ГЛЮКОКАЛИКС: ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФУНКЦИИ - БИОЛОГИЯ - 2025

В гликокаликса е въглехидрат - обогатен слой, покриващ външната страна на различни видове клетки, по-специално бактерии и човешки клетки. Това защитно покритие изпълнява няколко много важни функции за клетката.

По същество гликокаликсът е изграден от вериги от полизахариди (захари), свързани с различни протеинови и липидни молекули, като по този начин образуват асоциации, наречени съответно гликопротеини и гликолипиди. Резултатът е лепкава, влакнеста паяжина със способността да хидратира.

В еукариотните клетки съставът на гликокаликса може да бъде фактор, използван за разпознаването на клетката.

От своя страна, в бактериалните клетки гликокаликсът осигурява защитен слой срещу приемни фактори, всъщност притежанието на гликокаликс е свързано със способността на бактериите да установят инфекция.

При хората гликокаликсът се намира върху мембраните на съдовите ендотелни клетки и епителните клетки на храносмилателния тракт.

От своя страна бактериалният гликокаликс може да заобикаля отделни клетки или колонии, като по този начин образува така наречените бактериални биофилми.

Глюкокаликс в бактерии

Структурните характеристики и химичният състав на бактериалния гликокаликс се различават по видове, но като цяло това допълнително покритие може да бъде под една от двете форми:

шламове

Гликокаликсът се счита за слузен слой, когато молекулите на гликопротеин слабо се свързват с клетъчната стена.

Въпреки това, бактериите, които са покрити с този вид гликокаликс, са защитени срещу дехидратация и загуба на хранителни вещества.

Капсули

Гликокаликсът се счита за капсула, когато полизахаридите са по-здраво прикрепени към клетъчната стена.

Капсулите имат лепкава консистенция, която освен защита улеснява адхезията към твърди повърхности в околната среда.

Бактериите, които имат капсули, се считат за капсулирани и обикновено имат по-висока патогенност (способност да причиняват заболяване), тъй като капсулите защитават бактериите, включително от фагоцитните бели кръвни клетки на имунната система.

Глюкокаликс при хора

При хората глюкокаликсът е много важен за съдовата функция и за храносмилателната система.

Глюкокаликс в съдовия ендотел

Кръвоносните съдове всъщност са малки епруветки, направени от клетки. Клетките вътре в тръбата се наричат ​​ендотелни клетки и те трябва да издържат на налягането на кръвта, която непрекъснато тече над тях.

За да устоят на това, съдовите ендотелни клетки произвеждат слузен слой. Този гликокаликс има също ензими и протеини, които помагат на клетките, участващи в съсирването на кръвта, да се прилепват към кръвоносните съдове, когато е необходимо.

Основната функция на глюкокаликса в съдовата система е да поддържа ендотелната хомеостаза.

Промяната на структурата на гликокаликса в съдовия ендотел може да причини образуване на кръвен съсирек в кръвоносен съд, възпрепятствайки притока на кръв през кръвоносната система и по този начин да окаже пагубно влияние върху здравето.

Глюкокаликс в храносмилателния тракт

Вторият най-добре описан пример на глюкокаликс при хората се намира в храносмилателната система. Тънкото черво е отговорно за усвояването на всички хранителни вещества, които идват от храната, която ядем.

Клетките в тънките черва, отговорни за усвояването на хранителни вещества, имат много малки гънки, наречени микровили.

Всяка от клетките, съставляващи микроворси, е покрита с гликокаликс, който е съставен от мукополизахариди (дълги вериги от сложни захари) и гликопротеини.

По този начин тя осигурява допълнителна повърхност за усвояване и също така включва ензими, секретирани от тези клетки, които са от съществено значение за последните етапи на храносмилането на храната.

Всеки път, когато ядем, съществува риск от поглъщане на вредни материали, които могат да преминат през чревната лигавица.

Следователно, освен функцията на храносмилането и усвояването на хранителни вещества, глюкокаликсът на чревния епител трябва да изпълнява и функцията на защитна бариера за филтриране на вредни продукти.

Други функции на гликокаликса

Glycocalyx изпълнява и други функции в защита срещу инфекции и рак, клетъчна адхезия, регулиране на възпалението, оплождане и ембрионално развитие.

Препратки:

1. Costerton, JW, & Irvin, RT (1981). Бактериалният гликокаликс в природата и заболяването. Годишен преглед на микробиологията, 35, 299–324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van и & Mouwen, JMVM (1984). Биологични и патобиологични аспекти на гликокаликса на тънките чревни епители. Преглед. Ветеринарно тримесечие, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Стомашно-чревната слузна система при здраве и болести. Nature Reviews Гастроентерология и хепатология, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, и Alexiou, TS (2013). Моделиране на инерция и масов транспорт в клетъчни биологични среди: От молекулярната до тъканната скала. В SM Becker & AV Kuznetsov (ред.), Транспорт в биологични среди (стр. 561). Академична преса (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Ендотелиалният гликокаликс: състав, функции и визуализация. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology, 454, 345–359.
6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Гликокаликс регулация на клетъчната адхезия. В Принципите на клетъчното инженерство. Академична преса.
7. Tarbell, JM, & Cancel, LM (2016). Гликокаликсът и неговото значение в хуманната медицина (Преглед). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). Структурата и функцията на ендотелиалния гликокаликсен слой. Годишен преглед на биомедицинското инженерство, 9, 121–167.
9. Уилки, М. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat сега регулира клетъчната сигнализация. Перитонеална диализа International, 34 (6), 574–575.