Rolul anti-adeziv al mucusului intestinal

Suprafața epiteliului tractului gastro-intestinal al mamiferelor este acoperită cu un strat protector de mucus. Această barieră de mucus produsă de celulele epiteliale specializate este continuă. Formează o barieră fizică între țesutul subiacent și microorganisme, toxinele pe care le produc și alte substanțe potențial dăunătoare prezente în lumenul intestinal. În intestinul normal, eroziunea stratului de mucus de pe partea luminii se datorează acțiunii enzimelor și fricțiunii materialului care este digerat; această eroziune trebuie compensată prin secreții provenite din membrana mucoasă pentru a garanta integritatea barierei.

anti-adeziv


MUCUS: BARIERĂ FIZICĂ

Există două forme de mucus: un gel insolubil în apă (30-450 µm grosime) aderant la mucoasă și un strat vâscos solubil în apă care acoperă gelul.

Componenta principală a mucusului, responsabilă de proprietățile sale visco-elastice și gelifiante este mucina. Diferitele mucine găsite la mamifere au o serie de caracteristici comune:

- Aceștia sunt polimeri mari, compuși din monomeri glicoproteici puternic glicozilați: fiecare monomer poate avea o masă moleculară> 10 ^ 6 daltoni; este format dintr-un nucleu central peptidic înconjurat de o serie de oligozaharide dispuse în formă de tampon.

- Lanțurile laterale cu carbohidrați reprezintă de obicei 80-85% din greutatea mucinei. Acestea constau din galactoză, fucoză, N-acetilgalactozamină, N-acetilglucozamină și acid sialic; pot avea de la 2 la 20 de zaharuri.

- Regiunea glicozilată a nucleului peptidic conține multe repetări de secvențe pereche (fiecare secvență constând din 6 până la 169 aminoacizi, în funcție de tipul de mucină) conținând o cantitate semnificativă de serină și treonină de care sunt atașate oligozaharidele.

- Regiunile neglicozilate sau glicozilate scăzute ale nucleului peptidic, bogate în acizi aspartici și glutamici, conțin multă cistină și au zone hidrofobe.

Lipsa lanțurilor de carbohidrați din aceste regiuni (spre deosebire de regiunile puternic glicozilate) le face sensibile la proteaze bacteriene și endogene.


Polimerizarea monomerilor de mucină are loc prin legături covalente (disulfuri) și prin legături necovalente (hidrofobe) între regiunile peptidice neglicozilate; ajută la formarea unui gel la concentrații de 10-50 mg/ml prin încurcarea sau interdigitarea moleculelor de mucină puternic hidratate.

Structura polimerică a mucinei este critică pentru formarea gelului, deoarece protoliza peptidelor de mucină neglicozilate sau defalcarea chimică a punților disulfură eliberează monomeri glicoproteici care nu gelifică în condiții fiziologice normale.


MUCUS: INHIBITOR DE ADEZIUNE

Mucusul nu este doar o barieră fizică împotriva organismelor prezente în lumenul intestinal, ci este și un inhibitor competitiv al aderenței lor la celulele epiteliale. De exemplu, legarea unei serii de agenți patogeni, cum ar fi Yersinia enterocolitica, Escherichia coli RDEC-1 (model de diaree la iepuri) și Entamoeba histolytica, la izolatele vilozităților intestinale și a colicilor sau a celulelor epiteliale poate fi puternic inhibată de mucusul brut sau de mucină foarte purificată. De asemenea, s-a demonstrat că mucina se leagă de rotavirus și toxina holerei, reducând astfel aderența acestora și efectele lor asupra celulelor țintă. Studiile asupra Y. enterocolitica au arătat că mucusul brut este un inhibitor mai bun al aderenței bacteriene decât mucina purificată, sugerând că alte componente (posibil membranele celulare scalate) ale stratului de mucus ar putea juca un rol în prevenirea aderenței bacteriene la suprafața epiteliului.

S-a postulat că interacțiunile hidrofobe joacă un rol în legarea anumitor bacterii - anumite tulpini de E. coli (CL-49 și RDEC-1) și Ps. Aeruginosa - de mucină. Studiile efectuate pe diferite mucine au arătat că regiunile neglicozilate ale nucleului proteic conțin zone hidrofobe capabile de legare necovalentă cu lipidele. S-a demonstrat că îndepărtarea acestor lipide din mucina intestinului subțire crește aderența agenților patogeni virulenti precum Y. enterocolitica, Ps. Cepacia și E. coli (CL-49), ceea ce sugerează că aceste lipide protejează unii potențiali receptori pentru bacterii pe molecula de mucină; receptori care, în anumite circumstanțe, pot fi expuși. În mod similar, capacitatea H. pylori de a reduce hidrofobicitatea mucoasei gastrice prin descompunerea fosfolipidelor prezente în stratul de mucus poate promova interacțiuni bacteriene cu mucina.