La glucosamina el sulfat (GS) és un monosacàrid (simple sucre) i pertany a la hidrats de carboni. És un derivat (descendent) de D-glucosa (dextrosa), de la qual GS només es diferencia en la substitució (substitució) del grup hidroxi (OH) del segon carboni (C) àtom d'un grup amino (NH2): amino sucre, D-glucosamina - i en presència d’un grup sulfat (SO4) - sulfat de D-glucosamina - unit al grup NH2. La glucosamina - principalment en forma de N-acetilglucosamina (GlcNAc) o sulfat de glucosamina - és la molècula bàsica dels glicosaminoglicanos, aquells mucopolisacàrids que consisteixen en disacàrid repetitiu (repetit)sucre) unitats (àcid urònic + amino sucre) i les cadenes laterals d’hidrats de carboni dels proteoglicans d’alt pes molecular (glicoproteïnes glicosilades, que són components importants de la matriu extracel·lular (matriu extracel·lular, substància intercel·lular, ECM, ECM), especialment de l’os, cartílag i tendons). Depenent de la composició de les unitats de disacàrids, es poden distingir diferents glicosaminoglicans entre ells: àcid hialurònic (àcid glucurònic + N-acetilglucosamina), condroitin sulfate i sulfat de dermatan (àcid glucurònic o àcid idurònic + N-acetilgalactosamina), Heparina i heparan sulfat (àcid glucurònic o àcid idurònic + N-acetilglucosamina o sulfat de glucosamina), i sulfat de queratan (àcid galacturònic + N-acetilglucosamina). Tots els glicosaminoglicanos tenen en comú que posseeixen càrregues negatives i, per tant, atreuen sodi ions (Na2 +), que al seu torn indueixen aigua afluència. Per aquest motiu, els glicosaminoglicanos són capaços d’unir-se aigua, que té un paper essencial, especialment per a la funcionalitat de l’articular cartílag. Amb l'edat, el càrrec Densitat dels glicosaminoglicans disminueix i la seva aigua-disminueix la capacitat d'enquadernació, provocant cartílag els teixits perden duresa i elasticitat i es produeixen canvis estructurals. Finalment, el risc de malaltia artrítica augmenta amb l’edat.
Síntesi
La glucosamina es sintetitza (es forma) a l’organisme humà a partir de D-fructosa-6-fosfat i l'aminoàcid L-glutamina. Mentre que fructosa la molècula com a hexosa (cos C6) proporciona l’esquelet molecular bàsic, glutamina proporciona el grup amino. La biosíntesi de la glucosamina comença amb la transferència del grup NH2 de glutamina al cos C5 de fructosa-6-fosfat per glutamina-fructosa-6-fosfat transaminasa, de manera que la glucosamina-6-fosfat es forma després de la posterior isomerització. Després se segueix la desfosforilació (escissió del fosfat grup) a la glucosamina i la unió d’un grup clorhidrat (HCl) al seu grup amino (clorhidrat de glucosamina) que es substitueix per un grup sulfat (sulfat de glucosamina) al següent pas. En el context de l’aplicació terapèutica, es produeixen industrialment glucosamina i clorhidrat de glucosamina i sulfat de glucosamina, respectivament. El material de partida és quitina (grec chiton "capa inferior, closca, carapaci") - a nitrogen (N) que conté polisacàrid àmpliament distribuït a la natura, especialment als regnes dels fongs i dels animals, que és el component principal de l’exosquelet de molts artròpodes (artròpodes), un component de la ràdula (parts bucals) de molts mol·luscs (mol·luscs) i component de la paret cel·lular d’alguns fongs. La substància marc quitina es compon de diversos monòmers (fins a 2,000), predominantment N-acetil-D-glucosamina (GlcNAc), però també pot contenir unitats de D-glucosamina. Els monòmers estan units entre si per enllaços ß-1,4-glicosídics. Per a la síntesi industrial de glucosamina, la quitina s’obté principalment com a matèria primera secundària a partir de residus pesquers de crustacis, com ara crancs i gambes. Amb aquest propòsit, es deproteinitzen les closques de cranc de riu aixafades i les closques de cranc sodi solució d 'hidròxid (NaOH de 2 mols / l) i alliberada de components de calç sota l' acció de àcid clorhídric (4 mol HCl / l). El polímer quitina resultant es tracta amb calor àcid clorhídric per clivar-lo hidrolíticament (per reacció amb aigua) en els seus monòmers i desacetilar-los (escissió del grup acetil de GlcNAc; si el grau d’acetilació és <50%, es coneix com quitosà), donant lloc a nombrosa D-glucosamina molècules. Enllaç dels grups HCl o SO4 als grups amino de la glucosamina molècules dóna lloc a clorhidrats de D-glucosamina o sulfats de D-glucosamina, respectivament. La glucosamina és el substrat preferit per a la biosíntesi de glicosaminoglicans. Després de l’amidació i isomerització de fructosa-6-fosfat a glucosamina-6-fosfat, aquest darrer s’acetila a N-acetilglucosamina-6-fosfat per glucosamina-6-fosfat N-acetiltransferasa , és isomeritzat (convertit) en N-acetilglucosamina-1-fosfat per N-acetilglucosamina fosfoglucomutasa i convertit en UDP-N-acetilglucosamina (UDP-GlcNAc) per uridina difosfat (UDP) -N-acetilglucosamina fosforilasa, que al seu torn es pot convertir a UDP-N-acetilgalactosamina (UDP-GalNAc) per UDP-galactosa 4-epimerasa. El nucleòtid UDP proporciona l’energia necessària per transferir la molècula de GlcNAc o GalNAc a un àcid urònic i, per tant, sintetitzar les unitats disacàrides dels glicosaminoglicanos, com ara àcid hialurònic, condroitin sulfate/ sulfat de dermatan i sulfat de queratan. Per biosintetitzar heparina i heparan sulfat, el residu de GlcNAc està parcialment desacetilat i sulfatat a sulfat de glucosamina. Amb l’edat, disminueix la capacitat d’autoproducció de glucosamina en quantitats suficients, cosa que s’associa amb una disminució de la síntesi de glicosaminoglicans. Per aquest motiu, l’envelliment del cartílag articular està sotmès a canvis estructurals i perd cada vegada més la seva funció com a xoc absorbent. En conseqüència, les persones grans tenen un major risc de desenvolupar-se osteoartritis i altres canvis artrítics.
Resorció
Fins ara se sap molt poc sobre el mecanisme de l’intestí (que afecta els intestins) absorció (captació) de glucosamina i sulfat de glucosamina. Hi ha proves que la glucosamina entra als enteròcits (cèl·lules de l’intestí prim) epiteli) a la part superior intestí prim mitjançant un procés actiu que implica el transport transmembrana proteïnes (transportistes). Sembla que el paper essencial el juga sodi/glucosa cotransporter-1 (SGLT-1), que transporta derivats de D-glucosa i D-glucosa, inclosa D-glucosamina, juntament amb ions de sodi mitjançant un symport (transport rectificat) des del duodè fins a l’íleum. Per al absorció de sulfat de glucosamina, és necessària una escissió enzimàtica del grup sulfat a la llum intestinal o a la membrana de la vora del pinzell dels enteròcits per ser interioritzada (captada internament) pel SGLT-1 en forma de glucosamina. El SGLT-1 s’expressa en dependència del substrat luminal concentració - quan l’aportació de substrat és elevada, s’incrementa l’expressió intracel·lular del sistema portador i la seva incorporació a la membrana enterocitària apical (cap a la llum intestinal) i, quan l’aportació de substrat és baixa, disminueix. En aquest procés, els substrats competeixen pels llocs d’unió a SGLT-1 de manera que, per exemple, la glucosamina es desplaça del lloc de absorció a alta luminal glucosa concentracions. La força motriu de SGLT-1 és un gradient de sodi cel·lular electroquímic cap a l’interior, que està mediat pel sodi (Na +) /potassi (K +) - ATPasa, situada a la part basolateral (orientada cap al sang d'un sol ús i multiús.) membrana cel · lular, i s'activa pel consum d'ATP (adenosina trifosfat, nucleòtid universal que proporciona energia) catalitza (accelera) el transport d’ions Na + des de la cèl·lula intestinal al torrent sanguini i ions K + a la cèl·lula intestinal. A més de la membrana enterocitària apical, SGLT-1 també es troba al túbul proximal de la ronyó (part principal dels túbuls renals), on és responsable de la reabsorció de glucosa i glucosamina. En enteròcits (cèl·lules de l’intestí prim epiteli), es produeix una resulfatació enzimàtica (unió de grups sulfats) de glucosamina al sulfat de glucosamina, tot i que això també es pot produir a fetge i altres òrgans. El transport de glucosamina i sulfat de glucosamina des dels enteròcits a través del basolateral membrana cel · lular al torrent sanguini (portal vena) s’aconsegueix mitjançant el transportador de glucosa-2 (GLUT-2). Aquest sistema portador té una alta capacitat de transport i baixa afinitat de substrat, de manera que, a més de la glucosa i els derivats de la glucosa, galactosa i la fructosa també es transporten. GLUT-2 també es localitza a fetge i cèl·lules beta pancreàtiques (insulina(cèl·lules productores del pàncrees), on garanteix la captació d’hidrats de carboni a les cèl·lules i l’alliberament al torrent sanguini. Segons estudis farmacocinètics, l’absorció intestinal de glucosamina i sulfat de glucosamina subministrats per via oral és ràpida i gairebé completa (fins al 98%). L’alta disponibilitat de sulfat de glucosamina resulta en part de la seva petita Molar massa o mida molecular en comparació amb els glicosaminoglicans: la molècula GS és aproximadament 250 vegades més petita que la condroitin sulfate molècula. S’estima que la taxa d’absorció del sulfat de condroitina és només del 0-8%.
Transport i distribució al cos
Els estudis amb glucosamina i sulfat de glucosamina administrats per via oral marcats per radiofreqüència van mostrar que aquestes substàncies apareixen ràpidament a la sang després d’una ràpida absorció i són absorbits ràpidament per teixits i òrgans. Els amino sucres s’incorporen preferentment a les estructures articulars, especialment a la matriu extracel·lular (fora de la cèl·lula) (matriu extracel·lular, substància intercel·lular, ECM, ECM) del cartílag, lligaments i tendons. Allà, el sulfat de glucosamina és la forma predominant perquè la glucosamina lliure pateix sulfatació enzimàtica (fixació de grups sulfats). A l’articulació, el sulfat de glucosamina estimula la síntesi de components del cartílag i líquid sinovial (fluid articular). A més, GS condueix a una major absorció de sofre, un element essencial per als teixits articulars, on s’encarrega d’estabilitzar la matriu extracel·lular d’estructures articulars. Mitjançant la promoció de processos anabòlics (acumulació) i la inhibició dels processos catabòlics (descomposició) al cartílag articular, el sulfat de glucosamina regula la dinàmica equilibrar de cartílag que s’acumula i es trenca. Finalment, el GS és essencial per mantenir la funció articular i s’utilitza com a dietètic complementar o condroprotector (substàncies que protegeixen el cartílag i inhibeixen la degradació del cartílag amb efectes antiinflamatoris) en malalties artrítiques. En dosis de 700-1,500 mg al dia, GS presenta una activitat modificadora de símptomes amb bona tolerabilitat i contraresta la progressió de osteoartritis. Per exemple, el tractament amb 1,500 mg de GS administrat per via oral va reduir l’estrenyiment de 0.31 mm articulació del genoll espai esperat en pacients amb gonartrosi (articulació del genoll osteoartritis) en un 70% en un termini de tres anys. La captació de GS en el cartílag articular segueix un mecanisme actiu a través de portadors transmembrana, igual que el transport de sulfat de glucosamina al fetge i ronyó. La majoria dels altres teixits prenen l’amino sucre per difusió passiva. En sang el plasma, el temps de residència de la glucosamina i el sulfat de glucosamina és molt curt: d’una banda, a causa de la ràpida captació en teixits i òrgans, i, de l’altra, a causa de la incorporació (captació) al plasma proteïnes, com ara l’alfa i la beta-globulina. Segons estudis farmacocinètics, la glucosamina administrada per via oral té plasma concentració 5 vegades inferior a la glucosamina administrada per via parenteral (intravenosa o intramuscular). Això es deu a metabolisme de primer pas al fetge, a la qual només se sotmet la glucosamina oral. Com a part de l’efecte primer pas, una elevada proporció de glucosamina es degrada a menor molècules i en definitiva a carboni diòxid, aigua i urea, deixant només una petita proporció de glucosamina inalterada i alliberada al torrent sanguini.
Excreció
El sulfat de glucosamina s'excreta principalment a través dels ronyons per l'orina (~ 30%), principalment en forma de glucosamina. A causa de l'absorció intestinal gairebé completa, l'excreció de GS a les femtes (femta) és només de l'1% aproximadament. En menor mesura, GS eliminació també es produeix a la vies respiratòries.
