GLUCOCALIX: EGENSKAPER OCH FUNKTIONER - BIOLOGI - 2025

Den glykokalyx är en kolhydrat - berikat skikt som täcker utsidan av olika typer av celler, särskilt bakterier och mänskliga celler. Denna skyddande beläggning uppfyller flera mycket viktiga funktioner för cellen.

I grund och botten består glykokalyxen av kedjor av polysackarider (sockerarter) bundna till olika protein- och lipidmolekyler och bildar därmed föreningar som kallas glykoproteiner respektive glykolipider. Resultatet är en klibbig, fibrös bana med förmågan att hydrera.

I eukaryota celler kan sammansättningen av glykokalxen vara en faktor som används för igenkänning av cellen.

I bakterieceller ger glykokalxen ett skyddande skikt mot värdfaktorer, i själva verket är besittningen av en glykokalyx förknippad med bakteriens förmåga att etablera en infektion.

Hos människor finns glycocalyx på membranen i vaskulära endotelceller och epitelceller i matsmältningskanalen.

För sin del kan bakteriell glykocalyx omge enskilda celler eller kolonier och därmed bilda de så kallade bakteriebiofilmerna.

Glukocalyx i bakterier

De strukturella egenskaperna och den kemiska sammansättningen av bakteriell glykocalyx skiljer sig åt efter arter, men i allmänhet kan denna ytterligare beläggning komma i en av två former:

slimes

En glycocalyx anses vara ett slamlager när glykoproteinmolekyler löst associeras med cellväggen.

Men bakterier som är belagda med denna typ av glykokalx skyddas mot uttorkning och förlust av näringsämnen.

kapslar

Glykokalyxen betraktas som en kapsel när polysackariderna är fastare fästa vid cellväggen.

Kapslarna har en klibbig konsistens som förutom skydd också underlättar vidhäftning till fasta ytor i miljön.

Bakterier som har kapslar anses vara inkapslade och har i allmänhet en högre patogenicitet (förmåga att orsaka sjukdom), eftersom kapslar skyddar bakterier, inklusive från de fagocytiska vita blodkropparna i immunsystemet.

Glukocalyx hos människor

Hos människor är glukocalyx mycket viktigt för vaskulär funktion och för matsmältningssystemet.

Glukocalyx i det vaskulära endotelet

Blodkärl är faktiskt små rör tillverkade av celler. Cellerna inuti röret kallas endotelceller och de måste motstå blodtrycket som ständigt flyter över dem.

För att motstå detta producerar de vaskulära endotelcellerna ett slemhinneskikt. Denna glykokalyx har också enzymer och proteiner som hjälper celler som är involverade i blodkoagulation vidhäftar vid blodkärlen vid behov.

Huvudfunktionen för glukokalyxen i det vaskulära systemet är att upprätthålla endotelial homeostas.

Förändring av strukturen hos glykokalyxen i det vaskulära endotelet kan orsaka bildandet av en blodpropp i ett blodkärl och hindra blodflödet genom cirkulationssystemet och därmed ha skadliga effekter på hälsan.

Glukocalyx i matsmältningskanalen

Det näst bäst beskrivna exemplet på glukocalyx hos människor finns i matsmältningssystemet. Tunntarmen är ansvarig för att ta upp alla näringsämnen som kommer från maten vi äter.

Cellerna i tunntarmen som ansvarar för att absorbera näringsämnen har många små veck som kallas mikrovilli.

Var och en av cellerna som utgör mikrovillien är täckt med glykokalx, som består av mukopolysackarider (långa kedjor med komplexa sockerarter) och glykoproteiner.

Således tillhandahåller den en ytterligare yta för absorption och inkluderar också enzymer som utsöndras av dessa celler som är väsentliga för de sista stegen i matsmältningen.

Varje gång vi äter finns det risk för att man tar in skadligt material som kan korsa tarmens foder.

Därför, förutom funktionen för matsmältning och absorption av näringsämnen, måste glukokalyxen i tarmepitelet också uppfylla funktionen som en skyddande barriär för att filtrera skadliga produkter.

Andra funktioner i glykokalyxen

Glycocalyx uppfyller också andra funktioner för att försvara infektioner och cancer, vidhäftning av celler, reglering av inflammation, befruktning och utveckling av embryon.

referenser:

1. Costerton, JW, & Irvin, RT (1981). Bakteriell glykokalx i natur och sjukdom. Årlig översyn av mikrobiologi, 35, 299–324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Biologiska och patobiologiska aspekter av glykokalyxen i tunntarmsepitel. En recension. Veterinärkvartal, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Mag-tarmslemsystemet vid hälsa och sjukdom. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, & Alexiou, TS (2013). Modellering av momentum och masstransport i cellulära biologiska medier: från molekylär till vävnadsskala. I SM Becker & AV Kuznetsov (Eds.), Transport in Biological Media (s. 561). Academic Press (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Endotel-glykokalyx: komposition, funktioner och visualisering. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology, 454, 345–359.
6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glykokalyxreglering av cellvidhäftning. I principer för cellulär teknik. Academic Press.
7. Tarbell, JM, & Cancel, LM (2016). Glykokalyxen och dess betydelse i humanmedicin (granskning). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). Strukturen och funktionen av det endoteliska glycocalyxskiktet. Årlig granskning av Biomedical Engineering, 9, 121–167.
9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Fuzzy Coat reglerar nu cellsignalering. Peritoneal Dialysis International, 34 (6), 574–575.