Kondroitiinsulfaat definitsioon ja roll kõhres
Kondroitiinsulfaat on sulfaatunud glükosaminoglükaan (GAG). See on vahelduvate suhkrute (N-atsetüülgalaktosamiin ja glükuroonhape) ahel. Tavaliselt leidub see proteoglükaanide osana proteiinide küljes. Kondroitiini ahelas võib olla üle 100 üksiksuhkru, millest igaüks võib olla sulfatunud erinevates positsioonides ja kogustes. Kondroitiinsulfaat on kõhre oluline struktuurikomponent ja tagab suure osa selle vastupidavusest survetaluvusele. Koos glükoosamiiniga on kondroitiinsulfaat muutunud laialdaselt kasutatavaks toidulisandiks osteoartriidi raviks. Seda ekstraheeritakse tavaliselt hai-kõhrest.
Struktuur ja süntees
Kondroitiinsulfaat koosneb korduvatest disahhariidiüksustest: N‑atsetüülgalaktosamiinist ja glükuroonhappest. N‑atsetüülgalaktosamiinirühm võib olla sulfatreeritud peamiselt C4- või C6-positsioonil, mille tulemuseks on erinevad alamliigid (nt CS‑A ja CS‑C). Ahelate pikkus ja sulfaatumise mustrid on varieeruvad, mis mõjutab molekuli füüsikalis-keemilisi omadusi. Kondroitiini süntees toimub raku Golgi-aparaadis, kus spetsiifilised sulfotransferaasid ja glükosüültransferaasid lisavad ja modifitseerivad ahelaid.
Roll kõhre struktuuris ja funktsioonis
Kondroitiinsulfaat on osa suurematest proteoglükaanidest (näiteks aggrekaan), mis kinnituvad hüaluroonhappe külge ja moodustavad hügroskoopse geeli kõhre rakuvaheaines. Negatiivsed laengud kondroitiinsulfaatmolekulidel meelitavad vett ja sooli, andes koele mahtuvuse ja elastsuse. See võrgustik võimaldab kõhrel taluda ja ühtlaselt jagada kompressioonijõude ning tagab libisemise sünoviaalvedeliku suhtes. Lisaks mõjutavad kondroitiinsulfaadi ahelad rakkude signaaliedastust, kasvufaktorite kättesaadavust ja kudede remonti.
Kahjustused ja metabolism
Kõhre degeneratsiooni (näiteks osteoartriidis) korral muutub proteoglükaanide hulk ja kondroitiini sulfaatkettide struktuur — ahelad võivad lüheneda või deglükeeruda, mis vähendab koetugevust ja veepeetust. Ekstracellulaarseid GAG‑e lagundavad ensüümid, sh erinevad glükosaminidaasid ja spetsiifilised chondroitinase-ensüümid.
Toidulisandina kasutamine ja kliinilised uuringud
Kondroitiinsulfaati müüakse toidulisandina sageli koos glükoosamiiniga ja seda pakutakse liigesevalu leevendamiseks ning kõhre toetamiseks. Tavapärased annused uuringutes jäävad vahemikku umbes 800–1 200 mg päevas; kombinatsiooniteraapiates kasutatav glükoosamiiniannus on tihti ~1 500 mg päevas.
Kliinilised uuringud annavad segaseid tulemusi: mõned uuringud ja meta-analüüsid näitavad mõõdukat valu vähenemist ja funktsiooni paranemist pikaajalisel kasutamisel, teised leidsid minimaalse või olematu toime võrreldes platseeboga. Tulemus sõltub sageli preparaadist, puhtusest, annusest ja uuringute kvaliteedist. Kõige tugevam on tõendus valule ja funktsioonile lühiajalises kuni keskpikas perspektiivis; tõendid koe struktuurse kaitse kohta on piiratud ja vastuolulised.
Allikad ja tootmine
Kondroitiinsulfaati ekstraheeritakse tavaliselt loomsest kudedest: hai-, veise-, sigu- ja kanakõhrtest. Allikavalik mõjutab kvalitatiivi ja immunogeensust; hai- ja muude mereloomade kasutamine on tõusnud keskkonna- ja jätkusuutlikkuse küsimuste tõttu tähelepanu alla. Eksisteerivad ka tehnoloogiad fermentatiivseks tootmiseks või biotehnoloogiliseks sünteesiks, kuid enamik turul olevatest toodetest pärineb ikka ülejääkidest loomsetest materiaalidest.
Ohutus ja võimalikud koostoimed
- Tavalised kõrvaltoimed: kerged seedetrakti sümptomid (seedehäired, iiveldus, kõhulahtisus või -kinnisus), harvemini allergilised reaktsioonid.
- Koostoimed: on kirjeid võimalikust koostoimest antikoagulantidega (nt varfariin), mille korral võib suureneda verejooksu risk ja INR-tase. Enne kondroitiinsulfaadi kasutamist koos verevedeldajatega konsulteeri arsti või apteekriga.
- Allergiad: kuna tooraine võib pärineda mereloomadest või loomadest, tuleks ettevaatlik olla inimestel, kellel on tugevad mereannite või loomsete toodete allergiad.
- Rasedus ja imetamine:
Kvaliteet ja analüüsimine
Toodete kvaliteet ja kondroitiini puhtus/kontsentratsioon võivad oluliselt varieeruda. Farmakoloogiliste ja toidulisandite toodete analüüsiks kasutatakse meetodeid nagu HPLC, geelpermeatsioonikromatograafia, kapillaargelelektroforees või värvimismeetodid (nt DMMB‑assay). Ostmisel tasub valida usaldusväärseid tootjaid ja otsida kolmanda osapoole testimist, et vähendada riski vigaste või saastunud preparaatide osas.
Kokkuvõte
Kondroitiinsulfaat on kõhre oluline komponent, mis aitab säilitada koe mehaanilisi omadusi läbi vee sidumise ja geeli‑laadse võrgu moodustamise. Toidulisandina on selle kasutamine laialt levinud osteoartriidi sümptomite leevendamiseks, kuid kliiniline toime on uuringutes varieeruv ja sõltub toote kvaliteedist ning annusest. Enne pikaajalist kasutamist, eriti koos ravimitega nagu antikoagulandid, on soovitatav konsulteerida tervishoiuspetsialistiga.
Kondroitiinsulfaadi ahela ühe ühiku keemiline struktuur. Kondroitiin-4-sulfaat: R1 = H; R2 = SO3 H; R3 = H. Kondroitiin-6-sulfaat: R1 = SO3 H; R2 , R3 = H.
Kondroitiinsulfaat - alternatiivne skeem
Terminoloogia
Kondroitiinsulfaat isoleeriti algselt ammu enne seda, kui keemikud said teada selle struktuuri. Seega muutus selle nimi aja jooksul. Varajased teadlased tähistasid aine erinevaid tüüpe tähtedega.
| Kirja identifitseerimine | Sulfaatumise koht | Süstemaatiline nimi |
| Kondroitiinsulfaat A | N-atsetüülgalaktosamiini (GalNAc) suhkru 4. süsiniku sisaldus | kondroitiin-4-sulfaat |
| Kondroitiinsulfaat C | GalNAc-suhkru 6. süsiniku | kondroitiin-6-sulfaat |
| Kondroitiinsulfaat D | glükuroonhappe 2. süsinik ja GalNAc-suhkru 6. süsinik | kondroitiin-2,6-sulfaat |
| Kondroitiinsulfaat E | GalNAc-suhkru 4. ja 6. süsiniku kohta | kondroitiin-4,6-sulfaat |
"Kondroitiinsulfaat B" on dermataansulfaadi vana nimetus ja seda ei liigitata enam kondroitiinsulfaadi vormiks.
Kondroitiini, ilma "sulfaadita", on kasutatud sellise tüübi kirjeldamiseks, millel on vähe sulfaate või ei ole neid üldse. Seda eristust ei kasuta siiski kõik.
Nimi "kondroitiinsulfaat" kõlab nagu sool, millel on sulfaadi vastanioon. See ei ole nii. Sulfaat on seotud suhkruga kovalentse sidemega. Kuna molekulil on füsioloogilise pH juures mitu negatiivset laengut, on kondroitiinsulfaadi soolades olemas katioon. Kaubanduslikud kondroitiinsulfaadi preparaadid on tavaliselt naatriumsoolad. Barnhill et al. on soovitanud, et kõiki selliseid kondroitiinsulfaadi preparaate nimetataks "naatriumkondroitiiniks", olenemata nende sulfaatuse staatusest.
Struktuur
Kondroitiinsulfaadi ahelad on erineva pikkusega hargnemata polüsahhariidid, mis sisaldavad kahte vahelduvat monosahhariidi: D-glükuroonhape (GlcA) ja N-atsetüül-D-galaktosamiin (GalNAc). Mõned GlcA jäägid epimeriseeruvad L-iduroonhappeks (IdoA); saadud disahhariidi nimetatakse seejärel dermataansulfaadiks.
Valgu kinnitumine
Kondroitiinsulfaadi ahelad on seotud teatud valkude seriinijääkide hüdroksüülrühmadega. Ei ole täpselt teada, kuidas valgud valitakse glükosaminoglükaanide kinnitamiseks. Glükosüülitud seriinidele järgneb sageli glütsiin ja nende kõrval on happelised jäägid. Kuid see ei ennusta alati glükosüülimist.
GAG-ahela kinnitumine algab nelja monosahhariidi fikseeritud mustriga: Xyl - Gal - Gal - GlcA. Iga suhkur kinnitatakse spetsiifilise ensüümi abil, mis võimaldab GAG-sünteesi mitmel tasandil kontrollida. Ksüloos hakkab valkude külge kinnituma endoplasmavõrgustikus, ülejäänud suhkrud kinnituvad Golgi aparaadis.
Sulfaatumine
Iga monosahhariid võib jätta sulfaatimata, sulfaatida üks kord või sulfaatida kaks korda. Kõige tavalisemal juhul on N-atsetüülgalaktosamiini 4. ja 6. positsiooni hüdroksüülid sulfateeritud, mõnes ahelas on 2. positsioonil glükuroonhape. Sulfatatsiooni vahendavad spetsiifilised sulfotransferaasid. Sulfatatsioon nendes erinevates positsioonides annab kondroitiini GAG ahelatele spetsiifilise bioloogilise aktiivsuse.
Funktsioon
Kondroitiini funktsioonid sõltuvad suurel määral selle üldise proteoglükaani omadustest, mille osa ta on. Need funktsioonid võib laias laastus jagada struktuurilisteks ja regulatiivseteks rollideks. Mõnedel proteoglükaanidel on nii struktuuriline kui ka regulatiivne roll (vt versikan).
Struktuuriline
Kondroitiinsulfaat on rakuvälise maatriksi peamine komponent, mis on oluline kudede struktuurse terviklikkuse säilitamisel. See funktsioon on iseloomulik suurtele agregeerivatele proteoglükaanidele: aggrekaan, versikan, brevikan ja neurokaan, mida ühiselt nimetatakse lektikaanideks.
Aggrekaani osana on kondroitiinsulfaat kõhre peamine koostisosa. Kondroitiinsulfaadi tihedalt paigutatud ja tugevalt laetud sulfaatrühmad tekitavad elektrostaatilise tõrjumise, mis tagab suure osa kõhre vastupidavusest kokkusurumisele. Kondroitiinsulfaadi kadumine kõhrest on üks peamisi osteoartriidi põhjuseid.
Reguleeriv
Kondroitiinsulfaat suhtleb oma negatiivsete laengute tõttu kergesti rakuvälise maatriksi valkudega. Need koostoimed on olulised paljude rakutegevuste reguleerimisel. Lektaanid on oluline osa aju rakuvälisest maatriksist, kus kondroitiinsuhkruahelad toimivad normaalsete ajusünapside stabiliseerimiseks perineuronaalsete võrkude osana. Kondroitiinsulfaatproteoglükaanide tase suureneb tohutult pärast kesknärvisüsteemi vigastusi, kus nad toimivad kahjustatud närvilõpmete regeneratsiooni takistavalt. Kuigi need funktsioonid ei ole nii hästi iseloomustatud kui heparaansulfaadi omad, avastatakse jätkuvalt uusi rolle kondroitiinsulfaatproteoglükaanide jaoks.
Kortikaalse arengu ajal ekspresseeritakse kondroitiinsulfaati subplaadi poolt ja see toimib peatussignaalina ventrikulaarsest tsoonist migreeruvatele neuronitele. Siin peatuvad neuronid võivad seejärel olla programmeeritud edasiseks migratsiooniks kortikaalse plaadi spetsiifilistesse kihtidesse.
Meditsiiniline kasutamine
Kondroitiin on toidulisandites, mida kasutatakse alternatiivse ravimina osteoartriidi raviks ning mis on Euroopas ja mõnes teises riigis heaks kiidetud ja reguleeritud ka selle haiguse sümptomaatilise aeglase toimega ravimina (SYSADOA). Seda müüakse tavaliselt koos glükoosamiiniga. Kondroitiini ja glükosamiini kasutatakse ka veterinaarmeditsiinis.
Küsimused ja vastused
K: Mis on kondroitiinsulfaat?
V: Kondroitiinsulfaat on sulfaatunud glükosaminoglükaan (GAG), mis koosneb vahelduvate suhkrute (N-atsetüülgalaktosamiin ja glükuroonhape) ahelast.
K: Mis on kondroitiinsulfaat tavaliselt lisatud?
V: Kondroitiinsulfaat on tavaliselt proteoglükaani osana proteiinide külge kinnitunud.
K: Kui palju üksikuid suhkruid võib kondroitiini ahelas olla?
V: Kondroitiini ahelas võib olla üle 100 üksiksuhkru.
K: Milline on kondroitiinsulfaadi roll kõhredes?
V: Kondroitiinsulfaat on kõhre oluline struktuurikomponent ja tagab suure osa selle vastupidavusest kokkusurumisele.
K: Milline on kondroitiinsulfaadi tavaline kasutusviis toidulisandina?
V: Kondroitiinsulfaat on koos glükoosamiiniga muutunud laialdaselt kasutatavaks toidulisandiks osteoartriidi raviks.
K: Kustondroitiinsulfaati tavaliselt ekstraheeritakse?
V: Kondroitiinsulfaati ekstraheeritakse tavaliselt hai-kõhrest.
K: Kas kondroitiinsulfaati võib sulfatida muutuvas asendis ja erinevas koguses?
V: Jah, kondroitiini ahelas olevad üle 100 üksiksuhkru võivad olla sulfaatunud erinevates positsioonides ja kogustes.
