• Ешқандай Нәтиже Табылған Жоқ

Недооцененная барьерная функция слизистого слоя

In document bulbio.enu.kz (бет 95-115)

МРНТИ 34.39.53

Н.А. Кривова

1

*, О.Б. Заева

1

, О.А. Павленко

2

1НИИ биологии и биофизики Томского государственного университета, Томск, Россия

2Сибирский государственный медицинский университет, Томск, Россия

*Автор для корреспонденции: nakri@res.tsu.ru

Н.А. Кривова, О.Б. Заева, О.А. Павленко

Структурные компоненты слизистого слоя – высокомолекулярные гликопротеины

Основная защитная функция слизистого слоя обеспечивается его уникальной и общей для всех открытых систем структурой. Слизистый слой состоит из структурных (высокомолекулярные гликопротеины) и внеструктурных (деградированные гликопротеины, слущенные эпителиальные клетки и их дебрисы, многочисленные включения, в т.ч. внешние патогены, ферменты, бактериофаги, иммуноглобулины и др.) компонентов.

Основным структурным элементом, составляющим слой слизи всех открытых систем, являются высокомолекулярные гликопротеины, содержащие кислые полисахариды (муцины).

Их уникальная структура обеспечивает физико-химические характеристики, которые определяют функции слизи как физического барьера для патогенов, препятствующего их проникновению в организм. В обзоре [6] описаны современные представления о механизмах, с помощью которых обеспечивается барьерная функция слизи: свойства молекулярного сита, захват патогенов, затрудненная диффузия через гель, адгезия к олигосахаридным цепочкам, быстрый обмен (слущивание) слизистого слоя и удаление. Свойства молекулярного сита подразумевают, что нативный слизистый слой проницаем для малых молекул (витамин В12) и непроницаем для больших молекул (миоглобин, пепсин) [7], а нарушения его структуры при деполимеризации гликопротеинов увеличивают его проницаемость [8].

Следует отметить еще одну важную защитную характеристику слизистого слоя. Молекула гликопротеина является поливалентным анионом благодаря наличию отрицательного заряда на терминальных остатках N-ацетилнейраминовой кислоты. У пациентов с язвой или раком желудка было установлена высокая антиоксидантная активность нативной слизи желудка, превышающая этот показатель у здоровых людей, связанная с наличием большого числа деградированных гликопротеинов в слизи желудка [9]. При исследовании антиоксидантной активности полимеризованных и деградированных гликопротеинов слизи отделов пищеварительного тракта собак методом люминол-зависимой хемилюминесценции с использованием в качестве источника радикалов кислорода спиртового раствора DPPH (2,2- diphenyl-1-picrylhydrazyl) установлено, что гликопротеины в полимеризованном и деградированном состоянии в норме обладают высокой антиоксидантной способностью, сравнимой с антиоксидантной способностью плазмы крови [10]. При этом, если учесть огромную площадь слизистого слоя открытых систем и его быстрое обновление (в среднем, 4 раза в сутки), то вклад слизистого слоя пищеварительного тракта в общую антирадикальную защиту организма можно считать достаточно весомым. Наличие антиоксидантной активности слизи было установлено и в слизи морских беспозвоночных [11], которую предлагают как источник природных антиоксидантов, полезных для здоровья человека. Предполагается, что наличие анионов в составе полимеризованных и деградированных гликопротеинов может определять возможную бактерицидную роль слизистого слоя.

Синтез гликопротеинов

Значительная часть исследований синтеза и секреции гликопротеинов слизи была выполнена во второй половине прошлого века на модели слизистого слоя желудка и кишечника, но уже тогда было показано принципиальное сходство в строении гликопротеинов слизи из разных мукоидных секретов (желудочно-кишечный тракт, мочеполовая система, респираторный тракт) [12,13,14].

Биосинтез гликопротеинов начинается с образования полипептидного кора (апомуцина) из аминокислот на поверхности рибосом, затем полипептидный кор включается в цистерны аппарата Гольджи и там происходит его гликозилирование, при этом концы полипептидного кора остаются негликозилированными [15,16]. Многие исследователи были согласны в том, что ВЕСТНИК ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки № 1(138)/2022 95

Недооцененная барьерная функция слизистого слоя

полипептидная часть молекулы гликопротеина сходна по своему составу во всех исследованных образцах слизи [17-20]. Она обычно составляет менее 20% от сухого веса гликопротеина, при этом содержание остатков серина, треонина и пролина составляет около 50% от всех аминокислот.

Содержание остатков цистеина – от 3 до 4%. Позднее был установлен генетический полиморфизм гликопротеинов у разных людей и высказано предположение, что они даже могут использоваться в качестве индивидуальных маркеров [21]. Гликозилирование полипептидной цепочки и состав олигосахаридной цепочки происходит за счет активации системы трансфераз, ответственных за присоединение моносахаров. Активность этих ферментов зависит от рН, времени и концентрации [22], от аминокислотной последовательности и длины полипептидного кора [23], показано также участие цАМФ в синтезе полипептидного кора и его гликозилировании [24]. Обнаруживается плотная упаковка олигосахаридных цепочек вдоль полипептидного кора (апомуцина). В желудке среднем на 1 молекулу гликопротеина приходится 500-600 олигосахаридных цепочек [25,26]. Если полипептидный кор гликопротеинов имеет сходные характеристики своего состава во многих образцах, то гликозилированные участки обнаруживают множественные вариации как в длине и количестве олигосахаридных цепочек, так и в последовательности прикрепления моносахаров [15, 27]. Однако есть и общий признак – расположение на терминальной части олигосахаридных цепочек остатков сиаловой кислоты и фукозы [28,29].

Образование полимерной структуры гликопротеина происходит за счет образования дисульфидных мостиков между остатками цистеина на негликолизированных концах полипептидного кора [30,31]. Возможно, полимеризация начинается в аппарате Гольджи, но завершается она в секреторных везикулах, поэтому секретируются уже полимеризованные гликопротеины [32]. Процесс секреции гликопротеинов слизи в желудке происходит с помощью экзоцитоза, экспульсии или экструзии. В двух последних случаях нарушается целостность апикальной мембраны [33]. После выделения гликопротеинов происходит образование геля слизистого слоя за счет межмолекулярных взаимодействий между боковыми олигосахаридными цепочками выделившихся молекул гликопротеина и молекул гликокаликса (основные игроки – остатки сиаловой кислоты и фукозы), что обеспечивает непрерывность и концентрирование слизистого слоя, а также плотное его прилегание к эпителиальной поверхности [34, 35]. Было показано, что синтез гликопротеинов происходит непрерывно, на образование зрелой полимеризованной молекулы уходит около 1,5 часов [32], непрерывно происходит и секреция гликопротеинов и формирование слизистого слоя [33].

Измерения толщины слизистого слоя показали, что эта величина вполне постоянна в каждом отделе пищеварительного тракта. Несмотря на большие сложности в проведении этих исследований, было показано, что у здоровых добровольцев толщина слизистого слоя желудка составляет в среднем около 180 мкм [36], дальнейшие исследования подтвердили постоянство толщины слизистого слоя и зависимость этого показателя от вида животных и от отдела пищеварительного тракта [37, 38]. Постоянство размеров слизистого слоя возможно лишь в том случае, если процессы синтеза гликопротеинов, образования слизистого слоя и его деградации постоянны и синхронизированы [39].

Деградация полимеризованных гликопротеинов слизистого слоя

Деградация гликопротеинов слизистого слоя происходит за счет разрушения межмолекулярных взаимодействий полимеров гликопротеина и гидролиза боковых олигосахаридных цепочек [40]. В пищеварительном тракте агрессивными факторами для слизистого слоя являются кислота, пепсины, желчь, алкоголь, никотин, некоторые лекарственные средств, обсуждался вопрос об отторжении поверхностной части слизистого слоя за счет перистальтических движений и за счет грубых частиц химуса [40,41, 42].

96 № 1(138)/2022 Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы. Биологиялық ғылымдар сериясы ISSN(Print) 2616-7034 eISSN 2663-130Х

Н.А. Кривова, О.Б. Заева, О.А. Павленко

Регуляция синтеза и секреции гликопротеинов слизистого слоя

Синхронизация процессов синтеза, секреции и деградации слизистого слоя может определяться местными факторами, например, приемом пищи [43] или введением стимуляторов.

Влияние местных стимуляторов синтеза, секреции и деградации гликопротеинов слизистого слоя исследовалось чаще всего в желудке. Было показано, что местные стимуляторы секреции, такие как пентагастрин и карбахолин, введенные совместно, или только пентагастрин, вызывают увеличение секреции гликопротеинов в желудке у собак, причем их полипептидный и олигосахаридный состав соответствует таковому у интактных животных. Из этого следует, что при адекватной стимуляции и вне стимуляции биосинтез гликопротеинов происходит одинаково [44]. Это имеет важное физиологическое значение, поскольку позволяет быстро, без существенной перестройки этапов биосинтеза, увеличивать секрецию гликопротеинов слизистого слоя, возможно, за счет синхронизации активности всех клеток, как это предполагалось для иных секреторных клеток [45, 46]. Вероятно, высокое значение именно местных факторов регуляции слизистого барьера связано с его пограничным расположением между внешней средой и организмом, необходимостью очень быстро реагировать на изменение внешних условий.

Было установлено, что гастрин-высвобождающий пептид вызывает дозозависимую секрецию гликопротеина в трахее кошки [47]. Однако на культуре мукоидных клеток желудка крыс впервые было показано наличие рецепторов к ацетилхолину, гистамину, ПГЕ2 и холецистокинину, но не к гастрину [48]. Полагают, что гастрин может быть инициатором каскада регуляторных сигналов, конечным из которых являются эндогенные простагландины, которые способны непосредственно связываться с мукоидными клетками и стимулировать биосинтез гликопротеинов [49].

На возможности использовать простагландин Е2 в качестве стимулятора секреции гликопротеинов основано применение антиульцерогенного препарата ребамипида, который оказывает цитопротекторное действие на слизистую желудка за счет увеличения содержания простагландина Е2. Ребамипид также обладает способностью удалять свободные радикалы нейтрофилов, снижать перекисное окисление липидов в ткани желудка и предотвращать рецидив язвы желудка, вызванной уксусной кислотой, у крыс [50]. Нормализующее действие ПГЕ2 на синтез олигосахаридной цепочки гликопротеинов было показано и в опытах на собаках.

У этих животных сложно создать модель нарушения слизистого слоя желудка, поэтому это состояние достигалось с помощью перерезки стенки желудка и образования малого Павловского желудочка [51] или после перерезки стенки тонкого кишечника [52]. Эти оперативные вмешательства, связанные с перерезкой стенки желудка или кишечника, вызывают изменения синтеза гликопротеинов слизи, т.е. выраженные нарушения состава олигосахаридных цепочек молекул гликопротеинов. Аппликация ПГЕ2 в дозе 3 мкг/кг на слизистую желудка или кишечника оперированных животных не только увеличивала секрецию гликопротеинов, но и возвращала моносахаридный состав их олигосахаридных цепочек к дооперационному состоянию. При этом нарушений секреторных функций желудка не было отмечено, что делает ПГЕ2 перспективным для сохранения нормальной секреторной и защитной функций желудка [53].

В отношении центральной нервной и гуморальной регуляции данных немного. Было показано, что раздражение симпатических нервов вызывает появление слизи в полости, повышение ее вязкости и плотности, увеличение содержания гексозаминов и сиаловой кислоты [54], а при раздражении парасимпатических нервов увеличивается содержание фукозы в полости [55]. Эти результаты могут быть интерпретированы и с другой стороны: нервная регуляция секреции кислоты в желудке известна давно, а при увеличении секреции кислоты увеличивается ВЕСТНИК ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки № 1(138)/2022 97

Недооцененная барьерная функция слизистого слоя

и кислотный гидролиз гликопротеинов, и происходит соответствующее увеличение содержания свободных моносахаров в полости. Подобный H+-опосредованный механизм мог присутствовать и при иммобилизационном стрессе у крыс, где определялись все углеводные компоненты гликопротеинов в желудочном соке и полостной слизи, а с помощью окраски Alcian blue определяли толщину слизистого слоя в фундальном и пилорическом отделах желудка. Авторы установили, что при стрессе размер слизистого слоя уменьшается в обоих отделах, а в полостной слизи, собранной с помощью 4-часового лигирования привратника, достоверно уменьшается концентрация гексозаминов и сиаловой кислоты. Они предположили, что эти изменения свидетельствуют об уменьшении защитной роли слизистого слоя желудка при имобилизационном стрессе [56].

Современные представления о синтезе муцинов человека основываются на том, что синтез различных гликопротеинов слизи определяется как минимум 17 генами [57, 58, 59], которые регулируются клеточно-тканеспецифическим образом. Тканеспецифичность описана в эпителиальных клетках респираторных путей на уровне сигналов некоторых транскрипционных факторов и изменения экспрессии различных генов муцина [60]. Аберрантная экспрессия генов муцина возможна при различных заболеваниях дыхательных путей, а также под воздействием микробов, микробных токсинов и цитокинов в кишечнике [61].

Вопрос о регуляции синтеза гликопротеинов слизи (муцина) очень важен, поскольку модуляции его олигосахаридной составляющей свидетельствуют о развитии заболеваний. Еще в 1978 году обсуждался вопрос о возможности классификации опухолей, основанных на анализе соотношения отдельных моносахаров в олигосахаридной цепочке гликопротеинов в малигнизированных клетках эпителия [62]. В настоящее время эта точка зрения считается доказанной в отношении многих заболеваний и в т.ч. рака [63, 64]. Как перспективное направление в терапии онкологических заболеваний обсуждается вопрос о возможности ингибирования синтеза отдельных трансмембранных гликопротеинов, которые способствуют трансформации и прогрессированию опухоли.

Однако сложность структуры огромных молекул гликопротеинов и различия в методах, которые используются для ее изучения, не позволяют пока однозначно охарактеризовать признаки изменений, специфичных для разных заболеваний (биохимики, генетики или гистологи говорят на разных языках). Наиболее надежным способом установить индивидуальность гликопротеинов является, по-видимому, определение состава и структуры их олигосахаридных цепочек. Это даст возможность получить надежные маркеры заболеваний, однако представляется очень сложной задачей, включающей как методы выделения нативных гликопротеинов, так и определение их полного моносахаридного состава и его последовательности. Однако есть и вдохновляющие примеры. Так, открытие регуляции синтеза гликопротеинов с помощью ПГЕ2 [49] дало возможность получения антиульцерогенного препарата нового поколения, ребамипида, который обеспечивает эффективную терапию язвы без отрицательных побочных эффектов.

Влияние на синтез и секрецию гликопротеинов со стороны патогенов и комменсалов

Была показана возможность некоторых пробиотиков влиять на экспрессию гликопротеинов и их гликозилирование [65], что подтверждает идею о том, что преимущества пробиотиков частично связаны с их влиянием на слизистый барьер.

Патогены, присутствующие в слизистом слое, по-видимому, также могут участвовать в регуляции состава слизистого слоя. Так, бактерии и вирусы, проникающие в слизистый слой, имеют на внешней поверхности или могут секретировать ферменты, разрушающие полипептидные и олигосахаридные компоненты гликопротеинов для колонизации слизистого слоя [66, 67,68, 69].

98 № 1(138)/2022 Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы. Биологиялық ғылымдар сериясы ISSN(Print) 2616-7034 eISSN 2663-130Х

Н.А. Кривова, О.Б. Заева, О.А. Павленко Для проникновения в клетку хозяина некоторые патогены вирусной природы, в том числе SARS-CoV-2, имеют внешнюю мембрану с шиповидными гликопротеиновыми структурами [70, 71]. Поступление коронавирусов в клетку зависит от связывания вирусных шипов с клеточными рецепторами ACE2 (Angiotensin Converting Enzyme 2) и их активации трансмембранными сериновыми протеазами TMPRSS2 [72]. Но гликопротеиновые структуры шипов на внешней мембране коронавирусов означают, что транспорт их через слизистый слой до контакта с подлежащим эпителием осложняется высокой адгезией с олигосахаридными цепочками гликопротеинов слизи и постоянным обменом (слущиванием) гликопротеинов слизистого слоя.

Очевидно, что при заражении далеко не все вирусные частицы достигают клеточной мембраны.

Слизистый слой как элемент иммунной системы слизистых оболочек

В настоящее время слизистый слой респираторной, пищеварительной и мочеполовой систем рассматривается как элемент иммунной системы слизистых оболочек (MALT), влияющий на структуру и функцию лимфоидной ткани, ассоциированной со слизистой. Основной функцией sIgA является связывание бактерий и вирусов на поверхности слизистых оболочек, препятствующее попаданию патогенов во внутреннюю среду организма. Избирательно проницаемый слизистый барьер действует как внешний сенсорный «орган» иммунной системы слизистой оболочки [5]. Связанные со слизистой оболочкой инвариантные Т-клетки обеспечивают быструю и специфичную реакцию на бактериальные и вирусные инфекции и обеспечивают восстановление тканей [73]. Их функция состоит в том, чтобы действовать как эффекторы в первичном контроле микробной инфекции на участках слизистой оболочки [74].

Определенное влияние на иммунную систему слизистых оболочек имеют и свойства гликопротеинов. Так, они оказывают влияние на адгезию бактериофагов, которые могут участвовать в модулировании иммунного ответа [75]. Несмотря на то, что многие патогенные микроорганизмы имеют эволюционно выработанные механизмы, предназначенные для проникновения в слой слизи [76], иммунная защита организма связана с балансом комменсальных и патогенных микроорганизмов в слизистом слое. Этот баланс поддерживается с помощью сложных взаимодействий между комменсальными и патогенными микроорганизмами, причем комменсалы могут формировать иммунный ответ на патогены [77].

Внеструктурные компоненты слизистого слоя

Масса внеструктурных компонентов слизистого слоя может достигать до 80% от массы сухого нативного слоя [7]. К их числу относят иммуноглобулины, гликопротеины в деградированном состоянии, эпителиальные клетки и их дериваты, бактерии, вирусы и другие включения, поступающие в слой со стороны полости или эпителия [38].

«Секреция слизи поддерживает сложные, процветающие и локальные экосистемы. Гели слизи, образованные секретируемыми муцинами, насыщены клетками, бактериями, питательными веществами, защитными факторами и отходами» (Mucus secretions sustain complex, thriving, and local ecosystems. Mucus gels, formed by secreted mucins, are loaded with cells, bacteria, nutrients, protective factors, and wastes) [4]. При этом комменсальные и патогенные микроорганизмы находятся в конкурирующих взаимодействиях. Так, комменсальный назальный штамм Staphylococcus lugdunensis продуцирует в слизистый слой носа антибиотик лугдунин, который предотвращает стафилококковые и некоторые другие инфекции [78].

В слизистом слое присутствуют также ферменты вирусной и бактериальной природы, ферменты, выделяющиеся эпителиальными клетками, трипсиноподобная протеаза [79] и могут присутствовать ферменты пищеварительного тракта, поступающие из кровеносного русла.

ВЕСТНИК ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки № 1(138)/2022 99

Недооцененная барьерная функция слизистого слоя

Циркулирующие ферменты пищеварительного тракта в защитной функции слизистого слоя

Начиная с середины 19 века, исследуется циркуляция ферментов пищеварительного тракта.

Этому посвящены работы В.Н. Болдырева, Г.К. Шлыгина, Г.Ф. Коротько, С. Pотмана и других [80, 81, 82,83, 84].

Описаны механизмы дуакринной (экзоэндокринной) секреции пищеварительных ферментов, трансцеллюлярный транспорт ферментов из протоков пищеварительных желез, возможно попадание ферментов в кровь вследствие некроза гландулоцитов пищеварительных желез, в экспериментальных условиях показана высокая прямая корреляция между ферментативной активностью плазмы крови и кишечного сока [81,82, 85]. Циркулирующие с кровотоком гидролазы находятся в разных состояниях: зимогены и активированные протеазы, связанные и не связанные с ингибиторами (ингибиторами протеаз являются α1-ингибитор протеаз и α2-макроглобулин).

Показаны примеры участия пищеварительных ферментов в различных функциях систем организма. Например, циркулирующие с кровотоком гидролазы участвуют в обмене веществ организма, были установлены анаболический эффект парентерально введенных пепсиногена, трипсиногена, амилазы и их включение в скелетные мышцы и органы пищеварения [86].

Гидролазы пищеварительных желез из кровотока рекретируются в состав молока лактирующих женщин и принимают участие в аутолитическом пищеварении – гидролизе нутриентов молока в еще не окончательно морфофункционально сформированном пищеварительном тракте ребенка.

Во второй половине беременности циркулирующие гидролазы участвуют в формировании гидролитическиой активности околоплодных вод и обнаруживаются в пищеварительном тракте плода [87, 88, 89]. В слизистой оболочке нижних отделов половых путей установлено присутствие α-амилазы, участвующей в переработке гликогена [90, 91].

В последние годы модулирующая роль протеаз исследуется в связи с открытием протеазо- активируемых рецепторов повсеместно во многих органах различных систем [92] Установлено, что клеточные ответы на внеклеточную среду управляются обширным семейством рецепторов клеточной поверхности, которые активируются протеазами и связаны с G-белком мембран (GPCR). Протеазы, такие как трипсин, катепсин и др., расщепляют внеклеточный N-концевой домен GPCR, активируя клеточный рецептор [93, 94]. Недавно было показано, что в эпителиальных клетках респираторной системы, в перицеллюлярной и внеклеточной среде установлена трипсин-подобная протеаза дыхательных путей человека (HAT), которая запускает специфические ответы, включая, в частности, продукцию воспалительных цитокинов, рекрутирование воспалительных клеток или антикоагулянтные процессы. Предполагается участие этой протеиназы в физиологии дыхания и заболеваниях. [79]. В настоящее время доказано регулирующее влияние протеаз на такие реакции, как боль, воспаление, сократимость сердца, зрение и обоняние. GPCRs регулируют это множество событий посредством GPCR- активации, -десенсибилизации и -ресенсибилизации [95].

Таким образом, циркулирующие ферменты пищеварительного тракта с одной стороны являются естественной энергосберегающей технологией, позволяющей минимизировать затраты организма на постпрандиальный синтез ферментов de novo [84], а с другой - участвуют во многих регуляторных и метаболических реакциях организма [92].

Предполагается, что циркулирующие ферменты пищеварительного тракта могут участвовать и в механизмах антимикробной защиты слизистого слоя открытых систем. Поступая в слизистый слой, они: 1) деградируют вирусные и бактериальные частицы из внешней среды; 2) деградируют также и сам слизистый слой, обеспечивая его быстрое слущивание и обмен, удаляя таким образом патогены от слоя эпителиальных клеток [6]. Первое положение можно проверить,

100 № 1(138)/2022 Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы. Биологиялық ғылымдар сериясы ISSN(Print) 2616-7034 eISSN 2663-130Х

Н.А. Кривова, О.Б. Заева, О.А. Павленко если проанализировать коморбидность между инфекционными заболеваниями и заболеваниями пищеварительной системы. Было бы полезно провести прямое определение присутствия ферментов на слизистом слое, например, респираторной системы, как основных ворот инфекции. Можно было бы проверить возможное снижение заболеваемости после применения назальных спреев, содержащих ферменты поджелудочной железы или препаратов с вирулицидным действием (например, в РФ для этой цели используется, в частности, оксолиновая мазь). Второе положение может быть подтверждено прямыми субмикроскопическими исследованиями слизистого слоя в респираторной системе.

Заключительные замечания

Изучение свойств слизистого слоя является важной областью, которая может дать представление о его составе (полимеризованных гликопротеинах и всех внеструктурных включениях) и вероятных механизмах, которые составляют барьерную функцию слизи и могут быть использованы для предотвращения инфекции [4,5]. Очевидно, человеческий организм так хорошо развился в эволюционном плане, что в нормальном состоянии заражение внешними патогенами весьма необычно. Об этом также свидетельствует тот факт, что даже во время крупных пандемий в любой популяции есть люди, не подверженные заражению. Существующие статистические данные, такие как данные Центра по контролю и профилактике заболеваний CDC, подтверждают, что даже особо агрессивные инфекции, такие как ВИЧ, SARS и COVID-19, никогда не заражали 100% населения. Интегрирующая роль пищеварительного тракта в функционировании организма может быть дополнена тем фактом, что именно в пищеварительной системе первых многоклеточных организмов в ходе эволюции была впервые обнаружена уникальная структура гликопротеинов, которые составляют эффективную и безопасную защитную функцию слизистого слоя. Пищеварительная система участвует в регуляции многих (почти всех) систем организма. Возможно, что циркуляция ферментов пищеварительного тракта в кровотоке обеспечивает деградацию патогенов в других открытых системах. Этот механизм является малоизученным, пока установлено только присутствие α- амилазы в слизистой половых путей [90, 91], но дальнейшие исследования могут дать новые знания, которые помогут исключить развитие вирусных и бактериальных эпидемий или существенно ограничить их.

В современных условиях вирусной пандемии может быть важным изучение коморбидности вирусных заболеваний и заболеваний пищеварительного тракта, включая заместительную терапию с использованием ферментных препаратов, улучшающих пищеварение. Исследования нормального состава пищеварительных ферментов в слизистом слое верхних дыхательных путей могут помочь разработать дополнительные защитные средства для дыхательной системы и обеспечить необходимый и достаточный уровень пищеварительных ферментов, которые могут уничтожить патогены вирусной и бактериальной природы без нарушения целостности слизистых оболочек дыхательной системы. Учитывая, что перенос вирусов в слизистом слое замедляется, рекомендуется наряду с другими гигиеническими процедурами использовать влажную протирку слизистой оболочки носа.

Присутствие свободных радикалов в молекулах полимеризованных и деградированных гликопротеинов слизистого слоя также требует дальнейших исследований для определения их возможной бактерицидной активности и их роли в защите организма от внешних патогенов. По- видимому, вирулицидное действие могут иметь и свободные радикалы. Так, некоторые предлагаемые противовирусные препараты включают компоненты с антиоксидантным действием для нарушения белкового и липидного компонентов мембран вирусных частиц и предотвращения контакта патогенов с эпителиальными клетками [96, 97].

Следовательно, дальнейшие исследования физиологических механизмов барьерной функции слизистого слоя и дальнейшее понимание механизмов, используемых вирусом для ВЕСТНИК ЕНУ имени Л.Н. Гумилева. Серия Биологические науки № 1(138)/2022 101

Недооцененная барьерная функция слизистого слоя

проникновения в клетку-хозяин, могут дать обоснование для новых средств ограничения вирусных эпидемий, что особенно важно в настоящее время.

Список литературы

1. Sørensen K., McCourt P., Berg T., Crossley C., Le Couteur D., Wake K. Smedsrød B. The scavenger endothelial cell: a new player in homeostasis and immunity //Am. J. Physiol. Regul. Integr.

Comp. Physiol. - 2012. - Vol. 303(12). - P. 1217-1230. DOI: 10.1152/ajpregu.00686.2011.

2. Bakshani C.R., Morales-Garcia A.L., Althaus M., Wilcox M., Pearson J.P., Bythell J.C., Burgess J.G. Evolutionary conservation of the antimicrobial function of mucus: A first defence against infection //NPJ Biofilms Microbiomes. - 2018. - Vol. 4. - Р. 14.

3. Sperandio B., Fischer N., Sansonetti P.J. Mucosal physical and chemical innate barriers:

Lessons from microbial evasion strategies //Semin Immunol. - 2015. - Vol. 27. - P. 111-118.

4. Cone R.A. Mucus. In: J. Mestecky, J.R. McGhee, L. Mayer, et al., eds. Mucosal Immunology.

- New York: Academic Press, 2005. Р. 49-72.

5. Cone R.A. Barrier properties of mucus //Adv.Drug Deliv. - 2009. - Vol. 61. - P. 75-85.

6. Carlson T.L., Lock J.Y., Carrier R.L. Engineering the Mucus Barrier //Annu. Rev. Biomed. Eng.

- 2018. - Vol. 20. - Р. 197-220.

7. Allen A., Bell A., Mantle M., Pearson J.P. The structure and physiology of gastrointestinal mucus. In: E.N. Chantler, J.B. Elder, M. Elstein, eds. Mucus Health and Disease. - New York, London:

Plenum Press, 1982. - P. 115-134.

8. Ferry D.M., Butt T.M., Broom M.F., Hanter J., Chadwick V.S. Bacterial chemotactic oligopeptides and the intestinal mucosal barrier //Gastroenterol. - 1989. - Vol. 97(1). - Р. 61-67.

9. Bochkareva N.V., Kondacova I.V., Krivova N.A., et al. Exstracellular antioxidants in gastric precancerous conditions and gastric cancer //Journal of BUON (Balcan Union of Oncology). - 1998.

- Vol. 1. - Р. 61-66.

10. Krivova N.A., Zaeva O.B., Lapteva T.A., Svetlichnyǐ V.A. Study of interactions between the glycoprotein composition and the antioxidant activity of parietal mucus of the gastrointestinal tract //Rus. J. Physiol. - 2008. - Vol. 94(11). - Р. 1316-1324.

11. Stabili L., Licciano M., Giangrande A., et al. First Insight on the Mucus of the Annelid Myxicola infundibulum (Polychaeta, Sabellidae) as a Potential Prospect for Drug Discovery //Mar.

Drugs. - 2019. - Vol. 17(7). - Р. 396.

12. Oates G., Rossbottom A.C., Schrager A.J. The composition of human gastric mucus //Mod.

Prob.l Paediat. - 1977. - Vol. 19. - Р. 11-21.

13. Allen A. Structure of gastrointestinal mucus glycoproteins and the viscosity and gel- formation properties of mucus //Brit. Med. Bull. - 1978. - Vol. 34. - Р. 28-33.

14. Clamp J., Allen A., Gibbons R.A., Roberts G.P. Chemical aspects of mucus //Brit. Med. Bull.

- 1978. - Vol. 34(1). - Р. 25-41.

15. Allen A., Leonard A. Mucus structure //Gastroenterol. Cl. Biol. - 1985. - Vol. 9 (12 bis). - Р. 9-12.

16. Schachter H. Glycoprotein biosynthesis. In: M Horowitz ed. The glycoconjugates, v.2,

Mammalian glycoproteins, glycolipids and proteoglycans. - New York: Academic Press, 1978.

- Р. 87-181.

17. Kopacz-Jodczyk T., Zwierz K., Galasinski W. The biosynthesis of glycoconjugates from galactose in the human gastric mucous membrane //Biochem. Med. - 1984. - Vol. 32(3). - Р. 375-378.

102 № 1(138)/2022 Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы. Биологиялық ғылымдар сериясы ISSN(Print) 2616-7034 eISSN 2663-130Х

In document bulbio.enu.kz (бет 95-115)