Proteoglikany

Aktualizacja: 23 kwietnia 2024

Proteoglikany wchodzą w skład substancji pozakomórkowej. To białka o niezwykle szerokich właściwościach. Pełnią one rolę receptorów, biorą udział w rozmaitych reakcjach chemicznych zachodzących w ustroju oraz mają zdolność oddziaływania na inne związki i cząsteczki.

Charakterystyka proteoglikanów

Pod względem chemicznym proteoglikany są białkami zawierającymi jeden bądź więcej łańcuchów glikozaminoglikanów, połączonych ze sobą kowalencyjnie. Wyjątkiem jest kwas hialuronowy, który nie tworzy kowalencyjnych wiązań z rdzeniem białkowym. Proteoglikany lokalizują się na powierzchni komórek oraz w zewnątrzkomórkowej substancji podstawowej organizmów zwierzęcych. Dotychczas udało się rozpoznać i opisać 7 glikozaminoglikanów, z których tworzone są następnie proteoglikany:

• kwas hialuronowy – ma zdolność wiązania i zatrzymywanie dużych ilości wody. Występuje w tkankach embrionalnych, torebkach stawowych, skórze i ciele szklistym oka. Łatwo tolerowany przez organizm, nie wywołuje reakcji immunologicznej;
• heparyna – siaczanowy polisacharyd występujący głównie w wątrobie, mięśniach, sercu, płucach, krwi, skórze, nerkach i śledzionie. Reguluje procesy angiogenezy, odpowiada za hamowanie proliferacji mięśni gładkich. Posiada właściwości antykoagulacyjne;
• siarczan chondroityny – zlokalizowany głównie w chrząstce stawowej, aorcie i mięśniach szkieletowych. Jego funkcje są niezwykle obszerne;
• siarczan keratanu I – występuje w rogówce oka. Bierze udział w procesach naprawczych tkanek, odpowiada za prawidłowe przekaźnictwo nerwowe;
• siarczan keratanu II – występuje głównie w luźnej tkance łącznej, pełni funkcję taką jak siarczan keratanu I;
• siarczan heparanu – zbudowany z monomerów kwasu D-glukuronowego oraz N-acetyloglukozoaminy. Jest wbudowany w błony plazmatyczne i odpowiada za ich sprężystość. Uczestniczy w oddziaływaniach między komórkami oraz w procesach rozwojowych;
• siarczan dermatanu – wchodzi w skład proteoglikanów bogatych w leucynę. Znajduje się w naczyniach krwionośnych. Produkowany głównie przez miocyty naczyniowe ma zdolność łączenia się z osoczowymi lipoproteinami o niskiej gęstości. Odpowiada więc za rozwój miażdżycy.

Glikozaminoglikany natomiast to cząsteczki o strukturze liniowej, utworzonej wskutek polimeryzacji dwucukrów składających się z aminocukru i kwasu uronowego.

Proteoglikany – funkcje

Cząsteczki proteoglikanów są składnikiem macierzy pozakomórkowej większości tkanek organizmu. Wiążą się między innymi z fibronektyną i lamininą. Występując na powierzchni rozmaitych komórek, mogą pełnić funkcję receptorów, brać udział w adhezji komórkowej oraz oddziaływaniach międzykomórkowych. Wchodzą również w interakcję z kolagenem i elastyną, utrzymując właściwą strukturę tkanki łącznej. Jako polianiony mogą wpływać na selektywność zależnej od ładunku filtracji kłębuszkowej.

Nie zawsze ich rola jest jednak dobra. Mogą bowiem angażować się w szereg procesów związanych z onkogenezą. Zmiany jakościowe i ilościowe proteoglikanów w macierzy mogą prowadzić do aktywacji niektórych onkogenów.

Proteoglikany w kosmetologii

W kosmetologii wykorzystuje się przede wszystkim glikozaminoglikany, czyli składowe proteoglikanów. Są silnie hydrofilowe i zazwyczaj przybierają mocno wydłużone konfiguracje zajmujące dużą objętość w stosunku do ich masy. Dodatkowo są silnie aktywne osmotycznie, co wywołuje wiązanie dużej ilości wody w substancji międzykomórkowej. Najszersze zastosowanie w kosmetologii ma kwas hialuronowy, który intensywnie nawilża, łagodzi podrażnienia, zmniejsza łuszczenie się naskórka i przywraca skórze jędrność. Jest składnikiem serum, kremów i maseczek do skóry.

Zastosowanie znajduje jednak również siarczan chondroityny, jako środek łagodzący podrażnienia i nawilżający. Ma także właściwości odżywcze i przeciwzapalne. Znajduje zastosowanie w trychologii ze względu na właściwości antystatyczne.

Ciekawostką jest, że proteoglikany znajdują zastosowanie w programach zastępczej terapii proteoglikanowej jako leczenie wspomagające lub monoterapia w przypadku łysienia telogenowego i wzorcowego wypadania włosów, zarówno typu żeńskiego, jak i męskiego.

Kapsułki z kwasem hialuronowym
Kwas hialuronowy decyduje nie tylko o jędrnej i gładkiej skórze, ale także jest głównym składnikiem płynu stawowego i pełni funkcję "smaru" przy wykonywaniu ruchu redukując ból w stawach. Jego głównym zadaniem jest regulacja zawartości wody w przestrzeni
Zobacz tutaj ...

Bibliografia

1. Musiał C., Rola i zastosowanie glikozaminoglikanów w trychologii i kosmetologii, Aesthetic Cosmetology and Medicine, 1/2021.
2. Kroma A., Feliczak-Guzik A., Nowak I., Zastosowanie glikozaminoglikanów w preparatach kosmetycznych, Chemik, 2/2012.
3. Zeyland J., Lipiński D., Juzwa W., Pławski A., Słomski R., Budowa i zastosowanie wybranych
   glikozoaminoglikanów, Medycyna Weterynaryjna, 2/2006.