Гликозаминогликаны строение

Гликозаминогликаны: что это, классификация и сульфатированные гликозаминогликаны в косметологии

Гликозаминогликаны строение

Гликозаминогликаны, синтезирующиеся в организме человека, вызвали особый интерес ученых.

Эти соединения были получены искусственным путем и вошли в состав некоторых лекарственных средств и БАДов, которые в настоящее время широко используются в медицине.

Однако мнение врачей в применении таких препаратов неоднозначно, особенно это касается хондропротекторов — препаратов для поддержания и восстановления хрящевой ткани. Рассмотрим тему детально.

Что такое гликозаминогликаны

Гликозаминогликаны — это натурального образования гетерополисахариды, которые чаще всего располагаются в веществе между клетками тканей и органов человека. Их можно встретить в соединительной ткани человека и в синовиальной жидкости. Гликозаминогликаны состоят из повторяющихся дисахаридных единиц. Ранее они назывались мукополисахаридами.

Эти органические соединения имеют свойство достаточно прочно связывать молекулы воды в значительном количестве, поэтому вещество, расположенное между клетками, может принимать желеобразный вид.

Гликозаминогликаны не содержатся в свободном виде, их получают путем химической обработки из биомассы, состоящей из хрящей и костного мозга молодых животных или рыб.

Физико-химические свойства и классификация

Выделяют несколько видов этих веществ, которые решают конкретные задачи. Классификация гликозаминогликанов:

  1. Гиалуроновая кислота.
  2. Кератансульфаты.
  3. Гепарин.
  4. Хондроитин сульфаты.
  5. Дерматансульфат.
  6. Гепарансульфат.

Гликозаминогликаны входят в состав межклеточного вещества соединительной ткани и являются обязательным компонентом межклеточного матрикса.

Они способны удерживать большое количество молекул воды, благодаря чему образуют вязкие растворы в организме.

Эти соединения имеют отрицательный заряд, что определяет такие их физико-химические свойства как вязкость и устойчивость к сдавлению (компрессии).

Гиалуроновая кислота в большом количестве содержится в коже человека, также она выполняет роль смазки в суставах.

Кератансульфаты обнаруживаются в межпозвоночном диске, хрящах и костной ткани.

[attention type=yellow]

Дерматансульфат встречается в коже и в межклеточном веществе хрящевой ткани. В печени, легких и сосудистой стенке содержится такой компонент, как гепарин.

[/attention]

Хондроитин сульфат обнаруживается в связках, сухожилиях и артериях.

Благодаря этим веществам в организме осуществляется ряд важных процессов. Гепарин препятствует сгущению крови и влияет на состояние иммунной системы.

Протеогликаны необходимы для восстановления хрящевой ткани, а также они отвечают за циркуляцию воды в синовиальной жидкости. Хондроитинсульфат стимулирует синтез протеогликанов и коллагена.

Хондроитин подавляет активность специфических ферментов, вызывающих разрушение хряща, и способствует отложению кальция в костной ткани.

Таким образом, гликозаминогликаны участвуют в следующих процессах в организме:

  1. Ионный обмен.
  2. Иммунные реакции.
  3. Дифференцировка тканей.
  4. В восстановлении клеток.
  5. В опорной функции.
  6. В оплодотворении.

Показания

Гликозаминогликаны нашли широкое применение в различных отраслях медицины: в офтальмологии, косметологии, ревматологии. Некоторые сульфатированные гликозаминогликаны входят в состав хондропротекторов, которые рекомендуются при заболеваниях суставов. Хондропротекторы препятствуют разрушению хрящевой ткани. Показания к назначению этих препаратов следующие:

  • лечение артрозов любой локализации, в том числе остеохондроза;
  • предотвращение развития артрозов после травм и операций;
  • при хронических артритах.

Однако многочисленными клиническими исследованиями было доказано, что никакого воздействия на хрящ хондропротекторы не оказывают. У ряда пациентов было отмечено уменьшение болевого синдрома на фоне приема этих препаратов. Повторные исследования показали, что хондропротекторы не влияют на болевой синдром. В большинстве случаев это просто эффект «плацебо».

Интересно знать. В международных и российских стандартах лечения суставов хондропротекторов нет.

В косметологии гликозаминогликаны используются для борьбы с морщинами, регенерации тканей, смягчения кожи, роста ресниц и волос. Подкожные инъекции гиалуроновой кислоты помогают вырабатывать коллаген и эластин, благодаря чему улучшается питание и внешний вид кожи.

Противопоказания

Как и у любого соединения, вводимого в организм извне, у гликозаминогликанов есть свои противопоказания. Для хондропротекторов это:

  1. Индивидуальная непереносимость.
  2. Тяжелые заболевания желудочно-кишечного тракта.
  3. Возраст до 12 лет.
  4. Беременность и лактация.
  5. Запущенные стадии артрозов (анкилозы).
  6. Тромбофлебиты.

Противопоказания для использования косметики или процедур с гликозамигликанами в косметологии:

  1. Аллергия на компоненты.
  2. Беременность и кормление грудью.
  3. Острые инфекции.
  4. Злокачественные образования.
  5. Склонность к формированию рубцов на коже.
  6. Вирусные заболевания.
  7. Проблемы со свертываемостью крови.

Обзор популярных препаратов

«Хондроитин сульфат» выпускается в виде раствора в ампулах для внутримышечного введения.

Рекомендуется при остеоартрозах, способствует восстановлению хрящевой поверхности суставов, выработке синовиальной жидкости, что улучшает подвижность сустава и уменьшает болевой синдром.

К препаратам, которые также содержат хондроитин сульфат, относятся «Структум», «Мукосад», «Хондроксид» и другие.

«Румалон» в виде активного вещества содержит экстракт хрящей и костного мозга молодых животных. Он усиливает синтез сульфатированных мукополисахаридов и стимулирует регенерацию суставного хряща. Назначается при дегенеративных изменениях суставах, вводится внутримышечно по схеме.

«Дона» состоит из глюкозамина сульфата и вспомогательных веществ. Выпускается в саше для приема внутрь и в ампулах для внутримышечных инъекций. Глюкозамина сульфат тормозит развитие дегенеративных процессов в суставах, восстанавливает их функцию, уменьшая суставные боли, облегчает нормальное отложение кальция в костной ткани.

«Ангиофлюкс» состоит из смеси глюкозаминогликанов — гепариноподобной фракции и дерматансульфата. Препарат вводят внутривенно капельно. Основное показания для приёма – ангиопатия, при которой велик риск тромбообразования, микроангиопатия, к которой можно отнести нефропатию, ретинопатию, нейропатию, а также макроангиопатию при сахарном диабете.

«Гиалуроновая кислота Эвалар» содержит 150 мг препарата в одной капсуле. Относится к БАДам и рекомендуется для решения возрастных проблем, связанных с недостатком естественной влаги в тканях кожи, суставов, глаз.

Заключение

Гликозаминогликаны входят в состав многих органов и тканей человеческого организма и выполняют ряд важных функций. Они применяются для лечения ожогов, глазных заболеваний и для восстановления тканей.

В ревматологии препараты, содержащие мукополисахариды, до сих пор вызывают много споров по поводу их эффективности в воздействии на хрящевую ткань суставов. Не следует принимать подобные препараты самостоятельно, не посоветовавшись со своим лечащим врачом, который сможет подобрать адекватную схему лечения.

Источник: https://revmatolog.org/lechenie/medicamenty/chto-takoe-glikozaminoglikany.html

Гликозаминогликаны классификация

Гликозаминогликаны строение

Гликозаминогликаны представляют собой гетерополисахариды натурального происхождения, которые можно встретить:

  • в веществе, находящемся в пространстве между клеток органов и тканей;
  • в некоторых видах соединительной ткани;
  • в синовиальной жидкости;
  • в кожных покровах;
  • в хрящах.

В сочетании с коллагеновыми волокнами и эластином они создают прочную основу под названием матрикс.

Функции полисахаридов

Гликозаминогликаны обладают свойством связывать молекулы воды в большом количестве, благодаря чему межклеточное вещество принимает желеобразную консистенцию.

К представителям этой группы можно отнести такое вещество как гепарин, который содержится в сердечной ткани, артериальных стенках и в легких.

Он действует как противосвертывающее средство и является антикоагулянтом.

Гликозаминогликаны принимают участие:

  • в ионном обмене;
  • в иммунных реакциях;
  • в дифференцировке тканей;
  • в опорной функции;
  • в восстановлении клеток;
  • в оплодотворении.

Гликозаминогликаны сформированы из дисахаридных единиц, которые повторяются. В каждом из них, кроме гиалуроновой кислоты, есть остаток моносахаридов с О-сульфатной группой или N-сульфатной группой. В теле человека эти полисахариды не могут появляться в свободном состоянии, поэтому они связываются с белком. В своем составе гликозаминогликаны имеют остаток глюкозамина или галактозамина.

Другой главный мономер этого вещества представлен кислотами: D-глюкуроновой и L-идуроновой.

Все полисахариды, находящиеся в синовиальной жидкости или в органах и тканях тела, различаются размером молекул высокой молекулярной массы и молекулярно-массовым распределением. Эти вещества относятся к отрицательно заряженным полиэлектролитам.

Биосинтез и локализация

Гликозаминогликаны локализуются в разных тканях и органах в зависимости от разновидности:

  1. В коже человека находится в большом количестве гиалуроновая кислота и хондроитин-6-сульфат.
  2. В печени, легких и сосудистой стенке содержится такой компонент как гепарин.
  3. В хрящиках можно обнаружить несколько веществ сразу: гиалуроновая кислота, дерматансульфат, хондроитин-4-сульфат и кератансульфат.
  4. Пупочный канатик и сухожилия содержат дерматансульфат и хондроитин-4-сульфат. В костной ткани человека находится кератансульфат, гиалуроновая кислота и хондроитин-4-сульфат.
  5. Эмбриональные хрящи также содержат гиалуроновую кислоту и хондроитин-4-сульфат.
  6. В спинальных дисках находятся дерматансульфат и кератансульфат.
  7. В роговице глаз хондроитин-4-сульфат и кератансульфат.

Распад этих полисахаридов происходит с участием специфических гидролитических ферментов. Нарушенный обмен гликозаминогликанов вследствие наследственной патологии способствует избыточному скоплению этого вещества. Все это может приводить к развитию серьезных заболеваний, которые называются мукополисахаридозами.

Эти заболевания представляют собой тяжелые наследственные патологии, которые сопровождаются характерными клиническими признаками.

Во время этой болезни появляются:

  • нарушения умственного развития у детей;
  • помутнение роговицы глаза;
  • скелетная деформация;
  • сосудистые патологии.

Встречается несколько разных типов мукополисахаридоза. Поэтому, для того чтобы установить диагноз, необходимо определить активность лизосомальных гидролаз. Встретить нарушение обмена полисахаридов можно также при наличии различных гиповитаминозов.

В сыворотке крови у здорового человека гликозаминогликаны составляют около 40-75 мг на 100 мл. Концентрация этого вещества может повышаться, если человек болеет ревматизмом, пропорционально ревматическому прогрессу.

Также изменения количества полисахаридов в составе крови можно наблюдать:

  • при дистрофических процессах тканей;
  • во время беременности;
  • при болезнях почек;
  • при инфекционных процессах;
  • стрессовых состояниях.

Все гликозаминогликаны имеют быструю обменную скорость, поэтому полупериод их жизни составляет около 3-10 дней. Разрушаются гликозаминогликаны эндогликозидазами, экзогликозидазами и сульфатазами. К ним можно отнести идуронидазу, гиалуронидазу и галактозидазу. Под действием лизосомальных гидролаз обеспечивается равномерное и полное расщепление полисахаридов до мономеров.

Классификация гликозаминогликанов

Известны шесть главных видов этих веществ, которые находятся в разных тканях и решают конкретные задачи.

Классификация полисахаридов:

  1. Гиалуроновая кислота;
  2. Кератансульфаты;
  3. Гепарин;
  4. Хондроитин сульфаты;
  5. Дерматансульфат;
  6. Гепарансульфат.

Такой компонент как гиалуроновая кислота может встретиться в разных тканях и органах, где она выполняет функцию смазочного вещества и способствует снижению трения между поверхностями суставов.

Гиалуроновая кислота связывается с белком и принимает участие в формировании протеогликановых агрегатов. Из-за уникальных способностей данное вещество применяется в косметологической сфере в различных профессиональных процедурах и в медицине.

Получают гиалуроновую кислоту в лабораториях синтетическим путем.

Кератансульфаты относятся к самым гетерогенным гликозаминогликанам, которые различаются между собой общим содержанием углеводов и распределением в тканях. Они содержат остаток галактозы и обнаруживаются в межпозвоночном диске, хрящах и костной ткани.

Вещество под названием гепарин является основным компонентом крови, который отвечает за ее свертываемость. Производится гепарин тучными клетками и содержится внутри них в специальных гранулах. Больше всего этого полисахарида находится в кожных покровах, легких и в печени.

Хондроитин сульфат относится к самым распространенным гликозаминогликанам, которые обнаруживаются в связках, сухожилиях и артериях. Дерматансульфат встречается в большом количестве в тканях животных и в межклеточном веществе хрящевой ткани.

Гепарансульфат находится в составе протеогликанов базальных мембран и считается постоянным веществом клеточной поверхности. Имеет схожую структуру дисахаридной единицы с гепарином.

Протеогликаны

Протеогликаны как и гликозаминогликаны являются компонентом межклеточного матрикса и также играют значительную роль в создании каркаса и поддерживании всех внутренних органов и систем. Эти вещества представляют собой высокомолекулярные белковые образования или структурный комплекс из гликозаминогликанов с белком.

Протеогликаны выполняют такие функции:

  • формируют тургор тканей;
  • взаимодействует с волокнами коллагена и эластином;
  • выполняет защитную функцию;
  • влияют на ионный обмен;
  • помогают создать фильтрационный барьер в почках;
  • играют роль в иммунных реакциях;
  • помогают присоединить воду и катионы.

Протеогликаны в теле человека содержатся в 30% от сухой массы тканей. Белки этого вещества представлены одной полипептидной цепью. Каждый вид протеогликанов имеет в своей основе разные полисахаридные составляющие, различающиеся между собой.

Мария Шишанкова

Источник: https://gialuron.com/gialuronovaya-kislota/glikozaminoglikany-eto.html

У гликопротеинов разнообразные функции

Гликозаминогликаны строение

Класс под названием гликопротеины или, более корректно,  гликоконъюгаты – это белки, содержащие углеводный компонент, ковалентно присоединенный к полипептидной основе. углеводов в них варьирует от 1 до 85% по массе.

Выделяют два подкласса белков, содержащих углеводы: протеогликаны и гликопротеины. Между этими подклассами имеются существенные отличия:

  • доля углеводов 15-20%,
  • не содержат уроновых кислот,
  • углеводные цепи содержат не более 15 звеньев,
  • углевод имеет нерегулярное строение.
  • доля углеводов 80-85%,
  • имеются уроновые кислоты,
  • углеводные цепи крайне велики,
  • углевод имеет регулярное строение.

Гликопротеины

Для собственно гликопротеинов характерно низкое содержание углеводов.

Углеводный остаток является олигосахаридом, имеет нерегулярное строение и содержит маннозу, галактозу, глюкозу, и их аминопроизводные, также N-ацетилнейраминовую кислоту.

 Олигосахарид присоединен к аминокислотам белковой цепи либо N-гликозидной связью  – к амидному азоту аспарагина, либо О-гликозидной связью – к гидроксигруппе остатков серина, треонина, гидроксилизина.

Способы присоединения углевода к белку

Функцией гликопротеинов являются:

1. Структурная – клеточная стенка бактерий, костный матрикс, например, коллаген, эластин.

2. Защитная – например, антитела, интерферон, факторы свертывания крови (протромбин, фибриноген).

3. Рецепторная – присоединение эффектора приводит к изменению конформации белка-рецептора, что вызывает внутриклеточный ответ.

4. Гормональная – гонадотропный, адренокортикотропный и тиреотропный гормоны.

[attention type=red]

5. Ферментативная – холинэстераза, нуклеаза.

[/attention]

6. Транспортная – перенос веществ в крови и через мембраны, например, трансферрин, транскортин, альбумин, Na+,К+-АТФаза.

Строение гиалуроновой кислоты и хондроитинсульфата

Углеводная часть, аналогично с гликопротеинами, связывается с белком через остатки серина и аспарагина.

Схема строения протеогликанов
межклеточного вещества

По функции структурные протеогликаны значимы для межклеточного пространства, особенно соединительной ткани, в которое погружены коллагеновые волокна.

При помощи электронной микроскопии выяснено, что они имеют древовидную структуру – в центре находится гиалуроновая кислота, которая через связующие белки присоединяет многочисленные “веточки” из хондроитинсульфатов, кератансульфатов, дерматансульфатов.

  Молекулы гликанов весьма гидрофильны, создают сетчатый желеподобный матрикс и заполняют пространство между клетками, являясь преградой для крупных молекул и микроорганизмов.

Еще одним компонентом протеогликанов является гепарин, имеющий  несколько сульфатированных цепей гетерополисахарида, связанных с белковым ядром через остатки серина. В крови гепарин связывается с антитромбином III, образуя комплекс, блокирующий факторы свертывания крови IIа, IХа, Ха, XIa и ХIIа, что применяется для профилактики тромбозов у больных различного профиля.

В настоящее время используются препараты низкомолекулярных гепаринов и нефракционированных гепаринов, обладающие лучшими характеристиками.

Также функцией гепарина является активирующее влияние на активность фермента липопротеинлипазы, участвующего в метаболизме транспортных форм липидов в крови (хиломикроны и липопротеины очень низкой плотности). Как следствие, количество липидов в крови снижается.

Источник: https://biokhimija.ru/belki/glykoproteins.html

Будь здоров
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: