Το Glycocalyx είναι ένα σύνθετο υπερμεμβρανικό σύμπλεγμα που σχηματίζει ένα λεπτό κέλυφος στην επιφάνεια της πλασματικής μεμβράνης των ζωικών κυττάρων και των βακτηριακών κυτταροπλασματικών μεμβρανών. Ο όρος προέρχεται από έναν συνδυασμό της ελληνικής και της λατινικής λέξης glykys callum, που κυριολεκτικά σημαίνει «γλυκό παχύ δέρμα». Πράγματι, ο γλυκοκάλυκας δρα ως πρόσθετη κυτταρική μεμβράνη και είναι κατασκευασμένος κυρίως από μόρια υδατανθρακικής φύσης, αλλά σε αντίθεση με την πλασματική μεμβράνη, έχει μια ελαστική μάλλον παρά μια συνεχή δομή.
Γενικά χαρακτηριστικά
Το Glycocalyx είναι ένα πρόσθετο προστατευτικό στρώμα στην κυτταρική επιφάνεια, που σχηματίζεται από μόρια πρωτεϊνών, υδατανθράκων και λιπιδίων που συνδέονται με το CPM, καθώς και από τα εξωτερικά μέρη των πρωτεϊνών που είναι ενσωματωμένα στη μεμβράνη. Η βάση ενός τέτοιου κυτταρολογικού καλύμματος είναι ένα δίκτυο γλυκοσιδών (γλυκοπρωτεΐνες και πρωτεογλυκάνες).
ΛοιπόνΈτσι, ο γλυκοκάλυκας είναι ένα πολύ φορτισμένο κέλυφος εμπλουτισμένο με συστατικά υδατανθράκων, το οποίο είναι ένας συνδυασμός βιολογικών μακρομορίων που σχετίζονται με τη μεμβράνη. Αυτό το στρώμα χρησιμεύει ως πρόσθετο φράγμα μεταξύ του κυττάρου και του περιβάλλοντος και εκτελεί πολλές λειτουργίες, οι οποίες χωρίζονται σε σταθεροποιητικές, προστατευτικές και ειδικές.
Ο γλυκοκάλυξ είναι χαρακτηριστικός μόνο για προκαρυωτικούς οργανισμούς και ζώα. Οι μεμβράνες των φυτικών κυττάρων δεν σχηματίζουν τέτοιο κέλυφος.
Λειτουργίες
Το πλήρες σύνολο των λειτουργιών του γλυκοκάλυκα στα κύτταρα και σε επίπεδο ιστού των μακροοργανισμών δεν έχει καθοριστεί επί του παρόντος. Ωστόσο, έχει ήδη διαπιστωθεί ότι αυτό το επίπεδο:
- συμμετέχει στη μεταγωγή σήματος από το εξωκυττάριο περιβάλλον στο ενδοκυτταρικό περιβάλλον,
- προστατεύει την κυτταροπλασματική μεμβράνη από το στρες και τις μηχανικές επιδράσεις,
- παρέχει συγκολλητικές ιδιότητες για ορισμένα κύτταρα;
- Το δρα ως παράγοντας αναγνώρισης.
Στα βακτήρια, ο γλυκοκάλυκας προσκολλάται στην επιφάνεια, αποτρέπει την απώλεια υγρασίας όταν εισέρχεται σε ξηρό περιβάλλον και προστατεύει από τη δράση αντιβακτηριακών ουσιών. Στα παθογόνα, αυτό το στρώμα μπορεί να εμποδίσει το ανοσοποιητικό σύστημα να ανιχνεύσει το παθογόνο.
Βιοχημική σύνθεση και δομή
Glycocalyx περιλαμβάνει:
- πρωτεογλυκάνες (αλυσίδες γλυκοζαμινογλυκανών που συνδέονται με έναν πρωτεϊνικό πυρήνα) - αποτελούνται από syndicas, glypicans, mimecan, perlacan και biglycans;
- γλυκοζαμινογλυκάνες (γραμμικά πολυμερή δισακχαριτών ουρονικού οξέος και εξοζαμίνης) - κατά 50-90% αποτελούνται από θειική ηπαράνη και περιλαμβάνουν επίσης θειική δερματάνη, θειική χονδροϊτίνη, θειική κερατάνη και υαλουρονίνη.
- γλυκοπρωτεΐνες που περιέχουν όξινους ολιγοσακχαρίτες και σιαλικά οξέα;
- διάφορα διαλυτά συστατικά (πρωτεΐνες, πρωτεογλυκάνες, κ.λπ.);
- μόρια προσροφήθηκαν στην επιφάνεια της μεμβράνης από τον εξωκυτταρικό χώρο.
Η δομή και η ακριβής περιεκτικότητα των βιοχημικών συστατικών του γλυκοκάλυκα ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου, καθώς και τις επικρατούσες φυσικές και μηχανικές συνθήκες περιβάλλοντος.
Η χρήση ειδικών βαφών καθιστά δυνατή την οπτικοποίηση αυτού του πρόσθετου κελύφους χρησιμοποιώντας ηλεκτρονική μικροσκοπία.
Ενδοθηλιακός Υκοκάλυξ
Ο ενδοθηλιακός γλυκόκαλυξ είναι ένα στρώμα πλούσιο σε υδατάνθρακες που επενδύει την επιφάνεια του αυλού των αιμοφόρων αγγείων και σχηματίζει μια μάλλον παχιά (περίπου 500 νανόμετρα) ακυτταρική μεμβράνη που εκτελεί λειτουργίες όχι μόνο σε κυτταρολογικό, αλλά και σε επίπεδο ιστού. Αυτή η δομή ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά από τη Luft πριν από 40 χρόνια.
Είναι πλέον αποδεδειγμένο ότι ο ενδοθηλιακός γλυκόκαλυξ είναι βασικός καθοριστικός παράγοντας της αγγειακής διαπερατότητας. Όσον αφορά τη ροή του αίματος, έχει μερικώς αρνητικό φορτίο, το οποίο εμποδίζει την υπερβολική απορρόφηση της κυτταρικής λευκωματίνης. Ο γλυκοκάλυκας λειτουργεί επίσης ως μηχανική προστασία για το ενδοθήλιο.
