Блог Записки Адцкого Лыжныга.

Дорогие друзья!

В данной небольшой статье хотелось бы, по мере сил, внести ясность в вопрос назначения хондропротекторов, препаратов гидролизатов коллагена и эластина при комплексной терапии дистрофических изменений и ранах хряща, травмах связочного и сухожильного аппаратов и профилактики возникновения этих патологических состояний.

Часть первая. Гидролизаты коллагена и эластина.

Начнем с рассмотрения эффективности приема препаратов гидролизатов коллагена и эластина.

Как известно, связки и сухожилия, представляя собой плотную оформленную соединительную ткань, состоят в основном из белковых структур, представленных коллагеном и эластином, обеспечивающих их прочность и помогающих восстанавливать свои размеры после растяжения или сжатия.

Рассмотрим эти белки подробнее.

 

Коллаген
Характерным компонентом структуры соединительной ткани являются коллагеновые волокна. Они построены в основном из своеобразного белка – коллагена. Коллаген составляет 25–33% от общего количества белка организма взрослого человека, или 6% от массы тела.

Видимые в оптическом микроскопе коллагеновые волокна состоят из различимых в электронном микроскопе фибрилл – вытянутых в длину белковых молекул, названных тропоколлагеном. Тропоколлаген – основная структурная единица коллагена. Необходимо четко разграничивать понятия «коллагеновые волокна» и «коллаген». Первое понятие по существу является морфологическим и не может быть сведено к биохимическим представлениям о коллагене как о белке. Коллагеновое волокно представляет собой гетерогенное образование и содержит, кроме белка коллагена, другие химические компоненты. Молекула тропоколлагена – это белок коллаген.
Одной из отличительных черт данного белка является то, что 1/3 всех его аминокислотных остатков составляет глицин, 1/3 – пролин и 4-гидроксипролин, около 1% – гидроксилизин; некоторые молекулярные формы коллагена содержат также 3-гидроксипролин, хотя и в весьма ограниченном количестве.

 

Тропоколлаген состоит из трех полипептидных цепей одинакового размера, которые сливаются в спиралевидный триплет. Тройная спираль стабилизируется многочисленными межцепочечными поперечными сшивками между лизиновыми и гидроксилизиновыми остатками. Каждая полипептидная цепь тропоколлагена содержит около 1000 аминокислотных остатков.

Эластин
Эластин – основной белковый компонент, из которого состоят эластические волокна. Он отличается от коллагена по химическому составу и молекулярной структуре.

Общими для эластина и коллагена являются большое содержание глицина и пролина, наличие оксипролина, хотя последнего в эластине примерно в 10 раз меньше, чем в коллагене. Как и в коллагене, в эластине мало метионина и отсутствуют триптофан и цистеин.

 

В отличие от коллагена в эластине значительно больше валина и аланина и меньше глутаминовой кислоты и аргинина. В целом характерной особенностью первичной структуры эластина является слишком малое содержание полярных аминокислотных остатков. При ферментативном гидролизе эластина в гидролизате обнаруживаются десмозин и изодесмозин. Эти соединения содержатся только в эластине. Структура их довольно необычна: 4 остатка лизина, соединяясь своими радикалами, образуют замещенное пиридиновое кольцо. Считают, что при образовании десмозина сначала 3 остатка лизина окисляются до соответствующих ε-альдегидов, а затем происходит их соединение с четвертым остатком лизина.

Очевидно, именно благодаря своей структуре десмозин и изодесмозин могут одновременно входить в состав четырех пептидных цепей. По-видимому, этим можно объяснить, что эластин в отличие от других фибриллярных белков способен растягиваться в двух направлениях.

 

В гидролизатах эластина найдена еще одна необычная «аминокислота», пик которой на хроматограммах располагается между орнитином и лизином. Оказалось, что это лизиннорлейцин, который обеспечивает наряду с десмозином и изодесмозином поперечные связи в молекуле эластина.

Эластин вместе с коллагеном, протеогликанами и рядом глико- и муко-протеинов является продуктом биосинтетической деятельности фибробластов. Непосредственным продуктом клеточного биосинтеза считается не эластин, а его предшественник –тропоэластин (в коллагене –проколлаген). Тропоэластин не содержит поперечных связей, обладает растворимостью. В последующем тропоэластин превращается в зрелый эластин, нерастворимый, содержащий большое количество поперечных связей.

 

Несмотря на то, что препараты гидролизатов коллагена и эластина не являются лекарственными средствами они не раз проходили испытания эффективности. Для примера приведу записи протокола испытаний гидролизата коллагена в ФГБУН «Институт теоретической и экспериментальной биофизики Российской академии наук»:

 

«…Эксперименты в культуре клеток
Показано, что в хондроцитах in vitro после 11 дней культивирования в среде с гидролизатом коллагена типа II количество аминокислот возрастает в 2,5 раза по сравнению с контролем (среда без гидролизата коллагена). Стимуляция коллагенообразования из аминокислот в клетках регулируется ферментами, на активность которых влияют витамины и катионы металлов. Синтез коллагена и его фибриллообразование – сложный многоэтапный процесс. Биосинтез протекает в специализированных клетках (хондроциты в хрящах), а фибриллообразование – вблизи поверхности клеток. Реакции гидроксилирования позволяют модифицировать молекулы коллагена. Катализируют гидроксилирование ферменты: пролил-4-гидроксилаза и лизил-5-гидроксилаза с целью превращения пролина в оксипролин, а лизина в оксилизин. Ферменты активны в том случае, если железо находится в двухвалентной форме, что обеспечивается аскорбиновой кислотой (витамин С). Особенностью фибрилл коллагена высокой степени прочности является большое содержание аминокислотных остатков с альдегидными группами. В норме из лизина и оксилизина образуются их альдегидные формы аллизин и оксиаллизин, которые участвуют в образовании прочных ковалентных связей между молекулами коллагена. Поэтому нутрицевтики из гидролизатов коллагена в комплексе с аскорбиновой кислотой (витамин С) более эффективно влияют на фибриллообразование…»

 

«…После применения гидролизата коллагена типа II в течение 24 недель в группе спортсменов – здоровых людей, но с внутрисуставной болью – наблюдали увеличение подвижности суставов, снижение болевого синдрома и уменьшение зависимости от анальгетиков. У пациентов с первичным остеоартрозом при тех же условиях приема гидролизата коллагена происходило улучшение функционирования коленного сустава по оценке визуальной аналоговой шкалы и WOMAC. У пациентов с симптомами лёгкого остеоартроза коленного сустава, которые применяли гидролизат коллагена (10 г/день) с кальцием (300 мг/день) и витамином C (60 мг/день) в течение 14 недель, по изометрическим и изокинетическим тестам повышалась функциональная подвижность колена. Также более высокие результаты наблюдали у пациентов с тяжёлыми формами остеоартроза…»

 

При повышенных нагрузках на структуры связочного и сухожильного аппаратов и (не дай Бог) их травмах, для регенерации и восстановления связки и сухожилия нуждаются в дополнительном количестве пластического материала и, обращаю Ваше внимание, специфического пластического материала – таких аминокислотах, как десмозин и лизиннорлейцин (для эластина) и 3-4 гидроксипролин и гидроксилизин (для коллагена). Другие животные, а тем более растительные, белки таких аминокислот не содержат. Поэтому прием гидролизатов коллагена и эластина, совместно с приемом витамина С, является важным фактором при решении вопроса профилактики травм связочно-сухожильного аппарата и, безусловно, необходимым элементом комплексной терапии их повреждений.

 

Дорогие друзья!

В данной небольшой статье хотелось бы, по мере сил, внести ясность в вопрос назначения хондропротекторов, препаратов гидролизатов коллагена и эластина при комплексной терапии дистрофических изменений и ранах хряща, травмах связочного и сухожильного аппаратов и профилактики возникновения этих патологических состояний.

Часть вторая. Глюкозамин и хондроитин.

 

Хрящевая ткань – одна из разновидностей соединительной ткани, которая выполняет в организме опорные функции.
В суставах хрящ обнажен и контактирует непосредственно с внутренней средой сустава – синовиальной жидкостью. Она выполняет роль своеобразной смазки между трущимися поверхностями суставов, покрытых гладким гиалиновым хрящом. Хрящи костей и позвоночника постоянно испытывают как статическую, так и динамическую нагрузки.
Структура хряща позволяет ему испытывать обратимую деформацию и в то же время сохранять способность к обмену веществ и размножению. Главные его компоненты – хрящевые клетки (хондроциты) и внеклеточный матрикс, состоящий из волокон и основного вещества. Причем, большую часть массы хряща составляет именно межклеточное вещество.

 

Одними из главных составляющих элементов межклеточного матрикса хрящевой ткани являются гликозаминогликаны.

Рассмотрим их немного подробнее и для этого воспользуемся учебником биохимии Кольмана, Рема и Вирта.

Гликозаминогликаны соединительной ткани – это линейные неразветвленные полимеры, построенные из повторяющихся дисахаридных единиц. В организме гликозаминогликаны не встречаются в свободном состоянии, т.е. в виде «чистых» углеводов. Они всегда связаны с большим или меньшим количеством белка. В их состав обязательно входят остатки мономера либо глюкозамина, либо галактозамина. Второй главный мономер дисахаридных единиц также представлен двумя разновидностями: D-глюкуроновой и L-идуроновой кислотами.

 

Гиалуроновая кислота
впервые была обнаружена в стекловидном теле глаза. Из всех гликозаминогликанов, гиалуроновая кислота имеет большую мол. массу (100000–10000000). Доля связанного с гиалуроновой кислотой белка в молекуле (частице) протеогликана составляет не более 1–2% от его общей массы. Считают, что основная функция гиалуроновой кислоты в соединительной ткани – связывание воды.

В результате такого связывания межклеточное вещество приобретает характер желеобразного матрикса, способного «поддерживать» клетки. Важна также роль гиалуроновой кислоты в регуляции проницаемости тканей.

 

Хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат
построены по одному плану. Отличие между ними заключается в локализации сульфатной группы. Несмотря на минимальные различия в химической структуре, физико-химические свойства хондроитин-4-сульфата и хондроитин-6-сульфата существенно различаются; последние различаются также распределением в разных видах соединительной ткани.

Увидеть формулы этих длинноцепочных дисахаридов можно на прикрепленных фото.

Как видно из формул в состав и гиалуроновой кислоты и хондроитина входит моносахарид – глюкозамин, точнее – его производные. Посмотрим на этот сахар повнимательнее:

 

Глюкозамин
(цитирую РЛС)— вещество, вырабатываемое хрящевой тканью суставов, является компонентом хондроитина и входит в состав синовиальной жидкости.
По структуре является моносахаридом, служит в качестве важного прекурсора в биохимическом синтезе гликозилированных белков и липидов.
Поскольку глюкозамин является предшественником гликозаминогликанов, которые являются основным компонентом суставных хрящей, его применение способствует восстановлению хрящевой ткани в комплексной терапии лечения артрозов.

 

Как любое лекарственное средство, зарегистрированное в РФ, глюкозамин имеет код АТХ, CAS, нозологическую классификацию по МКБ 10.

Конечно же, есть положительные результаты клинических испытаний применения глюкозамина и низкомолекулярной фракции хондроитина per os и гиалуроновой кислоты, вводимой внутрисуставно.

На вопрос: «Видели ли Вы регенерацию хряща?» - отвечаю: «Да! В описаниях клинических испытаний хондропротекторов.»

Приведу пример из монографии «Морфологические и клинические аспекты репаративной регенерации опорных органов и тканей» авторов Лаврищевой и Оноприенко.

 

«…Процессы репаративного хондрогенеза можно проследить на заживлении различных повреждений хряща…при новообразовании хряща на суставной поверхности, травматически лишенной хрящевого покрытия…При ранении суставного хряща, раны, расположенные вблизи синовиальной оболочки, заживают из соединительнотканных элементов, путем нарастания на поверхность хряща рыхловолокнистой соединительной ткани со стороны синовиальной оболочки, со временем замещаясь геалиновым хрящом.
Ярким примером репаративной регенерации хряща и практического ее осуществления служат данные, полученные при экспериментальном повреждении внутрисуставных менисков.

 

Сращение по типу первичного заживления в хряще мениска может произойти при максимальной плотности прилегания и обездвиженности краев раны. Источником хондрогенеза служат дифференцированные клетки ткани хряща. Обязательным условием является применение противоотечных средств (гидрокортизон) и использование препаратов глюкозаминогликанов – хондроитина и гиалуроновой кислоты…»

 

Так, гиалуроновая кислота, введенная внутрисуставно, входит в состав аморфного вещества соединительной ткани, является основным компонентом синовиальной жидкости, обеспечивая питание суставного хряща, а хондроитин и глюкозамин являются дополнительным источником пластического материала для хрящевой ткани.