Кислые гликозаминогликаны. А. Гиалуроновая кислота. Структура вещества и типы

Компания CANINA Pharma производит препараты для профилактики и лечения артропатий.

Витамины CANINA можно заказать

АРТРОПАТИЯ (от греч. arthron—сустав и pathos—страдание), трофическое изменение сустава -может развиться, как у взрослых собак, так и у щенков средних, крупных и гигантских пород. Щенки этих пород растут быстро и достигают размеров крупных собак очень рано, но это небезопасно. Нарушения развития и формирования скелета - такие, как дисплазия тазобедренного сустава, расслаивающий остеохондрит, искривление лучевой кости, гипертрофическая остеодистрофия - являются частыми заболеваниями, связанными с ростом животного. У взрослых собак часты травматические повреждения суставов, слабость связочного аппарата, дегенеративные заболевания суставов, частным случаем которых является остеоартроз.

Остеоартроз - широко распространённое дегенеративно-дистрофическое заболевание суставов, причиной которого является поражение хрящевой ткани суставных поверхностей, а так же, субхондральной кости, связок, капсулы, синовиальной оболочки и периартикулярных мышц вплоть до полной деформации сустава и утраты им своей функции частично или полностью. Остеоартроз является результатом действия механических и биологических факторов, которые нарушают процессы образования клеток суставного хряща и субхондральной кости. Он может быть инициирован многими факторами, включая генетические, эволюционные, метаболические и травматические. В основе ОА лежат патологические изменения, возникающие вследствие нарушения нормальных процессов синтеза и деградации в хондроцитах и матриксе суставного хряща и субхондральной кости.

Наиболее частые симптомы при артрозе: постоянная хромота; сложность вставания и хроническая болевая реакция. Хромота сочетается с болевой реакцией в суставах и ограничением амплитуды движений конечностей. Она может прогрессировать, а также проявляться внезапно, вследствие незначительной травмы или во время усиленной тренировки.

Страдают остеоартрозом 20% собак в возрасте старше 1 года; более 95% случаев возникновения остеоартроза отмечают у собак в возрасте свыше 5 лет. Хромота является частым мотивом для обращения к ветеринарному врачу.

Факторы риска развития артроза

1. Возраст

В возрасте от 8 до 13 лет более половины собак страдает артрозами.

2. Размер:

· 45% собак, подверженных артрозу, имеют крупный размер, при этом гигантские породы лидируют (более половины случаев заболевания).

· 28% случаев артроза приходится на собак среднего размера.

· 27% относится к мелким породам собак.

3. Ожирение

4. Костно-суставные травмы

Хирургические операции на суставах вызывают формирование артроза.

5. Повышенная активность

6. Особенно в период роста.

Сегодня как в ветеринарной, так и в медицинской фармакотерапии для лечения и профилактики артропатий и дископатий(«грыж межпозвоночного диска») применяются различные препараты на основе гликозаминогликанов. Источником их получения является материал, как животного, так и растительного происхождения (куриные желудки, петушиный гребень, моллюски, водоросли и др.)

Гликозаминогликаны (ГАГ) - это длинные неразветвлённые молекулы полисахаридов, преимущественно состоящие из повторяющихся дисахаридных комплексов. Они представлены аминосахарами (D -галактозамином и D -глюкозамином), обычно включают уроновую кислоту.

Благодаря обилию сульфатных, а также карбоксильных групп уроновой кислоты ГАГ являются полианионами и имеют отрицательный заряд, что позволяет им связываться с белками и липидами. При этом образуются протеогликаны и гликолипиды. Именно отрицательный заряд определяет такие физико-химические свойства ГАГ, как высокая вязкость и резистентность к компрессии, что особенно важно для компонентов суставного хряща, суставной жидкости и других элементов опорно-двигательного аппарата. С другой стороны, их взаимодействие с внеклеточными макромолекулами, белками, компонентами клеточной поверхности обеспечивает структурную организацию соединительнотканного матрикса.

Наибольшую физиологическую значимость имеют такие ГАГ, как гиалуроновая кислота, хондроитин сульфат, кератан сульфат, гепарин, гепаран сульфат и дерматан сульфат.

ГАГ участвуют в реализации большого числа жизненно важных процессов и входят в состав различных тканей. Так, гепарин освобождается из гранул тучных клеток и является антикоагулянтом. В литературе есть данные о том, что он влияет на функциональное состояние Т и В лимфоцитов. Он повышает устойчивость тканей к гипоксии, стимулирует аэробную фазу метаболизма, уменьшает перекисное окисление и активность лизосомальных гидролаз, проницаемость сосудистой стенки. Гепаран сульфат играет роль эндогенного протектора эндотелия сосудов. Дерматан сульфат в значительной степени определяет структуру кожи, сосудов и клапанов сердца. Кератан сульфат входит в структуры роговицы, рыхлой соединительной ткани, скелета. Гиалуроновую кислоту и хондроитин сульфат в первую очередь выявляют в суставах. Кроме того, эти компоненты включаются в состав сухожилий, позвоночных дисков, роговицы, эндокарда, плевры, брюшины. Существует много генетически детерминированных заболеваний, которые связанны с дефектами образования и метаболизма ассоциированных с мембранами клеток ГАГ.

Учитывая роль ГАГ, как ортомолекулярного препарата в предупреждении и лечении болезней суставов, для наилучшего результата прием ГАГ-содержащих препаратов должен быть ежедневным и осуществляться длительными циклами (от 45 до 90 дней в зависимости от тяжести поражения суставов). Лечебный эффект после приема курса ГАГ- содержащего препарата сохраняется в течение 6 - 12 месяцев. Во избежание дискредитации столь ценного вещества, как ГАГ, необходимо придерживаться рекомендуемых дозировок. Однако при ожирении, приеме диуретиков дозировки должны быть увеличены. А при наличии воспалительного процесса в ЖКТ необходимо применять ГАГ-содержащие препараты вместе с кормом. Пероральные хондропротективные препараты, бесспорно, предпочтительнее для длительного лечения, чем инъекционные формы.

Сравнивая ГАГ-содержащие препараты с нестероидными противовоспалительными препаратами, которые лишь временно устраняют боль, можно отметить отсутствие серьезных побочных действий (повреждение печени и ЖКТ).

Поскольку ткани сустава имеют высокую адаптивную пластичность, выраженный положительный эффект дает применение ГАГ-содержащих препаратов в период восстановительной реабилитации после перенесенных септических артритов и как средство вспомогательной терапии в острой фазе их течения.

Важно следить за поступлением ГАГ в составе хондропротекторов стареющим животным. В этот период жизни функциональные возможности хондроцитов к синтезу хондроитин-4-сульфата снижены, и этот компонент замещается другими элементами с ухудшением качественных характеристик хрящевой ткани. Было также показано, что хондроитин-4-сульфат положительно влияет на сердечно-сосудистую систему. Он высвобождается тромбоцитами и участвует в регуляции свёртывания крови, препятствуя образованию тромбов, вызывающих нарушение микроциркуляции в тканях. Следовательно, назначение хондропротекторов позволяет смягчить проблемы связанные с нарушением функциональной деятельности опорно-двигательного аппарата и других систем организма в этот возрастной период. При этом создаются благоприятные метаболические условия для восстановления клеток при действии на них неблагоприятных факторов. Это актуально для растущих животных, когда идёт интенсивный синтез хряща, а также при возрастной патологии, когда снижено образование компонентов хряща.

Наряду с успешным применением ГАГ-содержащих препаратов при лечении суставных патологий, в последнее время гликозаминогликан нашел применение в эндокринологии, а именно в лечении диабетической нефропатии, которая является грозным осложнением сахарного диабета. До недавнего времени единственным патогенетическим средством, способным устранять внутри клубочковую гипертензию, т.е. воздействовать на ведущий механизм развития поражения почек, рассматривались ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента (АПФ). Гипергликемия вызывает нарушение структуры базальных мембран клубочков почек, что сопровождается снижением синтеза основных структурных компонентов - гликозаминогликанов. Это приводит к потере базальной мембраной зарядоселективности, вследствие чего молекулы альбумина проникают через почечный фильтр. Для восстановления базальной мембраны целесообразно применение ГАГ-содержащих препаратов..

Дискутируется нефропротективный эффект гликозаминогликанов, в том числе их способность тормозить воздействие склеротических процессов в почках, восстанавливать образование гепарансульфата - важнейшего структурного элемента базальной мембраны почек.

Сырьем для производства немецкими специалистами ГАГ-содержащих препаратов и послужил моллюск Perna canaliculus. Это разновидность мидий, вылавливаемых у побережья Новой Зеландии. Было замечено, что у людей, потреблявших эти мидии, в меньшей степени возникали дегенеративные изменения и воспаления в области суставов (Anderson, 1999, Vaughan-Scott, 1997). Традиционно популяция населения Майори регулярно использует в питании мидии на протяжении веков. Они в меньшей степени страдают артрозом в отличие от населения, живущего в центральной части этой территории. Этот морепродукт содержит высокую концентрацию гликозаминогликанов, хондроитина сульфата, а так же незаменимых омега - 3 жирных кислот и антиоксидантов.

В защиту высокой стоимости препарата относительно аналогов можно отметить несопоставимо большую биогенность активного действующего вещества препарата к соединительнотканным структурам организма животного. Важным преимуществом (Canina pharma GmbH) и является наличие в его составе большего количества действующих компонентов: гиалуроновой кислоты, хондроитин - 4 - сульфат, хондроитин - 6 - сульфат, дерматансульфат, кератансульфат, гепаринсульфат и гепарансульфат. Уже через 14 дней наблюдается положительный эффект, но важно помнить, что только при систематическом применении возможно получение стойкого положительного эффекта.

Выводы:

1. Препараты , либо т.к. эти препараты содержат неодинаковое количество действующего вещества.

5. и являют собой альтернативу применению НСПС.

6. GAG включает в себя биологически активные вещества, необходимые для восстановления структуры базальной мембраны почек при диабетической нефропатии.

7.Элементы, добавляемые в рацион, могут модулировать воспалительные процессы, вовлеченные в развитие артроза. Они также индуцируют репарацию хрящевой ткани поверхности суставов и защищают организм от стрессов, вызываемых окислением.

Гликозаминогликаны, группа кислых гетерополисахаридов, в качестве структурных элементов протеогликанов являются важным компонентом межклеточного матрикса (см. ).

В качестве типовых структурных блоков гликозаминогликаны содержат аминосахара , такие, как глюкуроновая или идуроновая кислоты. Большинство полисахаридов этой группы в различной степени этерифицировано остатками серной кислоты, которые усиливают их кислотные свойства. Гликозаминогликаны присутствуют в организме позвоночных как в свободном виде, так и в составе протеогликанов.

Гиалуроновая кислота , относительно простой неэтерифицированный гликозаминогликан, построена из дисахаридных звеньев, состоящих из N-ацетилглюкозамина и глюкуроновой кислоты , соединённых в положении β(1→3). Повторяющиеся звенья связаны в положении β(1→4). Благодаря присутствию β(1→3)-связей молекула гиапуроновой кислоты, насчитывающая несколько тысяч моносахаридных остатков, принимает конформацию спирали. На один виток спирали приходится три дисахаридных блока. Локализованные на внешней стороне спирали гидрофильные карбоксильные группы остатков глюкуроновой кислоты могут связывать ионы Ca 2+ . За счёт сильной гидратация этих групп гиалуроновая кислота и другие гликозаминогликаны при образовании гелей связывают 10 000-кратный объём воды. Гиалуроновая кислота выполняет функцию стабилизатора геля в стекловидном теле глаза , которое содержит всего 1 % гиалуроновой кислоты и на 98 % состоит из воды.

Статьи раздела «Гликозаминогликаны и гликопротеины»:

• А. Гиалуроновая кислота

Book DescriptionGeobiology is an exciting and rapidly developing research discipline that opens new perspectives in understanding Earth as a system. ...

Biological Aging: Methods and Protocols investigates the various processes that are affected by the age of an organism. Several new tools for the ...

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНЫ

Гликозаминогликаны - линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды. Раньше их называли мукополисахаридами, так как они обнаруживались в слизистых секретах (мукоза) и придавали этим секретам вязкие, смазочные свойства. Эти свойства обусловлены тем, что гликозаминогликаны могут связывать большие количества воды, в результате чего межклеточное вещество приобретает желеобразный характер.

Строение и классы гликозаминогликанов

Гликозаминогликаны представляют собой длинные неразветвлённые цепи гетерополисахаридов. Они построены из повторяющихся дисахаридных единиц. Одним мономером этого дисахарида является гексуроновая кислота (D-глюкуроновая кислота или L-идуроновая), вторым мономером - производное аминосахара (глюкоз- или галактозамина). NH 2 -rpynna аминосахаров обычно ацетилирована, что приводит к исчезновению присущего им положительного заряда. Кроме гиалуроновой кислоты, все гликозаминогликаны содержат сульфатные группы в виде О-эфиров или N-сульфата.

В настоящее время известна структура шести основных классов гликозаминогликанов, которые представлены в табл. 15-4.

Гиалуроновая кислота находится во многих органах и тканях. В хряще она связана с белком и участвует в образовании протеогликановых агрегатов, в некоторых органах (стекловидное тело глаза, пупочный канатик, суставная жидкость) встречается и в свободном виде. Предполагается, что в суставной жидкости гиалуроновая кислота выполняет роль смазочного вещества, уменьшая трение между суставными поверхностями.

Повторяющаяся дисахаридная единица в гиалуроновой кислоте имеет следующую структуру:

Таблица 15-4. Структура различных классов гликозаминогликанов

Класс гликозаминогликанов	Компоненты, входящие в состав дисахаридных единиц	Структура гликозаминогликанов
Гиалуроновая кислота	1. D-глюкуроновая кислота 2. К-ацетил-D-глюкозамин	D-глюкуроновая кислота
		N-ацетилглюкозамин (в1 > 4)
		D-глюкуроновая кислота
		N-ацетилглюкозамин (в1 > 4)
Хондроитин-4-сульфат (хондроитинсульфат А)	1. D-глюкуроновая кислота 2. К-ацетил-В-галактозамин-4- сульфат	D-глюкуроновая кислота
		N-ацетил-галактозамин-4-сульфат (в1 > 4)
		D-глюкуроновая кислота
		N-ацетилгалактозамин-4-сульфат (в1 > 4)
Хондроитин-6-сульфат (хондроитинсульфат С)	1 . D-глюкуроновая кислота 2. М-ацетил-D-галактозамин-6-сульфат	D-глюкуроновая кислота
		N-ацетилгалактозамин-6-сульфат (вl > 4)
		D-глюкуроновая кислота (вl > 3)
		N-ацетилгалактозамин-6-сульфат
Дерматансульфат 1	1 . L-идуроновая кислота 2. N-ацетил-D-галактозамин-4-сульфат	L-идуроновая кислота (в1 > 3) N-ацетилгалактозамин-4-сульфат (в1 > 4)
		L-идуроновая кислота (в1 > 3)
		N-ацетилгалактозамин-4-сульфат (в1 > 4)
Кератансульфат	1. D-галактоза 2. N-ацетил-В-галактозамин-6-сульфат	D-галактоза (в1 > 4) N-ацетилглюкозамин (в1 > 3)
		D-галактоза (вl > 4)
		N-ацетилглюкозамин-6-сульфат (в1 > 3)
Гепарансульфат 2	1. D-глюкуронат-2-сульфат 2. К-ацетил-0-галактозамин-6-сульфат	D-глюкуронат-2-сульфат (бl > 4) N-ацетилглюкозамин-6-сульфат (бl > 4)
		D-глюкуронат-2-сульфат (вl > 4) N-ацетилглюкозамин-6-сульфат (б1 > 4)

1 В состав дисахаридной единицы может входить D-глюкуроновая кислота.

Гиалуроновая кислота содержит несколько тысяч дисахаридных единиц, молекулярная масса её достигает 10 5 - 10 7 Д.

Хондроитинсульфаты - самые распространённые гликозаминогликаны в организме человека; они содержатся в хряще, коже, сухожилиях, связках, артериях, роговице глаза. Хондроитинсульфаты являются важным составным компонентом агрекана - основного протеогликана хрящевого матрикса. В организме человека встречаются 2 вида хондроитинсульфатов: хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат. Они построены одинаковым образом, отличие касается только положения сульфатной группы в молекуле N-ацетилгалактозамина (см. схему А).

Одна полисахаридная цепь хондроитинсульфата содержит около 40 повторяющихся дисахаридных единиц и имеет молекулярную массу 10 4 - 10 6 Д.

Кератансульфагы - наиболее гетерогенные гликозаминогликаны; отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и распределению в разных тканях. Кератансульфат I находится в роговице глаза и содержит кроме повторяющейся дисахаридной единицы L-фукозу, D-маннозу и сиаловую кислоту. Кератансульфат II был обнаружен в хрящевой ткани, костях, межпозвоночных дисках. В его состав помимо Сахаров дисахаридной единицы входят N-ацетилгалактозамин, L-фукоза, D-манноза и сиаловая кислота. Кератансульфат II входит в состав агрекана и некоторых малых протеогликанов хрящевого матрикса. В отличие от других гликозаминогликанов, кератансульфаты вместо гексуроновой кислоты содержат остаток галактозы (см. схему Б).

Молекулярная масса одной цепи кератансуль-фата колеблется от 4 Ч 10 3 до 20 Ч 10 3 Д.

Дерматансульфат широко распространён в тканях животных, особенно он характерен для кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапанов.

В составе малых протеогликанов (бигликана и декорина) дерматансульфат содержится в межклеточном веществе хрящей, межпозвоночных дисков, менисков. Повторяющаяся дисахаридная единица дерматансульфата имеет следующую структуру (см. схему А).

Схема А

Схема Б

Молекулярная масса одной цепи дерматансульфата колеблется от 15 Ч 10 3 до 40 Ч 10 3 Д.

Гепарин - важный компонент противосвёртывающей системы крови (его применяют как антикоагулянт при лечении тромбозов). Он синтезируется тучными клетками и находится в гранулах внутри этих клеток. Наибольшие количества гепарина обнаруживаются в лёгких, печени и коже. Дисахаридная единица гепарина похожа на дисахаридную единицу гепарансульфата. Отличие этих гликозаминогликанов заключается в том, что в гепарине больше N-сульфатных групп, а в гепарансульфате больше N-ацетильных групп. Молекулярная масса гепарина колеблется от 6 Ч 10 3 до 25 Ч 10 3 Д (см. схему Б).

Гепарансульфат находится во многих органах и тканях. Он входит в состав протеогликанов базальных мембран. Гепарансульфат является постоянным компонентом клеточной поверхности. Структура дисахаридной единицы гепарансульфата такая же, как у гепарина. Молекулярная масса цепи гепарансульфата колеблется от 5 Ч 10 3 до 12 Ч 10 3 Д.

Синтез и разрушение гликозаминогликатов

Метаболизм гликозаминогликанов зависит от соотношения скорости их синтеза и распада.

Синтез гликозаминогликанов

Полисахаридные цепи гликозаминогликанов практически всегда связаны с белком, который называется коровым, или сердцевинным. Присоединение полисахарида к белку осуществляется через связующую область, в состав которой чаще всего входит трисахарид галактоза-галактоза-ксилоза (рис. 15-14).

Олигосахариды связующей области присоединяются к кодовому белку ковалентными связями 3 типов:

1. О-гликозидной связью между серином и ксилозой;

2. О-гликозидной связью между серином или треонином и N-ацетилгалактозамином;

3. N-гликозиламиновой связью между амидным азотом аспарагина и N-ацетилглюкозамином.

Полисахаридные цепи гликозаминогликанов синтезируются путём последовательного присоединения моносахаридов. Донорами моносахаридов обычно являются соответствующие нуклеотид-сахара.

Схема А

Схема Б

Рис. 15-14. Связующая область гликозаминогликанов.

Реакции синтеза гликозаминогликанов катализируют ферменты семейства трансфераз, обладающие абсолютной субстратной специфичностью. Эти трансферазы локализованы на мембранах аппарата Гольджи. Сюда по каналам ЭР поступает коровый белок, синтезированный на полирибосомах, к которому присоединяются моносахариды связующей области и затем наращивается вся полисахаридная цепь. Сульфатирование углеводной части происходит здесь с помощью сульфотрансферазы, донором сульфатной группы выступает ФАФС (см. раздел 12).

Аминосахара синтезируются из глюкозы; в соединительной ткани -20% глюкозы используется таким образом. Непосредственным предшественником N-ацетилглюкозамина, N-ацетилгалактозамина и сиаловой кислоты является фруктозо-6-фосфат. Источником НН 2 -группы в этих сахарах служит глутамин. Аминосахар далее ацетилируется с помощью ацетил-КоА. Активированными формами этих аминосахаров служат их УДФ-производные (схема, рис. 15-15).

Источниками глюкуроновой кислоты в организме человека могут быть пища, внутриклеточное лизосомальное разрушение гликозаминогликанов и синтез глюкуроновой кислоты. Активированная форма глюкуроновой кислоты (УДФ-глюкуронат) образуется при окислении УДФ-глюкозы (см. схему на с. 709).

L-идуроновая кислота образуется после включения D-глюкуроновой кислоты в углеводную цепь в результате реакции эпимеризации.

Схема

На синтез гликозаминогликанов влияют глюкокортикоиды: они тормозят синтез гиалуроновой кислоты и сульфатированных гликозаминогликанов. Показано также тормозящее действие половых гормонов на синтез сульфатированных гликозаминогликанов в органах-мишенях.

Разрушение гликозаминогликанов

Гликозаминогликаны отличаются высокой скоростью обмена: полупериод жизни (Т 1/2) многих из них составляет от 3 до 10 дней (только для кератансульфата Т 1/2 "120 дней). Разрушение полисахаридных цепей осуществляется экзо- и эндогликозидазами и сульфатазами, к которым относят гиалуронидазу, глюкуронидазу, галактозидазу, идуронидазу и др. Из внеклеточного пространства гликозаминогликаны поступают в клетку по механизму эндоцитоза и заключаются в эндоцитозные пузырьки, которые затем сливаются с лизосомами. Лизосомальные гидролазы обеспечивают постепенное полное расщепление гликозаминогликанов до мономеров.

Мукополисахаридозы - наследственные тяжёлые заболевания, проявляющиеся значительными нарушениями в умственном развитии детей, поражениями сосудов, помутнением роговицы, деформациями скелета, уменьшением продолжительности жизни. В основе мукополисахаридозов лежат наследственные дефекты каких-либо гидролаз, участвующих в катаболизме гликозаминогликанов. Эти заболевания характеризуются избыточным накоплением гликозаминогликанов в тканях, приводящим к деформации скелета и увеличению органов, содержащих большие количества внеклеточного матрикса. Обычно поражаются ткани, в которых в норме синтезируются наибольшие количества гликозаминогликанов. В лизосомах при этом накапливаются не полностью разрушенные гликозаминогликаны, а с мочой выделяются их олигосахаридные фрагменты. Известно несколько типов мукополисахаридозов, вызванных дефектами разных ферментов гидролиза гликозаминогликанов. Основные типы мукополисахаридозов приведены в табл. 15-5.

Рис. 15-15. Схема синтеза аминосахаров.

Схема

Для постановки диагноза конкретного заболевания обычно определяют активность лизосомальных гидролаз. Так как эти болезни в настоящее время не поддаются лечению, необходимо проводить пренатальную диагностику при подозрении на носительство дефектных генов.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Классификация липидов по строению, физиологическому значению и способности к гидролизу. Основные карбоновые кислоты, входящие в состав природных масел и жиров. Схема вероятной структуры фосфолипидов. Функции основных классов липидов в организме человека.

реферат , добавлен 14.01.2010


Органические соединения в организме человека. Строение, функции и классификация белков. Нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды), особенности строений и свойства РНК н ДНК. Углеводы в природе и организме человека. Липиды - жиры и жироподобные вещества.

реферат , добавлен 06.09.2009


Организм как биологическая система, его основные структурные единицы. Источники энергии жизнедеятельности, строение белков и их роль в организме. Нуклеиновые кислоты и сущность синтеза белков. Взаимоотношения организма со средой и механизмы теплоотдачи.

реферат , добавлен 20.09.2009


Строение и классификация гликозаминогликанов. Биосинтез, локализация и функции протеогликанов. Состав протеогликанов в трансформированных клетках. D-глюкуронил С5-эпимераза. Выделение РНК фенольным методом. Проверка чистоты РНК на содержание примеси ДНК.

дипломная работа , добавлен 21.08.2011


Подготовка питательной среды, получение посевного материала. Технология изготовления уксуса, его вредители. Очистка и подготовка полученного продукта к применению. Технологическая схема микробиологического синтеза уксусной кислоты. Расчет модели на ЭВМ.

дипломная работа , добавлен 13.12.2010


Основные виды нуклеиновых кислот. Строение и особенности их строения. Значение нуклеиновых кислот для всех живых организмов. Синтез белков в клетке. Хранение, перенос и передача по наследству информации о структуре белковых молекул. Строение ДНК.

презентация , добавлен 19.12.2014


Основная роль дезоксирибонуклеиновой кислоты. Ученые, создавшие в 1953 г. модель структуры молекулы. Система выделения и очистки нуклеинов. Схематичное изображение отрезка дезоксирибонуклеиновой кислоты в окружении различных белковых структур человека.

презентация , добавлен 02.02.2014


Нуклеиновые кислоты, их структура, функциональные группы. Осмотическое давление различных клеток и тканей растения. Роль пигментов в жизни растений. Биосинтез углеводов, ферменты углеводного обмена. Роль аденозинтрифосфорной кислоты в обмене веществ.

контрольная работа , добавлен 12.07.2010


Физиологическая и метаболическая роль оксида азота, его синтез в организме. Структура NO-синтазы, ее локализация и регуляция активности, основные типы фермента. Значение NO в развитии нервной системы и патологических состояний, патогенез заболеваний.

курсовая работа , добавлен 07.06.2011


Понятие и функциональные особенности в организме витамина С как единственного активного изомера аскорбиновой кислоты (L-аскорбиновая кислота). Его содержание в различных овощах и фруктах, степень усвояемости. Реакции гидроксилирования. Причины цинги.

Реакция альцианового синего с реакционными группами субстрата основана на свойстве молекул красителя взаимодействовать с отрицательно заряженными группами субстрата и располагаться перпендикулярно к продольной оси. Если содержание ГАГ в исследуемых структурах низкое, перед окраской проводят карбоксиметилирование. Алкилирование, происходящее по воздействием метилиодида блокирует все карбоксильные группы, оставляя неизменными сульфатные, что улучшает качество реакции.

Методика выявления кислых гликозаминогликанов по Стидмену:

1. депарафинированные срезы довести до воды.

2. нанести 0,1% раствор альцианового синего на 10 мин.

3. промыть в дистиллированной воде.

4. окрасить гематоксилином Майера 3-5мин.

5. промыть в водопроводной воде 2-3 мин.

6. провести по батарее спиртов, через ксилол 1, ксилол 2, и минуя

карбол/ксилол заключить срезы в канадский бальзам.

Результат: кислые ГАГ окрашиваются в сине-голубой цвет.

Занятие 4. Освоение методики выявления коллагена по Маллори

(2 Часа).

Избирательность метода обусловлена специфическим связыванием молибденовой кислоты с коллагеновыми волокнами с последующим присоединением обычных сульфированных красителей.

Используя комплекс визуализации и анализа изображения получить и разместить фотографию политенных хромосом, отметить их характерные морфологические признаки.

Методика выявления коллагена по Маллори:

окрасить 0,1% раствором кислого фуксина -3 мин;

промыть в дистиллированной воде и зафиксировать окраску 1%

раствором фосфорно-молибденовой кислоты;

промыть в дистиллированной воде

окрасить сложным красителем в течение 2 мин* ;

промыть в дистиллированной воде;

дифференцировать в 96 0 спирте;

провести по батарее – абсолютный спирт, ксилол 1, ксилол 2, заключить в

Результат : коллагеновые и ретикулиновые волокна темно-синие, слизь

синяя, эритроциты красно-оранжевые, мышечная ткань ярко-

оранжевая, хроматин красный или тёмно-коричневый.

Приготовление рабочего раствора красителя : к 0,5 г анилинового синего + 2 г оранжевого + 2 г щавелевой кислоты и растворить в 10 мл дистиллированной воды. Прокипятить, остудить и профильтровать.

Занятие № 5. Освоение методики выявления митохондрий по Альтману (2 часа).

Методика выявления митохондрий по Альтману:

депарафинированные срезы довести до воды;

нанести в избытке готовый раствор кислотного фуксина на анилиновой

нагреть стекло над пламенем спиртовки до появления паров и остудить.

Эту операцию повторяют 1-2 раза; после окончательного охлаждения

избыток рас­твора красителя слить;

дифференцировать в трех порциях пикриновой кислоты;

провести по батарее – 96 0 , абсолютный спирт, ксилол 1, ксилол 2 и минуя карбол/ксилол заключить в бальзам.

Результат: мито­хондрии – резко красные на желтоватом фоне.

Примечания . Наибольшую трудность представляет дифференцировка в пикриновой кислоте. Если она прервана слишком рано, то митохондрии и протоплазма остаются окрашенными в одинаковый красный цвет; если она прервана слиш­ком поздно, то митохондрии уже недостаточно выделяются на фоне обесцве­тившейся протоплазмы.

Используя комплекс визуализации и анализа изображения получить и разместить фотографию первичной культуры клеток, окрашенную по Альтману, обозначить локализацию митохондрий в клетке.

Приготовление раствора красителя . В 100 см 3 анилиновой воды растворяют в 20 г кислого фуксина, так как стойкость раствора очень ограничена (около 24 час), то лучше приготовлять лишь 10 см 3 .

Раствор I : пикриновая кислота, насыщенная на абсолютном спирте 10 см 3 , 20-градусный спирт 40 см 3 . Раствор II : пикрино­вая кислота, насыщенная на абсолютном спирте 10 см 3 , 20-градусный спирт 70 см 3 . Первым раствором наполняют два стаканчика: один, чтобы смыть избыток раствора красителя (около 15 сек.); второй для следующей за этим дифференцировки. Дифференцировку заканчивают в третьем стаканчике с раствором II (1-3 мин.)

Гликозаминогликаны представляют собой гетерополисахариды натурального происхождения, которые можно встретить:

• в веществе, находящемся в пространстве между клеток органов и тканей;
• в некоторых видах соединительной ткани;
• в синовиальной жидкости;
• в кожных покровах;
• в хрящах.

В сочетании с коллагеновыми волокнами и эластином они создают прочную основу под названием матрикс.

Функции полисахаридов

Гликозаминогликаны обладают свойством связывать молекулы воды в большом количестве, благодаря чему межклеточное вещество принимает желеобразную консистенцию. К представителям этой группы можно отнести такое вещество как гепарин, который содержится в сердечной ткани, артериальных стенках и в легких. Он действует как противосвертывающее средство и является антикоагулянтом.

Гликозаминогликаны принимают участие:

• в ионном обмене;
• в иммунных реакциях;
• в дифференцировке тканей;
• в опорной функции;
• в восстановлении клеток;
• в оплодотворении.

Гликозаминогликаны сформированы из дисахаридных единиц, которые повторяются. В каждом из них, кроме гиалуроновой кислоты, есть остаток моносахаридов с О-сульфатной группой или N-сульфатной группой. В теле человека эти полисахариды не могут появляться в свободном состоянии, поэтому они связываются с белком. В своем составе гликозаминогликаны имеют остаток глюкозамина или галактозамина.

Другой главный мономер этого вещества представлен кислотами: D-глюкуроновой и L-идуроновой.

Все полисахариды, находящиеся в синовиальной жидкости или в органах и тканях тела, различаются размером молекул высокой молекулярной массы и молекулярно-массовым распределением. Эти вещества относятся к отрицательно заряженным полиэлектролитам.

Гликозаминогликаны локализуются в разных тканях и органах в зависимости от разновидности:

1. В печени, легких и сосудистой стенке содержится такой компонент как гепарин.
2. В хрящиках можно обнаружить несколько веществ сразу: гиалуроновая кислота, дерматансульфат, хондроитин-4-сульфат и кератансульфат.
3. Пупочный канатик и сухожилия содержат дерматансульфат и хондроитин-4-сульфат. В костной ткани человека находится кератансульфат, гиалуроновая кислота и хондроитин-4-сульфат.
4. Эмбриональные хрящи также содержат гиалуроновую кислоту и хондроитин-4-сульфат.
5. В спинальных дисках находятся дерматансульфат и кератансульфат.
6. В роговице глаз хондроитин-4-сульфат и кератансульфат.

Распад этих полисахаридов происходит с участием специфических гидролитических ферментов. Нарушенный обмен гликозаминогликанов вследствие наследственной патологии способствует избыточному скоплению этого вещества. Все это может приводить к развитию серьезных заболеваний, которые называются мукополисахаридозами.

Эти заболевания представляют собой тяжелые наследственные патологии, которые сопровождаются характерными клиническими признаками.

Во время этой болезни появляются:

• нарушения умственного развития у детей;
• помутнение роговицы глаза;
• скелетная деформация;
• сосудистые патологии.

Встречается несколько разных типов мукополисахаридоза. Поэтому, для того чтобы установить диагноз, необходимо определить активность лизосомальных гидролаз. Встретить нарушение обмена полисахаридов можно также при наличии различных гиповитаминозов.

В сыворотке крови у здорового человека гликозаминогликаны составляют около 40-75 мг на 100 мл. Концентрация этого вещества может повышаться, если человек болеет ревматизмом, пропорционально ревматическому прогрессу.

Также изменения количества полисахаридов в составе крови можно наблюдать:

• при дистрофических процессах тканей;
• во время беременности;
• при болезнях почек;
• при инфекционных процессах;
• стрессовых состояниях.

Все гликозаминогликаны имеют быструю обменную скорость, поэтому полупериод их жизни составляет около 3-10 дней. Разрушаются гликозаминогликаны эндогликозидазами, экзогликозидазами и сульфатазами. К ним можно отнести идуронидазу, гиалуронидазу и галактозидазу. Под действием лизосомальных гидролаз обеспечивается равномерное и полное расщепление полисахаридов до мономеров.

Классификация гликозаминогликанов

Известны шесть главных видов этих веществ, которые находятся в разных тканях и решают конкретные задачи.

Классификация полисахаридов:

1. Гиалуроновая кислота;
2. Кератансульфаты;
3. Гепарин;
4. Хондроитин сульфаты;
5. Дерматансульфат;
6. Гепарансульфат.

Такой компонент как гиалуроновая кислота может встретиться в разных тканях и органах, где она выполняет функцию смазочного вещества и способствует снижению трения между поверхностями суставов. Гиалуроновая кислота связывается с белком и принимает участие в формировании протеогликановых агрегатов. Из-за уникальных способностей данное вещество применяется в косметологической сфере в различных профессиональных процедурах и в медицине. Получают гиалуроновую кислоту в лабораториях синтетическим путем.

Кератансульфаты относятся к самым гетерогенным гликозаминогликанам, которые различаются между собой общим содержанием углеводов и распределением в тканях. Они содержат остаток галактозы и обнаруживаются в межпозвоночном диске, хрящах и костной ткани.

Вещество под названием гепарин является основным компонентом крови, который отвечает за ее свертываемость. Производится гепарин тучными клетками и содержится внутри них в специальных гранулах. Больше всего этого полисахарида находится в кожных покровах, легких и в печени.

Хондроитин сульфат относится к самым распространенным гликозаминогликанам, которые обнаруживаются в связках, сухожилиях и артериях. Дерматансульфат встречается в большом количестве в тканях животных и в межклеточном веществе хрящевой ткани.

Гепарансульфат находится в составе протеогликанов базальных мембран и считается постоянным веществом клеточной поверхности. Имеет схожую структуру дисахаридной единицы с гепарином.

Протеогликаны

Протеогликаны как и гликозаминогликаны являются компонентом межклеточного матрикса и также играют значительную роль в создании каркаса и поддерживании всех внутренних органов и систем. Эти вещества представляют собой высокомолекулярные белковые образования или структурный комплекс из гликозаминогликанов с белком.

Протеогликаны выполняют такие функции:

• формируют тургор тканей;
• взаимодействует с волокнами коллагена и эластином;
• выполняет защитную функцию;
• влияют на ионный обмен;
• помогают создать фильтрационный барьер в почках;
• играют роль в иммунных реакциях;
• помогают присоединить воду и катионы.

Протеогликаны в теле человека содержатся в 30% от сухой массы тканей. Белки этого вещества представлены одной полипептидной цепью. Каждый вид протеогликанов имеет в своей основе разные полисахаридные составляющие, различающиеся между собой.