Charakteristiky a funkcie Glucocalyxu



glycocalyx je to sacharidom obohatená vrstva, ktorá pokrýva vonkajšok rôznych typov buniek, najmä baktérií a ľudských buniek. Tento ochranný povlak plní pre bunku niekoľko dôležitých funkcií.

V podstate je glykokalyx tvorený polysacharidovými reťazcami (cukry) spojenými s rôznymi proteínovými a lipidovými molekulami, čím sa vytvárajú spojenia nazývané glykoproteíny a glykolipidy. Výsledkom je vláknitá a lepkavá sieť s možnosťou hydratácie.

V eukaryotických bunkách môže byť zloženie glykokalyxu faktorom používaným na rozpoznávanie buniek.

Na druhej strane, v bakteriálnych bunkách, glykokalyx poskytuje ochrannú vrstvu proti faktorom hostiteľa, v skutočnosti je vlastnosť glykokalyxu spojená so schopnosťou baktérií vytvoriť infekciu..

U ľudí sa glykokalyx nachádza na membránach cievnych endotelových buniek a epitelových buniek tráviaceho traktu.

Na druhej strane, bakteriálny glykokalyx môže obklopovať jednotlivé bunky alebo kolónie a vytvárať takzvaný bakteriálny biofilm (biofilm)..

Glucocalix v baktériách

Štrukturálne charakteristiky a chemické zloženie bakteriálneho glykokalyxu sa líšia podľa druhu, ale vo všeobecnosti sa tento dodatočný povlak môže dodávať v jednej z dvoch foriem:

silts

Glykokalyx je považovaný za vrstvu slizu, keď sú molekuly glykoproteínu voľné, spojené s bunkovou stenou.

Avšak baktérie, ktoré sú pokryté týmto typom glykokalyxu, sú chránené pred dehydratáciou a stratou živín.

kapsule

Glycocalix sa považuje za kapsulu, keď sú polysacharidy pevnejšie pripojené k bunkovej stene.

Kapsuly majú lepivú konzistenciu, ktorá okrem ochrany uľahčuje adhéziu na pevné povrchy životného prostredia.

Baktérie, ktoré majú kapsuly, sa považujú za enkapsulované a všeobecne majú vyššiu patogenitu (schopnosť vyvolať ochorenie), pretože kapsuly chránia baktérie, vrátane fagocytových bielych krviniek imunitného systému..

Glucocalix u ľudí

U ľudí je glykokalyx veľmi dôležitý pre vaskulárnu funkciu a pre tráviaci systém.

Glucocalix vo vaskulárnom endoteli

Cievy sú vlastne malé skúmavky vyrobené z buniek. Bunky vo vnútri skúmavky sa nazývajú endotelové bunky a musia odolávať tlaku krvi, ktorá cez ne prúdi.

Aby sa tomu zabránilo, vaskulárne endotelové bunky produkujú slizovitú vrstvu. Tento glykokalyx má tiež enzýmy a proteíny, ktoré pomáhajú bunkám, ktoré sa podieľajú na zrážaní krvi, aby v prípade potreby priľnuli na krvné cievy..

Hlavnou funkciou glykokalyxu v cievnom systéme je udržanie homeostázy endotelu.

Zmena štruktúry glykokalyxu vo vaskulárnom endoteli by mohla spôsobiť tvorbu krvnej zrazeniny vo vnútri krvnej cievy, prekážať prietoku krvi cirkulačným systémom a týmto spôsobom by mala škodlivé účinky na zdravie..

Glucocalix v tráviacom trakte

Druhý najlepšie opísaný príklad glykokalyxu u ľudí sa nachádza v tráviacom systéme. Tenké črevo je zodpovedné za absorbovanie všetkých živín, ktoré pochádzajú z potravín, ktoré jeme.

Bunky tenkého čreva, ktoré sú zodpovedné za absorbovanie živín, majú mnoho malých záhybov, tzv.

Každá z buniek, ktoré tvoria mikrovlny, je pokrytá glykokalyxom, ktorý je tvorený mukopolysacharidmi (dlhé reťazce komplexných cukrov) a glykoproteínmi..

Poskytuje teda ďalší povrch pre absorpciu a zahŕňa aj enzýmy vylučované týmito bunkami, ktoré sú nevyhnutné pre konečné kroky trávenia potravy..

Vždy, keď jeme, hrozí riziko požitia škodlivého materiálu, ktorý môže prejsť črevnou výstelkou.

Preto okrem funkcie trávenia a absorpcie živín, glykokalyx črevného epitelu musí tiež slúžiť ako ochranná bariéra na odfiltrovanie škodlivých produktov..

Iné funkcie glykokalyxu

Glycocalix plní aj ďalšie funkcie v obrane proti infekciám a rakovine, bunkovej adhézii, regulácii zápalu, oplodneniu a embryonálnemu vývoju..

odkazy:

  1. Costerton, J. W., & Irvin, R. T. (1981). Bakteriálny glykokalyx v prírode a chorobe. Ročný prehľad mikrobiológie, 35, 299-324.
  2. Egberts, H.J.A., Koninkx, J.F.J.G., Dijk, J.E. Van, Mouwen, J. M. V. V., Koninkx, J.F.J.G., Dijk, J.E. Van, & Mouwen, J. M. V. M. (1984). Biologické a pathobiologické aspekty glykokalyxu epitelu tenkého čreva. Prehľad. Veterinárne štvrťročne, 6(4), 186-199.
  3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Systém gastrointestinálneho hlienu v zdraví a chorobe. Príroda Recenzie Gastroenterology & Hepatology, 10(6), 352-361.
  4. Kapellos, G. E., & Alexiou, T. S. (2013). Modelovanie hybnosti a hromadnej dopravy v bunkových biologických médiách: od molekulárnej k tkanivovej škále. V S. M. Becker a A. V. Kuznetsov (vyd.), Doprava v biologických médiách (str. 561) Akademická tlač (Elsevier).
  5. Reitsma, S., Slaaf, D. W., & Vink, H. (2007). Endoteliálny glykokalyx: zloženie, funkcie a vizualizácia. Pflügers Archiv - Európsky vestník fyziológie, 454, 345-359.
  6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glykokaxová regulácia bunkovej adhézie. v Princípy bunkového inžinierstva. Akademická tlač.
  7. Tarbell, J. M., & Cancel, L. M. (2016). Glykokalyx a jeho význam v humánnej medicíne (Recenzia) \ t. Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
  8. Weinbaum, S., Tarbell, J.M., & Damiano, E.R. (2007). Štruktúra a funkcia endoteliálnej glykokalyxovej vrstvy. Výročná správa o biomedicínskom inžinierstve, 9, 121 až 167.
  9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat teraz reguluje signalizáciu buniek. Peritoneálna dialýza International, 34(6), 574-575.