Хондроитин сулфат

Терминология

Първоначално хондроитин сулфатът е изолиран много преди химиците да научат структурата му. Така че името му се променя с течение на времето. Първите изследователи са идентифицирали различните видове на веществото с букви.

"Хондроитин сулфат В" е старо наименование на дерматан сулфат и вече не се класифицира като форма на хондроитин сулфат.

Хондроитинът, без "сулфат", се използва за описание на вид с малко или никакво сулфатиране. Това разграничение обаче не се използва от всички.

Името "хондроитин сулфат" звучи като сол със сулфатен анион. Това не е така. Сулфатът е свързан със захарта с ковалентна връзка. Тъй като молекулата има множество отрицателни заряди при физиологично рН, в солите на хондроитин сулфата присъства катион. Търговските препарати на хондроитин сулфат обикновено са натриевата сол. Barnhill и др. предлагат всички такива препарати от хондроитин сулфат да се наричат "натриев хондроитин", независимо от сулфатизацията им.

Структура

Веригите на хондроитин сулфата са неразклонени полизахариди с различна дължина, съдържащи два редуващи се монозахарида: D-глюкуронова киселина (GlcA) и N-ацетил-D-галактозамин (GalNAc). Някои остатъци от GlcA се епимеризират в L-идуронова киселина (IdoA); полученият дизахарид се нарича дерматан сулфат.

Прикрепване на протеини

Веригите на хондроитин сулфата са свързани с хидроксилните групи на сериновите остатъци на някои протеини. Не е изяснено как точно протеините се избират за свързване на гликозаминогликаните. Гликозилираните серини често са последвани от глицин и имат съседни киселинни остатъци. Но това не винаги предсказва гликозилирането.

Закрепването на веригата на GAG започва с четири монозахарида във фиксиран модел: Xyl - Gal - Gal - GlcA. Всяка захар се прикрепя от специфичен ензим, което позволява множество нива на контрол върху синтеза на GAG. Ксилозата започва да се прикрепя към протеините в ендоплазмения ретикулум, докато останалите захари се прикрепят в апарата на Голджи.

Сулфатизация

Всеки монозахарид може да остане несулфатиран, сулфатиран веднъж или сулфатиран два пъти. В най-честия случай се сулфатират хидроксилите на позиции 4 и 6 на N-ацетил-галактозамина, като някои вериги имат позиция 2 на глюкуроновата киселина. Сулфатирането се осъществява с посредничеството на специфични сулфотрансферази. Сулфатирането в тези различни позиции придава специфични биологични активности на веригите на хондроитин GAG.

Функция

Функциите на хондроитина зависят до голяма степен от свойствата на цялостния протеогликан, от който той е част. Тези функции могат да бъдат разделени най-общо на структурни и регулаторни. Някои протеогликани имат както структурни, така и регулаторни роли (вж. версикан).

Структурен

Хондроитин сулфатът е основен компонент на извънклетъчния матрикс и е важен за поддържане на структурната цялост на тъканите. Тази функция е типична за големите агрегиращи протеогликани: агрекан, версикан, бревикан и неврокан, наричани общо лектикани.

Като част от агрекана, хондроитин сулфатът е основен компонент на хрущяла. Плътно подредените и силно заредени сулфатни групи на хондроитин сулфата създават електростатично отблъскване, което осигурява голяма част от устойчивостта на хрущяла на компресия. Загубата на хондроитин сулфат от хрущяла е основна причина за остеоартрит.

Нормативна уредба

Хондроитин сулфатът лесно взаимодейства с протеините в извънклетъчния матрикс поради отрицателните си заряди. Тези взаимодействия са важни за регулирането на много клетъчни дейности. Лектиканите са основна част от мозъчния извънклетъчен матрикс, където хондроитиновите захарни вериги функционират за стабилизиране на нормалните мозъчни синапси като част от периневроналните мрежи. Нивата на хондроитин сулфатните протеогликани са значително увеличени след увреждане на централната нервна система, където те действат за предотвратяване на регенерацията на увредените нервни окончания. Въпреки че тези функции не са толкова добре характеризирани, колкото тези на хепаран сулфата, продължават да се откриват нови роли на протеогликаните на хондроитин сулфата.

В кортикалното развитие хондроитин сулфатът се експресира от субплаката и действа като стоп сигнал за невроните, мигриращи от вентрикуларната зона. Невроните, които спират тук, могат да бъдат програмирани за по-нататъшна миграция към определени слоеве в кортикалната плочка.

Медицинска употреба

Хондроитинът се съдържа в хранителните добавки, използвани като алтернативно лекарство за лечение на остеоартрит, а също така е одобрен и регулиран като симптоматично бавнодействащо лекарство за това заболяване (SYSADOA) в Европа и някои други страни. Обикновено се продава заедно с глюкозамин. Хондроитинът и глюкозаминът се използват и във ветеринарната медицина.