Glycocalyx ist ein komplexer Supramembrankomplex, der eine dünne Hülle auf der Oberfläche der Plasmamembran tierischer Zellen und bakterieller Zytoplasmamembranen bildet. Der Begriff kommt aus einer Kombination der griechischen und lateinischen Wörter glykys callum, was wörtlich „süßes dickes Fell“bedeutet. Tatsächlich fungiert die Glykokalyx als zusätzliche Zellmembran und ist hauptsächlich aus Molekülen mit Kohlenhydratnatur aufgebaut, aber im Gegensatz zur Plasmamembran hat sie eher eine flauschige als eine kontinuierliche Struktur.
Allgemeine Merkmale
Glycocalyx ist eine zusätzliche Schutzschicht auf der Zelloberfläche, die durch Moleküle von Proteinen, Kohlenhydraten und Lipiden gebildet wird, die an das CPM gebunden sind, sowie durch die äußeren Teile von Proteinen, die in die Membran eingebettet sind. Grundlage einer solchen zytologischen Hülle ist ein Netzwerk aus Glykosiden (Glykoproteinen und Proteoglykanen).
AlsoSomit ist die Glykokalyx eine hochgeladene Hülle, die mit Kohlenhydratkomponenten angereichert ist, die eine Kombination von biologischen Makromolekülen ist, die mit der Membran assoziiert sind. Diese Schicht dient als zusätzliche Barriere zwischen Zelle und Umwelt und erfüllt viele Funktionen, die sich in stabilisierende, schützende und spezifische Funktionen unterteilen.
Glycocalyx ist nur für prokaryotische Organismen und Tiere charakteristisch. Pflanzenzellmembranen bilden keine solche Hülle.
Funktionen
Der vollständige Satz von Funktionen der Glykokalyx in Zellen und auf Gewebeebene von Makroorganismen ist derzeit nicht definiert. Es wurde jedoch bereits festgestellt, dass diese Schicht:
- ist an der Signalübertragung von der extrazellulären Umgebung in die intrazelluläre Umgebung beteiligt;
- schützt die Zytoplasmamembran vor Stress und mechanischen Einflüssen;
- verleiht einigen Zellen Hafteigenschaften;
- wirkt als Wiedererkennungsfaktor.
In Bakterien sorgt die Glykokalyx für die Haftung an der Oberfläche, verhindert den Feuchtigkeitsverlust, wenn sie in eine trockene Umgebung gelangt, und schützt vor der Wirkung antibakterieller Substanzen. Bei Krankheitserregern kann diese Schicht verhindern, dass das Immunsystem den Erreger erkennt.
Biochemische Zusammensetzung und Struktur
Glycocalyx beinh altet:
- Proteoglykane (Ketten von Glykosaminoglykanen, die mit einem Proteinkern verbunden sind) - bestehen aus Syndicans, Glypicans, Mimecan, Perlacan und Biglycans;
- Glykosaminoglykane (lineare Disaccharidpolymere von Uronsäure und Hexosamin) - um 50-90% bestehen aus Heparansulfat und beinh alten auch Dermatansulfat, Chondroitinsulfat, Keratansulfat und Hyaluronan;
- Glykoproteine, die saure Oligosaccharide und Sialinsäuren enth alten;
- verschiedene lösliche Bestandteile (Proteine, Proteoglykane etc.);
- an der Oberfläche der Membran adsorbierte Moleküle aus dem extrazellulären Raum.
Die Struktur und der genaue Geh alt der biochemischen Bestandteile der Glykokalyx variieren je nach Zelltyp sowie den vorherrschenden physikalischen und mechanischen Umgebungsbedingungen.
Durch die Verwendung spezieller Farbstoffe ist es möglich, diese zusätzliche Hülle elektronenmikroskopisch sichtbar zu machen.
Endotheliale Hycocalyx
Endotheliale Glykokalyx ist eine kohlenhydratreiche Schicht, die die luminale Oberfläche von Blutgefäßen auskleidet und eine ziemlich dicke (etwa 500 Nanometer) azelluläre Membran bildet, die nicht nur auf zytologischer, sondern auch auf Gewebeebene Funktionen erfüllt. Diese Struktur wurde erstmals vor 40 Jahren von Luft entdeckt.
Es ist nun erwiesen, dass die endotheliale Glykokalyx eine Schlüsseldeterminante der Gefäßpermeabilität ist. Hinsichtlich der Durchblutung ist es teilweise negativ geladen, was eine übermäßige Aufnahme von Zellalbumin verhindert. Die Glykokalyx fungiert auch als mechanischer Schutz für das Endothel.
