thylakoids

 Οι χλωροπλάστες είναι οργανίδια που υπάρχουν μόνο στα κύτταρα των πράσινων τμημάτων των φυτών. Στα οργανίδια αυτά γίνεται η φωτοσύνθεση. Οι χλωροπλάστες περιβάλλονται από διπλή στοιχειώδη μεμβράνη. Στο εσωτερικό τους υπάρχει μια ρευστή μάζα, το στρώμα, στο οποίο περιέχονται πεπλατυσμένα κυστίδια, τα θυλακοειδή, που στοιβάζονται το ένα πάνω στο άλλο, ώστε να σχηματίσουν σωρούς, τα grana, στα οποία περιέχονται μόρια χλωροφύλλης.

Υπάρχουν επίσης μεμονωμένες μεμβρανώδεις δομές, τα ελασμάτια, που συνδέουν τα grana μεταξύ τους.Το δίκτυο της θυλακοειδούς μεμβράνης μέσα στους χλωροπλάστες φιλοξενεί τα πρωτεϊνικά συμπλέγματα, τα οποία είναι απαραίτητα για τις φωτοεξαρτώμενες αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης.

Οι κυτταρικές διεργασίες για την κατασκευή και την τροποποίηση αυτού του δικτύου μεμβράνης είναι επομένως απαραίτητες για τη ζωή στη Γη. 

Ωστόσο, οι λεπτομερείς μοριακές διεργασίες που αφορούν  την προέλευση και τη σύνθεση των θυλακοειδών παραμένουν αδιευκρίνιστες. 

Η βιογένεση των θυλακοειδών συνδέεται στενά με τις διαδικασίες διαφοροποίησης των χλωροπλαστών. Οι χλωροπλάστες αναπτύσσονται από ειδικούς προγόνους που ονομάζονται προπλαστίδια.  

Καθώς πολλά από τα απαραίτητα δομικά στοιχεία όπως τα λιπίδια και οι χρωστικές προέρχονται από το εσωτερικό περίβλημα, τίθεται το ερώτημα πώς αυτά τα συστατικά στρατολογούνται στη μεμβράνη-στόχο τους. 

Λόγω της ενδοσυμβιωτικής προέλευσής τους, οι χλωροπλάστες περιβάλλονται από δύο μεμβράνες περιβλήματος, και οι δύο προκαρυωτικής προέλευσης. Επιπλέον, οι χλωροπλάστες διαθέτουν ένα εσωτερικό δίκτυο μεμβράνης που βρίσκεται στο υδατικό στρώμα που ονομάζεται θυλακοειδή και είναι ο τόπος των εξαρτώμενων από το φως αντιδράσεων της οξυγονικής φωτοσύνθεσης. 

Λόγω της μοναδικής σύνθεσης και δομής της μεμβράνης του θυλακοειδούς, η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται αποτελεσματικά σε χημική ενέργεια με τη βοήθεια κύριων πρωτεϊνικών συμπλεγμάτων. 

Οι χρωστικές χλωροφύλλης στα συμπλέγματα πρωτεΐνης πολλαπλών υπομονάδων του φωτοσυστήματος II (PSII) και του φωτοσυστήματος Ι (PSI) διεγείρονται από το φως και ξεκινούν τη ροή ηλεκτρονίων μεταξύ των συμπλεγμάτων. 

Αυτή η διαδικασία παράγει χημική ενέργεια με τη μορφή ATP και αναγωγικά ισοδύναμα όπως το NADPH που αργότερα χρησιμοποιούνται στις ρυθμιζόμενες από το φως αντιδράσεις του κύκλου Calvin-Benson που βρίσκεται στο στρώμα. 

Εκεί, η CO₂ καθορίζεται από το άφθονο ένζυμο ριβουλόζη-1,5-διφωσφορική καρβοξυλάση/οξυγενάση (RuBisCO) για να τροφοδοτεί το κύτταρο με υδατάνθρακες.  Τα θυλακοειδή είναι η πράσιμη μηχανή του φωτός, καθώς συνίστανται από πλούσιες σε χλωροφύλλη μεμβράνες που είναι συγκεντρωμένες στα φύλλα των φυτών, όπου εκεί γίνεται η διαδικασία της φωτοσύνθεσης, δηλαδή εκεί που το φως μετατρέπεται σε τροφή του φυτού. Όσο πιο πράσινα είναι τα φύλλα ενός φυτού τόσο περισσότερα θυλακοειδή περιέχουν.

Τα θυλακοειδή είναι ανθεκτικά στα πεπτικά ένζυμα. Μπορούν να παραμείνουν επί ώρες στο έντερο προτού τελικά διασπαστούν . Σ΄αυτό το χρονικό διάστημα ασκούν τη δράση τους.

Οι θυλακοειδείς μεμβράνες συνδέονται με τη λιπάση, το ένζυμο που συμμετέχει στην πέψη του λίπους, βοηθώντας έτσι στην αναστολή της απορρόφησης του λίπους.

Έτσι τα θυλακοειδή παραμένουν στο έντερο για αρκετές ώρες, μέχρι την τελική τους διάσπαση. Μέσω αυτού του μηχανισμού, παρουσία των θυλακοειδών παρατείνεται η πέψη, επιτρέποντας στα πεπτικά προϊόντα να φτάνουν στην τελική μοίρα του λεπτού εντέρου και να προκαλούν έκκριση ορμονών κορεσμού, όπως η γκρελίνη.

Η συμπληρωματική χορήγηση θυλακοειδών σε πειραματόζωα, στα οποία έγινε δοκιμασία ανοχής στη γλυκόζη προκάλεσε μείωση των συγκεντρώσεων της γλυκόζης την πρώτη ώρα, αύξηση της συγκέντρωσης της χολοκυστοκίνης τις δύο πρώτες ώρες και μείωση της καθυστερημένης μεταγευματικής έκκρισης της γκρελίνης. 

Η γκρελίνη ή "ορμόνη της πείνας" , είναι ένα πεπτίδιο που παράγεται από τα γκρελινεργικά κύτταρα στον γαστροεντερικό σωλήνα. Δρα ως νευροπεπτίδιο στο κεντρικό νευρικό σύστημα. Παίζει πολύ μεγάλο ρόλο στη ρύθμιση της κατανομής και του ρυθμού κατανάλωσης ενέργειας στο οργανισμό.