ГЛЮКОКАЛІКС: ХАРАКТЕРИСТИКИ ТА ФУНКЦІЇ - БІОЛОГІЯ - 2025

Гликокаликса є вуглевод - збагачені шар , що покриває зовнішню поверхню різних типів клітин, в зокрема бактерій і клітин людини. Це захисне покриття виконує кілька дуже важливих функцій для клітини.

В основному, глікокалікс складається з ланцюгів полісахаридів (цукрів), приєднаних до різних білкових і ліпідних молекул, утворюючи таким чином асоціації, які називаються відповідно глікопротеїнами та гліколіпідами. В результаті виходить клейке, волокнисте полотно з можливістю гідратації.

В еукаріотичних клітинах склад глікокаліксу може бути фактором, використовуваним для розпізнавання клітини.

Зі свого боку, в бактеріальних клітинах глікокалікс забезпечує захисний шар проти факторів-господарів, насправді володіння глікокалікс пов’язане зі здатністю бактерій встановлювати інфекцію.

У людини глікокалікс виявляється на мембранах судинних ендотеліальних клітин та епітеліальних клітин травного тракту.

Зі свого боку, бактеріальний глікокалікс може оточувати окремі клітини або колонії, утворюючи, таким чином, так звані бактеріальні біоплівки.

Глюкокалікс в бактеріях

Структурні характеристики та хімічний склад бактеріального глікокаліксу різняться за видами, але в цілому це додаткове покриття може мати одну з двох форм:

Слізи

Глікокалікс вважається шаром слизу, коли молекули глікопротеїну слабко асоціюються з клітинною стінкою.

Однак бактерії, які покриті цим видом глікокаліксу, захищені від зневоднення та втрати поживних речовин.

Капсули

Глікокалікс вважається капсулою, коли полісахариди більш міцно прикріплені до клітинної стінки.

Капсули мають липку консистенцію, що, крім захисту, також полегшує адгезію до твердих поверхонь навколишнього середовища.

Бактерії, які мають капсули, вважаються капсульованими і, як правило, мають більш високу патогенність (здатність викликати захворювання), оскільки капсули захищають бактерії, в тому числі від фагоцитарних лейкоцитів імунної системи.

Глюкокалікс у людини

У людини глюкокалікс дуже важливий для роботи судин і для травної системи.

Глюкокалікс у ендотелії судин

Кровоносні судини - це насправді невеликі пробірки, виготовлені з клітин. Клітини всередині трубки називаються ендотеліальними клітинами, і вони повинні витримувати тиск крові, яка постійно надходить через них.

Щоб протистояти цьому, клітини судинного ендотелію виробляють слизистий шар. Цей глікокалікс також має ферменти та білки, які допомагають клітинам, що беруть участь у згортанні крові, при необхідності прилипати до судин.

Основна функція глюкокаліксу в судинній системі - підтримка ендотеліального гомеостазу.

Зміна структури глікокаліксу в ендотелії судин може спричинити утворення згустку крові всередині кровоносної судини, перешкоджаючи потоку крові через кровоносну систему і тим самим згубно впливати на здоров'я.

Глюкокалікс в травному тракті

Другий найкраще описаний приклад глюкокаліксу у людини знаходиться в травній системі. Тонка кишка відповідає за поглинання всіх поживних речовин, які надходять з їжею, яку ми їмо.

Клітини тонкої кишки, відповідальні за поглинання поживних речовин, мають багато дрібних складок, які називаються мікроворсинками.

Кожна з клітин, що складають мікроворсинки, покрита глікокалікс, який складається з мукополісахаридів (довгі ланцюги складних цукрів) та глікопротеїнів.

Таким чином, вона забезпечує додаткову поверхню для поглинання, а також включає ферменти, секретируемиеся цими клітинами, які необхідні для завершальних етапів перетравлення їжі.

Кожен раз, коли ми їмо, є ризик потрапляння шкідливого матеріалу, який може перетнути кишкову оболонку.

Тому, крім функції травлення та всмоктування поживних речовин, глюкокалікс кишкового епітелію також повинен виконувати функцію захисного бар'єру для фільтрації шкідливих продуктів.

Інші функції глікокаліксу

Глікокалікс також виконує інші функції щодо захисту від інфекцій та раку, адгезії клітин, регулювання запалення, запліднення та ембріонального розвитку.

Список літератури:

1. Costerton, JW, & Irvin, RT (1981). Бактеріальна глікокалікс в природі та захворювання. Щорічний огляд мікробіології, 35, 299–324.
2. Егбертс, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Біологічні та патобіологічні аспекти глікокаліксу епітелію тонкого кишечника. Огляд. Ветеринарний квартал, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Слизова система шлунково-кишкового тракту при здоров’ї та захворюваннях. Огляди природи Гастроентерологія та гепатологія, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, & Alexiou, TS (2013). Моделювання імпульсу та масового транспорту в клітинних біологічних середовищах: від молекулярної до тканинної шкали. У С. М. Беккер та А. В. Кузнєцов (ред.), Транспорт у біологічних середовищах (с. 561). Академічна преса (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Ендотеліальний глікокалікс: склад, функції та візуалізація. Pflügers Archiv - Європейський журнал фізіології, 454, 345–359.
6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Регуляція клітинної адгезії глікокаліксу. Принципи клітинної інженерії. Академічна преса.
7. Tarbell, JM, & Скасувати, LM (2016). Глікокалікс та його значення в медицині людини (Огляд). Журнал внутрішньої медицини, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). Структура та функція шару ендотеліального глікокаліксу. Щорічний огляд біомедичної інженерії, 9, 121–167.
9. Вілкі, М. (2014). Глікокалікс: нечітка шуба тепер регулює сигналізацію клітин. Міжнародний перитонеальний діаліз, 34 (6), 574–575.