膝关节、软骨保健新宠 蛋白聚糖是什么？
蛋白聚糖能改善退化性关节炎？药师整理出近年重要研究提出说明。(示意图/Shutterstock)
除了UC-II及小分子玻尿酸外，蛋白聚糖也是这几年讨论度居高不下的保健新宠，甚至不少日系大品牌争相开发蛋白聚糖相关的关节保健品。这个听起来有点陌生的成份到底是什么，是否如厂商宣传得如此厉害，微笑本周来仔细研究这个有趣的成分。
在探讨蛋白聚糖的效果前，药师先厘清何谓蛋白聚糖。(图/微笑药师网提供)
一、什么是蛋白聚糖
蛋白聚糖(proteoglycan)是一种糖蛋白(glycoprotein)，其结构以核心蛋白(core protein)为主轴，再借由共价键结合多个糖胺聚糖(glycosaminoglycan,GAG,ex.软骨素、角质素)而成，其结构如下图所示，蛋白聚糖能结合于玻尿酸上，形成长链锁水结构。
蛋白聚糖成分结构。(图/微笑药师网提供)
糖胺聚糖链群具有像海绵一样的含水力及锁水力，因此具有黏性、弹性，冲击抗性佳可保护身体免受震动的影响。蛋白聚糖广泛分布在身体里，其与胶原蛋白、玻尿酸、弹力蛋白等，共同存在于真皮层，做成为皮肤的基质成分；在软骨中，蛋白聚糖则会与第二型胶原蛋白、玻尿酸及水份组合软骨基质，减缓运动对关节的冲击。
市售常见蛋白聚糖大多萃取自鲑鱼鼻软骨，动物研究显示其能在小肠的空肠部分，借由网格蛋白引起细胞吞噬作用(clathrin mediated endocytosis)而吸收。在软骨细胞实验中显示，鲑鱼鼻软骨的蛋白聚糖可促进软骨前驱细胞生长、诱发软骨分化及抑制软骨钙化的作用；在关节炎小鼠的动物实验也指出每日补充含2毫克蛋白聚糖的小鼠，其免疫诱导后之关节炎发生率及临床分数均较对照组低，显示蛋白聚糖抗发炎作用。近年来不少日系保健食品厂商趁势推出许多鲑鱼鼻软骨的蛋白聚糖产品，甚至被提出申请日本关节软骨保护的特定保健食品。
根据最新研究显示，在退化性膝关节炎评估上，软骨合成基准的生物标记PIICP(cartilage type II procollagen propeptide)和软骨分解基准的生物标记C2C(cartilage type II collagen cleavage bycollagenase)皆为重要指标，尤其是两者的比例(C2C/CPII比)可以反应软骨代谢的状况，常被应用于评估关节炎退化状况或关节保健品的软骨保护作用。
2011年开放式人体试验证明，膝关节炎患者(JKOM socre 53.7±3.7，VAS score at rest 33.7±5.7mm)每日摄取10毫克的鲑鱼鼻软骨的蛋白聚糖，摄取12周后，对于软骨代谢平衡(C2C/PIICP比)的评比，与摄取前比有显著减少，且关节炎症状的评值JKOM及VAS都有改善，表示蛋白聚糖能促进新的软骨生成、淘汰旧的软骨细胞，平衡软骨的代谢。
不过2017年研究结果显示鲑鱼鼻软骨的蛋白聚糖对于关节炎症状轻微者，软骨保护效益较不明显；针对JKOM≥41或膝关节持续疼痛(休息时也痛)的族群，帮助较大。
该研究为随机双盲安慰剂对照组试验，共收录60名膝关节不适但未诊症关节炎的受试者(JKOM score 46.4±1.2，VAS score at rest 20.4±3.5mm)，随机分成二组，一组每天早餐至午餐间服用12.5毫克的鲑鱼鼻软骨萃取物(含10毫克蛋白聚糖)，另一组则服用安慰剂，持续16周，借由第二型软骨分解指数(C1,C2)及合成指数(PIICP)及其比值来判断蛋白聚糖的软骨保护效益。
研究显果显示，每天服用10毫克蛋白聚糖，持续16周后，二组C1,C2均有稍微降至且PIICP稍微增加，但均无显著差异。若进一步分析关节炎较严重的族群(JKOM≥41或膝关节持续疼痛(休息时也痛)的族群)，分析结果发现，与安慰组相比，实验组C1,C2均有明显降低(both P<0.05)，且PIICP增加较多，C1,C2/PIICP下降(安慰剂组上升)，但未达显著差异。
不过目前蛋白聚糖人体研究较少，目前仍以生化指数来判断其保健效益，较少以膝关节量表功能评分方来检定其效果，且仍缺乏较完整且人数较多的大型研究佐证其改善关节炎的效果。目前顶多只能说，鲑鱼鼻软骨的蛋白聚糖可能降低关节软骨的分解并增加其含成，具有关节软骨保护潜力。
三、蛋白聚糖、软骨素、胶原蛋白，傻傻分不清
用文字表示可能有点难懂，下图可能较清楚。如图所示，胶原蛋白如同钢筋水泥般，筑起一个立体结构；而玻尿酸就像卡在这些钢筋中的水泥般，形成具有弹性及缓冲效果的结构。
蛋白聚糖、软骨素、胶原蛋白成分结构。(图/微笑药师网提供)
把上图再放大，就会呈现下图所示，长链的玻尿酸缠绕在胶原蛋白上，而玻尿酸上接合著许多蛋白聚糖。仔细放大蛋白聚糖，就会发现它主要是一个核心蛋白上接合著许多软骨素及角质素，这样大家应该就很了解胶原蛋白、玻尿酸、蛋白聚糖、软骨素、角质素的差别了吧。
胶原蛋白、玻尿酸、蛋白聚糖、软骨素、角质素的差别。(图/微笑药师网提供)
从葡萄糖胺到波尿酸的结构变化。(图/微笑药师网提供)
题外话，那我们常听到的葡萄糖胺又有与这些有什么差别呢？葡萄糖胺为单体糖类分子，补充葡萄糖胺变成乙醯葡萄糖胺，再与葡萄糖酸结合成一个单元，不断的串联即形成长链的玻尿酸。(编辑梁惠明)