来源:把科学带回家

  撰文:七君

  大家在超市买鸡肉,有没有考虑过一个问题:鸡头和鸡爪去哪儿了?鸡爪切了以后可以做成其他吃的,吃鸡头的人很少,那么这鸡头有什么用呢?

  你大概不会想到这些鸡头和护肤品以及美容针之间的联系。

  玻尿酸,或者说透明质酸大家应该听说过,玻尿酸丰唇填下巴的主要材料嘛。这种糖胺聚糖是许多化妆品还有整形手术会用到的关键保湿和填充材料。

  玻尿酸也有很高的医学价值,比如在手术中用来保护眼球,减少风湿关节的炎症,防止术后形成疤痕组织等等。

  那么,超市里的无头鸡到底和玻尿酸有什么关系呢?这要从玻尿酸的历史说起了。

  玻尿酸最早是在1880年被法国化学家 Portes 发现的。后来在1934年被哥伦比亚大学的 Karl Meyer 重新发现和研究。

眼球中的玻璃体(图中vitreous humour所指区域)眼球中的玻璃体(图中vitreous humour所指区域)

  Meyer 发现,牛眼球的玻璃体里充满了这种物质,玻尿酸是用来保持牛眼形状的。其实,所有脊椎动物体内都有玻尿酸,因为它是细胞外基质的主要成分,由细胞膜合成,在细胞间起到保护和缓冲的作用,而且还和炎症反应以及细胞信号传递有关。

  一个体重为70千克的人体内约有15克的玻尿酸。不同组织的玻尿酸含量也不一样,玻尿酸含量最高的是结缔组织、眼球、脐带,以及关节滑液。

  由于玻尿酸的黏度很高,因此 Meyer 在发现之初就指出它应该也有医学价值。

  Meyer 果然眼光独到。现在玻尿酸注射成了治疗风湿性关节炎的常用疗法,这种治疗手段被称为黏性补给(Viscosupplementation),或鸡冠注射。根据美国骨科医师学会  (AAOS),注射玻尿酸后,关节活动会变得更容易,疼痛也会减轻。

  玻尿酸在美容行业的应用更不必说了。由于广泛的商业价值,现在每千克的玻尿酸价格高达10万美金。

  Meyer 本人也尝试用牛眼球提取玻尿酸。不过,从牛眼球中提取玻尿酸在商业上没有什么可操性,因为工序繁琐,而且玻尿酸会被其他的粘多糖污染。后来,哥伦比亚大学的另一位学者 Endre Balazs 在 Meyer 的基础上,于20世纪40年代发现了从公鸡鸡冠中提取玻尿酸的方法。

  原来,鸡冠的玻尿酸含量是已知动物组织中最高的,达到了每克7.5毫克。而在所有鸡冠中,公鸡的鸡冠比母鸡和阉鸡的都大,因此更受制造商青睐。

  当然,鸡头的来源也很丰富,因此鸡冠就顺利成章地变成了玻尿酸的主要原材料。

  玻尿酸一开始是兽用的。从20世纪70年代开始,医生给患有风湿性关节炎的赛马膝盖里打玻尿酸,减少炎症。在动物的眼部手术时也会使用玻尿酸。

  而到了20世纪80年代,玻尿酸才被用在人类身上。获得了 Balazs 的玻尿酸制造专利的瑞典制药公司 Pharmacia 推出了一种在白内障手术时用于保护角膜的产品 Healon,后来 Healon 就成了玻尿酸的代名词。

  直到现在,瑞典还在用 Balazs 当初的方法从公鸡鸡冠中提取玻尿酸,但是Healon 的专利被卖给了另一个大药厂辉瑞。另外一个玻尿酸生产大户健赞(Genzyme)用的也是差不多的鸡冠提取方法。

  辉瑞为了生产大量玻尿酸,培育了拥有超大鸡冠的公鸡。参与了从公鸡鸡冠中玻尿酸提取工作的瑞典乌普萨拉大学的化学教授 Rolf Bergman 表示,辉瑞家的白来航公鸡的鸡冠曾经大到鸡头都顶不住的程度。

白来航鸡 图片来源:britannica白来航鸡 图片来源:britannica

  除了大药厂,一些奇怪的玩家也入驻了玻尿酸业务。不知道你有没有吃过丘比沙拉酱?

  其实,童年回忆的沙拉酱制造商日本丘比公司(Kewpie)有一个大家不知道的产业,那就是用鸡杂碎提炼玻尿酸,并因此成了全球重要的玻尿酸供应商之一。

  你可能想知道怎么用鸡冠制造玻尿酸。

  鸡被屠宰后,留鸡不留头,肉被卖掉,鸡冠被单独送到提纯的工厂。

  鸡冠被切片后,被放入一个大缸中清洗,接着加入丙酮等溶剂溶解脂肪,获得没有脂肪的鸡冠。没有脂肪的鸡冠用乙酸钠和乙醇不断提纯后,最后剩下的就是玻尿酸了。再进行一步步的分离和消毒工作后,玻尿酸(盐)被制成了干粉。

玻尿酸盐是白色的玻尿酸盐是白色的

  当然,除了公鸡鸡冠,也有从脐带的华通氏胶以及羊水中提取玻尿酸的方法。

  另外一种新的玻尿酸制造方法普通人也猜不到,那就是用病菌制造玻尿酸。

  这类病菌,就是会造成感染的链球菌(Streptococcus)。

会造成人类肺炎的肺炎链球菌 Streptococcus pneumoniae 图片来源:wikipedia会造成人类肺炎的肺炎链球菌 Streptococcus pneumoniae 图片来源:wikipedia

  用病菌制造玻尿酸会让人感觉恶心,为什么不用好的细菌,而要用病菌制造玻尿酸呢?其实,这和链球菌的生存策略有密切联系。

  早在1937年,哥伦比亚大学的生化学家 Forrest E。 Kendall 就发现,链球菌不需要基因改造,就能生产天然的玻尿酸。所以问题就来了,链球菌要玻尿酸干嘛呢?

  实际上直到60年后大家才明白,玻尿酸是链球菌用来感染上皮细胞的重要武器。

  因为链球菌产生的玻尿酸和宿主,也就是人体内的玻尿酸是一样的,不会引起宿主的免疫系统的警觉,于是乎这些细菌利用玻尿酸制造一个马甲包裹自己,钻入上皮细胞中躲避免疫系统的攻击。

  现在,生产玻尿酸的最常用的链球菌是兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus)这个物种。

兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus)能感染动物和人类。马是兽疫链球菌的常见受害者。兽疫链球菌(Streptococcus zooepidemicus)能感染动物和人类。马是兽疫链球菌的常见受害者。

  不过,细菌生产的玻尿酸虽然产量更高,但有一个弱点,那就是细菌生产的玻尿酸分子量小。

  原来,人体内含有分解玻尿酸的酶。这些酶会把大分子的玻尿酸分解成小分子的玻尿酸,最后小分子玻尿酸被分解吸收。而太多小分子玻尿酸会导致炎症反应,让伤口持续无法愈合。

  因此,玻尿酸的分子量越大,被分解所需的时间就越长,效果的持续时间和安全性也更好。再加上大分子的玻尿酸黏度更高,因此辉瑞之类的大厂一直在用鸡冠制造玻尿酸。

  所以你懂了吧,超市里的无头鸡的头并没有被浪费。

  无头鸡变成了苹果肌,完成了升 ji 。


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