醣類營養素與類風濕性關節炎的關聯

 

醣類營養素與類風濕性關節炎的關聯

Doris Lefkowitz, PhD

前言

類風濕性關節炎是一種炎症，目前已知從飲食中攝取醣質能夠減緩炎症狀態 (見Vol 1, No.s 13 and 17 of GlycoScience and Nutrition "醣類科學和營養")。若是證實醣質能夠治療類風濕性關節炎，則這些天然而安全的醣就成為對抗這種頑疾的方法之一了。

全世界數百萬人罹患類風濕性關節炎。單美國就有12% 的人口為患者，男女比例為1:31(826 頁)。類風濕性關節炎的好發期為40 歲以後。70 多歲以後，至少有5% 的人罹病，其每位病患的相關花費高達每年30000美元。2 這種疾病會嚴重影響日常生活，使簡單的事情變得異常困難，連扣上襯衫鈕扣或是拿起一杯咖啡，都會引起相當的疼痛。

類風濕性關節炎的起始病徵主要表現為關節炎症，有隱疾無法察覺以及病徵突然發作的可能性。當疾病持續進行，受影響的關節會增加。然而，關節疼痛僅是冰山一角，之後可能會有系統性的病發，進而影響到肺臟、脾臟，以及血管系統等。1,2 (832 頁)

75% 以上的類風濕性關節炎患者帶有類風濕因子1。類風濕因子通常為免疫球蛋白IgM ，但也可能是IgA 或是IgG 。類風濕因子為自身性抗體，能夠與人體本身IgG 分子上的Fc片段結合(圖A)。1(827頁)

然而，單獨帶有類風濕因子並不能與類風濕性關節炎劃上等號，儘管如此，在疾病的每一個階段都可以發現有多型核細胞（包括嗜中性白血球）存在於有炎症的關節處。這些細胞與巨噬細胞以及其它的免疫細胞相同，其細胞滲透液會促使細胞素、自由基與酶的釋放，這些物質都會破壞關節(圖B)。2,3

 

 

細胞素(細胞之間的傳遞訊號)原本由存在於關節中的巨噬細胞分泌，為多數關節疾病的主因。2,4 所有與類風濕性關節炎發炎反應有關的細胞素，腫瘤壞死因子被認為是主要禍首。4 此細胞素會引起 "細胞素級聯"，是臨床發病必要關鍵(圖C)。4-6 此外，嗜中性白血球也會經由分泌酶與產生自由基，參與關節的破壞。2 上述兩者皆為形成類風濕性關節炎受損組織特徵之因。7

 

 

起因

類風濕性關節炎的起因仍有爭議。科學家已研究了病毒(如EB 病毒)8、細菌(如鏈球菌)2，或是異常的T淋巴球所扮演的角色。2-9 目前已知類風濕性關節炎的細胞素分泌異常，因而造成發炎狀態。2 其中某些細胞素主要由T淋巴球組成；然而，多數細胞素都是由巨噬細胞所組成。2,8,10

醣類與類風濕因子

對於類風濕性關節炎最主要的疑問，就是：為什麼人類會產生抗體去對抗自己本身的抗體？科學家曾表示類風濕性關節炎患者的分泌抗體細胞(血漿細胞)會分泌異常的IgG。11 醣型是各種不同型的帶醣分子，在這個例子裡，一個抗體會表現出不同的醣。以類風濕性關節炎來說，IgG的醣型表現低於正常的半乳糖量。11,12 抗體所表現的半乳糖越少，疾病就越加嚴重。11,12 相對的，半乳糖的減少狀況在疾病回復時會逆轉。13 學者曾建議若是可以用攝取半乳糖而彌補此單醣的缺乏，或許病情能夠因而改善。14 研究結果也顯示，健康人血球細胞會利用飲食中所攝取的單醣，14 也因而推論攝取醣質會影響細胞微環境與細胞本身。

此外，若是類風濕性關節炎患者的IgG 分子上缺乏半乳糖，則會暴露盡端的N-乙醯葡萄糖胺。這物質能夠與血液中的甘露糖結合蛋白進行結合。以類風濕性關節炎來說，甘露糖結合蛋白能夠經由N-乙醯葡萄糖胺與IgG 分子結合，而活化血液中促炎症蛋白質級聯的形成。11,12,15

另一種單醣不常從飲食中取得，稱為岩藻糖，類風濕性關節炎病患岩藻糖量有顯著的缺乏。此外，較嚴重的患者其體內的岩藻糖比病情較輕微的人更加少。16

我們時常經由飲食，在體內製造出一個讓許多疾病容易發展的環境，包括類風濕性關節炎。現代美式飲食嚴重缺乏數種細胞所需的單醣。飲食中的醣體對細胞是有直接用途，這顯示營養在預防或治療疾病上的重要性。此外，還可以推論醣質為細胞遷移型態、疾病進程與寄主防禦的樞紐。

細胞滲流的過程：

類風濕性關節炎病患的每一期都可以在關節中發現嗜中性白血球(圖B)。起初，在一個炎症部置，血管內皮會顯示細胞黏著分子，與嗜中性白血球上其它細胞黏著分子的醣部分結合。經過數次內皮細胞及嗜中性白血球的交互作用之後，嗜中性白血球會於相鄰內皮細胞之間脫離血管，而遷移至關節處(圖D)。18,19 其餘的白血球，包括單核白血球(不成熟的巨噬細胞)以及淋巴球，必須依靠內皮細胞表面專一的醣來決定由何處離開血液(圖D)。2,19 因此，醣是細胞之間重要的溝通訊號，監督免疫細胞離開血液的管道。

 

 

嗜中性脊髓過氧化酶 (一種醣蛋白) 在類風濕性關節炎中所扮演的角色(圖E)

 

 

本實驗室的研究結果指出，若是脊髓過氧化酶與巨噬細胞結合，則此細胞將會分泌大量的促發炎細胞素，包括腫瘤壞死因子，最後會在該區域吸引更多的嗜中性白血球，20,21 產生更多的脊髓過氧化酶與巨噬細胞結合。因此形成迴圈，使得發炎現象不會中斷，只因嗜中性白血球與巨噬細胞的交互作用。此”溝通訊號”即為脊髓過氧化酶的甘露糖。已有科學家發現阻擋巨噬細胞甘露糖受體的可能方法，在實驗中用來治療類風濕性關節炎。20,21 如果強迫大鼠攝食甘露聚醣，或注射甘露聚醣於其關節中，則可以預防關節炎。20,21 這些研究都再次證實醣質的免疫調節功效。

治療

類風濕性疾病有很多種，類風濕性關節炎僅是其中之一。科學家表示甘露糖會抑制嗜中性白血球的代謝，並且防止它產生自由基22 。而N-乙醯葡萄糖胺也能夠抑制嗜中性白血球自由基的產生。23 此外，N-乙醯半乳糖胺與N-乙醯葡萄糖胺則會抑制嗜中性彈力酶的釋放。在另一篇研究中顯示，醣蛋白會抑制細胞黏著，防止嗜中性白血球的滲透24。

另一種關節炎稱為骨關節炎，涉及衰退程度多，而炎症狀況則低於類風濕性關節炎，口服葡萄糖胺、軟骨素，或兩者並用會有良好的效果。有報導指出類風濕性關節炎患者口服膠原蛋白的結果不一，此說法經由患者食用素食的實驗中得到。25,26 一般而言，消炎藥常被用來治療這種疾病。然而，由研究腫瘤壞死因子作用的阻擋物質中得知此對策有利於類風濕性關節炎患者27 。近來，又發現阻擋巨噬細胞的甘露糖受體能夠治療大鼠的關節炎。20,21

摘要而言，本文明確顯示醣質與類風濕性關節炎及其有益療法的密切關聯。從日常飲食中補充醣質營養素是預防與治療類風濕性關節炎其簡單且經濟的方式。

這些資料對大部份朋友而言，或許太深了一點；可是我不厭其煩的把它轉載出來，並註明原作者的參考資料來源出處，就是希望大家可以瞭解糖質營養素的原理及可以對我們人體提供那些輔助性的幫助有一明確的認知。有機會也可以放心使用它，必需再強調「醣質營養素並沒有療效，而是補充所需的醣營養物，讓自己身體去自我治療。

REFRENCE LIST

1. Hellmann DB, Stone JH. Arthritis and Musculoskelatal Disorders. In Tierney, L.M., McPhee SJ, Papadakis MA (eds): Current Medical Diagnosis and Treatment. New York , McGraw-Hill; 2000:807-859.

2. Winchester R. Rheumatoid Arthritis. In Frank M, Austen K, Claman H, Unanue E (eds): Samter’s Immunologic Diseases. New York , Little, Brown and Company; 1995:699-744.

3. Lipsky PE. Rheumatoid Arthritis. In Fauci AS , Braunwald E, Isselbacher KJ, et al (eds): Harrison ’s Principles of Internal Medicine. New York , McGraw-Hill; 1998:1880-1888.

4. Brennan FM, Maini RN, Feldmann M. TNF alpha--a pivotal role in rheumatoid arthritis? Br J Rheumatol 1992;31:293-298.

5. Otterness I, van de Loo F, Bliven M. Cytokines and Models of Arthritis. In Mechanisms and Models in Rheumatoid Arthritis. Academic Press Ltd.; 1995:485-505.

6. Feldmann M, Brennan FM, Maini RN. From the laboratory to the clinic: Evaluation of cytokines in rheumatoid arthritis highlights TNF-alpha as a new therapeutic target. The Immunologist 1994;2:172-176.

7. Moulton PJ. Inflammatory joint disease: the role of cytokines, cyclooxygenases and reactive oxygen species. Br J Biomed Sci 1996;53:317-324.

8. Sewell KL, Trentham DE. Pathogenesis of rheumatoid arthritis. Lancet. 1993;341:283-286.

9. Gay S, Gay RE, Koopman WJ. Molecular and cellular mechanisms of joint destruction in rheumatoid arthritis: two cellular mechanisms explain joint destruction? Ann Rheum Dis 1993;52 Suppl 1:S39-S47

10. Burmester GR, Stuhlmüller B, Keyszer G, Kinne RW. Mononuclear phagocytes and rheumatoid synovitis. Mastermind or workhorse in arthritis? Arthritis Rheum 1997;40:5-18.

11. Malhotra R, Wormald MR, Rudd PM, Fischer PB, Dwek RA, Sim RB. Glycosylation changes of IgG associated with rheumatoid arthritis can activate complement via the mannose-binding protein. Nat.Med. 1995;1:237-243.

12. Dwek RA, Lellouch AC, Wormald MR. Glycobiology: the function of sugar in the IgG molecule. J.Anat. 1995;187:279-292.

13. Flogel M, Lauc G, Gornik I, Macek B. Fucosylation and galactosylation of IgG heavy chains differ between acute and remission phases of juvenile chronic arthritis. Clin Chem Lab Med 1998;36:99-102.

14. McAnalley B, Vennum E. The potential significance of dietary sugars in management of osteoarthritis and rheumatoid arthritis: a review. Proc Fisher Inst Med Res 1997;1:6-10.

15. Sato R, Matsushita M, Miyata M, Sato Y, Kasukawa R, Fujita T. Substances reactive with mannose-binding protein (MBP) in sera of patients with rheumatoid arthritis. Fukushima J Med Sci 1997;43:99-111.

16. Kamel M, Serafi T. Fucose concentrations in sera from patients with rheumatoid arthritis. Clin.Exp.Rheumatol. 1995;13:243-246.

17. Gibson JB , Berry GT, Palmieri MJ, Reynolds RA, Mazur AT, Segal S. Sugar nucleotide concentrations in red blood cells of patients on protein- and lactose-limited diets: effect of galactose supplementation. Am.J.Clin.Nutr. 1996;63:704-708.

18. Janeway CA, Travers P, Walport M, Capra JD, Travers P. Immuno Biology: The Immune System in Health and Disease. 4th ed. New York : Garland Publishing; 1999.

19. Kuby J. Immunology. 3rd ed. New York : W.H. Freeman and Company; 1997.

20. Gelderman MP, Stuart R, Vigerust D, et al. Perpetuation of inflammation associated with experimental arthritis: the role of macrophage activation by neutrophilic myeloperoxidase. Mediators.Inflamm. 1998;7:381-389.

21. Lefkowitz DL, Gelderman MP, Fuhrmann SR, et al. Neutrophilic myeloperoxidase-macrophage interactions perpetuate chronic inflammation associated with experimental arthritis. Clin Immunol 1999;91:145-155.

22. Rest RF, Farrell CF, Naids FL. Mannose inhibits the human neutrophil oxidative burst. J Leukoc.Biol 1988;43:158-164.

23. Kamel M, Hanafi M, Bassiouni M. Inhibition of elastase enzyme release from human polymorphonuclear leukocytes by N-acetyl-galactosamine and N-acetyl-glucosamine. Clin Exp Rheumatol 1991;9:17-21.

24. Jorgensen HG, Elliott MA, Priest R, Smith KD. Modulation of sialyl Lewis X dependent binding to E-selectin by glycoforms of alpha-1-acid glycoprotein expressed in rheumatoid arthritis. Biomed.Chromatogr 1998;12:343-349.

25. Haugen M, Fraser D, F#rre #. Diet therapy for the patient with rheumatoid arthritis? British Society for Rheumatology 1999;38:1039-1044.

26. Trentham DE, Dynesius Trentham RA, Orav EJ, et al. Effects of oral administration of type II collagen on rheumatoid arthritis [see comments]. Science 1993;261:1727-1730.

27. Moreland LW. Inhibitors of tumor necrosis factor for rheumatoid arthritis. J Rheumatol 1999;26 Suppl 57:7-15.