GLUCOCÁLIX: CARACTERÍSTIQUES I FUNCIONS - BIOLOGIA - 2025

El glucocálix és una capa enriquida en carbohidrats que recobreix l'exterior de diversos tipus de cèl·lules, particularment bacteris i cèl·lules humanes. Aquest recobriment protector compleix diverses funcions molt importants per a la cèl·lula.

Bàsicament, el glucocálix es compon de cadenes de polisacàrids (sucres) units a diverses molècules de proteïnes i lípids, formant així associacions trucades glucoproteïnes i glucolípids, respectivament. El resultat és una xarxa fibrosa i enganxosa amb capacitat de hidratar-se.

En cèl·lules eucariotes, la composició de l'glucocálix pot ser un factor utilitzat per al reconeixement de la cèl·lula.

Per la seva banda, en les cèl·lules bacterianes, el glucocálix proporciona una capa protectora contra els factors de l'hoste, de fet, la possessió d'un glucocálix està associada amb la capacitat dels bacteris per establir una infecció.

En els humans, el glucocálix es troba sobre les membranes de les cèl·lules endotelials vasculars i de les cèl·lules epitelials de l'tracte digestiu.

Per la seva banda, el glucocálix bacterià pot envoltar cèl·lules individuals o colònies, formant així les anomenades biopel·lícules (biofilm) bacterianes.

Glucocálix en bacteris

Les característiques estructurals i la composició química de l'glucocálix bacterià difereix segons l'espècie, però en general aquest recobriment addicional pot venir en una de dues formes:

llims

Un glucocálix es considera una capa de llim quan les molècules d'glucoproteïna s'associen de manera solta amb la paret cel·lular.

No obstant això, els bacteris que estan cobertes amb aquest tipus de glucocálix estan protegides contra la deshidratació i la pèrdua de nutrients.

càpsules

El glucocálix es considera una càpsula quan els polisacàrids estan més fermament units a la paret cel·lular.

Les càpsules tenen una consistència enganxosa per la qual cosa, a més de protecció, també faciliten l'adhesió a les superfícies sòlides de l'entorn.

Els bacteris que posseeixen càpsules es consideren encapsulades, i generalment tenen una major patogenicitat (capacitat de causar malaltia), perquè les càpsules protegeixen als bacteris, fins i tot dels glòbuls blancs fagocíticos de el sistema immune.

Glucocálix en humans

En els humans el glucocálix és molt important per a la funció vascular i per al sistema digestiu.

Glucocálix en l'endoteli vascular

Els vasos sanguinis són en realitat petits tubs fets de cèl·lules. Les cèl·lules a l'interior de l'tub es diuen cèl·lules endotelials i han de resistir la pressió de la sang que flueix sobre elles constantment.

Per resistir això, les cèl·lules de l'endoteli vascular produeixen una capa mucilaginosa. Aquest glucocálix posseeix a més enzims i proteïnes que ajuden a les cèl·lules involucrades en la coagulació de la sang a adherir-se als vasos sanguinis quan cal.

La funció principal de l'glucocálix en el sistema vascular és mantenir l'homeòstasi de l'endoteli.

L'alteració de l'estructura de l'glucocálix en l'endoteli vascular podria causar la formació d'un coàgul de sang dins d'un got sanguini, obstruint el flux de sang a través de el sistema circulatori i d'aquesta manera tenir efectes perjudicials per a la salut.

Glucocálix en el tracte digestiu

El segon exemple millor descrit de glucocálix en humans es troba en el sistema digestiu. L'intestí prim és responsable d'absorbir tots els nutrients que provenen dels aliments que consumim.

Les cèl·lules de l'intestí prim encarregades d'absorbir els nutrients tenen molts plecs petits anomenats microvellositats.

Cadascuna de les cèl·lules que componen les microvellositats està coberta amb glucocálix, el qual està format per mucopolisacàrids (cadenes llargues de sucres complexos) i glucoproteïnes.

Així, proporciona una superfície addicional per a l'absorció i inclou també enzims secretades per aquestes cèl·lules que són essencials per als passos finals de la digestió dels aliments.

Cada vegada que ens alimentem ha un risc d'ingerir material nociu que pugui creuar el revestiment intestinal.

Per tant, a més de la funció de digestió i l'absorció de nutrients, el glucocálix de l'epiteli intestinal també ha de complir la funció de barrera protectora per filtrar els productes nocius.

Altres funcions de l'glucocálix

El glucocálix també compleix altres funcions en la defensa contra infeccions i càncer, l'adhesió cel·lular, la regulació de la inflamació, la fertilització i el desenvolupament embrionari.

referències:

1. Costerton, JW, & Irvin, RT (1981). The bacterial glycocalyx in nature and disease. Annual Review of Microbiology, 35, 299-324.
2. Egberts, hja, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, Mouwen, JMVM, Koninkx, JFJG, Dijk, JE Van, & Mouwen, JMVM (1984). Biological and pathobiological aspects of the glycocalyx of the small intestinal epithelium. A review. Veterinary Quarterly, 6 (4), 186-199.
3. Johansson, M., Sjövall, H., & Hansson, G. (2013). The gastrointestinal mucus system in health and disease. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 10 (6), 352-361.
4. Kapellos, GE, & Alexiou, TS (2013). Modeling Momentum and Mass Transport in lular Biological Mitjana: From the Molecular to the Tissue Scale. In SM Becker & AV Kuznetsov (Eds.), Transport in Biological Mitjana (pàg. 561). Academic Press (Elsevier).
5. Reitsma, S., Slaaf, DW, & Vink, H. (2007). The endothelial glycocalyx: composition, functions, and visualization. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology, 454, 345-359.
6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., Pierres, A., & Bongrand, P. (2006). Glycocalyx regulation of cell adhesion. In Principles of Cellular Engineering. Academic Press.
7. Tarbell, JM, & Cancel, LM (2016). The glycocalyx and its significance in human medicine (Review). Journal of Internal Medicine, 280, 97-113.
8. Weinbaum, S., Tarbell, JM, & Damiano, ER (2007). The Structure and Function of the endothelial Glycocalyx Layer. Annual Review of Biomedical Engineering, 9, 121-167.
9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: The Fuzzy Coat Now Regulates Cell Signaling. Peritoneal Dialysis International, 34 (6), 574-575.