mucopolizaharidele

c Rolul mucoplizaharidelor intr-un sir de procese in nucleele celulare a diferite specii vii inclusiv la mamifere este considerabil. Astfel, in timpul clivajului embrionilor de arici-de-mare se elibereaza o polizaharida de tip heparinic care ar determina schimbari in nucleele embrionilor, eliberarea cromatinei si initierea sintezei ARN (Kinoshita, 1971). Datorita proprietatilor fizice, arhitecturii chimice, a heterogenitatii marimii si distributiei grupelor functionale (O—SO4—SO4; COOH), polizaharidele anionice participa la controlul cationic in membrana nucleului si la transportul selectiv in nuclee, la controlul activitatii template a cromatinei, in reglarea activitatii unor enzime nucleare si, dupa cum au aratat Robins, Fant si Nonon (1972), participa la reglarea sintezei ADN. Heparina reactioneaza cu histonele, solubilizeaza cromatina si poate servi la prepararea membranei nucleare (din nuclee) (Bornens, 197). Potrivit datelor publicate de Cook si Aikawa (1973), heparina activeaza polimeraza ADN-ului endogen din ficatul de sobolan. In urma dizolvarii membranei nucleare in timpul fazei mitotice a ciclului celular, sint eliberate polizaharide, de exemplu heparan sulfat (acesta fiind si un component intercelular), care se pot acumula in lizozomi (Neufeld si Cantz, 1973).
Pe baza datelor din literatura (Groosfeld, Meyer, Godman si Linker, 1957; Hamerman, Todaro si Green. 196 Kraemer, 1971; Satoh, Duff, Rapp si Davidson, 1973); Satoh, Banks, Horst, Kreider si Davidson, 1974) si a unor rezultate experimentale originale, Bhavanandan si Davidson (1975) considera lucru cert ca producerea mucopolizaharidelor are loc si in vitro in culturile celulare de mamifere. Fapt deosebit de important, mucopolizaharidele sint produse din abundenta si in celulele canceroase de mamifere, de pilda de catre celulele melanomului de soarece Bl6, cultivate in prezenta 3H glucozaminei si 35S sulfat. Componentii majori polizaharidici au fost o familie de condroitinsulfati cu greutate moleculara mare, impreuna cu un condroitinsulfat cu greutate moleculara mica si un component minor reprezentat de heparan sulfat (Bhavanandan si Davidson, 1975).
Impreuna cu acizii nucleici si proteinele, polizaharidele sint componente esentiale ale organismelor vii. S-a observat experimental implicatia mucopolizaharidelor in desfasurarea ontogenezei embrionare (Kosher si Searls, 1973; Trelstad, 1973), in procesul mitozei in asociere cu cromozomii (Ohnishi, Yamamoto si Tarayama, 1973), in expresia fenotipului cartilajului (Solursh si Meier, 1974), dar si rolul de starter nenucleotidic pentru sinteza de ADN necodificat si proteine nespecifice (necodificate) in celula vie.
Datele citate pledeaza pentru posibilitatea resintezei partiale a ADN, cit si a sintezei de proteina in nuclee fara control genetic, deoarece influenta polianionilor ce servesc ca, adjuvant este nespecifica. Este posibil ca aceste sinteze necodificate sa se realizeze si in ontogeneza timpurie, deoarece mucopolizaharidele si mucoproteinele sint componente si ale nucleelor celulare (Ananasvili, 1962)    si se afla in cantitati sporite in stadiul incipient al dezvoltarii embrionare. De pilda, in stadiul de segmentare se constata o crestere progresiva si paralela a mucopolizaharidelor cu fosfataza acida (Dalcq, 1961), in timp ce in epiteliul intestinului embrionar la porcine in perioada timpurie a dezvoltarii, se observa o crestere paralela a mucopolizaharidelor PAS-pozitive cu fosfataza alcalina (Konopacka, 1959). Tot in segmentare, la embrionii amfibianului Raja binoculata cresc mucopolizaharidele neutre intracelulare, iar in neurulatie cresc poliza hariciele extracelulare (Ford si Mc Connachie, 1965; Mc Connachie si Ford. 1966), in timp ce la embrionii de gaina in stadiul, de inceput al dezvoltarii, mucopolizaharidele acide (acidul hialuronic, condroitinsulfatul) sint bine reprezentare in toate celulele embrionare, in endoblastul vitelin si in tesuturile inductoare (Buno, 1954). La mamifere, in stadiile timpurii ale embriogenezei,mucopolizaharidele abunda in trofoblast (Mulnard si Dalcq, 1955). La sobolan, de exemplu, mucopolizaharidele cresc imediat dupa fecundare (Mulnard, 1955), se acumuleaza in segmentare in stratul superficial si membranele nucleului celular si continua sa creasca in cursul segmentarii (Dalcq, 1961).
S-a constatat ca aplicarea externa, locala, in conditii clinice, a condroitinsulfatului stimuleaza regenerarea celulelor tesutului conjunctiv, precum si sinteza precolagenului si colagenului. Este important de subliniat ca in acest proces un rol important ii revine ARN-ului (Kasavina, Richter, Zenkievici si Arenberg, 1961). Continutul in condroitinsulfati este considerabil crescut in calusul osos in curs de regenerare (Zenkieviri si Kasavina, 1952). Potrivit dovezilor, orice leziune de tesut, indiferent de etiologia ei, reprezinta la inceput o masa electronegativa, adica un mediu reducator si hipoxie, propice proliferarii celulare anaerobe. Substanta fundamentala (formata din mucopolizaharide, proteine, electroliti si apa) joaca desigur un rol important in procesele de regenerare. Amintim ca si lanturile polimere ale compusilor substantei fundamentale poseda o puternica incarcatura electronegativa (polianioni nenucleotidici). S-a demonstrat de catre Hunt ca formarea tesuturilor de granulatie este precedata de aparitia unei substante amorfe metacromatice care — precum a dovedit Person — este alcatuita in mod preponderent din acid hialuronic. Potrivit altor date experimentale, scleroza histaminica a peretilor alveolari este precedata de o substanta amorfa alcatuita in foarte mare proportie din acid hialuronic legat de o proteina (Lupu, Velican, Gociu si Mihai, 1948).
Constatarea unor deosebiri flagrante din punct de vedere fizic intre proteinele sintetizate in stadiile timpurii ale ontogenezei si proteinele sintetizate mai tirziu pe ribozomii definitivi au determinat pe Brown si Caston (1962) sa conchida ca sinteza proteinelor in  cursul segmentarii si blastularii se realizeaza prin alte mecanisme. In acest sens se inscriu si consideratiile lui N. D. Ivanov (1962), de acord cu Sisakian (1957), potrivit carora functia de sinteza a proteinei nu este legata de o organizare structurala riguroasa, ci se realizeaza in diferite structuri (nuclee, miitocondrii, microzomi) cu un grad diferit de intensitate si specificitate, care determina specificitatea organoida a proteinelor. Important de subliniat este faptul ca in embriogeneza timpurie se elaboreaza ARN si proteine cu structuri inferioare, primitive in comparatie cu diferitele tipuri de ARN si proteine sintetizate in ontogeneza aeroba incepind cu gastrularea. Fiecare specie (vegetala sau animala) isi are fenotipul sau, expresia unei structuri genetice aerobe proprii, din care motiv ADN si ARN nu hibriaeaza daca fiecare provine din alta specie. Cu ajutorul tehnicilor de hibridare a acizilor nucleici s-a dovedit ca ADN-ul extras din diferite tesuturi ale aceluiasi organism (de pilda, la soarece) nu arata vreo deosebire, insa ARN-ul de aceleasi proveniente prezinta nete diferente (Mc Carthy si Hoyer, 1907).
Explicatia trasaturilor distinctive a cele doua categorii de acizi nucleici consta in faptul ca de ADN se leaga in primul rand specificitatea de specie (prezinta un continut variat de baze la diferite specii, indeosebi la cele mai distantate in scara evolutiei filogenetice), in timp ce ARN (extras din diferite tesuturi si din structurile subcelulare), este, in functie de compozitia bazelor azotate, mai putin specific speciei, dar intervine hotarâtor in procesele de diferentiere si prezinta specificitate de organ, tesut, celula, organite celulare (ucleoli, mitocondrii, microzomi) (Bacher si Ailen, 1950; Chargaff. 1950: Elson 1951; Chargaff si Wyattt, 1952; Brown si Watson, 1953; Elson si Chargaff, 1955; De Lamirande. Allard si Cantero, 1955); astfel se explica si deosebirea diferitilor componenti ai celulei in privinta proprietatilor antigenice (Malmgren si Benison, 1950; Dulanev si colab., 1954; Malkin, 1954: Perelman si D’Amelio. 1958; Silber si colab., 1955. 1959). Cu ajutorul tehnicii de hibridare a acizilor nucleici, initial pusa la punct de Hoyer, Bollon si Mc Carthy (1964), s-a demonstrat ca structura ARN este diferita in decursul dezvoltarii omogenetice, in stricta dependenta de cantitatea de informatie a genelor pe care le copiaza, greutatea moleculara a ARNm creste de la o suta de mii la citeva milioane. Deoarece in stadiile timpurii ale embriogenezei se elaboreaza ARN structural diferit de ARN al organismului aflat in stadiul final al dezvoltarii, hibridarea lor nu este posibila. Dar, pe masura realizarii proceselor de diferentiere, deci in functie si de factorul timp (perioada genei), creste complexitatea ARN si implicit asemanarea si posibilitatea hibridarii lui cu ARN apartinand organismului matur, fapt dovedit prin cercetarea reactiei de hibridare intre ARN izolat de la o specie de amfibieni in diverse stadii ale embriogenezei si ARN din organismul complet dezvoltat ai aceleiasi specii. Aceste rezultate experimentale sint in concordanta deplina cu cele obtinute de Whiteley si colab. (1967), potrivit carora ARN extras de la specii diferite aflate in stadiile timpurii ale ontogenezei hibrideaza atit cu ADN-ul apartinind speciei comparate, cit si cu cei al propriei specii, fapt altfel irealizabil daca respectivele specii din care este izolat ARN-ul s-ar afla in stadiul final al dezvoltarii. In ontogeneza anaeroba, in stadiul segmentarii se acumuleaza prin diviziuni succesive celule nediferentiate morfofunctional (blastomere), foarte asemanatoare intre ele, ceea ce dovedeste ca in aceasta etapa de inceput a embriogenezei toate celulele utilizeaza un program cibernetico-informational comun, programul genetic ancestral. Acest program, inscris in secventa nucleica anaeroba, este modest din punct de vedere informational, pentru a carui exprimare sint suficiente energia si produsii glicolizei anaerobe, nu determina structuri specializate, dovada ca la o comparatie intre specii diferite ARN si deci si proteinele codificate in acestia sint cu atit mai asemanatoare intre ele, cu cit organismul este intr-un stadiu de ontogeneza mai timpurie (I. Manta si Gh. Jebeleanu, 1971). Caracterizarea acizilor nucleici si a proteinelor sub termenul general de molecule informationale, purtatoare de informatie structurala si genetica sau semantide (L. Pauling si E. Zuckerkandl) trebuie sa tina seama de dubla origine filogenctica a genomului nuclear si de diferentele structurale si functionale ale proteinelor pe care cele doua programe genetice le exprima.
Cele aratate mai sus pot fi constatate si in procesul de regenerare. De pilda, imediat dupa injuria tesutului muscular, adica in perioada timpurie a procesului regenerativ reparator, are loc o crestere rapida a ARN-ului, aceasta constituind o foarte importanta conditie a pieselor enzimatice in perioada regenerarii (Buris, 1974) in timpul stadiilor timpurii ale regenerarii (experiente efectuate pe cristalinul tritonului (Triturus)) au loc schimbari structurale si in ADN. Astfel, treotat, incepind din ziua 0 a regeneram (faza G0 a ciclului celular) si in a 3-a zi (faza G1 timpurie) ADN-ul a prezentat un continut semnificativ de nicks-uri, pentru ca in a 5-a zi (faza G1 tirzie) sa se constate lacune (brese) sau serii absente de nucleotizi. In ziua a 7-a a regenerarii (faza S), ADN-ul a existat in doua configuratii: una avind un caracter netorsionat, iar cealalta fiind similara, dar nu identica cu cea a ADN-uIui din ziua a 5-a a regenerarii. Aceste constatari denota ca inca inainte de intrarea in ciclul celular, ADN-ul in vivo exista ca duplexuri cromozomale fiind insa izolate ca structuri ce poseda o maxima densitate (Collins, 1974). Regenerarea este, de asemenea, o forma de autoreproducere a materiei vii, care se desfasoara in doua faze: in prima faza, are loc proteoliza si o puternica dediferentiere a tesuturilor, o prolirerare celulara nediferentiata ce se realizeaza cu metabolism anaerob, acidifierea mediului din cauza acumularii acidului lactic etc.; faza a 2-a — de refacere si diferentiere — se infaptuieste cu metabolism aerob, respiratia subordoneaza glicoliza anaeroba, scade cantitatea de acid lactic, pH-ul mediului se normalizeaza, are loc o intensa biosinteza proteica diferentiata etc. (Polejaev, 1956; Polejaev si colab., 1959). In prima faza (anaeroba) a regenerarii, tesuturile se afla intr-o stare fiziologica speciala, asa-numita stare plastica, ce asigura posibilitatea regenerarii si refacerii ulterioare a structurilor si a functiilor dereglate (Studitki, 1961).