Характеристики та функції глюкокалікса



The глюкокалікс це шар, збагачений вуглеводами, який охоплює зовнішні клітини різних типів, особливо бактерій і клітин людини. Це захисне покриття виконує кілька важливих функцій для клітини.

В основному, глікокалікс складається з полісахаридних ланцюгів (цукрів), пов'язаних з різними білковими і ліпідними молекулами, утворюючи, таким чином, асоціації, звані глікопротеїнами і гліколіпідами, відповідно. В результаті отримують волокнисту і липку мережу з здатністю до гідратації.

У эукариотических клітинах композиція глікокалікса може бути фактором, що використовується для розпізнавання клітин.

З іншого боку, в бактеріальних клітинах глікокалікс забезпечує захисний шар проти факторів господаря, по суті, володіння глікокалікси пов'язане з здатністю бактерій встановити інфекцію..

У людини глікокалікс виявляється на мембранах ендотеліальних клітин судин і епітеліальних клітин травного тракту.

З іншого боку, бактеріальний глікокалікс може оточувати окремі клітини або колонії, утворюючи так звану бактеріальну біоплівку (біоплівку)..

Глюкокалікс в бактеріях

Структурні характеристики і хімічний склад бактеріального глікокалікса відрізняються за видами, але в цілому це додаткове покриття може мати одну з двох форм:

Лімузини

Глікокалікс вважається шаром слизу, коли молекули глікопротеїну вільно пов'язані з клітинною стінкою.

Однак бактерії, які покриті цим типом глікокалікса, захищені від зневоднення і втрати поживних речовин.

Капсули

Glycocalix вважається капсулою, коли полісахариди більш міцно прикріплюються до клітинної стінки.

Капсули мають липку консистенцію, яка, крім захисту, також полегшує адгезію до твердих поверхонь навколишнього середовища.

Бактерії, які мають капсули, вважаються інкапсульованими і, як правило, мають більш високу патогенність (здатність викликати захворювання), оскільки капсули захищають бактерії, включаючи фагоцитарні білі кров'яні клітини імунної системи..

Глюкокалікс у людей

У людини глікокалікс дуже важливий для судинної функції і для травної системи.

Глюкокалікс в ендотелії судин

Кровоносні судини - це фактично маленькі трубки з клітин. Клітини всередині трубки називаються ендотеліальними клітинами і повинні чинити опір тиску крові, що постійно тече над ними.

Щоб протистояти цьому, судинні ендотеліальні клітини виробляють слизовий шар. Цей глікокалікс також має ензими та білки, які допомагають клітинам, які беруть участь у згортанні крові, приклеюватися до кровоносних судин, коли це необхідно.

Основною функцією глікокалікса в судинної системі є підтримка гомеостазу ендотелію.

Зміна структури глікокалікса в ендотелії судин може призвести до утворення тромбу в кровоносній судині, що перешкоджає кровотоку через систему кровообігу і таким чином має шкідливий вплив на здоров'я..

Глюкокалікс в травному тракті

Другий краще описаний приклад глікокалікса у людини міститься в травній системі. Тонка кишка відповідає за поглинання всіх поживних речовин, які надходять з їжі.

Клітини тонкої кишки, відповідальні за поглинання поживних речовин, мають багато дрібних складок, які називаються мікроворсинками.

Кожна з клітин, що входять до складу мікроворсинок, покрита глікокаліксами, утвореними мукополісахаридами (довгі ланцюги складних цукрів) і глікопротеїнами..

Таким чином, він забезпечує додаткову поверхню для абсорбції, а також включає ферменти, що виділяються цими клітинами, які є суттєвими для кінцевих етапів перетравлення їжі.

Кожного разу, коли ми їмо, є ризик потрапити шкідливих речовин, які можуть перетнути кишкову накладку.

Тому, крім функції перетравлення та абсорбції поживних речовин, глікокалікс кишкового епітелію також повинен служити захисним бар'єром для фільтрації шкідливих продуктів.

Інші функції глікокалікса

Glycocalix також виконує інші функції в захисті від інфекцій і раку, клітинної адгезії, регуляції запалення, запліднення та ембріонального розвитку.

Посилання:

  1. Costerton, J. W., & Irvin, R.T. (1981). Бактеріальний глікокалікс в природі і хвороби. Щорічний огляд мікробіології, 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.MV.M. (1984). Біологічні та патобіологічні аспекти глікокалікса епітелію тонкого кишечника. Огляд. Ветеринарний квартал, 6(4), 186-199.
  3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Система слизу шлунково-кишкового тракту у стані здоров'я і хвороби. Відгуки про природу Гастроентерологія та гепатологія, 10(6), 352-361.
  4. Kapellos, G.E., & Alexiou, T.S. (2013). Моделювання моменту і масового транспорту в клітинних біологічних середовищах: від молекулярної до тканинної шкали. У С. М. Беккера і А. В. Кузнецова (ред.), Транспорт у біологічних середовищах (p 561) Академічна преса (Elsevier).
  5. Reitsma, S., Slaaf, D. W., & Vink, H. (2007). Ендотеліальний глікокалікс: склад, функції і візуалізація. Pflügers Archiv - Європейський журнал з фізіології, 454, 345-359.
  6. Роберт, П., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Гликокаликсная регуляція клітинної адгезії. В Принципи клітинної інженерії. Academic Press.
  7. Тарбелл, Дж. М., & Скасувати, Л. М. (2016). Глікокалікс та його значення в медицині людини (Огляд). Журнал внутрішньої медицини, 280, 97-113.
  8. Weinbaum, S., Tarbell, J. М., & Damiano, Е. R. (2007). Структура і функція ендотеліального шару Glycocalyx. Щорічний огляд біомедичної інженерії, 9, 121-167.
  9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Нечіткий шар зараз регулює сигналізацію клітини. Міжнародний перитонеальний діаліз, 34(6), 574-575.