O glicocálice ou glucocálix É uma cobertura celular composta principalmente por carboidratos que protege e cobre a membrana plasmática de certos protozoários, algumas células endoteliais e muitas espécies de bactérias..
Esta camada externa, muito propensa à hidratação, é composta essencialmente pelos polissacarídeos que constituem as porções de carboidratos das glicoproteínas, glicolipídeos e proteoglicanos da membrana integral associados à camada externa da membrana plasmática e / ou parede celular..
A composição exata do glicocálice, assim como sua estrutura, depende do tipo específico de célula considerado, bem como das condições físico-químicas e mecânicas a que essa célula está submetida no momento de sua análise..
O glicocálice cumpre várias funções no nível celular, incluindo fixação em diferentes superfícies, proteção contra agentes prejudiciais e prevenção contra dessecação (em bactérias), regulação da permeabilidade vascular e transmissão de forças físicas. Para o citoesqueleto (em eucariotos).
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Muitas células na natureza apresentam glicocálice, mas entre elas se destacam procariotos como bactérias e eucariotos como células endoteliais vasculares de animais com sistema circulatório..
Os exemplos mais relevantes entre os seres vivos conhecidos são apresentados a seguir:
Os procariotos são representados por bactérias e arqueas. Ambos os tipos de organismos unicelulares geralmente apresentam envoltórios complexos, que desempenham funções muito importantes em termos de preservação de sua integridade..
O glicocálice das bactérias tem sido, talvez, o mais estudado dos procariontes, por isso sabe-se que dependendo das condições de crescimento e nutrição, essas células podem modificar não só a composição, mas também a aparência e / ou textura de seu glicocálice..
Muitas são as espécies de arquéias e bactérias que apresentam glicocálice, entre cujas funções variadas estão:
- Barreira de proteção ambiental
- Estabilidade celular
- Mobilidade
- Adesão a superfícies bióticas ou abióticas
- Formação de biofilme ou biofilmes
- Comunicação com o meio ambiente e com outras células ao redor
- Estabelecimento de infecções
- Evasão do sistema imunológico dos organismos que infectam
- Entre outras
Para certas espécies de bactérias, é comum observar o estabelecimento de grandes comunidades nas quais o glicocálice secretado por células individuais permite a formação de “camadas” ou “filmes” bem definidas, ou seja, uma espécie de “continuum” de bactérias. ..
Esses filmes permitem que as comunidades bacterianas adiram a superfícies sólidas, enquanto protegem as células nelas contidas contra vários agentes externos..
Nos biofilmes células em uma comunidade podem se comunicar mais facilmente umas com as outras por meio de um processo chamado detecção de quorum, que envolve a produção e liberação de moléculas sinalizadoras para o meio extracelular que, ao atingir determinada concentração, podem induzir alterações na expressão genética de várias células ao mesmo tempo..
Essa capacidade de comunicação intercelular, além da capacidade de troca de material genético, permite o desenvolvimento de resistência a antibióticos, portanto o estabelecimento desses filmes pode ser uma grande vantagem para micróbios patogênicos..
Um grande número de células eucarióticas secretam um glicocálice ao seu redor e, para muitos organismos multicelulares, a presença deste é essencial para a comunicação e adesão intercelular.
Em humanos e outros mamíferos, por exemplo, o glicocálice desempenha papéis importantes nos sistemas digestivo e vascular.
As células endoteliais, ou seja, aquelas que revestem a porção interna dos "tubos" que formam o sistema vascular, vivenciam constantemente diferentes forças e tipos de estresse, que suportam graças à produção de glicocálice, que amortece as diferentes forças e pressões.
Devido ao glicocálice, que, como o das bactérias, forma uma espessa camada gelatinosa ao redor da membrana plasmática das células endoteliais, essas células são capazes de se ligar a outras que são transportadas pelo sangue, como leucócitos e trombócitos, muito importantes para coagulação.
As microvilosidades que revestem a porção interna do intestino delgado, responsáveis pela absorção de nutrientes durante a digestão, secretam ao seu redor um glicocálice que lhes permite proteger-se do estresse a que estão constantemente submetidas no meio intestinal, principalmente no que diz respeito aos presença de substâncias com pH extremamente baixo (ácidos).
Ao mesmo tempo, foi determinado que algumas das enzimas necessárias para a decomposição e absorção dos nutrientes dos alimentos estão presentes no glicocálice, daí sua importância..
Muitas outras células eucarióticas secretam um glicocálice ao seu redor, que forma, como nas bactérias, uma camada amorfa semelhante a um gel. Algumas funções adicionais que esta camada pode realizar incluem:
- Sinalização celular (por reconhecimento de padrões de glicosilação na superfície celular)
- Elicitação da liberação do fator de crescimento
- Proteção celular contra substâncias exógenas ou pressões físicas
- Facilitação do movimento e deslocamento celular
- Adesão celular
- Transmissão de forças mecânicas exercidas sobre uma célula para o citoesqueleto interno
O glicocálice, como já mencionado, consiste em uma malha ou rede fibrosa composta por “fios” de açúcares e proteínas que se ligam, resultando em uma camada espessa e pegajosa, capaz de se hidratar em ambientes aquosos..
Portanto, os componentes mais ou menos genéricos desta cobertura extracelular são principalmente glicoproteínas, glicolipídeos e proteoglicanos, sua composição em termos de açúcares varia significativamente entre as diferentes células..
Tanto é assim que o reconhecimento celular em muitos animais depende da identificação de padrões de glicosilação específicos na superfície das células, não apenas as suas próprias, mas também estranhas e potencialmente perigosas.
Nas células endoteliais, por exemplo, a composição das células endoteliais varia constantemente, assim como sua espessura, por estar em equilíbrio dinâmico com os componentes que fluem no sangue..
Os proteoglicanos são uma parte importante do glicocálice, muitos autores os apontam como o principal "esqueleto" desta camada..
Essas moléculas consistem em um núcleo de proteína de tamanho variável ao qual se fixam números variáveis de cadeias de glicosaminoglicanos, compostos, por sua vez, por diferentes tipos de açúcares..
O núcleo da proteína permite a conexão entre a molécula e a membrana celular, seja por segmentos transmembranares hidrofóbicos ou pela presença de uma âncora de glicosilfosfatidilinositol (GPI, em eucariotos).
Entre as cadeias de glicosaminoglicanos que podem estar presentes em proteoglicanos estão sulfato de heparano, sulfato de condroitina, sulfato de dermatano, sulfato de queratano e ácido hialurônico; todos estes contendo um ácido urônico e uma hexosamina.
As glicoproteínas também são moléculas muito abundantes no glicocálice. Eles também consistem em proteínas "decoradas" com cadeias simples ou ramificadas de açúcares de comprimentos variados. Algumas dessas proteínas têm caudas citoplasmáticas, enquanto outras têm apenas segmentos transmembrana..
Dependendo do tipo de organismo, o glicocálice de algumas células pode ser enriquecido com fatores solúveis que também estão presentes no meio celular. No endotélio vascular, por exemplo, o glicocálice pode conter albumina, mucoides e outras proteínas solúveis, bem como íons e outras moléculas pequenas..
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