Glykosaminoglykane oder GAGs sind lange Zucker-Kohlenhydrat-Ketten, die in zahlreichen Zellen des menschlichen Körpers vorkommen. Sie erfüllen eine Vielzahl von Funktionen. Unter normalen Umständen baut der Körper routinemäßig Polysaccharide ab, um einen Überfluss zu verhindern, und Enzyme metabolisieren diese komplexen Zucker typischerweise am Ende der Lebensdauer einer Zelle. Das Vorhandensein bestimmter genetischer Störungen, die als lysosomale Speicherkrankheiten bekannt sind, macht den Körper nicht in der Lage, diesen Prozess durchzuführen. Forscher untersuchen GAGs und ihre Funktion bei verschiedenen Krankheitsprozessen.
Polysaccharid-Bausteine, die durch andere Moleküle verbunden sind und Tausende von Kettenvariationen bilden, bilden GAGs. Die Mehrheit der GAGs im Körper sind Nicht-Protein-Hyaluronsäuren, während andere Chondroitin- und Heparansulfat-Moleküle enthalten. Diese GAGs spielen eine große Rolle bei der Entwicklung, Reparatur und dem Ersatz von Zellen. Die Ketten sind lebenswichtige Bestandteile für die Entwicklung vieler Systeme im Körper, darunter Hornhaut, Knorpel und Sehnen, Haut und Bindegewebe.
Chondroitinsulfat-haltige Glykosaminoglykane sind für die Entwicklung von Gehirn, Knorpel und Gewebe zusätzlich zur Gewährleistung der neuronalen Synapsenstabilität notwendig. Heparansulfatketten sind an Entwicklungsprozessen und der Regeneration der Blutgefäße beteiligt und regulieren die Blutgerinnungseigenschaften. Beide sind während entzündlicher Prozesse vorhanden, und Forscher glauben, dass ein Mangel an Chondroitin zu arthritischen Veränderungen beiträgt. Viele glauben, dass Chondroitin-Ergänzungen die Beweglichkeit der Gelenke verbessern, indem sie die Schmierung verbessern.
Die interstitielle Flüssigkeit und die gelartigen Substanzen im Körper enthalten auch Glykosaminoglykane, die Mucopolysaccharide genannt werden, die die Viskosität von Flüssigkeiten regulieren und es dem Gewebe ermöglichen, Feuchtigkeit zu speichern und die richtige Form zu erhalten. Die richtige Hydratation stellt sicher, dass diese interstitiellen Ketten angemessen funktionieren. Während des natürlichen Alterungsprozesses trägt ein Mangel an diesen lebenswichtigen Flüssigkeiten zum Verlust von Elastin und Kollagen bei, was zum Auftreten von Linien und Fältchen führt. Viele Kosmetikprodukte enthalten Hyaluronsäure, um die GAGs zu ersetzen, die der Körper nicht mehr herstellt.
Wie bei zellulären Bestandteilen eliminiert oder ersetzt der Körper regelmäßig täglich Glykosaminoglykane, aber manchen Menschen fehlt diese Fähigkeit. Personen mit Mucopolysaccharidose oder genetischen lysosomalen Speicherstörungen haben entweder eine unzureichende Versorgung mit bestimmten Enzymen oder es fehlen die Enzyme, die erforderlich sind, um GAGs nach Bedarf zu zerlegen. Die Krankheiten sind fortschreitend und ermöglichen mit der Zeit abnorme Glykosaminoglykan-Ansammlungen, die zu Multisystem-Symptomen führen. Die Ansammlungen verursachen ein verändertes körperliches Erscheinungsbild, verminderte Kognition, Skelettveränderungen und Organvergrößerungen.
Lipopolysaccharide sind GAG-Komponenten bakterieller Zellmembranen. Die Lipidblöcke dieser Ketten bilden die Endotoxine, die Krankheiten hervorrufen können. Durch ein besseres Verständnis dieser GAG-Ketten entwickeln die Forscher das Wissen, um zu bekämpfen, wie Bakterien der Erkennung des Immunsystems entkommen oder Resistenzen gegen Antibiotika entwickeln. Die Mucopolysaccharid-Forschung liefert auch Einblicke in die Entwicklung von malignem Gewebe.