GLIUKOKALIXAS: SAVYBĖS IR FUNKCIJOS - BIOLOGIJA - 2025

Glycocalyx yra angliavandenis - praturtintas sluoksnis, apimantis įvairių tipų ląstelių, ypač bakterijų ir žmogaus ląstelių išorę. Ši apsauginė danga atlieka keletą labai svarbių ląstelės funkcijų.

Iš esmės glikokaliksą sudaro polisacharidų (cukrų) grandinės, pritvirtintos prie įvairių baltymų ir lipidų molekulių, taigi susidaro asociacijos, vadinamos atitinkamai glikoproteinais ir glikolipidais. Rezultatas yra lipnus, pluoštinis tinklelis, turintis galimybę hidruoti.

Eukariotų ląstelėse glikokalikso sudėtis gali būti veiksnys, naudojamas ląstelės atpažinimui.

Savo ruožtu, bakterijų ląstelėse, glikokaliksas suteikia apsauginį sluoksnį nuo šeimininko veiksnių, iš tikrųjų glikokalikso turėjimas yra susijęs su bakterijų galimybe nustatyti infekciją.

Žmonėms glikokaliksas randamas ant kraujagyslių endotelio ląstelių ir virškinamojo trakto epitelinių ląstelių membranų.

Savo ruožtu bakterinė glikokaliksas gali apjuosti atskiras ląsteles ar kolonijas, tokiu būdu sudarydamas vadinamąsias bakterijų bioplėveles.

Gliukokaliksas bakterijose

Bakterijų glikokalikso struktūrinės savybės ir cheminė sudėtis skiriasi pagal rūšis, tačiau iš esmės ši papildoma danga gali būti dviejų formų:

Gleivės

Glikokaliksas laikomas gleiviniu sluoksniu, kai glikoproteino molekulės laisvai jungiasi su ląstelės sienele.

Tačiau bakterijos, padengtos tokio tipo glikokaliksu, yra apsaugotos nuo dehidratacijos ir maistinių medžiagų praradimo.

Kapsulės

Glikokaliksas laikomas kapsule, kai polisacharidai yra tvirtiau pritvirtinti prie ląstelės sienos.

Kapsulės turi lipnią konsistenciją, kuri ne tik apsaugo, bet ir palengvina sukibimą su kietais aplinkos paviršiais.

Bakterijos, turinčios kapsules, laikomos kapsulėmis ir paprastai pasižymi didesniu patogeniškumu (gebėjimu sukelti ligą), nes kapsulės apsaugo bakterijas, taip pat ir nuo imuninės sistemos fagocitinių baltųjų kraujo kūnelių.

Gliukokaliksas žmonėms

Žmonėms gliukokaliksas yra labai svarbus kraujagyslių funkcijai ir virškinimo sistemai.

Gliukokaliksas kraujagyslių endotelyje

Kraujagyslės iš tikrųjų yra maži vamzdeliai, sudaryti iš ląstelių. Vamzdelio viduje esančios ląstelės yra vadinamos endotelio ląstelėmis ir jos turi atlaikyti kraujo spaudimą, kuris nuolat teka per juos.

Norėdami tam pasipriešinti, kraujagyslių endotelio ląstelės gamina gleivinį sluoksnį. Šis glikokaliksas taip pat turi fermentus ir baltymus, kurie padeda kraujo krešėjime dalyvaujančioms ląstelėms prireikus prilipti prie kraujagyslių.

Pagrindinė gliukokalikso funkcija kraujagyslių sistemoje yra palaikyti endotelio homeostazę.

Dėl glikokalikso struktūros pasikeitimo kraujagyslių endotelyje gali susidaryti trombas kraujagyslėje, užkirsti kelią kraujo tekėjimui per kraujotakos sistemą ir tokiu būdu pakenkti sveikatai.

Gliukokaliksai virškinamajame trakte

Antrasis geriausiai aprašytas gliukokalikso pavyzdys žmonėms yra virškinimo sistemoje. Plonoji žarna yra atsakinga už visų maistinių medžiagų, gaunamų iš maisto, kurį valgome, įsisavinimą.

Plonojoje žarnoje esančios ląstelės, atsakingos už maistinių medžiagų įsisavinimą, turi daugybę mažų raukšlių, vadinamų mikrovile.

Kiekviena ląstelė, iš kurios susidaro mikroviduriai, yra padengta glikokaliksu, kurį sudaro mukopolisaharidai (ilgos sudėtingų cukrų grandinės) ir glikoproteinai.

Taigi jis suteikia papildomą absorbcijos paviršių ir apima fermentus, kuriuos išskiria šios ląstelės ir kurie yra būtini paskutiniams maisto virškinimo etapams.

Kiekvieną kartą valgydami kyla rizika praryti kenksmingą medžiagą, kuri gali prasiskverbti iš žarnyno gleivinės.

Todėl, be virškinimo ir maistinių medžiagų įsisavinimo funkcijos, žarnyno epitelio gliukokaliksas taip pat turi atlikti apsauginio barjero funkciją filtruoti kenksmingus produktus.

Kitos glikokalikso funkcijos

Glikokaliksas taip pat atlieka kitas gynybos nuo infekcijų ir vėžio funkcijas, ląstelių adheziją, uždegimo reguliavimą, apvaisinimą ir embriono vystymąsi.

Nuorodos:

1. Costerton, JW ir Irvin, RT (1981). Bakterijų glikokalikso pobūdis ir liga. Metinė mikrobiologijos apžvalga, 35, 299–324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Biologiniai ir patobiologiniai plonosios žarnos epitelio glikokalikso aspektai. Apžvalga. Veterinarijos ketvirtinis leidimas, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Virškinimo trakto gleivių sistema sergant sveikata ir ligomis. Gamtos apžvalgos Gastroenterologija ir hepatologija, 10 (6), 352–361.
4. „Kapellos“, GE ir „Alexiou“, TS (2013). Modeliuojamas impulsas ir masinis transportas ląstelinėse biologinėse terpėse: nuo molekulinės iki audinių skalės. In SM Becker & AV Kuznetsov (Eds.), Transport in Biological Media (561 p.). Akademinė spauda („Elsevier“).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Endotelio glikokaliksas: sudėtis, funkcijos ir vizualizacija. „Pflügers Archiv“ - Europos fiziologijos žurnalas, 454, 345–359.
6. Robertas, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierresas, A., ir Bongrand, P. (2006). Glikokaliksų ląstelių adhezijos reguliavimas. „Ląstelių inžinerijos principai“. Akademinė spauda.
7. „Tarbell“, JM, ir „Cancel“, LM (2016). Glikokaliksas ir jo reikšmė žmonių medicinoje (apžvalga). Journal of Internal Medicine, 280, 97–113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). Endotelio glikokalikso sluoksnio sandara ir funkcija. Metinė biomedicinos inžinerijos apžvalga, 9, 121–167.
9. Wilkie, M. (2014). Glikokaliksas: Apytikslė danga dabar reguliuoja ląstelių signalizaciją. Peritoneal Dialysis International, 34 (6), 574–575.