Τι είναι οι γλυκοζαμινογλυκάνες;

Το γλυκοζαμινογλυκάνες, επίσης γνωστές ως βλεννοπολυσακχαρίτες, είναι οι γλυκιδικές δομές, με τη λειτουργία δομικών βιομορίων που μπορούν να βρεθούν κυρίως στον συνδετικό ιστό, τον ιστό των οστών, το ενδοκυτταρικό μέσο και τον επιθηλιακό ιστό.

Πρόκειται για μακρές αλυσίδες σύνθετων πολυσακχαριτών ή πρωτεογλυκανών, που αποτελούνται από επαναλαμβανόμενες μονάδες δισακχαριτών.

Οι γλυκοζαμινογλυκάνες είναι πολύ πολικές και έχουν την ικανότητα να προσελκύουν νερό, έτσι ώστε να είναι κατάλληλες για τις βιολογικές λειτουργίες που εκτελούν. Χρησιμοποιούνται επίσης ως λιπαντικά ή για να απορροφούν τις επιπτώσεις. Κάθε ένα αποτελείται από εξωσαμίνη και εξόζη ή υαλουρονικό οξύ.

Εισαγωγή

Οι γλυκοζαμινογλυκάνες είναι το κύριο συστατικό της εξωκυτταρικής μήτρας μορίων σε ζωικούς ιστούς και παίζουν θεμελιώδη ρόλο σε διάφορα φυσιολογικά γεγονότα. Δεν μπορεί παρά να βρείτε αυτές τις ενώσεις σε σπονδυλωτά, αλλά και σε πολλά ασπόνδυλα. Η λειτουργία του είναι η διατήρηση στο ζωικό βασίλειο.

Πολλές θειούχες δομές ηπαρίνης, μια γλυκοζαμινογλυκάνη που βρίσκεται στο ήπαρ, το δέρμα και τον πνεύμονα, μπορεί να βρεθεί σε διαφορετικούς τύπους οργανισμών, από τα πιο πρωτόγονα ως τον άνθρωπο. Αυτό καθορίζει την ενεργό και θεμελιώδη συμμετοχή τους σε βιολογικές διεργασίες.

Στην περίπτωση του υαλουρονικού οξέος στον ανθρώπινο οργανισμό είμαστε παρόντες στον ομφάλιο λώρο, του συνδετικού ιστού, αρθρικό υγρό, χόνδρο, αιμοφόρα αγγεία και το υαλοειδές σώμα (το ζελατινώδες μάζα που βρίσκεται μεταξύ του φακού και του αμφιβληστροειδούς του ματιού)? ενώ στη φύση μόνο που υπάρχει σε οστρακοειδή.

Μια άλλη διαφορά είναι ότι υπάρχει η θειική χονδροϊτίνη στο σώμα σε ιστό οστού και του χόνδρου, ενώ σε άλλες λιγότερο ανεπτυγμένες ζώα είναι ένα περιορισμένο βαθμό, ανάλογα με την δομική πολυπλοκότητα του ατόμου και η σύνδεσή της με συγκεκριμένες λειτουργίες.

Παρουσία γλυκοζαμινογλυκανών

Στη φύση βρίσκουμε γλυκοζαμινογλυκάνες (GAG's) με θεμελιώδεις λειτουργίες στην κυτταρική ανάπτυξη, διαφοροποίηση, κυτταρική μετανάστευση, μορφογένεση και ιογενείς ή βακτηριακές λοιμώξεις.

Στα σπονδυλωτά, οι κύριες γλυκοζαμινογλυκάνες είναι ηπαρίνη ή θειική ηπαρίνη, θειική χονδροϊτίνη, θειική δερματάνη και υαλουρονικό οξύ. Όλα αυτά τα GAG επιβεβαιώνονται από αλυσίδες που εναλλάσσουν μονάδες αμινοσακχάρου και υαλουρονικού οξέος, το οποίο μπορεί να είναι γλυκουρονικό οξύ ή ιδουρονικό οξύ.

Από την άλλη πλευρά, οι μονάδες αμινο-σακχάρου μπορεί να είναι Ν-ακετυλογλυκοζαμίνη ή Ν-ακετυλογαλακτοζαμίνη.

Αν και οι πυλώνες των GAG είναι συνήθως οι ίδιοι, οι πολυσακχαρίτες, οι επαναλαμβανόμενες γραμμές των αλυσίδων ηπαρίνης και θειικής χονδροϊτίνης απαιτούν σημαντικό βαθμό δομικής διακύμανσης.

Αυτό οφείλεται στις συνεχείς τροποποιήσεις που περιλαμβάνουν τη σούλφωση και την επιμετάλλωση των ουρονικών, που αποτελούν τις βάσεις της ευρείας ποικιλίας δομών με βιολογικές δραστηριότητες που σχετίζονται με τα GAG..

Η παρουσία αυτών των βιομορίων στη φύση, τόσο στους σπονδυλωτούς όσο και στους ασπόνδυλους οργανισμούς, έχει τεκμηριωθεί καλά. Αντίθετα, τα GAG δεν βρέθηκαν ποτέ σε φυτά.

Σε ορισμένα στελέχη των βακτηρίων είναι πολυσακχαρίτες συντίθενται με την ίδια δομή των πυλώνων των GAGs που παρατηρήθηκαν, αλλά αυτές οι παρόμοιες πολυσακχαρίτες δεν δεσμεύονται να πρωτεΐνες πυρήνα και παράγονται μόνο στην εσωτερική επιφάνεια της κυτταροπλασματικής μεμβράνης.

Στην περίπτωση των GAG σε ζωικά κύτταρα, προστίθενται στους πρωτεϊνικούς πυρήνες και σχηματίζουν πρωτεογλυκάνες. Με αυτόν τον τρόπο, οι βακτηριακοί πολυσακχαρίτες είναι διαφορετικοί.

Υπάρχει μια ευρεία δομική ποικιλία στα GAG που ανήκουν στα σπονδυλωτά. Από τα ψάρια και τα αμφίβια στα θηλαστικά, η δομή αυτών των βιομορίων είναι εξαιρετικά ετερογενής.

Η βιοσύνθεση του δομικού συμπλόκου των GAGs ρυθμίζεται και τα διαφορετικά σχήματα θειώσεως σχηματίζονται σε ένα όργανο και σε έναν συγκεκριμένο ιστό, προσωρινά κατά την ανάπτυξη και την ανάπτυξη.

Στην πραγματικότητα, τα ελαττώματα της μετάλλαξης σε πολλά γονίδια των βιοσυνθετικών ενζύμων των GAG έχουν σοβαρές συνέπειες στους σπονδυλωτούς οργανισμούς. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η έκφραση των GAG και των ειδικών τους θειωμένων δομών έχει θεμελιώδη ρόλο στη ζωή.

Λειτουργίες γλυκοζαμινογλυκανών

Η λειτουργία τους είναι απαραίτητη εφόσον είναι θεμελιώδη συστατικά των συνδετικών ιστών και οι αλυσίδες των GAG συνδέονται μέσω ομοιοπολικών δεσμών με άλλες πρωτεΐνες όπως κυτοκίνες και χημειοκίνες.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό είναι ότι συνδέονται με την αντιθρομβίνη, μια πρωτεΐνη που σχετίζεται με τη διαδικασία πήξης, έτσι ώστε να μπορούν να παρεμποδίσουν αυτή τη λειτουργία, πράγμα που τις καθιστά απαραίτητες σε περιπτώσεις θεραπείας για θρόμβωση, για παράδειγμα.

Αυτό είναι επίσης ενδιαφέρον στον τομέα της έρευνας για τον καρκίνο. Ισχύς αναστέλλουν τη σύνδεση πρωτεϊνών των GAGs, μπορεί να σταματήσει η διαδικασία της νόσου ή άλλες τέτοιες φλεγμονώδεις και μολυσματικές ασθένειες, όπου GAGs δρουν ως υποδοχείς ορισμένων ιών, όπως η περίπτωση του δαγκείου τύπου φλαβοϊού.

Τα GAGs ανήκουν επίσης στις τρεις συνιστώσες του χορίου, κάτω από το στρώμα επιδερμίδας του δέρματος, μαζί με το κολλαγόνο και ελαστίνη. Αυτά τα τρία στοιχεία αποτελούν το σύστημα γνωστό ως εξωκυτταρική μήτρα, το οποίο επιτρέπει, μεταξύ άλλων, την αναγέννηση των ιστών και την εξάλειψη των τοξινών από το σώμα.

Τα GAG είναι οι ουσίες που προσελκύουν νερό στα βαθύτερα στρώματα του δέρματος. Μία από τις πιο γνωστές γλυκοζαμινογλυκάνες είναι το υαλουρονικό οξύ, που υπάρχει σε πολλαπλά προϊόντα κατά της γήρανσης και για την περιποίηση του δέρματος. Η ιδέα αυτών των κρέμες, λοσιόν και τονωτικά είναι να αυξήσει την ενυδάτωση στο δέρμα μειώνοντας τις ρυτίδες και τις λεπτές γραμμές.

Εκτός από τη δυνατότητα συγκράτησης νερού, τα GAG έχουν επίσης υψηλό ιξώδες και χαμηλή κατανόηση, έτσι είναι ιδανικά για την προστασία της άρθρωσης των οστών στις αρθρώσεις.

Ως εκ τούτου, είναι παρόντα στο αρθρικό υγρό, αρθρικό χόνδρο, την καρδιά (θειική χονδροϊτίνη, το πιο άφθονο GAG στο σώμα), του δέρματος, του πνεύμονα αρτηρίες βαλβίδες και ήπαρ (ηπαρίνη που έχει μια λειτουργία αντιπηκτικό), τένοντες και τους πνεύμονες (θειική δερματάνη) και κερατοειδή και τα οστά (θειική κερατάνη).

Αναφορές

1. Εξέλιξη των γλυκοζαμινογλυκανών. Συγκριτική βιοχημική μελέτη. Ανακτήθηκε από ncbi.nlm.nih.gov.
2. Ειδικό Θέμα "Γλυκοζαμινογλυκάνες και τα μιμητικά τους". Ανάκτηση από το mdpi.com.
3. Χειρισμός μακρομορίων κυτταρικής επιφάνειας από φλαβοϊούς. Robert Anderson, στο Advances in Virus Research, 2003. Ανακτήθηκε από sciencedirect.com.
4. Κολλαγόνο, ελαστίνη και γλυκοζαμινογλυκάνες. Ανακτήθηκε από justaboutskin.com.