Co to są glikozaminoglikany?
Glikozaminoglikany lub GAG to długie cukrowe łańcuchy węglowodanowe występujące w licznych komórkach ludzkiego ciała. Pełnią różnorodne funkcje. W normalnych okolicznościach organizm rutynowo rozkłada polisacharydy, aby zapobiec nadmiarowi, a enzymy zazwyczaj metabolizują te złożone cukry pod koniec życia komórki. Obecność pewnych zaburzeń genetycznych zwanych lizosomalnymi chorobami spichrzeniowymi powoduje, że organizm nie jest w stanie wykonać tego procesu. Naukowcy badają GAG i ich funkcje w różnych procesach chorobowych.
Bloki budulcowe polisacharydu połączone przez inne cząsteczki i tworzące tysiące odmian łańcucha tworzą GAG. Większość GAG w organizmie to niebiałkowe kwasy hialuronowe, podczas gdy inne obejmują cząsteczki chondroityny i siarczanu heparanu. Te GAG odgrywają dużą rolę w rozwoju, naprawie i wymianie komórek. Łańcuchy są niezbędnymi składnikami rozwoju wielu układów w organizmie, w tym rogówki, chrząstki i ścięgien, skóry i tkanki łącznej.
Glikozaminoglikany zawierające siarczan chondroityny są niezbędne do rozwoju mózgu, chrząstki i tkanek, a także zapewniają stabilność synaps neuronalnych. Łańcuchy siarczanu hepanu uczestniczą w procesach rozwojowych i regeneracji naczyń krwionośnych, a także regulują właściwości krzepnięcia krwi. Oba są obecne podczas procesów zapalnych, a badacze uważają, że brak chondroityny przyczynia się do zmian w zapaleniu stawów. Wielu uważa, że suplementy chondroityny poprawiają ruchomość stawów poprzez poprawę smarowania.
Płyn śródmiąższowy i substancje żelopodobne znajdujące się w organizmie zawierają również glikozoaminoglikany zwane mukopolisacharydami, które regulują lepkość płynów i umożliwiają tkankom zatrzymywanie wilgoci i utrzymanie właściwego kształtu. Odpowiednie nawodnienie zapewnia prawidłowe funkcjonowanie tych łańcuchów śródmiąższowych. Podczas naturalnego procesu starzenia brak tych niezbędnych płynów przyczynia się do utraty elastyny i kolagenu, co powoduje pojawienie się linii i zmarszczek. Wiele produktów kosmetycznych zawiera kwas hialuronowy, próbując zastąpić GAG, których organizm już nie produkuje.
Podobnie jak w przypadku składników komórkowych, ciało regularnie eliminuje lub zastępuje glikozaminoglikany codziennie, ale niektórym ludziom brakuje tej zdolności. Osoby cierpiące na mukopolisacharydozę lub genetyczne lizosomalne zaburzenia magazynowania albo nie mają wystarczających zapasów określonych enzymów, albo całkowicie nie posiadają enzymów wymaganych do rozłożenia GAG w razie potrzeby. Choroby postępują z czasem i umożliwiają nieprawidłowe nagromadzenie glikozaminoglikanów, co powoduje objawy wielosystemowe. Nagromadzenie powoduje zmianę wyglądu fizycznego, pogorszenie funkcji poznawczych, zmiany szkieletowe i powiększenie narządów.
Lipopolisacharydy są składnikami GAG błon komórkowych bakterii. Bloki lipidowe tych łańcuchów tworzą endotoksyny, które mogą powodować choroby. Dzięki lepszemu zrozumieniu tych łańcuchów GAG naukowcy zdobywają wiedzę, aby zwalczyć sposób, w jaki bakterie unikają rozpoznania układu odpornościowego lub rozwijają odporność na antybiotyki. Badania nad mukopolisacharydami zapewniają również wgląd w rozwój tkanek złośliwych.