Glycocalyx to złożony kompleks ponadbłonowy, który tworzy cienką powłokę na powierzchni błony komórkowej komórek zwierzęcych i bakteryjnych błon cytoplazmatycznych. Termin pochodzi z połączenia greckich i łacińskich słów glykys callum, co dosłownie oznacza „słodką, grubą skórę”. Rzeczywiście, glikokaliks działa jak dodatkowa błona komórkowa i jest zbudowany głównie z cząsteczek o charakterze węglowodanowym, ale w przeciwieństwie do błony komórkowej ma strukturę wełnistą, a nie ciągłą.
Charakterystyka ogólna
Glycocalyx to dodatkowa warstwa ochronna na powierzchni komórki, którą tworzą cząsteczki białek, węglowodanów i lipidów przyłączone do CPM, a także zewnętrzne części białek osadzone w błonie. Podstawą takiej osłony cytologicznej jest sieć glikozydów (glikoprotein i proteoglikanów).
TakZatem glikokaliks jest wysoce naładowaną otoczką wzbogaconą w składniki węglowodanowe, która jest kombinacją biologicznych makrocząsteczek związanych z błoną. Warstwa ta służy jako dodatkowa bariera między komórką a środowiskiem i pełni wiele funkcji, które dzielą się na stabilizujące, ochronne i specyficzne.
Glycocalyx jest charakterystyczny tylko dla organizmów prokariotycznych i zwierząt. Błony komórek roślinnych nie tworzą takiej otoczki.
Funkcje
Pełny zestaw funkcji glikokaliksu w komórkach i na poziomie tkankowym makroorganizmów nie jest obecnie zdefiniowany. Jednak ustalono już, że ta warstwa:
- uczestniczy w transdukcji sygnału ze środowiska zewnątrzkomórkowego do środowiska wewnątrzkomórkowego;
- chroni błonę cytoplazmatyczną przed stresem i wpływami mechanicznymi;
- zapewnia właściwości adhezyjne dla niektórych komórek;
- działa jako czynnik rozpoznawczy.
U bakterii glikokaliks zapewnia przyczepność do powierzchni, zapobiega utracie wilgoci w suchym środowisku i chroni przed działaniem substancji antybakteryjnych. W przypadku patogenów ta warstwa może uniemożliwić systemowi odpornościowemu wykrycie patogenu.
Skład i struktura biochemiczna
Glycocalyx zawiera:
- proteoglikany (łańcuchy glikozaminoglikanów połączone z rdzeniem białkowym) - składają się z syndykanów, glipikanów, mimekanów, perlakanów i biglykanów;
- glikozaminoglikany (liniowe polimery disacharydowe kwasu uronowego i heksozaminy) - o 50-90% składa się z siarczanu heparanu, a także zawiera siarczan dermatanu, siarczan chondroityny, siarczan keratanu i hialuronian;
- glikoproteiny zawierające kwaśne oligosacharydy i kwasy sialowe;
- różne rozpuszczalne składniki (białka, proteoglikany itp.);
- cząsteczki zaadsorbowane na powierzchni błony z przestrzeni pozakomórkowej.
Struktura i dokładna zawartość biochemicznych składników glikokaliksu różni się w zależności od typu komórki, a także od panujących fizycznych i mechanicznych warunków środowiskowych.
Użycie specjalnych barwników umożliwia wizualizację tej dodatkowej powłoki za pomocą mikroskopii elektronowej.
Hykokaliks śródbłonkowy
Glikokaliks śródbłonkowy to warstwa bogata w węglowodany, która wyściela powierzchnię światła naczyń krwionośnych i tworzy dość grubą (około 500 nanometrów) błonę bezkomórkową, która pełni funkcje nie tylko na poziomie cytologicznym, ale również tkankowym. Ta struktura została po raz pierwszy odkryta przez Luft 40 lat temu.
Obecnie ustalono, że glikokaliks śródbłonka jest kluczowym wyznacznikiem przepuszczalności naczyń. Pod względem przepływu krwi posiada częściowo ładunek ujemny, co zapobiega nadmiernemu wchłanianiu albuminy komórkowej. Glikokaliks działa również jako mechaniczna ochrona śródbłonka.
