Gliukozaminas sulfatas (GS) yra monosacharidas (paprastas cukrus) ir priklauso angliavandenių. Tai D-darinys (palikuonis)gliukozė (dekstrozė), nuo kurios GS skiriasi tik hidroksi (OH) grupės pakeitimu (pakeitimu) antroje anglis (C) atomas amino (NH2) grupe - amino cukrus, D-gliukozamino - ir esant sulfato (SO4) grupei - D-gliukozamino sulfatui -, prijungtam prie NH2 grupės. Gliukozaminas - daugiausia N-acetilgliukozamino (GlcNAc) arba gliukozamino sulfato pavidalu, yra pagrindinė glikozaminoglikanų molekulė, tie mukopolisacharidai, susidedantys iš pasikartojančių (pasikartojančių) disacharidų (dviejųcukrus) vienetai (urono rūgštis + amino cukrus) ir didelės molekulinės masės proteoglikanų (glikozilinti glikoproteinai, kurie yra svarbūs tarpląstelinės matricos komponentai (tarpląstelinė matrica, tarpląstelinė medžiaga, ECM, ECM), ypač kaulų, angliavandenių šoninės grandinės. kremzlė ir Sausgyslės). Atsižvelgiant į disacharidų vienetų sudėtį, galima atskirti skirtingus glikozaminoglikanus - hialurono rūgštis (gliukurono rūgštis + N-acetilgliukozaminas), chondroitino sulfatas ir dermatano sulfatas (gliukurono rūgštis arba idurono rūgštis + N-acetilgalaktozaminas), Heparinas ir heparano sulfatas (gliukurono rūgštis arba idurono rūgštis + N-acetilglukozaminas arba gliukozamino sulfatas) ir keratano sulfatas (galakturono rūgštis + N-acetilglukozaminas). Visiems glikozaminoglikanams būdinga tai, kad jie turi neigiamų krūvių ir taip traukia natris jonai (Na2 +), kurie savo ruožtu indukuoja vanduo antplūdis. Dėl šios priežasties glikozaminoglikanai sugeba prisijungti vanduo, kuris vaidina esminį vaidmenį, ypač sąnario funkcionalumui kremzlė. Su amžiumi mokestis Tankis glikozaminoglikanų sumažėja ir jų vanduo- mažėja rišamoji galia, sukelianti kremzlė audiniai, kad prarastų kietumą ir elastingumą, ir struktūriniai pokyčiai. Galiausiai, su amžiumi didėja artritinių ligų rizika.
sintezė
Gliukozaminas žmogaus organizme sintetinamas (susidaro) iš D-fruktozė-6fosfatas ir aminorūgštis L-glutaminas. Kol fruktozė molekulė kaip heksozė (C6 kūnas) suteikia pagrindinį molekulinį skeletą, glutaminas pateikia amino grupę. Gliukozamino biosintezė prasideda perkėlus NH2 grupę glutaminas į C5 korpusą fruktozė-6fosfatas glutamino-fruktozės-6-fosfato transaminazės būdu, todėl po vėlesnės izomerizacijos susidaro gliukozamino-6-fosfatas. Po to vyksta defosforilinimas (skilimas fosfatas grupė) prie gliukozamino ir hidrochlorido (HCl) grupės prisijungimas prie jos amino grupės - gliukozamino hidrochlorido - kuris pakeičiamas sulfato grupe - gliukozamino sulfatu - kitame etape. Terapinio taikymo kontekste gliukozaminas, gliukozamino hidrochloridas ir gliukozamino sulfatas gaminami atitinkamai pramoniniu būdu. Pradinė medžiaga yra chitinas (graikiškas chitonas „apatinis sluoksnis, kiautas, karkasas“) - a azotas (N) turintis polisacharidas, plačiai paplitęs gamtoje, ypač gyvūnų ir grybų karalystėse, kuris yra pagrindinis daugelio nariuotakojų (nariuotakojų) egzoskeleto komponentas, daugelio moliuskų (moliuskų) radulo (burnos dalies) komponentas ir kai kurių grybų ląstelių sienelės komponentas. Pagrindinę medžiagą chitiną sudaro keli monomerai (iki 2,000 1,4), daugiausia N-acetil-D-gliukozaminas (GlcNAc), tačiau taip pat gali būti D-gliukozamino vienetų. Monomerai yra tarpusavyje susiję ß-XNUMX-glikozidiniais ryšiais. Pramoninei gliukozamino sintezei chitinas daugiausia gaunamas kaip antrinė žaliava iš vėžiagyvių žuvininkystės atliekų, tokių kaip: Krabai ir krevetes. Šiuo tikslu susmulkinti vėžių lukštai ir krabų kriauklės yra baltymingi natris hidroksido tirpalas (2 mol NaOH / l) ir pašalintas iš kalkių komponentų veikiant vandenilio chlorido rūgštis (4 mol HCl / l). Gautas polimero chitinas apdorojamas karštu vandenilio chlorido rūgštis hidroliziškai suskaidyti (reaguojant su vandeniu) į jo monomerus ir deacetilinti (acetilo grupės skilimas iš GlcNAc; jei acetilinimo laipsnis yra <50%, tai vadinama chitozanas), sukeliantis daug D-gliukozamino molekulės. HCl arba SO4 grupių sujungimas su gliukozamino amino grupėmis molekulės gaunami atitinkamai D-gliukozamino hidrochloridai arba D-gliukozamino sulfatai. Gliukozaminas yra pageidaujamas glikozaminoglikanų biosintezės substratas. Po amidinimo ir izomerizavimo fruktozės-6-fosfato pavidalu į gliukozamino-6-fosfatą pastarasis yra acetilinamas į N-acetilglukozamino-6-fosfatą gliukozamino-6-fosfato N-acetiltransferazės būdu. , izomerizuojamas (paverčiamas) į N-acetilgliukozamino-1-fosfatą N-acetilglukozamino fosfoglukomutaze ir paverčiamas UDP-N-acetilglukozaminu (UDP-GlcNAc) uridino difosfatu (UDP) -N-acetilglukozamino fosforilaze, kuris savo ruožtu gali virsti į UDP-N-acetilgalaktozaminą (UDP-GalNAc) UDP-galaktozė 4-epimerazė. Nukleotidas UDP suteikia reikalingos energijos, kad GlcNAc arba GalNAc molekulė būtų perkelta į urono rūgštį ir taip sintetinami glikozaminoglikanų disacharidų vienetai, tokie kaip: hialurono rūgštis, chondroitino sulfatas/ dermatano sulfatas ir keratano sulfatas. Biosintezuoti heparinas ir heparano sulfatas, GlcNAc liekana yra dalinai deacetilinta ir sulfatuota iki gliukozamino sulfato. Su amžiumi sumažėja galimybė savarankiškai gaminti gliukozaminą pakankamu kiekiu, o tai siejama su sumažėjusia glikozaminoglikano sinteze. Dėl šios priežasties senstanti sąnarinė kremzlė patiria struktūrinių pokyčių ir vis labiau praranda savo funkciją kaip a šokas sugėriklis. Todėl vyresnio amžiaus žmonėms yra didesnė rizika susirgti osteoartrito ir kiti artritiniai pokyčiai.
Rezorbcija
Iki šiol labai mažai žinoma apie žarnyno (įskaitant žarnyną) mechanizmą absorbcija (įsisavinimas) gliukozamino ir gliukozamino sulfato. Yra duomenų, kad gliukozaminas patenka į enterocitus (plonosios žarnos ląsteles) epitelio) viršutiniame plonoji žarna aktyviu procesu, susijusiu su transmembraniniu transportu baltymai (nešėjai). Atrodo, kad esminį vaidmenį vaidina natris/gliukozė kotransporteris-1 (SGLT-1), kuris gabena D-gliukozės ir D-gliukozės darinius, įskaitant D-gliukozaminą, kartu su natrio jonais, naudodamas simportą (rektifikuotą transportą) iš dvylikapirštės žarnos į klubinę žarną. Už absorbcija gliukozamino sulfato, fermentinis sulfato grupės skilimas yra būtinas žarnyno spindyje arba ties enterocitų šepečio sienelės membrana, kad SGLT-1 galėtų jį internalizuoti (paimti viduje) gliukozamino pavidalu. SGLT-1 išreiškiamas priklausomybe nuo liuminalinio pagrindo koncentracija - kai substrato tiekimas yra didelis, padidėja nešiklio sistemos viduląstelinė ekspresija ir jos įterpimas į viršūninę (nukreiptą į žarnos spindį) enterocitų membraną, o kai substrato tiekimas yra mažas, sumažėja. Šiame procese substratai konkuruoja dėl SGLT-1 prisijungimo vietų, kad, pavyzdžiui, gliukozaminas būtų išstumtas iš absorbcija esant aukštam spinduliui gliukozė koncentracijos. SGLT-1 varomoji jėga yra elektrocheminis vidinis korinio natrio gradientas, kurį tarpininkauja natris (Na +) /kalis (K +) - ATPazė, esanti bazolateryje (nukreipta į kraujas laivai) ląstelės membranair yra aktyvuojamas suvartojant ATP (adenozino trifosfatas, universalus energiją tiekiantis nukleotidas) katalizuoja (pagreitina) Na + jonų pernešimą iš žarnyno ląstelės į kraują ir K + jonus į žarnyno ląstelę. Be viršūninės enterocitų membranos, SGLT-1 taip pat yra proksimaliniame vamzdelyje inkstas (pagrindinė inkstų kanalėlių dalis), kur ji yra atsakinga už gliukozės ir gliukozamino reabsorbciją. Enterocituose (plonosios žarnos ląstelėse) epitelio), fermentinis gliukozamino rezulfatas (sulfatų grupių prisijungimas) prie gliukozamino sulfato įvyksta, nors tai taip pat gali pasireikšti kepenys ir kiti organai. Gliukozamino ir gliukozamino sulfato transportavimas iš enterocitų per bazolateralį ląstelės membrana į kraują (portalas venas) atliekama gliukozės transporteriu-2 (GLUT-2). Ši nešiklio sistema pasižymi dideliu transportavimo pajėgumu ir mažu substrato afinitetu, todėl be gliukozės ir gliukozės darinių, galaktozė taip pat gabenama fruktozė. GLUT-2 taip pat lokalizuotas kepenys ir kasos beta ląstelės (insulinasgaminančios kasos ląstelės), kai tai užtikrina ir angliavandenių įsisavinimą į ląsteles, ir išsiskyrimą į kraują. Remiantis farmakokinetikos tyrimais, per burną tiekiamo gliukozamino ir gliukozamino sulfato absorbcija žarnyne yra greita ir beveik visiška (iki 98%). Didelis gliukozamino sulfato prieinamumas iš dalies susijęs su nedideliu jo kiekiu. molinis masė arba molekulinis dydis, palyginti su glikozaminoglikanais - GS molekulė yra maždaug 250 kartų mažesnė už chondroitino sulfatas molekulė. Manoma, kad chondroitino sulfato absorbcijos greitis yra tik 0–8%.
Transportas ir pasiskirstymas kūne
Tyrimai su radioaktyviai pažymėtu, per burną vartojamu gliukozaminu ir gliukozamino sulfatu parodė, kad šios medžiagos greitai atsiranda kraujas greitai absorbuojamas ir greitai pasisavinamas audiniuose ir organuose. Amino cukrūs pirmiausia yra įtraukiami į sąnarių struktūras, ypač į tarpląstelinę (už ląstelės ribų) matricą (tarpląstelinė matrica, tarpląstelinė medžiaga, ECM, ECM), kremzlės, raiščių ir Sausgyslės. Ten vyrauja gliukozamino sulfatas, nes laisvasis gliukozaminas fermentiškai sulfatuojasi (prisijungia sulfato grupės). Sąnaryje gliukozamino sulfatas stimuliuoja kremzlės komponentų sintezę ir sinovijos skystis (sąnario skystis). Be to, dėl GS padidėja siera, būtinas sąnarių audinių elementas, kai jis yra atsakingas už sąnarių struktūrų tarpląstelinės matricos stabilizavimą. Skatindamas anabolinius (kaupiančius) procesus ir slopindamas katabolinius (skaidančius) procesus sąnarių kremzlėse, gliukozamino sulfatas reguliuoja dinamiką subalansuoti kremzlių kaupimasis ir suskaidymas. Galiausiai, GS yra būtinas sąnario funkcijai palaikyti ir yra naudojamas kaip dieta papildyti arba chondroprotektorius (medžiagos, saugančios kremzles ir slopinančios kremzlių irimą, turinčios priešuždegiminį poveikį) sergant artritinėmis ligomis. Dozuojant 700–1,500 mg per parą, GS pasireiškia simptomus modifikuojančiu aktyvumu, kuris yra gerai toleruojamas ir neutralizuoja osteoartrito. Pavyzdžiui, gydymas 1,500 mg geriamojo GS sumažino 0.31 mm susiaurėjimą kelio sąnarys numatoma erdvė pacientams, sergantiems gonartrozė (kelio sąnarys osteoartrito) per trejus metus 70 proc. GS įsisavinimas į sąnarines kremzles vyksta per aktyvų mechanizmą per transmembraninius nešiklius - kaip ir gliukozamino sulfato pernaša kepenys ir inkstas. Dauguma kitų audinių amino cukrų pasisavina pasyvios difuzijos būdu. Į kraujas plazmoje, gliukozamino ir gliukozamino sulfato buvimo laikas yra labai trumpas - viena vertus, dėl greito įsisavinimo į audinius ir organus, kita vertus, dėl inkorporacijos (absorbcijos) į plazmą baltymai, pavyzdžiui, alfa- ir beta-globulinas. Remiantis farmakokinetikos tyrimais, geriamojo gliukozamino plazma yra koncentracija 5 kartus mažesnis nei parenteraliai (į veną ar į raumenis) vartojamas gliukozaminas. Tai yra dėl to pirmojo leidimo apykaita kepenyse, kuris patiria tik geriamą gliukozaminą. Vykdant pirmojo važiavimo efektą, didelė gliukozamino dalis yra suskaidoma į mažesnę molekulės ir galiausiai anglis dioksidas, vanduo ir karbamido, tik nedidelė dalis gliukozamino lieka nepakitusi ir išsiskiria į kraują.
Išsiskyrimas
Gliukozamino sulfatas išsiskiria daugiausia per inkstus su šlapimu (~ 30%), daugiausia gliukozamino pavidalu. Dėl beveik visiškos žarnyno absorbcijos GS su išmatomis (išmatomis) išsiskiria tik apie 1%. Mažesniu mastu GS pašalinimas taip pat pasitaiko kvėpavimo takai.
