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科学解读:硫酸软骨素如何为你的软骨续航

软骨作为广泛分布于动物体内的结缔组织,主要存在于月牙骨、鼻骨、喉骨及气管等骨骼结构中。其由软骨细胞和富含蛋白质、矿物质及活性成分的细胞间质构成,具有较高的加工附加值。软骨细胞间的基质构型类似树木,主树干为糖胺聚糖长链,链接在树干上为大量蛋白质链,而通过蛋白质链向外延伸出众多分支。

1.     什么是硫酸软骨素?

硫酸软骨素结构图.png


    硫酸软骨素是由 N-乙酰-D-氨基半乳糖与 D-葡萄糖醛酸通过 β-1,3-糖苷键连接而成的双糖单位,双糖单元间通过 β-1,4 糖苷键串联,形成长链多糖,聚合度通常为45-65,分子量通常为 4000~40000 Da,这使得硫酸软骨素归为生物大分子范畴。由于其双糖单位中氨基半乳糖的结构特点,硫酸基团可与其羟基发生反应并进行深度结合,这种基团间结构上的重组为硫酸软骨素提供了多种同分异构体,包括当前被广泛应用于医药行业中的硫酸软骨素 A 与硫酸软骨素 C。硫酸软骨素 A 的硫酸基团通常取代半乳糖 4 位羟基,主要存在于哺乳动物的关节连接处(软骨),对有机体的生物构成发挥着重要作用。而硫酸软骨素 C 则大量存在于水生动物中,硫酸基团通常取代半乳糖 6 位羟基。

2.糖胺聚糖的一类大分子


    作为糖胺聚糖的一类大分子,硫酸软骨素糖链通过一个四糖链接区(含葡萄糖醛酸-半乳糖-半乳糖-木糖)共价连接到核心蛋白的丝氨酸残基上,形成蛋白聚糖(CSPG),这一类分子在人体神经组织中起着极为重要的作用,如支撑细胞结构和调节细胞活动,维持神经细胞发育、分化等。

    硫酸软骨素蛋白聚糖是诸多神经系统基质的主要组分,这类分子在神经系统中具有双重功能:➡️一方面通过固定受体调控小胶质细胞活动,促进营养因子分泌;

➡️另一方面其多糖组分能抑制神经嵴细胞迁移,保护神经元免受损伤。临床研究表明,CSPG可通过调节酪氨酸活性增强神经细胞修复能力。

3.广泛应用

 添加软骨素.png


➡️药品领域

    硫酸软骨素被广泛用于治疗高脂血症、关节炎、神经痛等疾病。它具有抗凝血[1]、降血脂[2]等功效,能显著降低冠心病患者的发病率和死亡率。

➡️化妆品领域

    硫酸软骨素因其高的保水性[3],被添加于洗面奶、乳液等护肤品中。此外,源于鲨鱼软骨的硫酸软骨素在眼周护理产品中表现优异,能增强保水效果,临床数据显示其可显著改善角膜损伤。 

➡️生物材料领域

    硫酸软骨素用于制备三维支架,具有良好的生物相容性,适用于软骨修复和神经再生。随着时间推移,生物支架可逐渐降解,并被组织基质替代。当前已有新型沃顿胶硫酸软骨素复合支架、硫酸软骨素复合蚕丝支架、壳聚糖-胶原-硫酸软骨素多孔支架等生物活性材料的研究,均体现出良好的生物相容性[4]

➡️食品及保健品领域

    国内外均广泛将硫酸软骨素添加至食品及保健品中。

引用:

[1]吕惠中.硫酸软骨素的分离纯化及其抗凝血作用的研究[D].青岛大学,2003.

[2]付莹.硫酸软骨素的制备及其降血脂作用的研究[D].哈尔滨商业大学,2014.

[3]王俊,王紫薇,张金木,等.不同来源和纯度的硫酸软骨素理化特性的研究[J].湖北农业科学,2016,55(23):6224-6227+6243.DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.23.056.

[4]Fan Yang, Yageng Li, Lei Wang, Haodong Che, Xin Zhang, Holger Jahr, Luning Wang, Dong Jiang, Hongjie Huang, Jianquan Wang,Full-thickness osteochondral defect repair using a biodegradable bilayered scaffold of porous zinc and chondroitin sulfate hydrogel,Bioactive Materials,Volume 32,2024,Pages 400-414.

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