O que é o glicocálix, pouco conhecido 'órgão' humano que se espalha pelo corpo inteiro

Por mais surpreendente que possa parecer, todos nós, incluindo as pessoas mais frias e indiferentes, temos dentro de nós um "romântico" que nos protege dia e noite no mais íntimo de nosso ser. Ele é um estranho para a maioria, mas não poderíamos viver sem ele: o glicocálix endotelial.

A existência do glicocálix nos mamíferos foi confirmada pouco antes do homem chegar à Lua. Em um ser humano adulto, o órgão (nota do editor: os autores informaram que usaram uma acepção ampla do termo, de "Uma parte do corpo que desempenha uma função específica", segundo definição presente no dicionário do Instituto Nacional do Câncer dos EUA) pesa tanto quanto o cérebro: cerca de 1,4 kg. Sua área pode ser comparada a de três quadras de basquete.

O que o diferencia de outros órgãos é que ele não é encontrado em nenhum local específico do corpo. Ao contrário, está em toda parte, em contato direto com o sangue. Ele é semelhante a uma camada de veludo macio e bem fina que cobre internamente todas as artérias e veias do corpo. Das maiores artérias aos menores vasos sanguíneos microcapilares.

A espessura dessa camada que todos carregamos varia entre 0,1 e 1,0 micrômetro - unidade de medida correspondente a 1 milésimo de milímetro.

Mas não se deixe enganar pelo tamanho. Embora possa parecer insignificante comparado a um órgão vital, o glicocálix endotelial cumpre uma série de missões criticamente importantes.

Em primeiro lugar, ele atua como uma barreira seletiva, permitindo que apenas certas moléculas passem do sangue para o resto do corpo e nos protege contra a perda de fluidos. Ele também serve como uma camada lubrificante para transportar os glóbulos vermelhos. No caso dos microcapilares, é especialmente importante, uma vez que sua abertura pode ser menor do que o tamanho da própria hemácia - ou glóbulos vermelhos do sangue.

Além disso, evita a erosão das paredes das veias e artérias e evita, em grande medida, a aderência de outras partículas que fluem pelo sangue, causando coágulos e obstruções. Por outro lado, ao capturar certas moléculas, controla o aparecimento de trombose, inflamação e oxidação.

Outra função essencial do glicocálix é enviar informações para as células que fazem parte das paredes internas dos vasos sanguíneos (endotélio), para que modifiquem sua forma, tamanho e outras propriedades. Ele consegue isso por meio das forças exercidas pelo sangue sobre ele. Assim, o transporte de sangue é sempre otimizado, em todas as circunstâncias.

Além disso, o glicocálix também está envolvido na regulação do crescimento e da migração dessas células endoteliais por todo o corpo.

Doenças ligadas à ausência de glicocálix

O papel vital do glicocálix é revelado quando esse revestimento desaparece parcial ou totalmente.

Quando isso acontece, a pessoa rapidamente tem aterosclerose (acúmulo de gorduras, colesterol e outras substâncias dentro das artérias e em suas paredes) e as placas de ateroma (blocos dessas substâncias) bloqueiam rapidamente a passagem do sangue.

Pesquisas mostram que a perda do órgão também pode estar associada a derrame, hipertensão, pré-eclâmpsia e infecções bacterianas mais graves.

Algumas bactérias produzem toxinas que deterioram o glicocálix como uma estratégia para poderem circular livremente pelos vários cantos do corpo humano.

Uma pesquisa realizada em 2019 constatou que, se o glicocálix se deteriorar em uma pessoa com malária, as chances de sobrevivência do paciente diminuem drasticamente.

Por outro lado, o glicocálix desempenha um papel no crescimento e na migração de células tumorais (metástases), de acordo com estudos recentes.

Da mesma forma, evidências muito sólidas indicam que muitas das complicações que aparecem ao longo do tempo com o diabetes decorrem do fato de que a doença deteriora significativamente o glicocálix nos microcapilares. Alguns exemplos disso são lesões oculares que podem levar à cegueira, lesões renais, lesões nervosas e lesões em pequenos vasos que podem levar ao pé diabético e à gangrena.

Desconhecido e vital em igual medida

Por sua importância, o glicocálix tornou-se um objeto de estudo de pesquisas em busca de curas ou tratamento de complicações de doenças que assolam a humanidade.

Mas, apesar do interesse, o grande problema é que, cinquenta e cinco anos após a descoberta do glicocálix em mamíferos, ele permanece uma grande incógnita sob vários aspectos.

O desprezo inicial por sua importância, sua fragilidade, seu pequeno porte e o fato de ser muito difícil observá-lo em ação em estudos de organismos ou tecidos vivos são fatores que têm contribuído para a existência de lacunas de conhecimento muito importantes sobre seu funcionamento na atualidade. Também ainda não conhecemos mecanismos associados a doenças que o afetam e como isso causa perturbações no resto do corpo.

Esses problemas fazem com que os avanços médicos nessa área sejam mais o resultado do lento processo de aprendizagem por tentativa e erro do que por pesquisas direcionadas especificamente para melhorar a compreensão desse órgão complexo.

Sem dúvida, um melhor entendimento de como funciona o complexo do glicocálix ajudaria a acelerar substancialmente os avanços médicos.

Na Universidade das Ilhas Baleares (UIB), na Espanha, no nosso grupo de pesquisa em Física Computacional Avançada, propusemo-nos a melhorar o conhecimento que temos sobre o glicocálix e doenças associadas.

Dada a dificuldade de estudar e tirar conclusões de estudos in vivo, decidimos abordar o problema usando simulações numéricas. Isso permitiria modelar detalhadamente como o glicocálix se comporta quando submetido à passagem de um fluido semelhante ao sangue.

Para obter este modelo detalhado de simulação computacional do glicocálix, a primeira coisa a fazer é conceber e construir novos algoritmos. O objetivo é conseguir simular esses grandes e complicados sistemas em um tempo razoável, com todos os detalhes necessários para obter resultados confiáveis ​​e quantitativos.

Esta foi a primeira tarefa realizada em nosso projeto 'Gicosim': conseguimos as ferramentas computacionais necessárias, que também estarão disponíveis para outros grupos interessados ​​em breve, e com a ajuda deles estamos investigando em detalhes dois fenômenos básicos, mas dificilmente compreendidos.

O primeiro é como o glicocálix modifica as propriedades dos fluidos e dos glóbulos vermelhos que circulam dentro dos microcapilares. O segundo é o papel do glicocálix na iniciação da formação de depósitos obstrutivos nos microcapilares.

Esses são apenas alguns passos em direção a uma compreensão total do glicocálix, mas sem dúvida nos levam para mais perto do objetivo final.

*Este artigo foi publicado originalmente no site de divulgação científica The Conversation. Você pode ler a versão original aqui (em espanhol).

Joan Josep Cerdà Pino, Antonio Cerrato Casado, Carles Bona Casas e Joan Masso são professores na Universidade das Ilhas Baleares.

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