Os glicosaminoglicanos, também conhecidos como mucopolissacarídeos, são estruturas de carboidratos, com biomoléculas de função estrutural que podem ser encontradas principalmente no tecido conjuntivo, tecido ósseo, ambiente 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.
Estrutura dos glicosaminoglicanos
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.
Várias 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 o encontramos 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 corpo 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, 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 repetitivas das cadeias de heparina e sulfato de condroitina requerem um grau considerável de variação estrutural.
Isso se deve às constantes modificações que incluem a sulfatação e a 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, os GAGs nunca foram encontrados nas plantas.
Polissacarídeos sintetizados com a mesma estrutura de pilar dos GAGs são observados em algumas cadeias de bactérias, 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 GAGs 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 GAG, 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.
GAGs 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 tonificantes é aumentar a hidratação da pele reduzindo as 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.
É por isso que 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.