、子宮肌瘤,念珠菌感染,肌肉萎縮症,肺氣腫,甲狀腺亢進/低下,腦退化症,帕金森氏症