АНТИАДЕХЕЗИВНА РОЛЯ НА ЧРЕВНАТА СЛИВ
Повърхността на епитела на стомашно-чревния тракт на бозайниците е покрита със защитен слой слуз. Тази слузна бариера, произведена от специализирани епителни клетки, е непрекъсната. Той образува физическа бариера между подлежащата тъкан и микроорганизмите, токсините, които те произвеждат, и други потенциално вредни вещества, присъстващи в чревния лумен. В нормалните черва ерозията на слузния слой отстрани на светлината се дължи на действието на ензимите и триенето на материала, който се усвоява; тази ерозия трябва да се компенсира от секрети, идващи от лигавицата, за да се гарантира целостта на бариерата.
МИКУС: ФИЗИЧЕСКА БАРИЕРА
Има две форми на слуз: неразтворим във вода гел (с дебелина 30-450 µm), прилепнал към лигавицата и водоразтворим вискозен слой, който покрива гела.
Основният компонент на слуз, отговорен за нейните виско-еластични и желиращи свойства, е муцинът. Различните муцини, открити при бозайниците, имат редица общи характеристики:
- Това са големи полимери, съставени от силно гликозилирани гликопротеинови мономери: всеки мономер може да има молекулна маса> 10 ^ 6 далтона; тя се състои от централно пептидно ядро, заобиколено от поредица от олигозахариди, подредени под формата на тампон.
- Въглехидратните странични вериги обикновено представляват 80-85% от теглото на муцина. Състоят се от галактоза, фукоза, N-ацетилгалактозамин, N-ацетилглюкозамин и сиалова киселина; те могат да имат от 2 до 20 захари.
- Гликозилираната област на пептидното ядро съдържа много повторения на сдвоени последователности (всяка последователност, състояща се от 6 до 169 аминокиселини, в зависимост от вида муцин), съдържаща значително количество серин и треонин, към които са прикрепени олигозахаридите.
- Негликозилираните или ниско гликозилираните области на пептидното ядро, богати на аспарагинова и глутаминова киселини, съдържат много цистин и имат хидрофобни области.
Недостигът на въглехидратни вериги в тези региони (за разлика от силно гликозилираните региони) ги прави чувствителни към бактериални и ендогенни протеази.
Полимеризацията на муциновите мономери се осъществява чрез ковалентни връзки (дисулфиди) и чрез нековалентни (хидрофобни) връзки между негликозилираните пептидни области; помага да се образува гел в концентрации от 10-50 mg/ml чрез заплитане или интердигиране на силно хидратирани молекули муцин.
Полимерната структура на муцина е от решаващо значение за образуването на гел, тъй като протолизата на негликозилирани муцинови пептиди или химичното разграждане на дисулфидните мостове освобождава гликопротеинови мономери, които не се желират при нормални физиологични условия.
МАЗИ: ИНХИБИТОР НА ЛЕПЕНЕ
Слузта е не само физическа бариера срещу организмите, присъстващи в чревния лумен, но също така е конкурентен инхибитор на тяхната адхезия към епителните клетки. Например, свързването на поредица от патогени като Yersinia enterocolitica, Escherichia coli RDEC-1 (модел на диария при зайци) и Entamoeba histolytica, за изолиране на чревни ворси и колики или епителни клетки може да бъде силно инхибирано от сурова слуз или от силно пречистен муцин. Доказано е също така, че муцин се свързва с ротавируса и холерния токсин, като по този начин намалява тяхната адхезия и ефекта им върху целевите клетки. Изследвания с Y. enterocolitica показват, че суровата слуз е по-добър инхибитор на бактериалната адхезия от пречистения муцин, което предполага, че други компоненти (евентуално люспести клетъчни мембрани) на слузния слой могат да играят роля за предотвратяване на бактериалната адхезия към повърхността на епитела.
Предполага се, че хидрофобните взаимодействия играят роля при свързването на определени бактерии - някои щамове на Е. coli (CL-49 и RDEC-1) и Ps. Aeruginosa - с муцин. Изследвания на различни муцини показват, че негликозилираните области на протеиновото ядро съдържат хидрофобни области, способни на нековалентно свързване с липиди. Доказано е, че отстраняването на тези липиди от муцина на тънките черва увеличава адхезията на вирулентни патогени като Y. enterocolitica, Ps. Cepacia и E. coli (CL-49), което предполага, че тези липиди защитават някои потенциални рецептори за бактерии върху молекулата муцин; рецептори, които при определени обстоятелства могат да бъдат изложени. По същия начин способността на H. pylori да намалява хидрофобността на стомашната лигавица чрез разграждане на фосфолипидите, присъстващи в слузния слой, може да стимулира бактериалните взаимодействия с муцина.