Клетки ведут себя как бойцы без доспехов — гликокаликс исчезает, и начинается сражение

Полисахариды гликаны — это больше, чем просто сложные сахара. Они играют ключевую роль в работе иммунной системы и защите клеток от повреждений. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Science Signaling, открывает новую главу в понимании того, как гликаны влияют на воспалительные процессы.

Что такое гликокаликс и зачем он нужен

Каждая клетка нашего тела имеет на своей поверхности защитный слой — гликокаликс. Это гелеобразная структура, состоящая из полисахаридов, белков и липидов, переплетённых в сложную сеть. Особенно выражен этот слой у клеток, выстилающих стенки кровеносных сосудов — эндотелиальных клеток.

Гликокаликс выполняет множество функций:

• защищает клеточную мембрану от механических и химических воздействий;

• регулирует проницаемость сосудистой стенки;

• участвует в клеточной коммуникации;

• контролирует движение иммунных клеток по кровотоку.

"Очень захватывающе открыть, насколько важен слой гликокаликса на иммунных клетках, и я надеюсь, что это исследование поможет заложить основу для будущих достижений в лечении воспалительных заболеваний", — пояснила иммунолог Эми Сондерс из Ланкастерского университета.

До недавнего времени учёные считали, что во время воспаления изменения происходят только в гликокаликсе сосудистых стенок. Но новое исследование показало: этот слой активно участвует и в поведении иммунных клеток.

Как гликокаликс влияет на воспаление

Исследователи из Манчестерского и Ланкастерского университетов изучили процесс перемещения иммунных клеток из крови в ткани. Оказалось, что сами иммунные клетки сбрасывают свой гликокаликс, чтобы облегчить выход из кровеносного русла.

Этот "сброс" играет важную биологическую роль: он делает клетки более подвижными и позволяет им быстрее добираться до очага воспаления. Но у такой реакции есть и обратная сторона.

"Было удовольствием работать над этим проектом совместно, чтобы переопределить наше понимание рекрутирования иммунных клеток и попытаться улучшить лечение воспалительных заболеваний", — добавил иммунолог Дуглас Дайер из Манчестерского университета.

Сброс гликокаликса — это механизм, который помогает организму бороться с инфекцией, но при хронических воспалительных заболеваниях (например, при псориазе) он может усугублять течение болезни. Избыточное накопление иммунных клеток в тканях приводит к повреждению кожи, сосудов и внутренних органов.

Сравнение функций гликокаликса

Советы шаг за шагом: как учёные исследовали механизм

1. Создание модели воспаления. В лаборатории исследователи использовали мышей, которым наносили крем "Алдара" для имитации псориаза — известного воспалительного заболевания кожи.

2. Наблюдение под микроскопом. При помощи флуоресцентных маркеров они визуализировали гликокаликс на поверхности клеток.

3. Анализ изменений. Учёные отметили, что иммунные клетки в процессе воспаления сбрасывают слой гликокаликса, облегчая проникновение в ткани.

4. Проверка влияния лекарств. Некоторые препараты, стабилизирующие структуру гликокаликса, замедляли движение клеток и снижали воспаление.

Ошибка-последствия-альтернатива

1. Ошибка: считать, что только сосудистый гликокаликс влияет на воспаление.
   Последствие: неполное понимание иммунных реакций.
   Альтернатива: учитывать роль гликокаликса иммунных клеток при разработке лекарств.

2. Ошибка: подавлять миграцию иммунных клеток полностью.
   Последствие: ослабление иммунитета и уязвимость к инфекциям.
   Альтернатива: регулировать процесс мягко, снижая избыточное воспаление.

3. Ошибка: игнорировать значение структуры гликокаликса при хронических заболеваниях.
   Последствие: невозможность контролировать аутоиммунные реакции.
   Альтернатива: использовать препараты, стабилизирующие гликокаликс, для профилактики обострений.

А что если управлять воспалением через гликокаликс?

Открытие нового механизма открывает перспективы для создания инновационных лекарств, регулирующих движение иммунных клеток. Если научиться контролировать процесс сброса гликокаликса, можно будет избирательно усиливать или ослаблять воспаление. Это особенно важно при лечении болезней, связанных с нарушениями иммунного ответа — псориаза, ревматоидного артрита, воспалительных заболеваний кишечника.

Такой подход позволит воздействовать не на симптомы, а на первопричину - дисбаланс взаимодействия иммунных клеток с тканями.

Плюсы и минусы открытия

FAQ

Что такое гликокаликс?
Это слой из сахаров и белков, покрывающий поверхность клеток, защищающий их и участвующий в межклеточных взаимодействиях.

Почему сброс гликокаликса важен?
Он облегчает выход иммунных клеток из крови в ткани при воспалении.

Можно ли повлиять на этот процесс лекарствами?
Да, учёные рассматривают препараты, укрепляющие гликокаликс, как перспективное направление в терапии воспалительных заболеваний.

Как связано это открытие с псориазом?
Модель псориаза у лабораторных мышей позволила увидеть, как сброс гликокаликса усиливает приток иммунных клеток и воспаление кожи.

Мифы и правда

1. Миф: гликокаликс — просто защитный слой клеток.
   Правда: он активно участвует в передаче сигналов и иммунных реакциях.

2. Миф: воспаление всегда вредно.
   Правда: умеренное воспаление помогает организму бороться с инфекциями, но хроническое — разрушает ткани.

3. Миф: влияние гликокаликса ограничено кровеносными сосудами.
   Правда: он присутствует и на иммунных, и на эпителиальных клетках, регулируя их поведение.

Исторический контекст

Термин "гликокаликс" был введён в 1963 году биологами Рональдом Джуи и Хью Беннетом. Тогда его рассматривали лишь как физический барьер. В 2000-х годах стало ясно, что он играет активную роль в иммунных и воспалительных процессах.
Современные методы микроскопии позволили учёным впервые увидеть, как гликокаликс изменяется на поверхности иммунных клеток — это стало настоящим прорывом в иммунологии.

Три интересных факта

1. Гликокаликс у разных клеток может отличаться по толщине — от 20 до 500 нанометров.

2. При сахарном диабете и гипертонии структура гликокаликса разрушается, что повышает риск воспалений.

3. Некоторые вирусы и бактерии (например, SARS-CoV-2) способны использовать гликокаликс как "ворота" для проникновения в клетку.