Glikozamīna sulfāts (GS) ir monosaharīds (vienkāršs cukurs) un pieder ogļhidrāti. Tas ir D- atvasinājums (pēcnācējs)glikoze (dekstroze), no kuras GS atšķiras tikai ar hidroksi (OH) grupas aizstāšanu (aizstāšanu) otrajā ogleklis (C) atoms ar amino (NH2) grupu - amino cukurs, D-glikozamīns - un sulfāta (SO4) grupas - D-glikozamīna sulfāta - klātbūtnē, kas pievienota NH2 grupai. Glikozamīna - galvenokārt N-acetilglukozamīna (GlcNAc) vai glikozamīna sulfāta veidā - ir glikozaminoglikānu pamatmolekula, tie mukopolisaharīdi, kas sastāv no atkārtotiem (atkārtotiem) disaharīdiem (divucukurs) vienības (uronskābe + amino cukurs) un augstas molekulmasas proteoglikānu (glikozilētie glikoproteīni, kas ir svarīgas ārpusšūnu matricas (ārpusšūnu matrica, starpšūnu viela, ECM, ECM), īpaši kaulu, ogļhidrātu sānu ķēdes skrimslis un Cīpslas). Atkarībā no disaharīdu vienību sastāva var atšķirties dažādi glikozaminoglikāni - hialuronskābe (glikuronskābe + N-acetilglukozamīns), hondroitīna sulfāts un dermatāna sulfāts (glikuronskābe vai iduronskābe + N-acetilgalaktozamīns), Heparīns un heparāna sulfāts (glikuronskābe vai iduronskābe + N-acetilglukozamīns vai glikozamīna sulfāts) un keratāna sulfāts (galakturonskābe + N-acetilglukozamīns). Visiem glikozaminoglikāniem kopīgs ir tas, ka tiem piemīt negatīvi lādiņi un tādējādi tie piesaista nātrijs joni (Na2 +), kas savukārt inducē ūdens pieplūdums. Šī iemesla dēļ glikozaminoglikāni spēj saistīties ūdens, kam ir būtiska loma, īpaši attiecībā uz locītavu funkcionalitāti skrimslis. Ar vecumu maksa Blīvums glikozaminoglikānu daudzums samazinās un to ūdens-saistošā jauda samazinās, izraisot skrimslis audiem, lai zaudētu cietību un elastību, un notiek strukturālas izmaiņas. Visbeidzot, ar vecumu palielinās artrīta slimību risks.
Sintēze
Glikozamīns cilvēka organismā tiek sintezēts (veidots) no D-fruktoze-6-fosfāts un aminoskābe L-glutamīns. Kamēr fruktoze molekula kā heksoze (C6 ķermenis) nodrošina pamata molekulāro skeletu, glutamīns nodrošina aminogrupu. Glikozamīna biosintēze sākas ar NH2 grupas pārnešanu glutamīns uz C5 korpusu fruktoze-6-fosfāts ar glutamīna-fruktozes-6-fosfāta transamināzi tā, ka pēc turpmākas izomerizācijas veidojas glikozamīna-6-fosfāts. Pēc tam notiek defosforilēšana ( fosfāts grupa) ar glikozamīnu un hidrohlorīda (HCl) grupas saistīšana ar tās aminogrupu - glikozamīna hidrohlorīdu - kuru nākamajā solī aizstāj ar sulfāta grupu - glikozamīna sulfātu. Terapeitiskās lietošanas kontekstā rūpnieciski ražo attiecīgi glikozamīnu, glikozamīna hidrohlorīdu un glikozamīna sulfātu. Izejmateriāls ir hitīns (grieķu čitons “apakškoks, apvalks, apvalks”) - a slāpeklis (N) satur dabā plaši izplatīts polisaharīds, īpaši dzīvnieku un sēņu valstībās, kas ir daudzu posmkāju (posmkāju) eksoskeleta galvenā sastāvdaļa, daudzu mīkstmiešu (mīkstmiešu) radulas (mutes daļas) sastāvdaļa. dažu sēņu šūnu sienas sastāvdaļa. Pamatvielu viela hitīns sastāv no vairākiem monomēriem (līdz 2,000), galvenokārt N-acetil-D-glikozamīna (GlcNAc), bet var saturēt arī D-glikozamīna vienības. Monomēri ir savstarpēji saistīti ar ß-1,4-glikozīdu saitēm. Rūpnieciskai glikozamīna sintēzei hitīnu galvenokārt iegūst kā otrreizēju izejvielu no vēžveidīgo zvejniecības atkritumiem, piemēram, krabji un garneles. Šim nolūkam sasmalcinātas vēžu čaumalas un krabju čaumalas tiek proteīnētas, izmantojot nātrijs hidroksīda šķīdums (2 mol NaOH / l) un atbrīvots no kaļķa sastāvdaļām sālsskābe (4 mol HCl / l). Iegūtais polimēra hitīns tiek apstrādāts ar karstu sālsskābe hidrolītiski sašķelt to (reaģējot ar ūdeni) monomēros un deacetilēt (acetilgrupas šķelšanās no GlcNAc; ja acetilēšanas pakāpe ir <50%, to sauc par hitozāns), kas rada daudzus D-glikozamīnu molekulas. HCl vai SO4 grupu saistīšana ar glikozamīna aminogrupām molekulas rada attiecīgi D-glikozamīna hidrohlorīdus vai D-glikozamīna sulfātus. Glikozamīns ir vēlamais substrāts glikozaminoglikānu biosintēzei. Pēc fruktozes-6-fosfāta amidēšanas un izomerizācijas līdz glikozamīna-6-fosfātam glikozamīna-6-fosfāta N-acetiltransferāzes rezultātā pēdējais tiek acetilēts uz N-acetilglukozamīna-6-fosfātu. , izomerizē (pārveido) par N-acetilglukozamīna-1-fosfātu ar N-acetilglukozamīna fosfoglukomutāzes starpniecību un pārveido par UDP-N-acetilglukozamīnu (UDP-GlcNAc) ar uridīna difosfāta (UDP) -N-acetilglukozamīna fosforilāzi, ko savukārt var pārveidot uz UDP-N-acetilgalaktozamīnu (UDP-GalNAc) ar UDP-galaktozes 4-epimerāze. Nukleotīdu UDP nodrošina nepieciešamo enerģiju, lai GlcNAc vai GalNAc molekulu pārnestu uz uronskābi un tādējādi sintezētu glikozaminoglikānu disaharīdu vienības, piemēram, hialuronskābe, hondroitīna sulfāts/ dermatāna sulfāts un keratāna sulfāts. Lai biosintezētu heparīns un heparāna sulfāts, GlcNAc atlikums ir daļēji deacetilēts un sulfāts līdz glikozamīna sulfātam. Ar vecumu samazinās spēja pašražot glikozamīnu pietiekamā daudzumā, kas ir saistīts ar samazinātu glikozaminoglikāna sintēzi. Šī iemesla dēļ novecojošie locītavu skrimšļi tiek pakļauti strukturālām izmaiņām un arvien vairāk zaudē savas funkcijas kā a šoks absorbētājs. Līdz ar to gados vecākiem cilvēkiem ir paaugstināts attīstības risks osteoartrīts un citas artrītiskas izmaiņas.
Resorbcija
Līdz šim ir ļoti maz zināms par zarnu mehānismu (iesaistot zarnas) absorbcija (uzņemšana) glikozamīna un glikozamīna sulfāta. Ir pierādījumi, ka glikozamīns nonāk enterocītos (tievās zarnas šūnās epitēlijs) augšējā daļā tievā zarnā ar aktīvu procesu, kas saistīts ar transmembrānu transportēšanu proteīni (nesēji). Šķiet, ka būtiska loma ir nātrijs/glikoze kotransporter-1 (SGLT-1), kas transportē D-glikozes un D-glikozes atvasinājumus, ieskaitot D-glikozamīnu, kopā ar nātrija joniem, izmantojot simportu (rektificētu transportu) no divpadsmitpirkstu zarnas līdz ileumam. Priekš absorbcija glikozamīna sulfāta enzīmu šķelšana ir nepieciešama zarnu lūmenā vai pie enterocītu otas robežas membrānas, lai SGLT-1 to internalizētu (uzņemtu iekšēji) glikozamīna veidā. SGLT-1 ir izteikts atkarībā no lūmena pamatnes koncentrācija - ja substrāta daudzums ir augsts, tiek palielināta nesēja sistēmas intracelulārā ekspresija un tās iekļaušanās apikālajā (vērstā pret zarnu lūmenu) enterocītu membrānā, un, ja substrāta padeve ir zema, tā samazinās. Šajā procesā substrāti konkurē par SGLT-1 saistīšanās vietām tā, ka, piemēram, glikozamīns tiek izspiests no absorbcija pie augsta gaismas glikoze koncentrācijas. SGLT-1 virzītājspēks ir elektroķīmisks, šūnā iekšpusē esošs nātrija gradients, ko ietekmē nātrijakālijs (K +) - ATPāze, kas atrodas bazolaterālā (vērsta pret asinis kuģi) šūnu membrānu, un to aktivizē ATP patēriņš (adenozīns trifosfāts, universāls enerģiju nodrošinošs nukleotīds) katalizē (paātrina) Na + jonu transportu no zarnu šūnas asinīs un K + jonus zarnu šūnā. Papildus apikālajai enterocītu membrānai SGLT-1 atrodas arī proksimālajā kanāliņā niere (galvenā nieru kanāliņu daļa), kur tā ir atbildīga par glikozes un glikozamīna reabsorbciju. Enterocītos (tievās zarnas šūnās) epitēlijs), notiek glikozamīna fermentatīvā resulfatācija (sulfātu grupu piesaistīšanās) glikozamīna sulfātam, lai gan tā var notikt arī aknas un citi orgāni. Glikozamīna un glikozamīna sulfāta transportēšana no enterocītiem caur bazolaterālu šūnu membrānu asinīs (portāls vēnas) veic ar glikozes transporteru-2 (GLUT-2). Šai nesēju sistēmai ir liela transporta jauda un zema substrāta afinitāte, tāpēc papildus glikozei un glikozes atvasinājumiem galaktozes un fruktozi arī transportē. GLUT-2 ir lokalizēts arī aknas un aizkuņģa dziedzera beta šūnas (insulīnaaizkuņģa dziedzera ražošanas šūnas), kur tas nodrošina gan ogļhidrātu uzņemšanu šūnās, gan izdalīšanos asinīs. Saskaņā ar farmakokinētikas pētījumiem iekšķīgi ievadītā glikozamīna un glikozamīna sulfāta absorbcija zarnās ir ātra un gandrīz pilnīga (līdz 98%). Augsta glikozamīna sulfāta pieejamība daļēji izriet no tā mazā daudzuma molārs masa vai molekulas lielums, salīdzinot ar glikozaminoglikāniem - GS molekula ir aptuveni 250 reizes mazāka nekā hondroitīna sulfāts molekula. Tiek lēsts, ka hondroitīna sulfāta absorbcijas ātrums ir tikai 0-8%.
Transports un izplatīšanās organismā
Pētījumi ar radioaktīvi iezīmētu, iekšķīgi lietotu glikozamīnu un glikozamīna sulfātu parādīja, ka šīs vielas ātri parādās asinis pēc ātras uzsūkšanās un tos ātri uzņem audi un orgāni. Aminosukurus galvenokārt iestrādā locītavas struktūrās, īpaši skrimšļa, saišu un citu šūnu ārpusšūnu (ārpus šūnas) matricā (ārpusšūnu matrica, starpšūnu viela, ECM, ECM). Cīpslas. Tur dominējošā forma ir glikozamīna sulfāts, jo brīvajam glikozamīnam notiek fermentatīva sulfācija (sulfātu grupu piesaistīšanās). Locītavā glikozamīna sulfāts stimulē skrimšļa sastāvdaļu sintēzi un sinoviālais šķidrums (locītavu šķidrums). Turklāt GS palielina sērs, būtisks elements locītavu audos, kur tas ir atbildīgs par locītavu struktūru ārpusšūnu matricas stabilizēšanu. Veicinot anaboliskos (uzkrāšanās) procesus un kavējot kataboliskos (noārdošos) procesus locītavu skrimšļos, glikozamīna sulfāts regulē dinamisko līdzsvarot skrimšļa uzkrāšanās un sadalīšanās. Visbeidzot, GS ir būtiska, lai saglabātu locītavu funkcijas, un to lieto kā diētu papildināt vai hondroprotektors (vielas, kas aizsargā skrimšļus un kavē skrimšļa noārdīšanos ar pretiekaisuma iedarbību) artrīta slimībās. Devas 700-1,500 mg dienā, GS demonstrē simptomus modificējošu darbību ar labu panesamību un neitralizē osteoartrīts. Piemēram, ārstēšana ar 1,500 mg perorāli ievadīta GS samazināja 0.31 mm sašaurināšanos ceļa locītava paredzama vieta pacientiem ar gonartroze (ceļa locītava osteoartrīts) par 70% trīs gadu laikā. GS uzņemšana locītavu skrimšļos notiek ar aktīvu mehānismu, izmantojot transmembrānas nesējus - tāpat kā glikozamīna sulfāta transports aknas un niere. Lielākā daļa citu audu aminosukuru uzņem pasīvās difūzijas ceļā. In asinis plazmā glikozamīna un glikozamīna sulfāta uzturēšanās laiks ir ļoti īss - no vienas puses, pateicoties ātrai uzņemšanai audos un orgānos, un, no otras puses, pateicoties iekļaušanai (uzņemšanai) plazmā proteīni, piemēram, alfa- un beta-globulīns. Saskaņā ar farmakokinētikas pētījumiem perorāli ievadītam glikozamīnam ir plazma koncentrācija 5 reizes zemāks nekā parenterāli (intravenozi vai intramuskulāri) ievadīts glikozamīns. Tas ir saistīts ar vielmaiņa pirmajā reizē aknās, kuras iziet tikai iekšķīgi lietojams glikozamīns. Pirmās caurlaides efekta ietvaros liela daļa glikozamīna tiek sadalīta līdz mazākai molekulas un galu galā uz ogleklis dioksīds, ūdens un urīnviela, atstājot tikai nelielu daļu glikozamīna nemainītu un izdalītu asinīs.
Izdalīšanās
Glikozamīna sulfāts izdalās galvenokārt caur nierēm ar urīnu (~ 30%), galvenokārt glikozamīna veidā. Gandrīz pilnīgas zarnu absorbcijas dēļ GS izdalīšanās ar izkārnījumiem (izkārnījumos) ir tikai aptuveni 1%. Mazākā mērā GS Eliminācijas notiek arī elpošanas trakts.
