Получение

Один из наиболее богатых источников хондроитинсульфатов – хрящ носовой перегородки(20-40%). Поскольку ткань хряща наряду с хондроитинсульфатами содержит большое количество коллагена, при получении полисахаридов из биомассы необходимо отделить белковую часть. Наилучший метод выделения – экстракция хлоридом калия. В полученный экстракт добавляют ацетатный буфер для осаждения коллагена. Затем уделяют примеси адсорбцией на каолине. Полученный фильтрат подвергают диализу от низкомолекулярных соединений. К диализованному раствору вновь добавляют ацетатный буфер и пропускают через колонку с коалином. (Для очистки хондроитинсульфатов от низкомолекулярных примесей можно использовать также препаративный электрофорез.) Фильтрат упаривают в вакууме и осаждают хондроитинсульфат концентрированным раствором этилового спирта.

Физические свойства

Хондроитинсульфаты построены из макромолекул преимущественно линейного строения. Относятся к классу полужесткоцепных полимеров. Считается, что макромолекулы хондроитинсульфатов в разбавленных растворах имеют форму палочек длиной ~3700 Å.

Молекулярная масса различных типов хондроитинсульфатов лежит в пределах (20-50)∙10³Да.

Хондроитинсульфаты растворимы в воде и нерастворимы в органических растворителях.

Хондроитинсульфаты – оптически активные полимеры. Их водные растворы обладают отрицательными величинами удельного оптического вращения . Для хондроитин-4-сульфата –= (–28) - (–33) град., хондроитин-6-сульфата –= (–12) - (–22) град., дерматансульфата –= (–55) - (–76) град.

Химические свойства

Гидролиз в кислой среде. Продуктами полного кислотного гидролиза хондроитинсульфатов (кроме кератансульфата) являютсяβ-D-глюкуроновая (или α-L-идуроновая кислота),β-D-галактозамин, серная и уксусная кислоты.В качестве примера на рис.6 приведена схема реакции кислотного гидролиза хондроитинсульфата А.

Рис.6. Кислотный гидролиз хондроитин-4-сульфата.

Реакция гидролиза дерматансульфата в кислой среде представлена на рис.7.

Рис.7.Кислотный гидролиз дерматансульфата.

Ферментативный гидролиз.Продуктами ферментативного гидролиза хондроитинсульфатов под действиемгиалуронидазразличного типа являются ди- и тетрасахариды. Может образовываться также ненасыщенный дисульфатированный дисахарид.

Биологическая активность и применение хондроитинсульфатов

Хондроитинсульфаты оказывают разнообразное влияние на живой организм (рис.8).

Рис.8.Направления влияния хондроитинсульфатов на показатели обмена соединительного матрикса.

Хондроитинсульфаты относятся к группе так называемых хондропротекторов– веществ, обладающих структурно-модифицирующим действием и являющихся дополнительным субстратом для образования тканей, особенно хрящевой и кожной. Они ингибируют специфические ферменты, разрушающие хрящевую ткань и кожу над воспаленными суставами,замедляют резорбцию костной ткани и снижают потерю кальция.Хондроитинсульфаты улучшают фосфорно-кальциевый обмен в хрящевой ткани, стимулируютнакопление жидкостив глубоких слоях кожи.

Хондроитинсульфаты успешно применяются при лечении остеоартроза,остеохандроза, коксартроза. Ткань хряща состоит, главным образом, из коллагена, протеогликанов, воды и специализированных клетокхондроцитов, содержащих в основном хондроитинсульфаты.При остеоартрозе в патологический процесс вовлечен суставной хрящ и прилежащая к нему кость (рис.9). По разным причинам (нарушение обмена веществ), травма, физические перегрузки суставов и др. возможно разрушение хрящевой ткани: теряется способность удерживать влагу, сохранять упругость и эластичность. Первый признак этого – хруст в суставах.

Рис.9. Иллюстрация патологических процессов при остеоартрозе и остеохандрозе.

Аналогичные изменения происходят и в позвоночнике. При остеохондрозе межпозвонковые диски («прокладки» между позвонками) теряют до 50% хондроитинсульфата (рис.9). Исчезает гибкость, на смену приходят хруст, утренняя скованность, «усталость, слабость», боль в спине и голове, которая замечается при длительном пребывании в одном положении (долгая работа за компьютером, за рулем автомобиля, длительное стояние за прилавком магазина). При повышенной нагрузке на позвоночник (садово-огородные работы, перенос тяжестей) в хрящевой ткани межпозвонковых дисков появляются трещинки и разрушения. Как результат – ущемление нервов и сосудов, припухлость пораженного сустава, развитие типичных деформаций суставов, наличие костных разрастаний (рис.10).

Рис.10. Костные разрастания (узелки Гебердена и Бушара) суставов.

Хондроитинсульфаты воздействуют на причину болезни. Они стимулируют деятельность клеток-хондроцитови служат сырьем для синтеза молекулпротеогликанов.При наличии большого количества хондроитинсульфатов в хряще синтезируется больше протеогликанов, которые удерживают значительное количество воды, улучшая образование суставной жидкости, стимулируя образование белка-коллагена и делая хрящевую ткань влажной и упругой. Таким образом, гликозаминогликаны участвуют как в процессах образования, так и регенерации тканей суставов (рис.11).

Рис.11. Стадии разрушения хрящевых тканей.

Подобное комплексное воздействие хондропротекторов на сустав делает их незаменимыми в лечебной практике.

На основе хондроитинсульфатов созданы многочисленные лекарственные препараты (хондропротекторы) ибиологически активные добавки (БАД), такие как «Глюкозамин хондроитин», «Артрин», «Хондролон», «Мукосат», «Амфлутол», «Структум», «Хонсурид», «Хонда хондропротектор», «Хондроксид», «Сустанорм», «Флексалис», «Сустафорт гель для тела», «Элемент 5 формула С», «Анавита+» и др. (рис.12).

(а)	(б)	(в)
Рис.12. БАДы (а,б) и лекарственный препарат «Структум» (в) на основе хондроитинсульфатов.

Они регулируют обмен в хрящевой ткани, оказывают питательную поддержку суставам, препятствуют разрушению и способствуют восстановлению хрящевой ткани, оказывают противовоспалительное действие, участвуют в формировании связок, костей