Funkcjonowanie stawów a suplementacja – cz. 1

Chrząstka stawowa jest specyficznym rodzajem tkanki łącznej. Zbudowana jest z komórek zwanych chondrocytami oraz macierzy pozakomórkowej, której głównymi składnikami są włókna kolagenowe i agregaty proteoglikanów, a także niewielkie ilości innych od kolagenu rodzajów białek.

Poszczególne składniki macierzy wytwarzane są przez chondrocyty, przy czym specyficzną ich cechą jest wydzielanie do macierzy charakterystycznego dla chrząstki kolagenu typu II. Dojrzałe chondrocyty w zasadzie nie ulegają dalszym podziałom, stąd utrzymanie właściwego dla nich środowiska jest kluczowe dla prawidłowego funkcjonowania stawów, a środowisko to zapewnia macierz pozakomórkowa, która stanowi 98-99% całkowitej objętości chrząstki. W macierzy tej, włókna kolagenu typu II tworzą rusztowanie nadające chrząstce kształt, spoistość i trwałość mechaniczną, a przestrzenie pomiędzy nimi wypełnione są kompleksami wielkocząsteczkowych białek i glikozoaminoglikanów (GAG) zwanych proteoglikanami. Niektórzy autorzy wręcz dzielą macierz pozakomórkową chrząstki na macierz kolagenową i macierz proteoglikanową. Proteoglikany i ich agregaty, ze względu na zdolność do wiązania ogromnych ilości wody, odpowiadają za odporność chrząstki na odkształcenia w wyniku działania na nią dużych sił fizycznych w trakcie poruszania się, a więc stanowią swoistego rodzaju amortyzator dla stawów. Stanowią także filtr dla różnego rodzaju cząsteczek poruszających się w ich sieci. Oczywiście składniki macierzy chrząstki biorą udział także w szeregu zjawisk biochemicznych warunkujących właściwą równowagę metaboliczną.

Niestety, może dochodzić do sytuacji, w której mamy do czynienia z zaburzeniem tej równowagi, w tym z osłabioną syntezą proteoglikanów i jednocześnie ze zwiększoną ich degradacją.
Sytuację może dodatkowo skomplikować fakt, że chrząstka nie jest ukrwiona, a jej odżywianie odbywa się na zasadzie dyfuzji składników odżywczych z płynu maziowego oraz warstwy ochrzęstnej. Do takiego sposobu odżywiania, szczególnie od strony płynu maziowego, potrzebny jest ruch stawu, stąd utrzymanie ruchomości stawu jest bardzo ważne także z punktu widzenia właściwego jego odżywiania.

Poznanie ogromnej roli GAG dla właściwego funkcjonowania chrząstki spowodowało w ciągu ostatnich dwudziestu lat zwrócenie na nie szczególnej uwagi i próby ich zastosowania w związu ze wszelkimi problemami dotyczącymi stawów.

Glikozoaminoglikany są długimi, nie rozgałęzionymi cząsteczkami zbudowanymi z powtarzających się jednostek dwusacharydowych. Jednostki te zawierają jeden z dwóch zmodyfikowanych cukrów – N-acetylogalaktozaminę (GalNAc) lub N-acetyloglukozoaminę (GlcNAc) oraz kwas uronowy (glukuronowy lub iduronowy). GAG są cząsteczkami o wysokim ładunku ujemnym ze zdolnością do nadawania roztworom wysokiej lepkości. GAG są zlokalizowane głównie na powierzchni komórek lub w zewnątrzkomórkowej macierzy. Oprócz wysokiej lepkości wykazują w roztworach małą ściśliwość, co czyni te cząsteczki idealnymi płynami smarującymi stawy. Roztwory GAG wykazują tzw. nienewtonowską lepkość, co w praktyce przekłada się na ich doskonałe właściwości zarówno smarujące w czasie normalnych ruchów stawu, jak i absorbujące wstrząsy w czasie działania gwałtownych sił, np. w czasie biegania. Wiążą też one ogromne ilości wody, czasem nawet do 1000 razy więcej od własnej objętości, a więc odpowiadają za właściwe nawilżenie struktur stawowych, a co za tym idzie także ich właściwe odżywianie drogą dyfuzji. Najważniejszymi GAG występującymi w stawach są kwas hialuronowy, siarczan chondroityny oraz siarczan keratanu. W skład powtarzających się jednostek dwucukrowych kwasu hialuronowego wchodzą N-acetyloglukozoamina i kwas glukuronowy. W siarczanie keratanu są to ponownie N-acetyloglukozoamina oraz galaktoza, w siarczanie chondroityny N-acetylogalaktozoamina i kwas glukuronowy. Te trzy GAG w chrząstce wchodzą w połączenia z białkami tworząc agregaty proteoglikanowe macierzy, będące wielkocząsteczkowymi kompleksami białek i proteoglikanów. Do najważniejszych proteoglikanów chrząstki należy agrekan, zawierający zwykle ponad 100 łańcuchów siarczanu chondroityny oraz 20-50 łańcuchów siarczanu keratanu przyłączonych do rdzenia białkowego. Swoją nazwę zawdzięcza zdolności do agregacji z kwasem hialuronowym dzięki specyficznym białkom łączącym. W ten sposób do jednej cząsteczki kwasu hialuronowego może się przyłączyć ponad 200 cząsteczek agrekanu i utworzyć agregat proteoglikanowy o bardzo wysokiej masie cząsteczkowej. W prawidłowych warunkach wszystkie te substancje są wytwarzane w chrząstce wraz z kolagenem typu II, procesy syntezy i degradacji pozostają w stanie równowagi i chrząstka pracuje prawidłowo umożliwiając bezproblemowy ruch stawów.

We wspieraniu stawów zastosowanie znajdują zarówno kolageny różnego rodzaju, jak i przede wszystkim GAG oraz pochodne cząsteczek cukrowych wchodzących w ich skład. W ostatnich dziesięcioleciach przeprowadzono szereg badań potwierdzających ich skuteczność. Stosowane są zarówno pojedyncze substancje, jak i preparaty zawierające mieszaniny dwóch i więcej tych składników. Do najpopularniejszych z nich należą siarczan glukozoaminy (popularnie zwany glukozaminą) oraz siarczan chondroityny.

cdn.
Autor tekstu: Oskar Berezowski