Chondroitin sulfát

Terminologie

Chondroitin sulfát byl původně izolován mnohem dříve, než chemici poznali jeho strukturu. Proto se jeho název časem změnil. První vědci označovali různé typy této látky písmeny.

"Chondroitin sulfát B" je starý název pro dermatan sulfát a již není klasifikován jako forma chondroitin sulfátu.

Chondroitin, bez "sulfátu", se používá pro označení typu s malou nebo žádnou sulfataci. Toto rozlišení však nepoužívají všichni.

Název "chondroitin sulfát" zní jako sůl se sulfátovým protipólem. Není tomu tak. Síran je navázán na cukr kovalentní vazbou. Protože má molekula při fyziologickém pH více záporných nábojů, je v solích chondroitinsulfátu přítomen kationt. Komerční přípravky chondroitinsulfátu jsou obvykle sodné soli. Barnhill a kol. navrhli, aby se všechny takové přípravky chondroitin sulfátu označovaly jako "sodný chondroitin" bez ohledu na jejich sulfatační status.

Struktura

Řetězce chondroitinsulfátu jsou nerozvětvené polysacharidy různé délky obsahující dva střídající se monosacharidy: D-glukuronová kyselina (GlcA) a N-acetyl-D-galaktosamin (GalNAc). Některé zbytky GlcA jsou epimerizovány na kyselinu L-iduronovou (IdoA); výsledný disacharid se pak označuje jako dermatansulfát.

Připojení bílkovin

Řetězce chondroitinsulfátu jsou navázány na hydroxylové skupiny na serinových zbytcích některých proteinů. Není přesně známo, jak jsou proteiny vybírány pro připojení glykosaminoglykanů. Glykosylované seriny jsou často následovány glycinem a mají sousední kyselé zbytky. To však ne vždy předurčuje glykosylaci.

Připojení řetězce GAG začíná čtyřmi monosacharidy v pevném uspořádání: Xyl - Gal - Gal - GlcA. Každý cukr je připojen specifickým enzymem, což umožňuje více úrovní kontroly syntézy GAG. Xylosa se začíná připojovat k proteinům v endoplazmatickém retikulu, zatímco ostatní cukry se připojují v Golgiho aparátu.

Sulfatace

Každý monosacharid může být ponechán nesulfátovaný, jednou sulfátovaný nebo dvakrát sulfátovaný. V nejběžnějším případě jsou hydroxyly v polohách 4 a 6 N-acetyl-galaktosaminu sulfátovány, přičemž některé řetězce mají v poloze 2 kyselinu glukuronovou. Sulfatace je zprostředkována specifickými sulfotransferázami. Sulfatace v těchto různých polohách dává chondroitinovým GAG řetězcům specifické biologické aktivity.

Funkce

Funkce chondroitinu závisí do značné míry na vlastnostech celkového proteoglykanu, jehož je součástí. Tyto funkce lze obecně rozdělit na strukturální a regulační. Některé proteoglykany mají jak strukturní, tak regulační úlohu (viz versikan).

Strukturální

Chondroitin sulfát je hlavní složkou extracelulární matrix a je důležitý pro udržení strukturální integrity tkáně. Tato funkce je typická pro velké agregační proteoglykany: agrekan, versikan, brevikan a neurokan, souhrnně označované jako lektany.

Chondroitin sulfát je součástí agrekanu a je hlavní složkou chrupavky. Těsně uspořádané a vysoce nabité sulfátové skupiny chondroitin sulfátu vytvářejí elektrostatické odpuzování, které zajišťuje velkou část odolnosti chrupavky proti stlačení. Úbytek chondroitin sulfátu z chrupavky je hlavní příčinou osteoartrózy.

Právní předpisy

Chondroitin sulfát díky svému zápornému náboji snadno interaguje s proteiny v extracelulární matrix. Tyto interakce jsou důležité pro regulaci mnoha buněčných aktivit. Lektany jsou hlavní součástí extracelulární matrix mozku, kde chondroitinové cukerné řetězce fungují jako součást perineuronálních sítí a stabilizují normální mozkové synapse. Hladiny chondroitin sulfátových proteoglykanů jsou značně zvýšené po poranění centrálního nervového systému, kde působí jako prevence regenerace poškozených nervových zakončení. Ačkoli tyto funkce nejsou tak dobře charakterizovány jako funkce heparan sulfátu, stále se objevují nové role chondroitin sulfátových proteoglykanů.

Při vývoji kůry je chondroitin sulfát exprimován Sub Plate a působí jako stop signál pro neurony migrující z ventrikulární zóny. Neurony, které se zde zastaví, pak mohou být naprogramovány pro další migraci do specifických vrstev kortikální desky.

Lékařské použití

Chondroitin je obsažen v doplňcích stravy, které se používají jako alternativní lék k léčbě osteoartrózy, a v Evropě a některých dalších zemích je také schválen a regulován jako symptomaticky pomalu působící lék na toto onemocnění (SYSADOA). Běžně se prodává společně s glukosaminem. Chondroitin a glukosamin se používají také ve veterinární medicíně.