Značilnosti in funkcije Glucocalyxa



The glukokaliks je obogaten z ogljikovimi hidrati, ki prekriva zunaj različnih vrst celic, zlasti bakterij in človeških celic. Ta zaščitni premaz izpolnjuje več pomembnih funkcij celice.

V bistvu glikokaliks sestavljajo polisaharidne verige (sladkorji), povezane z različnimi beljakovinskimi in lipidnimi molekulami, s čimer tvorijo združbe, imenovane glikoproteini oziroma glikolipidi. Rezultat je vlaknasta in lepljiva mreža z zmožnostjo hidracije.

Pri evkariontskih celicah je lahko sestava glikokaliksa faktor, ki se uporablja za prepoznavanje celic.

Po drugi strani, v bakterijskih celicah, glikokaliks zagotavlja zaščitni sloj proti dejavnikom gostitelja, pravzaprav je posedovanje glikokaliksa povezano s sposobnostjo bakterij, da vzpostavijo okužbo..

Pri ljudeh glikokaliks najdemo na membranah žilnih endotelijskih celic in epitelijskih celic prebavnega trakta..

Po drugi strani lahko bakterijski glikokaliks obdaja posamezne celice ali kolonije, tako da tvorijo tako imenovani bakterijski biofilm (biofilm)..

Glukokalix v bakterijah

Strukturne značilnosti in kemijska sestava bakterijskega glikokalaksa se razlikujejo glede na vrsto, vendar lahko ta dodatna obloga na splošno obstaja v eni od dveh oblik:

Limos

Glikokaliks velja za plast sluzi, ko so molekule glikoproteina ohlapne, povezane s celično steno.

Vendar pa so bakterije, ki so pokrite s to vrsto glikokaliksa, zaščitene pred dehidracijo in izgubo hranil.

Kapsule

Glycocalix velja za kapsulo, ko so polisaharidi trdneje pritrjeni na celično steno.

Kapsule imajo lepljivo konsistenco, ki poleg zaščite tudi olajša oprijem na trdne površine okolja.

Bakterije, ki imajo kapsule, se štejejo za kapsulirane in imajo na splošno višjo patogenost (sposobnost povzročanja bolezni), ker kapsule varujejo bakterije, vključno s fagocitnimi belimi krvničkami imunskega sistema..

Glukokalix pri ljudeh

Pri ljudeh je glikokaliks zelo pomemben za vaskularno funkcijo in za prebavni sistem.

Glukokalix v vaskularnem endoteliju

Krvne žile so pravzaprav majhne cevi iz celic. Celice v cevi se imenujejo endotelijske celice in se morajo upreti pritisku krvi, ki nenehno teče čez njih.

Da bi se temu uprli, celice žilnega endotelija tvorijo sluzasto plast. Ta glikokaliks ima tudi encime in beljakovine, ki pomagajo celicam, ki sodelujejo pri koagulaciji krvi, da se po potrebi vežejo na krvne žile..

Glavna funkcija glikokalaksa v vaskularnem sistemu je vzdrževanje homeostaze endotelija.

Sprememba strukture glikokaliksa v vaskularnem endoteliju lahko povzroči nastanek krvnega strdka v krvni žili, ki ovira pretok krvi skozi cirkulacijski sistem in ima na ta način škodljive učinke na zdravje..

Glukokalix v prebavnem traktu

Drugi najbolje opisani primer glikokaliksa pri ljudeh je v prebavnem sistemu. Majhno črevo je odgovorno za absorpcijo vseh hranil, ki prihajajo iz hrane, ki jo jemo.

Celice tankega črevesa, ki so odgovorne za absorpcijo hranil, imajo veliko majhnih gub, imenovanih mikrovilije.

Vsaka od celic, ki sestavljajo mikrovilije, je prekrita z glikokaliksom, ki ga tvorijo mukopolisaharidi (dolge verige kompleksnih sladkorjev) in glikoproteini.

Tako zagotavlja dodatno površino za absorpcijo in vključuje tudi encime, ki jih izločajo te celice in so bistveni za končne korake prebave hrane..

Vsakič, ko jemo, obstaja nevarnost zaužitja škodljivega materiala, ki lahko prečka črevesno sluznico.

Zato mora poleg funkcije prebave in absorpcije hranil tudi glikokalaksija črevesnega epitela služiti kot zaščitna pregrada za filtriranje škodljivih proizvodov..

Druge funkcije glikokaliksa

Glycocalix izpolnjuje tudi druge funkcije pri obrambi pred okužbami in rakom, celično adhezijo, regulacijo vnetja, oploditve in embrionalnega razvoja..

Reference:

  1. Costerton, J.W., & Irvin, R.T. (1981). Bakterijski glikokaliks v naravi in ​​bolezni. Letni pregled mikrobiologije, 35, 299-324.
  2. Egberts, H. J.A., Koninkx, J.F.J.G., Dijk, J.E. Van, Mouwen, J.M.V., Koninkx, J.F.J.G., Dijk, J.E. Van, & Mouwen, J. M.V.M. (1984). Biološki in patobiološki vidiki glikokaliksa epitelija tankega črevesa. Pregled. Veterinarsko četrtletje, 6(4), 186-199.
  3. Johansson, M., Sjövall, H., in Hansson, G. (2013). Sistem sluznice prebavil v zdravju in bolezni. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 10(6), 352-361.
  4. Kapellos, G. E., & Alexiou, T. S. (2013). Modeliranje in množični transport v celičnih bioloških medijih: od molekularne do tkivne lestvice. V S. M. Becker in A. V. Kuznetsov (ur.), Prevoz v bioloških medijih (str. 561) Academic Press (Elsevier).
  5. Reitsma, S., Slaaf, D.W., & Vink, H. (2007). Endotelijski glikokaliks: sestava, funkcije in vizualizacija. Pflügers Archiv - Evropski časopis za fiziologijo, 454, 345-359.
  6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glycocalyx regulacija celične adhezije. V Načela celičnega inženiringa. Academic Press.
  7. Tarbell, J. M., & Cancel, L. M. (2016). Glikokaliks in njegov pomen v humani medicini (pregled). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
  8. Weinbaum, S., Tarbell, J.M., & Damiano, E.R. (2007). Struktura in funkcija endotelijske Glycocalyx plasti. Letni pregled biomedicinskega inženirstva, 9, 121-167.
  9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat zdaj uravnava celično signalizacijo. Peritonealna dializa International, 34(6), 574-575.