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복합다당류 : 히아루론산 (Hyaluronic acid)

복합다당류 ,  Proteoglycan
- 세포골격, ECM
- 세포는 Fiber 덩어리다 , 세포는 콜라겐 덩어리다
- 증점, 겔화 기능
- 면역기능



복합 다당류는 구성당이 두 종류 이상이다.
① 뮤코 다당류는 amino-sugar를 함유하며, 반복구조를 갖는다 :  콘드로이틴 황산염,히알루론산
② 당 단백질은 당이 단백질과 공유결합을 이루며 당 부분이 반복 구조를 갖지 않는다.
③ 당 지질은 당과 지질이 공유결합을 이룬다.
④ 여러 가지 소량의 구성 당이 존재하는 타입 : 한천(寒天)의 갈락탄,·알긴산

Amino-sugar는 수산기(hydroxyl group) 대신에 아민기(amine group)를 함유한다.
Amino-sugar의 흔한 예는 Galactosamine, Glucosamine, Sialic acid, N-Acetylglucosamine 등이다.

glycosaminoglycan(GAGs)는 아미노산을 포함한 다당류의 총칭으로 결합조직의 중요한 성분이다.
- 가지가 없는 긴 다당류 사슬이며 과거에 뮤코다당류(ucopolysaccharides)라고 불렀다.
- 잔기 중 하나가 항상  N-acetylglycucosamine 이나 N-acetylgalactosamine이기 때문에, 지금은 GAGs라고 부른다.
- 2 당류 기본 단위(disaccharide units)가 반복된 구조를 취한다.
- 많은 sugar 잔기에 유황이나 C=O(카보닐 기)가 붙어 있기 때문에 음전하를 띠어 서로 반발하여 공간확보  
- GAGs에는 chondroitin sulfate, Dermatan sulfate, Keratan sulfate, Heparin, Heparan sulfate, hyaluronan 등이 있다.

중성 : 키틴
산성 : 히알루론산, 콘드로이틴 설페이트, 헤파린
비 유황 GAGs: 히알루론산 – 끈적거리는 차단벽을 형성하여 세균 전파를 방지한다.
유황 함유 GAGs: 콘드로이틴 설페이트(연골), 케라탄 설페이트(각막), 더마탄설페이트(진피)

연골은 치밀한 결합조직의 형태를 취한다. 연골세포(chondrocyte)라는 특수한 세포가 콜라젠 섬유, proteoglycan이 풍부한 기질, 엘라스틴 섬유를 생성한다. 연골은 이와 같은 3가지 성분의 상대적 양에 따라 elastic cartilage, hyaline cartilage, fibrocartilage 등 3가지 타입으로 나눈다. 기계적 성질은 뼈와 건(tendon) 등 치밀한 결체 조직의 중간 정도이다. 다른 결체 조직과 달리 연골은 혈관이 없다. 연골세포는 확산에 의해 영양소를 공급 받고 연골의 굴곡 및 관절 연골의 압박에 의한 펌핑으로 생성물질을 내보낸다. 따라서 연골은 다른 결합 조직에 비해 성장 및 복구가 느리다.

바탕 물질(Ground substance)은 세포 외 기질의 비 세포 성분으로 섬유질을 포함한다. 슬라이드 표본을 만들 때 모두 제거되기 때문에 현미경으로 관찰되지 않는다. 세포는 세포 외 기질로 둘러싸서 세포를 지지하는 작용을 한다. 바탕 물질에는 콜라젠을 함유하지 않지만 proteoglycan, 기질 단백질, 물 등 기타 모든 단백질 성분을 함유한다. 세포 외 기질의 비 콜라젠 성분은 조직에 따라 달라진다. 바탕물질은 형태가 없고 젤(gel)상이며 일차적으로 GAG(가장 많은 것이 hyaluronan), prteoglycans, glycoprotein으로 구성된다. 뼈에서 발견되는 형태는 결합 조직이 콜라젠 타입 1을 따라 미네랄화된 것이다.

결합조직에는 연골, 뼈, 혈액이 포함된다. 결합조직의 기능은 1) 조직을 서로 붙들어 낸다. 2) 장기를 지지하고 연결하여 고정시킨다 3) 모세혈관과 조직 사이의 대사물질을 운반한다 4) 바탕물질 및 세포를 통해 감염에 대항한다 5) 세포 즉식 및 섬유질 형성으로 손상을 복구한다 6) 지방을 저장한다

세포 외 기질(Extracellular matrix ; ECM)은 세포와 세포 사의의 빈 공간을 채워주는 물질이다. 세포 외 기질은 주로 섬유아 세포에서 만들어져 세포 밖으로 내보내며 모든 영양소와 대사 폐기물은 이 세포 외 공간을 통해 운반, 대사된다. 엘라스틴은 탄력성을, 히알루론산(Hyaluronic acid ; HA)을 위시한 GAG(Glycosaminoglycan)은 수분을 끌어들여 피부에 볼륨을 제공한다. 특히 히알루론산은 콜라젠 및 엘라스틴의 결합력을 증가시켜 피부의 구조적 틀을 형성한다.

진피 기질(Ground substance)은 무색 투명한 젤상(狀)이다. 이 젤상 기질 안에 진피 세포와 섬유성 단백질이 매몰돼 있다. 기질의 주성분은 당 단백질 종류인 PG(Proteoglycan)이며 중심(core) 단백질에 GAG이 결합된 물질이다. GAG은 점성이 높고 압축성이 낮아 관절의 움직임을 부드럽게 하고 세균 침투를 막아주는 차단벽 역할과 세포의 구조적 통합성을 형성해 주고 세포 이동을 도와준다. GAG은 성장 인자와 결합해 진피세포를 섬유 성분과 연결시켜 세포의 증식, 분화, 재생, 형태에 영향을 미친다. GAG은 대부분 중심(core) 단백질과 연결돼 proteoglycan을 형성하며 중심(Core) 단백질과 수직 방향으로 결합해 브러시(brush) 형태의 구조를 취한다. GAG와 중심(core) 단백질을 연결해주는 철사 줄 같은 물질은 Trisaccharide다.

진피의 가장 풍부한 GAG은 히알루론산이다. 히알루론산은 기질 안에서 세포간 구조를 안정시키며 기질을 액상화(液狀化)한다. GAG 가운데 히알루론산은 독특한 성질이 있다. 즉 다른 종류의 GAG와는 달리 Sulfate를 내포하지 않고 비공유 결합 형태로 프로테오글라이칸과 연결되어 콜라젠 및 엘라스틴과 결합한다. 십 만개~백만 개정도의 거대한 분자량을 지닌 히알루론산은 대량의 수분을 유인(moisture retention)하여 자신의 부피보다 1천 배 정도의 수분을 함유함으로써 생기 넘치는 건강한 피부를 만들어 준다. 또 세포 외 기질은 히알루론산(HA), 콜라젠 및 엘라스틴과 결합한 sulfated GAG로 구성되며 GAG에 의해 다량의 수분이 세포 외 기질에 보류된다. 히아루론산 (Hyaluronic acid)이 대표적인 GAG이다. 피부의 천연 보습인자이며 N-아세틸글루코사민과 글루쿠론산이 교대로 결합되어 사슬을 형성한다. 히아루론산은 닭 벼슬과 포유동물의 건,피부,·대동맥에 많이 들어있다. 또한 연골 조직, 관절 액을 구성하며,  진피 속에서 세포를 서로 결합시키는 세포간질을 이룬다. 히아루론산은 진피 속의 콜라겐(교원섬유)과 엘라스틴을 채워주는 주성분이며 살아있는 세포에게 영양분을 전달하며 피부 수분 증발을 막고 강력한 수분 흡입력으로 피부가 적절한 양의 수분을 유지할 수 있게 한다. 히아루론산은 친수성 다당체로 물에 녹아 끈적끈적한 액체 상태로 존재하며 진피 건조중량으로 따져 0.1~0.2% 정도의 소량을 함유한다. 히알루론산의 수분 흡입 능력은 히알루론산 1개의 분자가 214개의 물 분자를 끌어 모을 정도로 탁월하며 피부에 주입하면 부드럽고 촉촉함을 나타낸다. 피부 내 히알루론산은 18~20세부터 감소하기 시작하며 공해, 자외선 등에 노출되면 분해되고 파괴되어 50세 정도가 되면 젊은 사람의 절반 정도의 수준으로 떨어진다. 따라서 진피 히알루론산 감소는 피부 탄력 저하, 주름 생성의 원인이 된다.

엘라스틴은 물에 잠겨 있지 않으면 건조해지고 쉽게 파괴돼 주름을 만든다. 건강한 피부에 수분의 중요성을 유추할 수 있다.
Aggrecan은 proteoglycan이 집합된 덩어리 또는 탄수화물로 변형된 단백질이다.