Chondroitino sulfatas

Terminologija

Chondroitino sulfatas iš pradžių buvo išskirtas gerokai anksčiau, nei chemikai sužinojo jo struktūrą. Todėl laikui bėgant jo pavadinimas keitėsi. Ankstyvieji mokslininkai skirtingas medžiagos rūšis žymėjo raidėmis.

"Chondroitino sulfatas B" yra senas dermatano sulfato pavadinimas, kuris nebėra priskiriamas chondroitino sulfato formoms.

Chondroitinas, be "sulfato", vartojamas apibūdinti rūšiai, kurioje yra mažai sulfato arba jo visai nėra. Tačiau šį skirtumą naudoja ne visi.

Pavadinimas "chondroitino sulfatas" skamba kaip druska, turinti sulfato priešingą anijoną. Taip nėra. Sulfatas yra prijungtas prie cukraus kovalentiniu ryšiu. Kadangi fiziologiniame pH molekulė turi daug neigiamų krūvių, chondroitino sulfato druskose yra katijonas. Komerciniai chondroitino sulfato preparatai paprastai yra natrio druska. Barnhill ir kt. pasiūlė visus tokius chondroitino sulfato preparatus vadinti "natrio chondroitinu", neatsižvelgiant į jų sulfatizaciją.

Struktūra

Chondroitino sulfato grandinės yra įvairaus ilgio neskaidyti polisacharidai, turintys du pakaitomis besikeičiančius monosacharidus: D-gliukurono rūgštis (GlcA) ir N-acetil-D-galaktozaminas (GalNAc). Kai kurios GlcA liekanos epimerizuojamos į L-idurono rūgštį (IdoA); susidaręs disacharidas vadinamas dermatano sulfatu.

Baltymų tvirtinimas

Chondroitino sulfato grandinės yra sujungtos su tam tikrų baltymų serino liekanų hidroksilo grupėmis. Nėra tiksliai žinoma, kaip baltymai pasirenkami glikozaminoglikanų prijungimui. Po glikozilintų serinų dažnai eina glicinas, o jų kaimynystėje yra rūgštinių liekanų. Tačiau tai ne visada lemia glikozilinimą.

GAG grandinės tvirtinimas prasideda nuo keturių monosacharidų, išdėstytų fiksuota tvarka: Xyl - Gal - Gal - GlcA. Kiekvieną cukrų prijungia tam tikras fermentas, todėl GAG sintezę galima kontroliuoti keliais lygiais. Ksilozė prie baltymų pradedama jungti endoplazminiame tinklelyje, o kiti cukrūs jungiami Golgio aparate.

Sulfatizacija

Kiekvienas monosacharidas gali būti nesulfatuotas, sulfatuotas vieną kartą arba sulfatuotas du kartus. Dažniausiai sulfatuojami N-acetil-galaktozamino 4 ir 6 padėčių hidroksilai, o kai kurios grandinės turi 2 padėtyje esančią gliukurono rūgštį. Sulfatizaciją vykdo specifinės sulfotransferazės. Sulfatizacija šiose skirtingose padėtyse suteikia chondroitino GAG grandinėms specifinį biologinį aktyvumą.

Funkcija

Chondroitino funkcijos labai priklauso nuo bendro proteoglikano, kurio dalis jis yra, savybių. Šias funkcijas galima suskirstyti į struktūrines ir reguliacines. Kai kurie proteoglikanai atlieka ir struktūrinį, ir reguliacinį vaidmenį (žr. versikaną).

Struktūrinis

Chondroitino sulfatas yra pagrindinė ekstraląstelinio matrikso sudedamoji dalis, svarbi audinių struktūriniam vientisumui palaikyti. Ši funkcija būdinga dideliems agreguojantiems proteoglikanams: agrekanams, versikanui, brevikanui ir neurokanui, bendrai vadinamiems lektanais.

Chondroitino sulfatas, kaip agrekanas, yra pagrindinė kremzlės sudedamoji dalis. Glaudžiai surištos ir labai įkrautos chondroitino sulfato sulfato sulfato grupės sukelia elektrostatinį atstūmimą, kuris užtikrina didelį kremzlės atsparumą suspaudimui. Chondroitino sulfato netekimas iš kremzlės yra pagrindinė osteoartrito priežastis.

Teisinis reglamentavimas

Dėl neigiamo krūvio chondroitino sulfatas lengvai sąveikauja su ekstraląstelinio matrikso baltymais. Šios sąveikos yra svarbios reguliuojant daugelį ląstelių veiklos rūšių. Lektikanai yra pagrindinė smegenų ekstraląstelinio matrikso dalis, kurioje chondroitino cukrų grandinės veikia stabilizuojant normalias smegenų sinapses, kurios yra perineuroninių tinklų dalis. Chondroitino sulfato proteoglikanų kiekis labai padidėja po centrinės nervų sistemos sužalojimo, kur jie veikia, kad užkirstų kelią pažeistų nervinių galūnių regeneracijai. Nors šios funkcijos nėra taip gerai apibūdintos kaip heparano sulfato, vis dar atrandama naujų chondroitino sulfato proteoglikanų funkcijų.

Žievės raidos metu chondroitino sulfatas ekspresuojamas Sub Plate ir veikia kaip stabdymo signalas neuronams, migruojantiems iš Ventrikulinės zonos. Čia sustoję neuronai gali būti užprogramuoti tolesnei migracijai į tam tikrus žievės plokštelės sluoksnius.

Medicininis naudojimas

Chondroitino yra maisto papilduose, kurie vartojami kaip alternatyvus vaistas osteoartritui gydyti, taip pat Europoje ir kai kuriose kitose šalyse patvirtintas ir reglamentuojamas kaip simptominis lėtai veikiantis vaistas šiai ligai gydyti (SYSADOA). Jis paprastai parduodamas kartu su gliukozaminu. Chondroitinas ir gliukozaminas taip pat vartojami veterinarijoje.