Що відбувається в організмі при синдромі Хантера? Розглянемо звичайне життя клітини шкіри, щоб зрозуміти, де виникає збій при синдромі Хантера.
зміст
У людському тілі відбувається безліч біохімічних реакцій, спрямованих на підтримку життєво важливих функцій, як то виробництво енергії, ріст і розвиток, зв'язок окремих органів і систем організму, захист від інфекцій. Серед життєво важливих функцій є така - розщеплення великих біомолекул на складові і їх висновок з організму. Збій саме цієї функції призводить до захворювання мукополісахаридозом різних типів, в тому числі і синдромом Хантера. Розщеплення великих біомолекул на маленькі молекули відбувається під дією особливих речовин - ферментів. Ферменти утворюються в клітинах. Ферменти обов'язково присутні у всіх клітинах живого організму. Прискорюючи біохімічні реакції, ферменти направляють і регулюють обмін речовин. Всі живі клітини містять дуже великий набір ферментів, від активності яких залежить функціонування клітин. Практично кожна з безлічі різноманітних реакцій, що протікають в клітині, вимагає участі специфічного ферменту. Ферменти, що руйнують макромолекули знаходяться в спеціальних мішечках клітини - лізосомах.
Глікозамінклікани
Біохімія синдрому Хантера пов'язана з проблемою в частині сполучної тканини, а її саме міжклітинної речовини. До складу міжклітинної речовини входять волокна (колагенові і еластичні) і основна речовина, яке переважає за обсягом. Волокна розташовані невпорядковані, утворюють пухку мережу.
Міжклітинний речовина складається з різноманітних цукрів і білків і допомагає формувати структуру того чи іншого органу. Міжклітинний речовина оточує окремі клітини немов мережу і функціонує як клей, який скріплює окремі клітини. Одна із складових частин міжклітинної речовини є складні молекули, звані протеогликанами. Подібно до багатьох компонентів людського тіла, протеоглікани час від часу повинні бути зруйновані і замінені на нові. При розщепленні протеогликанов утворюються мукополісахариди, звані інакше глікозамінкліканамі (ГАГ).
Механізми відбуваються в шкірі
Щоб краще зрозуміти, що таке глікозаміноглікани, розглянемо механізми відбуваються в шкірі. Всі ми знаємо, що шкіра людини складається з трьох шарів — епідермісу, дерми і гіподерми.
Дерма грає роль каркаса, який забезпечує пружність, міцність і еластичність шкіри. Дерму можна сміливо порівняти з таким собі незвичайним матрацом: одночасно водним і пружинним. У матраці цьому роль пружин грають волокна колагену і еластину, весь простір між якими заповнено водним гелем, що складається з мукополісахаридів (глікозаміногліканів). До речі кажучи, молекули колагену дійсно нагадують пружини, так як в них білкові нитки скручені на зразок спіралей.
Пружність і стійкість дерми, на якій «спочиває» епідерміс, визначаються як станом «пружин» — волокон колагену і еластину, так і якістю водного гелю, утвореного глікозаміногліканами. якщо «матрац» не в порядку — ослабли «пружини», або гель не тримає вологу, — шкіра починає обвисати під дією сили тяжіння, зміщуватися і розтягуватися під час сну, сміху і плачу, зморщуватися і втрачати пружність. Так утворюються великі складки, наприклад носогубні.
У молодій шкірі колагенові волокна і глікозаміногліканових гель постійно оновлюються. З віком оновлення міжклітинної речовини дерми йде все повільніше, накопичуються пошкоджені волокна, а кількість глікозаміногліканів неухильно зменшується.
Основне завдання клітин дерми — руйнувати і будувати (синтезувати) міжклітинний речовина (глікозаміноглікани). В основному цим займаються клітини - фібробласти. Фібробласти можна сміливо назвати як будівельниками, так і архітекторами, що визначають склад і будова сполучної тканини шкіри. Це вони спершу руйнують колаген і гіалуронову кислоту, а зруйнувавши, синтезують ці молекули заново. Процес руйнування-відновлення відбувається безперервно, і завдяки йому міжклітинний речовина постійно оновлюється.
В старіючої шкіри активність фібробластів знижується, і вони все гірше справляються зі своїми обов'язками. Особливо швидко втрачається здатність до утворення міжклітинної речовини. А ось руйнівні здібності, на превеликий жаль жінок, довгий час залишаються на колишньому рівні. Як то кажуть, ламати — не будувати. В старіючої шкіри колагенові волокна стають товщі, однак їх кількість і еластичність зменшуються. В результаті структура генового матриксу порушується, вміст вологи в міжклітинному речовині дерми зменшується, а шкіра, відповідно, втрачає пружність і еластичність.
Роль дерми і глікозаміноглікани
Дерма грає роль каркаса, який забезпечує механічні властивості шкіри - її пружність, міцність і еластичність. Вона нагадує комбінацію водного і пружинного матраца, де роль пружин грають волокна колагену і еластину, весь простір між якими заповнено водним гелем, що складається з мукополісахаридів (глікозаміногліканів). Молекули колагену насправді нагадують пружини, т. до. в них білкові нитки скручені на зразок спіралей. Глікозаміноглікани - це великі молекули вуглеводів, які у воді не розчиняються, а перетворюються в сіточку, осередки якої захоплюють велику кількість води - утворюється в'язкий гель.
епідерміс — це верхній, що постійно оновлюється шар шкіри. З дермою його пов'язує особлива структура — базальнамембрана. Вона нагадує килимок, сплетений з білкових волокон і просочений гелеподібним речовиною (глікозаміногліканами). Поблизу базальної мембрани дерма містить більше гликозаминогликанов, а її «пружини» м'якші. Це так званий сосочковий шар дерми. Він утворює м'яку подушку безпосередньо під епідермісом. Під сосочковим шаром розташовується сітчастий шар, в якому колагенові і еластинових волокна формують жорстку опорну сітку. Ця сітка також просякнута глікозаміногліканами. Головним глікозаміногліканами дерми є гіалуронова кислота, яка має найбільшу молекулярну масу і пов'язує найбільше води.
Стан дерми, цього матраца, на якому спочиває епідерміс, його пружність і стійкість до механічних навантажень визначаються як станом «пружин» - волокон колагену і еластину, так і якістю водного гелю, утвореного глікозаміногліканами. Якщо матрац не в порядку - ослабли пружини, або гель не тримає вологу - шкіра починає обвисати під дією сили тяжіння, зміщуватися і розтягуватися під час сну, сміху і плачу, зморщуватися і втрачати пружність. У молодій шкірі і колагенові волокна, і глікозаміногліканових гель постійно оновлюється. З віком оновлення міжклітинної речовини дерми йде все повільніше, накопичуються пошкоджені волокна, а кількість глікозаміногліканів неухильно зменшується.
Розподіл в тканинах гликозамингликанов
Гликозамингликанов налічується кілька типів, кожен з яких утворюється в деяких характерних місцях в організму. У свою чергу, глікозамінглікани також повинні бути розщеплені на більш дрібні складові, які організм здатний вивести назовні.
Глікозаміноглікани і їх розподіл в тканинах
Гіалуронова кислота утворюється в оці (склоподібне тіло), суглоби (синовіальна рідина), шкірі, хрящах, кістках
Хондроітин утворюється в роговій оболонці ока, аорті, хрящах, шкірі, кістках, склери
Хондроітин-4-сульфат утворюється в хрящі, шкірі, сухожиллях
Хондроітин-6-сульфат утворюється в хрящі, шкірі, сухожиллях
гепарин утворюється в шкірі, легенях, печінці, судинах
гепарансульфат утворюється в легенях, аорті
кератансульфатів I утворюється в рогівці
кератансульфатів II утворюється в хрящах
дерматансульфат утворюється в шкірі, сухожиллях, склери, рогівці, серцевих клапанах
При синдромі Хантера спостерігається проблема при розщепленні двох глікозамінкліканов - дерматансульфата і гепарансульфату. Перший крок при розщепленні цих глікозамінкліканов вимагає особливого лизосомального ферменту I2S (фермент, що знаходиться в спеціальному мішечку в клітці - лізосоми). У людей же з синдромом Хантера цей фермент виробляється або в недостатніх кількостях, або не виробляється зовсім. В результаті глікозамінклікани відкладаються в клітинах по всьому організму, особливо в тканинах, які містять велику кількість дерматансульфата і гепарансульфату. В результаті накопичення глікозамінкліканов внутрішні органи і системи організму починають працювати зі збоями, що веде до численних серйозних уражень. Хоча швидкість накопичення глікозамінкліканов у людей з синдромом Хантера неоднакова, в результаті це все одно обертається широким спектром медичних проблем.
