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什么是糖科学？一些人想到：是研究餐桌上那些甜味的“糖”吗？
其实，糖科学研究的糖是跟自然界的任何生命体息息相关，它与蛋白质、脂类、核酸共同组成生命体的四类生物大分子，并非甜食里的“糖”。
糖是所有生命的物质基础，对生命来说，糖具有核心地位。美国麻省理工学院称糖科学是未来改变世界的十大科学之一。
糖比基因和蛋白质更复杂
对于人体的物质组成，大家都会想到脂肪、蛋白质和核酸（如DNA）。这是因为科学家对它们的研究已经非常成熟。
而对糖类分子的研究是近些年才发展起来的，主要是因为糖类在生命体中含有比基因和蛋白质等更为复杂的信息，因此需要更先进的技术来研究它。
比如：蛋白质和核酸的生物连接是线性的，而绝大部分糖的连接形式是三维立体结构，这些繁杂的多样性正是糖链的各种生物学功能的关键。
糖的核心地位
简单介绍一些糖的作用，就知道糖为什么具有核心地位：
✦ 在人类卵子的受精过程中，卵子表面的特殊糖分子起着重要作用。只有精子头部的蛋白质与这些糖分子完全匹配后，精子和卵子的表层才开始绑定，随后精子向卵子内部释放DNA，卵子就开始受精。
✦ 人乳中含有多种聚糖（游离或结合形式的糖），能保护新生儿免受感染，是先天免疫系统发挥功能的一种主要形式。
✦ 需要进行心脏、肝脏或肾脏移植的人，能否接受器官移植，也是由器官中特殊细胞的糖链决定的。
✦ 核酸、蛋白质及脂类通常与聚糖存在协同作用。例如，核酸含有核糖或脱氧核糖；蛋白质和脂类需要聚糖参与才具有活性。
✦ 影响人类健康的每种疾病都与糖密切相关，细胞癌变过程中总是伴有糖链结构的改变。
自然界中每一个活细胞都被密集而复杂的糖所覆盖。它们在细胞表面形成糖链，并与细胞蛋白质结合成糖蛋白，亿万个细胞必须通过糖蛋白来进行通讯，才能共同合作完成生命体的每一个生物功能。
糖链：细胞的身份证
糖蛋白上的糖链是细胞辨识和细胞通讯的最关键的物质结构，它如同细胞的身份证。
比如，血液里有红细胞、白细胞，人体不但要识别出哪些细胞是红细胞，还要准确识别是ABO血型中的哪种，当人体被输入不同类型的血时，会发生不同反应，对血型的识别就是依靠红细胞表面的糖链，糖链信息是决定能否接受输血的一个重要因素。
请看下面视频：央视《科技之光》节目对糖链的介绍。
糖链的物质成分：醣质营养素
学医的人都知道世界著名的美国医学教科书《哈伯氏生物化学》。因为糖科学的发展，它于1996年后进行了改版，并专门增加一章节介绍糖蛋白。
哈伯氏生物化学
作者罗伯.莫瑞 医学博士在此书中指出：大自然中有200多种单糖，但只有8种单糖在人体的细胞功能和结构上起关键性的作用，是任何人都必不可少的，它们是甘露糖、岩藻糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、N-乙酰半乳糖胺、N-乙酰葡萄糖胺及N-乙酰神经胺酸。
这8种单糖称为醣质营养素 (glyconutrients)，是细胞糖链的物质组成。醣质营养素不同于维他命、矿物质、氨基酸等基本的营养素，它是一种使细胞能进行识别与沟通的核心物质。
下面是《哈伯氏生物化学》的作者 罗伯.莫瑞 医学博士简短讲解醣质营养素：
糖链与免疫系统的密切关系
大家都知道，免疫力是人体最好的医生，良好的免疫系统能帮助人体战胜疾病，提高自愈力，达到真正的康复，这是那些只减轻疾病症状的药物治疗所无法比拟的，药物治疗有时还有副作用。
相反，当免疫系统发生异常时，身体就会出现问题，导致各种疾病。
01 糖链的细胞辨识功能
免疫系统作为人体的疾病防御系统，可以检测病毒、细菌、寄生虫等各类病原体和有害物质，当然也包括突变细胞，如癌细胞等，在正常情况下能够将它们与人体自身的健康细胞区分开来。
而免疫系统正是通过细胞糖链来识别突变细胞、病毒和细菌等等的。
若人体缺乏组成糖链的醣质营养素，就无法正常完整地合成细胞糖链，那么细胞的辨识功能就会出问题，比如：当人体有癌细胞开始生长时，免疫系统因不能正确辨识，反而认为它们是正常细胞，就不会启动人体自然杀伤细胞(NK细胞)来杀死癌细胞。
若糖链不能正常辨识，有时会导致另一种相反的情况：免疫系统会误认为某些正常细胞是有害的，并攻击它们，这样就会导致自身免疫性疾病，比如：多发性硬化症、红斑狼疮、纤维肌痛、风湿性关节炎等。
可见，糖链的辨识功能是免疫系统防御疾病的根本，当辨识功能出现问题时，免疫系统就可能成了瞎子。
02 糖链的细胞通讯功能
人体细胞之间需要通讯，才能共同协作，完成每一个生物功能，而这一切必须依靠糖链来执行细胞的通讯功能。
若糖链缺少醣质营养素，易导致其结构缺失或异常，糖链的通讯功能就会出问题，细胞对于自我滋养、修复、保护、激素分泌等信息不能正确传达，细胞间无法正确传导生物信号，造成细胞得不到所需营养或无法行使正常功能等等，从而导致各种疾病。
比如，激素分泌信息传递出错，会导致激素分泌过多或过少，造成内分泌失调而引发疾病。
另外，免疫系统即使能识别出癌细胞或病毒等，但如果细胞不能正常通讯，就无法传达或执行杀死癌细胞等的指令。
醣质营养素的重要性
醣质营养素的重要性，可以通过下面视频来了解，它是台湾著名的王辉明医师演讲健康与防癌知识时，对醣质营养素的一段讲解视频。王辉明是台中荣民总医院大肠直肠外科主任，主刀癌症手术超过3000例，是台湾大肠直肠外科权威。
众所周知，人体的构造是这样的：
细胞→器官组织→系统→人体
细胞是人体最基本的单位，因此细胞健康了，人才会健康。
醣质营养素不是药，它是细胞糖链的必需物质成分，补充它能使细胞完整地合成糖链，让细胞的辨识与通讯功能正常，从而使细胞健康。细胞健康了，包括免疫系统在内的人体各种系统才会健康，这样人就能获得真正的健康。
另外，研究报告指出，这8种必需的单糖中，只有葡萄糖和半乳糖这2种在日常饮食中较常见。其余的6种单糖很难从饮食中获取，并且需要一系列的酶及微量养分的参与，才能在人体里转化而成。
科学家们认为，在目前人们所处的营养不均衡的饮食及各种环境污染等毒素的影响下，我们自身无法制造足够的这8种营养素以供人体60万亿个细胞所需。
醣质营养素基本上没有甜味，不是大家理解的食物里的糖份（如蔗糖、麦芽糖、果糖），所以补充它，无需担心通常所说的“吃糖太多”。
8种单糖的作用
这8种醣质营养素除了具有细胞识别和通讯的关键作用外，各自还有些不同作用，简单介绍一下：
葡萄糖：人体所需能量的主要来源；在人体新陈代谢中起重要作用。
半乳糖：增强钙质吸收能力，加快伤口愈合；风湿性关节炎患者常缺乏它。
岩藻糖：神经传导功能，帮助大脑发育和提高记忆，抑制肿瘤生长。
N-乙酰葡萄糖胺：减缓关节疼痛、改善糖尿病与肝炎症状、增进免疫力；促进皮肤保湿成分玻尿酸的生成，因为它就是玻尿酸的原料；平衡体内激素。
N-乙酰半乳糖胺：集中在人体的感觉神经元中，对神经有保护作用，抑制肿瘤扩散，心脏病患者缺乏它。
N-乙酰神经胺酸：促进大脑发育和增强记忆，抗菌，抗病毒，抗氧化性。
木糖：抗菌功能，帮助肠内益生菌生长，可降低血清胆固醇，预防肠癌等，提高钙吸收率，防便秘。
甘露糖：抑制肿瘤生长与转移，增加癌症存活率；减轻风湿性关节炎；红斑性狼疮和哮喘病人缺乏它；降低血糖和甘油三脂。
中国的糖科学已开始起步
作为一门最新兴前沿的科学，目前科学家对糖科学的研究已取得了很大的进步，如今，糖科学的概念好比遗传学之于人类基因组计划。
我国的科学界也已逐渐认识到糖的重要性，目前我国的许多研究机构及大专院校实验室都在开展对糖的研究，包括中药中糖的提纯，我国十三五国家重点课题就是在研究用糖来攻克癌症。
并且，糖科学知识已科普到高中及大学的教科书。近几年的高中生物书，已将“糖蛋白参与细胞辨识、细胞间信息传递和免疫功能的调节等生命活动”写入高中课本（下图）
糖类的功能
这些知识在30年前医学院的课本里还没有，所以许多老一些的医生都没听说过。
糖科学在我国还仅仅是起步阶段，比起美国等先进国家的研究要落后许多，比如：对于糖的提纯与稳定技术才刚刚起步，所以当提及“醣质营养素”时，许多人甚至包括一些医生都觉得陌生，并怀疑它，也就不足为怪了。
每个人都有许多未知领域，“不知道”不代表“不存在”。科学是在不断更新进步的，因此对新事物要有开放的心态，才能跟得上时代的步伐，也就会比别人更早地享受新科技带给自己的好处。
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