Glicocálix

Qué es el glicocálix

El término procede del griego γλυκύς (glykýs, "dulce") y κάλυξ (kályx, "envoltura" o "cáliz"), lo que literalmente significa "cubierta dulce", en alusión a la naturaleza glucídica de sus componentes. Lo acuñó el histólogo estadounidense H. Stanley Bennett en 1963, en un artículo sobre los polisacáridos extracelulares de las superficies epiteliales. Dos años más tarde, John H. Luft consiguió visualizar esta estructura mediante microscopía electrónica utilizando rojo de rutenio como fijador, una técnica que permitió conservar los glúcidos de membrana y reveló por primera vez el grosor real de la capa.

Vista al microscopio, la superficie celular aparece revestida por una película densa, de aspecto filamentoso, que en el endotelio vascular humano alcanza un espesor de entre 0,5 y 5 micrómetros. No se trata de una estructura rígida: su composición se renueva de forma continua mediante un equilibrio entre la síntesis de nuevos componentes por parte de la célula y la degradación enzimática o el arrastre mecánico que ejerce el flujo sanguíneo.

Componentes del glicocálix

Tres familias de moléculas constituyen el armazón de esta cubierta. Los proteoglicanos, en particular los sindecanos y los glipicanos, se anclan a la membrana y extienden hacia el exterior largas cadenas de glicosaminoglicanos (heparán sulfato, condroitín sulfato). A estas cadenas se suma el ácido hialurónico, un polímero no ramificado que no necesita un núcleo proteico de anclaje y que aporta gran parte de la capacidad de retención de agua. Completan la estructura diversas glicoproteínas con cadenas cortas de oligosacáridos, entre ellas selectinas, integrinas y moléculas de adhesión como ICAM-1 y VCAM-1.

La carga eléctrica neta de todo este entramado es negativa, debido sobre todo a los grupos sulfato y carboxilo de los glicosaminoglicanos y al ácido siálico terminal de las glicoproteínas. Esa carga repele las proteínas plasmáticas cargadas negativamente y los eritrocitos, contribuyendo a mantenerlos separados de la pared vascular.

Funciones en el endotelio vascular

Donde mejor se ha estudiado el glicocálix es en el endotelio, y con razón. Actúa como un tamiz molecular que regula el paso de agua, electrolitos y macromoléculas entre la luz del vaso y el tejido circundante. El modelo clásico de Starling, que explicaba la filtración capilar por la diferencia entre presión hidrostática y presión oncótica, tuvo que ser revisado cuando se comprendió que el glicocálix genera su propia zona de exclusión proteica, modificando el gradiente oncótico efectivo a través de la barrera endotelial.

También funciona como mecanosensor. Las cadenas de glicosaminoglicanos se deforman con el flujo de sangre y transmiten esa señal mecánica al interior de la célula endotelial, donde activa la producción de óxido nítrico. Este mecanismo vincula directamente la integridad del glicocálix con el tono vascular y la regulación de la presión arterial.

En condiciones fisiológicas, la capa impide el contacto directo de leucocitos y plaquetas con la superficie endotelial. Cuando el glicocálix se degrada (por hiperglucemia sostenida, estados inflamatorios graves o agresión quirúrgica, entre otros factores), quedan expuestas las moléculas de adhesión y se desencadena la cascada de adhesión leucocitaria, agregación plaquetaria y aumento de la permeabilidad. Ese deterioro se ha documentado en la sepsis, la diabetes y la cirugía con circulación extracorpórea.

Glicocálix en otros tipos celulares

Aunque la investigación se ha centrado en el endotelio, el glicocálix no es exclusivo de los vasos sanguíneos. Las células epiteliales del intestino poseen un glicocálix especialmente grueso que protege la mucosa frente a las enzimas digestivas y a los microorganismos de la luz intestinal. En los eritrocitos, la glicoforina y otras glicoproteínas de membrana forman un glicocálix propio cuya carga negativa impide la agregación celular. Las bacterias sintetizan un glicocálix capsular que les permite adherirse a superficies y evadir la fagocitosis, un mecanismo con relevancia directa en las infecciones asociadas a dispositivos médicos implantados.

Preguntas frecuentes

¿De dónde procede el nombre "glicocálix"?

Del griego γλυκύς (glykýs, "dulce") y κάλυξ (kályx, "envoltura"), es decir, "cubierta dulce". Lo propuso H. S. Bennett en 1963 para describir la capa de polisacáridos que envuelve la superficie de las células epiteliales.

¿Qué diferencia hay entre glicocálix y glicosilación?

La glicosilación es el proceso bioquímico por el cual se añaden cadenas de azúcares a proteínas y lípidos. El glicocálix es el resultado visible de ese proceso en la superficie celular: la capa física que forman las moléculas ya glicosiladas cuando se proyectan hacia el exterior de la membrana.

¿Se puede medir el glicocálix en la práctica clínica?

Sí, aunque de forma indirecta. La técnica más utilizada es la videomicroscopía sublingual de campo oscuro lateral, que permite estimar el grosor del glicocálix en los capilares de la mucosa oral midiendo la zona de exclusión de los eritrocitos. También se cuantifican en sangre fragmentos de sindecano-1 o heparán sulfato como marcadores de degradación del glicocálix, indicadores que se elevan en situaciones de daño endotelial agudo.

¿Es lo mismo glicocálix que glucocálix?

Sí. Ambas grafías son correctas en español. "Glicocálix" sigue la raíz griega original (glykýs) y es la forma más extendida en la nomenclatura bioquímica internacional, mientras que "glucocálix" adapta la raíz a la grafía con u que el español emplea en "glucosa". En la literatura médica en español conviven las dos formas sin diferencia de significado.

Referencias

1. Reitsma S, Slaaf DW, Vink H, van Zandvoort MA, oude Egbrink MG. The endothelial glycocalyx: composition, functions, and visualization. Pflügers Arch. 2007;454(3):345-359. Disponible en: https://link.springer.com/article/10.1007/s00424-007-0212-8
2. Uchimido R, Schmidt EP, Shapiro NI. The glycocalyx: a novel diagnostic and therapeutic target in sepsis. Crit Care. 2019;23(1):16. Disponible en: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6337861/
3. Velarde G, Jara González FE, Barboza-Meca J. Glicocálix endotelial: relevancia clínica y enfoque traslacional. Horiz Med. 2019;19(4):84-92. Disponible en: http://www.scielo.org.pe/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1727-558X2019000400012
4. Frati-Munari AC. Importancia médica del glucocáliz endotelial. Arch Cardiol Mex. 2013;83(4):303-312. Disponible en: https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0026-17422021000600045