Υπερήχων εκχύλιση κολλαγόνου από μέδουσες

Γεγονότα που αξίζει να γνωρίζετε

κολλαγόνο

Το κολλαγόνο είναι ινώδης πρωτεΐνη με δομή τριπλής έλικας και η κύρια αδιάλυτη ινώδης πρωτεΐνη στην εξωκυτταρική μήτρα και στον συνδετικό ιστό. Υπάρχουν τουλάχιστον 16 τύποι κολλαγόνων, αλλά οι περισσότεροι από αυτούς (περίπου 90%) ανήκουν στον τύπο Ι, τύπου ΙΙ και τύπου ΙΙΙ. Το κολλαγόνο είναι η πιο άφθονη πρωτεΐνη στο ανθρώπινο σώμα που βρίσκεται στα οστά, τους μυς, το δέρμα και τους τένοντες. Στα θηλαστικά, συμβάλλει στο 25-35% ολόκληρης της πρωτεΐνης του σώματος. Η ακόλουθη λίστα δίνει παραδείγματα ιστών όπου οι τύποι κολλαγόνου είναι οι πιο άφθονοι: Τύπος Ι - οστό, χόριο, τένοντας, σύνδεσμοι, κερατοειδής. Τύπος II–χόνδρος, υαλοειδές σώμα, πολφώδης πυρήνας· Τύπος III - δέρμα, τοίχωμα αγγείων, δικτυωτές ίνες των περισσότερων ιστών (πνεύμονες, ήπαρ, σπλήνας κ.λπ.). Οι βασικές μεμβράνες τύπου IV, τύπου V, συχνά συνδιανέμουν με κολλαγόνο τύπου Ι, ειδικά στον κερατοειδή χιτώνα. Αυτό φυσικά ευνόησε την εμπορική εκμετάλλευση των πρότυπων άφθονων κολλαγόνων (collagens I-V), με την απομόνωση και τον καθαρισμό τους, κυρίως από ανθρώπινους, βοοειδείς και χοιρινούς ιστούς, με συμβατικές διαδικασίες παραγωγής υψηλής απόδοσης, οδηγώντας σε παρτίδες κολλαγόνου υψηλής ποιότητας. (Silva et al., Mar. Drugs 2014, 12)
Το ενδογενές κολλαγόνο είναι ένα φυσικό κολλαγόνο που συντίθεται από τον οργανισμό, ενώ το εξωγενές κολλαγόνο είναι συνθετικό και μπορεί να προέρχεται από εξωτερική πηγή όπως συμπληρώματα. Το κολλαγόνο εμφανίζεται στο σώμα, ειδικά στο δέρμα, τα οστά και τους συνδετικούς ιστούς. Η παραγωγή κολλαγόνου σε έναν οργανισμό μειώνεται με την ηλικία και την έκθεση σε παράγοντες όπως το κάπνισμα και το υπεριώδες φως. Στην ιατρική, το κολλαγόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε επιδέσμους πληγών κολλαγόνου για να προσελκύσει νέα κύτταρα του δέρματος στις θέσεις πληγών.
Το κολλαγόνο χρησιμοποιείται ευρέως σε συμπληρώματα και φαρμακευτικά προϊόντα, δεδομένου ότι μπορεί να απορροφηθεί. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να διασπαστεί, να μεταμορφωθεί και να μεταφερθεί πίσω στο σώμα. Μπορεί επίσης να διαμορφωθεί σε συμπιεσμένα στερεά ή πηκτές που μοιάζουν με πλέγμα. Το ευρύ φάσμα των λειτουργιών του και η φυσική του εμφάνιση το καθιστούν κλινικά ευέλικτο και κατάλληλο για διάφορους ιατρικούς σκοπούς. Για ιατρική χρήση, το κολλαγόνο μπορεί να ληφθεί από βοοειδή, χοίρους, πρόβατα, θαλάσσιους οργανισμούς.
Υπάρχουν τέσσερις κύριες μέθοδοι για την απομόνωση του κολλαγόνου από τα ζώα: η μέθοδος αλάτισης, αλκαλική, όξινη και ενζυμική.
Οι όξινες και ενζυματικές μέθοδοι χρησιμοποιούνται συχνότερα σε συνδυασμό για την παραγωγή κολλαγόνου υψηλής ποιότητας. Δεδομένου ότι μέρη του κολλαγόνου είναι όξινο διαλυτό κολλαγόνο (ASC) και άλλα μέρη είναι κολλαγόνο διαλυτό στην πεψίνη (PSC), η επεξεργασία με οξύ ακολουθείται από ενζυματική εκχύλιση πεψίνης. Η εκχύλιση όξινου κολλαγόνου πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας οργανικά οξέα όπως χλωροξικό, κιτρικό ή γαλακτικό οξύ. Για την απελευθέρωση διαλυτού στην πεψίνη κολλαγόνου (PSC) από το υπόλοιπο υλικό της όξινης διαδικασίας εκχύλισης κολλαγόνου, η αδιάλυτη ύλη υποβάλλεται σε επεξεργασία με το ένζυμο πεψίνη, για την απομόνωση του διαλυτού στην πεψίνη κολλαγόνου (PSC). Το PSC εφαρμόζεται συνήθως σε συνδυασμό με 0,5M οξικού οξέος. Η πεψίνη είναι ένα κοινό ένζυμο, καθώς είναι σε θέση να διατηρήσει μια δομή κολλαγόνου με διάσπαση στο Ν-τερματικό της πρωτεϊνικής αλυσίδας και στο πεπτίδιο χωρίς έλικα.
Το κολλαγόνο χρησιμοποιείται σε συμπληρώματα διατροφής (nutraceuticals), καλλυντικά προϊόντα και φάρμακα. Το κολλαγόνο θηλαστικών και θαλάσσιων (ψαριών) διατίθεται στην αγορά και μπορεί να αγοραστεί σε οποιαδήποτε ποσότητα. Το κολλαγόνο μέδουσας είναι μια νέα μορφή κολλαγόνου, το οποίο είναι ανθρώπινο βιοσυμβατό και μη θηλαστικό (χωρίς ασθένειες). Το κολλαγόνο μέδουσας δεν ταιριάζει με κάποιο συγκεκριμένο τύπο κολλαγόνου (τύπου I-V), αλλά παρουσιάζει τις διάφορες ιδιότητες των τύπων κολλαγόνου I, II και V.

Γλυκοπρωτεΐνες

Οι γλυκοπρωτεΐνες βρίσκονται σε πολλούς οργανισμούς από βακτήρια έως ανθρώπους και έχουν διαφορετικές λειτουργίες. Αυτές οι πρωτεΐνες με βραχείες ολιγοσακχαριδικές αλυσίδες εμπλέκονται στην αναγνώριση της κυτταρικής επιφάνειας από ορμόνες, ιούς και άλλες ουσίες σε πολλά κυτταρικά συμβάντα. Επιπλέον, τα αντιγόνα κυτταρικής επιφάνειας χρησιμεύουν ως έκκριση βλεννίνης του στοιχείου εξωκυτταρικής μήτρας, του γαστρεντερικού και ουρογεννητικού σωλήνα. Σχεδόν όλες οι σφαιρικές πρωτεΐνες στο πλάσμα 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 εμπλέκονται στη μετάβαση από μεμβράνη σε ουσία. Ο αριθμός και η κατανομή των γλυκολιπιδίων και των γλυκοπρωτεϊνών δίνουν 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 μέρος των γλυκοπρωτεϊνών. Αυτοί οι μονοσακχαρίτες συνδυάζονται με διαφορετική αλληλούχιση και διαφορετικές δομές δεσμών, με αποτέλεσμα μεγάλο αριθμό δομών αλυσίδας υδατανθράκων. Μια γλυκοπρωτεΐνη μπορεί να περιέχει μία μόνο δομή ολιγοσακχαριτών με δεσμούς Ν ή μπορεί να περιέχει περισσότερους από έναν τύπους ολιγοσακχαριτών. Οι Ν-συνδεδεμένοι ολιγοσακχαρίτες μπορεί να έχουν την ίδια ή διαφορετική δομή ή μπορεί επίσης να υπάρχουν σε ολιγοσακχαρίτες Ο-συνδεδεμένους. Ο αριθμός των αλυσίδων ολιγοσακχαριτών ποικίλλει ανάλογα με την πρωτεΐνη και τη λειτουργία.
Sialic acids in glycoproteins, an element of glycocalyx, play an important role in the recognition of cells. If the sialic acids are destroyed for any reason, the glycocalyx structure of the membrane is disrupted and the cell cannot perform most of the specified tasks. Also, there are some structural glycoproteins. They are fibronectins, laminins, fetal fibronectins and they all have different missions in the body. Also in eukaryotic glycoproteins, there are some monosaccharides mostly in hexose and aminohexose type. They can assist in protein folding, improve protein’s stability and are involved in cell signalling.