موسین (Mucin)؛ گلیکوپروتئین ایجادکننده مخاط
موسین چیست و چه شکلی است؟
موسین‌ها مولکول‌های بسیار بزرگی هستند که مانند درختان کاج غول‌پیکر در دنیای میکروسکوپی می‌مانند. تصور کنید یک درخت کاج را تصور کنید: یک تنهٔ مرکزی محکم (که بخش پروتئینی موسین است) و شاخه‌های بسیار زیادی که از آن بیرون زده‌اند (که قندها4 هستند). این شاخه‌های قندی، حدود ۷۰ تا ۸۰ درصد وزن کل موسین را تشکیل می‌دهند و دلیل خاصیت لغزنده و ژله‌ای آن هستند. وقتی میلیون‌ها مولکول موسین در کنار هم قرار می‌گیرند و با آب پیوند می‌خورند، مادهٔ ژله‌مانند و لزجی به نام مخاط یا موکوس را تشکیل می‌دهند که مانند یک محافظ در بسیاری از قسمت‌های بدن ما وجود دارد.
موسین در کجای بدن ساخته و استفاده می‌شود؟
سلول‌های خاصی در بدن به نام «سلول‌های گابلت»5 یا «سلول‌های موسین‌ساز»، مسئول تولید و ترشح موسین هستند. این سلول‌ها در لایه‌ی پوششی6 بسیاری از اندام‌های بدن قرار دارند. مهم‌ترین مکان‌های تولید موسین عبارت‌اند از:
| محل تولید | نقش مخاط تولیدشده |
|---|---|
| دستگاه گوارش (معده، روده) | محافظت از دیواره‌ی معده در برابر اسید و آنزیم‌های گوارشی؛ کمک به حرکت غذا |
| دستگاه تنفسی (بینی، نای، ریه‌ها) | به دام انداختن ذرات گرد و غبار و میکروب‌ها؛ مرطوب نگه داشتن مسیرهای هوایی |
| چشم‌ها | جزء اصلی لایه‌ی اشک؛ محافظت و روانکاری سطح چشم |
| دهان | جزء اصلی بزاق؛ کمک به جویدن، بلع و محافظت از دندان‌ها |
موسین چگونه از بدن ما محافظت می‌کند؟
موسین مانند یک سرباز خستگی‌ناپذیر و یک مهندس نابغه برای بدن عمل می‌کند. عملکردهای آن را می‌توان به چند دسته تقسیم کرد:
۱. سد فیزیکی: لایه‌ی مخاطی مانند یک تور مجهز عمل می‌کند. ذرات گرد و غبار، باکتری‌ها، ویروس‌ها و سایر عوامل مزاحم به این تور می‌چسبند و نمی‌توانند به سلول‌های حساس زیرین برسند.
۲. محافظت شیمیایی: مخاط معده که پر از موسین است، یک سد ضخیم بین اسید بسیار قوی معده و دیواره‌ی آن ایجاد می‌کند و مانع از این می‌شود که معده خودش را هضم کند!
۳. روانکاری: موسین مانند روغن در یک ماشین عمل می‌کند. در مفاصل، غذا در مری و حتی در چشم‌ها، وجود این ماده باعث می‌شود همه چیز به نرمی و به راحتی حرکت کند.
۴. ارتباط سلولی: مولکول‌های موسین روی سطح سلول‌ها نیز یافت می‌شوند و مانند آنتن‌هایی عمل می‌کنند که به سلول‌ها کمک می‌کنند با یکدیگر و با محیط اطراف ارتباط برقرار کنند.
وقتی تعادل موسین به هم می‌ریزد چه می‌شود؟
همه‌ی ما زمانی که سرما خورده‌ایم یا آلرژی داریم، تجربه‌ی آبریزش بینی یا خلط گلو را داشته‌ایم. این‌ها همان مخاط اضافی هستند که بدن برای به دام انداختن و دفع عوامل بیماری‌زا تولید می‌کند. اما گاهی مشکلات جدی‌تر می‌شوند. برای مثال، در بیماری سیستیک فیبروزیس7، مخاط ریه‌ها به طور غیرعادی غلیظ و چسبنده می‌شود. این مخاط غلیظ مسیرهای هوایی را می‌بندد و نفس کشیدن را سخت می‌کند و همچنین محل مناسبی برای رشد باکتری‌ها می‌شود.
| وضعیت | تأثیر بر موسین/مخاط | نتیجه |
|---|---|---|
| سرماخوردگی یا آلرژی | تولید بیش از حد مخاط رقیق | آبریزش بینی |
| سیستیک فیبروزیس | تولید مخاط بسیار غلیظ و چسبنده | مشکل در تنفس |
| زخم معده | آسیب به لایه‌ی مخاطی محافظ معده | درد معده |
| عملکرد طبیعی | تولید مقدار متعادل مخاط با قوام مناسب | محافظت کامل |
موسین در زندگی روزمره و علم
شاید برایتان جالب باشد که بدانید موسین فقط در بدن موجودات زنده نیست! دانشمندان سعی کرده‌اند از خاصیت منحصر به فرد این مولکول برای ساخت مواد جدید استفاده کنند. برای مثال، در حال تحقیق بر روی ساخت:
- لوبریکانت‌های (روان‌کننده‌های) مصنوعی: برای استفاده در صنعت و پزشکی که بسیار biocompatible (سازگار با بدن) هستند.
- پوشش‌های محافظتی: برای ایمپلنت‌های پزشکی یا حتی برای پوشش دادن سطح قایق‌ها!
- حامل‌های دارو: از ژل موسین می‌توان برای انتقال آهسته و کنترل‌شده‌ی دارو به قسمت‌های خاصی از بدن استفاده کرد.
حتی در آشپزی، بافت لزج و ژله‌ای بعضی از غذاهای دریایی مانند گوشماهی به دلیل وجود نوعی موسین است!
اشتباهات رایج و پرسش‌های مهم
پاسخ: خیر، این دو تفاوت دارند. موسین به مولکول پروتئینی خاصی گفته می‌شود. در حالی که مخاط (موکوس) به مادهی ژله‌مانندی اطلاق می‌شود که از آب، نمک‌ها، سلول‌ها و میلیون‌ها مولکول موسین تشکیل شده است. پس موسین جزء سازنده‌ی اصلی مخاط است.
پاسخ: نه لزوماً. بدن در حالت طبیعی هم همیشه مقدار کمی مخاط تولید می‌کند که برای محافظت ضروری است. فقط زمانی که مقدار، رنگ یا قوام آن به طور قابل توجهی تغییر کند (مثلاً بسیار غلیظ یا سبز رنگ شود)، می‌تواند نشانه‌ی مبارزه‌ی بدن با یک عفونت باشد.
پاسخ: از آنجا که موسین یک مولکول غول‌پیکر پلی‌مری (ماکرومولکول) است و ترکیب دقیق قندهای آن می‌تواند متفاوت باشد، یک فرمول شیمیایی ثابت و ساده مانند $H_2O$ ندارد. اما می‌توان آن را به صورت کلی نشان داد: یک هسته‌ی پروتئینی (مثلاً $Protein_{core}$) که صدها زنجیره‌ی الیگوساکارید (قند) به آن متصل شده‌اند: $Protein_{core}-(Oligosaccharide)_n$ که در آن $n$ تعداد زیادی است.
پاورقی
1 موسین (Mucin): خانواده‌ای از گلیکوپروتئین‌های با وزن مولکولی بالا که جزء اصلی تشکیل‌دهنده‌ی مخاط هستند.
2 گلیکوپروتئین (Glycoprotein): مولکول‌های پروتئینی که زنجیره‌های قندی (کربوهیدرات) به آن‌ها متصل شده‌اند.
3 مخاط (Mucus): مادهٔ ژله‌مانند و لزجی که توسط غشاهای مخاطی ترشح می‌شود و برای محافظت و روانکاری استفاده می‌شود.
4 قندها (Carbohydrates/Sugars): در این متن، منظور الیگوساکاریدها یا پلی‌ساکاریدهای متصل به هسته‌ی پروتئینی موسین است.
5 سلول‌های گابلت (Goblet Cells): سلول‌های موسوم به جامی شکل که در اپیتلیوم دستگاه تنفسی و گوارشی قرار دارند و وظیفه‌ی ترشح موسین را بر عهده دارند.
6 لایه‌ی پوششی (Epithelium): لایه‌ای از سلول‌ها که سطوح خارجی بدن و حفره‌های داخلی آن را می‌پوشانند.
7 سیستیک فیبروزیس (Cystic Fibrosis - CF): یک بیماری ژنتیکی که باعث تولید مخاط بسیار غلیظ و چسبنده در ریه‌ها و دستگاه گوارش می‌شود.