GLUCOCALIX: EGENSKABER OG FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den glycocalyx er et kulhydrat - beriget lag, der dækker ydersiden af forskellige typer af celler, især bakterier og humane celler. Denne beskyttende belægning udfører flere meget vigtige funktioner for cellen.

Grundlæggende består glycocalyx'en af ​​kæder af polysaccharider (sukkerarter) bundet til forskellige protein- og lipidmolekyler og danner således associeringer kaldet henholdsvis glycoproteiner og glycolipider. Resultatet er en klistret, fibrøs bane med evnen til at hydratere.

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

I bakterieceller giver glycocalyx et beskyttende lag mod værtsfaktorer, faktisk er besiddelsen af ​​en glycocalyx forbundet med bakteriens evne til at etablere en infektion.

Hos mennesker findes glycocalyx på membranerne i vaskulære endotelceller og epitelceller i fordøjelseskanalen.

På sin side kan den bakterielle glycocalyx omgiver individuelle celler eller kolonier og således danne de såkaldte bakterielle biofilmer.

Glucocalyx i bakterier

Strukturegenskaberne og den kemiske sammensætning af bakterieglycocalyx adskiller sig efter arter, men generelt kan denne yderligere coating komme i en af ​​to former:

slimes

En glycocalyx betragtes som et slimlag, når glycoproteinmolekyler løst forbinder med cellevæggen.

Imidlertid er bakterier, der er overtrukket med denne type glycocalyx, beskyttet mod dehydrering og tab af næringsstoffer.

Kapsler

Glykocalyx betragtes som en kapsel, når polysacchariderne er mere fast bundet til cellevæggen.

Kapslerne har en klæbrig konsistens, som ud over beskyttelse også letter vedhæftning til faste overflader i miljøet.

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

Glucocalyx hos mennesker

Hos mennesker er glucocalyx meget vigtig for vaskulær funktion og for fordøjelsessystemet.

Glucocalyx i det vaskulære endotel

Blodkar er faktisk små rør lavet af celler. Cellerne inde i røret kaldes endotelceller, og de skal modstå blodtrykket, der konstant flyder over dem.

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

Hovedfunktionen af ​​glukokalyxen i det vaskulære system er at opretholde endotelhomeostase.

Ændring af strukturen af ​​glycocalyx i det vaskulære endotel kan forårsage dannelse af en blodpropp i et blodkar, hvilket hindrer blodstrømmen gennem kredsløbssystemet og således har skadelige virkninger på sundheden.

Glucocalyx i fordøjelseskanalen

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

Cellerne i tyndtarmen, der er ansvarlige for at absorbere næringsstoffer, har mange små folder, kaldet mikrovilli.

Hver af cellerne, der udgør mikrovillien, er dækket med glycocalyx, der består af mucopolysaccharider (lange kæder med komplekse sukkerarter) og glycoproteiner.

Således tilvejebringer det en yderligere overflade til absorption og inkluderer også enzymer, der udskilles af disse celler, som er essentielle for de sidste trin i fordøjelsen af ​​mad.

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

Derfor, ud over funktionen til fordøjelse og absorption af næringsstoffer, skal glukokokalysen i tarmepitel også opfylde funktionen som en beskyttende barriere for at filtrere skadelige produkter.

Andre funktioner i glycocalyx

Glycocalyx udfører også andre funktioner til forsvar mod infektioner og kræft, celleadhæsion, regulering af betændelse, befrugtning og embryonal udvikling.

Referencer:

1. Costerton, JW, & Irvin, RT (1981). Bakteriel glycocalyx i natur og sygdom. Årlig gennemgang af mikrobiologi, 35, 299–324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Biologiske og patobiologiske aspekter af glycocalyx af tyndtarmsepitel. En anmeldelse. Veterinærkvarter, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Det gastrointestinale slimsystem i sundhed og sygdom. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, & Alexiou, TS (2013). Modellering af momentum og massetransport i cellulære biologiske medier: Fra molekylær til vævsskala. I SM Becker & AV Kuznetsov (Eds.), Transport i biologiske medier (s. 561). Academic Press (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Den endoteliale glycocalyx: sammensætning, funktioner og visualisering. Pflügers Archiv - European 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 cellulær teknik. Academic Press.
7. Tarbell, JM, & Cancel, LM (2016). Glykokalyxen og dens betydning i humanmedicin (gennemgang). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). Strukturen og funktionen af ​​det endoteliske glycocalyx-lag. Årlig gennemgang af Biomedical Engineering, 9, 121–167.
9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat regulerer nu cellesignalering. Peritoneal Dialysis International, 34 (6), 574–575.