Glykosaminoglykany

Glykosaminoglykany (GAG) jsou dlouhé, nelineární polysacharidy složené z opakujících se disacharidových jednotek, které obsahují aminocukr (glukosamin nebo galaktosamin) a uronovou kyselinu (glukuronovou nebo iduronovou). Tyto biomolekuly jsou důležitou součástí extracelulární matrix (ECM) v tělesných tkáních a hrají klíčovou roli v řadě biologických procesů, včetně buněčné signalizace, mechanického tlumení a udržování strukturální integrity tkání.

Hlavní typy glykosaminoglykanů

• Hyaluronan (kyselina hyaluronová):

  • Hyaluronan je nejjednodušší GAG, neobsahuje sírové skupiny a je nesulfatovaný. Je tvořen disacharidovými jednotkami kyseliny glukuronové a N-acetylglukosaminu.
  • Funkce: Působí jako lubrikant v kloubech, hraje roli v hydrataci tkání a usnadňuje buněčnou migraci. Je také klíčový pro hojení ran.

• Chondroitin sulfát:

  • Skládá se z kyseliny glukuronové a N-acetylgalaktosaminu s různým stupněm sulfatace.
  • Funkce: Nachází se v chrupavkách, kde přispívá k jejich pružnosti a schopnosti absorbovat nárazy. Je také důležitý pro udržování strukturní integrity tkání.

• Dermatan sulfát:

  • Obsahuje iduronovou kyselinu a N-acetylgalaktosamin.
  • Funkce: Hraje roli v hojení ran, srážení krve a elastických vlastnostech pokožky a jiných pojivových tkání.

• Heparan sulfát:

  • Tvořen disacharidovými jednotkami glukosaminu a glukuronové nebo iduronové kyseliny, často s vysokým stupněm sulfatace.
  • Funkce: Zapojen do regulace růstu buněk, vazby růstových faktorů, antikoagulace a udržování struktury bazálních membrán.

• Heparin:

  • Strukturně podobný heparan sulfátu, ale s vyšší mírou sulfatace. Je to nejvíce negativně nabitý a sulfatovaný GAG.
  • Funkce: Působí jako antikoagulant, což znamená, že zabraňuje srážení krve. Používá se jako lék při prevenci a léčbě trombózy.

• Keratan sulfát:

  • Skládá se z galaktózy a N-acetylglukosaminu.
  • Funkce: Nachází se v rohovce, chrupavce a mezibuněčné hmotě a přispívá k průhlednosti rohovky a mechanickým vlastnostem chrupavky.

Funkce a význam glykosaminoglykanů

• Strukturální podpora a elasticita:

  • GAG poskytují strukturální integritu a elasticitu pojivových tkání, jako jsou chrupavky, šlachy, kůže a cévní stěny. Pomáhají tkáním odolávat mechanickému namáhání a tlaku.

• Hydratace a lubrikace:

  • Díky své schopnosti vázat velké množství vody, GAG přispívají k hydrataci tkání a poskytují lubrikační vlastnosti v kloubech a očích.

• Signální a regulační role:

  • GAG jsou klíčovými složkami extracelulární matrix, kde interagují s růstovými faktory, cytokiny a dalšími molekulami, což ovlivňuje buněčnou proliferaci, migraci a diferenciaci. Mají také významnou roli v procesech, jako je srážení krve a zánětlivé reakce.

• Ochrana proti patogenům:

  • Některé GAG, jako je heparan sulfát, mohou vázat patogeny a zabránit jejich vstupu do buněk. Tato vlastnost je důležitá pro obranné mechanismy proti infekcím.

• Regulace enzymové aktivity:

  • GAG mohou regulovat aktivitu různých enzymů, což je důležité pro kontrolu degradačních procesů v těle, jako je degradace proteoglykanů.