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INTERACCIÓN CELULAR
● Matriz Extracelular--------------------------------------------------------------
Red grande de proteínas y otras moléculas que rodean, sostienen y dan estructura a las células y tejidos del cuerpo. La matriz extracelular ayuda a que las células se unan y se comuniquen con las células cercanas, y desempeña una función importante en la multiplicación celular, el movimiento celular y otras funciones celulares. También participa en la reparación del tejido dañado. Los cambios anormales en la matriz extracelular a veces causan ciertas enfermedades, como el cáncer. La matriz extracelular de las células cancerosas afecta la forma en que estas se multiplican y se diseminan. También se llama matriz intercelular, matriz intersticial y MEC. Una de las matrices extracelulares mejor definidas es la membrana basal (lámina basal), una lámina continua de 50 a 200 nm de espesor que 1- rodea las fibras nerviosas, los músculos y las células grasas 2- subyace en la superficie basal de los tejidos epiteliales, como la epidermis de la piel o el revestimiento de tractos digestivos y respiratorios. 3- Subyace al revestimiento endotelial interno de los vasos sanguíneos. Aunque la matriz extracelular puede tomar diversas formas en diferentes tejidos y organismos, tiende a estar compuesta de macromoléculas similares. A diferencia de la mayoría de las proteínas que están dentro de las células, que son moléculas globulares compactas, las del espacio extracelular por lo general son especies fibrosas extendidas. Estas proteínas se secretan en el espacio extracelular donde son capaces de auto-ensamblarse en una red tridimensional interconectada. Entre sus diversas funciones las proteínas de la ECM sirven como marcadores de camino, andamios, vigas, alambre y pegamento. Como se observa a lo largo de la siguiente discusión, las alteraciones en la secuencia de aminoácidos de las proteínas extracelulares pueden conducir a trastornos graves. Se comenzará con una de las moléculas más importantes y ubicadas de la ECM, el colágeno glicoproteico.
● Proteínas de la matriz celular--------------------------------------------------
Los principales componentes de las matrices extracelulares incluyen colágenos, proteoglicanos y una variedad de proteínas como la fibronectina y la laminina. Cada una contiene sitios de unión entre sí y para los receptores en la superficie celular. COLÁGENO ● Los colágenos, glicoproteínas fibrosas presentes en las matrices extracelulares (ECM). ● Son de alta resistencia a las fuerzas de atracción (tracción). ● Es la más abundante en todo el cuerpo humano. ● Se produce principalmente por los fibroblastos, células del músculo liso y las células epiteliales. ● 28 tipos distintos de colágeno humano. Se proporciona una complejidad funcional adicional de mezclar varios tipos de colágeno dentro de una misma fibra. Estas fibras “heterotípicas” son el equivalente biológico de una aleación de metal. Es probable que diferentes propiedades estructurales y mecánicas resulten de distintas mezclas de colágenos en las fibras. Aunque hay muchas diferencias entre los miembros de los mismos de la familia del colágeno, todos comparten al menos dos características estructurales importantes.
PROTEOGLUCANOS
Además del colágeno, las membranas basales, y otras matrices extracelulares contienen generalmente grandes cantidades de un tipo distintivo de complejo de proteína-polisacárido llamado proteoglicano. Un proteoglicano consiste en una molécula de proteína central a la cual se unen de forma covalente cadenas de glicosaminoglicanos (GAG). Cada cadena de glicosaminoglicanos está compuesta de un disacárido repetitivo; es decir, tiene la estructura –A-B-A-B-, es decir donde A y B representan dos azúcares diferentes. Los GAG son muy ácidos debido a la presencia de grupos de sulfato y carboxilo unidos a los anillos de azúcar. Los proteoglucanos de la matriz extracelular se pueden ensamblar en complejos gigantescos mediante el enlace de sus proteínas centrales a una molécula de ácido hialurónico, un GAG no sulfatado
Además de unirse estrechamente a los receptores de la superficie celular, las láminas se pueden unir a otras moléculas de laminina, a proteoglicanos y a otros componentes de las membranas, pero interconectadas.
● Interacción entre células y materiales extracelulares.
Son interacciones que regulan actividades tan diversas como la migración, el crecimiento y la diferenciación celular, y determinan la organización tridimensional de los tejidos y órganos que surge durante el desarrollo embrionario
● Tipos de interacción celular.
Hemidesmosomas ● Son sitios diferenciados en las superficies basales de las células epiteliales donde las células están unidas a la membrana basal subyacente ● Es la unión célula-matriz extracelular. ● Contiene una placa densa en la superficie interna de la membrana plasmática con filamentos(gruesos y de queratina) que salen hacia el citoplasma Interacción célula-célula : Se trata de las células que se disocian y luego se entremezclan durante el desarrollo del embrión. Estas células se dispersan y se unen con todo tipo de células diferentes, creando grupos mixtos. Eventualmente se separan para crear nuevos grupos pero esta vez homogéneos (mismo tipo de células) hasta que estas células embrionarias conforman al individuo. Uniones Adherentes. Comunes en los epitelios (revestimiento del intestino) Las células se mantienen juntas mediante enlaces dependientes de calcio entre los dominios extracelulares de las moléculas de cadherina que tienden un puente de unión de 30 nm entre las células vecinas. El dominio citoplásmico de las cadherinas están unidos por la alfa y beta, filamentos de actina del citoesqueleto. ● Conectan el entorno extracelular con las actina del citoesqueleto ● Proporcionan una vía donde las señales se transmiten desde el exterior de la célula al citoplasma.
Desmosomas ● Son en los tejidos del músculo cardiaco, capas epiteliales (piel) y cuello uterino. ● Contiene cadherinas que unen dos células a través de un aunión estrecha extracelular ● las cadherinas especializadas: desmogleína y desmocolinas Las placas citoplásmicas densas de la superficie interna de la membrana plasmática son sitios de anclaje para los filamentos intermedios que a modo de cuerda se unen a los dominios citoplasmáticos de cadherina desmosomales. Uniones estrechas: Sello del espacio extracelular. ● Se dan entre las células epiteliales vecinas. Son uniones que bloquean la difusión de solutos a través de vía paracelular entre las células. Significa que estas uniones forman barreras para mantener entre el dominio apical de la membrana plasmática y sus dominio laterales-basales) ● Regulan procesos celulares ● Ejemplos de uniones estrechas: ○ Las células en una de las capas externas de la epidermis normal están conectadas entre sí. ○ En el cerebro se forman barreras hematoencefálicas que miden que las sustancias pasen al torrente sanguíneo al cerebro. Uniones Gap: ● Se da en las células animales ● Son sitios en los que la membrana plasmática de las células adyacentes se acerca una a la otra pero no hacen contacto directo. ● Compuesta por una proteína de membrana integral (conexina) formada por complejos de conexonas que cubren la membrana. ● seis subunidades de conexina en un anillo llamado annulus. Los conexonas se unen estrechamente por interacciones no covalentes de dominios extracelulares de las subunidades de conexión, se alinean hasta que los conexomas forman canales intercelulares que conectan el citoplasma de una célula con otra vecina. Los conexonas se agrupas generando placas de unión gap. Plasmodesmos ● Células vegetales ● Son canales citoplasmáticos que pasan a través de las paredes celulares de las células adyacentes. ● Están revestidos por una membrana plasmática y estructuras centrales densas (desmotúbulo) derivados del REL de las dos células, ya que son sitios de comunicación célula-célula, a medida que las sustancias pasan a través del anillo que rodea al desmotúbulo. ● Proteínas de interacción celular-----------------------------------------------
En esta imagen se observa un dibujo esquemático de una integrina completa en la conformación doblada e inactiva (a) mientras que, en el dibujo (b) vemos a una integrina activa y unida a un ligando, en este caso talina. ● La unión de la talina al pequeño dominio citoplasmático de la subunidad beta induce una separación de las dos subunidades y la conversión a la conformación activa. ● Las integrinas activadas por lo general se agrupan como resultado de las interacciones de sus dominios citoplásmicos con el citoesqueleto subyacente. ● El ligando extracelular en este caso el colágeno se une a ambas subunidades en la región de la cabeza del dímero de integrina activada. LA SUPERFAMILIA DE INMUNOGLOBULINAS Son un extenso grupo de proteínas de superficie celular llamadas inmunoglobulinas (Ig). Consisten en cadenas polipeptídicas compuestas de varios dominios similares. Cada dominio de Ig está compuesto de 70 a 110 aminoácidos, organizado en una estructura fuertemente plegada.
- Algunas median en la adhesión célula-célula independiente del calcio.
- La mayoría de estos receptores están involucrados en diversos aspectos de la función inmune. Algunos median en la adhesión entre células no inmunes como: -VCAM que es la molécula de adhesión celular vascular
- NCAM que es la molécula de adhesión celular neural
- L1 (L1CAM) donde la mutación en el gen L1 en casos extremos puede dar como resultado bebés con hidrocefalia, es decir que tienen agua en el cerebro. CADHERINAS
-Son una gran familia de glicoproteínas que median la adhesión célula-célula dependientes de Calcio y transmiten señales desde la membrana celular externa al citoplasma. -Generalmente unen las células similares entre sí y lo hacen uniendo a la misma cadherina presente en la superficie de la célula vecina.
- Participan en muchas otras funciones como la diferenciación celular y la diferencia de órganos. .Cadherinas más estudiadas son:
- Cadherina E que son las epiteliales
- Cadherina N (neuronal)
- Cadherina P (placenta) Un dato importante es que la pérdida de la función de la cadherina puede desempeñar una función clave en la diseminación de tumores malignos. SELECTINAS -Las selectinas comprenden una familia de glucoproteínas integrales que reconocen y se unen a una disposición particular de azúcares en los oligosacáridos que se proyectan desde la superficie de otras células. .Hay tres selectinas conocidas: *Selectina E que está presente en células endoteliales *Selectina P presente en plaquetas y células endoteliales *Selectina L presente en leucocitos o glóbulos blancos.
- La unión de selectina a sus ligandos de carbohidratos requiere de calcio. Otra característica de las selectinas es que median las interacciones transitorias entre leucocitos circulantes y paredes de los vasos en sitios de inflamación y coagulación. ● Adhesión celular en la inflamación y metástasis---------------------------- Adhesión celular Es la capacidad que tienen las células tanto en los seres unicelulares como en los pluricelulares de unirse a elementos del medio externo a otras células. Está relacionada con múltiples funciones celulares como son: ● El desarrollo embrionario ● La migración celular ● La comunicación celular ● La diferenciación celular ● La inflamación -Moléculas de adhesión celular (MAC) Participan en el reconocimiento antigénico y en la migración celular. Determinan el contacto entre varios grupos celulares y la relación entre algunas células y la matriz extracelular.
Son considerados como puentes entre el citoesqueleto y la matriz extracelular, aunque también median importantes de adhesión intracelular, reconociendo moléculas que pertenecen a la superfamilia de las inmunoglobulinas ● Proteínas de la superfamilia de inmunoglobulinas Esta superfamilia comprende aquellas proteínas que tienen uno o más dominios extracelulares homólogos a las inmunoglobulinas ● Cadherinas Estas moléculas son glicoproteínas y la mayoría pueden actuar como receptor y ligando, son responsables de una adhesión célula-célula selectiva o participan durante la migración celular para la diferenciación de tejidos. También juegan un papel fundamental en mantener la integridad de las estructuras multicelulares. Inflamación
Es una respuesta del sistema inmunitario para proteger al organismo de infecciones y lesiones. Su finalidad es localizar y eliminar el tejido dañado para que el cuerpo pueda empezar a recuperarse. Si una parte del cuerpo se contamina con bacterias, como en caso de una herida punzante, el sitio dañado se convierte en un magneto para diversos leucocitos. -Efectos colaterales de la inflamación: ● Fiebre ● Enrojecimiento ● Acumulacion de liquidos ● Dolor -Cadena de fenómenos que ocurren durante la inflamación: Paso #1: Comienza cuando las paredes de las vénulas se activan como respuesta a señales químicas del tejido dañado cercano. Paso #2: Las células endoteliales que recubren estas venas se vuelven más adhesivas para los neutrófilos circulantes. Este cambio a la adhesión lo media una presentación transitoria de selectinas P y E en las superficies de las células endoteliales activadas en el área dañada. Paso #3: Luego, cuando los neutrófilos interactúan con el endotelio inflamado de la vénula, un proceso de activación produce un aumento de la actividad de unión de ciertas integrinas que ya están situadas en la superficie de los neutrófilos. Paso #4: Después, las integrinas activadas se unen con gran afinidad con las moléculas de la superficie de las células endoteliales, lo que hace que los neutrófilos detengan su rodamiento y se adhieran con firmeza a la pared vascular. Paso #5: Los neutrófilos unidos cambian de forma y se exprimen entre las células endoteliales adyacentes para entrar al tejido dañado
