Glucocalyx Egenskaber og funktioner

den glycocalyx det er et kulhydrat beriget lag, der dækker ydersiden af ​​forskellige typer celler, især bakterier og humane celler. Denne beskyttende belægning opfylder flere vigtige funktioner for cellen.

Grundlæggende glycocalyx består af kæder af polysaccharider (sukker) til forskellige molekyler af proteiner og lipider, og således danne foreninger kaldet glycoproteiner og glycolipider, hhv. Resultatet er et fibrøst og klæbrigt netværk med evnen til at hydrere.

I eukaryote celler kan sammensætningen af ​​glycocalyx være en faktor, der anvendes til cellegenkendelse.

I mellemtiden, i bakterieceller, glycocalyx tilvejebringer et beskyttende lag mod værtfaktorer faktisk besidder en glycocalyx er forbundet med evnen af ​​bakterier til at etablere en infektion.

Hos mennesker findes glycocalyx på membranerne af vaskulære endotelceller og fordøjelseskanalens epitelceller.

På den anden side kan bakteriel glycocalyx omgive individuelle celler eller kolonier, der danner den såkaldte bakterielle biofilm (biofilm).

Glucocalix i bakterier

De bakterielle glycocalyks strukturelle egenskaber og kemiske sammensætning adskiller sig ifølge arten, men generelt kan denne yderligere coating komme i en af ​​to former:

silt

En glycocalyx betragtes som et lag af slime, når glycoproteinmolekylerne er løst forbundet med cellevæggen.

Men bakterier, der er dækket af denne type glycocalyx, er beskyttet mod dehydrering og næringsstoftab.

kapsler

Glycocalix betragtes som en kapsel, når polysaccharider er mere fastgjort til cellevæggen.

Kapslerne har en klæbrig konsistens, som foruden beskyttelse også letter vedhæftning til faste overflader af miljøet.

Bakterier med indkapslede kapsler betragtes, og generelt har en højere patogenicitet (evne til at forårsage sygdom), at kapslerne beskytter bakterier, herunder fagocytiske hvide blodlegemer i immunsystemet.

Glucocalix hos mennesker

Hos mennesker er glycocalyx meget vigtigt for vaskulær funktion og fordøjelsessystemet.

Glucocalix i det vaskulære endotel

Blodkarrene er faktisk små rør fremstillet af celler. Cellerne inde i røret hedder endotelceller og skal modstå blodtrykket, der løbende strømmer over dem.

For at modstå dette producerer vaskulære endotelceller et slimhindeholdigt lag. Denne glycocalyx har også enzymer og proteiner, der hjælper de celler, der er involveret i blodets koagulation, til at klæbe til blodkarrene, når det er nødvendigt.

Hovedfunktionen af ​​glycocalyx i vaskulærsystemet er at opretholde endotelets homeostase.

Ændring af strukturen på glycocalyx på vaskulært endotel, kan forårsage dannelse af en blodprop i et blodkar, blokerer strømmen af ​​blod gennem kredsløbssystemet og således have skadelige sundhedsvirkninger.

Glucocalix i fordøjelseskanalen

Det næstbedst beskrevne eksempel på glycocalyx hos mennesker findes i fordøjelsessystemet. Tyndtarmen er ansvarlig for at absorbere alle næringsstoffer, der kommer fra den mad, vi spiser.

Tyndtarmens celler med ansvar for absorberende næringsstoffer har mange små folder kaldet microvilli.

Hver af de celler, der udgør mikrovilli, er dækket af glycocalyx, som er dannet af mucopolysaccharider (lange kæder af komplekse sukkerarter) og glycoproteiner.

Således tilvejebringer det en yderligere overflade til absorption og indbefatter også enzymer udskilt af disse celler, som er essentielle for de endelige trin i fødefordøjelsen.

Hver gang vi spiser er der risiko for at indtage skadeligt materiale, der kan krydse tarmforingen.

Derfor, udover funktionen af ​​fordøjelse og absorption af næringsstoffer, tarmepitelceller glycocalyx skal også opfylde den beskyttende barriere funktion at filtrere skadelige produkter.

Andre funktioner af glycocalyx

Glycocalix opfylder også andre funktioner i forsvaret mod infektioner og kræft, celleadhæsion, regulering af inflammation, befrugtning og embryonisk udvikling.

referencer:

1. Costerton, J. W., & Irvin, R. T. (1981). Den bakterielle glycocalyx i naturen og sygdommen. Årlig gennemgang af mikrobiologi, 35, 299-324.
2. Egberts, H. J. A., Koninks, J. F. J. G., Dijk, J. E. Van, ærmer, J. M. V. M., Koninks, J. F. J. G., Dijk, J. E. Van, & ærmer, J. M. V. M. (1984). Biologiske og patobiologiske aspekter af glycocalyx af tyndtarmens epitel. En anmeldelse. Veterinary Quarterly, 6(4), 186-199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Det gastrointestinale slimsystem i sundhed og sygdom. Natur Anmeldelser Gastroenterologi & Hepatologi, 10(6), 352-361.
4. Kapellos, G. E., & Alexiou, T. S. (2013). Modellering Momentum og Massetransport i Cellular Biological Media: Fra Molecular til Tissue Scale. I S. M. Becker & A. V. Kuznetsov (red.), Transport i biologiske medier (s. 561) Academic Press (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, D. W., & Vink, H. (2007). Den endoteliale glycocalyx: sammensætning, funktioner og visualisering. Pflügers Archiv - Den Europæiske Journal of Physiology, 454, 345-359.
6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glycocalyx regulering af celleadhæsion. i Principper for Cellular Engineering. Academic Press.
7. Tarbell, J. M., & Cancel, L. M. (2016). Glycocalyx og dets betydning i humanmedicin (Review). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, J. M., & Damiano, E.R. (2007). Strukturen og funktionen af ​​endotelglycocalyxlaget. Årlig gennemgang af biomedicinsk teknik, 9, 121-167.
9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat regulerer nu cellesignalering. Peritoneal Dialyse International, 34(6), 574-575.