GLIKOKALIKSS: ĪPAŠĪBAS UN FUNKCIJAS - BIOLOĢIJA - 2025

Glycocalyx ir ogļhidrāts - bagātināts slānis, kas aptver no ārpuses dažāda veida šūnu, it īpaši baktērijas un cilvēka šūnām. Šis aizsargājošais pārklājums pilda vairākas ļoti svarīgas šūnas funkcijas.

Pamatā glikokaliksu veido polisaharīdu (cukuru) ķēdes, kas piestiprinātas pie dažādām olbaltumvielu un lipīdu molekulām, tādējādi veidojot asociācijas, kuras attiecīgi sauc par glikoproteīniem un glikolipīdiem. Rezultāts ir lipīgs, šķiedrains audums ar spēju mitrināt.

Eikariotu šūnās glikokaliksu sastāvs var būt faktors, ko izmanto šūnas atpazīšanai.

Savukārt baktēriju šūnās glikokalikss nodrošina aizsargslāni pret saimnieka faktoriem, faktiski glikokalipsa turēšana ir saistīta ar baktēriju spēju noteikt infekciju.

Cilvēkiem glikokalikss ir atrodams asinsvadu endotēlija šūnu un gremošanas trakta epitēlija šūnu membrānās.

Savukārt baktēriju glikokalikss var ieskauj atsevišķas šūnas vai kolonijas, tādējādi veidojot tā saucamās baktēriju bioplēves.

Glikokalipts baktērijās

Baktēriju glikokalipta strukturālās īpašības un ķīmiskais sastāvs dažādās sugās atšķiras, bet kopumā šis papildu pārklājums var būt vienā no divām formām:

Gļotas

Glikokaliksu uzskata par gļotu slāni, kad glikoproteīna molekulas ir brīvi saistītas ar šūnas sienu.

Tomēr baktērijas, kas pārklātas ar šāda veida glikokaliksiem, ir aizsargātas pret dehidratāciju un barības vielu zaudēšanu.

Kapsulas

Glikokaliksu uzskata par kapsulu, kad polisaharīdi ir stingrāk piestiprināti pie šūnas sienas.

Kapsulām ir lipīga konsistence, kas papildus aizsardzībai arī atvieglo saķeri ar cietām virsmām vidē.

Baktērijas, kurām ir kapsulas, tiek uzskatītas par iekapsulētām, un tām parasti ir augstāka patogenitāte (spēja izraisīt slimību), jo kapsulas aizsargā baktērijas, arī no imūnsistēmas fagocītiskajām baltajām asins šūnām.

Glikokalips cilvēkiem

Cilvēkiem glikokalikss ir ļoti svarīgs asinsvadu darbībai un gremošanas sistēmai.

Glikokaliks asinsvadu endotēlijā

Asinsvadi faktiski ir mazas caurules, kas izgatavotas no šūnām. Šūnas, kas atrodas mēģenes iekšpusē, sauc par endotēlija šūnām, un tām jāiztur asiņu spiediens, kas nepārtraukti plūst pār tām.

Lai tam pretotos, asinsvadu endotēlija šūnas rada gļotādu slāni. Šajā glikokaliksā ir arī fermenti un olbaltumvielas, kas palīdz asins recēšanā iesaistītajām šūnām nepieciešamības gadījumā pievienoties asinsvadiem.

Glikokalyksa galvenā funkcija asinsvadu sistēmā ir uzturēt endotēlija homeostāzi.

Glikokaliksu struktūras izmaiņas asinsvadu endotēlijā var izraisīt asins recekļa veidošanos asinsvadā, kavējot asins plūsmu caur asinsrites sistēmu un tādējādi kaitējot veselībai.

Glikokalipsi gremošanas traktā

Otrais vislabāk aprakstītais glikokaliksu piemērs cilvēkiem ir atrodams gremošanas sistēmā. Tievās zarnas pienākums ir absorbēt visas barības vielas, kas nāk no pārtikas, ko mēs ēdam.

Tievās zarnas šūnās, kas ir atbildīgas par barības vielu absorbciju, ir daudz mazu kroku, ko sauc par mikrovillēm.

Katra no šūnām, kas veido mikroviļņus, ir pārklāta ar glikokaliksu, ko veido mukopolisaharīdi (sarežģītu cukuru garās ķēdes) un glikoproteīni.

Tādējādi tas nodrošina papildu virsmu absorbcijai un ietver arī fermentus, ko izdala šīs šūnas, kas ir nepieciešami pārtikas sagremošanas pēdējos posmos.

Katru reizi, kad ēdam, pastāv risks uzņemt kaitīgu materiālu, kas var šķērsot zarnu oderi.

Tādēļ zarnu epitēlija glikokaliksam papildus gremošanas un barības vielu uzsūkšanās funkcijai ir jāpilda arī aizsargbarjeras funkcija, lai filtrētu kaitīgus produktus.

Citas glikokaliksa funkcijas

Glikokalikss veic arī citas funkcijas aizsardzībā pret infekcijām un vēzi, šūnu adhēziju, iekaisuma regulēšanu, apaugļošanu un embriju attīstību.

Atsauces:

1. Kostertons, JW, & Irvin, RT (1981). Baktēriju glikokalikss dabā un slimība. Ikgadējais mikrobioloģijas pārskats, 35, 299–324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Tievās zarnas epitēlija glikokalyksa bioloģiskie un patobioloģiskie aspekti. Recenzija. Veterinārais ceturksnis, 6 (4), 186–199.
3. Johansons, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Kuņģa-zarnu trakta gļotu sistēma veselībā un slimībās. Dabas apskats Gastroenteroloģija un hepatoloģija, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, un Alexiou, TS (2013). Momenta un masas transporta modelēšana šūnu bioloģiskajā vidē: no molekulārā līdz audu skalai. In SM Becker & AV Kuznetsov (Red.), Transports bioloģiskajos medijos (561. lpp.). Akadēmiskā prese (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Endotēlija glikokalikss: sastāvs, funkcijas un vizualizācija. Pflügers Archiv - European Physiology Journal, 454, 345–359.
6. Roberts, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glikokaliksa šūnu adhēzijas regulēšana. Šūnu inženierijas principos. Akadēmiskā prese.
7. Tarbell, JM, & Cancel, LM (2016). Glikokalikss un tā nozīme cilvēku medicīnā (pārskats). Journal of Internal Medicine, 280, 97–113.
8. Veinbaums, S., Tarbels, JM, un Damiano, ER (2007). Endotēlija glikokaliksu slāņa uzbūve un darbība. Gada pārskats par biomedicīnas inženieriju, 9., 121. – 167.
9. Vilkijs, M. (2014). Glikokaliks: izplūdušais mētelis tagad regulē šūnu signālus. Peritoneal Dialysis International, 34 (6), 574–575.