Glikozaminoglikany lub GAG to długie łańcuchy węglowodanów cukrowych znajdujące się w wielu komórkach ludzkiego ciała. Pełnią różnorodne funkcje. W normalnych warunkach organizm rutynowo rozkłada polisacharydy, aby zapobiec ich nadmiarowi, a enzymy zazwyczaj metabolizują te złożone cukry pod koniec życia komórki. Obecność pewnych zaburzeń genetycznych, znanych jako choroby spichrzania lizosomalnego, uniemożliwia organizmowi przeprowadzenie tego procesu. Naukowcy badają GAG i ich funkcję w różnych procesach chorobowych.
Bloki budulcowe polisacharydów połączone innymi cząsteczkami i tworzące tysiące odmian łańcucha tworzą GAG. Większość GAG w organizmie to niebiałkowe kwasy hialuronowe, podczas gdy inne zawierają cząsteczki chondroityny i siarczanu heparanu. Te GAG odgrywają dużą rolę w rozwoju, naprawie i wymianie komórek. Łańcuchy są niezbędnymi składnikami rozwoju wielu układów w ciele, w tym rogówki, chrząstki i ścięgien, skóry i tkanki łącznej.
Glikozaminoglikany zawierające siarczan chondroityny są niezbędne do rozwoju mózgu, chrząstki i tkanek, oprócz zapewnienia stabilności synaps neuronalnych. Łańcuchy siarczanu heparanu uczestniczą w procesach rozwojowych i regeneracji naczyń krwionośnych oraz regulują właściwości krzepnięcia krwi. Oba są obecne podczas procesów zapalnych, a naukowcy uważają, że brak chondroityny przyczynia się do zmian artretycznych. Wielu uważa, że suplementy chondroityny poprawiają ruchomość stawów poprzez poprawę nawilżenia.
Płyn śródmiąższowy i substancje żelopodobne znajdujące się w organizmie zawierają również glikozaminoglikany zwane mukopolisacharydami, które regulują lepkość płynów i umożliwiają tkankom zatrzymywanie wilgoci i utrzymanie prawidłowego kształtu. Właściwe nawodnienie zapewnia prawidłowe funkcjonowanie tych łańcuchów śródmiąższowych. W trakcie naturalnego procesu starzenia brak tych witalnych płynów przyczynia się do utraty elastyny i kolagenu, co powoduje powstawanie linii i zmarszczek. Wiele produktów kosmetycznych zawiera kwas hialuronowy w celu zastąpienia GAG, których organizm już nie produkuje.
Podobnie jak w przypadku składników komórkowych, organizm regularnie codziennie eliminuje lub zastępuje glikozaminoglikany, ale niektórym ludziom brakuje tej zdolności. Osoby cierpiące na mukopolisacharydozę lub genetyczne zaburzenia spichrzania lizosomalnego albo mają niewystarczające zapasy określonych enzymów, albo całkowicie nie mają enzymów wymaganych do rozkładania GAG w razie potrzeby. Choroby są postępujące iz czasem pozwalają na nieprawidłowe nagromadzenie glikozaminoglikanów, co skutkuje objawami wieloukładowymi. Nagromadzenie powoduje zmianę wyglądu fizycznego, pogorszenie funkcji poznawczych, zmiany szkieletowe i powiększenie narządów.
Lipopolisacharydy są składnikami GAG błon komórkowych bakterii. Bloki lipidowe tych łańcuchów tworzą endotoksyny, które mogą wywołać chorobę. Dzięki lepszemu zrozumieniu tych łańcuchów GAG, naukowcy zdobywają wiedzę, jak zwalczać sposoby, w jakie bakterie wymykają się rozpoznaniu przez układ odpornościowy lub rozwijają oporność na antybiotyki. Badania nad mukopolisacharydami zapewniają również wgląd w rozwój tkanek nowotworowych.