Chondroitín - chemická škola
Chondroitín
IUPAC: Poly [(-acetyl-D-galaktozamín -4-O-hydrogénsulfát) - (kyselina L-idurónová)]
Chondroitín sulfát (tiež Chondritín sulfát) je biologická makromolekula. Látka tvorená chondroblastmi je dôležitou súčasťou chrupavkového tkaniva a prispieva k jeho odolnosti proti stlačeniu. [3]
Chemicky je to tiež zmes sulfátovaných glykozaminoglykánov (GAG) Mukopolysacharidy zavolal. Deriváty cukru sa striedajú v polymérnych reťazcoch -Acetylgalaktozamín (GalNAc) a kyselina glukurónová.
Chemická štruktúra
Chondroitínsulfátové reťazce sú nerozvetvené polysacharidy rôznej dĺžky. Skladajú sa vždy z dvoch striedajúcich sa jednoduchých cukrov: kyseliny D-glukurónovej (GlcA) a N-acetylgalaktozamínu (GalNAc). Tu je kyselina glukurónová spojená s GalNAc β-1 → 3 a GalNAc za vzniku kyseliny glukurónovej β-1 → 4-glykozidicky. [4] Chondroitínový reťazec môže pozostávať z viac ako 100 cukrových jednotiek, ktoré sa líšia silou a môžu byť sulfatované v pozíciách C6 a/alebo C4 GalNAc. Ak kyselina glukurónová epimerizuje na C5 na kyselinu idurónovú, hovoríme o dermatansulfátoch. Pochopenie pozoruhodnej rozmanitosti chondroitín sulfátu a súvisiaceho glykozaminoglykánu je jedným z cieľov glykobiológie.
Sulfatácia
Každý jednoduchý cukor môže mať buď žiadnu, jednu alebo dve síranové skupiny. Najbežnejšie sú hydroxylové skupiny uhlíkových atómov 4 a 6 des -Acetyl-galaktozamín bol opatrený síranovou skupinou. Sulfatácia je katalyzovaná rôznymi sulfotransferázami. Priemerný stupeň sulfatácie je 0,8, vztiahnuté na disacharid.
Rozlišujú sa tieto typy:
| Chondroitínový typ | Systematický názov | Disacharidová jednotka | popis |
| Chondroitín sulfát A. | Chondroitín 4 sulfát | GlcA-GalNAc4S | Sulfátové skupiny hlavne na atóme uhlíka 4 des -Acetyl-galaktozamín (GalNAc) |
| Chondroitín sulfát B | Dermatan sulfát | IdoA2S-GalNAc4S | Sírany sú hlavne na atóme uhlíka 2 kyseliny idurónovej a na atóme uhlíka 4 GalNAc |
| Chondroitín sulfát C. | Chondroitín 6 sulfát | GlcA-GalNAc6S | Sulfátové skupiny predovšetkým na atóme uhlíka 6 GalNAc |
| Chondroitín sulfát D. | Chondroitín-2,6-sulfát, dermatánsulfalt | GlcA2S-GalNAc6S | Sulfátové skupiny hlavne na atóme uhlíka 2 kyseliny glukurónovej a na atóme uhlíka 6 GalNAc (chondroitín-2,6-sulfát) |
| Chondroitín sulfát E. | Chondroitín-4,6-sulfát | GlcA-GalNAc4,6diS | Sulfátové skupiny hlavne na uhlíkových atómoch 4 a 6 GalNAc |
Písanie na stroji písmenami A až E pochádza z doby, keď už bol chondroitín sulfát izolovaný, štruktúra však ešte nebola známa. [5] Klasifikácia dermatánsulfátu pod chondroitínsulfát ako chondraoitínsulfátu B sa v súčasnosti považuje za nesprávne pomenovanie, pretože táto zlúčenina nie je odvodená od kyseliny glukurónovej, ale od kyseliny idurónovej. [6] Najbežnejšie chondroitín sulfáty sú typy A, B a C.
Názov používaný skôr Chondroitín bez „síranu“, ktorým sa označoval reťazec bez alebo len veľmi malého množstva síranových skupín, [7] už nie je bežný.
Aj keď názov naznačuje, že chondroitín sulfát je soľ so síranovým aniónom, je síran kovalentne pripojený k cukru. Pretože molekula má pri fyziologickom pH niekoľko negatívnych nábojov, je prítomná ako anión v soliach chondroitín sulfátu. Komerčným produktom chondroitín sulfátu je zvyčajne jeho sodná soľ. Barnhill a kol. navrhli, aby boli všetky produkty chondroitínsulfátu označené ako „chondroitín sodný“ bez ohľadu na ich sulfátové väzby. [8]
Toto je synteticky post-sulfátovaný variant Chondroitín polysulfát („Oversulfated chondroitinsulfate“, angl „Nadmerne sulfátovaný chondroitín sulfát“, OSCS). Dodatočná sulfatácia zvyšuje protizápalový (protizápalový) účinok látky. Chondroitín polysulfát má tiež antikoagulačný (antikoagulačný) a fibrinolytický účinok.
Väzba na bielkoviny
Biologicky sa chondroitín sulfát obvykle viaže na proteíny ako súčasť proteoglykánu. Chondroitínsulfátové reťazce sú viazané na hydroxylové skupiny serínových zvyškov určitých proteínov. Ako presne sú proteíny vybrané na väzbu s glykozaminoglykánmi, zatiaľ nie je známe. Za glycínovými zvyškami často nasledujú glycínové zvyšky, v ktorých sa nachádzajú kyslé aminokyselinové zvyšky.
Článkom v reťazci GAG je vždy ten istý reťazec cukru, ktorý sa skladá z troch cukrových jednotiek:
Každý cukor je viazaný špecifickým enzýmom, ktorý umožňuje komplexnú kontrolu nad syntézou GAG. Xylóza sa viaže na proteíny v endoplazmatickom retikule, zatiaľ čo zvyšok cukrov sa prenáša v Golgiho aparáte. [9]
funkcia
Funkcia chondroitínu veľmi závisí od vlastností celkového proteoglykánu, ku ktorému patrí. Chondroitín proteoglykány majú štrukturálnu aj regulačnú úlohu.
Štrukturálna funkcia
Chondroitín proteoglykány sú spolu s kolagénom základnými zložkami extracelulárnej matrix a ovplyvňujú štrukturálnu integritu tkaniva. Typickými zástupcami sú Aggrecan, Versican, Brevican a Neurocan.
Ako zložka agrekánu tvorí chondroitín sulfát veľkú časť chrupavkovej hmoty. Tesne zabalené, vysoko nabité sulfátové skupiny vedú k elektrostatickému odpudzovaniu jednotlivých reťazcov (pozri Coulombov zákon), čo spôsobuje veľkú časť odolnosti chrupavky voči stlačeniu. Strata chondroitín sulfátu z chrupavky je jednou z najbežnejších príčin artrózy.
Regulačná funkcia
Aj kvôli negatívnym nábojom chondroitín sulfát ľahko interaguje s inými proteínmi extracelulárnej matrice. Tieto interakcie sú dôležité pre reguláciu veľkého množstva bunkových procesov. V porovnaní s heparansulfátom, ďalším proteoglykánom extracelulárnej matrice, je málo známe o úlohe chondroitín sulfátových proteoglykánov. Je známe, že chondroitín sulfát reguluje rast a vývoj nervového systému, ako aj jeho reakciu na poranenie.
Extrakcia
Chondroitín sulfát sa vo veľkej miere získava z chrupavkového tkaniva hovädzieho dobytka, ošípaných a žralokov. Chrupavku môžu zásobovať aj iné druhy rýb a vtákov.
použitie
Regenerácia chrupavky, ochrana chrupavky
Chondroitín sulfát sa používa liečivo a dieteticky pri liečbe degeneratívnych ochorení kĺbov (osteoartrózy), napr. B. bedro, koleno alebo prsty. Chondroitín sulfát sa tiež užíva ako doplnok výživy na udržanie zdravej chrupavky a na prevenciu artrotických prejavov opotrebovania (chondroprotekcia). Často sa kombinuje s glukozamínom. Aplikácia je založená na myšlienke, že dodávaný chondroitín sulfát je „zabudovaný“ do chrupavky. In vitro (t.j. mimo živého organizmu) chondroitín sulfát má protizápalový účinok.
Perorálne sa chondroitín sulfát zvyčajne používa v dávkach 800 - 1 200 mg denne. Dávka, z ktorej sa prejaví farmakologický účinok, nemohla byť odvodená z dôvodu nedostatočných údajov. [10] Pretože chondroitín nie je jednotná látka a prirodzene sa vyskytuje v širokej škále rôznych foriem, zloženie hotových výrobkov sa líši podľa toho. V potravinárskom priemysle neexistujú záväzné normy pre zloženie. V USA sa v roku 2000 zistilo, že vysoký podiel potravinových doplnkov obsahujúcich chondroitín bol nesprávne alebo zavádzajúco označený, pokiaľ ide o obsah chondroitínu. [11]
Nie sú k dispozícii žiadne platné údaje o perorálnej biologickej dostupnosti chondroitín sulfátu a jeho metabolizme.
V metaštúdiách sa počas liečby artrózy chondroitín sulfátom zistilo významné zlepšenie určitých cieľových parametrov (napr. Lequesneho indexu, WOMAC indexu, VAS). [12] [13] Multicentrická, placebom kontrolovaná, šesťmesačná slepá štúdia o účinnosti chondroitínu a glukozamínu pri osteoartritíde kolena, ktorú inicioval americký Národný inštitút zdravia (NIH), nepreukázala štatisticky významný vplyv na príznaky osteoartritídy u pacientov ľahšia bolesť. Znížil sa opuch kĺbov. Účinky liečby sa zistili v podskupine pacientov so stredne silnou až silnou bolesťou, ale informatívna hodnota nebola presvedčivá kvôli malému počtu pacientov v tejto podskupine. [14] Výsledkom nedávnejších metaštúdií bolo, že chondroitín sulfát (v kombinácii s glukozamínom) nezlepšil bolestivé príznaky osteoartrózy kolena alebo bedra v porovnaní s placebom a nemal žiadny vplyv na spoločný priestor. [15] [16] Štúdie ukazujú, že terapeuticky relevantná dostupnosť glukozamín hydrochloridu je znížená o viac ako 40% súčasným podávaním chondroitín sulfátu (napr. V doplnkových vyvážených diétach). [17]
V obvyklých perorálnych dávkach až 1 200 mg denne je chondroitín sulfát dobre znášaný. V tomto rozmedzí dávok sa v klinických štúdiách nezistili žiadne závažné vedľajšie účinky chondroitín sulfátu.
Intramuskulárne a intraartikulárne použitie chondroitín sulfátov bolo nahradené lepšie tolerovanými hyaluronátmi. Chondroitín polysulfátový prípravok, ktorý sa po celé desaťročia používal intraartikulárne ako prostriedok proti osteoartritíde, bol v roku 1992 stiahnutý z trhu kvôli závažným anafylaktickým a tromboembolickým vedľajším účinkom. [18]
Očné lekárstvo a urológia
Vodné roztoky chondroitínsulfátu sa používajú v oftalmológii v kombinácii s hyaluronátom pri operáciách oka, na zvlhčenie a ochranu endotelu rohovky. Ako roztok na vyplachovanie močového mechúra sa chondroitín sulfát používa na obnovu sliznice močového mechúra, napríklad ak je poškodený chronickým zápalom (intersticiálna cystitída).
Lokálne protizápalové použitie
Jednou z oblastí použitia chondroitín polysulfátu („nadmerne sulfátovaný chondroitín sulfát“) je lokálna liečba tupých poranení a povrchovej flebitídy. Pokusy na zvieratách a modely na koži preukázali, že chondroitín polysulfát je schopný preniknúť cez pokožku do základného tkaniva. Tam by mal rozvinúť svoj protizápalový (protizápalový) účinok. Chondroitín polysulfát sa aplikuje ako masť, krém alebo gél.
Heparínový škandál
V roku 2008 došlo k udalosti známej ako „heparínový škandál“ po tom, čo čínski výrobcovia liekov „zriedili“ liek heparín lacnejším nadmerne sulfatovaným chondroitínom (chondroitín polysulfát). V dôsledku toho sa vyskytlo množstvo závažných vedľajších účinkov, z ktorých niektoré boli smrteľné.
Obchodné prípravky
Hirudoid (D), Sanaven (D), kombinácia s kyselinou salicylovou: Mobilat DuoAktiv(D)