褐藻醣膠與水溶性膳食纖維

褐藻醣膠與水溶性膳食纖維

海藻Fucoidan「褐藻醣膠」是一種水溶性膳食纖維，取自褐藻類如海蘊、裙帶菜的孢子葉、馬尾藻和海帶等海藻中含有的「黏滑」成分，其化學成分為以「硫酸岩藻糖」為主的多醣體，是由岩藻糖的糖類聚合而成的。水溶性膳食纖維從化學上來說，它是一種以「硫酸基（FUCOSE）」為主的多醣體。

(1)膳食纖維具有多項保健功能

膳食纖維難以消化吸收而被排泄，在以前被視為是多餘的物質。但是最近發現它們能夠成為腸內細菌的食物，並且具有清掃腸道與促進蠕動的整腸作用。同時能夠包住多餘的脂肪將其排泄，因此備受重視。尤其是經常便秘的人更要積極的攝取。

膳食纖維含有不被消化的多醣類及木質素。雖然木質素不屬於多醣類，但也同樣被列為膳食性纖維質。

膳食纖維具有刺激腸道的作用，促進其蠕動，幫助排除糞便。膳食纖維沒有任何營養價值，但是倘若飲食中缺乏膳食纖維，就會容易引起便秘。

日常飲食中含有膳食纖維可以預防或治療便秘、憩室炎等消化道症狀，有益消化道的健康，同時亦能調節脂肪與糖份的吸收，有助於血糖控制與降低血中膽固醇的含量。

(2)水溶性的膳食纖維

尤其是具有水溶性的膳食纖維，例如果膠等，吸水後形成膠狀物質，可增加腸道實體體積，延緩胃出空時間，可加強食物與膽酸結合的量，有助於食糜的消化作用。

海藻類雖含有許多水溶性纖維，但是許多蔬果類中也含有許多水溶性纖維。

Reference: 褐藻醣膠的科學觀，張慧敏老師

岩藻糖的保健功能

岩藻糖的保健功能

岩藻糖（fucose；Fuc）是人體所需的重要醣份，它能由甘露糖轉化而成，它是細胞與細胞間溝通的重要元素之一，是維護健康的重要含六碳的單醣類。在菇蕈類、海藻、螺旋藻、綠藻以及啤酒酵母中的岩藻糖含量較高，它很容易與果糖（Fructose）混淆，兩者是不一樣的醣類。

岩藻糖以醣蛋白及醣脂肪方式廣泛存在於身體，尤其是神經、腎小管、睪丸及皮膚；它主要以尿液排泄，在懷孕晚期及哺乳期時會在尿液中增加，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，同時人類乳汁中也含量甚多。

岩藻糖在神經系統，尤其神經突觸、腎臟、睪丸及皮膚外層皆有相當高的濃度。它與神經細胞的訊息傳遞有關。它跟腎功能、生殖功能及皮膚保濕皆有關係。對於免疫系統，它扮演調節者的角色，使免疫反應適當，免於過度反應或反應不足。岩藻糖亦可抑制白血病及乳癌的惡化。

岩藻糖有助於改善大腦傳導訊息的能力，增強記憶能力。

有一種取自海蘊和裙帶菜的孢子葉以及海帶等褐色海藻中的黏滑成分，其化學分子是一種以「硫酸岩藻糖」為主的多醣體。主要是為岩藻糖的聚合物，它是一種水溶性食物纖維，經常被稱之為「褐藻醣膠」，它能增強免疫功能、抑制血管增生，並且可以引誘不正常的細胞產生「誘導凋亡作用」（apoptosis），因此具有抗癌的能力。

岩藻糖的主要生理功能：
▲神經傳導。
▲抑制癌細胞的生長或轉移。
▲預防呼吸道感染。
▲增強生殖機能。
▲維護腎臟功能。
▲保護皮膚，調節膠原蛋白的生成。
▲調節免疫機制。

岩藻糖富含於海藻（包括裙帶菜、昆布）、香菇及啤酒酵母。

靈芝萃取物中也含有岩藻糖，岩藻糖具有多種免疫調節的功能：
①能調控IL-1基因的表現；②能刺激發炎激素（imflammatory cytokine）的表現；③調節蛋白激酶的代謝途徑；④誘導Toll-Like Receptor的合成；⑤調節單核細胞（mononuclear cell）的分化；⑥增強自然殺手細胞（NK cell）的細胞活性，以對抗對自然殺手細胞敏感之腫瘤細胞。

科學家早在1970年即已發現靈芝多醣體，有提升免疫系統的活性，近年來更發現，今岩藻糖之高分子活性醣蛋白，已由許多實驗證實，能促進免疫細胞中的自然殺手細胞及巨噬細胞的增生與加強活性，亦能刺激臍帶血中的幹細胞群，進而有調節體內免疫系統的功能。


Reference: 褐藻醣膠的科學觀，張慧敏老師

醣類介紹 第三課 醣的分類常見的單醣和其特性

常見的單醣和其特性

單醣可再細分，如它含醛基，稱為醛醣（aldose）；含酮基，稱為酮醣（ketose）。可依其含碳的數目，單醣又可分為丙醣（triose）、丁醣（tetrose）、戊醣（pentose）、己醣（hexose），也就是依含碳原子的數量可稱單醣為三碳醣、四碳醣、五碳醣、六碳醣、七碳醣，其中以五碳醣、六碳醣及其所構成之多醣類最為重要。在食物中的單醣中以六碳醣的存在量最多，分佈也最廣，而三碳醣、四碳醣、七碳醣在食物中並不多見，只能在體內進行新陳代謝時產生。游離的五碳醣在食物中亦很少，最常見的只有木糖等。五碳醣可由生物體自行合成，如核酸中的核醣，即為五碳醣的一種。六碳醣包括有葡萄糖、果糖、半乳糖及甘露糖等。

單醣一般都是丁醛醣、戊醛醣、戊酮醣、庚酮醣等等。例如葡萄糖與果糖分別為含有6個碳分子的醛醣與酮醣。

多種單醣可合成各類多醣體，包括有醣蛋白和醣脂質等結合物，提供生理系統特殊的聯繫與溝通的作用，以維護各組織系統的正常生理機制。

研究醣質的科學家們認為生物體之所以能夠產生多樣化的功能，主要是依靠8種單醣形成比基因密碼更為複雜的結構物，包括有醣蛋白、醣脂質以及各類多醣體。現在研究發現，醣在身體內不僅參與代謝作用，同時更參與組成細胞的重要結構。雖然在大自然界中包括有200餘種的單醣，但是其中又以葡萄糖、半乳糖、甘露糖、岩藻糖、木糖、N－乙醯半乳糖胺、N－乙醯葡萄糖胺、N－乙醯神經氨酸8種單醣最為生物不可缺少的單醣類，它們能構成醣蛋白結構中的分支醣鏈，並成為醣鏈上的不同「醣碼」，成為傳遞生物訊息的接收器，藉以讓細胞與細胞間相互溝通，以進行各類細胞的生化與生理反應。歐美與日本等先進國家，早已投入大量的財力與人力，將醣質科學研究列為在生物科技上重要的研究項目。因而將醣質科學亦稱之為醣生物學（blycobiology），其主要是探討醣化合物中，具有生物活性部分的醣結構，以及醣結構對生理調節的機制與功能。幾乎具有養生功能的中草藥中，都含有具有生物活性的多醣體。


Reference: 褐藻醣膠的科學觀，張慧敏老師

醣類介紹 第二課 醣的分類

醣的分類

醣類若依結構分，可分四大類：即單醣類、雙醣類、寡醣類及多醣類。

單醣類（monosaccharide）是碳水化合物中最簡單的分子，不能用水解方法分解成更簡單的醣。

雙醣類（disaccharide）則由兩個單醣構成。

寡醣類（oligosaccharide）則由10個以上至10,000個或更多單醣構成。

自然界中，存在於植物內的澱粉，是多醣類的一種，能被動物體消化吸收；但不能被人體消化的多醣類則有纖維質和部分能被消化的半纖維質、果膠質等。纖維質、半纖維質、果膠等均被列為膳食性纖維質，能協助腸胃蠕動。另一種多醣類則存在於動物體內，稱為肝醣。

雙醣類有蔗糖、麥芽糖及乳糖等3種，蔗糖分佈最廣，甜度也最高；雙醣加水可分解成兩分子的單醣。

Reference: 褐藻醣膠的科學觀，張慧敏老師

醣類介紹 第一課 醣的類別與特性

醣的類別與特性

在植物界中以空氣中的二氧化碳（CO2）與水在日光照射下進行光合作用而產生數千萬個葡萄糖分子，並由這些葡萄糖分子排序結合而成大分子的澱粉、纖維質或是分化成各種醣類。

醣類亦可稱之為碳水合化物（carbohydrate）。因為其分子式內氫與氧的比例和水分子相同，是2個氫比1個氧。例如葡萄糖的分子式為C6(H2O)6。除了嬰兒期外，人體最主要的能量來源是醣類，也就是碳水化合物。

「醣」與「糖」兩字的意義不同，凡是將碳水化合物視為一類者，稱之為「醣」，如單醣、雙醣等；而在這些醣類中，具有甜味的單一物質，如葡萄糖、蔗糖等，則稱之為「糖」。但是也有些時候，「醣」與「糖」的分界較不為明顯時，經常有交換使用的現象。

Reference: 褐藻醣膠的科學觀，張慧敏老師

正常細胞的自毀是預防的一大力量

正常細胞的自毀是預防的一大力量

在我們的體內，會不斷的進行新舊細胞的新陳代謝。每天會產生大量的細胞，同時也會有相同數量的老廢細胞藉由自毀而消失。

例如具有吸收營養素作用的小腸的上皮細胞，平均3天會更新1次，1天約有30公克的老廢細胞從腸黏膜的絨毛前端剝落，排泄到大便中。

覆蓋身體表面的皮膚，大約每4週更新1次，死亡的細胞成為污垢排除。

為何細胞要如此大費周章的反覆進行更新作業呢？理由是為了避免自己成為異常細胞。

因為基因受損而無限制增殖成為不死細胞的癌腫瘤，對生命的維持造成極大的威脅。為了避免演變到此等地步，所以不論細胞是否受損，都要讓細胞主動自毀，才能確保人類生命的維持。

因此，細胞自毀是預防的一大力量。容易受傷的細胞或對生命而言重要的細胞，都會頻頻出現自毀作用。

人體不只存在短週期交替的細胞，也存在像肝臟、腎臟等這種只有在受損的特別情況下才會分裂的細胞。此外，像腦的神經細胞或心肌細胞等則不具再生力，一旦死亡就無法再生。另外，也存在像生殖細胞等能夠持續增殖的細胞。

癌細胞是體細胞中唯一和生殖細胞類似的細胞，如果不是藉由某些力量讓它自毀，它就會自行增殖。這時，褐藻醣膠具有重要的作用。

褐藻醣膠能保護基因（去除活性氧）、修復基因、促進細胞自毀、阻斷癌細胞的糧食、利用活化免疫等手段抑制癌細胞發動攻勢。

這種抗癌、制癌效果，是經由許多研究加以證實的。

Reference: 褐藻醣膠的科學觀，張慧敏老師

How Fucoidan induces changes in the epithelial to mesenchymal transition and decreases metastasis

Original Article Link

Journal: Carcinogenesis (2013) 34 (4): 874-884

Published: 28 December 2012

Fucoidan induces changes in the epithelial to mesenchymal transition and decreases metastasis by enhancing ubiquitin-dependent TGFβ receptor degradation in breast cancer 

By Hsien-Yeh Hsu,  Tung-Yi Lin,  Pai-An Hwang,  Ling-Ming Tseng,  Ren-Hao Chen, Shu-Ming Tsao and Jason Hsu

Abstract

Fucoidan, a polysaccharide extracted from brown seaweeds, reduces tumor cell proliferation. Fucoidan inhibits the growth of breast cancer cells such as 4T1 and MDA-MB-231 and decreases their cell colony formation. Moreover, fucoidan reduces metastatic lung nodules in 4T1 xenograft female Balb/c mice. The molecular network of transforming growth factor β (TGFβ) receptors (TGFRs) plays an important role in the regulation of the epithelial to mesenchymal transition (EMT) in cancer cells. Using 4T1 and MDA-MB-231 cells, we found that fucoidan effectively reverses TGFR-induced EMT morphological changes, upregulates epithelial markers, downregulates mesenchymal markers and decreases the expression of transcriptional repressors Snail, Slug and Twist. Moreover, fucoidan inhibits migration and invasion during the EMT, suggesting the involvement of TGFR-mediated signaling in breast cancer cells. Fucoidan decreases TGFRI and TGFRII proteins and affects downstream signaling molecules, including Smad2/3 phosphorylation and Smad4 expression. In order to elucidate how fucoidan decreases TGFRI and TGFRII proteins in MDA-MB-231 cells, we investigated ubiquitination activity downregulation of TGFRs. It was found that fucoidan enhances proteasome-mediated degradation/ubiquitination of TGFR. This study is the first to identify a novel mechanism for fucoidan antitumor activity, namely regulation of the EMT via modulation of TGFR/Smad-dependent signaling, which leads to an inhibition of breast cancer cell growth in vitro and in vivo. Our current findings indicate that fucoidan is a potential therapeutic agent for breast cancer and acts via an ubiquitin-dependent degradation pathway that affects the TGFR/Smad/Snail, Slug, Twist and EMT axes.

台灣小分子褐藻醣膠藉由強化泛素依賴性轉化生長因子受器之降解來改變上皮間質型轉換與減少乳癌轉移