Funcțiile Glicocálix pe care le îndeplinește și componentele

glicocalix sau glucocalix Este o acoperire celulară compusă în principal din carbohidrați care protejează și acoperă membrana plasmatică a anumitor protozoare, a unor celule endoteliale și a multor specii de bacterii..

Acest strat exterior, foarte predispus la hidratare, este alcătuit în esență din polizaharide care alcătuiesc porțiunile de carbohidrați ale glicoproteinelor membranei integrale, glicolipidelor și proteoglicanilor asociați cu stratul exterior al membranei plasmatice și / sau al peretelui celular..

Compoziția exactă a glucocalixului, precum și structura acestuia, depinde de tipul specific de celulă luat în considerare, precum și de condițiile fizico-chimice și mecanice la care este supusă celula menționată în momentul analizei..

Glycocalyx îndeplinește diverse funcții la nivel celular, inclusiv fixarea pe diferite suprafețe, protecție împotriva agenților nocivi și prevenirea împotriva desecării (în bacterii), reglarea permeabilității vasculare și transmiterea forțelor fizice. La citoschelet (în eucariote).

Indice articol

• 1 Unde se găsește glicocalixul și ce funcții are?
  • 1.1 Glicocalixul în procariote
  • 1.2 Glicocalixul în eucariote
• 2 Componente ale glicocalixului
  • 2.1 Proteoglicani
  • 2.2 Glicoproteine
  • 2.3 Unele componente solubile
• 3 Referințe

Unde se găsește și ce funcții are glicocalixul?

Multe celule din natură prezintă glicocalix, dar se numără procariote precum bacteriile și eucariotele precum celulele endoteliale vasculare ale animalelor cu sistemul circulator..

Cele mai relevante exemple dintre ființele vii cunoscute sunt prezentate mai jos:

Glicocalixul în procariote

Procariotele sunt reprezentate de bacterii și arhee. Ambele tipuri de organisme unicelulare prezintă de obicei plicuri complexe, care îndeplinesc funcții foarte importante în ceea ce privește păstrarea integrității lor..

Glicocalixul bacteriilor a fost, probabil, cel mai studiat dintre procariote, deci se știe că, în funcție de condițiile de creștere și nutriție, aceste celule pot modifica nu numai compoziția, ci și aspectul și / sau textura glicocalixului său.

Multe sunt speciile de arhee și bacterii care prezintă glicocalix, printre ale căror funcții variate sunt:

- Bariera de protecție a mediului

- Stabilitatea celulei

- Mobilitate

- Aderența la suprafețele biotice sau abiotice

- Formarea biofilmului sau biofilme

- Comunicarea cu mediul înconjurător și cu alte celule din jur

- Stabilirea infecțiilor

- Evaziunea sistemului imunitar de la organismele pe care le infectează

- Printre altele

• Ce este un biofilm?

Pentru anumite specii de bacterii, este obișnuit să se observe înființarea unor comunități mari în care glicocalixul secretat de celule individuale permite formarea de „straturi” sau „filme” bine definite, adică un fel de „continuum” de bacterii. ..

Aceste filme permit comunităților bacteriene să adere la suprafețe solide, protejând în același timp celulele conținute de acestea împotriva numeroșilor agenți externi..

În biofilme celulele dintr-o comunitate pot comunica mai ușor între ele printr-un proces numit detectarea cvorumului, care implică producerea și eliberarea de molecule de semnalizare către mediul extracelular care, la atingerea unei anumite concentrații, poate induce schimbări în expresia genetică a multor celule în același timp.

Această capacitate de comunicare intercelulară, pe lângă capacitatea de a schimba material genetic, permite dezvoltarea rezistenței la antibiotice, astfel încât stabilirea acestor filme poate fi un mare avantaj pentru microbii patogeni..

Glicocalixul în eucariote

Un număr mare de celule eucariote secretă un glicocalix în jurul lor și, pentru multe organisme multicelulare, prezența acestuia este esențială pentru comunicarea și aderența intercelulară.

La om și la alte mamifere, de exemplu, glicocalixul joacă roluri importante în sistemul digestiv și vascular.

• În sistemul vascular

Celulele endoteliale, adică cele care căptușesc porțiunea internă a „conductelor” care formează sistemul vascular, experimentează constant diferite forțe și tipuri de stres, pe care le suportă datorită producției de glicocalix, care diminuează diferitele forțe și presiuni..

Datorită glicocalixului, care, la fel ca cel al bacteriilor, formează un strat gelatinos gros în jurul membranei plasmatice a celulelor endoteliale, aceste celule sunt capabile să se lege de altele care sunt transportate în sânge, cum ar fi leucocitele. coagulare.

• În sistemul digestiv

Microvilii care acoperă porțiunea internă a intestinului subțire, cei responsabili de absorbția nutrienților în timpul digestiei, secretă un glicocalix în jurul lor care le permite să se protejeze de stresul la care sunt supuși în mod constant în mediul intestinal, în special în ceea ce privește prezența substanțelor cu pH extrem de scăzut (acizi).

În același timp, s-a stabilit că unele dintre enzimele necesare descompunerii și absorbției nutrienților din alimente sunt prezente în glicocalix, de unde și importanța sa..

Multe alte celule eucariote secretă un glicocalix în jurul lor, care formează, la fel ca în bacterii, un strat amorf asemănător unui gel. Unele funcții suplimentare pe care le poate îndeplini acest strat includ:

- Semnalizare celulară (prin recunoașterea modelelor de glicozilare pe suprafața celulei)

- Eliberarea eliberării factorului de creștere

- Protecție celulară împotriva substanțelor exogene sau a presiunilor fizice

- Facilitarea mișcării și deplasării celulare

- Aderenta celulara

- Transmiterea forțelor mecanice exercitate asupra unei celule către citoscheletul intern

Componentele glicocalixului

Glicocalixul, așa cum am menționat deja, constă dintr-o plasă fibroasă sau rețea formată din „fire” de zaharuri și proteine ​​care se leagă împreună, rezultând un strat gros și lipicios, capabil să se hidrateze în medii apoase..

Prin urmare, componentele mai mult sau mai puțin generice ale acestei acoperiri extracelulare sunt în principal glicoproteine, glicolipide și proteoglicani, compoziția lor în ceea ce privește zaharurile variază semnificativ între diferite celule..

Atât de mult încât recunoașterea celulelor la multe animale depinde de identificarea modelelor specifice de glicozilare de pe suprafața celulelor, nu numai ale lor, ci și străine și potențial periculoase..

În celulele endoteliale, de exemplu, compoziția celulelor endoteliale variază constant, precum și grosimea acestora, deoarece se află în echilibru dinamic cu componentele care curg în sânge..

Proteoglicani

Proteoglicanii sunt o parte importantă a glicocalixului, mulți autori indicându-i drept principalul „schelet” al acestui strat.

Aceste molecule constau dintr-un nucleu proteic de dimensiuni variabile de care sunt atașate un număr variabil de lanțuri de glicozaminoglican, compuse, la rândul lor, de diferite tipuri de zaharuri..

Nucleul proteic permite conexiunea dintre moleculă și membrana celulară, fie prin segmente transmembranare hidrofobe, fie prin prezența unei ancore glicozilfosfatidilinozitol (GPI, în eucariote).

Printre lanțurile de glicozaminoglican care pot fi prezente în proteoglicanii se numără heparan sulfat, condroitin sulfat, dermatan sulfat, keratan sulfat și acid hialuronic; toate acestea conținând un acid uronic și o hexozamină.

Glicoproteine

Glicoproteinele sunt, de asemenea, molecule foarte abundente în glicocalix. De asemenea, constau din proteine ​​„decorate” cu lanțuri simple sau ramificate de zaharuri de diferite lungimi. Unele dintre aceste proteine ​​au cozi citoplasmatice, în timp ce altele au doar segmente transmembranare..

Unele componente solubile

În funcție de tipul de organism, glicocalixul unor celule poate fi îmbogățit cu factori solubili care sunt prezenți și în mediul celular. În endoteliul vascular, de exemplu, glicocalixul poate conține albumină, mucoizi și alte proteine ​​solubile, precum și ioni și alte molecule mici..

Referințe

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., ... și Walter, P. (2013). Biologie celulară esențială. Știința ghirlandelor.
2. Cooper, G. M. și Hausman, R. E. (2004). Celula: abordare moleculară. Medicinska naklada.
3. Costerton, J. W., Irvin, R. T. și Cheng, K. J. (1981). Glicocalixul bacterian în natură și boală. Revizuiri anuale în microbiologie, 35 (1), 299-324.
4. Devuyst, O. (2014). Glicocalix: stratul fuzzy reglează acum semnalizarea celulară. Dializa internațională peritoneală, 34 (6), 574-575.
5. Egberts, H. J. A., Koninkx, J. F. J. G., Van Dijk, J. E. și Mouwen, J. M. V. M. (1984). Aspecte biologice și patobiologice ale glicocalixului epiteliului intestinal subțire. Un revizuire. Veterinar trimestrial, 6 (4), 186-199.
6. Harriott, M. M. (2019). Biofilme și antibiotice.
7. Reitsma, S., Slaaf, D. W., Vink, H., Van Zandvoort, M. A. și oude Egbrink, M. G. (2007). Glicocalixul endotelial: compoziție, funcții și vizualizare. Pflügers Archiv-European Journal of Physiology, 454 (3), 345-359.
8. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A. M., Pierres, A. și Bongrand, P. (2006). Reglarea glicocalixului aderenței celulare. În Principiile ingineriei celulare (pp. 143-169). Academic Press.