Nyckeln till din hälsa och livslängd kan ligga i något du förmodligen aldrig har hört talas om förut:glykokalyxen. Galet att tro att något så få av oss har hört talas om kan ha en så djupgående inverkan på vår hälsa, så låt oss gå in på det.
I den här artikeln kommer vi att undersöka vad de glycocalyx är, nyare forskning avslöjar om denna mikroskopiska struktur, och hur det kan vara den mest förbisedda, men ändå kritiska faktorn för god hälsa.
Under decennier har organisationen av glykokalyxen och dess samspel med celltillståndet förblivit gåtfull. Detta förändrades de senaste åren. Senaste forskningen har visat att glykokalyxen är en organell av vital betydelse, aktivt involverad i och funktionellt relevant för olika cellulära processer, som kan riktas direkt i terapeutiska sammanhang. Denna recension ger en kort introduktion till glykokalyxbiologi och beskriver de specifika utmaningar som forskningen står inför. Därefter diskuteras den traditionella synen på glykokalyxens roll innan flera nya genombrott inom glykokalyxforskningen kartläggs. Dessa resultat exemplifierar en för närvarande utspelad större bild av glykokalyxens roll som en fundamental cellulär
Vad är Glycocalyx?
Glykokalyxen är ett tätt lager av sockermolekyler och de proteiner och fetter som de fäster på som täcker de yttre membranen av alla celler i våra kroppar. Ordet glycocalyx betyder bokstavligen "sockercoat" (glykys =söt, kalyx =skal), och syftar på dess kolhydratsammansättning.
Under ett elektronmikroskop framträder glykokalyxen som en tunn, luddig beläggning.
Glykokalyxen är den hårformade substansen som ses ovan. Källa:Nätbibliotek
Medan vissa funktioner hos glykokalyxen inte har varit några på årtionden, upptäcktes många av dess viktiga funktioner först nyligen.
Men glykokalyxen är ansvarig för många andra kritiska funktioner:
- Reglera cirkulationen för att antingen öka eller minska blodflödet
- Skydd:Dämpar cellernas plasmamembran och skyddar mot kemisk skada.
- Reglerar inflammation:Glycocalyx-beläggning på endotelväggar i blodkärl förhindrar att leukocyter binder.
- Fertilitet:Gör det möjligt för spermier att känna igen och binda till ägg.
- Embryonutveckling:Leder embryonala celler till destinationer i kroppen.
- Immunitet mot infektion:Gör det möjligt för immunsystemet att känna igen och attackera. främmande organismer.
- Försvarar mot cancer:Förändringar i glykokalyxen hos cancerceller gör att immunsystemet kan känna igen och förstöra dem.
- Transplantationskompatibilitet:Bildar grunden för kompatibilitet för vävnadstransplantationer, organtransplantationer och blodtransfusioner.
- Cellvidhäftning:binder samman celler och förhindrar att vävnader faller isär.
Varför hör jag om det här just nu?
Konceptet med glykokalyxen går tillbaka till 1940-talet, även om dess struktur var omöjlig att observera vid den tiden. Det var inte förrän decennier senare som elektronmikroskop blev tillräckligt kraftfulla för att fånga glykokalyxen i aktion.
Glykokalyxen är svår att färga och visualisera, och försvinner när vävnadsprover tas bort för studier. I tider av chock kan glykokalyxen faktiskt skingras, vilket gör det ännu svårare att hitta.
De kommande decennierna såg forskare sträva efter att lära sig mer om glykokalyxen och dess funktioner. Vissa teoretiserade initialt att glykokalyx bildade en matris med siktningsegenskaper på kapillärväggar.
Sedan dess har elektronmikroskopi fångat närvaron av glykokalyx som täcker den luminala sidan (innersidan) av kapillärväggarna, även om dess fulla funktion fortfarande är okänd.
Glykokalyxen fungerar som en "kudde" för röda blodkroppar. Källa:Lymphatic Network
Glykokalyxen består huvudsakligen av kolhydrater, men det är inte allt den innehåller. Den innehåller också signalmolekyler som cytokiner, kemokiner, receptorer och tillväxtfaktorer, såväl som olika enzymer, inklusivesuperoxiddismutas (SOD). Alla dessa interaktioner är viktiga för cellfunktion, underhåll och kommunikation.
Så nu vet vi lite om vad glykokalyxen är gjord av. Men vad gör det?
3 viktiga sätt som din glycocalyx håller dig frisk på
Tänk på glykokalyxen som en cellulär gatekeeper. Precis som en grindvakt håller inkräktare ute, skyddar och skyddar glykokalyxen några av de känsligaste cellerna i din kropp.
Hur? Dels genom att arbeta med immunförsvaret för att skydda kapillärer från inkräktare. Skadade eller giftiga celler har ofta fått sin glykokalyx borttagen - ett bevis på dess skyddande förmåga.
Fördelarna med glykokalyxen kan delas in i tre huvudkategorier:
- Kardiovaskulärt skydd
- Hormonreglering
- Ökat blodflöde
Kardiovaskulärt skydd
Glykokalyxen skyddar kapillärerna som ger näring åt varje cell i våra kroppar och utgör 99% av cirkulationssystemet.
Kapillärer är små blodkärl som levererar näringsämnen och tar bort avfall från svåråtkomliga platser. Kapillärer är inte bara ihåliga rör som låter blod flöda genom dem - de är levande strukturer som utbyter näringsämnen. En genomsnittlig vuxens kropp innehåller nästan 100 000 miles av dem!
Med varje hjärtslag transporterar kapillärerna viktiga näringsämnen och syre till varje cell - och glykokalyxens närvaro underlättar allt.
Här är flera sätt som denna struktur skyddar kardiovaskulär funktion:
- Dess anti-vidhäftande egenskaper förhindrar blodplättar från att koagulera och leukocyter från att fastna på kärlväggar. Förebyggande av leukocytadhesion är särskilt viktigt eftersom leukocyter rör sig från plats till plats efter behov. Glykokalyxen lägger i princip ytterligare ett lager till denna mycket viktiga immunfunktion.
- Det är involverat i extracellulär signalering (d.v.s. cell-till-cell-kommunikation), vilket kan försämra tillväxten av cancerceller i hela det kardiovaskulära systemet.
Hormonreglering
Glykokalyxen är en betydande mediator för produktion av kväveoxid (NO) från endotelceller.
Glykokalyxen verkar utsätta endotelceller för precis tillräckligt tryck för att utlösa NO-produktion. NEJ, i sin tur, "informerar" muskelcellerna runt ett blodkärl att dra ihop sig eller slappna av och på så sätt dra ihop sig eller vidga kärlet, för att reglera blodflödet."
Kväveoxid är också involverad i att reglera flödet av näringsämnen och syre. Utan en frisk glykokalyx, äventyras denna reglering.
Glykokalyxens effekt på kväveoxid betyder att den har en nedströmseffekt på andra hormoner, inklusive koldioxid, som arbetar med syre för att optimera din kropps syresättningsnivåer.
Ökat blodflöde
Glykokalyxen kan också öka blodflödet, delvis tack vare dess förmåga att förmedla kväveoxid. Det finns andra fördelar för cirkulation också:
- Låter kroppen engagera fler av sina kapillärer, leverera mer näringsämnen till och/eller ta bort avfall från organ vid behov.
- Skyddar endotelcellerna från direkt tryck orsakat av blodflödet och hjälper till att reglera deras form.
- Reglerar blodkärlens permeabilitet och förhindrar ett ökat inflöde av proteiner, vatten och andra blodburna ämnen som lågdensitetslipoprotein ("dåligt" kolesterol).
Varför glycocalyx hälsa är så viktig
Enkelt uttryckt är glykokalyxen avgörande för att skydda cirkulationssystemets hälsa.
Cirkulationshälsa har i sin tur många nedströmsfördelar.
Det finns dock ett potentiellt problem:glykokalyxen är känslig. Och även om den försämras naturligt med tiden eller under vissa stressande händelser, kan denna process förvärras av andra faktorer, inklusive:
- Kolhydratrik kost
- Brist på motion
- Genetiska faktorer
- Kronisk inflammation
- Högt blodtryck
- Rökning
- Trauma
- ARDS
- COVID-19
Skador på glykokalyxen kan också orsaka utsöndring av antioxidantenzymet SOD, som omvandlar reaktiva syreämnen (ROS) till väteperoxid. Utan SOD förskjuts balansen av endotelet till ett pro-oxidant, hyperinflammatoriskt tillstånd.
Dessutom kan skador på glykokalyxen leda till ytterligare trauma på det vaskulära endotelet, vilket leder till läckande kapillärer som kan förlora funktion och/eller dö av.
Vilka sjukdomar har kopplats till glykokalyxskada?
Utan de livsviktiga näringsämnena och syret som tillförs av kapillärerna svälter vävnader och vitala organ. Nedsatt vävnadsperfusion har upprepade gånger visat sig vara grundorsaken till allvarliga sjukdomar och hälsokomplikationer, inklusive men inte begränsat till:
- Sepsis
- Diabetes (typ 1 och typ 2)
- Hjärtsvikt
- Lungsjukdom
- Njursjukdom
- Stroke
- Demens
- Tidigt debuterande havandeskapsförgiftning
- Inflammatoriska störningar
- Progression av cancer
Tyvärr uppskattar medicinska forskare att en stor andel av världens befolkning påverkas av nedbrytning av glykokalyx.
Åderförkalkning
Som vi diskuterade tidigare kan inflammation utlösa endotelglykokalyxen att skingras, vilket bara främjar ytterligare inflammation.
Denna avledning kan tillåta "dåligt" kolesterol att komma in i blodomloppet, bli oxiderat och bilda ett lipidlager. Detta främjar ytterligare utsöndringen av glykokalyxen. Så småningom börjar leukocyter och andra typer av vita blodkroppar som kallas monocyter och lymfocyter att infiltrera intima eller innersta beläggningen av endotelet.
När monocyter väl kommer in i intima blir de makrofager, som konsumerar oxiderat LDL-kolesterol för att bilda en fibrös lock, och därigenom stabilisera placket. Om denna fibrösa mössa störs kan det leda till kardiovaskulära händelser som hjärtinfarkt och stroke.
De steg som beskrivs ovan är mycket förenklade versioner av den komplexa process som är åderförkalkning. Det är dock uppenbart att glykokalyxen spelar en avgörande roll för att motstå uppbyggnaden av plack och hålla blodkärlen friska.
Varför en högkolhydratdiet skadar glycocalyx
Att äta en kost med mycket kolhydrater kan orsaka problem genom att orsaka toppar i blodsockernivån.
I en forskningsstudie minskade endast 6 timmars exponering för högt blodsocker glykokalyxvolymen med hela 50 %. Forskargruppen krediterade högt blodsockers skadliga effekter till ökad oxidation och inflammation. Detta bekräftades när de infunderade glukos med en stark antioxidant och glykokalyxvolymen förblev oförändrad.
Med tanke på att glykokalyxskada anses vara det "första steget" mot aterosklerotiska problem av alla slag, är hastigheten med vilken högt glukos kan minska glykokalyxvolymen ögonöppnande.
Högt blodsocker kan också få mitokondrierna (energifabrikerna i varje cell) att överproducera för många fria radikaler, inklusive reaktiva syrearter (ROS). ROS är nyckelsignalmolekyler som reglerar de naturliga inflammatoriska reaktionerna i våra kroppar.
I ett hälsosamt system släcker antioxidanter ROS när de inte längre är nödvändiga, men för många och kroniskt höga ROS kan leda till oxidativ stress, DNA-skador och så småningom kroniska sjukdomar som cancer och hjärtsjukdomar, bland många andra.
Kort sagt, en kost med hög kolhydrater kan förstöra glykokalyxen – och din hälsa.
Hur man äter för din glycocalyx
Med tanke på dess betydelse kan glykokalyxen fungera som ett lovande mål vid behandling av kroniska sjukdomar. Forskare har undersökt sätt att regenerera och/eller skydda glykokalyxen.
I avsaknad av några nya genombrott känner vi dock till ett säkert sätt att skydda din glykokalyx från nedbrytning:ät en diet med låg kolhydrathalt och hög fetthalt, helst en diet för köttätare.
När kolhydratintaget minskar kommer blodsockernivåerna att stabiliseras, vilket förhindrar skador på glykokalyxen och dess känsliga glykolipider och glykoproteiner.
Vissa kosttillskott kan också hjälpa till att upprätthålla en hälsosam glykokalyx. Dessa inkluderar:
- Hyaluronsyra
- N-acetylcystein (NAC)
- Kondroitinsulfat
- Kväveoxidförstärkare
- Aktiverat protein C
- Hydrokortison
- Progesteron
Även om dessa kosttillskott kan fungera, bör de inte användas som en plåsterlösning. Överväg att ta den holistiska vägen - äta en närande, antiinflammatorisk kost - först. Och rådfråga alltid en sjukvårdspersonal innan du gör drastiska förändringar.
The Takeaway
Forskare fortsätter att lära sig hur viktig glykokalyxen är för det kardiovaskulära systemet och för allmän hälsa.
Ju mer de lär sig, desto tydligare blir farorna med vanlig socker- och stärkelsekonsumtion. Som vi har sett kan hyperglykemi bryta ner kapillärernas glykokalyxhölje i förtid. Denna enkla men allvarliga händelse kan mycket väl förklara den höga andelen hjärt- och kärlsjukdomar som ses i vårt land.
Tack och lov är det lika enkelt att skydda dig som att skydda din glykokalyx. Du kan komma igång genom att minska din konsumtion av bearbetade kolhydrater och fokusera på hälsosamma fetter och proteiner. Stressreducerande metoder som promenader, yoga, uppmärksam ätande och meditation kan också hjälpa.
Ta hand om din glykokalyx, så kommer den att ta hand om dig.
