Glycocalyx ir komplekss virsmembrānas komplekss, kas veido plānu apvalku uz dzīvnieku šūnu plazmas membrānas un baktēriju citoplazmas membrānu virsmas. Termins cēlies no grieķu un latīņu vārdu kombinācijas glykys callum, kas burtiski nozīmē "saldi bieza āda". Patiešām, glikokalikss darbojas kā papildu šūnu membrāna un ir veidots galvenokārt no ogļhidrātu molekulām, taču atšķirībā no plazmas membrānas tam ir mīksta, nevis nepārtraukta struktūra.
Vispārīgās īpašības
Glikokalikss ir papildu aizsargslānis uz šūnas virsmas, ko veido proteīnu, ogļhidrātu un lipīdu molekulas, kas piesaistītas CPM, kā arī membrānā iestrādātās proteīnu ārējās daļas. Šāda citoloģiskā apvalka pamatā ir glikozīdu (glikoproteīnu un proteoglikānu) tīkls.
TātadTādējādi glikokalikss ir ļoti uzlādēts apvalks, kas bagātināts ar ogļhidrātu sastāvdaļām, kas ir ar membrānu saistītu bioloģisko makromolekulu kombinācija. Šis slānis kalpo kā papildu barjera starp šūnu un vidi un veic daudzas funkcijas, kuras iedala stabilizējošās, aizsargājošās un specifiskās.
Glikokalikss ir raksturīgs tikai prokariotiskiem organismiem un dzīvniekiem. Augu šūnu membrānas neveido šādu apvalku.
Funkcijas
Pašlaik nav definēts pilns glikokaliksa funkciju kopums šūnās un makroorganismu audu līmenī. Tomēr jau ir konstatēts, ka šis slānis:
- piedalās signālu pārnešanā no ārpusšūnu vides uz intracelulāro vidi;
- aizsargā citoplazmas membrānu no stresa un mehāniskām ietekmēm;
- nodrošina adhezīvas īpašības dažām šūnām;
- darbojas kā atpazīšanas faktors.
Baktērijās glikokalikss nodrošina pieķeršanos virsmai, novērš mitruma zudumu, kad tas nonāk sausā vidē, un aizsargā pret antibakteriālo vielu iedarbību. Patogēnos šis slānis var neļaut imūnsistēmai noteikt patogēnu.
Bioķīmiskais sastāvs un struktūra
Glikokaliksā ietilpst:
- proteoglikāni (glikozaminoglikānu ķēdes, kas savienotas ar proteīna kodolu) - sastāv no sindikāniem, glipikāniem, mimekāna, perlakāna un biglikāniem;
- glikozaminoglikāni (uronskābes un heksozamīna lineāri disaharīdu polimēri) - par 50-90% sastāv no heparāna sulfāta, kā arī dermatāna sulfātu, hondroitīna sulfātu, keratāna sulfātu un hialuronānu;
- glikoproteīni, kas satur skābos oligosaharīdus un sialskābes;
- dažādi šķīstošie komponenti (olb altumvielas, proteoglikāni utt.);
- molekulas, kas adsorbētas uz membrānas virsmas no ārpusšūnu telpas.
Glikokaliksa bioķīmisko komponentu struktūra un precīzs saturs atšķiras atkarībā no šūnas veida, kā arī no dominējošajiem fizikālajiem un mehāniskajiem vides apstākļiem.
Īpašu krāsvielu izmantošana ļauj vizualizēt šo papildu apvalku, izmantojot elektronu mikroskopiju.
Endoteliālais hikokalikss
Endoteliālais glikokalikss ir ogļhidrātiem bagāts slānis, kas izklāj asinsvadu luminālo virsmu un veido diezgan biezu (apmēram 500 nanometri) acelulāru membrānu, kas pilda funkcijas ne tikai citoloģiskā, bet arī audu līmenī. Šo struktūru Luft pirmo reizi atklāja pirms 40 gadiem.
Tagad ir konstatēts, ka endotēlija glikokalikss ir galvenais asinsvadu caurlaidības noteicējs. Attiecībā uz asins plūsmu tai ir daļēji negatīvs lādiņš, kas novērš pārmērīgu šūnu albumīna uzsūkšanos. Glikokalikss darbojas arī kā endotēlija mehāniska aizsardzība.
