Chondroitinsulfat

Terminologi

Chondroitinsulfat blev oprindeligt isoleret, længe før kemikerne lærte om dets struktur. Derfor ændrede navnet sig med tiden. Tidlige forskere identificerede forskellige typer af stoffet med bogstaver.

"Chondroitinsulfat B" er et gammelt navn for dermatansulfat, og det er ikke længere klassificeret som en form for chondroitinsulfat.

Chondroitin, uden "sulfat", er blevet brugt til at beskrive en type med lidt eller ingen sulfatering. Denne skelnen anvendes dog ikke af alle.

Navnet "chondroitinsulfat" lyder som et salt med en sulfat mod-anion. Dette er ikke tilfældet. Sulfatet er knyttet til sukkeret med en kovalent binding. Da molekylet har flere negative ladninger ved fysiologisk pH, er der et kation til stede i salte af chondroitinsulfat. Kommercielle præparater af chondroitinsulfat er typisk natriumsalt. Barnhill et al. har foreslået, at alle sådanne præparater af chondroitinsulfat skal betegnes som "natriumchondroitin" uanset deres sulfatstatus.

Struktur

Chondroitinsulfatkæder er uforgrenede polysaccharider af varierende længde, der indeholder to vekslende monosaccharider: D-glucuronsyre (GlcA) og N-acetyl-D-galactosamin (GalNAc). Nogle GlcA-rester epimeriseres til L-iduronsyre (IdoA); det resulterende disaccharid kaldes dermatansulfat.

Proteintilhæftning

Chondroitinsulfatkæderne er knyttet til hydroxylgrupper på serinrester i visse proteiner. Man forstår ikke præcist, hvordan proteiner udvælges med henblik på tilknytning af glykosaminoglykaner. Glykosylerede seriner er ofte efterfulgt af en glycin-gruppe og har tilstødende sure rester. Men dette forudsiger ikke altid glykosylering.

GAG-kædens fastgørelse begynder med fire monosaccharider i et fast mønster: Xyl - Gal - Gal - Gal - GlcA. Hvert sukkerstof er knyttet af et specifikt enzym, hvilket giver mulighed for flere niveauer af kontrol over GAG-syntesen. Xylose begynder at blive bundet til proteiner i det endoplasmatiske retikulum, mens resten af sukkerstofferne bindes i Golgi-apparatet.

Sulfatering

Hvert monosaccharid kan være usulfateret, sulfateret én gang eller sulfateret to gange. I det mest almindelige tilfælde sulfateres hydroxylerne i N-acetyl-galactosaminets 4- og 6-positioner, idet nogle kæder har glucuronsyre i 2-position. Sulfatering formidles af specifikke sulfotransferaser. Sulfatering i disse forskellige positioner giver chondroitin GAG-kæderne specifikke biologiske aktiviteter.

Funktion

Chondroitins funktioner afhænger i høj grad af egenskaberne ved det samlede proteoglykan, som det er en del af. Disse funktioner kan groft sagt opdeles i strukturelle og regulerende roller. Nogle proteoglykaner har både strukturelle og regulerende funktioner (se versican).

Strukturel

Chondroitinsulfat er en vigtig komponent i den ekstracellulære matrix og er vigtig for at opretholde vævets strukturelle integritet. Denne funktion er typisk for de store aggrecan-aggregerende proteoglykaner: aggrecan, versican, brevican og neurocan, der tilsammen kaldes lecticans.

Som en del af aggrecan er chondroitinsulfat en vigtig bestanddel af brusk. De tæt pakkede og højt ladede sulfatgrupper i chondroitinsulfat skaber elektrostatisk afstødning, som giver brusk en stor del af dens modstandsdygtighed over for kompression. Tab af chondroitinsulfat fra brusk er en af hovedårsagerne til slidgigt.

Lovgivning

Chondroitinsulfat interagerer let med proteiner i den ekstracellulære matrix på grund af dets negative ladninger. Disse interaktioner er vigtige for reguleringen af mange celleaktiviteter. Lektierne er en vigtig del af hjernens ekstracellulære matrix, hvor chondroitinsukkerkæderne fungerer til at stabilisere normale synapser i hjernen som en del af perineuronale net. Niveauerne af chondroitinsulfatproteoglykaner er stærkt forhøjet efter skader på centralnervesystemet, hvor de virker for at forhindre regenerering af beskadigede nerveender. Selv om disse funktioner ikke er lige så velkarakteriserede som heparansulfatets funktioner, bliver der fortsat opdaget nye roller for chondroitinsulfatproteoglykanerne.

I kortikaludviklingen udtrykkes chondroitinsulfat af subpladen og fungerer som et stopsignal for neuroner, der migrerer fra den ventrikulære zone. Neuroner, der stopper her, kan derefter programmeres til yderligere migration til specifikke lag i den kortikale plade.

Medicinsk brug

Chondroitin indgår i kosttilskud, der anvendes som alternativ medicin til behandling af slidgigt, og er også godkendt og reguleret som et symptomatisk langsomtvirkende lægemiddel til behandling af denne sygdom (SYSADOA) i Europa og nogle andre lande. Det sælges almindeligvis sammen med glucosamin. Chondroitin og glucosamin anvendes også inden for veterinærmedicin.