GLUCOCALIX: CARACTERISTICI ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Glycocalyx este un carbohidrat - strat îmbogățit care acoperă exteriorul diferitelor tipuri de celule, în special bacterii și celule umane. Acest strat protector îndeplinește câteva funcții foarte importante pentru celulă.

Practic, glicocalixul este format din lanțuri de polizaharide (zaharuri) atașate la diferite molecule de proteine ​​și lipide, formând astfel asociații numite glicoproteine ​​și respectiv glicolipide. Rezultatul este o pânză fibroasă lipicioasă, cu capacitatea de a se hidrata.

În celulele eucariote, compoziția glicocalixului poate fi un factor utilizat pentru recunoașterea celulei.

La rândul său, în celulele bacteriene, glicocalixul oferă un strat protector împotriva factorilor gazdă, de fapt, deținerea unui glicocalix este asociată cu capacitatea bacteriilor de a stabili o infecție.

La om, glicocalixul se găsește pe membranele celulelor endoteliale vasculare și celulelor epiteliale ale tractului digestiv.

La rândul său, glicocalixul bacterian poate înconjura celule sau colonii individuale, formând astfel așa-numitele biofilme bacteriene.

Glucocalix în bacterii

Caracteristicile structurale și compoziția chimică a glicocalxului bacterian diferă în funcție de specie, dar, în general, această acoperire suplimentară poate avea una dintre cele două forme:

Depunerile

Un glicocalix este considerat un strat de slime atunci când moleculele de glicoproteină se asociază slab cu peretele celular.

Cu toate acestea, bacteriile care sunt acoperite cu acest tip de glicocalx sunt protejate împotriva deshidratării și pierderii de nutrienți.

capsule

Glicocalixul este considerat o capsulă atunci când polizaharidele sunt mult mai fixate de peretele celular.

Capsulele au o consistență lipicioasă care, pe lângă protecție, facilitează și aderența la suprafețele solide din mediu.

Bacteriile care au capsule sunt considerate încapsulate și au, în general, o patogenitate mai mare (capacitatea de a provoca boli), deoarece capsulele protejează bacteriile, inclusiv de celulele albe din sângele fagocitar al sistemului imunitar.

Glucocalix la om

La om, glucocalixul este foarte important pentru funcția vasculară și pentru sistemul digestiv.

Glucocalix în endoteliul vascular

Vasele de sânge sunt de fapt tuburi mici din celule. Celulele din interiorul tubului se numesc celule endoteliale și trebuie să reziste la presiunea sângelui care curge constant peste ele.

Pentru a rezista la aceasta, celulele endoteliale vasculare produc un strat mucilaginos. Acest glicocalix are de asemenea enzime și proteine ​​care ajută celulele implicate în coagularea sângelui să adere la vasele de sânge atunci când este necesar.

Funcția principală a glucocalixului în sistemul vascular este menținerea homeostazei endoteliale.

Alterarea structurii glicocalxului în endoteliul vascular ar putea provoca formarea unui cheag de sânge în interiorul vasului de sânge, obstrucționând fluxul de sânge prin sistemul circulator și, astfel, are efecte dăunătoare asupra sănătății.

Glucocalix în tractul digestiv

Al doilea cel mai bine descris exemplu de glucocalix la om se găsește în sistemul digestiv. Intestinul subțire este responsabil de absorbția tuturor nutrienților care provin din alimentele pe care le consumăm.

Celulele din intestinul subțire responsabile de absorbția nutrienților au multe pliuri mici numite microvilli.

Fiecare dintre celulele care alcătuiesc microvilli este acoperită cu glicocalix, care este format din mucopolizaharide (lanțuri lungi de zaharuri complexe) și glicoproteine.

Astfel, oferă o suprafață suplimentară pentru absorbție și include, de asemenea, enzime secretate de aceste celule, care sunt esențiale pentru etapele finale de digestie a alimentelor.

De fiecare dată când mâncăm există riscul de a ingera material nociv care poate traversa mucoasa intestinală.

Prin urmare, pe lângă funcția de digestie și absorbție a nutrienților, glucocalixul epiteliului intestinal trebuie să îndeplinească și funcția de barieră protectoare pentru a filtra produsele dăunătoare.

Alte funcții ale glicocalixului

Glycocalyx îndeplinește, de asemenea, alte funcții de apărare împotriva infecțiilor și cancerului, aderenței celulare, reglării inflamației, fertilizării și dezvoltării embrionare.

Referințe:

1. Costerton, JW și Irvin, RT (1981). Glicocalixul bacterian în natură și boală. Revizuirea anuală a microbiologiei, 35, 299-324.
2. Egberts, HJA, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Aspecte biologice și patobiologice ale glicocalxului epiteliului intestinal subțire. Un comentariu. Veterinar trimestrial, 6 (4), 186–199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). Sistemul de mucus gastro-intestinal în sănătate și boli. Recenzii asupra naturii Gastroenterologie și hepatologie, 10 (6), 352–361.
4. Kapellos, GE, & Alexiou, TS (2013). Modelarea momentului și transportului în masă în mediile biologice celulare: de la scara moleculară la țesut. În SM Becker și AV Kuznetsov (Eds.), Transport în media biologică (p. 561). Presă academică (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). Glicocalix endotelial: compoziție, funcții și vizualizare. Arhiva Pflügers - European Journal of Physiology, 454, 345–359.
6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Reglarea glicocalxului a aderenței celulare. În Principiile ingineriei celulare. Presă academică.
7. Tarbell, JM și & Cancel, LM (2016). Glicocalixul și semnificația acestuia în medicina umană (Review). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM și Damiano, ER (2007). Structura și funcția stratului de glicocalx endotelial. Revizuirea anuală a ingineriei biomedicale, 9, 121–167.
9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Stema fuzzy reglementează acum semnalizarea celulară. Peritoneal Dialysis International, 34 (6), 574–575.