definizione

Lo strato più esterno della membrana plasmatica della cellula, oltre alle proteine, ed ai lipidi, sono presenti zuccheri che rappresentano circa l’1-2% delle componenti di membrana che vanno a costituire rispettivamente glicoproteine (legandosi alle proteine) e glicolipidi (unendosi ai lipidi), prevalentemente a livello del versante extracellulare: l’insieme di tutti i residui zuccherini presenti sul versante esterno della cellula costituisce il glicocalice.

Può essere più o meno spesso a seconda della cellula ed è la cellula stessa a secernere i componenti che formano il glicocalice e provvede frequentemente a rinnovarli; il glicocalice, oltre ad una funzione protettiva, occupa un ruolo di rilievo nell’esecuzione di funzioni fisiologiche indispensabili: le componenti del glicocalice, sono utilizzate dalle cellule per riconoscersi, aderire le une alle altre, aderire ai substrati e comunicare. Infatti il glicocalice fornisce punti di ancoraggio ai recettori per il riconoscimento delle molecole dei loro ligandi svolgendo un ruolo fondamentale per la comunicazione e il riconoscimento cellulare; inoltre le glicoproteine fanno aderire le cellule fra loro (per l’ancoraggio meccanico e la comunicazione reciproca) e fanno aderire la cellula alla matrice extracellulare.

Spesso l’azione di ormoni o altre molecole coinvolte nella mediazione di risposte cellulari hanno come target proprio gli elementi del glicocalice, i quali possono anche rappresentare la chiave per stimolare la risposta immunitaria verso cellule estranee all’organismo: un esempio tipico  il sistema ABO presente sulla membrana eritrocitaria dove, il glicocalice esplica un ruolo decisivo nelle interazioni cellulari, determinando l’appartenenza ai vari gruppi sanguigni, impedendo ai globuli rossi dello stesso gruppo sanguigno di possono aggregarsi, a differenza di quanto accade con i globuli rossi di gruppi differenti; interessante notare che le cellule dello stesso tipo che si aggregano per formare tessuti ed apparati si riconoscono proprio grazie al possesso di un glicocalice analogo.

composizione del glicocalice

La natura glucidica e quindi zuccherina del glicocalice è data dalla sua composizione, rappresentata da molecole di carboidrato legate covalentemente a proteine o a lipidi, per formare glicoproteine e glicolipidi; in misura minore, il glicocalice è composto anche da proteoglicani, molecole simili alle glicoproteine ma che hanno una diversa composizione percentuale delle due classi di composti da cui sono formati.

Nelle molecole del glicocalice possono trovarsi differenti tipi di zucchero, uniti a formare catene variamente connesse e ramificate: il legame che tiene insieme le unità monosaccaridiche tra loro è di tipo glicosidico e può avvenire fra vari atomi di carbonio, diversificando le possibili combinazioni; nelle glicoproteine gli oligosaccaridi possono unirsi alla catena proteica con legami O-glicosidici (collegandosi a residui di serina o treonina) o N-glicosidici, collegandosi all’asparagina. Nel primo caso l’unità saccaridica che entra nel legame è una N-acetil-galattosammina che lega il gruppo ossidrile dell’amminoacido, mente nel secondo caso abbiamo una più ampia gamma di possibilità ma le strutture che si formano sono sempre catene ramificate di cinque unità glucidiche.

Le mucoproteine ed i proteoglicani sono composti che rientrano nel glicocalice di alcune specie cellulari e sono formati da una catena di mucopolisaccaride (GAG, glucosamminoglicano) legato ad una proteina di membrana: le mucoproteine hanno una componente glucidica molto maggiore delle glicoproteine e dei glicolipidi e possono aggregare grandi quantità di acqua andando a formare una sostanza gelatinosa che svolge specifiche funzioni; i proteoglicani sono abbondanti in quei tessuti che richiedono la presenza di sostanza gelatinosa amorfa che resiste agli urti e alla compressione, come ad esempio nelle cartilagini.

I glicosamminoglicani sono lunghe catene saccaridiche formate dalla ripetizione costante di dimeri glucidici, formati da un acido uronico ed un amminozucchero: in molti glicosamminoglicani di estrema importanza per l’organismo si ritrovano frequentemente gruppi solforici che, unitamente alle caratteristiche chimiche generali degli zuccheri, contribuiscono a fare di queste molecole dei polianioni fortemente basofili.