Организация внеклеточного матрикса: гликозаминогликаны и протеогликаны.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 3

Гликозаминогликаны- линейные отрицательно заряженные гетерополисахариды. Раньше их называли мукополисахариды, 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.

Протеогликаны — высокомолекулярные соединения, состоящие из белка (5-10%) и гликозаминогликанов (90-95%). Они образуют основное вещество межклеточного матрикса соединительной ткани и могут составлять до 30% сухой массы ткани.

Белки в протегликанах представлены одной полипептидной цепью разной молекулярной массы. Протеогликаны отличаются от большой группы белков, которые называются гликопротеинами. Углеводный компонент гликопротеинов гораздо меньше по массе, чем у протеогликанов, и составляет не более 40% от общей массы. Гликопротеины выполняют в организме человека разные функции и присутствуют во всех классах белков — ферментах, гормонах, транспортных, структурных белках и др. Гликозаминогликаны и протеогликаны, являясь обязательными компонентами межклеточного матрикса, играют важную роль в межклеточных взаимодействиях, формировании и поддержании формы клеток и органов, образовании каркаса при формировании тканей.

Протеогликаны и гликозаминогликаны могут выполнять в организме человека следующие свойства:

1. Они являются структурными компонентами межклеточного матрикса.

2. Гликозаминогликаны и протеогликаны специфически взаимодействуют с коллагеном, эластином, фибронектином, ламинином и другими белками межклеточного матрикса.

3. Все гликозаминогликаны и протеогликаны могут присоединять, кроме воды, большое количества катионов и таким образом участвовать в формировании тургора различных тканей.

4. Гликозаминогликаны и протеогликаны играют роль молекулярного сита в межклеточном матриксе, они припятствуют распространению патогенных микроорганизмогв.

Классы гликозаминогликанов

- Гиалуроновая кислота находится во многих органах и тканях. В хряще она связана с белком и участвует в образовании протеогликановых агрегатов, в некоторых органах встречается и в свободном виде. Предполагается, что в суставной жидкости гиалуроновая кислота выполняет роль смазочного вещества, уменьшая трение между суставными поверхностями.

- Хондроитинсульфаты — самые распространенные гликозаминогликаны в организме человека; они содержатся в хряще, коже, сухожилиях, связях, артериях, роговице глаза.

- Кератансульфаты — наиболее гетерогенные гликозаминогликаны; отличаются друг от друга по суммарному содержанию углеводов и распределению в разных тканях.

- Дерматансульфаты широко распространен в тканях животных, особенно он характерен для кожи, кровеносных сосудов, сердечных клапаов. В составе малых протеогликанов (бигликана и дикорина) дерматансульфат содержится в межклеточном веществе хрящей, межпозвоночных дисков, менисков.

- Гепарин — важный компонент противосвертывающей системы крови (его применяют как антикоагулянт при лечении тромбозов). Наибольшие количества гепарина обнаруживается в легких, речени и коже.

- Гепарансульфат находится во многих органах и тканях. Он входит в состав протеогликанов базальных мембран.

В межклеточном матриксе присутствуют разные протеогликаны. Среди них есть очень крупные - например агрекан и версикан. Кроме них, в межклеточном матриксе имеется целый набор так называемых малых протеогликанов, которые широко распространены в разных видах соединительной ткани и выполняют там самые разнообразные функции.

Малые протеогликаны - протеогликаны с низкой молекулярной массой. Они содержатся в хрящах, сухожилиях, связках, менисках, коже и других видах соединительной ткани.

Эти протеогликаны имеют небольшой коровый белок, к которому присоединены одна или две цепи гликозаминогликанов. Наиболее изучены декорин, бигликан, фибромодулин, люмикан, перлекан.

Химические канцерогены и механизм их действия

Химический канцерогенез — сложный многоступенчатый процесс образования опухоли, происходящий под длительным воздействием химических веществ — канцерогенов, в основе которого лежит поражение генов и эпигенетические изменения

Химические канцерогены ответственны за возникновение до 80-90 % всех злокачественных опухолей человека.

Канцерогены прямого действия или прямые канцерогены — это чрезвычайно высокоактивные химические соединения, такие как лактоны, хлорэтиламины, эпоксиды (в частности, эпоксибензантрацен). Они способны непосредственно взаимодействовать со структурами клеток и вызывать развитие опухоли. Эти соединения не требуют каких-либо превращений в организме для проявления своего канцерогенного действия.

Канцерогены непрямого действия являются малореакционноспособными соединениями. Факт включения остатков этих соединений в макромолекулы клетки ставил в тупик исследователей до тех пор, пока в 1956 г. супруги Миллер не высказали предположения, что эти вещества в процессе метаболизма подвергаются ферментативной активации с образованием высокоактивных электрофильных метаболитов, способных взаимодействовать с нуклеофильными группами ДНК.

К канцерогенам непрямого действия относятся:

ПАУ и их производные (кроме эпоксидов)

Ароматические амины и их производные

Нитрозосоединения

Афлатоксины

Благодаря низкой химической активности, эти вещества имеют свойства биоаккумуляции, накапливаются в окружающей среде и поэтому они представляют большую опасность для человека.

Основные химические канцерогены:

-Афлатоксины

-Полициклические ароматические углеводороды и их производные

Одни из самых распространённых канцерогенов, многие из них являются довольно сильными. Входят в состав воздуха, воды, сильно загрязняют окружающую среду, имеют свойства биоаккумуляции. Такие соединения, как бенз[a]антрацен, бензпирен и овален, обладают также мутагенными и тератогенными свойствами. В основе практически всех техногенных источников ПАУ лежат термические процессы, связанные со сжиганием и переработкой органического сырья: нефтепродуктов, угля, древесины, мусора, пищи, табака и др.

Наибольшей канцерогенностью обладают вещества, имеющие 4-7 бензольных конденсированных колец.

Теория «бэй-области» (области «залива») предполагает, что если диолэпоксиды ПАУ располагаются на угловых бензольных кольцах и при этом эпоксидная группа образует часть «бэй-области» канцерогенного ПАУ, то они должны обладать очень высокой биологической активностью. Впервые теория была высказана в 1980 году.

Ароматические амины и амиды

Многие ароматические амины и амиды широко производятся в промышленности красителей и используются в различных отраслях и в быту.

В настоящее время доказано, что не все ароматические амины являются канцерогенами.

Ароматические амины принадлежат к той категории канцерогенов, которые обладают резорбтивным действием.

Нитрозосоединения

Наряду с токсичностью и канцерогенностью, эти агенты являются также тератогенными и мутагенными и могут выраженно влиять на синтез ДНК, РНК и белка.

Химически стабильные нитрозосоединения разрушаются в организме быстро после введения, причем метаболизм осуществляется, главным образом (хотя и не исключительно), в печени.

Металлы

Некоторые металлы, в частности хром, бериллий, никель, кобальт и кадмий обладают генотоксической кацерогенностью. Степень их канцерогенной активности и органы-мишени во многом определяются растворимостью в тканевых жидкостях и путях выведения из организма. Особенно это свойство ярко выражено у шестивалентного хрома.

⇐ Предыдущая 1 23