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葡萄糖胺真相(1):關節軟骨的成分和結構

 
 

日常生活中常出現含葡萄糖胺、膠原蛋白等成分的保健食品,標榜可以讓減少關節疼痛,使活動更為順暢。可惜廣告所使用的用語通常含糊其詞,事實上與生理機能並不相符。

 

衛福部健保署在今年(2018)一月宣布,取消葡萄糖胺類藥品的健保給付。這項給付在台灣已經有20年的歷史。藉此變更的機會,綜合整理葡萄糖胺的知識,有助於分辨療效與預防保健的不同,以作為民眾聰明判斷與選擇保健食品的參考。

 

ㄧ、關節為何需要保護?

 

健康的關節使人體可以靈巧行動,不僅是動態生活所需,還可以表現各種令人驚艷的運動。正常的成長期間,關節會隨著成長而發育,大約在20 歲時達到最大的強度,骨骼的強度則約在35 歲時達到顛峰。此後組織如果沒有妥善維持,就會逐漸步入退化性關節炎的歷程。此時軟骨失去彈性,因磨損而漸薄,關節間距因而窄化,骨骼損傷變形;嚴重時關節會發炎,腫脹及疼痛,軟骨下方的骨骼產生骨囊腫、骨硬化,關節周邊則出現骨刺。

 

關節炎會發生在人體的所有關節,上肢的肩、肘、腕、手關節,下肢的髖、膝、踝、足關節,脊椎的頸、胸、腰、薦椎關節等。其中膝關節炎最為常見,因為平日活動以膝蓋最為頻繁,而且承受重量與磨損較大。近年來運動健身的風氣漸盛,增加了關節受傷的機會。

 

關節炎引發疼痛不適,導致動作和行動能力都大幅減退,嚴重地降低生活品質與健康。關節一旦損傷,就難以復原,因此保健方為上策。

 

二、葡萄糖胺不是製造軟骨的原料

 

從軟骨結構看來,葡萄糖胺是結構單元;但從合成製造的反應來看,葡萄糖胺並不是原料。軟骨細胞利用的是葡萄糖,由血糖來供應;對口服的葡萄糖胺,利用效率其實很低。

 

從關節的結構來看,關節處的硬骨彼此鄰近,但沒有接觸。硬骨表面覆蓋有一層關節軟骨。以膝蓋關節為例,軟骨組織層的厚度約有0.5-1公分。此外,軟骨的空隙中充滿了潤滑液。

 

軟骨與潤滑液具有獨特的成分和結構,可以承受擠壓而不變形。軟骨組織只有少量的軟骨細胞(chondrocytes),卻有大量的細胞外基質,主要的成分是膠原蛋白(collagen)和蛋白聚醣(proteoglycan)。

軟骨基質結構。
▲軟骨基質結構。

基質有獨特的架構。其中的膠原蛋白為長條纖維狀,交織形成立體的網架,網格中充滿了玻尿酸與蛋白聚醣分子。玻尿酸和蛋白聚醣分子的形狀很像魚骨。玻尿酸的分子細長,如同魚骨的中脊,約有2萬個單醣的長度,由葡萄醣醛酸(β-D-glucuronate)和N-乙醯葡萄糖胺(N-acetyl-β-D-glucosamine)兩種單醣分子交替排列,共價連結而成。中脊的兩側是一對對的蛋白聚醣支鏈。支鏈的骨幹是蛋白質,旁支是許多的糖胺聚醣鏈(glycosaminoglycan),還加上硫酸根,例如硫酸鹽軟骨素或keratan sulfate[w1] (半乳糖+N-乙醯葡萄糖胺,暫無中文譯名,但勿與角質素keratin混淆)。蛋白聚醣表面是負電荷,可以吸附很多水分子。這種組成和結構具有抗壓性和彈性,使關節具有緩衝壓力的功能。

 

三、 臨床研究探討葡萄糖胺的療效,並無保健研究

 

針對葡萄糖胺,所有的臨床研究都是以關節炎患者為對象,輕者已經出現關節間距窄化(joint spacenarrowing)、疑似骨刺的症狀,重者則有明顯的多處骨刺、骨骼變形等。患者同時也有不等程度的疼痛,僵硬,以及多種行動機能的障礙,諸如:起身、上樓、淋浴、如廁等等。精準地說,葡萄糖胺所正式訴求的療效有兩項:(1)緩和膝關節炎的疼痛與僵硬症狀,稱為「骨關節炎之緩效症狀改善藥物SYSADOA(Symptomatic Slow Acting Drugs for Osteoarthritis)」;(2)調整關節構造和窄化問題「調整病程用藥DMOAD(disease-modifying drug)」。

 

在口服療效方面,至今各國的臨床研究結果並沒有一致的結論,因為葡萄醣胺形式、服用劑量、服用時程、病情程度與病情指標都會造成差異。因此,大部分的關節炎診療指引都持保留或不推薦使用的立場。

 

在保健預防方面,完全沒有任何科學研究,因為無法以健康者為實驗對象。因此健康者的關節保健不在於補充葡萄醣胺。

 

在藥劑形式方面,由於皮膚外用的劑型無法吸收進入血液,因此無法供軟骨組織利用,可吸收的葡萄糖胺都是口服的劑型。

 

責任編輯:許珊菁|實踐大學食品營養與保健生技系

審       校:邱琬淳|台北醫學大學保健營養學系

                  邱彥碩|衛生福利部雙和醫院骨科/關節重建科

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-食品營養與安全之民眾科普教育計畫」執行團隊撰稿)


 [w1]多數還是譯為硫酸角質素

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