VLOGA OGLJIKOVIH HIDRATOV PRI CELIČNEM PREPOZNAVANJU
(povzetek)

1. Uvod…

Sprva so se ogljikovi hidrati smatrali le kot celične strukturne komponente ali kot energetski vir. Vendar pa sta odkritja celičnega glikokaliksa (celice so ovite z zaščitnim plaščem ogljikovih hidratov, vezanih na membranske lipide in proteine) in študija lektinov, proteinov, ki se selektivno in reverzibilno vežejo z ogljikovimi hidrati, dala slutiti, da imajo ogljikovi hidrati pomembno vlogo pri medcelični komunikaciji. Lektini so prisotni na zunanji površini celičnih membran, kjer so razporejeni tako, da se lahko povezujejo s ogljikovimi hidrati na membranah sosednjih celic. Lektini se specifično povezujejo tudi s specifičnimi oligosaharidi (ne samo s različnimi monosaharidi). (Ashwell & Morell 1968).

2. Primeri komunikacij…

Ogljikovi hidrati na površini celic torej omogočajo, da se s celico povežejo druge celice, bakterije, virusi, hormoni in strupi. Iz tega sledi, da imajo ogljikovi hidrati omogočajo povezave in migracije celic med embrionalnim razvojem in, zaradi vezave bakterij, virusov in celic imunskega sistem, tudi pri okužbah.

i.) Vloga ogljikovih hidratov pri embrionalnem razvoju (Hakomori, Fiezi)
Poskusi na mišjih zarodkih so pokazali, da se med delitvijo oplojene jajčne celice, ogljikovi hidrati na površini nastalih embrionalnih celic specifično spremenijo. (Primer: trisaharid, znan kot SSEA-1 in kot LeX, se specifično pojavi med obdobjem, ko je embrio sestavljen is osmih do 16 celic, ravno takrat, ko iz med seboj rahle medcelične povezave nastane bolj kompaktna tvorba. Če so celice izpostavljene inhibitorju tega trisaharida, se kompaktne povezave med celicami ne tvorijo, torej SSEA-1 igra ključno vlogo pri embrionalnem razvoju.)

ii.) Vloga ogljikovih hidratov pri okužbi
Povzročitelji okužb, virusi, bakterije in razne praživali, se morajo vezati na površino vsaj enega od tkiv v gostitelju. Če se ne vežejo, jih gostiteljevo telo odstrani s pomočjo svojih običajnih “čistilnih” mehanizmov. (Primer: če se mikroorganizem, ki okuži dihalne poti, znajde v prebavnem traktu, ga uniči želodčna kislina) E.coli, ki je normalno prisotna v črevesju, je največkrat vzrok za okužbo urinanrega trakta. To pomeni, da so na površini epitelija urinarnega trakta prisotni ogljikovi hidrati, na katere se lahko E.coli veža, ne more pa se vezati na črevesni epitel, zato tudi ne more povzročiti okužbe. Ker so ogljikovi hidrati na površini membran odvisni od genov, starosti in zdravstvena stanja, so okužbam različno podvrženi predstavniki iste vrste.

iii.) Vloga ogljikovih hidratov pri imunskem odgovoru
Pomemben del imunskega sistema predstavljajo levkociti. Limfociti, monociti in neutrofilci delujejo proti tujim materialom in v poškodovanih tkivih povzročajo vnetja. Celice imunskega sistema normalno krožijo po krvi, vendar svojo nalogo opravljajo zunaj krvnih žil. Prehod skozi steno žil jim omogočajo ogljikovi hidrati, ki se nahajajo na epiteliju žil. V primeru okužbe, epiteli aktivno lovi bele celice in jih usmerja na “delovno” mesto. ( Primer: Na površini limfocitov se nahajajo Selektini, ki se vežejo na ogljikove hidrate epitelija. Na tak način limfocit preide steno žil.)


3.) Možni načini uporabe v medicini…

Teorija : vsaka snov, ki se veže ali na ogljikove hidrate, ali pa na proteine na celičnih membranah in s tem onemogoči povezavo med celicami, lahko uspešno prepreči okužbo, ali vnetje.
V praksi, pri zdravljenju vnetij, bi morala ta snov izpolniti dva, navidez nasprotujoča pogoja. Prvič, snov mora onemogočiti prehod belih krvnih celic iz žil, vendar mora kljub temu dopuščati, da celice potujejo tja, kjer so potrebne.
Zaradi motenja povezav med celicami, se lahko anti-inflamatorne substance uporabljajo tudi pri zdravljenju raka, saj bi onemogočile njihovo pritrjanje na različnih mestih v telesu, vendar pa med celicami obstajajo še druge oblike povezav (preko proteinov).

AG.
MF Ljubljana, Januar 1999