le glycocalyx ou alors glucocalyx C'est un revêtement cellulaire composé principalement de glucides qui protège et recouvre la membrane plasmique de certains protozoaires, de certaines cellules endothéliales et de nombreuses espèces de bactéries.
Cette couche externe, très sujette à l'hydratation, est essentiellement constituée des polysaccharides constituant les portions glucidiques des glycoprotéines membranaires intégrales, glycolipides et protéoglycanes associés à la couche externe de la membrane plasmique et / ou de la paroi cellulaire..
La composition exacte du glucocalyx, ainsi que sa structure, dépend du type de cellule spécifique considéré, ainsi que des conditions physico-chimiques et mécaniques auxquelles ladite cellule est soumise au moment de son analyse..
Glycocalyx remplit diverses fonctions au niveau cellulaire, y compris la fixation sur différentes surfaces, la protection contre les agents nocifs et la prévention contre la dessiccation (chez les bactéries), la régulation de la perméabilité vasculaire et la transmission des forces physiques au cytosquelette (chez les eucaryotes).
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De nombreuses cellules dans la nature présentent du glycocalyx, mais parmi elles, les procaryotes tels que les bactéries et les eucaryotes tels que les cellules endothéliales vasculaires d'animaux à système circulatoire se distinguent..
Les exemples les plus pertinents parmi les êtres vivants connus sont présentés ci-dessous:
Les procaryotes sont représentés par des bactéries et des archées. Les deux types d'organismes unicellulaires présentent généralement des enveloppes complexes, qui remplissent des fonctions très importantes en termes de préservation de leur intégrité..
Le glycocalyx des bactéries a peut-être été le plus étudié des procaryotes, on sait donc qu'en fonction des conditions de croissance et de nutrition, ces cellules peuvent modifier non seulement la composition, mais aussi l'apparence et / ou la texture de son glycocalyx..
Nombreuses sont les espèces d'archées et de bactéries qui présentent le glycocalyx, parmi lesquelles les fonctions variées sont:
- Barrière de protection de l'environnement
- Stabilité cellulaire
- Mobilité
- Adhérence aux surfaces biotiques ou abiotiques
- Formation de biofilm ou biofilms
- Communication avec l'environnement environnant et avec d'autres cellules autour
- Établissement d'infections
- Évasion du système immunitaire des organismes qu'ils infectent
- Entre autres
Pour certaines espèces de bactéries, il est courant d’observer l’établissement de grandes communautés dans lesquelles le glycocalyx sécrété par les cellules individuelles permet la formation de «couches» ou «films» bien définis, c'est-à-dire une sorte de «continuum» de bactéries ..
Ces films permettent aux communautés bactériennes d'adhérer aux surfaces solides, tout en protégeant les cellules qu'elles contiennent contre de nombreux agents externes..
Dans les biofilms les cellules d'une communauté peuvent plus facilement communiquer entre elles grâce à un processus appelé détection de quorum, qui implique la production et la libération de molécules de signalisation vers le milieu extracellulaire qui, en atteignant une certaine concentration, peuvent induire des changements dans l'expression génétique de nombreuses cellules en même temps.
Cette capacité de communication intercellulaire, en plus de la capacité d'échanger du matériel génétique, permet le développement d'une résistance aux antibiotiques, de sorte que la mise en place de ces films peut être un grand avantage pour les microbes pathogènes..
Un grand nombre de cellules eucaryotes sécrètent un glycocalyx autour d'elles et, pour de nombreux organismes multicellulaires, la présence de celui-ci est essentielle pour la communication intercellulaire et l'adhésion.
Chez l'homme et d'autres mammifères, par exemple, le glycocalyx joue un rôle important dans les systèmes digestif et vasculaire.
Les cellules endothéliales, c'est-à-dire celles qui tapissent la partie interne des «tuyaux» qui forment le système vasculaire, subissent constamment différentes forces et types de stress, qu'elles endurent grâce à la production de glycocalyx, qui amortit les différentes forces et pressions.
En raison du glycocalyx, qui, comme celui des bactéries, forme une épaisse couche gélatineuse autour de la membrane plasmique des cellules endothéliales, ces cellules sont capables de se lier à d'autres qui sont transportées dans le sang, comme les leucocytes et les thrombocytes, très importants coagulation.
Les microvillosités qui tapissent la partie interne de l'intestin grêle, responsables de l'absorption des nutriments lors de la digestion, sécrètent autour d'elles un glycocalyx qui leur permet de se protéger du stress auquel elles sont constamment soumises dans l'environnement intestinal, notamment en ce qui concerne le présence de substances à pH extrêmement bas (acides).
Dans le même temps, il a été déterminé que certaines des enzymes nécessaires à la décomposition et à l'absorption des nutriments des aliments sont présentes dans le glycocalyx, d'où son importance..
De nombreuses autres cellules eucaryotes sécrètent un glycocalyx autour d'elles, qui forme, comme dans les bactéries, une couche amorphe semblable à un gel. Certaines fonctions supplémentaires que cette couche peut effectuer incluent:
- Signalisation cellulaire (par reconnaissance des modèles de glycosylation à la surface cellulaire)
- Élicitation de la libération de facteur de croissance
- Protection cellulaire contre les substances exogènes ou les pressions physiques
- Facilitation du mouvement et du déplacement des cellules
- Adhésion cellulaire
- Transmission des forces mécaniques exercées sur une cellule vers le cytosquelette interne
Le glycocalyx, comme déjà mentionné, est constitué d'un maillage fibreux ou d'un réseau constitué de «fils» de sucres et de protéines qui se lient entre eux, résultant en une couche épaisse et collante, capable de s'hydrater en milieu aqueux..
Par conséquent, les composants plus ou moins génériques de ce revêtement extracellulaire sont principalement des glycoprotéines, des glycolipides et des protéoglycanes, leur composition en sucres varie significativement entre les différentes cellules..
À tel point que la reconnaissance cellulaire chez de nombreux animaux dépend de l'identification de schémas de glycosylation spécifiques à la surface des cellules, non seulement les leurs, mais aussi étrangères et potentiellement dangereuses..
Dans les cellules endothéliales, par exemple, la composition des cellules endothéliales varie constamment, ainsi que leur épaisseur, puisqu'elles sont en équilibre dynamique avec les composants qui circulent dans le sang..
Les protéoglycanes sont une partie importante du glycocalyx, de nombreux auteurs les désignent comme le «squelette» principal de cette couche.
Ces molécules sont constituées d'un noyau protéique de taille variable auquel sont attachés des nombres variables de chaînes de glycosaminoglycanes, composés, à leur tour, de différents types de sucres..
Le noyau protéique permet la connexion entre la molécule et la membrane cellulaire, soit par des segments transmembranaires hydrophobes, soit par la présence d'une ancre glycosylphosphatidylinositol (GPI, chez les eucaryotes).
Parmi les chaînes glycosaminoglycanes qui peuvent être présentes dans les protéoglycanes, on trouve l'héparane sulfate, la chondroïtine sulfate, le dermatane sulfate, le kératane sulfate et l'acide hyaluronique; tous contenant un acide uronique et une hexosamine.
Les glycoprotéines sont également des molécules très abondantes dans le glycocalyx. Ils sont également constitués de protéines «décorées» de chaînes simples ou ramifiées de sucres de longueurs variables. Certaines de ces protéines ont des queues cytoplasmiques, tandis que d'autres n'ont que des segments transmembranaires..
Selon le type d'organisme, le glycocalyx de certaines cellules peut être enrichi en facteurs solubles également présents dans l'environnement cellulaire. Dans l'endothélium vasculaire, par exemple, le glycocalyx peut contenir de l'albumine, des mucoïdes et d'autres protéines solubles, ainsi que des ions et d'autres petites molécules..
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