Гликокаликс

Что такое гликокаликс

Определение

Гликокаликс — сложный надмембранным комплекс, с помощью которого сформирована тонкая оболочка на плазмалемме животных клеток и ЦПМ бактерий.

Происхождение термина связано с греческим и латинским словами «glykys callum». Согласно дословному переводу определение звучит, как «сладкая толстая кожа». В действительности роль гликокалиса заключается в том, чтобы образовывать оболочки клетки.

Структура мембранного комплекса может образовываться из молекул углеводного происхождения, но по сравнению с плазматической мембраной не обладает сплошной, а имеет ворсистую структуру.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Примечание

Согласно общей характеристике, гликокаликс является дополнительным защитным слоем, окружающим клетки. Оболочка сформирована с помощью прикрепленных к ЦПМ молекул белков, углеводов и липидов, а также наружных частей встроенных в мембрану протеинов.

Основой, которой обладает данный цитологический покров, служит сетка гликозидов, гликопротеинов и протеогликанов.

Согласно строению, гликокаликс представляет собой высокозарядную оболочку, которая насыщена углеводными компонентами. В состав комплекса входят связанные с мембраной биологические макромолекулы. Данный слой создан для дополнительной защиты клетки от негативных факторов окружающей среды. Оболочка характеризуется широким назначением.

Основные функции:

  • стабилизация;
  • защита;
  • специфические функции.
Примечание

Наличие кликокаликса характерно для прокариотических организмов и животных. Подобная оболочка отсутствует в мембранах растительных клеток.

Гликокаликс
 

Общая характеристика

Гликокаликс представляет собой молекулы олигосахаридов, гликолипидов и кликопротеинов, которые внедрены в плазмалемму и выполняют рецепторную и маркерную функции. Данный слой необходим для реализации избирательного перемещения веществ сквозь мембранную оболочку и направления процесса пристеночного пищеварения.

Основные характеристики гликокаликса:

  1. Оболочка формируется на апикальной мембране, которой обладают каемчатые эритроциты, в результате чего образуется своеобразное молекулярное сито, пропускающее или не пропускающее молекулы, согласно их заряду и величине, а также другим параметрам.
  2. Внутренняя структура гликокаликса содержит пищеварительные ферменты, поступающие из кишечной полости и синтезирующиеся с помощью энтерпоцитов.
  3. Гликокаликс в толщину составляет от 15 до 40 нм в области боковых поверхностей клеток и от 50 до 100 нм на участках апикальных поверхностей клеток.
  4. Гликокаликс, наряду с микроворсинками и мембраной, включен в систему исчерченной каемки.
Примечание

Гликокаликс формируется в результате процессов жизнедеятельности, которые характерны для самих клеток. Оболочка необходима для внеклеточного пищеварения и клеточной адгезии. Этот слой является прогрессивной клеточной структурой, образованной в процессе эволюции. Гликокаликс определяет возможность специфических клеточных приспособлений к какому-либо изменению параметров внешней среды, включая перепады температуры, химического состава и другие явления.

Биохимический состав и структура

Гликокаликс представляет собой совокупность определенных компонентов. В состав оболочки включены:

  1. Протеогликаны в виде цепей гликозаминогликанов, которые соединены с белковым ядром, состоящие из синдиканов, глипиканов, мимекана, перлакана и бигликанов.
  2. Гликозаминогликаны в виде линейных дисахаридных полимеров уроновой кислоты и гексозамина, которые представляют собой комплекс из гепарансульфата в процентном содержании от 50% до 90%, а также дерматансульфата, хондроитинсульфата, кератансульфата и гиалуронана.
  3. Гликопротеины с содержанием кислых олигосахаридов и сиаловых кислот.
  4. Компоненты с хорошей растворимостью такие, как белки, протеогликаны и другие вещества.
  5. Молекулы, адсорбированные на поверхность мембраны из внеклеточного пространства.
Гликокаликс
 

Структура и уточненный состав биохимических составляющих гликокаликса определяются типом клеток, а также характерными физико-механическими условиями внешней среды.

Клетка
 

Применение специализированных красителей широко распространено в исследованиях гликокаликса. С их помощью можно наглядно наблюдать этот слой, рассматривая клетки в электронный микроскоп.

Функции гликокаликса в человеческой клетке

Реальный функционал, который характерен для данной оболочки, в настоящее время не определен в полной мере в отношении клеток и тканей макроорганизмов. Установлено, что гликокаликс обладает следующими функциями:

  1. Участие в процессе трансдукции сигнала из внеклеточной среды во внутриклеточную.
  2. Защита цитоплазматической мембраны от негативных факторов таких, как стрессовое и механическое воздействие.
  3. Обеспечение адгезии клеток.
  4. Создание фактора распознавания.

В случае бактерий функции гликокаликса следующие:

  1. Фиксация на поверхности.
  2. Стабилизация уровня влажности в условиях сухой среды.
  3. Защита от антибактериального воздействия веществ.
Примечание

В патогенных микроскопических организмах присутствует гипококаликс. Слой играет роль барьера от обнаружения возбудителя системой иммунитета.  

Определение

Эндотелиальным гликокаликсом называют оболочку, которая насыщена углеводами. С его помощью формируется слой, покрывающий кровеносные сосуды и образующий достаточно прочную толщиной до 500 нанометров оболочку, в которой отсутствуют клетки.

В данном случае гликокаликс характеризуется набором функций на цитологическом и тканевом уровне. Первые исследования этой структуры отмечены 40 лет назад. В данное время эндотелиальный гликокаликс считают главным детерминантом проницаемости сосудов.

По отношению к кровеносной системе оболочка характеризуется частично отрицательным зарядом, что исключает чрезмерное использование клеточного альбумина. Кроме того, к основным функциям оболочки относят механическую защиту эндотелия.

Какова его роль в создании теплоизоляционных покровов организма

Гликокаликс является одним из компонентов при формировании покровов организма, которые обладают теплоизоляционными свойствами. Исходя из наличия такой защиты, высших позвоночных принято подразделять на несколько видов:

  • пойкилотермные;
  • гомойотермные.

В последнюю группу включены две категории позвоночных представителей животного мира:

  • птицы;
  • млекопитающие.

Данные группы принципиально отличаются строением покровов, а именно, функционированием активных регуляторных систем, с помощью которых формируется и поддерживается гомеостаз. Данный температурный режим объясняет стабильность температуры биохимических и физиологических процессов. Основой термоизоляционных покровов гомойотермных животных являются собственная теплопродукция или эндотермия.

Определение

Эндотермией называют одно из важных свойств, присущее живым организмам, существенно снижающее их зависимость от температурных показателей окружающей среды.

Все гомойотермные животные обладают элементами теплоизоляционных покровов. Изоляционная оболочка способна изменять свои температурные показатели в достаточно широком диапазоне. Так устойчивость температуры характерна только для области локализации важных органов и процессов организма. Формирование теплоизоляционных покровов определяется конкретными механизмами терморегуляции, включая процесс рефлекторного усиления и снижения теплопродукции при перепадах температурных характеристик окружающей среды.

Примечание

Благодаря теплоизоляционным покровам, важным компонентом которых является гликокаликс, вырабатывается тепло при окислительно-восстановительных реакциях. Частично эта энергия будет рассеяна в окружающей среде.

Этим объясняют возникновение интенсификации метаболизма, когда задействованы механизмы стабилизации температуры тела во время снижения температуры внешней среды, за счет повышения плотности теплоизоляционных покровов. Наличие специфического терморегуляторного теплообразования характерно для скелетной мускулатуры, которая является частью терморегуляционных покровов, сформированных с помощью гликокаликса. 

Покровы млекопитающих характеризуются недрожжевым темогенезом, который представляет собой тип функционирования теплоизоляционных покровов и обладает связями с окислительными процессами в бурой жировой ткани. Она обладает большой концентрацией митохондрий и кровеносных сосудов.

При снижении температуры окружающей среды, увеличивается объем выделенного тепла, вырабатываемого бурым жиром. Физическая теплоизоляция выражается в удержании теплоизоляционными покровами около организма воздушной прослойки, играющего роль сохраняющего тепло механизма.

Теплоизоляционная система, в состав которой входит гликокаликс, характеризуется следующими процессами:

  1. Пиломоторная реакция или управление с помощью рефлексов характеристиками покровов.
  2. Увеличение или уменьшение объема и плотностных показателей покровов в качестве метода оперативного и эффективного ответа тела на дестабилизацию теплового баланса организма.

Покровы гомойотермных животных обладают охлаждающими механизмами. К примеру, благодаря таким системам, пот испаряется с теплоизоляционных покровов. К подобному типу механизмов причисляют разнообразные реакции, протекающие в сосудистой системе.

Примечание

Довольно часто теплоизоляционные покровы дополнены специфическим приспособлением под названием «чудесная сеть». Такая система имеет вид переплетенных между собой сосудов с венами и артериями. Кровь, протекая по артериям, передает тепловую энергию венам, за счет чего тепло возвращается к телу, а артериальная кровь направляется в конечности в охлажденном состоянии.

Структура теплоизоляционных покровов, образованных гликокаликсом, дополнена специальными поведенческими адаптациями с целью:

  • экономичного расхода внутренней энергии;
  • стабильности процессов теплорегуляции.

Роль гликокаликса в создании теплоизоляционных покровов организма велика. Теплоизоляционные покровы тела выполняют функции дополнительного механизма. С помощью такой системы поддерживается температура организмов разных представителей окружающего органического мира. Особенности теплоизоляционных покровов, сформированных в целом многоклеточном организме, определяются его клеточным строением.

Насколько полезной была для вас статья?

Рейтинг: 5.00 (Голосов: 1)

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»