GLUKOKALIX: KARAKTERISTIKE I FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

Glycocalyx je ugljikohidrat - obogaćen sloj pokriva vanjski dio različitih tipova stanica, posebno bakterija i ljudske stanice. Ovaj zaštitni premaz ispunjava nekoliko vrlo važnih funkcija za stanicu.

U osnovi, glikokaliks se sastoji od lanaca polisaharida (šećera) vezanih na različite molekule proteina i lipida, stvarajući tako udruge nazvane glikoproteini i glikolipidi. Rezultat je ljepljiva vlaknasta mreža s mogućnošću hidratacije.

U eukariotskim stanicama sastav glikokaliks može biti faktor koji se koristi za prepoznavanje stanice.

Sa svoje strane, u bakterijskim ćelijama glikokaliks pruža zaštitni sloj protiv faktora domaćina, u stvari, posjedovanje glikokaliksa povezano je sa sposobnošću bakterija da uspostave infekciju.

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

Sa svoje strane, bakterijski glikokaliks može okružiti pojedine stanice ili kolonije, stvarajući takozvane bakterijske biofilme.

Glukokaliks u bakterijama

Strukturne karakteristike i kemijski sastav bakterijskog glikokaliksa razlikuju se po vrstama, ali općenito ovaj dodatni premaz može imati jedan od dva oblika:

mulj

Glikokaliks se smatra sluznim slojem kada se molekule glikoproteina lagano povezuju sa staničnom stijenkom.

Međutim, bakterije koje su obložene ovom vrstom glikokaliksom zaštićene su od dehidracije i gubitka hranjivih sastojaka.

kapsule

Glikokaliks se smatra kapsulom kada su polisaharidi čvršće pričvršćeni na staničnu stijenku.

Kapsule imaju ljepljivu konzistenciju koja, osim zaštite, olakšava i prianjanje na čvrste površine u okruženju.

Bakterije koje sadrže kapsule smatraju se inkapsuliranim i općenito imaju veću patogenost (sposobnost izazivanja bolesti), jer kapsule štite bakterije, uključujući i od fagocitnih bijelih krvnih stanica imunološkog sustava.

Glukokaliks kod ljudi

U ljudi je glukokaliks vrlo važan za vaskularnu funkciju i probavni sustav.

Glukokaliks u vaskularnom endotelu

Krvne žile su zapravo male epruvete napravljene od stanica. Stanice unutar epruvete nazivaju se endotelne stanice i moraju izdržati pritisak krvi koji neprestano teče preko njih.

Da bi se tome oduprli, vaskularne endotelne stanice stvaraju sluzav sloj. Ovaj glikokaliks također ima enzime i proteine ​​koji pomažu stanicama koje sudjeluju u zgrušavanju krvi da se prema potrebi priliježu na krvne žile.

Glavna funkcija glukokaliksusa u vaskularnom sustavu je održavanje endotelne homeostaze.

Promjena glikokaliksne strukture u vaskularnom endoteluu može uzrokovati stvaranje krvnog ugruška unutar krvne žile, ometajući protok krvi kroz krvožilni sustav i tako imati štetne učinke na zdravlje.

Glukokaliks u probavnom traktu

Drugi najbolje opisani primjer glukokaliksusa kod ljudi nalazi se u probavnom sustavu. Tanko crijevo je odgovorno za apsorpciju svih hranjivih sastojaka koji dolaze iz hrane koju jedemo.

Stanice u tankom crijevu odgovorne za apsorpciju hranjivih sastojaka imaju mnogo malih nabora nazvanih mikrovilli.

Svaka stanica koja čini mikrovilli je prekrivena glikokaliksom, koji se sastoji od mukopolisaharida (dugih lanaca složenih šećera) i glikoproteina.

Na taj način daje dodatnu površinu za apsorpciju, a također uključuje enzime koje izlučuju ove stanice i koji su neophodni za završne korake probave hrane.

Svaki put kada jedemo postoji rizik od gutanja štetnih materijala koji mogu preći crijevnu sluznicu.

Stoga, pored funkcije probave i apsorpcije hranjivih sastojaka, glukokaliks crijevnog epitela mora ispunjavati i funkciju zaštitne barijere za filtriranje štetnih proizvoda.

Ostale funkcije glikokaliksa

Glikokaliks ispunjava i druge funkcije u obrani od infekcija i raka, prianjanju stanica, regulaciji upale, oplodnji i embrionalnom razvoju.

Reference:

1. Costerton, JW, i Irvin, RT (1981). Bakterijski glikokaliks u prirodi i bolesti. Godišnji pregled mikrobiologije, 35, 299–324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Biološki i patobiološki aspekti glikokaliksa epitela tankog crijeva. Recenzija. Veterinarski kvartal, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Gastrointestinalni sustav sluzi u zdravlju i bolesti. Nature Nature Gastroenterology & Hepatology, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, i Alexiou, TS (2013). Modeliranje zamaha i masovnog transporta u staničnim biološkim medijima: od molekularne do tkivne ljestvice. U SM Becker i AV Kuznetsov (ur.), Transport u biološkim medijima (str. 561). Akademska štampa (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Endotelni 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). Regulacija stanične adhezije glikokaliksom. U principima ćelijskog inženjerstva. Akademska štampa.
7. Tarbell, JM, i Cancel, LM (2016). Glikokaliks i njegov značaj u ljudskoj medicini (pregled). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). Struktura i djelovanje sloja endotelnog glikokaliksa. Godišnji pregled biomedicinskog inženjerstva, 9, 121–167.
9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy kaput sada regulira staničnu signalizaciju. Peritonealna dijaliza International, 34 (6), 574–575.