Խիտոզան

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից

Խիտոզանը հանդիսանում է բնական պոլիամինոշաքար, որն իր կառուցվածքով անալոգ է մեկ այլ բնական պոլիմերային միացություն ցելյուլոզային։ Խիտոզանը ստացվում է կոշտ հիմնային միջավայրում խիտինի վերամշակմամբ և նրա ացետիլային խմբի հեռացմամբ։ Այսինքն խիտոզանի ստացման հիմքում ընկած է խիտինի՝ N-ացետիլ-D-գլյուկոզամինի կառուցվածքային միավորից ացետիլային խմբի պոկման կամ դեացետիլացման ռեակցիան։ Խիտինի դեացետիալցման պրոցեսը միշտ նախորդում է խիտին պարունակող հումքից նրա անջատման պրոցեսին։ Խիտինը, հանդիսանալով անլուծելի պոլիմեր, անմիջականորեն չի անջատվում խեցուց։ Դրա ստացման համար անհրաժեշտ է նախ անջատել խեցու հանքային և սպիտակուցային բաղադրիչները՝ դարձնելով դրանք լուծելի։ Խիտինը հայտնաբերել է Հենրի Բրակոնոթը 1811 թ.-ին, որի վերամշակումից էլ 1859 թ.–ին Ռուգեթը ստացել է խիտոզանը։ 19-րդ դարի առաջին կեսերին հաստատվել է խիտոզանի քիմիական կառուցվածքը և ուսումնասիրվել քիմիական հատկությունները՝ մասնավորապես ամինո- և հիդրօքսիմեթիլ խմբերի փոխարկումները։ Խիտոզանի քիմիական փոխարկումները վերջին կես դարում բավականին ուսումնասիրվել են։ Քանի որ այն իր օղակում երկու ֆունկցիոնալ խումբ է պարունակում (հիդրօքսի–մեթիլ խումբ, ամինոխմումբ, ուստի քիմիական փոխարկումները հնարավոր է իրականացնել երկու ուղղությամբ։ Խիտինի և խիտոզանի քիմիական փոխարկումները երկար ժամանակ մեծ հետաքըրքրություն էին ներկայացնում, որոնց հիմքում ընկած էր նրանց նմանությունը բազմաշաքարներին և ցելյուլոզային։ Ինչպես խիտինը, այնպես էլ խիտոզանը իրենցից ներկայացնում են ամուր բյուրեղական պոլիմերներ, որոնց համար ևս բնութագրական է պոլիմորֆոզմի երևույթը, որում խիտինից խիտոզանին անցման ժամանակ կառուցվածքային մոդիֆիկացիայի քանակը մեծանում է վեց անգամ։ Ի տարբերություն խիտինի, խիտոզանը փոխազդում է նույնիսկ նոսր օրգանական թթուների, օրինակ, քացախաթթվի ջրային լուծույթի հետ։ Խիտոզանի ստացման առաջին փորձը եղել է խիտինի հալումը պինդ հիմքերի հետ 1800˚C-ում։ Պոլիմերի մոլեկուլային զանգվածի պահպանման համար ցանկալի է իջեցնել խիտինի վերամշակման ջերմաստիճանը։ Կենսաբանական ուսումնասիրություններն սկսվել են միայն 19-րդ դարի երկրորդ կեսերին, որոնց արդյունքները խիստ գաղտնի էին պահվում։ Վերջին տասնամյակներում կատարված հետազոտությունները ցույց են տվել, որ խիտոզանը ցուցաբերում է մի շարք արժեքավոր հատկություններ՝ հակաճառագայթային, հակաուռուցքային, հակաայրվածքային, մաշկը վերականգնող, հակաբակտերիալ, նիհարեցնող, միջավայրից ծանր մետաղները կլանելու հատկություններ և այլն։ Մարդու հյուսվածքների հետ բիոհամատեղելիությունը, ցածր տոքսիկությունը, վնասվածքների արագ լավացման խթանումը, ինչպես նաև խիտոզանի հիման վրա բիոդեգրադացիոն հատկություններով օժտված պոլիմերները չէին կարող վրիպել բժշկության ուշադրությունից։

  • Խիտոզանի սուլֆատը (իր կառուցվածքով մոտ է գեպարինին) օժտված է արյան հակամակարդող հատկությամբ։
  • Խիտոզանի, մասնավորապես կարբօքսիմեթիլ եթերները, կարելի է դիտել որպես կոմպլեքսագոյացնող լիգանդներ, որոնք կիրառություն են գտել հոսքաջրերը ծանր մետաղների իոններից ազատելու համար։
  • Խիտոզանը կանխում է մարդու իմունոդեֆիցիտը՝ ՁԻԱՀ–ի զարգացումը։

Խիտոզանի և նրա ածանցյալների հատկությունները կարելի է երկար թվարկել։ Խիտոզանի հակաբակտերիալ ազդեցությունները առաջին հերթին կապված են միկրոօրգանիզմների բջջապատի վրա ազդեցության հետ։ Գրամ – բացասական բակտերիաների դեպքում խիտոզանի պոլիկատիոնի ազդեցության առաջին թիրախը հանդիսանում է լիպոպոլիսախարիդը (ԼՊՍ), որը մտնում է արտաքին մեմբրանի բաղադրության մեջ և բացասական է լիցքավորված։ Գրամ – դրական բակտերիաների մոտ խիտոզանի հիմնական թիրախ կարող են լինել թեյխոյիկ թթուները, որոնց բացասական լիցք են հաղորդում բազմաթիվ ֆոսֆորաթթվական մնացորդները։ Բջջապատի բաղադրության մեջ եղած թեյխոյիկ թթուները կապված են դրական լիցքավորված սպիտակուցների՝ ավտոլիզինների հետ, որոնք մեծ դեր են խաղում մուրեինի դեգրադացման գործում։ Վերջինս անհրաժեշտ է բակտերիաների աճի և բաժանման համար։ Առաջին հերթին խիտոզանի բիոցիդ ակտիվությունը որոշվում է նրա ամինոխմբերով, որոնց դրական լիցքը պայմանավորում է խիտոզանի միացումը միկրոօրգանիզմների արտաքին կառուցվածքներին։ Քանի որ ամինոխմբերի դրական լիցքը պայմանավորված է pH–ի մակարդակով, ապա խիտոզանը ամենամեծ հակաբակտերիալ ակտիվություն է ցուցաբերում թթվային միջավայրում, իսկ միջավայրի հիմնայնացումը հանգեցնում է հակաբակտերիալ ակտիվության թուլացման։ Դրական լիցքը խիտոզանին թույլ է տալիս միանալ բակտերիաների բջջային կոմպոնենտների անիոններին էլեկտրաստատիկ փոխազդեցության հաշվին։ Միջավայրի թթվայնությամբ լիցքի մեծացումը հանգեցնում է միկրոօրգանիզմների մակերեսին խիտոզանի մոլեկուլի ավելի ամուր կապին։ Խիտոզանի հակաբակտերիալ ակտիվության չափորոշիչ է նաև մոլեկուլային զանգվածի բնութագիրը։ Խիտոզանային պոլիմերի հակաբակտերիալ ազդեցության բարձրացման համար ստանում են նրա ածանցյալները։ Խիտոզանում ռեակցիոնունակ ֆունկցիոնալ խմբերի առկայությունը ապահովում է պոլիմերի քիմիական մոդիֆիկացիայի հնարավորությունը։ Խիտոզանի ածանցյալները որպես հակաբակտերիալ ագենտներ, ստանում են երկու նպատակով՝ մեծացնել բիոցիդ հատկությունը կամ ապահովել պոլիմերի ավելի լավ լուծելիություն՝ հատկապես չեզոք և հիմնային միջավայրերում։ Ցավոք սրտի մինչև վերջ բացահայտված չէ խիտոզանի պոլիմերի կառուցվածքի և կենսաբանական ակտիվության միջև կապը։ Նման փոխադարձ կապի բացահայտումը դժվարանում է նրանով, որ խիտոզանը, հանդիսանալով N–ացետիլգլյուկոզամինի և գլյուկոզամինի սոպոլիմեր, հանդիսանում էր տարբեր մոլեկուլային զանգվածներով և ացետիլացման աստիճանով հետերոգեն խմբերով նյութ։