Хондроитин - Биология
IUPAC: Поли [(н-ацетил-D-галактозамин -4-О-водороден сулфат) - (L-идуронова киселина)]
Хондроитин сулфат (също Хондритин сулфат) е биологична макромолекула. Веществото, образувано от хондробластите, е важен компонент на хрущялната тъкан и допринася за неговата устойчивост на компресия. [3]
Химически, това е и смес от сулфатирани гликозаминогликани (GAG) Мукополизахариди Наречен. Захарните производни се редуват в полимерните вериги н-Ацетилгалактозамин (GalNAc) и глюкуронова киселина.
Химическа структура
Хондроитин сулфатните вериги са неразклонени полизахариди с променлива дължина. Те винаги се състоят от две редуващи се прости захари: D-глюкуронова киселина (GlcA) и N-ацетилгалактозамин (GalNAc). Тук глюкуроновата киселина е свързана с GalNAc β-1 → 3 и GalNAc, за да образува глюкуронова киселина β-1 → 4-гликозидно. [4] Хондроитиновата верига може да се състои от над 100 захарни единици, които се различават по сила и могат да бъдат сулфатирани в позиции С6 и/или С4 на GalNAc. Ако глюкуроновата киселина епимеризира при С5 до идуронова киселина, се говори за дерматан сулфати. Разбирането на поразителното разнообразие на хондроитин сулфат и свързания с него гликозаминогликан е една от целите на гликобиологията.
Сулфатиране
Всяка проста захар може да има или няма, една или две сулфатни групи. Най-често срещаните са хидроксилните групи на въглеродните атоми 4 и 6 des н-Ацетил-галактозамин, снабден със сулфатна група. Сулфатирането се катализира от различни сулфотрансферази. Степента на сулфатиране е средно 0,8 въз основа на дизахарида.
Разграничават се следните видове:
| Хондроитин тип | Систематично име | Дизахаридна единица | описание |
| Хондроитин сулфат А. | Хондроитин 4 сулфат | GlcA-GalNAc4S | Сулфатни групи главно върху въглероден атом 4 des н-Ацетил-галактозамин (GalNAc) |
| Хондроитин сулфат В | Дерматан сулфат | IdoA2S-GalNAc4S | Сулфатни групи главно върху въглероден атом 2 на идуронова киселина и върху въглероден атом 4 на GalNAc |
| Хондроитин сулфат С | Хондроитин 6 сулфат | GlcA-GalNAc6S | Сулфатни групи предимно върху въглероден атом 6 на GalNAc |
| Хондроитин сулфат D. | Хондроитин-2,6-сулфат, дерматан сулфат | GlcA2S-GalNAc6S | Сулфатни групи главно върху въглероден атом 2 на глюкуроновата киселина и върху въглероден атом 6 на GalNAc (хондроитин-2,6-сулфат) |
| Хондроитин сулфат Е. | Хондроитин-4,6-сулфат | GlcA-GalNAc4,6diS | Сулфатни групи главно върху въглеродни атоми 4 и 6 на GalNAc |
Типизирането с буквите А до Е идва от времето, когато хондроитин сулфатът вече е изолиран, но структурата все още не е известна. [5] Класификацията на дерматан сулфат под хондроитин сулфат като хондраоитин сулфат В сега се счита за погрешно наименование, тъй като това съединение не се получава от глюкуронова киселина, а от идуронова киселина. [6] Най-често срещаните хондроитин сулфати са типове A, B и C.
Името, използвано по-рано Хондроитин без „сулфат“, който се използва за описване на верига без или много малко сулфатни групи, [7] вече не е често срещано.
Въпреки че името подсказва, че хондроитин сулфатът е сол със сулфатен анион, сулфатът е ковалентно свързан със захарта. Тъй като молекулата има няколко отрицателни заряда при физиологично рН, тя присъства като анион в солите на хондроитин сулфата. Търговският продукт на хондроитин сулфат обикновено е неговата натриева сол. Barnhill et al. са предложили всички продукти на хондроитин сулфат да бъдат етикетирани като „натриев хондроитин“, независимо от техните сулфатни връзки. [8-ми]
Това е синтетично постсулфатен вариант Хондроитин полисулфат ("Свръхсулфатиран хондроитин сулфат", английски „Свръхсулфатиран хондроитин сулфат“, OSCS). Допълнителното сулфатиране увеличава противовъзпалителния (противовъзпалителен) ефект на веществото. Хондроитин полисулфатът има също антикоагулант (антикоагулант) и фибринолитична активност.
Свързване с протеини
В биологично отношение хондроитин сулфатът обикновено се свързва с протеините като част от протеогликан. Хондроитин сулфатните вериги са свързани с хидроксилните групи на сериновите остатъци на някои протеини. Все още не е ясно как точно се избират протеините за свързване с гликозаминогликани. Глициновите остатъци често са последвани от глицинови остатъци с кисели аминокиселинни остатъци в близост.
Връзката във веригата GAG винаги е една и съща захарна верига, съставена от три захарни единици:
Всяка захар е свързана със специфичен ензим, който позволява сложен контрол върху синтеза на GAG. Ксилозата се свързва с протеините в ендоплазмения ретикулум, докато останалите захари се прехвърлят в апарата на Голджи. [9]
функция
Функцията на хондроитин е силно зависима от свойствата на общия протеогликан, към който принадлежи. Хондроитин протеогликаните имат както структурна, така и регулаторна роля.
Структурна функция
Хондроитин протеогликаните, заедно с колагена, са основни компоненти на извънклетъчния матрикс и оказват влияние върху структурната цялост на тъканта. Типични представители са Aggrecan, Versican, Brevican и Neurocan.
Като компонент на агрекан, хондроитин сулфатът образува голяма част от хрущялната маса. Плътно опакованите, силно заредени сулфатни групи водят до електростатично отблъскване на отделните вериги (виж закона на Кулон), което причинява голяма част от устойчивостта на хрущяла на компресия. Загубата на хондроитин сулфат от хрущяла е една от най-честите причини за остеоартрит.
Регулаторна функция
Също поради отрицателните заряди, хондроитин сулфатът лесно взаимодейства с други протеини на извънклетъчната матрица. Тези взаимодействия са важни за регулирането на голям брой клетъчни процеси. В сравнение с хепаран сулфат, друг протеогликан на извънклетъчния матрикс, малко се знае за ролята на хондроитин сулфат протеогликани. Известно е, че хондроитин сулфатът регулира растежа и развитието на нервната система, както и нейната реакция на нараняване.
Екстракция
Хондроитин сулфатът се получава до голяма степен от хрущялната тъкан на говеда, свине и акули. Други видове риби и птици също могат да доставят хрущял.
използване
Регенерация на хрущяла, защита на хрущяла
Хондроитин сулфатът се използва медицински и диетично при лечението на дегенеративни ставни заболявания (остеоартрит), напр. Б. тазобедрената става, коляното или пръстите. Хондроитин сулфатът се приема и като хранителна добавка, за да поддържа хрущяла здрав и да предотвратява артротични признаци на износване (хондропротекция). Често се комбинира с глюкозамин. Приложението се основава на идеята, че доставеният хондроитин сулфат е "вграден" в хрущяла. Инвитро (т.е. извън живия организъм), хондроитин сулфатът има противовъзпалителен ефект.
Перорално хондроитин сулфатът обикновено се използва в дози от 800–1200 mg на ден. Доза, от която настъпва фармакологичен ефект, не може да бъде получена поради недостатъчни данни. [10] Тъй като хондроитинът не е еднородно вещество и се среща естествено в широк спектър от различни форми, съставът на крайните продукти варира съответно. Няма задължителни стандарти за състава в хранителния сектор. В САЩ през 2000 г. беше открито, че голяма част от хранителните добавки, съдържащи хондроитин, са неправилно или подвеждащо етикетирани по отношение на съдържанието на хондроитин. [11]
Няма валидни данни за пероралната бионаличност на хондроитин сулфат и неговия метаболизъм.
В мета-проучвания е установено значително подобрение на определени целеви параметри (напр. Индекс Lequesne, индекс WOMAC, VAS) по време на лечението на остеоартрит с хондроитин сулфат. [12] [13] Многоцентрово, контролирано от плацебо, шестмесечно сляпо проучване, инициирано от Националния здравен институт (NIH) за ефикасността на хондроитин и глюкозамин при остеоартрит на коляното, не показва статистически значим ефект върху симптомите на остеоартрит при пациенти с по-лека болка. Подуването на ставите беше намалено. Ефекти от лечението са открити при подгрупа пациенти с умерена до силна болка, но информативната стойност не е категорична поради малкия брой пациенти в тази подгрупа. [14] Резултатът от по-скорошни мета-проучвания е, че хондроитин сулфатът (в комбинация с глюкозамин) не подобрява болезнените симптоми на остеоартрит на коляното или тазобедрената става в сравнение с плацебо и не оказва ефект върху ставното пространство. [15] [16] Проучванията показват, че свързаната с терапията наличност на глюкозамин хидрохлорид се намалява с повече от 40% чрез едновременно приложение на хондроитин сулфат (например при допълнителни балансирани диети). [17]
В обичайните орални дози до 1200 mg на ден, хондроитин сулфатът се понася добре. При клинични проучвания при този диапазон на дозите не са открити сериозни странични ефекти от хондроитин сулфат.
Интрамускулната и интраартикуларната употреба на хондроитин сулфати е заменена с по-добре поносими хиалуронати. Препаратът хондроитин полисулфат, който се използва вътреставно като средство за остеоартрит в продължение на десетилетия, е изтеглен от пазара през 1992 г. поради тежки анафилактични и тромбоемболични странични ефекти. [18]
Офталмология и урология
Водните разтвори на хондроитин сулфат се използват в офталмологията, в комбинация с хиалуронат, по време на операции на окото с цел овлажняване и защита на роговичния ендотел. Като разтвор за изплакване на пикочния мехур, хондроитин сулфатът се използва за възстановяване на лигавицата на пикочния мехур, например ако е повреден от хронично възпаление (интерстициален цистит).
Локално противовъзпалително приложение
Една от областите на приложение на хондроитин полисулфат („свръхсулфатиран хондроитин сулфат“) е локалното лечение на тъпи наранявания и повърхностен флебит. Експерименти с животни и кожни модели показват, че хондроитин полисулфатът е способен да проникне през кожата в подлежащата тъкан. Там той трябва да развие своя противовъзпалителен (противовъзпалителен) ефект. Хондроитин полисулфатът се прилага като мехлем, крем или гел.
Скандал с хепарин
През 2008 г. инцидентът, известен като "скандал с хепарин", се случи, след като китайските производители на лекарства "разредиха" лекарството хепарин с по-евтин свръхсулфатиран хондроитин (хондроитин полисулфат). В резултат на това се появиха множество сериозни нежелани реакции, някои от които с фатален изход.
Търговски препарати
Хирудоид (Д), Санавен (D), комбинация със салицилова киселина: Mobilat DuoAktiv(Д)