البروتيوغليكانات جزيئات معقدة توجد في أنسجة الجسم كلها، لاسيما في المطرس خارج الخلايـــا أو "المادة الأساسية"، حيث يرتبط بعضها مع بعض وترتبط نوعياً مع مكونات المطرس البنيوية الأخــــري الرئيسة أيضاً الشكل (1) (ترتبط بعضها بالكولاجين وبعضها الآخر بالإيلاستين). وتآثرات البروتيوغليكانات هامة جداً في تحديد التعضــــي البنيـــوي للمطرس. ويمكن أن ترتبط بعض البروتيوغليكانات كالديكورين مثلاً، بعوامل النمو مثل عامل النمو المحول TGF-β، فتعدل تأثيراتها في الخلايا. كما تتأثر بعض هذه المركبات مع بروتينات التصاقية معينــــة موجودة أيضاً في المطرس كالفيبرونكتين واللامينين .

والغليكوزامينوغليكانات الموجودة في البروتيوغليكانات عديدة الأنيونات، ومن ثم فهــــي تـــربـط عديدات الكاتيون والكاتيونات كأيونات الصوديوم والبوتاسيوم. وتجذب هذه الخاصية الأخيرة الماء بوساطة الضغط التناضحي إلى المطرس خارج الخلايا فتساهم في انتفاخه. كمـا تـتــهلم الغليكوزامينوغليكانات أيضاً عند تراكيز منخفضة نسبياً. وبسبب الطبيعة الامتدادية الطويلة للسلاسل عديدة السكريد في الغليكوزأمينوغليكانات وقدرتها على التهلم، تعمل البروتيوغليكانات كمناخلsieves تحد من عبور الجزيئات الكبروية الكبيرة في المطرس خارج الخلايا لكنها تسمح بانتشار حـــر نسبياً للحزينات الصغيرة. وثانية بسبب بناها الامتدادية والمكدسات الجزيئية الكبروية الهائلة التي غالباً ما تشكلها، فهي تشغل حجماً كبيراً من المطرس نسبة إلى البروتينات (الشكل 1).

شكل (1) تمثيل مبسط لتآثر المكونات الأبرز للمطرس خارج الخلوي فيما بينها ومع الخلايا المجاورة .

تركيز حمض الهيالورونيك مرتفع خصوصا في النسج المضغية، ويُعتقد أنه يلعب دوراً هاماً في السماح بالهجرة الخلوية خلال التخلق morphogenesis وترميم الجروح. ويمكن أن تكون قدرته على جذب الماء إلى المطرس خارج الخلايا، ومن ثُمَّ "خلخلته" هامة في هذا السياق. وتساهم التراكيز المرتفعة الحمض الهيالورونيك وسلفات الكندرويتين الموجودة في الغضروف في قابليته للانضغاط.

تتوضع سلفات الكندرويتين عند مواضع التكلس في العظم الغضروفي الداخلي، كما توجد في الغضروف. وهي تتوضع أيضاً داخل بعض العصبونات حيث يمكن أن تعطي بنية هيكلية داخلية تساعد في الحفاظ على شكلها.

وتوجد سلفات الكيراتان 1 وسلفات الديرماتان في القرنية. وهما تتوضعان بين اللييفات الكولاجينية، وتلعبان دوراً هاماً في شفافية القرنية. وتختفي تغيرات تركيب البروتيوغليكـــان المرافقــة لندبات القرنية عند شفائها. كما قد يساهم وجود سلفات الديرماتان في الصلبة في المحافظة على الشكل الإجمالي للعين. وتوجد سلفات الكيراتان 1 في الغضروف أيضاً.

والهيبارين (الشكل2) مضاد هام للتخثر، فهو يرتبط مع العاملين التاسع والحادي عشر، لكـــن أهم ارتباط له هو تأثره مع مضاد الثرومبين البلازمي الثالث III حيث يعجل ارتباط الهيبارين بهذا البروتين البلازمي بنسبة جزيء إلى جزيء قدرة الأخير على تعطيل إنزيمات بروتياز السيرين كثيراً، لاسيما الثرومبين. ويبدو أن ارتباط الهيبارين بثمالات الليزيل في مضاد الثرومبين الثالث يحرض تغيراً في هيئة الأخير يدعم ارتباطه مع بروتيازات السيرين. ويمكن أن يرتبط الهيبارين أيضاً بشكل نوعي بإنزيم ليباز البروتين الشحمي الموجودة في الجدر الشعرية، مما يؤدي إلى تحرر هذا الإنزيم إلى الدوران.

 تتحد سلفات الهيباران مع الغشاء البلازمي للخلايا مرتبطة بالبروتينات اللبية التي تعبر الغشاء حيث تلعب دور المستقبلات، وقد تسهم في توسط النمو والتواصل الخلوي. كما يوجد في الغشاء القاعدي الكلوي، مع الكولاجين واللامينين، ليلعب دوراً مهماً في انتقائية الشحنات والرشح الكبيبي.

 وتوجد البروتيوغليكانات في مواضع داخل الخلية كالنواة، ولم تتضح وظيفتها هناك، وبعض الحبيبات الاختزانية والإفرازية، كالحبيبات الأليفة للكروم في لب الكظر. ويُفترض أنها تساهم في إطلاق محتويات بعض هذه الحبيبات.

شكل (2) بنية الهيبارين

ومن الناحية المرضية، فقد يكون حمض الهيالورونيك هاماً في السماح بمجرة الخلايا الورمية عــــبر المطرس خارج الخلايا. ويمكن أن تحرض الخلايا الورمية تخليق الأرومات الليفية لكميات زائدة كثيراً من حمض الهيالورونيك، فتيسر بذلك انتشارها وحدوث الانتقالات. كما تبدي بعض الخلايـــا الورميــــة كميات أقل من سلفات الهيباران على سطوحها، وهذا ما قد يساهم في عدم التصاقها، الأمر الذي تتميز به.

وتحتوي باطنة intima الجدار الشرياني على حمض الهيالورونيك وبروتيوغليكانات كل من سلفات الكندرويتين وسلفات الديرماتان وسلفات الهيباران. ومن بين هذه البروتيوغليكانات، تربط سلفات الديرماتان البروتينات الشحمية البلازمية خفيضة الكثافة. كما يبدو أن سلفات الديرماتان هـــي الغليكوزأمينوغليكان الرئيس الذى تخلقه الخلايا العضلية الملساء الشريانية. وبما أن هذه الخلايا هي التي تتكاثر في آفات التصلب العصيدي الشريانية، لذلك فقد تلعب سلفات الديرماتان دوراً هاماً في ظهور لويحات التصلب العصيدي.

 ويمكن أن تعمل البروتيوغليكانات في مختلف أنماط التهاب المفاصل دور مستضدات ذاتية، وبذلك تساهم في الملامح الإمراضية لهذه الاضطرابات. وتنقص كمية سلفات الكندرويتين في الغضروف مــــع تقدم العمر، في حين تزداد مقادير سلفات الكيراتان وحمض الهيالورونيك. وقد تساهم هذه التغيرات في حدوث الفصال العظمي. كما تلاحظ تغيرات في مقادير بعض الغليكوزأمينوغليكانات في الجلد مع تقدم العمر، وتساعد في فهم التغيرات المميزة الملاحظة في هذا العضو لدى المسنين أين قد يكون لهـا دورها في التشيخ.