غليكوزامينوغليكانات
غليكوزامينوغليكانات (GAGs) أو عديدات السكاريد المخاطية هي عديدات سكاريدات طويلة غير متفرعة تتألف من وحدات ثنائي سكاريد متكررة. الوحدة المتكررة (ما عدا بالنسبة لـ كيراتان) تتألف من سكر أميني (N-acetylglucosamine أو N-acetylgalactosamine) مع سكر بولي (غلوكورونيك أسيد أو ايورونيك أسيد) أو غالاكتوز. الغليكوزامينوغليكانات شديدة القطبية وجاذبة للماء. لذلك فإنها مفيدة للجسم كمادة مزلقة أو كـ ماص للصدمات.
الإنتاج:
تمتلك الغليكوزامينوغليكانات درجات مختلفة من التغايرية فيما يتعلق بالكتلة الجزيئية ، بنية ثنائي السكاريد، و الكبرتة يرجع ذلك إلى حقيقة أن تصنيع الغليكوزامينوغليكان GAG ، على عكس البروتينات أو الحموض النووية ، ليس مُقاداً بالمرصاف، و مقولب حركياً عبر الأنزيمات المُعالِجة.
بناءً على بنية لب ثنائي السكاريد، فإن الغليكوزامينوغليكانات تُصنف إلى 4 مجموعات. هيبارين/هيبارين سلفات HSGAGs و كوندرويتين/ديرماتان سلفات CSGAGs يصنعان في جهاز غولجي ، بينما لب البروتين المُصنّع في الشبكة الهيولية الباطنة الخشنة يُعدّل بعد النقل بوساطة الارتباط بالغليكوزيل المتصل بـ O- عن طريق غليكوزيل ترانسفيراز المُشكّل للبروتيوغليكانات. ممكن أن يُعديل كيراتان سلفات لب البروتينات من خلال الارتباط بالغليكوزيل المتصل بـ O- أو الارتباط بالغليكوزيل المتصل بـ O- للبروتيوغليكان. الصنف الرابع للغليكووامينوغليكانات GAG ، وهو هيالورونيك أسيد، لا يُصنّع عن طريق جهاز غولجي ، ولكن عن طريق سينثاز الغشاء المتكامل والذي يفرز مباشرة سلسلة ثنائي السكاريد المتطاول حركياً.
الوظيفة:
يتمركز الهيبارين داخلي المنشأ ويتخزن في الحبيبات الإفرازية في الخلايا البدينة. يتم إضافة بروتون إلى الهيستامين المتواجد ضمن الحبيبات H2A2+ في درجة باهاء pH ضمن الحبيبات هي (5.2 – 6.0) ، لذا يُعتقد أن الهيبارين ، والذي هو مشحون سلباً بشدة، يعمل على إبقاء وتخزين الهيستامين عن طريق الثبات الكهربائي. في الطب السريري، يُعطى الهيبارين كمضاد تخثر وهو أيضاً الخيار الأول للأمراض الانصمامية الخثارية.يمتلك هيبارين سلفات العديد من الفعاليات والوظائف الحيوية، تتضمن التصاق الخلية، تنظيم نمو وتوالد الخلية، العمليات التنموية، ارتباط سطح الخلية بالنسبة لـ ليبوبروتين ليباز والبروتينات الأخرى، تولّد الأوعية، الغزو الفيروسي، والانتقال الورمي.
يتداخل كوندرويتين/ديرماتان سلفات CSGAGs مع البروتينات الرابطة للهيبارين ،على وجه التخصيص تداخلات ديرماتان سلفات مع عامل نمو الآرومة الليفية FGF-2 و FGF-7 المرتبطة بالتوالد الخلوي و تجديد الجروح بينما التداخلات مع عامل النمو الكبدي /عامل التشتت يُفعّل توصيل إشارة HGF/SF من خلال مستقبله. الوظائف الحيوية الأخرى والتي يعرف كوندرويتين/ديرماتان سلفات CSGAGs بأنه يلعب دوراً حاسماً في ما يلي تثبيط النمو المحواري والتجديد في تنمية الجملة العصبية المركزية CNS، أدواراً في تنمية الدماغ، الفعالية المحوارية الجينية، و عدوى الكائنات الممرضة.
أحد الوظائف الرئيسية للصنف الثالث من الغليكوزامينوغليكانات GAGs ، وهو كيراتان سلفات، هو الحفاظ على إماهة الأنسجة. ضمن القرنية الطبيعية، فإن ديرماتان سلفات هو كامل الإماهة بينما يكون كيراتان سلفات مميه جزئياً فقط مما يقترح أن يكون كيراتان سلفات يسلك سلوك وقاء ضابط ديناميكياً للإماهة. في حالات المرض مثل "حَثَل البقعة والقرنية" ، والتي تتبدل بها مستويات الغليكوزامينوغليكانات GAGs مثل كيراتان سلفات KS، تنقص الإماهة ضمن سدى القرنية ويُعتقد بأن تكون السبب لتشوش القرنية ، لذا تدعم الفرضية طويلة الأمد التي تقول بأن شفافية القرنية معتمدة على المستويات المناسبة لـ كيراتان سلفات.توجد الغليكوزامينوغليكانات من صنف كيراتان سلفات في أنسجة عديدة أخرى إلى جانب القرنية، حيث من المعروف أنهم ينظمون التصاق البلاعم macrophage ، من الحواجز إلى نمو المحوار ، تنظم انغراس الجنين في بطانة الرحم خلال الدورة الطمثية، وتؤثر على القدرة الحركية لخلايا بطانة القرنية. باختصار، فإن كيراتان سلفات KS يلعب دوراً مضاداً للالتصاق، والذي يقترح وظائفاً هامةً جداً لكيراتان سلفات في القدرة الحركية للخلايا والارتباط بالإضافة إلى عمليات حيوية ممكنة أخرى.
حمض الهالورونيك هو المكوّن الرئيسي في الأنسجة الزليلية والسوائل، بالإضافة إلى الأنسجة الرخوة، و تمنح بيئتها خصائص جريان ملحوظة. على سبيل المثال، سوائل حمض الهالورونيك معروفة بأنها لزجة مرنة، واللزوجة تختلف مع إجهاد القص shear stress. في حال إجهاد القص المنخفض، فإن محلول من 10 غ/ل من حمض الهالورونيك ممكن أن يمتلك لزوجة 105 أضعاف لزوجة المُحل، بينما تحت إجهاد قص عالٍ، فإن اللزوجة ممكن أن تنخفض بقدر 103 مرات. خصائص الجريان المذكورة سابقاً لسوائل حمض الهالورونيك تجعله مثالياً لتزليق المفاصل والأسطح التي تتحرك على طول بعضها البعض، مثل الغضروف. في الأحياء، يشكل حمض الهالورونيك التفافات مماهة والتي تشكل ثنيات عشوائية والتي تنعقد لتشكل شبكة. شبكات الهيالورونان تعوق الانتشار وتشكل حاجز انتشار والذي ينظم نقل المواد خلال الفراغات بين الخلوية.
على سبيل المثال، يشارك هيالورونان في تقسيم بروتينات البلازما بين الفراغات الوعائية وخارج الوعائية، وهذا الذي يستبعد ظاهرة الحجم التي تؤثر على انحلالية الجزئيات الضخمة في الخِلال. تغير الاتزان الكيميائي، و تثبّت البنية لألياف الكولاجين.تتضمن الوظائف الأخرى تداخلات القالب مع البروتينات الرابطة للهيالورونان مثل هيالورونيكتين، البروتين الرابط لـ هيالورونان الدبق glial hyaluronan، البروتينات الرابطة للهيالورونان الداعم للدماغ ، كولاجين VI ،TSG-6 (العامل المنخر الورمي-المورثة 6 القابلة للتحريض)، و inter-alpha-trypsin inhibitor
تداخلات سطح الخلية المرتبطة بالهيالورونان هي ازدواجها المعروف جداً مع CD44 ، والذي يمكن أن يكون عائداً إلى تقدم الورم، وأيضاً مع RHAMM (مستقبل القدرة الحركية المتواسطة بالـ هيالورونان)، والتي كانت متورطة في تطور العمليات، النقائل الورمية، والعمليات المرضية الترميمية. الآرومة الليفية ،خلايا المتوسطة، و أنواع محددة من الخلايا الجذعية تحيط أنفسها من الجراثيم، خلايا الكريات الحمراء،أو جزئيات القالب الأخرى. على سبيل المثال، فيما يتعلق بالخلايا الجذعية ، فإن هيالورونان ،جنباً إلى جنب مع كوندرويتين سلفات، يساعد على تشكيل عش الخلية الجذعية.تُحمى الخلايا الجذعية من تأثيرات عوامل النمو عن طريق درع من الـ هيالورونان و بشكل أدنى كوندورويتين سلفات المكبرت. خلال انقسام السَلف، فإن الخلية البنت تتحرك خارج هذا الدرع المحيط بالخلية إلى حيث تستطيع بعد ذلك أن تكون متأثرة بعوامل النمو لتتمايز إلى أبعد من ذلك.