Delen:
Glucocalyx-kenmerken en functies
de glycocalyx het is een met koolhydraten verrijkte laag die de buitenkant van verschillende soorten cellen bedekt, in het bijzonder bacteriën en menselijke cellen. Deze beschermende coating vervult verschillende belangrijke functies voor de cel.
In principe bestaat glycocalyx uit polysaccharideketens (suikers) die gekoppeld zijn aan verschillende eiwit- en lipidemoleculen, waardoor ze respectievelijk associaties vormen met de naam glycoproteïnen en glycolipiden. Het resultaat is een vezelig en plakkerig netwerk met het vermogen om te hydrateren.
In eukaryote cellen kan de samenstelling van glycocalyx een factor zijn die voor celherkenning wordt gebruikt.
Ondertussen, in bacteriecellen, de glycocalyx zorgt voor een beschermende laag tegen gastheerfactoren feitelijk bezit van een glycocalyx wordt geassocieerd met het vermogen van bacteriën om een infectie te vestigen.
Bij mensen wordt glycocalyx aangetroffen op de membranen van vasculaire endotheelcellen en epitheelcellen van het spijsverteringskanaal.
Aan de andere kant kan de bacteriële glycocalyx individuele cellen of kolonies omgeven, waardoor de zogenaamde bacteriële biofilm (biofilm) wordt gevormd.
Glucocalix in bacteriën
De structurele kenmerken en de chemische samenstelling van de bacteriële glycocalyx verschillen afhankelijk van de soort, maar in het algemeen kan deze extra coating in twee vormen voorkomen:
silts
Een glycocalyx wordt beschouwd als een laag slijm wanneer de glycoproteïne-moleculen los zijn verbonden met de celwand.
Bacteriën die bedekt zijn met dit type glycocalyx worden echter beschermd tegen uitdroging en verlies van voedingsstoffen.
capsules
Glycocalix wordt als een capsule beschouwd wanneer polysacchariden steviger aan de celwand zijn bevestigd.
De capsules hebben een kleverige consistentie die, naast bescherming, ook de hechting aan vaste oppervlakken van de omgeving vergemakkelijkt.
Bacteriën die capsules hebben, worden als ingekapseld beschouwd en hebben over het algemeen een hogere pathogeniciteit (vermogen om ziekten te veroorzaken), omdat capsules bacteriën beschermen, waaronder fagocytische witte bloedcellen van het immuunsysteem.
Glucocalix bij mensen
Bij mensen is glycocalyx erg belangrijk voor de vasculaire functie en voor het spijsverteringsstelsel.
Glucocalix in het vasculaire endotheel
De bloedvaten zijn eigenlijk kleine buisjes gemaakt van cellen. De cellen in de buis worden endotheelcellen genoemd en moeten bestand zijn tegen de druk van het bloed dat er constant overheen stroomt.
Om dit te weerstaan, produceren vasculaire endotheelcellen een slijmerige laag. Deze glycocalyx heeft ook enzymen en eiwitten die de cellen die betrokken zijn bij de stolling van het bloed helpen om zich zo nodig aan de bloedvaten te hechten..
De belangrijkste functie van glycocalyx in het vasculaire systeem is het handhaven van de homeostase van het endotheel.
Veranderen van de structuur van de glycocalyx op vasculaire endotheel kan de vorming van een bloedstolsel in een bloedvat veroorzaken, het belemmeren van de bloedstroom door de bloedsomloop en dus nadelige gezondheidseffecten.
Glucocalix in het spijsverteringskanaal
Het op één na best beschreven voorbeeld van glycocalyx bij mensen is te vinden in het spijsverteringsstelsel. De dunne darm is verantwoordelijk voor het opnemen van alle voedingsstoffen die afkomstig zijn van het voedsel dat we eten.
De cellen van de dunne darm die verantwoordelijk zijn voor het absorberen van voedingsstoffen hebben veel kleine vouwen, microvilli genaamd.
Elk van de cellen waaruit de microvilli bestaan, is bedekt met glycocalyx, die wordt gevormd door mucopolysacchariden (lange ketens van complexe suikers) en glycoproteïnen.
Het verschaft dus een extra oppervlak voor absorptie en omvat ook enzymen afgescheiden door deze cellen die essentieel zijn voor de laatste stappen van voedselvertering.
Elke keer dat we eten is er een risico op het binnenkrijgen van schadelijk materiaal dat de darmwand kan passeren.
Daarom moet, naast de functie van de spijsvertering en opname van voedingsstoffen, de glycocalyx van het darmepitheel ook dienen als een beschermende barrière om schadelijke producten uit te filteren.
Andere functies van glycocalyx
Glycocalix vervult ook andere functies in de verdediging tegen infecties en kanker, celadhesie, regulatie van ontsteking, bevruchting en embryonale ontwikkeling.
referenties:
- Costerton, J.W., & Irvin, R.T. (1981). De bacteriële glycocalyx in de natuur en ziekte. Jaaroverzicht van de microbiologie, 35, 299-324.
- Egberts, H. J. A., Koninkx, J.F. J.G., Dijk, J. E. Van, Mouwen, J.M. V. M., Koninkx, J.F. J.G., Dijk, J. E. Van & Mouwen, J.M. V. M. (1984). Biologische en pathobiologische aspecten van de glycocalyx van het dunne darmepitheel. Een recensie. Veterinair Quarterly, 6(4), 186-199.
- Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Het gastro-intestinale slijmvliesstelsel bij gezondheid en ziekte. Nature Reviews Gastro-enterologie en hepatologie, 10(6), 352-361.
- Kapellos, G. E., & Alexiou, T. S. (2013). Modelleren van momentum en massatransport in cellulaire biologische media: van de moleculaire naar de weefselschaal. In S. M. Becker & A. V. Kuznetsov (red.), Transport in biologische media (p 561) Academische pers (Elsevier).
- Reitsma, S., Slaaf, D.W., & Vink, H. (2007). De endotheliale glycocalyx: samenstelling, functies en visualisatie. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology, 454, 345-359.
- Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glycocalyx regulatie van celadhesie. in Principles of Cellular Engineering. Academische pers.
- Tarbell, J. M., & Cancel, L. M. (2016). De glycocalyx en zijn betekenis in de menselijke geneeskunde (Review). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
- Weinbaum, S., Tarbell, J. M., & Damiano, E.R. (2007). De structuur en functie van de endotheliale glycocalyxlaag. Jaaroverzicht van biomedische technologie, 9, 121-167.
- Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: de Fuzzy Coat reguleert nu cellignalering. Peritoneale dialyse internationaal, 34(6), 574-575.