Glicosaminoglicanos: características e funções - Ciência - 2023

Contente

o glicosaminoglicanos, também conhecidos como mucopolissacarídeos, são estruturas de carboidratos, com função de biomoléculas estruturais que podem ser encontradas principalmente no tecido conjuntivo, tecido ósseo, meio intercelular e tecido epitelial. Eles são longas cadeias de polissacarídeos complexos ou proteoglicanos, compostos de unidades repetidas de dissacarídeos.

Os glicosaminoglicanos são altamente polares e têm a capacidade de atrair água, tornando-os ideais para as funções biológicas que desempenham. Eles também são usados como lubrificantes ou para absorver impactos. Cada um é composto de hexosamina e uma hexose, ou ácido hialurônico.

Caracteristicas

Os glicosaminoglicanos são o maior componente da matriz extracelular de moléculas em tecidos animais e têm papel fundamental em diversos eventos fisiológicos. Não podemos encontrar esses compostos apenas em vertebrados, mas também em muitos invertebrados. Sua função é a conservação no reino animal.

Diversas estruturas sulfatadas da heparina, um glicosaminoglicano encontrado no fígado, pele e pulmão, podem ser encontradas em diferentes tipos de organismos, desde os mais primitivos até os humanos. Isso determina sua participação ativa e fundamental nos processos biológicos.

No caso do ácido hialurônico, no corpo humano ele está presente no cordão umbilical, tecido conjuntivo, líquido sinovial, cartilagem, vasos sanguíneos e humor vítreo (a massa gelatinosa que se encontra entre o cristalino e a retina do olho); enquanto na natureza só existe em moluscos.

Outra diferença é que o sulfato de condroitina no organismo existe nos tecidos ósseos e na cartilagem, enquanto em outros animais menos evoluídos é encontrado de forma limitada, dependendo da complexidade estrutural do indivíduo e de sua associação com determinadas funções.

Presença de glicosaminoglicanos

Na natureza, encontramos glicosaminoglicanos (GAGs) com funções fundamentais no crescimento celular, sua diferenciação, migração celular, morfogênese e infecções virais ou bacterianas.

Em vertebrados, os principais glicosaminoglicanos são heparina ou sulfato de heparina, sulfato de condroitina, sulfato de dermatan e ácido hialurônico. Todos esses GAGs são confirmados por cadeias que alternam unidades de um amino açúcar e um ácido hialurônico, que pode ser ácido glucurônico ou ácido idurônico.

Por outro lado, as unidades de amino açúcar podem ser N-acetilglucosamina ou N-acetilgalactosamina.

Embora os blocos de construção dos GAGs sejam geralmente sempre os mesmos, polissacarídeos, as linhas repetidas das cadeias de heparina e de sulfato de condroitina requerem um grau considerável de variação estrutural.

Isso se deve às constantes modificações que incluem a sulfatação e epemerização dos uronatos, constituindo as bases de uma grande variedade de estruturas com atividades biológicas relacionadas aos GAGs.

A presença dessas biomoléculas na natureza, tanto em organismos vertebrados quanto invertebrados, está bem documentada. Em contraste, GAGs nunca foram encontrados em plantas.

Em algumas cadeias de bactérias, polissacarídeos sintetizados com a mesma estrutura de pilar dos GAGs são observados, mas esses polissacarídeos semelhantes não estão ligados às proteínas do núcleo e são produzidos apenas na superfície interna da membrana citoplasmática.

No caso dos GAGs em células animais, eles são adicionados a núcleos de proteínas e formam proteoglicanos. Assim, os polissacarídeos bacterianos são diferentes.

Existe uma grande variedade estrutural de GAGs que pertencem aos vertebrados. De peixes e anfíbios a mamíferos, a estrutura dessas biomoléculas é extremamente heterogênea.

A biossíntese do complexo estrutural dos GAGs é regulada e os diferentes padrões de sulfatação são formados em um órgão e tecido específicos, temporariamente durante o crescimento e desenvolvimento.

Na verdade, defeitos mutacionais em muitos genes das enzimas biossintéticas dos GAGs têm consequências graves nos organismos vertebrados. É por isso que a expressão dos GAGs e suas estruturas sulfatadas específicas desempenham um papel fundamental na vida.

Funções dos glicosaminoglicanos

Sua função é essencial, pois são componentes fundamentais dos tecidos conjuntivos, e as cadeias dos GAG's estão ligadas por ligações covalentes a outras proteínas, como citocinas e quimiocinas.

Outra característica é que eles estão ligados à antitrombina, uma proteína relacionada ao processo de coagulação, para que possam inibir essa função, o que os torna essenciais em casos de tratamento para trombose, por exemplo.

Isso também é interessante no campo da pesquisa do câncer. Por ser capaz de inibir a ligação das proteínas dos GAGs, o processo dessa doença ou de outros como processos inflamatórios e infecciosos pode ser interrompido, onde os GAGs atuam como receptores para alguns vírus, como o dengue, do tipo flavivírus.

Os GAGs também pertencem aos três componentes da derme, a camada localizada sob a epiderme da pele, junto com o colágeno e a elastina. Esses três elementos formam o sistema conhecido como matriz extracelular, que permite, entre outras coisas, a regeneração dos tecidos e a eliminação das toxinas do corpo.

GAG's são as substâncias que atraem água para as camadas mais profundas da pele. Um dos glicosaminoglicanos mais conhecidos é o ácido hialurônico, presente em muitos produtos anti-envelhecimento e de cuidados com a pele. A ideia desses cremes, loções e tônicos é aumentar a hidratação da pele reduzindo rugas e linhas de expressão.

Além de reter água, os GAGs também apresentam alta viscosidade e baixa compressão, sendo ideais para proteger a união dos ossos nas articulações.

Por isso estão presentes no líquido sinovial, cartilagem articular, válvulas cardíacas (sulfato de condroitina, o GAG mais abundante do corpo), pele, artérias pulmonares e no fígado (heparina, que tem função anticoagulante), tendões e pulmões (sulfato de dermatan) e córnea e ossos (sulfato de queratana).

Referências

Evolução dos glicosaminoglicanos. Estudo bioquímico comparativo. Recuperado de ncbi.nlm.nih.gov.
Edição especial "Glycosaminoglycans and their Mimetics". Recuperado de mdpi.com.
Manipulação de macromoléculas de superfície celular por flavivírus. Robert Anderson, em Advances in Virus Research, 2003. Recuperado de sciencedirect.com.
Colágeno, Elastina e Glicosaminoglicanos. Recuperado de justaboutskin.com.