Caractéristiques et fonctions du glucocalyx



Le glucocalix c'est une couche enrichie en glucides qui recouvre l'extérieur de différents types de cellules, notamment les bactéries et les cellules humaines. Ce revêtement de protection remplit plusieurs fonctions très importantes pour la cellule.

Fondamentalement, le glycocalyx est constitué de chaînes de polysaccharides (sucres) à diverses molécules de protéines et de lipides, formant ainsi des associations appelées glycoprotéines et des glycolipides, respectivement. Le résultat est un réseau fibreux et collant capable de s’hydrater.

Dans les cellules eucaryotes, la composition du glycocalyx peut être un facteur utilisé pour la reconnaissance cellulaire.

Pendant ce temps, dans les cellules bactériennes, la glycocalyx fournit une couche de protection contre les facteurs de l'hôte, en fait, possédant une glycocalyx est associée à la capacité des bactéries à établir une infection.

Chez l'homme, le glycocalyx se trouve sur les membranes des cellules endothéliales vasculaires et des cellules épithéliales du tube digestif.

D'autre part, le glycocalyx bactérien peut entourer des cellules individuelles ou des colonies, formant ainsi les biofilms bactériens.

Glucocalix chez les bactéries

Les caractéristiques structurelles et la composition chimique du glycocalyx bactérien diffèrent selon les espèces, mais en général, ce revêtement supplémentaire peut prendre deux formes:

Limousines

Un glycocalyx est considéré comme une couche de limon lorsque les molécules de glycoprotéines sont associées à la paroi cellulaire.

Cependant, les bactéries recouvertes de ce type de glycocalyx sont protégées contre la déshydratation et la perte de nutriments.

Capsules

Le glycocalyx est considéré comme une capsule lorsque les polysaccharides sont plus fermement attachés à la paroi cellulaire.

Les capsules ont une consistance collante qui, en plus de la protection, facilite également l'adhésion aux surfaces solides de l'environnement.

Les bactéries ayant des capsules encapsulées sont considérées, et ont généralement une pathogénicité supérieure (capacité à provoquer la maladie), que les capsules protègent les bactéries, y compris les globules blancs phagocytaires du système immunitaire.

Glucocalix chez l'homme

Chez l'homme, le glycocalyx est très important pour la fonction vasculaire et pour le système digestif.

Glucocalyx dans l'endothélium vasculaire

Les vaisseaux sanguins sont en réalité de petits tubes constitués de cellules. Les cellules à l'intérieur du tube sont appelées cellules endothéliales et doivent résister à la pression du sang qui les traverse constamment.

Pour résister à cela, les cellules endothéliales vasculaires produisent une couche mucilagineuse. Ce glycocalyx possède également des enzymes et des protéines qui aident les cellules impliquées dans la coagulation du sang à adhérer aux vaisseaux sanguins lorsque cela est nécessaire.

La fonction principale du glycocalyx dans le système vasculaire est de maintenir l'homéostasie de l'endothélium.

Altérant la structure de glycocalyx sur l'endothélium vasculaire peut provoquer la formation d'un caillot de sang dans un vaisseau sanguin, obstruction à la circulation du sang dans le système circulatoire et ont donc des effets néfastes sur la santé.

Glucocalix dans le tube digestif

Le deuxième exemple le mieux décrit de glycocalyx chez l'homme se trouve dans le système digestif. L'intestin grêle est responsable de l'absorption de tous les nutriments provenant des aliments que nous mangeons.

Les cellules de l'intestin grêle responsables de l'absorption des nutriments présentent de nombreux petits plis appelés microvillosités.

Chacune des cellules qui composent les microvillosités est recouverte d'glycocalyx, qui se compose de mucopolysaccharides (chaînes longues de sucres complexes) et les glycoprotéines.

Ainsi, il fournit une surface supplémentaire pour l'absorption et comprend également des enzymes sécrétées par ces cellules qui sont essentielles pour les étapes finales de la digestion des aliments.

Chaque fois que nous mangeons, il existe un risque d'ingestion de substances nocives pouvant traverser la paroi intestinale.

Par conséquent, en plus de la fonction de digestion et d'absorption des nutriments, le glycocalyx de l'épithélium intestinal doit également servir de barrière protectrice pour éliminer les produits nocifs.

Autres fonctions du glycocalyx

Glycocalix remplit également d'autres fonctions dans la défense contre l'infection et le cancer, l'adhésion cellulaire, la régulation de l'inflammation, la fertilisation et le développement embryonnaire.

Références:

  1. Costerton, J. W. et Irvin, R. T. (1981). Le glycocalyx bactérien dans la nature et la maladie. Revue annuelle de microbiologie, 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). Aspects biologiques et pathobiologiques du glycocalyx de l'épithélium de l'intestin grêle. Une revue Trimestriel vétérinaire, 6(4), 186-199.
  3. Johansson, M., Sjövall, H., et Hansson, G. (2013). Le système de mucus gastro-intestinal dans la santé et la maladie. Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology, 10(6), 352-361.
  4. Kapellos, G.E. et Alexiou, T. S. (2013). Momentum et transport de masse Modélisation en cellulaire biologique Médias: de la molécule à l'échelle tissulaire. Dans S. M. Becker et A. V. Kuznetsov (Eds.), Transport en milieu biologique (p 561). Presse académique (Elsevier).
  5. Reitsma, S., Slaaf, D. W., et Vink, H. (2007). Le glycocalyx endothélial: composition, fonctions et visualisation. Pflügers Archiv - European Journal of Physiology, 454, 345-359.
  6. Robert, P., Limozin, L., Benoliel, A.-M., pièrres, A., & Bongrand, P. (2006). Régulation glycocalyx de l'adhésion cellulaire. Dans Principes d'ingénierie cellulaire. Presse académique.
  7. Tarbell, J. M. et Cancel, L. M. (2016). Le glycocalyx et sa signification en médecine humaine (Revue). Journal de médecine interne, 280, 97-113.
  8. Weinbaum, S., Tarbell, J. M., et Damiano, E. R. (2007). La structure et la fonction de la couche de glycocalyx endothéliale. Revue annuelle du génie biomédical, 9, 121-167.
  9. Wilkie, M. (2014). Glycocalyx: Le manteau flou régule maintenant la signalisation cellulaire. Dialyse péritonéale internationale, 34(6), 574-575.