Glicozaminoglicanii sau GAG sunt lanțuri lungi de carbohidrați de zahăr care se găsesc în numeroase celule din corpul uman. Ele îndeplinesc o varietate de funcții. În circumstanțe normale, organismul descompune în mod obișnuit polizaharidele pentru a preveni supraabundența, iar enzimele metabolizează de obicei aceste zaharuri complexe la sfârșitul duratei de viață a celulei. Prezența anumitor tulburări genetice cunoscute sub denumirea de boli de stocare lizozomale, fac organismul incapabil să efectueze acest proces. Cercetătorii studiază GAG-urile și funcția lor în diferite procese ale bolii.
Blocurile polizaharide legate de alte molecule și care formează mii de variații în lanț formează GAG-urile. Majoritatea GAG din organism sunt acizi hialuronici non-proteici, în timp ce alții includ molecule de condroitină și sulfat de heparan. Aceste GAG joacă un rol important în dezvoltarea, repararea și înlocuirea celulară. Lanțurile sunt constituenți vitali pentru dezvoltarea multor sisteme din organism, inclusiv corneea, cartilajele și tendoanele, pielea și țesutul conjunctiv.
Glicozaminoglicanii care conțin condroitin-sulfat sunt necesari pentru dezvoltarea creierului, cartilajului și țesuturilor, în plus față de asigurarea stabilității sinapselor neuronale. Lanțurile de sulfat de heparan participă la procesele de dezvoltare și regenerarea vaselor de sânge, împreună cu reglarea proprietăților de coagulare a sângelui. Ambele sunt prezente în timpul proceselor inflamatorii, iar cercetătorii cred că lipsa de condroitină contribuie la modificările artritice. Mulți cred că suplimentele de condroitină îmbunătățesc mobilitatea articulațiilor prin îmbunătățirea lubrifierii.
Lichidul interstițial și substanțele asemănătoare gelului găsite în organism conțin și glicozaminoglicani numiți mucopolizaharide, care reglează vâscozitatea fluidelor și permit țesuturilor să rețină umiditatea și să mențină forma adecvată. Hidratarea adecvată asigură funcționarea adecvată a acestor lanțuri interstițiale. In timpul procesului natural de imbatranire, lipsa acestor fluide vitale contribuie la pierderea elastinei si a colagenului, ceea ce determina aparitia liniilor si a ridurilor. Multe produse cosmetice încorporează acid hialuronic în încercarea de a înlocui GAG-urile pe care organismul nu le mai produce.
Ca și în cazul componentelor celulare, organismul elimină sau înlocuiește în mod regulat glicozaminoglicanii zilnic, dar unor oameni le lipsește această capacitate. Persoanele care suferă de mucopolizaharidoză sau tulburări genetice de stocare lizozomală fie au surse insuficiente de anumite enzime, fie nu au total enzimele necesare pentru dezasamblarea GAG-urilor după cum este necesar. Bolile sunt progresive și, în timp, permit acumulări anormale de glicozaminoglicani, care au ca rezultat simptome multi-sistem. Acumulările provoacă un aspect fizic alterat, cogniție diminuată, modificări ale scheletului și mărirea organelor.
Lipopolizaharidele sunt componente GAG ale membranelor celulare bacteriene. Blocurile lipidice ale acestor lanțuri formează endotoxinele care pot produce boli. Obținând o mai bună înțelegere a acestor lanțuri GAG, cercetătorii dezvoltă cunoștințele pentru a combate modul în care bacteriile scapă de recunoașterea sistemului imunitar sau dezvoltă rezistență la antibiotice. Cercetarea mucopolizaharidelor oferă, de asemenea, o perspectivă asupra dezvoltării țesuturilor maligne.