Глюкозамин - биохимия и влияние на здоровье

Глюкозамин (С₆ H₁₃ NO₅) - это аминосахарид, являющийся основным предшественником при биохимическом синтезе гликозилированных белков и липидов. Глюкозамин входит в структуру полисахаридов хитозан и хитин, из которых состоит экзоскелет ракообразных и других членистоногих, клеточные стенки грибов и многих высших организмов. Глюкозамин является одним из наиболее распространенных моносахаридов. Он производится на коммерческой основе путём гидролиза экзоскелета ракообразных или реже, путём ферментации зерновых, таких как кукуруза или пшеница. В США глюкозамин – самая распространённая пищевая добавка для взрослых, не содержащая витаминно-минеральных комплексов.

Биохимия глюкозамина

В природе глюкозамин присутствует в раковинах моллюсков, костях животных и в костном мозге. Он так же входит в состав некоторых грибов, таких, как Aspergillus niger.

Впервые глюкозамин был получен в 1876 году Георгом Леддерхозе путём гидролиза хитина концентрированной соляной кислотой. Стереохимия вещества не была расшифрована до написания в 1939 году Уолтором Хоуорсом своей работы. Естественным образом D-глюкозамин образуется в форме глюкозамин-6-фосфата и является предшественником всех азотсодержащих углеводов. В частности, глюкозамин-6-фосфат синтезируется из фруктозо-6-фосфата и глютамина при помощи глюкозамин-6-фосфатдезаминазы в качестве первого шага на пути биосинтеза гексозамина. Конечным продуктом этого пути является дифосфатуридин N-ацетилглюкозамина (UDP-GlcNAc), который затем используется для изготовления глюкозаминогликанов, протеогликанов и гликолипидов.

Поскольку, глюкозамин-6-фосфат является предшественником вышеуказанных продуктов, он может играть важную роль в их производстве. Тем не менее, остаётся не вполне ясным, каким именно образом регулируется путь биосинтеза гексозамина и можно ли это использовать в медицине.

Глюкозамин в качестве пищевой добавки

Глюкозамин, употребляемый внутрь, относится к пищевым добавкам, а не к лекарствам. В США запрещено распространять любые пищевые добавки в качестве лечения каких-либо заболеваний или состояний. Глюкозамин предназначен для поддержания функции суставов и продаётся для пациентов, страдающих остеоартритами. Обычно в продаже имеются следующие формы глюкозамина: глюкозамина сульфат, глюкозамина гидрохлорид и N –ацетилглюкозамин. Глюкозамин часто продается в сочетании с другими добавками, такими как хондроитина сульфат и метилсульфонилметан. Из трёх доступных на рынке форм глюкозамина только хондроитина сульфат признан «вероятно, эффективным» при лечении остеоартрита.

Оценка влияния на здоровье

Поскольку глюкозамин является предшественником глюкозаминогликанов, а глюкозаминогликаны являются одними из основных компонентов суставного хряща, дополнительный глюкозамин может влиять на структуру хряща, а может и не влиять. Соответственно, он может быть эффективным, а может быть бесполезным, применительно к лечению артрита.

Применения данного препарата при лечении артрита, по-видимому, безопасно, но серьёзных доказательств его эффективности нет. Систематический обзор показал, что исследования, финансированные отраслью выявили максимальную действенность глюкозамина, а независимые исследования свидетельствуют о более низких результатах применения этой пищевой добавки при остеоартрите. Мета-анализ Кокрановского сообщества в 2005 году выявил, что только одна фирма производит препарат глюкозамина, действие которого сильнее плацебо при боли и дисфункции суставов. Однако, если не принимать во внимание результаты старых низкокачественных исследований, а опираться только на высокоточный расчёт, оказывается, что отличий от плацеботерапии нет.

Проводилось несколько исследований глюкозамина как потенциального лекарства, но были получены настолько неубедительные результаты, что вопрос о включении его в терапию остеоартрита так и остался открытым.

Несколько исследований показали эффективность применения глюкозамина, но эти работы были признаны недоказательными из-за наличия следующих недостатков: маленький объём, короткая продолжительность, плохой анализ отсева, неясная процедура проведения слепого исследования. С другой стороны, несколько независимых исследований не обнаружили никакой пользы от назначения добавок глюкозамина при остеоартрите.

В связи с наличием настолько противоречивых результатов, далее проводился ряд высокоточных обзоров и мета-анализов, оценивающих эффективность глюкозамина. Так, Национальный институт здравоохранения (США) финансировал многоцентровое исследование (Glucosamine/Chondroitin Arthritis Intervention Trial, GAIT) болевого синдрома в колене в группах пациентов, получавших хондроитина сульфат, глюкозамин или их комбинацию в одном случае, и плацебо с целекоксибом вместе – в другом. В результате обследования выяснилось, что пациенты, получавшие глюкозамина гидрохлорид, хондроитина сульфат или же комбинацию из этих двух препаратов, не испытали статистически значимого облегчения симптоматики по сравнению с группой больных, получавших плацебо. В ходе последующего исследования, 572 пациента, обследованных в рамках GAIT, в течение двух лет продолжали принимать пищевую добавку. По истечении двух лет приёма глюкозамина или хондроитина сульфата по отдельности, либо их комбинации, замедления потери хряща, судя по ширине суставной щели, по сравнению с плацебо, не произошло. Позже, в следующий двухлетний период, не было отмечено уменьшения болевого синдрома или замедления потери функции суставами, по сравнению с группой, получавшей плацебо. В настольном справочнике врача (PDR) сообщается, что «анион соли глюкозамина (например, хлорид или сульфат), скорее всего, никак не влияет на эффективность или фармакокинетику глюкозамина».

По окончании проведения мета-анализа был сделан вывод: "По сравнению с плацебо, глюкозамин, хондроитин или их комбинация не приводят к снижению боли в суставах и не оказывают влияния на сужение суставной щели. Органы здравоохранения и медицинского страхования не должны покрывать затраты на эти препараты, а их назначения пациентам следует избегать".

Глюкозамин используется в ветеринарной практике, но никаких доказательств его эффективности нет. Уровень опубликованных на эту тему клинических исследований на лошадях настолько низок, что их результаты ни коим образом не могут учитываться при лечении.

Побочные эффекты

Клинические исследования неизменно сообщают, что глюкозамин, очевидно, безопасен. Но, последние исследования университета Лаваля показали, что, не ощущая никакого эффекта от приёма препарата, пациенты часто начинают превышать рекомендуемые дозировки. Предварительно показано, что в таких дозировках глюкозамин может повреждать клетки печени и повышать риск развития диабета.

Побочные эффекты, которые обычно незначительны и редки, включают расстройство желудка, запор, диарею, головную боль и сыпь.

Глюкозамин обычно получают из раковин моллюсков. Но, поскольку, аллергены находятся в теле моллюска, полученное вещество, вероятнее всего, безопасно даже для аллергиков. Тем не менее, многие производители глюкозамина, получаемого из моллюсков, рекомендуют проконсультироваться с врачом, прежде чем начать принимать пищевую добавку. Есть и альтернативные варианты получения глюкозамина.

Существовало так же опасение, что дополнительный глюкозамин может спровоцировать развитие сахарного диабета, вмешиваясь в нормальную регуляцию синтеза гексозамина, но ряд проведённых исследований не нашли тому свидетельств. В 2005 году Андерсон с соавторами, при поддержке производителя, написал обзор, суммирующий все эффекты глюкозамина на метаболизм глюкозы in vitro, последствия приёма больших доз глюкозамина животными и эффекта от приема пищевой добавки в рекомендуемых дозах людьми. Он пришёл к выводу, что глюкозамин не вызывает снижения толерантности к глюкозе, нет убедительных доказательств того, что он влияет на метаболизм глюкозы. Другое исследование, проведённое среди худых и полных пациентов, показало, что оральные формы глюкозамина в стандартных дозах не приводят к развитию и не усугубляют уже имеющиеся инсулинорезистентность и эндотелиальную дисфункцию.

Возможная биодоступность

Предварительные результаты недавних исследований показали, что глюкозамин можно выделить из синовиальной жидкости после приёма пациентом внутрь кристаллического глюкозамина гидрохлорида, так как устойчивая концентрация вещества в плазме крови и синовиальной жидкости взаимосвязаны. Если в конечном итоге будет доказано, что поглощение глюкозамина синовиальной жидкостью до 20% и менее, это будет указывать на отсутствие биологического значения вещества.

Предварительные исследования

Если эффект от приема глюкозамина сульфата пациентами с остеоартритами будет доказан, это может быть связано с их противовоспалительной активностью, стимуляцией синтеза протеогликанов, снижением катаболической активности хондроцитов путём подавления синтеза протеолитических ферментов и других веществ.

В качестве субстрата для глюкозаминогликанов, глюкозамин, предположительно, может стимулировать синовиальную продукцию гиалуроновой кислоты и подавлять липосомальные ферменты.

Правовой статус глюкозамина

США

Управление по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов США не одобрило глюкозамин в качестве лекарственного препарата, предназначенного для людей. Поскольку глюкозамин считается пищевой добавкой, ответственность за технологию производства и безопасность вещества лежит целиком на производителе, до тех пор, пока оно не рекламируется как лечебное средство. В данный момент Национальный институт здоровья США проводит исследование о влиянии дополнительного глюкозамина на формирование инсулинорезистентности у пациентов с ожирением, так как эта группа больных особенно чувствительна к эффектам этой пищевой добавки.

Европа

В большинстве стран Европы глюкозамин утвержден в качестве медицинского препарата и продается в виде глюкозамина сульфата. В связи с этим, необходимы свидетельства безопасности и эффективности препарата. Ряд руководств рекомендует глюкозамин в качестве безопасного и эффективного препарата для лечения остеоартрита. Целевая группа Европейской лиги против ревматизма (EULAR) присвоила глюкозамина сульфату уровень токсичности 5 по шкале 0-100, и в последних рекомендациях Международного сообщества по изучению остеоартрита (OsteoArthritis Research Society International, OARSI) для тазобедренного и коленного остеоартрита глюкозамин наделён приемлемым профилем безопасности.