GLUKOKALIX: ZNAČILNOSTI IN FUNKCIJE - BIOLOGIJA - 2025

Glikokaliks je ogljikov hidrat - obogatena plast prekriva zunanjost različnih vrst celic, zlasti bakterij in človeških celicah. Ta zaščitna prevleka izpolnjuje več zelo pomembnih funkcij za celico.

V osnovi so glikokaliks sestavljene iz verig polisaharidov (sladkorjev), vezanih na različne molekule beljakovin in lipidov, tako da tvorijo povezave, imenovane glikoproteini oziroma glikolipidi. Rezultat je lepljiv, vlaknast splet s sposobnostjo hidracije.

V evkariontskih celicah je lahko sestava glikokaliksa dejavnik, ki se uporablja za prepoznavanje celice.

V bakterijskih celicah glikokaliks zagotavlja zaščitno plast pred gostiteljskimi dejavniki, v resnici pa je posest glikokaliksa povezana s sposobnostjo bakterij, da vzpostavijo okužbo.

Pri ljudeh glikokaliks najdemo na membranah vaskularnih endotelnih celic in epitelijskih celic prebavnega trakta.

Bakterijski glikokaliks lahko obkroža posamezne celice ali kolonije in tako tvori tako imenovane bakterijske biofilme.

Glukokaliks v bakterijah

Strukturne značilnosti in kemična sestava bakterijskega glikokaliksa se razlikujejo glede na vrste, na splošno pa lahko ta dodatna prevleka ima eno od dveh oblik:

Slimes

Glikokaliks velja za sluzasti sloj, ko se molekule glikoproteina slabo povežejo s celično steno.

Vendar pa so bakterije, prevlečene s to vrsto glikokaliksa, zaščitene pred dehidracijo in izgubo hranil.

Kapsule

Glikokaliks velja za kapsulo, ko so polisaharidi bolj trdno pritrjeni na celično steno.

Kapsule imajo lepljivo konsistenco, ki poleg zaščite olajša tudi oprijem na trdne površine v okolju.

Bakterije, ki imajo kapsule, veljajo za kapsulirane in imajo običajno večjo patogenost (sposobnost povzročanja bolezni), ker kapsule ščitijo bakterije, tudi pred fagocitnimi belimi krvnimi celicami imunskega sistema.

Glukokaliks pri ljudeh

Pri ljudeh je glukokaliks zelo pomemben za delovanje žil in za prebavni sistem.

Glukokaliks v vaskularnem endoteliju

Krvne žile so pravzaprav majhne epruvete, narejene iz celic. Celice v epruveti se imenujejo endotelne celice in morajo vzdržati pritisk krvi, ki nenehno teče po njih.

Da bi se temu uprli, vaskularne endotelne celice tvorijo sluzasto plast. Ta glikokaliks ima tudi encime in beljakovine, ki pomagajo celicam, ki sodelujejo pri strjevanju krvi, da se držijo krvnih žil, kadar je to potrebno.

Glavna funkcija glukokaliksusa v žilnem sistemu je vzdrževanje endotelne homeostaze.

Sprememba strukture glikokaliksa v vaskularnem endoteliju lahko povzroči nastanek krvnega strdka znotraj krvne žile, kar ovira pretok krvi skozi krvni obtok in s tem škodljivo vpliva na zdravje.

Glukokaliks v prebavnem traktu

Drugi najbolje opisani primer glukokaliksusa pri ljudeh najdemo v prebavnem sistemu. Tanko črevo je odgovorno za absorpcijo vseh hranil, ki prihajajo iz hrane, ki jo zaužijemo.

Celice v tankem črevesju, ki so odgovorne za absorpcijo hranil, imajo veliko majhnih pregibov, imenovanih mikrovil.

Vsaka od celic, ki sestavljajo mikrovilli, je prekrita z glikokaliksom, ki ga sestavljajo mukopolisaharidi (dolge verige kompleksnih sladkorjev) in glikoproteini.

Tako zagotavlja dodatno površino za absorpcijo in vključuje tudi encime, ki jih izločajo te celice, ki so ključni za končne korake prebave hrane.

Vsakič, ko jemo, obstaja nevarnost, da zaužijemo škodljiv material, ki lahko prečka črevesno sluznico.

Zato mora glukokaliks črevesnega epitelija, poleg funkcije prebave in absorpcije hranilnih snovi, izpolnjevati tudi funkcijo zaščitne pregrade za filtriranje škodljivih produktov.

Druge funkcije glikokaliksa

Glycocalyx opravlja tudi druge funkcije v obrambi pred okužbami in rakom, adhezijo celic, regulacijo vnetja, oploditev in embrionalni razvoj.

Reference:

1. Costerton, JW, in Irvin, RT (1981). Bakterijski glikokaliks v naravi in ​​bolezni. Letni pregled mikrobiologije, 35, 299–324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Biološki in patobiološki vidiki glikokaliksa epitelija tankega črevesa. Ocena. Veterinarski četrtletnik, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Sluz prebavil v zdravju in bolezni. Nature Review Gastroenterology & Hepatology, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, in Alexiou, TS (2013). Modeliranje trenutka in množičnega transporta v celičnih bioloških medijih: od molekularne do tkivne lestvice. V SM Becker in AV Kuznetsov (ur.), Transport v bioloških medijih (str. 561). Akademski tisk (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Endotelni glikokaliks: sestava, funkcije in vizualizacija. Pflügers Archiv - Evropski časopis za fiziologijo, 454, 345–359.
6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., in Bongrand, P. (2006). Regulacija celične oprijema glikokaliksa. V načelih celičnega inženiringa. Akademski tisk.
7. Tarbell, JM, & Cancel, LM (2016). Glikokaliks in njegov pomen v humani medicini (Pregled). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). Struktura in delovanje sloja endotelnega glikokaliksa. Letni pregled biomedicinskega inženiringa, 9, 121–167.
9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Mehko plašč zdaj ureja celično signalizacijo. Peritonealna dializa International, 34 (6), 574–575.