Semnificație clinică
După cum s-a menționat anterior, GAGs joacă un rol esențial în multe procese fiziologice prezente în tot corpul. Semnificația clinică a fiecărei clase de GAG va fi rezumată mai jos. Rețineți că informațiile furnizate sunt concise și nu sunt menite să reprezinte toate procesele fiziologice care implică GAG-uri.
Acidul hialuronic
HA este omniprezent în țesuturile corpului și este cel mai bine cunoscut pentru capacitatea sa de a atrage moleculele de apă. Structura foarte polară a HA îl face capabil să se lege de 10000 de ori propria greutate în apă. Datorită acestei caracteristici, joacă un rol cheie în lubrifierea articulațiilor sinoviale și în procesele de vindecare a rănilor. HA este, de asemenea, utilizat în mod exogen de către clinicieni pentru promovarea regenerării țesuturilor și repararea pielii și și-a demonstrat siguranța și eficacitatea în acest scop. HA este utilizat într-o varietate de produse cosmetice și prezintă o eficacitate promițătoare în promovarea etanșeității și elasticității pielii și în îmbunătățirea scorurilor estetice. În plus față de capacitățile sale de legare a apei, s-a demonstrat, de asemenea, că HA este implicat în promovarea și inhibarea angiogenezei și, prin urmare, implicat în procesul de carcinogeneză.
Sulfat de heparan/Heparină
Sulfatul de heparan este unul dintre cei mai bine studiați GAG datorită numeroaselor sale roluri și a utilizării sale potențiale ca țintă farmacologică pentru tratamentul cancerului. Printre funcțiile notabile ale heparan sulfatului se numără organizarea matricei extracelulare (ECM) și modularea semnalizării factorilor de creștere celulară prin faptul că acționează ca o punte între receptori și liganzi. În matricea extracelulară, heparan sulfatul interacționează cu numeroși compuși, inclusiv colagenul, laminina și fibronectina, pentru a favoriza aderența dintre celule și dintre celule și matricea extracelulară. În cazul unor afecțiuni maligne, cum ar fi melanomul, degradarea heparan sulfatului din matricea extracelulară prin acțiunea enzimei heparanază duce la migrarea celulelor maligne și la metastaze. Acest mecanism face ca heparanaza și heparan sulfatul să fie ținte farmacologice viabile pentru prevenirea metastazelor cancerului.
Heparan sulfatul joacă, de asemenea, un rol cheie în semnalizarea factorilor de creștere celulară. Un exemplu al acestui rol implică interacțiunea heparan sulfatului cu factorul de creștere a fibroblastelor (FGF) și cu receptorul factorului de creștere a fibroblastelor (FGFR). Sulfatul de heparan facilitează formarea complexelor FGF-FGFR, având ca rezultat o cascadă de semnalizare care duce la proliferarea celulară. Gradul de sulfatare a heparan sulfatului influențează formarea acestor complexe. De exemplu, proliferarea celulelor de melanom este stimulată de acțiunea heparan sulfatului de heparan puternic sulfat asupra FGF.
Heparina reprezintă cel mai timpuriu rol biologic recunoscut al GAG-urilor pentru utilizarea sa ca anticoagulant. Mecanismul pentru acest rol implică interacțiunea sa cu proteina antitrombină III (ATIII). Interacțiunea heparinei cu ATIII determină o modificare de conformație în ATIII care îi sporește capacitatea de a funcționa ca inhibitor serin proteazic al factorilor de coagulare. Diferite greutăți moleculare ale heparinei au fost studiate pentru a prezenta diferite intensități clinice de anticoagulare .
Sulfat de condroitină
Sulfatul de condroitină este cunoscut din punct de vedere istoric pentru utilizarea sa clinică ca medicament de modificare a bolii osteoartritei (DMOAD). Studiile clinice au documentat potențialul său pentru ameliorarea simptomatică a durerii, precum și efectul de modificare a structurii în osteoartrită (OA) pe baza rezultatelor radiografice ale articulațiilor. Există multiple mecanisme prin care sulfatul de condroitină este responsabil pentru aceste efecte clinice. Proprietățile de ameliorare a durerii ale sulfatului de condroitină în OA sunt legate de proprietățile sale antiinflamatorii care determină atenuarea căii factorului nuclear-kappa-B (NF-kappa-B) care este hiperactivă în OA.
Una dintre principalele cauze fiziopatologice ale OA se referă la pierderea de sulfat de condroitină din cartilajul articular în articulații, ceea ce duce la inflamație și catabolismul cartilajului și al osului subcondral. Rolul de modificare a structurii condroitin sulfatului în OA se datorează rolului său de stimulare a colagenului de tip II și a producției de PG atât în cartilajul articular, cât și în membrana sinovială. Acest efect anabolic al sulfatului de condroitină previne alte leziuni tisulare și remodelarea țesuturilor sinoviale.
Sulfat de keratan
Sulfatul de keratan a fost bine studiat pentru rolul său funcțional atât în cornee, cât și în sistemul nervos. Corneea cuprinde cea mai bogată sursă cunoscută de keratan sulfat din organism, urmată de țesutul cerebral. Rolul sulfatului de keratan în cornee include reglarea distanței dintre fibrilele de colagen, care este esențială pentru claritatea optică, precum și optimizarea hidratării corneei în timpul dezvoltării, pe baza interacțiunii sale cu moleculele de apă. Ca și în cazul altor GAG-uri, gradul de sulfatare a keratan sulfatului determină starea sa funcțională. Modelele anormale de sulfatare a keratan sulfatului datorate unor mutații genetice specifice au ca rezultat o opacitate crescută a corneei și tulburările vizuale care rezultă.
Sulfatul de keratan s-a demonstrat, de asemenea, că joacă un rol reglator important în dezvoltarea țesutului neuronal. Diferite subgrupe de keratan sulfat din creier au roluri-cheie în stimularea creșterii celulelor microgliale și în promovarea reparării axonale în urma unei leziuni. Abakan este un exemplu de tip de keratan sulfat observat în țesutul cerebral care servește la blocarea atașamentului neuronal, care marchează limitele creșterii neuronale în creierul în curs de dezvoltare.
În concluzie, glicozaminoglicanii (GAG), au funcții larg răspândite în organism. Ei joacă un rol crucial în procesul de semnalizare celulară, inclusiv în reglarea creșterii și proliferării celulare, promovarea adeziunii celulare, anticoagularea și repararea rănilor.
.