Chondroitin sulfate (CS) là một hợp chất hữu cơ thuộc nhóm mucopolysaccharides sulfate, được cấu tạo từ các monomer là disaccharide. Các disaccharỉde gồm hai đơn phân là D-acid glucuronic (GlcA) và N- acetyl- galactosamine (GalNAc) thông qua liên kết glycoside GlcA (3(1-*3) GalNAc;
mạch không phân nhánh [7], [9], [10].
Thường được điều chỉnh bằng việc thay thế các nhóm sulfate vào một hoặc nhiều nhóm -OH ờ carbon C-4 và C-6 của GalNAc; ở carbon C-2 và C-3 của GlcA. Việc điều chỉnh này làm tạo ra các đồng phân của cs [11].
cs được tìm thấy trong khuôn ngoại bào và trên bề mặt tế bào trong các mô khác nhau từ các loài động vật có vứ hoặc gia cầm và có phong phú nhất trong khuôn ngoại bào của mô sụn [4],
Hình 2.6: cấu tạo hóa học của cs.
Các cs được gắn vói gốc serỉne của lõi protein tạo GAG-protein hay proteoglycan thông qua liên kết tetrasaccharide GlcA-Gal-Gal-Xyl (tương ứng với D-acid glucuronic, D-galactose, D-xylose) [12] (Hình 2.6).
GlvL'<JK.uiEiinui(lvuniL
pr nre-i n
CM HH*e CM Sh4i- ŨM MHM
Chcwiilrui!in Nulfute --- ’ ---
11
Hình 2.7: cấu tạo của cs trong ngoại bào.
Trong cấu trúc ngoại bào của mô sụn, các proteoglycan chứa khoảng 100 chuỗi cs, mỗi chuỗi chứa từ 50 đến 60 đom vị dỉsaccharìde, cs gắn liền với chuỗi polypeptide (lõi protein) dài gồm hom 2000 acid amin [13]. Dọc theo lõi protein, giữa vị trí của cs và vị trí lõi protein Hên kết với HA là các keratin suHate (KS).
Có khoảng 50 chuỗi KS liên kết với lõi protein, và có khoảng 100 lõi protein gắn vối chuỗi HA [14], [15], [16] (Hình 2.7).
2.4.2 Phân loại
Tùy vào vị trí của nhốm sulfate được thay thế cho nhốm -OH của carbon ở vị trí khác nhau trong đơn phân của cs mà ta có thề phân ra các loại cs cơ bản sau [16], [17], [18]:
- CS-O: cs không chứa nhóm sulfate.
- CS-A: cs có nhóm sulfate gắn ở carbon C-4 của GalNAc (Chondroitin - 4 - sulfate, CS-4); có trong sụn của gà, cá nhám, cá đuối
- CS-B: còn được gọi là dermatan sulfate, thay nhóm GlcA bằng nhóm L- acid iduronic, nhóm sulfate gắn ở carbon C-4 của GalNAc.
CS-C: nhóm sulfate gắn Ở carbon C-6 của GalNAc (Chondroitin - 6 - sulfate, CS-6), có trong sụn của cá đuối.
CS-D: nhóm sutfate gắn ở carbon C-2 của GlcA và C-6 của GalNAc
12
(Chondoitin - 2,6 - sulfate); có trong sụn của vây cá mập, cá nhám, cua Hoàng Đế.
CS-E: nhóm sulfate gắn ở carbon C-4 và C-6 của GalNAc (Chondoitin - 4,6 - sulfate); có frong sụn cá hồi, mực ống, cá sấu, gà. CS-K: nhóm sutfate gắn ở carbon C-3 của GlcA và C-4 của GalNAc (Chondoitin - 3,4- sulfate); cố trong sụn của cua Hoàng Đế, hảỉ sâm. Trong các loại cs trên thì CS-A, CS-B và CS-C là phổ biến nhất, có cấu trúc hốa học như hình 2.8.
A. Chondrrtltini 4-ôiiiÍAic
K, (. hớiỉMlrikirln 6-4UirôW
[-H1 -+ĩ (ỉaiNAc f6Sf 0J-*]n
c. Uermumri y>ulfatL‘
[—í ?JJ _4ri
Hình 2.8: Các đồng phân CS-A, CS-B và CS-C [7].
2.4.3 Nguồn gốc
Cấu trúc và hàm lượng của cs phụ thuộc vào loài động vật, mô, phụ thuộc vào điều kiện sinh lý hay bệnh lý; cũng như các nguồn sinh học [12].
Trong các nghiên cứu khoa học đã đưa ra hàm lượng cs của một số nguyên liệu. Sụn từ xương hàm cá sấu và sụn ức gà là những nguyên liệu chứa
13
nhiều cs, lần lượt là 14,84% và 14,08% tính theo trọng lượng sụn khô [19]. Theo một nghiên cứu khác của Luo và cộng sự (2002) thì hàm lượng cs từ sụn ức gà chiếm 16,8% [20]. Hàm lượng cs từ các sụn khác như: sụn xương ức cá sấu 11,55%, sụn khí quản cá sấu 9,51%, sụn vây cá mập 9,6%, sụn sườn cá sấu 5,56%, và sụn cá đuối 5,27% (tính theo chất khô) [19], Hàm lượng cs trong khí quản vịt được nghiên cứu là khoảng từ 9,7% đến 10,6% theo hàm lượng chất khô [9] (Hình 2.9).
Hình 2.9: Một số nguyên liệu thu nhận cs [21], [22],
14
2.4.4 Chức năng
Theo nghiên cứu về đánh mối nguy của glucosamine và chondroitin sulfate của J. N. Hathcock , A. Shao (2007), liều lượng cs sử dụng an toàn là 1200 mg/ngày [23],
❖ Phòng ngừa và hỗ trợ quả trình điều trị bệnh viêm khớp
Hình 2.10: Khớp gối của người khỏe mạnh (a) và của người bị bệnh viêm khớp (b) [24],
Viêm khớp là một bệnh mạn tính đặc trưng bởi tổn thương không thề phục hồi cấu trúc khớp, bao gồm hao mòn dần và mất đi phần sụn ở khớp dẫn đến sự ma sát giữa các xương, viêm màng hoạt dịch, và những thay đổi trong xương dưới sụn, dẫn đến đau và sưng [25] (Hình 2.10).
Cách đỉều trị hiện tại cho viêm khớp bao gồm làm giảm đau bằng thuốc giảm đau (acetaminophen, thuốc nhốm opỉod), các thuốc kháng viêm không chứa steroid (NSAID), tập thể dục và phẫu thuật khớp [26].
cs là chất ức chế protease ngoại bào liên quan đến sự trao đổi chất của các mô liên kết. Ngoài tác dụng chống viêm, trong điều kiện ống
KHỚP BỈNH THƯỜNG KHỚP BỊ VIÉM
Tui hoạtdỊrh
Cơ
Sụn
/ ị Gâu
vào nhau
(b)
15
nghiệm (in vitro) cs kích thích tế bào sụn sản xuất proteoglycan; và cũng ức chế sản xuất cytokine sụn và ức chế quá trình chết của tế bào sụn khớp, cs làm tăng độ nhớt của chất lỏng hoạt dịch. Trong điều kiện in vivo, các triệu chứng khớp giảm sau bổ sung cs. Trong xương, cs đẩy nhanh quá trình khoáng hóa và sửa chữa xương [16], [27], [28],
Hình 2.11: Một số sản phẩm bổ sung cs trên thị trường Việt Nam [29], [30], [31].
Trên thị trường hiện nay có nhiều sản phẩm giúp bổ sung cs phòng ngừa và hỗ ttợ điều trị bệnh khớp nhưng chủ yếu là nguồn ngoại nhập. Các sản phẩm của Việt Nam còn ít và chủ yếu nhập nguyên liệu cs về phối ttộn lại (Hình 2.11).
♦♦♦ Hỗ trợ trong điểu trị bệnh khô giác mạc
Khô mắt là sự rối loạn của màng phim nước mắt (do nước mắt giảm tiết hoặc bốc hơi quá mức) gây tổn hại bề mặt nhãn cầu.
Theo nghiên cứu của M. B. Limberg và cộng sự (1987), nước mắt nhân tạo có thành phần cs phối hợp với HA là có hiệu quả đối với các bệnh nhân bị khô mắt [32],
cs tạo nên hàng rào bôi trơn bền vững tránh làm mất nước ở giác mạc, tạo
16