Хондроїтин - хімічна школа
Хондроїтин
IUPAC: полі [(-ацетил-D-галактозамін -4-О-сірководню) - (L-ідуронова кислота)]
Хондроїтин сульфат (також Хондритин сульфат) є біологічною макромолекулою. Речовина, утворена хондробластами, є важливим компонентом хрящової тканини і сприяє її стійкості до стиснення. [3]
Хімічно це також суміш сульфатованих глікозаміногліканів (GAG) Мукополісахариди зателефонував. Похідні цукру чергуються в полімерних ланцюгах -Ацетилгалактозамін (GalNAc) та глюкуронова кислота.
Хімічна структура
Ланцюги хондроїтину сульфату - це нерозгалужені полісахариди змінної довжини. Вони завжди складаються з двох простих цукрів, що чергуються: D-глюкуронової кислоти (GlcA) та N-ацетилгалактозаміну (GalNAc). Тут глюкуронова кислота пов'язана з GalNAc β-1 → 3 та GalNAc з утворенням глюкуронової кислоти β-1 → 4-глікозидно. [4] Ланцюг хондроїтину може складатися з понад 100 одиниць цукру, які відрізняються за міцністю і можуть сульфатуватися в положеннях C6 та/або C4 GalNAc. Якщо глюкуронова кислота епімеризується при С5 до ідуронової кислоти, ми говоримо про сульфати дерматану. Розуміння вражаючої різноманітності хондроїтину сульфату та пов'язаного з ним глікозаміноглікану є однією з цілей глікобіології.
Сульфатація
Кожен простий цукор не може мати жодної, однієї або двох сульфатних груп. Найбільш поширеними є гідроксильні групи атомів вуглецю 4 і 6 дес -Ацетил-галактозамін забезпечений сульфатною групою. Сульфатування каталізується різними сульфотрансферазами. Ступінь сульфатування в середньому становить 0,8 на основі дисахариду.
Розрізняють такі типи:
| Тип хондроїтину | Систематична назва | Дисахаридна одиниця | опис |
| Хондроїтин сульфат А. | Хондроїтин 4 сульфат | GlcA-GalNAc4S | Сульфатні групи переважно на атомі вуглецю 4 des -Ацетил-галактозамін (GalNAc) |
| Хондроїтин сульфат В | Дерматан сульфат | IdoA2S-GalNAc4S | Сульфатні групи в основному на атомі вуглецю 2 ідуронової кислоти та на атомі вуглецю 4 GalNAc |
| Хондроїтин сульфат С | Хондроїтин 6 сульфат | GlcA-GalNAc6S | Сульфатні групи переважно на атомі вуглецю 6 GalNAc |
| Хондроїтин сульфат D. | Хондроїтин-2,6-сульфат, сульфат дерматану | GlcA2S-GalNAc6S | Сульфатні групи в основному на атомі вуглецю 2 глюкуронової кислоти та на атомі вуглецю 6 GalNAc (хондроїтин-2,6-сульфат) |
| Хондроїтин сульфат Е. | Хондроїтин-4,6-сульфат | GlcA-GalNAc4,6diS | Сульфатні групи переважно на атомах вуглецю 4 і 6 GalNAc |
Набір літер від А до Е походить з часів, коли хондроїтин сульфат вже був виділений, але структура ще не була відома. [5] Класифікація сульфату дерматану під сульфатом хондроїтину як хондраоїтин сульфату В зараз розглядається як неправильна назва, оскільки ця сполука походить не від глюкуронової кислоти, а від ідуронової кислоти. [6] Найпоширенішими сульфатами хондроїтину є типи A, B і C.
Колишня назва Хондроїтин без "сульфату", який використовувався для опису ланцюга без або дуже мало сульфатних груп [7], більше не є загальним.
Хоча з назви випливає, що хондроїтин сульфат - це сіль із сульфат-аніоном, сульфат ковалентно приєднаний до цукру. Оскільки молекула має кілька негативних зарядів при фізіологічному рН, вона присутня у вигляді аніону в солях хондроїтинсульфату. Комерційним продуктом хондроїтину сульфату, як правило, є його натрієва сіль. Барнхілл та ін. припустили, що всі продукти хондроїтинсульфату повинні бути позначені як "хондроїтин натрію" незалежно від їх сульфатних зв'язків. [8-й]
Це синтетично постсульфатний варіант Хондроїтин полісульфат ("Надсульфатований хондроїтин сульфат", англ “Надсульфатований хондроїтин сульфат”, OSCS). Додаткове сульфатування посилює протизапальну (протизапальну) дію речовини. Хондроїтин полісульфат також має антикоагулянтну (антикоагулянтну) та фібринолітичну активність.
Зв’язування з білками
У біологічному плані хондроїтин сульфат зазвичай зв’язується з білками у складі протеоглікану. Ланцюги хондроїтину сульфату пов'язані з гідроксильними групами серинових залишків певних білків. Як саме відбираються білки для зв'язування з глікозаміногліканами, поки не зрозуміло. За залишками гліцину часто слідують залишки гліцину, а поблизу - кислі амінокислотні залишки.
Ланка в ланцюзі GAG - це завжди однаковий ланцюг цукру, що складається з трьох одиниць цукру:
Кожен цукор пов'язаний специфічним ферментом, що дозволяє комплексно контролювати синтез ГАГ. Ксилоза зв’язана з білками в ендоплазматичному ретикулумі, тоді як решта цукрів переноситься в апарат Гольджі. [9]
функція
Функція хондроїтину сильно залежить від властивостей загального протеоглікану, до якого він належить. Протеоглікани хондроїтину виконують як структурну, так і регулюючу роль.
Структурна функція
Протеоглікани хондроїтину разом з колагеном є важливими компонентами позаклітинного матриксу та впливають на структурну цілісність тканини. Типовими представниками є аггрекан, версиканець, бревікан та нейрокан.
Як компонент агрегану, хондроїтин сульфат утворює значну частину хрящової маси. Щільно упаковані, сильно заряджені сульфатні групи призводять до електростатичного відштовхування окремих ланцюгів (див. Закон Кулона), що спричиняє велику частину стійкості хряща до стиснення. Втрата хондроїтину сульфату з хряща є однією з найпоширеніших причин артрозу.
Регуляторна функція
Також через негативні заряди хондроїтинсульфат легко взаємодіє з іншими білками позаклітинного матриксу. Ці взаємодії важливі для регуляції великої кількості клітинних процесів. У порівнянні з гепарансульфатом, іншим протеогліканом позаклітинного матриксу, мало відомо про роль протеогліканів хондроїтинсульфату. Відомо, що хондроїтин сульфат регулює ріст і розвиток нервової системи, а також її реакцію на травму.
Видобуток
Хондроїтин сульфат значною мірою отримують із хрящової тканини великої рогатої худоби, свиней та акул. Інші види риб і птахів також можуть забезпечувати хрящ.
використання
Регенерація хряща, захист хряща
Хондроїтин сульфат застосовується медикаментозно та дієтично при лікуванні дегенеративних захворювань суглобів (остеоартроз), наприклад B. стегна, коліна або пальців. Хондроїтин сульфат також приймають як дієтичну добавку, щоб підтримувати хрящ здоровим і запобігати артротичним ознакам зносу (хондропротекція). Його часто поєднують з глюкозаміном. Додаток базується на ідеї, що поданий хондроїтин сульфат "вбудований" в хрящ. В пробірці (тобто поза живим організмом), хондроїтин сульфат має протизапальну дію.
Перорально хондроїтин сульфат зазвичай застосовують у дозах 800–1200 мг на добу. Доза, з якої виникає фармакологічний ефект, не може бути отримана через недостатньо даних. [10] Оскільки хондроїтин не є однорідною речовиною, і він природним чином зустрічається в широкому діапазоні різних форм, склад готової продукції змінюється відповідно. Немає обов'язкових стандартів щодо складу їжі. У США було виявлено в 2000 р., Що велика частка харчових добавок, що містять хондроїтин, була неправильно або помилково позначена щодо вмісту хондроїтину. [11]
Немає достовірних даних щодо пероральної біодоступності хондроїтинсульфату та його метаболізму.
У мета-дослідженнях було виявлено значне поліпшення певних цільових параметрів (наприклад, індекс Лекена, індекс WOMAC, VAS) під час лікування остеоартриту хондроїтин сульфатом. [12] [13] Багатоцентрове, контрольоване плацебо, шестимісячне сліпе дослідження, розпочате Національним інститутом здоров’я (NIH) щодо ефективності хондроїтину та глюкозаміну при остеоартриті коліна, не показало статистично значущого впливу на симптоми остеоартриту у пацієнтів більш легкий біль. Набряк суглобів зменшився. Ефекти лікування були виявлені у підгрупі пацієнтів з помірним до сильним болем, але інформативне значення не було остаточним через невелику кількість пацієнтів у цій підгрупі. [14] Результатом недавніх мета-досліджень було те, що сульфат хондроїтину (у поєднанні з глюкозаміном) не покращував хворобливі симптоми остеоартриту колінного або кульшового суглоба порівняно з плацебо і не впливав на суглобовий простір. [15] [16] Дослідження показують, що доступність терапії глюкозаміну гідрохлориду знижується більш ніж на 40% за рахунок одночасного прийому хондроїтину сульфату (наприклад, при додаткових збалансованих дієтах). [17]
У звичайних пероральних дозах до 1200 мг на день хондроїтин сульфат добре переноситься. У клінічних дослідженнях у цьому діапазоні доз серйозних побічних ефектів від хондроїтинсульфату не виявлено.
Внутрішньом’язове та внутрішньосуглобове застосування сульфатів хондроїтину замінено гіалуронатами, які краще переносяться. Препарат хондроїтину полісульфату, який протягом десятиліть застосовувався внутрішньосуглобово як засіб проти остеоартриту, був вилучений з ринку в 1992 році через важкі анафілактичні та тромбоемболічні побічні ефекти. [18]
Офтальмологія та урологія
Водні розчини хондроїтинсульфату застосовуються в офтальмології в поєднанні з гіалуронатом під час операцій на оці з метою змочування та захисту ендотелію рогівки. Як розчин для полоскання сечового міхура, хондроїтин сульфат використовується для відновлення слизової оболонки сечового міхура, наприклад, якщо він пошкоджений хронічним запаленням (інтерстиціальний цистит).
Місцеве протизапальне застосування
Одним із напрямків застосування полісульфату хондроїтину («пересульфатованого хондроїтину сульфату») є місцеве лікування тупих пошкоджень та поверхневого флебіту. Експерименти на тваринах та моделі шкіри показали, що полісульфат хондроїтину здатний проникати через шкіру в підлеглі тканини. Там він повинен розвинути свій протизапальний (протизапальний) ефект. Хондроїтин полісульфат застосовується у вигляді мазі, крему або гелю.
Скандал з гепарином
У 2008 році інцидент, відомий як "гепариновий скандал", стався після того, як китайські виробники ліків "розбавили" препарат гепарином дешевшим надсульфатованим хондроїтином (хондроїтину полісульфатом). Як результат, відбулись численні серйозні побічні ефекти, деякі з яких мали летальний результат.
Комерційні препарати
Гірудоїд (D), Санавен (D), комбінація з саліциловою кислотою: Mobilat DuoAktiv(D)