Гликаны что это такое
Гликаны
Гликаны — полисахариды или олигосахариды, полимеры, состоящие из моносахаридных звеньев, соединенных O-гликозидными связями. Например, целлюлоза представляет собой гликан (или, более конкретно, глюкан), состоящий из бета-1,4-связанной D-глюкозы, а хитин представляет собой гликан, состоящий из бета-1,4-связанного N-ацетил-D-глюкозамина.
Гликаны, в состав которых входят одинаковые углеводные звенья (гомополисахариды) называются гомогликанами, если цепь образована различными углеводными звеньями (гетерополисахариды) — гетерогликанами.
Термин «гликан» часто используется для обозначения углеводной части гликоконъюгатов — соединений, в которых гликан ковалентно связан с белковой цепью (гликопротеины или протеогликаны) либо с липидным остатком (гликолипиды).
Примечания
 |
 Углеводы | |||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Общие: | Альдозы · Кетозы · Фуранозы · Пиранозы | ||||||||||||||
| Геометрия | Аномеры · Мутаротация · Проекция Хоуорса | ||||||||||||||
| Моносахариды |
| ||||||||||||||
| Мультисахариды |
| ||||||||||||||
| Производные углеводов |
| ||||||||||||||
Полезное
Смотреть что такое «Гликаны» в других словарях:
гликаны — см. Полисахариды … Большой медицинский словарь
ПОЛИСАХАРИДЫ — (гликаны), полимерные углеводы, молекулы к рых построены из моносахаридных остатков, соединенных гликозидными связями. Степень полимеризации П. составляет от 10 20 до неск. тысяч остатков. Каждый моносахаридный остаток в составе П. может… … Химическая энциклопедия
Демалан крем косметический — Латинское название Demalanum Фармакологическая группа: Дерматотропные средства Нозологическая классификация (МКБ 10) ›› B88 Другие инфестации ›› H01.0 Блефарит ›› L98.9 Поражение кожи и подкожной клетчатки неуточненное ›› R21 Сыпь и другие… … Словарь медицинских препаратов
Метаболизм — У этого термина существуют и другие значения, см. Метаболизм (значения). Структура аденозинтрифосфата главного посредника в энергетическом обмене веществ Метаболизм (от … Википедия
Углеводы — Структурная формула лактозы содержащегося в молоке дисахарида Углеводы (сахара, сахариды) органические вещества, содержащие карбонильную гру … Википедия
Кератан-сульфат — Кератансульфаты (англ. keratan sulfate, KS) полимерные сульфатированные гликозаминогликаны. Содержатся в костной и хрящевой ткани, роговице. Гликановая цепь кератансульфатов представляет собой сульфированный по оксиметильной группе поли N… … Википедия
Кератан сульфат — Кератансульфаты (англ. keratan sulfate, KS) полимерные сульфатированные гликозаминогликаны. Содержатся в костной и хрящевой ткани, роговице. Гликановая цепь кератансульфатов представляет собой сульфированный по оксиметильной группе поли N… … Википедия
Кератансульфат — Кератансульфаты (англ. keratan sulfate, KS) полимерные сульфатированные гликозаминогликаны. Содержатся в костной и хрящевой ткани, роговице. Гликановая цепь кератансульфатов представляет собой сульфированный по оксиметильной группе поли N… … Википедия
Кератансульфаты — (англ. keratan sulfate, KS) полимерные сульфатированные гликозаминогликаны. Содержатся в костной и хрящевой ткани, роговице. Гликановая цепь кератансульфатов представляет собой сульфированный по оксиметильной группе поли N ацетиллактозамин.… … Википедия
полисахариды — (син.: гликаны, полиозы) общее название углеводов, содержащих более 10 моносахаридных остатков; входят в состав различных тканей, выполняют функции структурного элемента или депо энергетического материала … Большой медицинский словарь
Глюканы и гликаны: углеводы в косметике
Мы привыкли слышать, что сахар и все, что с ним связано, — это вкусно, но вредно. Однако новые сведения об углеводах буквально перевернули бьюти-индустрию: моно- и полисахариды стали новыми многообещающими ингредиентами в косметике.
Мария Невская Дерматолог
Гликаны и глюканы
Гликаны и глюканы — это полисахариды, состоящие из молекул моносахаридов. Последние нам хорошо известны. К моносахаридам, например, относятся фруктоза и глюкоза. С некоторыми из полисахаридов, которые произвели бум в индустрии красоты, мы тоже прекрасно знакомы.
Гиалуроновая кислота не нуждается в дополнительном представлении, но напомним: она является отличным увлажнителем и гидрофиксатором.
Глюканы — одна из многочисленных разновидностей полисахаридов. К ним относится и целлюлоза, маски из которой — новое слово в косметике для домашнего применения.
Биоцеллюлозные маски, благодаря, особой «дружественности» коже, отличаются максимальной эффективностью и комфортом в использовании. © Getty Images
Гликопротеины, протеогликаны или гликопептиды. Подобное объединение сил представляет собой известная молекула проксилан, распространенная в антивозрастных средствах.
Значение гликанов для кожи
И все-таки, почему сахар? В это трудно поверить, но — та-дам! — гликаны играют важную роль в поддержании функционального равновесия кожи, по-научному, гомеостаза, то есть здорового и молодого ее состояния.
Что же делают эти самые гликаны в коже?
Служат источником энергии и питания для клеток.
Играют ключевую роль в процессе молекулярного и клеточного узнавания. Расположенные на поверхности клеток, они принимают сигналы извне и передают их внутрь клетки.
Непосредственно участвуют в клеточном метаболизме: например, помогают фибробластам синтезировать коллаген и эластин.
Составляют существенную часть внеклеточного матрикса кожи, определяют ее плотность (гиалуроновая кислота).
Гликаны в косметике
Гликобиология получила бурное развитие именно в бьюти-индустрии, потому что сахара оказались особенно значимы для кожи. © Getty Images
Теория теорией, а как работают кремы с гликанами на практике? Гликобиология (это слово появилось в Оксфордском словаре в 1988 году) предлагает новый взгляд на возрастные изменения кожи. С возрастом в ней естественным образом уменьшается количество гликанов, а также их активность. При этом гиалуроновая кислота и многие другие ее родственники оказались вполне пригодны для транспортировки в разные слои кожу для восполнения этого дефицита. Они способны выполнять важные функции:
интенсивно увлажнять кожу;
активировать синтез коллагена и эластина;
обеспечивать межклеточные связи.
Таким образом, гликаны стали одним из самых современных и мощных средств anti-age, причем их эффективность подкреплена научными исследованиями.
Обзор средств с гликанами
Регенерирующий глубокий дневной уход Revitalift Лазер Х3, L’Oréal Paris обладает интенсивными восстанавливающими свойствами благодаря высокой концентрации полисахарида (гиалуроновой кислоты) и гликопротеина (проксилана).
Крем против морщин и для упругости нормальной и комбинированной кожи LiftActiv Supreme, Vichy — моносахарид рамноза 5% стимулирует выработку коллагена и обновление кожи. Формула включает также кофеин, аденозин и антиоксидант неогесперидин, содержащийся в сладком апельсине.
Биоцеллюлозная успокаивающая маска Biocellulose Masque, SkinCeuticals состоит из воды и собственно биоцеллюлозы. Этот углевод создает гидрофильный защитный барьер для эффективного восстановления кожи, обладает успокаивающими свойствами.
Тональная сыворотка для лица Youth Liberator, Yves Saint Laurent — первая антивозрастная тональная основа бренда, обогащенная комплексом Glycanactif для борьбы с видимыми признаками старения кожи.
Хотите пройти углубленное тестирование кожи?
Две миниатюры в подарок! При покупке ухода Normaderm
Гликаны в косметике: что это такое
Результатом исследовательских работ, продолжавшихся почти 20 лет, стал выпущенный два года тому назад революционный крем под маркой Yves Saint Laurent, в составе которого присутствует сочетание трех гликанов. Его позиционируют как клеточный ключ к молодости, который призван стимулировать функции кожи, отвечающие за ее молодой вид.
Продукт вызвал большой интерес. Но многие врачи относятся к нему достаточно сдержанно. Все дело в том, что большинство кремов не проникают достаточно глубоко или не содержат достаточного количества активных ингредиентов.
Возможно, гликаны помогут разрешить эту проблему. Но действие этих соединений требует еще многих исследований. Тем не менее, уже проведенные анализы выглядят очень многообещающе.
Что это такое гликаны
Эти вещества в составе кожи постоянно присутствуют в нашем организме и разделяются между собой на 4 группы:
На протяжении многих лет ученые ограничивали их роль в доставке и хранении энергии, обеспечивающей, в частности, нормальное функционирование кожи. Сегодня благодаря гликобиологии мы знаем о роли сахара гораздо больше.
В промежутке между 30 и 60 годами мы можем потерять до половины ценных сахаров, особенно глюкозы. В результате связь между слоями кожи нарушается, производство коллагена снижается, следствием чего становится потеря эластичности и упругости кожи. Она стареет быстрее, а на лице появляются малоэстетичные морщинки и бороздки.
Что день грядущий биохимии и молекулярной биологии вкупе с миром красоты нам готовит
Гликобиология поможет лучше понять процессы старения кожи. Морщины никуда не денутся, но приятно верить в то, что их появление переместится в более отдаленное будущее.
Следует помнить, что исследование гликанов не завершено, и, прежде всего, они сосредотачиваются на эстетической стороне вопроса. Но затрагиваются и более серьезные проблемы – во многих странах ученые пытаются, например, обнаружить зависимость между уровнем сахара и развитием рака.
А сахара не надо: что такое гликобиология и зачем она косметологу?
Продолжаем сближать косметологию и большую науку.
В 2013 году известнейший дерматолог Зое Дрелос в статье для журнала Cutis предрекла, что скоро в дерматологии следует ожидать появления новых открытий, и придут они из биологии сложных углеводов.
Предсказание основывалось не на личных пророческих способностях Зое, а на сухих научных фактах.
Сегодня биология – одна из самых интригующих и динамично развивающихся наук, которая ежедневно поставляет и теоретикам, и практикам пищу для размышлений, а каждое новое открытие ставит новые вопросы.
В середине XX века научное сообщество заинтересовалось углеводами. Знаний и информации было накоплено достаточно, но ее требовалось систематизировать и разложить по полочкам.
Сделать это предлагалось новой науке.
Почему именно углеводы?
Углеводы являются одной из трех основных биомакромолекул, ответственных за передачу информации в организме и участвующих во множестве клеточных функций.
Изучение биологии углеводов началось еще на заре 1960-х годов. В эти годы большая часть работы была сосредоточена на их химическом и структурном анализе, в то время как многие биологические функции оставались загадочными.
К концу 1980-х годов стало очевидно, что углеводы играют ключевую роль практически во всех аспектах биологии, включая возникновение болезней.
В 1988 году «Оксфордской олигосахаридной группой» под предводительством Томаса Радемахера была опубликовала обширная 64-страничная статья, ставшая, можно сказать, манифестом гликобиологов. Именно в ней группа оксфордских ученых систематизировала накопленный «углеродный» опыт и предложила использовать для новой науки термин «гликобиология».
Стали организовываться общества гликобиологов, учреждаться научные журналы, совершенствоваться техническая исследовательская база, проводиться конгрессы и съезды. Как результат – открытия не заставили себя долго ждать.
А недавно даже успел назреть и скандальчик. На американскую компанию-производителя БАДов Mannatech обрушилась волна критики со стороны ученых-гликобиологов, которые обвинили ее в дискредитации их научной области, неправильной интерпретации данных и спекулировании научными открытиями с целью повышения продаж (Kaiser 2007).
Не это ли является еще одним показателем интереса к науке?
Массачусетский технологический институт назвал гликобиологию одной из десяти наук, которые изменят будущее медицины.
Но вернемся к углеводам.
Они делятся на моносахариды (например, глюкоза и фруктоза), олигосахариды и полисахариды – состоят из связей моносахаридов.
До конца 1960-х годов считалось, что углеводы служат только источником энергии и структурным материалом, и в отличие от нуклеиновых кислот и белков, играют второстепенную роль.
Однако оказалось, что углеводы – совсем не так просты, как могут показаться. Оказалось, что они чрезвычайно сложно структурированы и, в отличие, например, от белков, могут соединяться между собой несколькими путями по множеству разных положений. В результате даже небольшое число моносахаридов может породить огромное разнообразие углеводов.
«Углеводы незаменимы для жизни на Земле. В своей простейшей форме они служат основным источником энергии для поддержания жизни. Однако, по большей части, углеводы существуют не как простые сахара, а как сложные молекулярные конъюгаты, или гликаны. Они повсюду в природе, образуя сложное “сахарное покрывало”, которое окружает клетки практически каждого организма и пространство между ними. Являясь частью так называемого экстраклеточного матрикса, гликаны, с их разнообразными химическими структурами, играют решающую роль в передаче важных биохимических сигналов в клетках. Таким образом, эти сахара обеспечивают клеточную коммуникацию, которая необходима для нормального развития клеток и тканей и выполнения физиологической функции» говорит Рэм Сасишекаран, профессор биоинженерии Массачусетского технологического института (Sasisekharan, Myette 2003).
Что такое гликаны и почему они так важны?
Гликобиология, как следует из ее названия, занимается изучением гликанов.
Гликаны (или полисахариды) – это высокомолекулярные углеводы, состоящие из одного (гомогликаны) или множества (гетерогликаны) типов моносахаридных остатков, связанных гликозидными связями.
В природе чаще встречаются гликозамингликаны (GAG). К ним, например, относится гиалуроновая кислота.
GAG присутствуют в организме как в свободном виде, так и в составе протеогликанов, белков, которые имеют в составе олигосахарид.
«Совокупность доказательств свидетельствует о том, что сахарные цепи в гликопротеинах и протеогликанах играют решающую роль в инициировании различных заболеваний, таких как воспалительные реакции, аутоиммунные заболевания, нервно-мышечные заболевания, рак и метаболический синдром» говорит профессор Наойуки Танигучи из Университета Осаки в Японии (Taniguchi 2006. P. 269).
Многие ученые считают, что гликаны – это ключ к лечению многих болезней и заодно лекарство от старости.
Недоумеваете, почему сегодня многие адепты ЗОЖ призывают отказаться от крахмала, устраивать сахарный детокс – предъявляйте претензии к гликобиологии.
Именно ее открытия лежат в основе превентивной anti-age медицины и биохакинга.
За кем следить?
Карл Мейер (Karl Meyer)
Главный человек в гликобиологии – Карл Мейер (Karl Meyer), немецкий биохимик. Его можно по праву назвать дедушкой современной косметологии и «отцом филлеров». Именно он в 1930-х годах занимался соединительной тканью, охарактеризовал различные компоненты коллагена, мукополисахаридов, а также открыл важные свойства гиалуронана, которые впоследствии привели к разработке филлеров.
Роберт С. Хальтивангер (Robert S. Haltiwanger)
Преемник Карла Мейера – профессор биохимии и молекулярной биологии в исследовательском центре Университета Джорджии Роберт С. Хальтивангер (Robert S. Haltiwanger). Боба, так его любя называют коллеги, и его лабораторию обычно описывают так: «Его лаборатория разработала, Его лаборатория создала, Его лаборатория классифицировала»… На сегодняшний день Боб считается одним из лучших в области, в двух словах можно сказать, что он – мировой эксперт по ферментам, которые синтезируют особые O-гликаны и разработал чувствительные методы масс-спектров для определения структур этих O-гликанов.
Чарльз Дж. Димитрофф (Charles J. Dimitroff)
Еще один авторитет в области – доктор Чарльз Дж. Димитрофф (Charles J. Dimitroff). Лаборатория доктора Димитроффа находится не где-то, а в самом сердце Гарвардской медицинской школы, и занимается лектин-углеводными взаимодействиями, гликобиологией адаптивного иммунитета, связями между воспалениями и раком.
Ричард Д. Каммингс (Richard D. Cummings)
Еще один ученый гарвардской школы – Ричард Каммингс (Richard Cummings). Последние 35 лет он занимается структурой и функциями гликоконъюгатов, молекулярными и биохимическими функциями гликопротеинов. Он изучает гликоиммунологию и роли адаптивных и врожденных иммунных реакций на патогены, а также болезни человека, которые наследуются и приобретаются и которые связаны с гликозилированием.
Раймонд А. Двек (Raymond A. Dwek)
Очень активно развивается гликобиология в Японии и в Старом Свете, где тоже есть свои светила, хотя, конечно, концентрат мировой науки сосредоточен в США. Доктор Раймонд А. Двек (Raymond A. Dwek) из Оксфорда уже почти 50 лет занимается гликобиологией. Он разработал технологию секвенирования олигосахаридов из гликопротеинов для выяснения роли гликопротеинов в вирусах. Его лаборатория разработала вакцину от вируса лихорадки денге и препарат для лечения болезни Гоше, который был одобрен во всем мире в 2002 году.
Что читать?
Essentials of Glycobiology
Ajit Varki, Richard D. Cummings, Jeffrey D. Esko et al. 2017.
Introduction to Glycobiology
Maureen E. Taylor, Kurt Drickamer. 2011.
Glycobiology and Human Diseases
Gherman Wiederschain. 2016.
Glycobiology. Oxford Academics Journal
Материалы Всероссийской конференции «Фундаментальная гликобиология»
Как это все связано с кожей?
«Гликаны важны в структуре и функции кожи и обеспечивают новую цель для космецевтического развития. Гликобиология исследует сахарные цепи или гликаны, которые являются многофункциональными. Многие макромолекулы несут плотный массив ковалентно прикрепленных сахаров, которые опосредуют взаимодействия “клетка-клетка” и “клетка-матрикс”. Связанные с белком, гликаны находятся в ядре и цитоплазме клетки, где они функционируют как регуляторные переключатели. Поэтому понимание гликобиологии может дать представление о старении и дисфункции кожи» говорит Зоя Дрелос (Draelos 2013).
Гликаны играют важную роль в структуре и биологии кожи. Они защищают, организуют и стабилизируют клеточную кожную среду.
Полина Александровна Резцова, врач-дерматовенеролог, косметолог, аспирант:
Химия позволяет структурировать и классифицировать. Так широко освещенное в научной и научно-популярной литературе о нутрициологии разделение на микро- и макроэлементы совершенно применимо с прикладной точки зрения для оценки статуса организма и органов, в частности, кожи. Чрезвычайно важно отметить, что ДНК и РНК являются полисахаридами. Без углеводов цепи нуклеиновых кислот не имели бы той структуры, которая необходима для адекватного функционирования. В основном у млекопитающих углеводы практически всегда ассоциированы с протеинами или липидами (Glycobiology of immune responses 2014).
Мы попробуем внедрить гликобиологию в описание каждой из функций кожи, основываясь на материалах лекции по дерматовенерологии Е. А. Аравийской (Строение и функции кожи, ПСПБГМУ им. акад. И. П. Павлова, 2015).
Защитная функция
Обусловлена механическими факторами. Обеспечивается прочностью сцепления компонентов между собой, водно-липидной мантией, а также амортизирующими свойствами дермы и подкожно-жировой клетчатки.
На поверхности эпителиальных клеточных мембран организма расположен перицеллюлярный матрикс, иначе гликокаликс, состоящий из углеводной порции молекул гликолипидов и гликопротеинов клеточной стенки. Гликокаликс участвует в межклеточном взаимодействии, процессе клеточного распознавания и коммуникации (McKinley; O’Loughlin 2012. P. 30-31). Клетки шиповатого слоя характеризуются наличием ламеллярных гранул, которые являются секреторными органеллами, содержащими в том числе гликопротеины и гликолипиды. В этих структурах также располагаются предшественники основных компонентов водно-липидной мантии – глюкозилцерамиды, которые на поверхности рогового слоя распадаются на свободные сахара и церамиды (Развитие и строение кожи 2012. C. 59-73).
На уровне базальной мембраны адгезия кератиноцитов обеспечена гепарансульфат-протеогликанами, перлеканами и другими гликопротеинами. Межклеточные взаимодействия в большей мере обеспечены такими протеогликанами, как ламинин и фибронектин (Paulsson 1992. P. 93-127).
Амортизирующие свойства дермы обеспечиваются в основном эластично-упругими характеристиками волокнистых структур, а также буферными свойствами аморфного вещества. Последнее состоит из протеогликанов и гликозаминогликанов. Протеогликаны – огромные молекулы, способные связать воды в 1000 раз больше своего молекулярного веса, и состоящие из сердцевины и совместимыми с ней гликозамингликанами. К гликопротеинам дермы относятся: витронектин (входит в состав всех эластических волокон, кроме окситалановых), тенасцин (обнаружен вокруг сосудов гладкой мускулатуры), фибронектин (покрывает эластические и коллагеновые пучки), гиалуроновая кислота и т. п.
Терморегулирующая функция
Обусловлена в том числе вазомоторными реакциями сосудов дермы. Известно, что эндотелий капилляров (как и других сосудов) в апикальной части клеток покрыт гликокаликсом, который играет важнейшую роль в регуляции эндотелиальной функции, в том числе рецепторно-опосредованной вазомоторной функции (Sietze 2007. P. 345-359).
Обменная
Заключается в синтезе гормонов и таких витаминов, как А и D.
С развитием гликобиологии, роль сахаридов в регуляции обменных функций организма переоценивается. Так, в 1984 году были выделены ретинилфосфат, ретинилфосфат галактоза, ретинилфосфат манноза. До сих пор неизвестно, какую роль углеводные компоненты играют в биорегуляции жирорастворимых витаминов (Wiederschain 2016).
Рецепторная
Кожа является самым крупным сенсорным органом, воспринимающим боль, температуру, зуд и касание. В коже человека расположены свободные нервные окончания и несвободные, инкапсулированные. Капсула последних образована плотной соединительнотканной сетью, состоящей из волокон гликопротеинов (Zimmerman et al. 2014. P. 950–954.). Рецепторы поверхности клеточной мембраны в большинстве своем являются гликопротеинами (Cuatrecasas 1974. P. 169–214).
Участие в водно-солевом обмене
Обусловлена работой эккринных потовых желез, водно-липидной мантией и глубокими сосудистыми сплетениями.
Работа эккринных потовых желез опосредуется энергетически АТФ-зависимым транспортом ионов. Основным механизмом образования АТФ для выделительной активности потовых желез является оксидативный метаболизм глюкозы. Клеточные запасы гликогена способны поддерживать потоотделение 10 минут, поэтому необходимо экзогенное поступление углеводов, таких как глюкоза и манноза.
Клинически значимо, что уровень глюкозы в плазме прямо коррелирует с уровнем глюкозы в поте.
Экскреторная
Выделение продуктов метаболизма с потом. Гликоопосредованный механизм указан в п. 5.
[Отвлекаясь от темы, интересным будет современное направление метаболомика – изучение профиля низкомолекулярных метаболитов, в том числе в поте. В частности, предлагается оценка электролитного насыщения, наличия тяжелых металлов, наличия биомаркеров активного туберкулеза, скрининг рака легкого, оценка наличия биомаркеров шизофрении, наличия метаболитов психостимулирующих препаратов и т. д. (Hussain et al. 2017. P. 13–34).
Резорбционная
Всасывание веществ с поверхности кожи в системный кровоток. Для преодоления эпидермального барьера вещество должно проникнуть в роговой слой, распространиться в жизнеспособный эпидермис, затем в дерму, а далее попасть в систему кровотока. Различают три пути пенетрации: межклеточный путь, фолликулярный и внутриклеточный (существование последнего до настоящего времени не подтверждено). В коже имеются пути метаболизма поступающих в нее молекул. Даже в роговом слое были отмечены липазная, протеазная и гликозидазная активности (WHO International 2006).
Иммунная
Как уже было указано ранее, почти все рецепторы клеточных мембран являются гликопротеинами. Не являются исключениями TLR, рецепторы главного комплекса гистосовместимости I и II, хемокиновые и цитокиновые рецепторы, рецепторы Т- и В-лимфоцитов.
К секретируемым гликопротеинам иммунной системы относятся цитокины и хемокины, многие из компонентов комплемента и антитела (Glycobiology of immune responses 2014).
Эстетическая
Современная эстетическая медицина направлена на пролонгацию тех параметров кожи, которые ассоциированы с молодостью. Эти параметры включают увлажненность, тургор, эластичность.
Созревание коллагена происходит путем гликозилирования, в процессе которого к полипептидам коллагена присоединяются галактозиловые и глюкозилгалактозиловые остатки. Таким образом, коллаген является гликопротеином. В настоящее время функция этих сахарных остатков неизвестна.
Эластические волокна ассоциированы с микрофибриллами и вместе образуют эластичную сеть соединительнотканных волокон. Микрофибриллы состоят из гликопротеинов, таких как фибриллины и фибулины.
В этом разделе важно подробнее поговорить о гиалуроновой кислоте. Это анионный несульфатированный гликозамингликан, уникальный тем, что синтезируется в клеточной стенке, а не в аппарате Гольджи. Гиалуроновая кислота принимает участие в межклеточном взаимодействии, регулирует активацию лимфоцитов, является маркером динамики некоторых опухолевых процессов, участвует в репаративных и воспалительных процессах, процессе грануляции, миграции клеток (Salwowska et al. 2016. P. 520-526; Maytin 2016. P. 553–559).
Среди механизмов старения одним из важнейших является гликирование белков внеклеточного матрикса. Этот неферментативный процесс также называется реакцией Майяра и заключается в присоединении остатков углеводных молекул к аминогруппам боковых цепей аминокислот в составе коллагена и других белков с образованием конечных продуктов гликирования. Гликированный коллаген изменяет структуру цитоскелета фибробластов, снижает концентрацию ММР-1 и тем самым замедляет процессы ремоделирования дермы (Бауманн 2012).
Конечные продукты гликирования и anti-age
Гликаны необходимы для правильного функционирования кожи, но с возрастом их качество и количество ухудшается (Jang-Hee Oh et al. 2011) и далеко не последнюю роль в этом играют процессы гликации.
В последние годы роль конечных продуктов гликирования (AGEs) все чаще обсуждается в старении кожи.
Депонирование AGEs в тканях усиливает повреждения, наносимые клеткам УФ-излучением. Кроме того, курение, типичный усугубляющий фактор старения кожи, ускоряет формирование AGEs и увеличивает их отложение в различных тканях, включая кожу (Nicholl et al. 1998).
Мишенями AGEs могут стать белки, липиды и нуклеиновые кислоты, более того, AGEs сами по себе являются реактивными молекулами, которые при взаимодействии со своими рецепторами активируют различные молекулярные ответы in vivo, тем самым вовлекаясь в воспаление, иммунный ответ, пролиферацию клеток и экспрессию генов.
Например, гликозирование нарушает процессы воспроизводства гиалуроновой кислоты и других гликозамингликанов, отвечающих за содержание воды в дерме. Также эта теория связывает образование морщин с процессом гликозирования белков дермы коллагена и эластина – нарушается и уплотняется не только сама структура белка (Avery et al. 2006), делая коллаген менее устойчивым к механическим повреждениям, но и нарушается работа ионных насосов клеток, повреждаются клеточные мембраны, образуются сшивки коллагеновых волокон.
Такой сшитый коллаген менее эластичен по сравнению с нормальными волокнами, нерастворим и плохо связывает воду (Paul, Bailey 1996).
Как следствие кожа становится более сухой и менее упругой (DeGroot J. 2004).
Изменение заряда и образование AGEs на боковых цепочках коллагена влияет на его контакт с клетками и другими белками матрикса и угнетает его способность реагировать с ними (Haitoglou et al. 1992).
Появление гликированного коллагена впервые наблюдается в возрасте 20 лет. Он накапливается с годовой скоростью около 3,7 %, достигая 30–50 % увеличения в возрасте 80 лет.
Исследования доказывают, что in vitro гликированные образцы кожи обладают нарушенными биомеханическими свойствами, in vivo наблюдается снижение эластичности кожи у больных сахарным диабетом, например (Reihsner et al. 2000; Yoon et al. 2002).
Внутриклеточные протеины, включая энзимы и факторы роста, также могут быть подвержены гликации.
AGEs не только изменяют физико-химические свойства гликированных протеинов, но и могут связываться с их рецепторами на клеточной поверхности, запуская каскад сигналов, влияющих на клеточный цикл и пролиферацию, экспрессию генов, воспаление и синтез внеклеточного матрикса (Bierhaus et al. 2005; Alikhani et al. 2005; Zhu et al. 2011).
Выводы
Гликобиология – как раз та наука, которая должна находиться в фокусе и врачей, и пациентов. Именно отсюда следует ожидать прихода на рынок новых косметических препаратов под лозунгом «Не стареет организм, не стареет кожа».
Уже сегодня можно наблюдать присутствие кремов с бета-глюканами, названными так из-за бета-соединений между моносахаридами.
Не обошла стороной тема гликанов и так называемый тяжелый люкс. Мировой концерн YSL заинтересовался научными разработками в этой области. Ученые из Университета Макса Планка в Германии в сотрудничестве с научной базой концерна L’Oreal создали сыворотку FOREVER YOUTH LIBERATOR SERUM.
Компания утверждает даже, что они первыми взяли науку о гликанах на вооружение косметологии.
А основанный в Берлине Музей сахара в 2015 году даже включил эту сыворотку в состав экспозиции выставки «Сахар и другие! Food – Matter – Energy», посвященной использованию и истории тростниковых и свекольных сахаров.