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

Mas não se deixe enganar pelo tamanho. Embora possa parecer insignificante para ser considerado 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.

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 ideal o tempo todo, 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.

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 circular livremente em cada canto 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.

Por sua importância, o glicocálix tornou-se um objeto de estudo de pesquisas que visam à cura ou ao alívio das complicações de certas doenças que assolam a humanidade.

Mas, apesar do interesse gerado, o grande problema é que, cinquenta e cinco anos após a descoberta do glicocálix em mamíferos, ele permanece uma grande incógnita em muitos 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 ao vivo são fatores que têm contribuído para a existência de lacunas de conhecimento muito importantes sobre seu funcionamento na atualidade. Também não sabemos os mecanismos associados a doenças que o afetam e como isso causa perturbações no resto do corpo.

Esses problemas fazem com que os avanços médicos que já aconteceram 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 ao 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.

A primeira é como o glicocálix modifica as propriedades dos fluidos e dos glóbulos vermelhos que circulam dentro dos microcapilares. O segundo, 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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