Chondroïtine

Chondroïtinesulfaat werd oorspronkelijk geïsoleerd lang voordat scheikundigen de structuur leerden kennen. Daarom is de naam in de loop der tijd veranderd. Vroege onderzoekers identificeerden verschillende types van de stof met letters.

"Chondroïtinesulfaat B" is een oude naam voor dermatansulfaat, en het wordt niet langer geclassificeerd als een vorm van chondroïtinesulfaat.

Chondroïtine, zonder het "sulfaat", wordt gebruikt om een type aan te duiden met weinig of geen sulfatering. Dit onderscheid wordt echter niet door iedereen gemaakt.

De naam "chondroïtinesulfaat" klinkt als een zout met een sulfaat-tegenanion. Dit is niet het geval. Het sulfaat is met een covalente binding aan de suiker verbonden. Aangezien het molecuul bij fysiologische pH meerdere negatieve ladingen heeft, is er een kation aanwezig in zouten van chondroïtinesulfaat. Commerciële preparaten van chondroïtinesulfaat zijn meestal het natriumzout. Barnhill et al. hebben voorgesteld dat al deze preparaten van chondroïtinesulfaat worden aangeduid als "natriumchondroïtine", ongeacht hun sulferingsstatus.

Chondroïtinesulfaatketens zijn onvertakte polysachariden van variabele lengte die twee afwisselende monosachariden bevatten: D-glucuronzuur (GlcA) en N-acetyl-D-galactosamine (GalNAc). Sommige GlcA-residuen worden geëpimeriseerd tot L-iduronzuur (IdoA); de resulterende disacharide wordt dan dermatan-sulfaat genoemd.

Eiwitaanhechting

Chondroïtinesulfaatketens zijn verbonden met hydroxylgroepen op serineresiduen van bepaalde eiwitten. Hoe eiwitten precies worden geselecteerd voor de aanhechting van glycosaminoglycanen wordt niet begrepen. Geglycosyleerde serines worden vaak gevolgd door een glycine en hebben naburige zure residuen. Maar dit voorspelt niet altijd glycosylering.

De aanhechting van de GAG-keten begint met vier monosacchariden in een vast patroon: Xyl - Gal - Gal - GlcA. Elke suiker wordt door een specifiek enzym gebonden, waardoor de GAG-synthese op verschillende niveaus kan worden gecontroleerd. Xylose begint te worden gehecht aan eiwitten in het endoplasmatisch reticulum, terwijl de rest van de suikers wordt gehecht in het Golgi-apparaat.

Sulfatering

Elke monosacharide kan ongesulfateerd, eenmaal of tweemaal gesulfateerd zijn. In het meest voorkomende geval worden de hydroxylgroepen van de 4 en 6 posities van de N-acetyl-galactosamine gesulfateerd, waarbij sommige ketens de 2 positie van glucuronzuur hebben. De sulfering wordt gemedieerd door specifieke sulfotransferasen. Sulfering op deze verschillende posities geeft specifieke biologische activiteiten aan chondroïtine GAG-ketens.

De functies van Chondroïtine hangen grotendeels af van de eigenschappen van het totale proteoglycaan waarvan het deel uitmaakt. Deze functies kunnen ruwweg worden verdeeld in structurele en regulerende functies. Sommige proteoglycanen hebben zowel structurele als regulerende functies (zie versican).

Structureel

Chondroïtinesulfaat is een belangrijke component van de extracellulaire matrix, en is belangrijk voor het behoud van de structurele integriteit van weefsel. Deze functie is typerend voor de grote aggregerende proteoglycanen: aggrecan, versican, brevican en neurocan, die gezamenlijk de lecticans worden genoemd.

Als onderdeel van aggrecan is chondroïtinesulfaat een belangrijk bestanddeel van kraakbeen. De dicht op elkaar gepakte en sterk geladen sulfaatgroepen van chondroïtinesulfaat genereren een elektrostatische afstoting die een groot deel van de weerstand van het kraakbeen tegen compressie levert. Het verlies van chondroïtinesulfaat uit het kraakbeen is een belangrijke oorzaak van osteoartritis.

Regelgeving

Chondroïtinesulfaat staat door zijn negatieve ladingen gemakkelijk in wisselwerking met eiwitten in de extracellulaire matrix. Deze interacties zijn belangrijk voor het reguleren van vele cellulaire activiteiten. De lecticanen zijn een belangrijk onderdeel van de extracellulaire matrix van de hersenen, waar de chondroïtinesuikerketens functioneren om normale hersensynapsen te stabiliseren als onderdeel van perineuronale netten. Het gehalte aan chondroïtinesulfaatproteoglycanen is sterk verhoogd na verwonding van het centrale zenuwstelsel, waar zij de regeneratie van beschadigde zenuwuiteinden tegengaan. Hoewel deze functies niet zo goed gekarakteriseerd zijn als die van heparansulfaat, worden er steeds nieuwe rollen ontdekt voor de chondroïtinesulfaatproteoglycanen.

In de corticale ontwikkeling wordt chondroïtinesulfaat tot expressie gebracht door de subplaat en fungeert het als een stopsignaal voor neuronen die migreren vanuit de ventriculaire zone. Neuronen die hier stoppen kunnen dan worden geprogrammeerd voor verdere migratie naar specifieke lagen in de corticale plaat.

Chondroïtine zit in voedingssupplementen die worden gebruikt als alternatief geneesmiddel voor de behandeling van artrose en is ook goedgekeurd en gereguleerd als symptomatisch geneesmiddel met langzame werking voor deze ziekte (SYSADOA) in Europa en enkele andere landen. Het wordt gewoonlijk samen met glucosamine verkocht. Chondroïtine en glucosamine worden ook in de diergeneeskunde gebruikt.