あなたの健康と長寿の鍵は、これまで聞いたことのないもの、つまりグリコカリックスにあるかもしれません。私たちのほとんどが聞いたことのない何かが私たちの健康にこれほど深刻な影響を与える可能性があると考えると信じられないので、それに入りましょう.
この記事では、グリコカリックスとは何か、最近の研究で明らかになったこの微視的構造、そして最も見過ごされがちですが、健康にとって重要な要素である可能性について考察します.
何十年もの間、グリコカリックスの構成と細胞状態との相互作用は謎のままでした。これは近年変化しました。最新の研究は、グリコカリックスが重要なオルガネラであり、さまざまな細胞プロセスに積極的に関与し、機能的に関連しており、治療の文脈で直接標的とすることができることを示しています。このレビューでは、糖衣の生物学を簡単に紹介し、糖衣研究が直面する特定の課題について説明します。次に、糖衣研究におけるいくつかの最近のブレークスルーを調査する前に、糖衣の役割に関する従来の見解について説明します。これらの結果は、基本的な細胞としてのグリコカリックスの役割について現在展開されている全体像を例示しています
グリコカリックスとは?
グリコカリックスは、糖分子とそれらが付着するタンパク質と脂肪の密な層であり、私たちの体のすべての細胞の外膜を覆っています.グリコカリックスという言葉は文字通り「糖衣」を意味し (glykys =甘い、kalyx =殻)、その炭水化物組成を指します。
電子顕微鏡下では、グリコカリックスは薄くぼやけたコーティングとして見えます。
グリコカリックスは、上に見える毛の形をした物質です。出典:オンライン ライブラリ
グリコカリックスのいくつかの機能は何十年にもわたって知られていませんでしたが、その重要な機能の多くは最近発見されたばかりです.
しかし、グリコカリックスは他の多くの重要な機能を担っています:
- 循環を調節して血流を増加または減少させる
- 保護:細胞の原形質膜を緩衝し、化学的損傷から保護します。
- 炎症を調節する:血管内皮壁のグリコカリックス コーティングは、白血球の結合を防ぎます。
- 生殖力:精子が卵子を認識して結合できるようにします。
- 胚発生:胚細胞を体内の目的地に導きます。
- 感染に対する免疫:免疫システムが認識して攻撃できるようにします。外来生物。
- がんに対する防御:がん細胞のグリコカリックスの変化により、免疫システムがそれらを認識して破壊できるようになります。
- 移植適合性:組織移植片、臓器移植、および輸血の適合性の基礎を形成します。
- 細胞接着:細胞を結合させ、組織がバラバラにならないようにします。
なぜ今このことについて聞いているのですか?
糖衣の概念は 1940 年代にさかのぼりますが、当時はその構造を観察することは不可能でした。電子顕微鏡がグリコカリックスの動作を捉えるのに十分なほど強力になったのは、それから数十年後のことでした。
さらに複雑なことに、グリコカリックスは染色や可視化が難しく、研究のために組織サンプルを取り出すと消失します。ショック時には、グリコカリックスが実際に散逸し、見つけるのがさらに難しくなります.
次の数十年間、研究者はグリコカリックスとその機能についてより多くのことを学ぼうと努力しました。グリコカリックスが毛細血管壁にふるい分け特性を持つマトリックスを形成したと最初に理論化した人もいました。
それ以来、電子顕微鏡は、毛細血管壁の管腔側 (内側) を覆うグリコカリックスの存在を捉えてきましたが、その完全な機能はまだ不明です.
グリコカリックスは、赤血球の「クッション」として機能します。ソース:リンパネットワーク
グリコカリックスは主に炭水化物で構成されていますが、含まれているのはそれだけではありません。また、サイトカイン、ケモカイン、受容体、成長因子などのシグナル伝達分子や、スーパーオキシド ジスムターゼなどのさまざまな酵素も含んでいます。 （SOD）。これらの相互作用はすべて、細胞の機能、維持、およびコミュニケーションにとって重要です。
これで、糖衣が何でできているかについて少しわかりました.しかし、それは何をしますか?
糖衣が健康を維持する 3 つの主な理由
グリコカリックスを細胞の門番と考えてください。 ゲートキーパーが侵入者を締め出すのと同じように、グリコカリックスは体の最もデリケートな細胞の一部を保護します。
どのように？部分的には、侵入者から毛細血管を保護するために免疫系と協力することによって.損傷した細胞や有毒な細胞は、多くの場合、グリコカリックスが取り除かれています。これは、その保護能力の証です.
グリコカリックスの利点は、次の 3 つの主要なカテゴリに分けることができます。
- 心血管保護
- ホルモン調節
- 血流の増加
心血管保護
グリコカリックスは、体内のすべての細胞に栄養を与え、循環系の 99% を構成する毛細血管を保護します。
毛細血管は、栄養素を運び、届きにくい場所から老廃物を取り除く小さな血管です。毛細血管は、血液を通すための単なる中空のパイプではありません。毛細血管は、栄養を交換する生きた構造です。平均的な成人の体には、約 100,000 マイルものそれらが含まれています。
毛細血管は心拍ごとに重要な栄養素と酸素を各細胞に輸送しますが、グリコカリックスの存在がそのすべてを促進します。
この構造が心血管機能を保護する方法は他にもいくつかあります:
- その抗接着特性は、血小板が凝固するのを防ぎ、白血球が血管壁に付着するのを防ぎます。白血球は必要に応じてあちこち移動するため、白血球の付着を防ぐことは特に重要です。糖衣は基本的に、この非常に重要な免疫機能に別の層を追加します.
- 細胞外シグナル伝達 (すなわち、細胞間コミュニケーション) に関与しており、心血管系全体のがん細胞の増殖を損なう可能性があります。
ホルモン調節
グリコカリックスは、内皮細胞からの一酸化窒素 (NO) 産生の重要なメディエーターです。
グリコカリックスは、内皮細胞にNO産生を引き起こすのに十分な圧力をかけるようです.いいえ、順番に、「血管の周りの筋肉細胞に収縮または弛緩するように「通知」し、血管を収縮または拡張して、血流を調節します。」
一酸化窒素は、栄養素と酸素の流れの調節にも関与しています。健康なグリコカリックスがなければ、この調節は損なわれます。
一酸化窒素に対するグリコカリックスの効果は、二酸化炭素を含む他のホルモンに下流の効果があることを意味し、二酸化炭素は酸素と協力して体の酸素化レベルを最適化します.
血流の増加
グリコカリックスはまた、一酸化窒素を媒介する能力のおかげで、血流を増加させることもできます.他にも循環促進のメリットがあります:
- 体が毛細血管により多く関与することを可能にし、必要に応じてより多くの栄養素を臓器に供給したり、臓器から老廃物を除去したりします.
- 血流による直接的な圧力から内皮細胞を保護し、内皮細胞の形状を調節します。
- 血管の透過性を調節し、タンパク質、水、および低密度リポタンパク質 (「悪玉」コレステロール) などの他の血液由来の要素の流入の増加を防ぎます。
糖衣の健康が重要な理由
簡単に言えば、グリコカリックスは循環器系の健康を守るために不可欠です.
循環器の健康には、多くの下流の利点があります。
ただし、潜在的な問題があります。グリコカリックスはデリケートです。また、時間の経過や特定のストレスの多い出来事の間に自然に劣化しますが、このプロセスは次のような他の要因によって悪化する可能性があります:
- 高炭水化物ダイエット
- 運動不足
- 遺伝的要因
- 慢性炎症
- 高血圧
- 喫煙
- トラウマ
- ARDS
- COVID-19
グリコカリックスの損傷は、活性酸素種 (ROS) を過酸化水素に変換する抗酸化酵素 SOD の脱落も引き起こす可能性があります。 SOD がないと、内皮のバランスが酸化促進性、過炎症性状態に移行します。
さらに、グリコカリックスへの損傷は、血管内皮へのさらなる外傷につながる可能性があり、機能を失うか、および/または死ぬ可能性がある漏れやすい毛細血管につながります。
グリコカリックスの損傷と関係がある病気は?
毛細血管によって供給される重要な栄養素と酸素がなければ、組織と重要な器官は飢えます. 組織灌流の障害は、主な病気や健康上の合併症の根本原因であることが繰り返し示されています。これには以下が含まれますが、これらに限定されません:
- 敗血症
- 糖尿病 (1 型および 2 型)
- 心不全
- 肺疾患
- 腎臓病
- 脳卒中
- 認知症
- 早発性子癇前症
- 炎症性疾患
- がんの進行
残念なことに、医学研究者は、世界人口の大部分がグリコカリックス分解の影響を受けていると推定しています.
アテローム性動脈硬化症
前に説明したように、炎症は内皮グリコカリックスの消散を引き起こす可能性があり、それはさらなる炎症を促進するだけです.
この消散により、「悪玉」コレステロールが血流に入り、酸化され、脂質層を形成する可能性があります.これにより、糖衣の脱落がさらに促進されます。最終的に、白血球と、単球およびリンパ球と呼ばれる他の種類の白血球が内膜に浸潤し始めます。 または内皮の最も内側のコーティング。
単球が内膜に入ると、それらはマクロファージになり、酸化 LDL コレステロールを消費して線維性キャップを形成し、それによってプラークを安定化します。この線維性被膜が乱れると、心臓発作や脳卒中などの心血管イベントにつながる可能性があります.
上記の手順は、アテローム性動脈硬化という複雑なプロセスを非常に簡略化したものです。 しかし、糖衣がプラークの蓄積に抵抗し、血管を健康に保つ上で重要な役割を果たしていることは明らかです.
高炭水化物ダイエットが糖衣にダメージを与える理由
炭水化物の多い食事は、血糖値の急上昇を引き起こし、問題を引き起こす可能性があります.
ある調査研究では、高血糖にたった 6 時間さらされただけで、糖衣の体積がなんと 50% も減少しました。研究チームは、高血糖の有害な影響が酸化と炎症の増加にあると考えています.これは、彼らが強力な抗酸化物質をグルコースに注入し、グリコカリックスの体積が変化しなかったときに確認されました.
グリコカリックスの損傷は、あらゆる種類のアテローム性動脈硬化の問題への「最初のステップ」であると考えられていることを考えると、高グルコースがグリコカリックスの体積を減少させる速度は目を見張るものがあります.
血糖値が高いと、ミトコンドリア (各細胞のエネルギー工場) が活性酸素種 (ROS) などのフリーラジカルを過剰に生成することもあります。 ROS は、私たちの体の自然な炎症反応を調節する重要なシグナル伝達分子です。
健康なシステムでは、抗酸化物質は不要になったときに ROS を抑制しますが、ROS が多すぎて慢性的に高いと、酸化ストレス、DNA 損傷、さらには癌や心臓病などの慢性疾患につながる可能性があります。
要するに、高炭水化物食はグリコカリックスと健康を破壊する可能性があります.
糖衣のために食べる方法
その重要性を考えると、グリコカリックスは慢性疾患の治療における有望な標的として機能する可能性があります。研究者たちは、グリコカリックスを再生および/または保護する方法を研究してきました.
しかし、新たな突破口はありませんが、グリコカリックスを分解から守る確実な方法が 1 つあります。それは、低炭水化物、高脂肪の食事を、理想的には肉食の食事をすることです。
炭水化物の摂取量が減ると、血糖値が安定し、グリコカリックスとその敏感な糖脂質および糖タンパク質への損傷が防止されます。
特定のサプリメントは、健康なグリコカリックスの維持にも役立ちます.これらには以下が含まれます:
- ヒアルロン酸
- N-アセチルシステイン (NAC)
- コンドロイチン硫酸
- 一酸化窒素ブースター
- 活性化プロテイン C
- ヒドロコルチゾン
- プロゲステロン
これらのサプリメントは機能する可能性がありますが、応急処置として使用しないでください.まず、栄養のある抗炎症食を食べるという総合的なルートを取ることを検討してください.また、大幅な変更を行う前に、必ず医療専門家に相談してください。
テイクアウト
科学者たちは、グリコカリックスが心血管系と一般的な健康にとってどれほど重要であるかを学び続けています.
彼らが学べば学ぶほど、定期的な砂糖とでんぷんの摂取の危険性が明らかになります.これまで見てきたように、高血糖は毛細血管を覆うグリコカリックスを早期に分解する可能性があります。この単純だが深刻な出来事は、わが国で見られる心血管疾患の割合が高いことを非常によく説明している.
ありがたいことに、自分自身を守ることは、グリコカリックスを守るのと同じくらい簡単です。加工された炭水化物の消費を減らし、健康的な脂肪とタンパク質に焦点を当てることから始めることができます.ウォーキング、ヨガ、マインドフルな食事、瞑想などのストレスを軽減する習慣も役立ちます。
あなたのグリコカリックスの世話をすれば、それはあなたの世話をします.
