Condroitin sulfat

Terminologie

Sulfatul de condroitină a fost izolat inițial cu mult înainte ca chimiștii să-i cunoască structura. Prin urmare, numele său s-a schimbat în timp. Primii cercetători au identificat diferite tipuri de substanță cu litere.

"Sulfatul de condroitină B" este o denumire veche pentru sulfatul de dermatan și nu mai este clasificat ca formă de sulfat de condroitină.

Condroitina, fără "sulfat", a fost folosită pentru a descrie un tip cu sulfatare mică sau deloc. Cu toate acestea, această distincție nu este folosită de toți.

Denumirea de "sulfat de condroitină" sună ca o sare cu un contra-anion de sulfat. Acest lucru nu este cazul. Sulfatul este atașat de zahăr cu o legătură covalentă. Deoarece molecula are mai multe sarcini negative la pH-ul fiziologic, în sărurile de sulfat de condroitină este prezent un cation. Preparatele comerciale de sulfat de condroitină sunt de obicei sare de sodiu. Barnhill et al. au sugerat ca toate aceste preparate de sulfat de condroitină să fie denumite "condroitină de sodiu", indiferent de starea lor de sulfatare.

Structură

Lanțurile de sulfat de condroitină sunt polizaharide nebranșate de lungime variabilă care conțin două monosacaride alternante: acidul D-glucuronic (GlcA) și N-acetil-D-galactosamina (GalNAc). Unele reziduuri GlcA sunt epimerizate în acid L-iduronic (IdoA); dizaharidul rezultat este denumit apoi sulfat de dermatan.

Atașarea proteinelor

Lanțurile de sulfat de condroitină sunt legate de grupele hidroxil de pe reziduurile de serină din anumite proteine. Nu se înțelege exact cum sunt selectate proteinele pentru atașarea glicozaminoglicanilor. Serinele glicozilate sunt adesea urmate de o glicină și au reziduuri acide învecinate. Dar acest lucru nu prezice întotdeauna glicozilarea.

Atașarea lanțului GAG începe cu patru monosacaride într-un model fix: Xyl - Gal - Gal - Gal - GlcA. Fiecare zahăr este atașat de către o enzimă specifică, permițând mai multe niveluri de control asupra sintezei GAG. Xiloza începe să fie atașată de proteine în reticulul endoplasmatic, în timp ce restul zaharurilor sunt atașate în aparatul Golgi.

Sulfatarea

Fiecare monosaccharidă poate fi lăsată nesulfatată, sulfatată o dată sau sulfatată de două ori. În cel mai frecvent caz, hidroxilii din pozițiile 4 și 6 ale N-acetil-galactosaminei sunt sulfatați, unele lanțuri având poziția 2 a acidului glucuronic. Sulfatarea este mediată de sulfotransferaze specifice. Sulfatarea în aceste poziții diferite conferă activități biologice specifice lanțurilor de condroitină GAG.

Funcția

Funcțiile condroitinei depind în mare măsură de proprietățile proteoglicanului global din care face parte. Aceste funcții pot fi împărțite, în linii mari, în roluri structurale și de reglementare. Unii proteoglicani au atât roluri structurale, cât și de reglementare (a se vedea versican).

Structural

Sulfatul de condroitină este o componentă majoră a matricei extracelulare și este important în menținerea integrității structurale a țesuturilor. Această funcție este tipică pentru proteoglicanii cu agregare mare: aggrecan, versican, brevican și neurocan, denumiți colectiv lecticani.

Ca parte a aggrecanului, sulfatul de condroitină este o componentă majoră a cartilajului. Grupurile de sulfat strâns compactate și foarte încărcate ale sulfatului de condroitină generează o repulsie electrostatică care asigură o mare parte din rezistența cartilajului la compresie. Pierderea de condroitin sulfat din cartilaj este o cauză majoră a osteoartritei.

Reglementare

Sulfatul de condroitină interacționează ușor cu proteinele din matricea extracelulară datorită sarcinilor sale negative. Aceste interacțiuni sunt importante pentru reglarea multor activități celulare. Lecticile sunt o parte importantă a matricei extracelulare a creierului, unde lanțurile de zahăr condroitinic funcționează pentru a stabiliza sinapsele cerebrale normale ca parte a rețelelor perineuronale. Nivelurile de proteoglicani de sulfat de condroitină sunt foarte mult crescute după leziuni ale sistemului nervos central, unde acționează pentru a preveni regenerarea terminațiilor nervoase deteriorate. Deși aceste funcții nu sunt la fel de bine caracterizate ca cele ale heparan sulfatului, se continuă să se descopere noi roluri pentru proteoglicanii de sulfat de condroitină.

În dezvoltarea corticală, condroitin sulfatul este exprimat de Subplaca și acționează ca un semnal de oprire pentru neuronii care migrează din zona ventriculară. Neuronii care se opresc aici pot fi apoi programați pentru a migra în continuare către straturi specifice din placa corticală.

Utilizare medicală

Condroitina se regăsește în suplimentele alimentare utilizate ca medicament alternativ pentru tratarea osteoartritei și, de asemenea, este aprobată și reglementată ca medicament simptomatic cu acțiune lentă pentru această boală (SYSADOA) în Europa și în alte câteva țări. Este vândută în mod obișnuit împreună cu glucozamina. Condroitina și glucozamina sunt, de asemenea, utilizate în medicina veterinară.