Блог

Муциновый слой кишечника


Муцины в слизистой оболочке

МУЦИНЫ - ГЛАВНЫЕ ГЛИКОПРОТЕИНЫ СЛИЗИ

ЗАЩИТНЫЕ ФУНКЦИИ МУЦИНОВ

Основной структурный и функциональный компонент слизи – особый подкласс гликопротеинов. До последнего времени их называли гликопротеинами слизи. Однако и сейчас за ними закрепилось название муцинов (от англ. mucus – слизь). Муцины выделены в отдельный подкласс гликопротеинов, поскольку обладают свойствами, сочетание которых присуще только этому подклассу. Среди этих свойств – огромная молекулярная масса (тысячи кДа), высокое содержание углеводов (50-80% от массы молекулы), образующих разветвленные олигосахаридные цепочки, которые связаны О-гликозидной связью с белком, и, наконец, большое количество тандемных повторов как в нуклеотидной последовательности генов, так и в кодируемой ими полипептидной цепи.

Муцины — главные гликопротеины слизи, покрывающей дыхательные, пищеварительные и мочеполовые пути. Слизистый слой защищает от инфекций, обезвоживания, физических и химических повреждений, а также играет роль смазки и способствует прохождению веществ по тракту.

Муцины слизи продуцируются высокоспециализированными бокаловидными клетками эпителия или клетками специализированных слизистых желез.

УГЛЕВОДНО-БЕЛКОВЫЙ СОСТАВ МУЦИНОВ

Углеводный состав муцинов. Около 95% массы слизи составляет вода, 1% – соли и другие диализуемые компоненты, 0,5-2% – свободные белки, нуклеиновые кислоты и липиды и около 3% – муцины. К настоящему времени отработаны методы выделения и очистки муцинов. Основными характеристиками очищенных муцинов являются специфический аминокислотный состав с присущим ему высоким содержанием серина, треонина и пролина и большое содержание углеводов с характерным набором моносахаридных остатков. Муцины с аналогичными характерными чертами присутствуют не только в слизи. Их много обнаружено в желчи, соке пожелудочной железы и дуоденальном соке.

Углеводный состав муцинов представлен пятью типами моносахаридов: фукозой (Fuc), галактозой (Gal), N-ацетилглюкозамином (GlcNAc), N-ацетил-галактозамином (GalNAc) исиаловыми кислотами. Сиаловые кислоты — обобщенное название производных нейраминовой кислоты. Имеется незначительном присутствии в муцинах и других моносахаридов. Перечисленные моносахариды образуют олигосахаридные цепочки, содержащие от 1 до 22 (в среднем 8–10) моносахаридных остатков. Цепочки связаны O-гликозидной связью, в образовании которой участвуют N-ацетилгалактозамин и гидроксильная группа боковой цепи серина или треонина.

Белковый состав муцинов. На долю белка в муцинах приходится около 30% массы молекулы. Муцины характеризуются необычным аминокислотным составом — более 50% приходится на серин, треонин и пролин. Большое содержание серина и треонина в муцинах обусловлено тем, что сотни углеводных цепочек связываются только с серином или треонином. Высокое содержание пролина необходимо, по-видимому, для формирования особой конформации белкового остова, способного разместить на себе сотни углеводных цепочек. Кроме того, известно, что пролин способствует гликозилированию соседних с ним серина или треонина. Из соотношения аминокислотных остатков и углеводных цепей следует, что каждый третий остаток должен быть связан с углеводной цепочкой. Поэтому основная часть белка в муцинах должна иметь конформацию вытянутого, довольно жесткого стержня. Такую структуру сравнивают с ершиком для мытья посуды, у которого стержнем является полипептид, а углеводные цепочки – щетинками.

Вторая особенность аминокислотного состава муцинов – большое количество цистеиновых остатков. Эти остатки участвуют в образовании олигомерной структуры муцинов, так как при обработке тиоловыми агентами муцины распадаются на отдельные, скорее всего неидентичные, но очень сходные между собой субъединицы. При этом углеводный и белковый состав отдельной субъединицы мало отличается от их состава в олигомерной структуре.

МЕМБРАННЫЕ И СЕКРЕТИРУЕМЫЕ МУЦИНЫ

Муцины, или мукопротеины — семейство высокомолекулярных гликопротеинов, содержащих кислые полисахариды. Это семейство очень гетерогенно: молекулярный вес его представителей варьирует в пределах от 0,2 до 10 миллионов дальтон [1]. В своей структуре муцины содержат тандемные повторы из таких аминокислот, как пролин, треонин и серин; именно по двум последним идет гликозилирование [2]. У человека выделяют до 21 вида мукопротеинов, обозначаемых как MUC1, MUC2 и так далее (табл. 1), которые по месту своего расположения в слизи делятся на мембранные и секретируемые формы (рис. 1а, 1б) [3].

Рисунок 1. Секретируемые и мембранные формы муцинов в защитном барьере эпителия. а — Секретируемые муцины формируют поверхностный защитный гель над эпителиальными клетками. MUC2 — самый распространенный муцин слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта. б — Трансмембранные муцины экспонируются на поверхности клеток эпителия, где они представляют собой часть гликокаликса. Участки с тандемными повторами аминокислот на N-конце жестко закреплены над гликокаликсом, и при их отрыве у MUC1 и MUC4 открываются субъединицы муцинов, способные передать в клетку стрессовый сигнал. Рисунок из [2].

Таблица 1. Классификация муцинов и их примерная локализация в организме.

Таблица составлена по данным [3].

Мембранно-связанные муцины:

Секретируемые муцины:

MUC1 — желудок, грудная клетка, желчный пузырь, шейка матки, поджелудочная железа, дыхательные пути, двенадцатиперстная кишка, толстая кишка, почки, глаза, B-клетки, T-клетки, дендритные клетки, эпителий среднего уха

MUC2 — тонкая и толстая кишки, дыхательные пути, глаза, эпителий среднего уха

MUC3A/В — тонкая и толстая кишки, желчный пузырь, эпителий среднего уха

MUC5B — дыхательные пути, слюнные железы, шейка матки, желчный пузырь, семенная жидкость, эпителий среднего уха

MUC4 — дыхательные пути, желудок, толстая кишка, шейка матки, глаза, эпителий среднего уха

MUC5AC — дыхательные пути, желудок, шейка матки, глаза, эпителий среднего уха

MUC12 — желудок, тонкая и толстая кишки, поджелудочная железа, легкие, почки, простата, матка

MUC6 — желудок, двенадцатиперстная кишка, желчный пузырь, поджелудочная железа, семенная жидкость, шейка матки, эпителий среднего уха

MUC13 — желудок, тонкая и толстая кишки (включая аппендикс), трахея, почки, эпителий среднего уха

MUC7 — слюнные железы, дыхательные пути, эпителий среднего уха

MUC16 — перитонеальный мезотелий, репродуктивные пути, дыхательные пути, глаза, эпителий среднего уха

MUC19 — сублингвальные и субмандибулярные слюнные железы, дыхательные пути, глаза, эпителий среднего уха

MUC17 — тонкая и толстая кишки, желудок, эпителий среднего уха

MUC20 — почки, плацента, толстая кишка, легкие, простата, печень, эпителий среднего уха (в некоторых источниках этот муцин относят к мембранно-связанным [1])

ФУНКЦИИ МУЦИНОВ

В слизистой оболочке муцины выполняют важную защитную функцию. Они помогают организму очищаться от ненужных субстанций, держать дистанцию от патогенных организмов и даже регулировать поведение микробиоты. В кишечнике, например, мукопротеины участвуют в диалоге между бактериями и эпителиальными клетками слизистой. Микробиота через эпителиальные клетки влияет на продукцию муцинов (рис. 2), а те, в свою очередь, могут участвовать в передаче воспалительных сигналов [4, 5]. К гликанам муцинов прикрепляются бактериофаги, которые тоже вносят свою лепту в регуляцию численности бактерий. Углеводные цепи мукопротеинов прекрасно связывают воду, образуя плотный слой и удерживая таким образом антимикробные белки от смывания в просвет кишечника [6]. Конечно, в слизистой желудочно-кишечного тракта (и не только его) мукопротеины не являются основным защитным механизмом. Помимо муцинов в защите участвуют антимикробные пептиды, секретируемые антитела, гликокаликс и другие структуры.

ВЛИЯНИЕ МИКРОБИОТЫ НА ПРОДУКЦИЮ МУЦИНОВ

Рисунок 2. Влияние микробиоты на секрецию слизи. Бактерии — комменсалы толстой кишки в ходе катаболизма неперевариваемых в тонкой кишке углеводов образуют короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA, short-chain fatty acids), такие как ацетат, пропионат и бутират, которые повышают продукцию муцинов и защитную функцию эпителия. Рисунок из [5].

Итак, очень важное и очевидное назначение слоя слизи – служить барьером, защищающим лежащие под ним эпителиальные клетки от неблагоприятных воздействий, в первую очередь — чисто механических. Слизь предотвращает повреждение клеток от контакта с грубыми частицами пищи в желудке, от проникновения пыли в дыхательные пути и т.д. Она служит первым барьером против проникновения в организм бактерий, вирусов и других патогенов, а также при участии ресничек эпителиальных клеток выводит из организма попавший чужеродный материал и слущивающиеся клетки эпителия. Все это чисто механические функции, и для их обеспечения не потребовалось бы такого сложного строения муцинов. Однако этим далеко не исчерпывается функциональная роль слизи. Она, безусловно, является селективным барьером, так как через нее не проходят внутрь молекулы размером более 1 кДа, а из организма в люмен через слизь поступают IgA, альбумин и другие белки значительно большего размера. Возможным механизмом такой селекции может быть наличие проникающих через слизь молекул групп, которые предпочтительно взаимодействуют с муцинами, что эквивалентно их растворению в слизи. Наличие у IgA углеводных цепочек, сходных с цепочками муцинов, свидетельствует в пользу такого механизма. В частности, IgA может блокировать проникновение патогенов и их ферментов, взаимодействуя с ними. Для обеспечения селективных функций слоя слизи нужна уже более сложная структура, чем для чисто механической защиты, и сложное строение муцинов.

P.S. Исследования показывают важную роль кишечной микробиоты в этиопатогенезе воспалительных заболеваний кишечника, таких как язвенный колит и болезнь Крона, и немаловажную роль в этом играют т.н. муцин-деградирующие бактерии, среди которых особо выделяют Akkermansia muciniphila. Подробнее об этом см.: Шендеров Б. А., Юдин С. М., Загайнова А. В., Шевырева М. П. Роль комменсальной кишечной микробиоты в этиопатогенезе хронических воспалительных заболеваний: akkermansia muciniphila. Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2018; 159(11)

См. также: Муциновые гликаны ослабляют вирулентность синегнойной палочки

См. также:

Литература:

  1. Behera S.K., Praharaj A.B., Dehury B., Negi S. (2015). Exploring the role and diversity of mucins in health and disease with special insight into non-communicable diseases. Glycoconj. J. 32, 575-613;
  2. Kufe D.W. (2009). Mucins in cancer: function, prognosis and therapy. Nat. Rev. Cancer. 9, 874-885;
  3. Linden S.K., Sutton P., Karlsson N.G., Korolik V., McGuckin M.A. (2008). Mucins in the mucosal barrier to infection. Mucosal Immunol. 1, 183-197;
  4. Shan M., Gentile M., Yeiser J.R., Walland A.C., Bornstein V.U., Chen K. et al. (2013). Mucus enhances gut homeostasis and oral tolerance by delivering immunoregulatory signals. Science. 342, 447-453;
  5. Kamada N., Seo S.U., Chen G.Y., Núñez G. (2013). Role of the gut microbiota in immunity and inflammatory disease. Nat. Rev. Immunol. 13, 321-335;
  6. Birchenough G.M., Johansson M.E., Gustafsson J.K., Bergström J.H., Hansson G.C. (2015). New developments in goblet cell mucus secretion and function. Mucosal Immunol. 8, 712-719

Будьте здоровы!

 

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ

  1. ПРОБИОТИКИ
  2. ДОМАШНИЕ ЗАКВАСКИ
  3. БИФИКАРДИО
  4. КОНЦЕНТРАТ БИФИДОБАКТЕРИЙ ЖИДКИЙ
  5. ПРОПИОНИКС
  6. ЙОДПРОПИОНИКС
  7. СЕЛЕНПРОПИОНИКС
  8. МИКРОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ
  9. ПРОБИОТИКИ С ПНЖК
  10. БИФИДОБАКТЕРИИ
  11. ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ
  12. ПРОБИОТИКИ И ПРЕБИОТИКИ
  13. СИНБИОТИКИ
  14. РОЛЬ МИКРОБИОМА В ТЕРАПИИ РАКА
  15. АНТИОКСИДАНТНЫЕ СВОЙСТВА
  16. АНТИОКСИДАНТНЫЕ ФЕРМЕНТЫ
  17. АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ
  18. МИКРОФЛОРА КИШЕЧНОГО ТРАКТА
  19. МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА
  20. МИКРОФЛОРА И ФУНКЦИИ МОЗГА
  21. ПРОБИОТИКИ И ХОЛЕСТЕРИН
  22. ПРОБИОТИКИ ПРОТИВ ОЖИРЕНИЯ
  23. МИКРОФЛОРА И САХАРНЫЙ ДИАБЕТ
  24. ПРОБИОТИКИ и ИММУНИТЕТ
  25. МИКРОБИОМ И АУТОИММУННЫЕ БОЛЕЗНИ
  26. ПРОБИОТИКИ и ГРУДНЫЕ ДЕТИ
  27. ПРОБИОТИКИ, БЕРЕМЕННОСТЬ, РОДЫ
  28. ДИСБАКТЕРИОЗ
  29. ВИТАМИННЫЙ СИНТЕЗ
  30. АМИНОКИСЛОТНЫЙ СИНТЕЗ
  31. АНТИМИКРОБНЫЕ СВОЙСТВА
  32. СИНТЕЗ ЛЕТУЧИХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
  33. СИНТЕЗ БАКТЕРИОЦИНОВ
  34. ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ
  35. АЛИМЕНТАРНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
  36. ПРОБИОТИКИ ДЛЯ СПОРТСМЕНОВ
  37. ПРОИЗВОДСТВО ПРОБИОТИКОВ
  38. ЗАКВАСКИ ДЛЯ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
  39. НОВОСТИ

Akkermansia muciniphila gen. nov., sp. nov., кишечная бактерия, разлагающая муцин, человека

1887

  • поиск поиск
  • account_circle
  • shopping_cart
    • Журналы
      • микробиология
      • Журнал общей вирусологии
      • Журнал медицинской микробиологии
      • Микробная геномика
      • Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии
      • Доступ к микробиологии
      • Отчеты о случаях JMM
      • Просмотр коллекций
    • О нас
      • Общество микробиологов
      • Зачем публиковать?
      • Вступление в нашу редакцию
      • Показатели статей и журналов
    • Информация для авторов
      • Подготовить статью
      • Отправить статью
      • Формы и шаблоны
      • Тарифы открытого доступа
.

Кишечные муцины - Большая химическая энциклопедия

Рис. 5.28 ЖХ-электроспрей-МС хроматограмма общих ионов сульфатированных олигосахаридов из муцинов, очищенных из толстой кишки свиньи, где аннотации указывают молекулярные ионы, наблюдаемые в каждом компоненте. Перепечатано с разрешения Томсона, К.А., Карлссона, Х. и Ханссона, Г.С., Anal. Chem., 72, 4543-4549 (2000). Авторское право (2000) Американского химического общества.
Гены, кодирующие полипептидные основы ряда муцинов, происходящих из различных тканей (например, поджелудочной железы, тонкой кишки, трахеи и бронхов, желудка и слюнных желез), были клонированы и секвенированы.Эти исследования выявили новую информацию о полипептидных основах муцинов (размер тандемных повторов, потенциальные сайты N-гликозилирования и т. Д.) И в конечном итоге должны выявить аспекты их генетического контроля. Некоторые важные свойства муцинов приведены в Таблице 47-8. [Стр.Такое поведение может частично объяснять неустойчивое и неполное поглощение таких заряженных ... [Стр.51]

Дж. Дж. Ниибучи, Ю. Арамаки, С. Цучия. Связывание антибиотиков с муцином кишечника крысы. Int J Pharm 30 181-187, 1986. [Pg.196]

Ishikawa, N., Horii, Y. and Nawa, Y. (1993) Иммунно-опосредованное изменение концевых сахаров муцинов бокаловидных клеток в тонкой кишке Крысы, инфицированные Nippostrongylus brasiliensis. Иммунология 78, 303-307. [Pg.370]

Повышенное количество бокаловидных клеток (GC) и качественные изменения в секреции слизи совпадают с инфицированием рядом паразитов нематод, и было предложено, что белки муцина опосредуют эту реакцию, окутывая паразитов и / или прерывая прикрепление (Nawa et al., 1994). Однако роль GC и слизи в генерации защитного ответа по сравнению с их ролью в разрешении кишечного воспаления после заражения паразитами нематод GI остается нерешенной. [Pg.392]

Считается также, что муцины действуют в сотрудничестве с белками трилистника в защите и восстановлении эпителия (Kindon et al., 1995). Факторы трилистника экспрессируются вдоль желудочно-кишечного тракта, а повышенные уровни отмечаются вблизи мест воспаления и язвенных поражений (Бабацкий и др., 1996). Более того, было продемонстрировано, что фактор трилистника кишечника мышей может играть роль в изменении физико-химической природы муцинов GC во время инфекции N. brasiliensis (Tomita et al., 1995). Возможно, при инфекции паразита нематодами ЖКТ муцины не способствуют защитному изгнанию паразита хозяином, а скорее служат для восстановления поврежденного кишечного эпителия. [Стр.393]

Киндон, Х., Поулакис, К., Тим, Л., Линч-Девани, К. и Подольский, Д.K. (1995) Пептид-трилистник, защищающий барьерную функцию кишечного эпителия, кооперативное взаимодействие с гликопротеином муцина. Гастроэнтеробги 109, 516-523. [Pg.400]

Lindahl, M., and Carlstedt, I. (1990). Связывание фимбрий K99 энтеротоксигенной Escherichia coli с гликопептидами муцина тонкого кишечника свиней. J. Gen. Microbiol. 136,1609-1614. [Pg.151]

Mantle, M., and Husar, S.D. (1994). Связывание Yersinia enterocolitica с очищенными нативными муцинами тонкого кишечника кроликов и людей включает взаимодействия с углеводным фрагментом муцина.Infect. Имун. 62,1219-1227. [Pg.152]

Smith, C.J., Kaper, J. B., and Mack, D.R. (1995). Кишечный муцин подавляет адгезию энтеропатогенной кишечной палочки человека к клеткам HEp-2. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 21,269-276. [Pg.158]

Сильвестр, Ф., Филпотт, Д., Голд, Б., Ластовица, А., и Форстнер, Дж. (1996). Присоединение к липидам и кишечному муцину недавно признанного патогена человека, Campylobacter upsaliensis. Infect. Имун. 64 4060 066. [Pg.158]

Вимал, Д.Б., Хуллар, М., Гупта, С., и Гангули, Н. К. (2000). Кишечные муцины. Сайты связывания Salmonella typhimerium. Mol. Cell. Biochem. 204,107-117. [Стр.160]

Карлссон, Н.Г. Карлссон, Х. Ханссон, Г.К. Сульфатированные муциновые олигосахариды из тонкого кишечника свиньи, проанализированные с помощью четырехсекторной тандемной масс-спектрометрии. J. Mass Spectrom. 1996, 31. 560-572. [Pg.410]

Другой возможный механизм потенцирующего действия, гипотеза нарушения барьера, привлек значительное внимание.Эта теория потенцирующего действия, впервые предложенная Парротом и Никот (24), предполагает, что потенциаторы могут влиять на защитные действия кишечного муцина. Известно, что муцин связывает гистамин in vitro (53), и Паррот и Никот (10) предположили, что это связывание необходимо для предотвращения прохождения гистамина через стенку кишечника. Потенциаторы, такие как путресцин и кадаверин ... [Стр. тунец.Для ингибирования требовались относительно высокие концентрации амина, а концентрированный экстракт тунца проявлял только 23% ингибирования связывания (). Каждый моль кишечного муцина может связывать 2,5 моля гистамина (53). [Pg.425]

Гистохимическая демонстрация большинства O-ацетилированных сиаловых кислот возможна, потому что заместители в боковой цепи Neu препятствуют окислению периодатом этой части молекулы до степени, зависящей от количества и положения O- уже упомянутые ацетильные группы.Соответственно, удаление этих сложноэфирных групп щелочной обработкой (0,5% КОН в 70% этаноле91) может усилить реакцию окрашивания сиаловой кислоты. Например, присутствие O-ацилированных сиаловых кислот было продемонстрировано в эпителиальном муцине толстой кишки человека и различных млекопитающих (см. Ссылку 91), в здоровом и больном тонком кишечнике человека, 188-190 - в подчелюстной железе крупного рогатого скота, 182 в мембранах эритроцитов мышей и крыс, 191 и в лимфоцитах человека.192 ... [Pg.172]

Крыса, слизистая оболочка тонкого кишечника Свинья, подчелюстной муцин о-Fue- (1-2) нет 51... [Стр.167]


.

% PDF-1.3 % 336 0 obj> endobj Xref 336 73 0000000016 00000 н. 0000002327 00000 н. 0000001756 00000 н. 0000002444 00000 н. 0000002501 00000 п. 0000002757 00000 н. 0000002873 00000 н. 0000002989 00000 н. 0000003206 00000 н. 0000003308 00000 н. 0000003522 00000 н. 0000004955 00000 н. 0000005260 00000 п. 0000005335 00000 п. 0000005690 00000 н. 0000006201 00000 н. 0000006495 00000 н. 0000006890 00000 н. 0000007045 00000 н. 0000007796 00000 н. 0000007950 00000 н. 0000008369 00000 н. 0000008554 00000 н. 0000008590 00000 н. 0000009857 00000 н. 0000010343 00000 п. 0000010485 00000 п. 0000010816 00000 п. 0000011713 00000 п. 0000011981 00000 п. 0000013185 00000 п. 0000014360 00000 п. 0000014521 00000 п. 0000015006 00000 п. 0000015134 00000 п. 0000016345 00000 п. 0000017495 00000 п. 0000018356 00000 п. 0000019318 00000 п. 0000020252 00000 п. 0000027837 00000 н. 0000037464 00000 п. 0000043006 00000 п. 0000045676 00000 п. 0000045905 00000 п. 0000046099 00000 п. 0000046995 00000 н. 0000047188 00000 п. 0000047543 00000 п. 0000047739 00000 п. 0000047795 00000 п. 0000048065 00000 п. 0000048156 00000 п. 0000048288 00000 н. 0000048581 00000 п. 0000048692 00000 п. 0000048885 00000 п. 0000049003 00000 п. 0000049125 00000 п. 0000049302 00000 п. 0000049428 00000 п. 0000049544 00000 п. 0000049758 00000 п. 0000049877 00000 п. 0000050053 00000 п. 0000050241 00000 п. 0000050392 00000 п. 0000050525 00000 п. 0000050695 00000 п. 0000050807 00000 п. 0000050967 00000 п. 0000051104 00000 п. 0000051245 00000 п. прицеп ] >> startxref 0 %% EOF 338 0 obj> поток xb``f``d`c`db @

.

Смотрите также

MAXCACHE: 0.84MB/0.00054 sec