Hondroitin sulfat

Terminologija

Hondroitin sulfat je bil prvotno izoliran veliko prej, preden so kemiki spoznali njegovo strukturo. Zato se je njegovo ime sčasoma spremenilo. Prvi raziskovalci so različne vrste snovi označevali s črkami.

"Hondroitin sulfat B" je staro ime za dermatan sulfat in ni več uvrščen med oblike hondroitin sulfata.

Hondroitin, brez "sulfata", se uporablja za opis vrste z malo ali nič sulfata. Vendar tega razlikovanja ne uporabljajo vsi.

Ime "hondroitin sulfat" zveni kot sol s sulfatnim protiionom. To ni res. Sulfat je na sladkor vezan s kovalentno vezjo. Ker ima molekula pri fiziološkem pH več negativnih nabojev, je v soleh hondroitin sulfata prisoten kation. Komercialni pripravki hondroitin sulfata so običajno natrijeva sol. Barnhill in drugi so predlagali, da se vsi takšni pripravki hondroitin sulfata imenujejo "natrijev hondroitin" ne glede na njihov sulfatni status.

Struktura

Verige hondroitin sulfata so nerazvejani polisaharidi različne dolžine, ki vsebujejo dva izmenična monosaharida: D-glukuronsko kislino (GlcA) in N-acetil-D-galaktozamin (GalNAc). Nekateri ostanki GlcA se epimerizirajo v L-iduronsko kislino (IdoA); nastali disaharid se nato imenuje dermatan sulfat.

Pritrditev beljakovin

Verige hondroitin sulfata so povezane s hidroksilnimi skupinami na serinskih ostankih nekaterih beljakovin. Kako se beljakovine izberejo za vezavo glikozaminoglikanov, ni natančno znano. Glikoziliranim serinom pogosto sledi glicin in imajo sosednje kisle ostanke. Vendar to ne pomeni, da je glikozilacija vedno predvidena.

Veriga GAG se začne s štirimi monosaharidi v ustaljenem vzorcu: Xyl - Gal - Gal - GlcA. Vsak sladkor se priključi s posebnim encimom, kar omogoča več stopenj nadzora nad sintezo GAG. Ksiloza se na beljakovine začne vezati v endoplazemskem retikulumu, preostali sladkorji pa v Golgijevem aparatu.

Sulfatizacija

Vsak monosaharid je lahko nesulfatiran, enkrat ali dvakrat sulfatiran. V najpogostejšem primeru sta hidroksila na položajih 4 in 6 N-acetil-galaktozamina sulfatirana, nekatere verige pa imajo na položaju 2 glukuronsko kislino. Sulfatacijo posredujejo specifične sulfotransferaze. Sulfatacija v teh različnih položajih daje hondroitinskim verigam GAG specifične biološke aktivnosti.

Funkcija

Delovanje hondroitina je v veliki meri odvisno od lastnosti celotnega proteoglikana, katerega del je. Te funkcije lahko na splošno razdelimo na strukturne in regulativne. Nekateri proteoglikani imajo tako strukturno kot regulativno vlogo (glej versikan).

Strukturni

Hondroitin sulfat je glavna sestavina zunajceličnega matriksa in je pomemben za ohranjanje strukturne celovitosti tkiva. Ta funkcija je značilna za velike agregacijske proteoglikane: agrekan, versikan, brevikan in nevrokan, ki jih skupaj imenujemo letikani.

Hondroitin sulfat je kot del agrekana glavna sestavina hrustanca. Tesno zapakirane in visoko nabite sulfatne skupine hondroitin sulfata povzročajo elektrostatični odboj, ki zagotavlja veliko odpornost hrustanca na stiskanje. Izguba hondroitin sulfata iz hrustanca je glavni vzrok za osteoartritis.

Regulativni

Hondroitin sulfat zaradi svojih negativnih nabojev zlahka sodeluje z beljakovinami v zunajceličnem matriksu. Te interakcije so pomembne za uravnavanje številnih celičnih dejavnosti. Letike so glavni del možganskega zunajceličnega matriksa, kjer sladkorne verige hondroitina delujejo tako, da stabilizirajo normalne možganske sinapse kot del perinevronskih mrež. Ravni hondroitin sulfatnih proteoglikanov se močno povečajo po poškodbi osrednjega živčevja, kjer delujejo tako, da preprečujejo regeneracijo poškodovanih živčnih končičev. Čeprav te funkcije niso tako dobro opisane kot funkcije heparan sulfata, se za proteoglikane hondroitin sulfata še vedno odkrivajo nove vloge.

Pri razvoju skorje se hondroitin sulfat izraža v subploskvi in deluje kot signal za ustavitev nevronov, ki se selijo iz ventrikularne cone. Nevroni, ki se tu ustavijo, so lahko programirani za nadaljnjo migracijo v določene plasti kortikalne plošče.

Medicinska uporaba

Hondroitin je v prehranskih dopolnilih, ki se uporabljajo kot alternativno zdravilo za zdravljenje osteoartritisa, v Evropi in nekaterih drugih državah pa je tudi odobren in reguliran kot simptomatsko počasi delujoče zdravilo za to bolezen (SYSADOA). Pogosto se prodaja skupaj z glukozaminom. Hondroitin in glukozamin se uporabljata tudi v veterinarski medicini.