Хондроїтин
Хондроїтинсульфа́т — біологічна макромолекула, що синтезується фібробластами і є важливою складовою хрящової тканини, яка чинить опір при стискуванні. Являє собою полімерний сульфатований глікозаміноглікан. Входять до складу синовіальної рідини. Являє собою сульфатований глікозаміноглікан (ГАГ), що містить два види вуглеводних залишків N-ацетилгалактозамін і глюкуронову кислоту, що почергово чергуються в ланцюгу хондроїтин сульфату.
| Систематична назва (IUPAC) | |
| хондроїтин-4-(гідрогенсульфат) | |
| Ідентифікатори | |
| Номер CAS | |
| Код ATC | ? |
| PubChem | |
| Хімічні дані | |
| Формула | C14H21NO15S |
| Мол. маса | ? |
| Фармакокінетичні дані | |
| Біодоступність | ? |
| Метаболізм | ? |
| Період напіврозпаду | ? |
| Виділення | ? |
| Терапевтичні застереження | |
| Кат. вагітності |
? |
| Лег. статус | |
| Шляхи введення | ? |
У медицині хондроїтину сульфат застосовується як лікарський засіб групи нестероїдних протизапальних препаратів.
Хімічна будова ред.
Ланцюги хондроїтин сульфату є нерозгалуженими полісахаридами без фіксованої довжини. Хондроїтин сульфат складається лише з двох простих цукрів, що постійно змінюють один одного: D-глюкуронової кислоти і N-ацетилгалактозаміну. Глюкуронова кислота сполучається з N-ацетилгалактозаміном глікозидним зв'язком β-1,3 , а N-ацетилгалактозаміну до глюкуронової кислоти β-1,4. Ланцюг хондроїтин сульфату може містити більше 100 цукрових залишків, які можуть досить сильно відрізнятись між собою. Атоми N-ацетилгалактозаміну C6 і/або C4 можуть бути сульфатованими. Якщо глюкуронова кислота епімеризована на С5 до індуронової кислоти, то такий ГАГ називається дерматансульфатом.
Сульфатування ред.
Кожен простий вуглевод може містити одну чи дві сульфогрупи, або ж не містити жодної. Найчастіше сульфогрупи приєднануються до гідроксигрупи 4 і 6 атома вуглецю. Сульфатування каталізується різними сульфотрансферазами. Ступінь сульфатизації в середньому становить 0.8 на дисахарид.
Розрізняють такі типи хондроїтин сульфату:
| Тип хондроїтин сульфату | Систематична назва | Дисахаридний залишок | Детальний опис |
|---|---|---|---|
| хондроїтин сульфат А | хондроїтин-4-сульфат | Приклад | сульфатна група розміщена переважно на 4 атомі вуглецю N-ацетилхоліну |
| хондроїтин сульфат B | дерматансульфат | Приклад | сульфатна група розміщена переважно на 2 атомі вуглецю індуронової кислоти і на 4 атомі вуглецю N-ацетилхоліну |
| хондроїтин сульфат C | хондроїтин-6-сульфат | Приклад | сульфатна група розміщена переважно на 6 атомі вуглецю N-ацетилхоліну |
| хондроїтин сульфат D | хондроїтин-2,6-сульфат, дерматан сульфат | Приклад | сульфатна група розміщена переважно на 2 глюкуронової кислоти і на 4 атомі вуглецю N-ацетилхоліну (Хондроїтин-2,6-сульфат) |
| хондроїтин сульфат E | хондроїтин-4,6-сульфат | Приклад | сульфатна група розміщена переважно на 4 і 6 атомах вуглецю N-ацетилхоліну |
Типування за літерами від А до Е застосовувалося ще в ті часи, коли хондроїтин сульфат був ізольований (виділений), але його формула не була відома. Віднесення дерматансульфату до хондроїтин сульфатів як хондроїтин сульфату В розглядається нині як помилкове, оскільки ця молекула не містить ні глюкуронової, ні індуронової кислоти. Найчастіше зустрічається хондроїтин сульфат А, В і С типів. Раніше назву хондроїтин (без сульфат) використовували для називання ланцюга з невеликою кількістю сульфатних груп або зовсім без них, на сьогодні цей термін більше не використовується.
Зв'язування білка ред.
В живих організмах хондроїтин сульфат зв'язаний з білком, обидва є частиною одного протеоглікану. Зв'язування ланцюгів хондроїтин сульфату здійснюється сериновий залишок гідроксигрупи певного білка. Невідомо, яким чином вибираються білки для зв'язування з глікозаміногліканами. Глікозовані серинові залишки часто слідують за гліциновими залишками, по сусідству розміщені кислі залишки амінокислот. Зв'язуючим агентом ГАГ-ланцюга постійно слугує однаковий цукровий ланцюг з трьох вуглеводів:
|
Ser–O–Xyl−Gal−Gal−GlcA-... |
Кожен вуглевод зв'язується специфічним ферментом, через що можливий багаторівневий контроль на синтез ГАГ. Ксилоза зв'язується ендоплазматичною сіткою на білки, в той час як залишок вуглеводу переноситься в апарат Гольджі.
Функції хондроїтин сульфату ред.
Функція хондроїтину дуже залежить від властивостей цілого протеоглікану, часткою якого вона є. Протеоглікан хондроїтину має як структурну так і регулюючу функції.
Структурна функція ред.
Протеоглікан-хондроїтину являє собою разом з колагеном значну складову частину позаклітинної речовини. Вони надають структурну цілісність тканин. Типовими представниками є агрекан, версікан, бревікан і нейрокан.
Хондроїтин сульфат як складова частина агрекану формує велику частину хрящової маси. Щільно розміщені, сильно заряджені сульфатні групи ведуть до електростатичного відштовхування окремих ланцюгів (див. закон Кулона), який і обумовлює значну частину опору хряща на стискування. Зниження кількості хондроїтину сульфату в хрящі — часта причина артрозу.
Біологічна роль ред.
Хондроїтинсульфат має тропність до хрящової тканини, ініціює процес фіксації сірки в процесі синтезу хондроїтин-сірчаної кислоти, що, в свою чергу, сприяє відкладенню кальцію в кістках. Стимулює синтез гіалуронової кислоти, зміцнюючи сполучнотканинні структури: хрящу, сухожиль, зв'язок, шкіри. Надає анальгетичну та протизапальну дію, є хондропротектором, сприяє активній регенерації хрящу.
Особливістю хондроїтину серед протеогліканиів є його здатність зберігати воду в товщі хряща у вигляді водних порожнин, які створюють хорошу амортизацію і поглинають удари, що в підсумку підвищує міцність сполучної тканини. Важливою дією хондроїтину є його здатність пригнічувати дію специфічних ферментів, що руйнують сполучну тканину, в тому числі лізосомальних ферментів, які вивільняються в результаті руйнування хондроцитів (еластаза, пептидаза, катепсин, інтерлейкін-1 тощо).
Природне споживання хондроітінсульфата та інших хондропротекторних речовин здійснювалося з вживанням в їжу сухожиль, шкіри і хрящів тварин, особливо риб. У зв'язку зі зменшенням частки цих продуктів в раціоні сучасної людини (іноді і з повним виключенням), а також при метаболічних порушеннях, надмірних функціональних навантаженнях і особливо віковому зниженні активності синтетичних процесів хондроітінсульфат повинен надходити вже в готовому вигляді (або у вигляді попередників синтезу) ззовні, в тому числі з їжею.
Фармакологія ред.
За даними розробників лікарських засобів хондроїтину сульфат уповільнює резорбцію кісткової тканини і знижує втрату Ca 2+. Поліпшує фосфорно-кальцієвий обмін у хрящовій тканині, прискорює процеси її відновлення, гальмує процеси дегенерації хрящової і сполучної тканини. Пригнічує активність ферментів, що викликають ураження хрящової тканини, стимулює синтез глікозаміногліканів, сприяє регенерації суглобної сумки та хрящових поверхонь суглобів, збільшує продукцію внутрішньосуглобової рідини. Зменшує болючість і збільшує рухливість уражених суглобів. Структура хондроїтин сульфату схожа з гепарином, тому ця сполука потенційно може перешкоджати утворенню фібринових тромбів в синовіальному і субхондральному мікроциркуляторному руслі.