Εκχύλιση κολλαγόνου από μέδουσες με υπερήχους

Χρήσιμες πληροφορίες

Κολλαγόνο

Το κολλαγόνο είναι μια ινώδης πρωτεΐνη με δομή τριπλής έλικας και η κύρια αδιάλυτη ινώδης πρωτεΐνη στην εξωκυττάρια θεμέλια ουσία και στον συνδετικό ιστό. Υπάρχουν τουλάχιστον 16 τύποι κολλαγόνου, αλλά οι περισσότεροι από αυτούς (περίπου 90%) ανήκουν στον τύπο I, στον τύπο II και στον τύπο III. Το κολλαγόνο είναι η αφθονότερη πρωτεΐνη στο ανθρώπινο σώμα και βρίσκεται στα οστά, στους μυς, στο δέρμα και στους τένοντες. Στα θηλαστικά, αποτελεί το 25–35% της συνολικής πρωτεΐνης του σώματος. Ο ακόλουθος κατάλογος δίνει παραδείγματα ιστών στους οποίους οι αντίστοιχοι τύποι κολλαγόνου είναι οι αφθονότεροι: Τύπος I – οστό, χόριο, τένοντας, σύνδεσμοι, κερατοειδής· Τύπος II – χόνδρος, υαλοειδές σώμα, πηκτοειδής πυρήνας· Τύπος III – δέρμα, αγγειακό τοίχωμα, δικτυωτές ίνες των περισσότερων ιστών (πνεύμονες, ήπαρ, σπλήνας κ.λπ.)· Τύπος IV – βασικές μεμβράνες· Τύπος V – συχνά συνυπάρχει στην ίδια κατανομή με το κολλαγόνο τύπου I, ιδιαίτερα στον κερατοειδή. Αυτό ευνόησε φυσικά την εμπορική εκμετάλλευση των συνήθων, άφθονων κολλαγόνων (κολλαγόνα I–V), μέσω της απομόνωσης και του καθαρισμού τους, κυρίως από ανθρώπινους, βόειους και χοίρειους ιστούς, με συμβατικές διαδικασίες παραγωγής υψηλής απόδοσης, οδηγώντας σε παρτίδες κολλαγόνου υψηλής ποιότητας. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Το ενδογενές κολλαγόνο είναι φυσικό κολλαγόνο που συντίθεται από τον οργανισμό, ενώ το εξωγενές κολλαγόνο είναι συνθετικό και μπορεί να προέρχεται από εξωτερική πηγή, όπως τα συμπληρώματα. Το κολλαγόνο απαντά στον οργανισμό, ιδιαίτερα στο δέρμα, στα οστά και στους συνδετικούς ιστούς. Η παραγωγή κολλαγόνου σε έναν οργανισμό μειώνεται με την ηλικία και την έκθεση σε παράγοντες όπως το κάπνισμα και η υπεριώδης ακτινοβολία. Στην ιατρική, το κολλαγόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε επιθέματα τραυμάτων από κολλαγόνο για την προσέλκυση νέων δερματικών κυττάρων στις θέσεις των τραυμάτων.
Το κολλαγόνο χρησιμοποιείται ευρέως σε συμπληρώματα και φαρμακευτικά προϊόντα, καθώς μπορεί να επαναπορροφηθεί. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να διασπαστεί, να μετασχηματιστεί και να απορροφηθεί ξανά από τον οργανισμό. Μπορεί επίσης να διαμορφωθεί σε συμπιεσμένα στερεά ή πηκτώματα με δομή πλέγματος. Το ευρύ φάσμα των λειτουργιών του και η φυσική παρουσία του το καθιστούν κλινικά ευέλικτο και κατάλληλο για ποικίλους ιατρικούς σκοπούς. Για ιατρική χρήση, το κολλαγόνο μπορεί να ληφθεί από βοοειδή, χοίρους, πρόβατα και θαλάσσιους οργανισμούς.
Υπάρχουν τέσσερις κύριες μέθοδοι απομόνωσης κολλαγόνου από ζώα: η εξαλάτωση, η αλκαλική μέθοδος, η όξινη μέθοδος και η ενζυμική μέθοδος.
Η όξινη και η ενζυμική μέθοδος χρησιμοποιούνται συχνότερα σε συνδυασμό για την παραγωγή κολλαγόνου υψηλής ποιότητας. Καθώς ορισμένα τμήματα του κολλαγόνου είναι οξυδιαλυτό κολλαγόνο (ASC) και άλλα τμήματα είναι κολλαγόνο διαλυτό στην πεψίνη (PSC), την όξινη κατεργασία ακολουθεί ενζυμική εκχύλιση με πεψίνη. Η όξινη εκχύλιση κολλαγόνου πραγματοποιείται με τη χρήση οργανικών οξέων, όπως το χλωροοξικό, το κιτρικό ή το γαλακτικό οξύ. Για την απελευθέρωση του κολλαγόνου που είναι διαλυτό στην πεψίνη (PSC) από το υλικό που απομένει μετά τη διαδικασία όξινης εκχύλισης κολλαγόνου, η αδιάλυτη ύλη υποβάλλεται σε κατεργασία με το ένζυμο πεψίνη, ώστε να απομονωθεί το κολλαγόνο που είναι διαλυτό στην πεψίνη (PSC). Το PSC χρησιμοποιείται συνήθως σε συνδυασμό με οξικό οξύ 0,5M. Η πεψίνη είναι ένα κοινό ένζυμο, καθώς μπορεί να διατηρεί τη δομή του κολλαγόνου προκαλώντας διάσπαση στο N-τελικό άκρο της πρωτεϊνικής αλυσίδας και στο μη ελικοειδές πεπτίδιο.
Το κολλαγόνο χρησιμοποιείται σε συμπληρώματα διατροφής (διατροφοφαρμακευτικά προϊόντα), καλλυντικά προϊόντα και στην ιατρική. Το κολλαγόνο θηλαστικών και το θαλάσσιο κολλαγόνο (ψαριών) διατίθενται στην αγορά και μπορούν να αγοραστούν σε οποιεσδήποτε ποσότητες. Το κολλαγόνο μεδουσών είναι μια νέα μορφή κολλαγόνου, η οποία είναι βιοσυμβατή με τον άνθρωπο και δεν προέρχεται από θηλαστικά (είναι απαλλαγμένη από ασθένειες). Το κολλαγόνο μεδουσών δεν αντιστοιχεί σε κανέναν συγκεκριμένο τύπο κολλαγόνου (τύποι I–V), αλλά παρουσιάζει τις διάφορες ιδιότητες των τύπων κολλαγόνου I, II και V.

Γλυκοπρωτεΐνες

Οι γλυκοπρωτεΐνες απαντώνται σε πολλούς οργανισμούς, από τα βακτήρια έως τον άνθρωπο, και επιτελούν διαφορετικές λειτουργίες. Αυτές οι πρωτεΐνες με βραχείες ολιγοσακχαριτικές αλυσίδες συμμετέχουν στην αναγνώριση της κυτταρικής επιφάνειας από ορμόνες, ιούς και άλλες ουσίες σε πολλές κυτταρικές διεργασίες. Επιπλέον, τα αντιγόνα της κυτταρικής επιφάνειας λειτουργούν ως έκκριση βλεννίνης του στοιχείου της εξωκυττάριας μήτρας, του γαστρεντερικού και του ουρογεννητικού συστήματος. Σχεδόν όλες οι σφαιρικές πρωτεΐνες του πλάσματος, εκτός από την αλβουμίνη, τα εκκρινόμενα ένζυμα και τις πρωτεΐνες, έχουν δομή γλυκοπρωτεΐνης. Η κυτταρική μεμβράνη αποτελείται από μόρια πρωτεϊνών, λιπιδίων και υδατανθράκων. Ο ρόλος των γλυκοπρωτεϊνών στην κυτταρική μεμβράνη, από την άλλη πλευρά, επηρεάζει τον αριθμό και την κατανομή των πρωτεϊνών. Αυτές οι πρωτεΐνες συμμετέχουν στη μετάβαση από τη μεμβράνη στην ουσία. Ο αριθμός και η κατανομή των γλυκολιπιδίων και των γλυκοπρωτεϊνών προσδίδουν κυτταρική ειδικότητα.
Οι γλυκοπρωτεΐνες είναι υπεύθυνες για την αναγνώριση των κυττάρων, την επιλεκτική διαπερατότητα της κυτταρικής μεμβράνης και την πρόσληψη ορμονών. Υπάρχουν 7 κύριοι τύποι μονοσακχαριτών στο υδατανθρακικό τμήμα των γλυκοπρωτεϊνών. Αυτοί οι μονοσακχαρίτες συνδυάζονται με διαφορετικές αλληλουχίες και διαφορετικές δομές δεσμών, με αποτέλεσμα μεγάλο αριθμό δομών υδατανθρακικών αλυσίδων. Μια γλυκοπρωτεΐνη μπορεί να περιέχει μία μόνο δομή ολιγοσακχαρίτη συνδεδεμένου μέσω N ή μπορεί να περιέχει περισσότερους από έναν τύπους ολιγοσακχαριτών. Οι ολιγοσακχαρίτες που συνδέονται μέσω N μπορεί να έχουν ίδιες ή διαφορετικές δομές ή μπορεί επίσης να υπάρχουν σε ολιγοσακχαρίτες που συνδέονται μέσω O. Ο αριθμός των ολιγοσακχαριτικών αλυσίδων ποικίλλει ανάλογα με την πρωτεΐνη και τη λειτουργία.
Τα σιαλικά οξέα στις γλυκοπρωτεΐνες, που αποτελούν στοιχείο του γλυκοκάλυκα, διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο στην αναγνώριση των κυττάρων. Εάν τα σιαλικά οξέα καταστραφούν για οποιονδήποτε λόγο, η δομή του γλυκοκάλυκα της μεμβράνης διαταράσσεται και το κύτταρο δεν μπορεί να εκτελέσει τις περισσότερες από τις καθορισμένες λειτουργίες του. Υπάρχουν επίσης ορισμένες δομικές γλυκοπρωτεΐνες. Πρόκειται για τις φιμπρονεκτίνες, τις λαμινίνες και τις εμβρυϊκές φιμπρονεκτίνες, οι οποίες επιτελούν διαφορετικές λειτουργίες στον οργανισμό. Επίσης, στις ευκαρυωτικές γλυκοπρωτεΐνες υπάρχουν ορισμένοι μονοσακχαρίτες, κυρίως του τύπου των εξοζών και των αμινοεξοζών. Μπορούν να συμβάλλουν στην αναδίπλωση των πρωτεϊνών, να βελτιώσουν τη σταθερότητα της πρωτεΐνης και συμμετέχουν στην κυτταρική σηματοδότηση.