Основные представители гликозамингликанов

Гиалуроновая кислота построена из дисахарида, включающего глюкуроновую кислоту и N-ацетилглюкозамин; имеет самую большую молекулярную массу – 10⁵ - 10⁷; способна связывать воду, при этом приобретая вид гелеобразной сетки, которая, во-1-ых, хорошо фиксирует клетки соединительной ткани и, во-2-ых, ограничивает диффузию и проницаемость межклеточного вещества для молекул и частиц, задерживая чужеродные крупные молекулы или клетки.. Некоторые микроорганизмы (возбудители газовой гангрены, гнойных инфекций) выделяют гиалуронидазу – фермент, разрушающий гиалуроновую кислоту, - что приводит к распространению патологического процесса на соседние ткани.

В свободном виде гиалуроновая кислота может встречаться, н-р, в стекловидном теле, пупочном канатике, а в суставной жидкости она выполняет роль смазки.

Хондроитинсульфаты (обязательные компоненты хряща) состоят из повторяющегося дисахарида «глюкуроновая кислота и сульфатированный N-ацетилгалактозамин». Остаток серной кислоты может присоединяться или по 4-му положению (в хондроитин-4-сульфате), или по 6-му (в хондроитин-6-сульфате). Хондроитинсульфаты хорошо связывают ионы благодаря диссоциации сульфатных групп. Молекулярная масса – от 10⁴ до 10⁶.

Гепарин существует в виде одиночных полисахаридных цепей или в виде протеогликанов. Протеогликан имеет белковое ядро, состоящее только из остатков серина и глицина. К нему присоединены полисахаридные цепи, построенные из уроновых кислот (идуроновой больше, чем глюкуроновой) и глюкозамина, содержащего сульфатную или (реже) ацетильную группы. Синтезируется гепарин тучными клетками и может в них накапливаться. Функции гепарина: 1) антикоагулянт, 2) активирует липопротеинлипазу, расщепляющую ТАГ в составе ХМ и ЛПОНП.

Гепарансульфат находится на поверхности клеток. От гепарина отличается строением белковой части, степенью сульфатирования и обратным соотношением уроновых кислот (глюкуроновой больше, чем идуроновой).

Дерматансульфат находится в разных тканях, в том числе в коже. Содержит повторяющиеся дисахариды «уроновая кислота - N-ацетилгалактозамин».

Кератансульфаты I и II (кератансульфат I находится в роговице, кератансульфат II – в скелете) построены из дисахаридов «галактоза - N-ацетилглюкозамин-6-сульфат», т.е., в отличие от других гликозаминогликанов, не содержат уроновых кислот.

Белковая часть протеогликанов, как и любые секретируемые белки, синтезируется на полирибосомах, связанных с ЭПС. Здесь же к ОН-группам серина поочередно присоединяются моносахара под действием гликозилтрансфераз. На одной пептидной цепи образуется много углеводных цепей, поэтому молекула протеогликана напоминает ершик. Разные протеогликаны различаются размером, содержанием белка и набором гликозамингликанов. В аппарате Гольджи протеогликан включается в гранулы и секретируется. В межклеточном веществе образуется «ершик из ершиков», в котором роль остова выполняет гиалуроновая кислота, к которой крепятся, как щетина, «ершики» протеогликанов (до 150 штук - рис.).

В растворе протеогликаны занимают много места (как бы распушены), т.к. 1) отрицательно заряженные цепи сульфатированных гликозамингликанов отталкиваются друг от друга, 2) они сильно гидратированы. При усилении давления на ткань протеогликановый гель выполняет функцию рессор и, подобно частично сжатой пружине, создает тургор и гасит резкие перемены нагрузки.

Являясь анионами, гликозамингликаны способны связывать большое количество ионов Na, Са (в очагах оссификации) и таким образом участвовать в водно-минеральном обмене.

Катаболизм гликозамингликанов (мукополисахаридов) происходит в лизосомах под действием специфических гликозидаз. Н-р, β-гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту, β-глюкуронидаза - хондроитинсульфаты. Наследственный дефект этих ферментов ведет к накоплению в тканях одного или нескольких гликозамингликанов (дерматан-, гепаран-, кератан- и хондроитинсульфатов). Развиваются мукополисахаридозы – тяжелые заболевания, проявляющиеся в резком нарушении умственного и физического развития ребенка, уменьшении продолжительности жизни.

Обобщенный фенотип включает в себя грубые черты лица, помутнение роговицы, гепатоспленомегалию, тугоподвижность суставов, грыжи, множественный дизостоз, экскрецию мукополисахаридов с мочой и метахромное окрашивание периферических лейкоцитов и костного мозга. Диагностика отдельных типов мукополисахаридозов основана на выявлении гликозаминогликанов, выделяемых с мочой, и на определении активности специфических ферментов в разных тканях, например в культуре фибробластов кожи.

Фибриллярные белки соединительной ткани.

Основным фибриллярным белком соединительной ткани является коллаген. Его молекула, как вы помните, состоит из 3-х α-цепей, образующих жесткую спиральную структуру. В организме человека более 5 типов коллагена, различающихся по первичной структуре, функциям и локализации. Наиболее распространен коллаген 1 типа, находящийся в сухожилиях, связках, костях. Особенностью первичной структуры коллагена является высокое содержание глицина, пролина, а также наличие редких аминокислот – гидроксипролина и гидроксилизина.