I carboidrati sono piuttosto comuni negli animali, nelle piante e nei batteri. Essi costituiscono buona parte delle membrane cellulari e dei materiali subcellulari.
Sappiamo che la membrana cellulare è una struttura fisica che avvolge le nostre cellule e che, oltre a fornire un supporto strutturale, regola gli scambi con l’ambiente e media la comunicazione tra cellula e ambiente stesso. Gli zuccheri sono parte integrante delle nostre cellule.
I carboidrati si trovano anche nei fluidi fisiologici come il sangue, il latte e le urine.
Composizione e Disposizione dei Carboidrati nella Membrana Cellulare
La membrana cellulare, o membrana plasmatica, è costituita per circa il 40% da lipidi, il 50% da proteine e il 10% di carboidrati. In linea generale, nella maggior parte delle membrane cellulari, i carboidrati non rappresentano una componente molto abbondante (3-8%); la percentuale di carboidrati di membrana risulta comunque abbastanza costante nelle varie cellule, contrariamente a quello che avviene con proteine e lipidi (che possono presentarsi in diverse percentuali a seconda del tipo di cellula presa in considerazione). La membrana cellulare dei globuli rossi è una delle più ricche di carboidrati.
Gli zuccheri non sono presenti come molecole distinte ma sono legati ai lipidi o alle proteine di membrana. Gli zuccheri hanno una disposizione asimmetrica sulla membrana cellulare e sono presenti esclusivamente sul versante extracellulare del doppio strato lipidico.
Leggi anche: Consigli per torta low carb
La mancata simmetria degli zuccheri sulla membrana cellulare deriva dal fatto che essi vengono aggiunti alle proteine nel lume del reticolo endoplasmatico e vengono aggiunti ai lipidi nel lume dell’apparato di Golgi.
I carboidrati associati alle proteine e ai lipidi sono solitamente oligosaccaridi.
Funzioni dei Carboidrati nella Membrana Cellulare
La componente glucidica, anche se non molto abbondante, è estremamente importante per la cellula. Gli zuccheri sulle nostre cellule rivestono una grande importanza.
Si può quindi immaginare facilmente che la superficie della maggior parte delle cellule sia ricoperta da uno strato di “zucchero”, definito glicocalice e, più precisamente, formato da oligosaccaridi delle glicoproteine ma anche di proteoglicani e glicolipidi.
Il glicocalice ha la funzione di proteggere la superficie cellulare ed è fondamentale per le interazioni cellula-cellula. Dati recenti suggeriscono che il glicocalice partecipa all'adesione cellulare, all'homing dei linfociti, e molti altri.
Leggi anche: Quali sono i carboidrati "cattivi"?
I carboidrati sono importanti nel ruolo del riconoscimento cellula-cellula negli eucarioti; si trovano sulla superficie della cellula dove riconoscono le cellule ospiti e condividono informazioni. I virus che si legano alle cellule utilizzando questi recettori provocano un'infezione.
Gli zuccheri attaccati ai lipidi e alle proteine possono agire da marker grazie alla diversità strutturale degli oligosaccaridi. Un esempio sono gli antigeni presenti sulla superficie dei globuli rossi, in base ai quali si possono distinguere i gruppi sanguigni. Gli antigeni di cui sopra, composti quindi da zuccheri, vengono riconosciuti da anticorpi specifici e possono innescare una risposta immunitaria.
Glicolipidi
Quando un carboidrato viene aggiunto come gruppo idrofilico alla sfingosina (da cui derivano gli sfingolipidi, classe principale di lipidi di membrana oltre a fosfolipidi e colesterolo) si forma un glicolipide. Tra i glicolipidi più complessi, esistono i gangliosidi, che hanno diversi residui di acido sialico. Inoltre, trattiene le molecole di acqua sulla superficie delle membrane contribuendo al mantenimento della fluidità del muco. In diagnostica, è utilizzato come marker dei tumori epiteliali. L’acido sialico ricopre anche le cellule tumorali e svolge una funzione fondamentale per la cellula tumorale, permettendole di eludere il sistema immunitario e, quindi, di resistere alle nostre difese.
Glicoproteine
La porzione extracellulare delle proteine della membrana plasmatica sono generalmente glicosilate.
Tabella riassuntiva delle funzioni dei carboidrati di membrana
| Componente | Funzione Principale |
|---|---|
| Glicolipidi | Comunicazione cellulare, riconoscimento, trasduzione del segnale, adesione cellulare |
| Glicoproteine | Riconoscimento cellulare, presentazione di antigeni, segnalazione cellulare, determinazione dei gruppi sanguigni |
| Glicocalice | Protezione della superficie cellulare, interazioni cellula-cellula, adesione cellulare, homing dei linfociti |
Leggi anche: Approfondimento sulla formula dei carboidrati
tags: #carboidrati #membrana #cellulare #funzione