Características e Funções do Glucocalyx



O glucocalix É uma camada rica em carboidratos que cobre o exterior de vários tipos de células, particularmente bactérias e células humanas. Este revestimento protetor cumpre várias funções muito importantes para a célula.

Basicamente, o glicocálice consiste de cadeias de polissacáridos (açúcares) para várias moléculas de proteínas e lípidos, formando assim associações chamadas glicoproteínas e glicolípidos, respectivamente. O resultado é uma rede fibrosa e pegajosa com a capacidade de se hidratar.

Em células eucarióticas, a composição do glicocálice pode ser um fator usado para o reconhecimento celular.

Enquanto isso, em células bacterianas, o glicocálice proporciona uma camada de protecção contra factores do hospedeiro no facto de possuir um glicocálice está associada com a capacidade das bactérias para estabelecer uma infecção.

Em humanos, o glicocálice é encontrado nas membranas das células endoteliais vasculares e células epiteliais do trato digestivo.

Por outro lado, o glicocálice bacteriano pode envolver células individuais ou colônias, formando assim os chamados biofilmes bacterianos.

Glucocalix em bactérias

As características estruturais e a composição química do glicocálice bacteriano diferem de acordo com a espécie, mas em geral esse revestimento adicional pode ter duas formas:

Limusines

Um glicocálix é considerado uma camada de silte quando as moléculas de glicoproteínas estão associadas frouxamente à parede celular.

No entanto, as bactérias que são cobertas com este tipo de glicocálix são protegidas contra a desidratação e a perda de nutrientes.

Cápsulas

O glicocálix é considerado uma cápsula quando os polissacarídeos estão mais firmemente ligados à parede celular.

As cápsulas têm uma consistência pegajosa que, além de proteção, também facilita a adesão às superfícies sólidas do ambiente.

As bactérias que possuem cápsulas encapsulados são considerados, e geralmente tem uma patogenicidade mais elevada (capacidade de causar doença), que as cápsulas protegem as bactérias, incluindo glóbulos brancos fagocíticos do sistema imunitário.

Glucocalix em humanos

Em humanos, o glicocálix é muito importante para a função vascular e para o sistema digestivo.

Glucocalyx no endotélio vascular

Os vasos sanguíneos são na verdade pequenos tubos feitos de células. As células dentro do tubo são chamadas de células endoteliais e devem resistir à pressão do sangue que flui sobre elas constantemente.

Para resistir, as células endoteliais vasculares produzem uma camada mucilaginosa. Este glicocálix também possui enzimas e proteínas que ajudam as células envolvidas na coagulação do sangue a aderir aos vasos sanguíneos quando necessário.

A principal função do glicocálice no sistema vascular é manter a homeostase do endotélio.

Alterando a estrutura de glicocálice no endotélio vascular pode causar a formação de um coágulo de sangue dentro de um vaso sanguíneo, obstruindo o fluxo de sangue através do sistema circulatório e, portanto, têm efeitos deletérios.

Glucocalix no trato digestivo

O segundo melhor exemplo descrito de glicocálix em humanos é encontrado no sistema digestivo. O intestino delgado é responsável por absorver todos os nutrientes que vêm dos alimentos que ingerimos.

As células do intestino delgado responsáveis ​​pela absorção de nutrientes têm muitas pequenas dobras chamadas microvilosidades.

Cada uma das células que compõem as microvilosidades é coberto com glicocálice, que consiste em mucopolissacáridos (longas cadeias de açúcares complexos) e glicoproteínas.

Assim, fornece uma superfície adicional para absorção e também inclui enzimas secretadas por essas células que são essenciais para as etapas finais da digestão dos alimentos.

Toda vez que comemos, existe o risco de ingerir material nocivo que pode atravessar o revestimento intestinal.

Portanto, além da função de digestão e absorção de nutrientes, o glicocálix do epitélio intestinal também deve servir como uma barreira protetora para filtrar os produtos nocivos.

Outras funções do glicocálix

O Glycocalix também desempenha outras funções na defesa contra infecções e câncer, adesão celular, regulação da inflamação, fertilização e desenvolvimento embrionário.

Referências:

  1. Costerton, J. W., & Irvin, R. T. (1981). O glicocálice bacteriano na natureza e na doença. Revisão Anual de Microbiologia, 35, 299-324.
  2. Egberts, H. J. A., Koninkx, J. F. J. G., Dijk, J. E. Van, Mouwen, J. M. V. M., Koninkx, J. F. J. G., Dijk, J. E. Van, & Mouwen, J. M. V. M. (1984). Aspectos biológicos e patobiológicos do glicocálice do epitélio do intestino delgado. Uma revisão. Veterinária trimestral, 6(4), 186-199.
  3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). O sistema de muco gastrointestinal na saúde e na doença. Nature Reviews Gastroenterologia e Hepatologia, 10(6), 352-361.
  4. Kapellos, G.E., & Alexiou, T. S. (2013). Modelagem do Momento e Transporte de Massa em Meios Biológicos Celulares: Da Molecular à Escala de Tecidos. Em S. M. Becker e A. V. Kuznetsov (Eds.), Transporte em Meios Biológicos (p 561). Imprensa Acadêmica (Elsevier).
  5. Reitsma, S., Slaaf, D. W., & Vink, H. (2007). O glicocálice endotelial: composição, funções e visualização. Pflügers Archiv - Revista Européia de Fisiologia, 454, 345-359.
  6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A. e Bongrand, P. (2006). Regulação do glicocálice da adesão celular. Em Princípios da Engenharia Celular. Imprensa Acadêmica.
  7. Tarbell, J. M., & Cancel, L. M. (2016). O glicocálix e seu significado na medicina humana (revisão). Jornal de Medicina Interna, 280, 97-113.
  8. Weinbaum, S., Tarbell, J.M. & Damiano, E.R. (2007). A estrutura e função da camada de glicoscópio endotelial. Revisão Anual da Engenharia Biomédica, 9, 121-167.
  9. Wilkie, M. (2014). Glicocalyx: O revestimento difuso agora regula a sinalização celular. Diálise Peritoneal Internacional, 34(6), 574-575.