Charakteristiky a funkce Glucocalyxu



glukokalyx je to sacharidem obohacená vrstva, která pokrývá vnější povrchy různých typů buněk, zejména bakterií a lidských buněk. Tento ochranný povlak plní pro buňku několik důležitých funkcí.

V zásadě se glykokalyx skládá z polysacharidových řetězců (cukrů) spojených s různými molekulami bílkovin a lipidů, čímž se tvoří asociace zvané glykoproteiny a glykolipidy. Výsledkem je vláknitá a lepivá síť s možností hydratace.

V eukaryotických buňkách může být složení glykokalyxu faktorem používaným pro rozpoznávání buněk.

Na druhou stranu, v bakteriálních buňkách poskytuje glykokalyx ochrannou vrstvu proti faktorům hostitele, ve skutečnosti je držení glykokalyxu spojeno s kapacitou bakterií vytvořit infekci..

U lidí se glykokalyx nachází na membránách cévních endotelových buněk a epiteliálních buňkách trávicího traktu.

Na druhé straně může bakteriální glykokalyx obklopovat jednotlivé buňky nebo kolonie, což vytváří tzv. Bakteriální biofilm (biofilm)..

Glucocalix v bakteriích

Strukturní charakteristiky a chemické složení bakteriálního glykokalyxu se liší podle druhu, ale obecně se tento dodatečný povlak může vyskytovat v jedné ze dvou forem:

Limuzíny

Glykocalyx je považován za vrstvu slizu, když jsou molekuly glykoproteinu uvolněny spojeny s buněčnou stěnou.

Nicméně bakterie, které jsou pokryty tímto typem glykokalyxu, jsou chráněny proti dehydrataci a ztrátě živin.

Kapsle

Glycocalix je považován za kapsli, když jsou polysacharidy pevněji připojeny k buněčné stěně.

Tobolky mají lepivou konzistenci, která kromě ochrany také usnadňuje adhezi na pevné povrchy prostředí.

Bakterie, které mají kapsle, jsou považovány za enkapsulované a obecně mají vyšší patogenitu (schopnost vyvolat onemocnění), protože kapsle chrání bakterie, včetně fagocytárních bílých krvinek imunitního systému..

Glucocalix u lidí

U lidí je glykokalyx velmi důležitý pro vaskulární funkci a pro trávicí systém.

Glucocalix ve vaskulárním endotelu

Cévy jsou vlastně malé zkumavky vyrobené z buněk. Buňky uvnitř zkumavky se nazývají endotelové buňky a musí odolávat tlaku krve, který je neustále protéká.

Aby se tomu zabránilo, produkují vaskulární endoteliální buňky slizovitou vrstvu. Tento glykokalyx má také enzymy a proteiny, které pomáhají buňkám, které se podílejí na srážení krve, v případě potřeby dodržovat krevní cévy..

Hlavní funkcí glykokalyxu v cévním systému je udržení homeostázy endotelu.

Změna struktury glykokalyxu ve vaskulárním endotelu by mohla způsobit tvorbu krevní sraženiny uvnitř krevní cévy, což by bránilo průtoku krve oběhovým systémem a tím by mělo škodlivé účinky na zdraví..

Glucocalix v zažívacím traktu

Druhý nejlépe popsaný příklad glykokalyxu u lidí se nachází v trávicím systému. Tenké střevo je zodpovědné za vstřebávání všech živin, které pocházejí z potravin, které jíme.

Buňky tenkého střeva zodpovědné za vstřebávání živin mají mnoho malých záhybů, tzv. Microvilli.

Každá z buněk, které tvoří mikrovilli, je pokryta glykokalyxem, který je tvořen mukopolysacharidy (dlouhé řetězce komplexních cukrů) a glykoproteiny..

Poskytuje tedy další povrch pro absorpci a zahrnuje také enzymy vylučované těmito buňkami, které jsou nezbytné pro konečné kroky trávení potravy..

Pokaždé, když jíme, hrozí riziko požití škodlivého materiálu, který může projít střevní výstelkou.

Proto kromě funkce trávení a vstřebávání živin musí glykokalyx střevního epitelu sloužit také jako ochranná bariéra k odfiltrování škodlivých produktů..

Další funkce glykokalyxu

Glycocalix plní také další funkce v obraně proti infekcím a rakovině, adhezi buněk, regulaci zánětu, oplodnění a embryonálnímu vývoji..

Odkazy:

  1. Costerton, J. W., & Irvin, R. T. (1981). Bakteriální glykokalyx v přírodě a nemoci. Výroční přehled mikrobiologie, 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 střeva. Recenze. Veterinární čtvrtletí, 6(4), 186-199.
  3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Systém gastrointestinálního hlenu ve zdraví a nemoci. Příroda Recenze Gastroenterology & Hepatology, 10(6), 352-361.
  4. Kapellos, G. E., & Alexiou, T. S. (2013). Modelování hybnosti a hromadné dopravy v buněčných biologických médiích: Od molekulární k tkáňové škále. V S. M. Becker a A. V. Kuznetsov (Eds.), Doprava v biologických médiích (str. 561) Akademický tisk (Elsevier).
  5. Reitsma, S., Slaaf, D. W., & Vink, H. (2007). Endoteliální glykokalyx: složení, funkce a vizualizace. Pflügers Archiv - Evropský žurnál fyziologie, 454, 345-359.
  6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glykokaxová regulace buněčné adheze. In Principy buněčného inženýrství. Akademická tisková zpráva.
  7. Tarbell, J. M., & Cancel, L. M. (2016). Glykokalyx a jeho význam v humánní medicíně (recenze) \ t. Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
  8. Weinbaum, S., Tarbell, J. M., & Damiano, E. R. (2007). Struktura a funkce endotheliální glykokalyxové vrstvy. Roční přehled biomedicínského inženýrství, 9, 121-167.
  9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat nyní reguluje signalizaci buněk. Peritoneální dialýza International, 34(6), 574-575.