Značajke i funkcije Glucocalyxa



glycocalyx to je sloj obogaćen ugljikohidratima koji pokriva vanjske površine različitih tipova stanica, osobito bakterija i ljudskih stanica. Ovaj zaštitni sloj ispunjava nekoliko važnih funkcija za ćeliju.

Uglavnom, glikokaliks se sastoji od polisaharidnih lanaca (šećera) koji su povezani s različitim proteinskim i lipidnim molekulama, tvoreći tako nazvane glikoproteine ​​i glikolipide. Rezultat je vlaknasta i ljepljiva mreža sa sposobnošću hidriranja.

U eukariotskim stanicama, sastav glikokaliksa može biti faktor koji se koristi za prepoznavanje stanica.

S druge strane, u bakterijskim stanicama, glikokaliks pruža zaštitni sloj protiv faktora domaćina, u stvari, posjedovanje glikokaliksa povezano je s kapacitetom bakterija da uspostavi infekciju..

Kod ljudi, glikokaliks se nalazi na membranama vaskularnih endotelnih stanica i epitelnih stanica probavnog trakta.

S druge strane, bakterijski glikokaliks može okružiti pojedinačne stanice ili kolonije, tvoreći takozvani bakterijski biofilm (biofilm)..

Glucocalix u bakterijama

Strukturne karakteristike i kemijski sastav bakterijskog glikokaliksa razlikuju se prema vrstama, ali općenito ovaj dodatni premaz može biti u jednom od dva oblika:

muljevi

Glikokaliks se smatra slojem sluzi kada su molekule glikoproteina labave povezane sa staničnom stijenkom.

Međutim, bakterije koje su pokrivene ovom vrstom glikokalaksa zaštićene su od dehidracije i gubitka hranjivih tvari.

kapsule

Glikokaliks se smatra kapsulom kada su polisaharidi čvrsto vezani za staničnu stijenku.

Kapsule imaju ljepljivu konzistenciju koja, osim zaštite, također olakšava prianjanje na čvrste površine okoliša.

Bakterije koje imaju kapsule smatraju se kapsuliranim i općenito imaju višu patogenost (sposobnost izazivanja bolesti), jer kapsule štite bakterije, uključujući fagocitne bijele krvne stanice imunološkog sustava..

Glucocalix kod ljudi

Kod ljudi je glikokaliks vrlo važan za vaskularnu funkciju i za probavni sustav.

Glucocalix u vaskularnom endotelu

Krvne žile su zapravo male cijevi napravljene od stanica. Stanice unutar cijevi nazivaju se endotelne stanice i moraju se oduprijeti pritisku krvi koji neprestano teče preko njih.

Da bi se tome oduprli, vaskularne endotelne stanice proizvode sluzavi sloj. Ovaj glikokaliks također sadrži enzime i proteine ​​koji pomažu stanicama uključenim u koagulaciju krvi da se vežu na krvne žile kada je potrebno.

Glavna funkcija glikokaliksa u vaskularnom sustavu je održavanje homeostaze endotela.

Promjena strukture glikokaliksa u vaskularnom endotelu može uzrokovati stvaranje krvnog ugruška unutar krvne žile, koji ometa protok krvi kroz cirkulacijski sustav i na taj način ima štetne učinke na zdravlje..

Glukokalix u probavnom traktu

Drugi najbolje opisani primjer glikokaliksa u ljudi nalazi se u probavnom sustavu. Tanko crijevo je odgovorno za apsorpciju svih hranjivih tvari koje dolaze iz hrane koju jedemo.

Stanice tankog crijeva odgovorne za apsorpciju hranjivih tvari imaju mnogo malih nabora nazvanih mikrovilije.

Svaka od stanica koje sačinjavaju mikrovilije prekrivena je glikokaliksom, kojeg čine mukopolisaharidi (dugi lanci kompleksnih šećera) i glikoproteini.

Na taj način ona osigurava dodatnu površinu za apsorpciju i također uključuje enzime koje izlučuju te stanice i koje su neophodne za završne korake probave hrane.

Svaki put kada jedemo postoji rizik od gutanja štetnih tvari koje mogu preći crijevnu sluznicu.

Stoga, osim funkcije probave i apsorpcije hranjivih tvari, glikokaliks crijevnog epitela mora također služiti kao zaštitna barijera za filtriranje štetnih proizvoda.

Ostale funkcije glikokaliksa

Glycocalix ispunjava i druge funkcije u obrani od infekcija i raka, staničnoj adheziji, regulaciji upale, oplodnji i embrionalnom razvoju..

reference:

  1. Costerton, J.W., & Irvin, R.T. (1981). Bakterijski glikokaliks u prirodi i bolest. Godišnji 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 i patobiološki aspekti glikokaliksa epitela tankog crijeva. Pregled. Veterinarski kvartalno, 6(4), 186-199.
  3. Johansson, M., Sjövall, H., i Hansson, G. (2013). Sustav gastrointestinalne sluzi u zdravlju i bolesti. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 10(6), 352-361.
  4. Kapellos, G.E., & Alexiou, T.S. (2013). Modeliranje momenta i masovni transport u staničnim biološkim medijima: od molekularne do skale tkiva. U S. M. Becker i A. V. Kuznetsov (ur.), Prijevoz u biološkim medijima (str 561) Akademski tisak (Elsevier).
  5. Reitsma, S., Slaaf, D.W., & Vink, H. (2007). Endotelijski glikokaliks: sastav, funkcije i vizualizacija. Pflügers Archiv - Europski časopis za fiziologiju, 454, 345-359.
  6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glikokaliksna regulacija stanične adhezije. u Principi staničnog inženjerstva. Academic Press.
  7. Tarbell, J.M. & Cancel, L.M. (2016). Glikokaliks i njegovo značenje u humanoj medicini (Review). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
  8. Weinbaum, S., Tarbell, J.M., & Damiano, E.R. (2007). Struktura i funkcija endotelnog sloja glikokaliksa. Godišnji pregled biomedicinskog inženjerstva, 9, 121-167.
  9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat sada regulira signalizaciju stanica. Peritonealna dijaliza International, 34(6), 574-575.