Zinātnieki pirmo reizi ir novērojuši gļotu slepeno spēju pakļaut baktērijas

(PraewBlackWhile/iStock)

Mēs visi esam pilni ar gļotām, un ne tikai tāpēc, ka ir klāt aukstā sezona. Mūsu ķermeņi katru dienu ražo svaigu litru gļotu, lai pārklātu mūsu ejas un traktātus. Gļotas var būt rupjas, taču to nelīdzenums maskē, cik noderīgas tās ir.

Pētījums, kas publicēts pirmdien Dabas mikrobioloģija parāda vienu no gļotu negaidītajām labvēlīgajām īpašībām: gļotas satur cukurus, kas kontrolē potenciāli kaitīgos mikrobus.

Biofiziķis Katrīna Ribeka Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā ir pavadījis vairāk nekā desmit gadus, pētot bioķīmiju, kas notiek gļotās.

'Gļotas izraisīja manu interesi, jo tieši šis ārkārtīgi maz izpētītais materiāls mūsu ķermenī aizņem lielu virsmas laukumu,' sacīja Ribeks. Gels ieeļļo barības vadu, izklāj kuņģi, palīdz spermatozoīdi pārvietojas garām dzemdes kaklam un aizsargā deguna audus.

Ribbeka un viņas kolēģi pēta savienojumus, ko sauc par mucīniem gļotās. Mucīni ir gari polimēri vai molekulārās ķēdes, kas ir blīvi nosētas ar cukuriem. Tās 'izskatās kā mazas pudeļu birstes,' sacīja Ribeks, izņemot sari ar cukura molekulām, kur būtu ūsas.

'Gļotas pārāk ilgi tiek uzskatītas par kaitīgām sabiedrībā, bet arī medicīnā,' sacīja Gunārs K. Hansons , kurš pēta mucīna savienojumus Gēteborgas Universitātē Zviedrijā un nebija jaunā darba komandas loceklis.

'Gļotas un mucīnu izpēte ir ārkārtīgi sarežģīta, un tā atpaliek no gandrīz visiem citiem biomedicīnas pētījumu veidiem.'

Mācību grāmatā aprakstītais gļotu modelis — filtrs, kas notver un iznīcina mikrobus — nav pilnīgi precīzs.

'Mēs pievienojām mikrobus gļotām un redzējām, ka tie vispār netiek iesprostoti,' sacīja Ribeks.

Gļotu globulī brīvi peld baktērijas, ko zinātnieks raksturo kā 'planktonisku'. Tas palīdz mūsu imūnsistēmai. Pretstatā daudzām baktērijām, kas sakrājušās grūti caurduramos puduros, vientuļš dreifētājs ir vieglāks mērķis imūnās šūnām.

Bet ne visas baktērijas ir jānogalina. Faktiski tikai neliela daļa ir kaitīgas. 'Mums ir triljoniem mikrobu, kas aug mūsu ķermeņa ārpusē un iekšpusē,' sacīja Ribeks. Mikroorganismi, kas dzīvo gremošanas trakta gļotās, piemēram, palīdz pārstrādāt pārtiku.

'Mēs nodrošinām mikrobus mājās, un pretī viņi sniedz pakalpojumu,' sacīja Ribeks. Viņai bija aizdomas, ka gļotas varētu būt daļa no procesa, kas pieradina baktērijas par draudzīgākiem iemītniekiem.

Kelsija Vīlere, doktorante no Ribbekas laboratorijas un darba līdzautore, sacīja, ka iepriekšējie pētījumi parādīja, ka attīrīti mucīni neļāva vairāku veidu potenciāli kaitīgiem mikrobiem salipt.

Viņa teica, ka jaunais pētījums ir pirmais, kas 'identificē, ka glikāna komponents' - tas nozīmē, cukuri, kas uzpotēti mucīniem - 'ir atbildīgs par antagonistiskas mikrobu uzvedības nomākšanu'.

Zinātnieki izmantoja vairākus eksperimentus, lai pārbaudītu gļotu spēku. Viņi iekļāva mikrobus gļotu slāņos, ko Ribeks sauca par 'trīsdimensiju gļotu matricu'.

Viņi kultivēja baktērijas līdzās cilvēka epitēlija šūnām un gļotu cukuriem. Un viņi izmantoja cukuru, lai dziedinātu inficētas apdeguma brūces cūkām. (Lai savāktu pietiekami daudz gļotu, lai pētītu, pētnieki savāca cilvēka siekalu ziedojumus un izkasīja cūku zarnas.)

Vīlers, Ribeks un viņu kolēģi pārbaudīja, kā cukuri mijiedarbojas ar baktērijām, ko sauc Pseudomonas aeruginosa . Mikrobs parasti neizraisa slimības, izņemot gadījumus, kad tas inficē cilvēkus ar cistisko fibrozi vai traucētu imūnsistēmu.

Zinātnieki vēlējās uzzināt, vai cukuri darbojas paši, tāpēc viņi izkratīja glikānus no polimēra. (Iedomājieties, ka nogriežat ūsas no pudeļu birstes.) Pseidomonas reaģēja uz cukuriem, kļūstot mazāk infekcioziem.

Gļotu savienojumi nomāca dažādus ģenētiskos ceļus baktērijās, tostarp faktorus, kas saistīti ar citu mikrobu nogalināšanu, toksīnu sekrēciju, šūnu-šūnu komunikāciju un kopu veidošanos.

Gļotu cukuri ir 'kā laumiņu putekļi', sacīja Ribeks. 'Ak, dievs, viņi ir tik aktīvi.'

Pediatrijas profesors Larss Bode , kurš pēta cukurus mātes piens Kalifornijas Universitātē Sandjego un nebija iesaistīts šajā pētījumā, viņu ieinteresēja šīs spējas.

Mātes pienā ir daudz mazu cukura molekulu ar līdzīgām struktūrām, kuras, pēc Bodes domām, var radīt līdzīgu ietekmi, kad tās tiek nodotas no mātes zīdainim.

'Tā vietā, lai lietotu antibiotikas, kad šīs lietas vēršas pret mums, kāpēc mēs vispirms neliedzam tām vērsties pret mums?' Bode teica.

Pētījumi, kas vēl nav publicēti, liecina, ka cukuri var pieradināt cita veida mikroorganismus, tostarp raugu un baktērijas Streptococcus mutans, sacīja Ribeks. Viņa teica, ka zinātnieku sajūsmināja šo molekulu terapeitiskais potenciāls, jo vairāk baktēriju kļūst rezistentas pret zālēm, kuru mērķis ir tās nogalināt.

'Mainīt viņu spēju izraisīt infekcijas varētu būt patiešām spēcīga stratēģija,' sacīja Ribeks. Sauciet to par stulbuma pieradināšanu.

© 2019 The Washington Post

Šo rakstu sākotnēji publicēja The Washington Post .

Populārākas Kategorijas: Sabiedrību , Veselība , Fizika , Daba , Viedoklis , Dabu , Tech , Skaidrotājs , Neklasificēts , Cilvēkiem ,

Par Mums

Neatkarīgu, Pārbaudītu Faktu Publicēšana Par Veselību, Telpu, Dabu, Tehnoloģijām Un Vidi.