Kwas sialowy – właściwości i wpływ na zdrowie

Kwas sialowy należy do rodziny monocukrów, pochodnych kwasu neuraminowego–Neu (kwas 5−amino−3,5−dideoksy−2−nonulosonowy). Stanowi ją około 50 naturalnie występujących pochodnych, głównie w postaci związanej z glikoproteinami i glikolipidami. Grupa charakteryzuje się dużą różnorodnością strukturalną.

Najbardziej znane kwasy sialowe to:

• Kwas N-acetyloneuraminowy (Neu5Ac). To jeden z najbardziej powszechnych kwasów węglowych w organizmach zwierzęcych i ludzkich komórkach. Pojawia się w płynach ustrojowych, takich jak ślina, mleko matki, a także na powierzchni błon komórkowych. W organizmach ludzkich Neu5Ac jest syntetyzowany z kwasu sialowego obecnego w diecie, pochodzi głównie z pokarmów pochodzenia zwierzęcego. Odgrywa istotną rolę w wielu procesach fizjologicznych.
• Kwas N-glikoliloneuraminowy (Neu5Gc). Po raz pierwszy został znaleziony w komórkach ssaków, z czasem wykryto je komórkach bezkręgowców oraz niższych kręgowców. Neu5Gc, podobnie jak Neu5Ac, jest kwasem karboksylowym, ale ma dodatkową grupę glikolilową przyłączoną do grupy aminowej.

Jakie są właściwości i funkcje kwasu sjalowego? Związek pełni odgrywa znaczącą rolę w przekazywaniu sygnałów między komórkami. Wpływa na procesy takie jak wzrost, różnicowanie, migracja oraz apoptoza czy oddziaływanie międzykomórkowe oraz właściwości biologiczne i fizykochemiczne makrocząsteczek, takie jak lepkość, ładunek czy konformacja (sposób ułożenie przestrzennego białka).

Neu5Ac to rodzaj kwasu karboksylowego, który pełni różnorodne funkcje w organizmie, takie jak komunikacja komórkowa, rozpoznawanie komórek przez układ immunologiczny, ochrona komórek przed degradacją enzymatyczną oraz regulacja aktywności enzymów. Jest ważnym elementem przeciwciał klasy G (IgG) regulującym właściwości prozapalne cząsteczek oraz miejscem wiązania patogenów i toksyn.

U ludzi kwas sialowy występuje głównie w postaci kwasu N-acetyloneuraminowego (Neu5Ac), jednak Neu5Gc może być obecny w tkankach ludzkich w śladowych ilościach. Ma to związek ze spożywaniem produktów pochodzenia zwierzęcego, które są zasobne w Neu5Gc.

Kwas N-glikoliloneuraminowy (Neu5Gc) w największych ilościach jest obecny w pokarmach pochodzących od ssaków. Można go znaleźć w czerwonym mięsie i nabiale oraz u niektórych ryb (w niewielkich ilościach).

Podczas spożywania substancji wraz z pokarmem, jej nieduże ilości gromadzą się na powierzchni komórek. Gdy po jakimś czasie organizm rozpoznaje go jako obcy materiał, wyzwala odpowiedź immunologiczną i produkcję przeciwciał anty-Neu5Gc. Nie jest to obojętne dla organizmu.

Niektóre badania sugerują, że spożycie Neu5Gc może być związane z różnymi chorobami, takimi jak zapalenie stawów, miażdżyca czy nowotwory. Dlaczego tak się dzieje?

Dowiedziono, że przeciwciała anty-Neu5Gc zwiększają ryzyko powstawania nowotworów, zwłaszcza raka jelita grubego, jajników, piersi i prostaty. Nadmierne nagromadzenie wolnego kwasu sjalowego w tkankach obserwuje się w chorobie Salla stanowiącej dziedziczny defekt białka będącego transporterem kwasu sjalowego.

Neu5Ac (kwas N-acetyloneuraminowy) i Neu5Gc (kwas N-glikoliloneuraminowy) to dwa różne izomery kwasu sialowego i odmienne rodzaje kwasów sialowych, które są obecne w organizmach zwierzęcych, w tym ludzkich. Cechują je różne właściwości, funkcje i aktywność.

Neu5Ac (kwas N-acetyloneuraminowy):

• to forma kwasu sialowego dominująca u ludzi,
• jest obecny w różnych tkankach i płynach ustrojowych, takich jak ślina, mleko matki, a także na powierzchni błon komórkowych,
• pełni istotną rolę w komunikacji komórkowej, rozpoznawaniu komórek, ochronie komórek przed degradacją enzymatyczną oraz regulacji aktywności enzymów.

Neu5Gc (kwas N-glikoliloneuraminowy):

• to forma kwasu sialowego obecna w organizmach niektórych gatunków zwierząt, nie jest syntetyzowana przez organizm ludzki,
• w śladowych ilościach może występować w tkankach ludzkich, zwłaszcza u osób spożywających produkty pochodzenia zwierzęcego, takie jak mięso i nabiał, które są zasobne w Neu5Gc,
• naukowcy i badania sugerują, że obecność Neu5Gc u ludzi może być związana z niektórymi chorobami. Na tym etapie jednak związek ten wymaga dalszych badań naukowych.