matriz extracelularmatriz extracelular red de materiales extracelulares, mezcla amorfa de proteínas...
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Matriz Extracelular
MATRIZ EXTRACELULAR
Red de materiales extracelulares, mezcla amorfa de proteínas y polisacáridos que son secretados por la misma celula, los cuales se acumulan en la superficie de la membrana plasmática permitiendo a las células mantenerse unidas en los tejidos y generan un ambiente intercelular que da protección y firmeza.
PROPIEDADES
MATRIZ
EXTRACELUAR
Propiedad estructural
Extensibilidad del tejido
Influye en la forma y movimiento celular
Rellena espacios entre células, une entre sí a células y tejidos otorgando resistencia a la compresión y al estiramiento (estas propiedades decaen con el envejecimiento).
Células formadoras: células del tejido conectivo (fibroblastos)
PROPIEDADES DE LA
MATRIZ
EXTRACELULAR
• Medio por donde llegan los
nutrientes y se eliminan los desechos celulares (función que se encuentra alterada en la celulitis).
• Proveer a la cèlulas "puntos fijos" donde aferrarse.
• Espacio por donde migran las
células cuando se desplazan de un punto a otro del organismo.
• Medio por el cual arriban a las células las señales bioquímicas (por ejemplo, hormonas, citoquinas).
DIFERENCIA EN CÉLULAS
Matriz extracelular células
animales
Adopta gran variedad de formas
Importancia en procesos celulares,
división, motilidad, diferenciación y
adhesión.
En plantas, hongos, algas y
procariotas, las estructuras
extracelulares se denominan
pared celular
COMPOSICIÓN MEC
ProteinasEstructurales:
Colágeno y elastinas
(resistencia flexibilidad)
Complejos proteína-
polisacaridos:
Proteoglicanos en ella se
insertan moléculas
estructurales.
Glicoproteínas de
Adhesión:fibronectinas y
lamininas
El colágeno es el
componente más
abundante con gran
resistencia por sus
fibras.
25 a 30% de las
proteínas totales del
cuerpo
Capilares (8), GAGs (1), colágeno (2), elastina (3), células del
tejido conectivo ,mastocitos (4), células de defensa (5), fibrocitos (6),
axones terminales (7) y células del parénquima (10) Membrana
basal (9), fibrocito (6) .
Concluimos
Matriz Extracelular
(MEC) • Colección de proteínas y
carbohidratos producida por las células
•Papel importante de forma,
soporte estructural y
propiedades mecánicas de
órganos y tejidos.
•Extensibilidad del tejido, forma
y movimiento celular, y
desarrollo de características
celulares especializadas.
MEC
MEC de la células animales se compone casi
siempre de las tres mismas clases de
moléculas:
(1) Fibras estructurales (proteinas
estructurles):
Colágenos y elastinas, que aportan
resistencia y flexibilid ad a la matriz.
(2) Matriz Hidratada
Fluído Extracelular
Proteoglicanos (Complejos proteína-
polisacárido) que constituyen la
matriz en la que se insertan las
moléculas estructurales.
(3) Glicoproteínas de adhesión (moleculas
Adhesivas)
Fibronectinas y las Lamininas, que
anclan las células a la matriz.
VARIEDAD DE PROPIEDADES DE LA ECM
Se debe a diferencias en los tipos de
proteínas estructurales y proteoglicanos
presentes.
Variaciones en la proporción entre proteínas
estructurales
Colágeno.
Proteoglicanos
Clases y cantidades de glicoproteínas de adhesión
MATRIZ EXTRACELULAR
Diferencias entre distintas matrices:
Tendones: proteínas fibrosas
Cartílago: polisacáridos (compresible)
Hueso: endurecido por depósito de cristales de calcio.
HUESO CARTÍLAGO TENDÓN
MATRIZ ÓSEA
El tejido óseo se componen de una matriz
extracelular de tejido conectivo mineralizado y
células que son osteoblastos, osteocitos, y
osteoclastos.
Más de un 99% en volumen de la matriz ósea se
halla mineralizada por lo que posee un
componente orgánico y otro inorgánico.
El componente orgánico se halla integrado por: colágeno tipo I (85-90%) y una pequeña proporción de otras
proteínas (10-15%):
proteoglicanos (biglicano, decorina),
proteínas implicadas en la adhesión celular (trombospondina,
osteonectina, sialoproteína ósea),
El componente inorgánico de la matriz ósea
está constituido en su mayor parte por fosfato
cálcico en forma de cristales de hidroxiapatita.
Colágeno tipo I
COLÁGENOS SON RESPONSABLES
DE LA RESISTENCIA DE LA
MATRIZ EXTRACELULAR
COLÁGENO
Componente más abundante de la MEC
Proteína más abundante en vertebrados,
representa más del 25-30% de las proteínas
totales del cuerpo.
Es secretado por varios tipos de células del
tejido conectivo, incluyendo los fibroblastos.
Sin colágeno, las células no tendrían la
suficiente fuerza adhesiva
COLAGENO
Formado por fibrillas paralelas
Alta resistencia mecánica
Constituyente principal de los tendones
ESTRUCTURA COLAGENO
Cada fibra de colágeno está
compuesta por numerosas
fibrillas.
Una fibrilla, formada por
muchas moléculas de colágeno,
cada una compuesta de tres
cadenas polipeptídicas cadenas
Las cadenas se enrollan forman
una triple hélice rígida y
dextrógira
Moléculas de colágeno 270 nm
de longitud y 1,5 nm diametro
alineadas paralelamente
ESTRUCTURA COLAGENO
Triple hélice rígida de tres cadenas
de polipéptidos entrelazadas.
Alto contenido de glicina y otros
menos comunes como la
hidroxilisina y la hidroxiprolina.
(raros en otras proteínas).
Enorme resistencia física.
Responsable en gran medida de la
resistencia mecánica de tejidos
protectores y de soporte tales como
la piel, el hueso, los tendones y el
cartílago. COLAGENO
• Triple hélice, a-cadenas
• ~1000 aminoácidos de largo
• Gli-X-Y
Glicina –aa más pequeño
X: Prolina
Y: Hidroxiprolina (vitamina C)
ESTRUCTURA
¿COMO SE GENERA COLAGENO ?
En el lumen de RE se ensamblan 3 cadenas α para
formar una triple helice denominada procolágeno
forma muchos tipos de colágeno tejido-específicos.
Secuencias cortas no-helicoidales de aa extremos de la
estructura triple-helicoidal previene la formación de
fibrillas de colágeno ( en el interior de la celula)
Procolágeno se secreta desde la célula al espacio
intercelular, convirtiendose en colágeno por la
procolágeno peptidasa. ( elimina aa de N y C
terminal sobrantes)
ENSAMBLADO DE COLÁGENO
ENLACES ENTRE LISINAS
Estabilidad fibrillas de colágeno, reforzado por puentes de hidrógeno entre los grupos hidroxilo de residuos de hidroxiprolina e hidroxilisina.
Las fibrillas de colágeno se estabilizan y refuerzan mediante enlaces cruzados entre lisinas
Catalizado por la enzima lisil oxidasa (dependiente de Cu)
ELASTINA
Proteína amorfa
Aporta más elasticidad que el colágeno
Constituyente principal de ligamentos, pulmón, arteria
Enlaces cruzados tropoelastina
MEC
Matriz Hidratada
Fluído Extracelular
Proteoglicanos
Moléculas Adhesivas
Fibronectina
Laminina
FLUÍDO EXTRACELULAR (INTERSTICIAL)
Donde “vive” la célula
Propiedades Casi isosmótico (isotónico)
con el citoplasma
Bajo en proteínas
Bicarbonato (buffer)
Iones principales: Na+ y Cl-
Electrolito Plasma [mM] FluidoInterstitial [mM]
Cationes
Sodio 142 145
Potasio 4 4
Calcio 5 5
Magnesio 2 2
Cationes Totales :
153 156
Aniones
Cloruro 101 114
Bicarbonato 27 31
Fosfato 2 2
Sulfato 1 1
Ácidos Orgánic os
6 7
Proteínas 16 1
Aniones Totales :
153 156
PROTEOGLICANOS
Complejo de “núcleo proteíco”
y glicosaminoglicanos
Algunos sulfatados
Son hidrofílicos y forman una
matriz hidratada
Son proteínas de superficie
celular que interviene en la
adhesión celular
Atrapan agua
Resistentes a compresión y
recuperan rapidamente su
forma al deformarse.
GLUCOSAMINOGLICANOS (GAGS)
DISACÁRIDOS
CARGAS
NEGATIVAS
PROTEOGLICANOS
Funciones
Reducen conductividad
hidráulica
Resisten compresión
Unen cationes
Unen factores de crecimiento
Proteoglicano en
la matríz
Proteoglicano en
la membrana
MEC
Moléculas Adhesivas
Fibronectina
Laminina
FIBRONECTINA
Fibronectina(s) une las células a matriz, y guían el movimiento celular
Poseen sitios de unión para receptores de superficie celulares y para componentes de la matríz Heparina (GAG y anticoagulante)
Fibrina (proteína de coagulación)
Colágeno
FIBRONECTINA
Presente en casi
todos los tejidos,
incluso sangre,
ayuda a la
agregación
plaquetaria para
formar el
coágulo
LAMININA
Otra proteína que conecta las células con componentes de la matriz
Casi exclusiva de la lámina basal
Sitios de unión para Receptores de superficie
celular
Heparina y heparán sulfato
Colágeno Tipo IV
Entactina
LÁMINA BASAL
Capa delgada de
matriz extracelular
especializada que
cubre algunas
células
LÁMINA BASAL
Funciones Soporte
estructural
Barrera
Regulación fenotípica
Contiene Proteoglicanos
Colágeno Tipo IV
Fibronectina
Laminina
PROTEINAS OMOLECULAS DE ADHESION
CELULAR (CAM)
Todas las CAM son proteìnas integrales de
membrana.
Las CAM se dividen en:
La familia de las Selectinas
La familia de las Integrinas Adhesión focal
hemidesmosomas
Las superfamilias de las Inmunoglobulinas (Ig)
Las Cadherinas Unión adherente
Desmosoma
RECEPTORES DE ADHESIÓN
Receptores para proteínas o carbohidratos que tienen
principalmente un papel estructural mas que de señalización
Célula-substrato
Célula-célula
PROTEINAS DE ADHERENCIA
Familia Ligandos reconocidos Uniones celulares
estables
Selectinas Carbohidratos No
Integrinas Matriz extracelular
Miembros de la
superfamilia Ig
Adhesiones focales
y hemidesmosomas
No
Superfamilia
de Ig (ICAMs)
Integrinas
Interacciones homofílicas
(N-CAMs)
No
No
Cadherinas Interacciones homofílicas
(E-cadherinas)
Uniones adherentes
y desmosomas
Celula - Celula Celula -
Matriz
FAMILIA DE INTEGRINAS Moléculas más importantes en la adhesión
de la célula a la matriz extracelular.
Son una gran familia de proteínas transmembrana presentes en prácticamente todos los animales.
Formadas por dos subunidades (alfa y beta), actuan como receptores interactuando señalizacion intracelular.
Las dos subunidades determinan el ligando específico al que se unen (e.g. α5β1 se une a fibronectina)
Los ligandos tienen frecuentemente la secuenciaRGD (arginina-glicina-aspartato)
FAMILIA DE LAS INTEGRINAS
Median interacciones débiles entre las células y la
matriz, dependiente de Ca+2 y Mg+2
Distintos tipos de interacciones entre las integrinas y
el citoesqueleto se encuentran en dos tipos de
contactos
Célula-matriz:
ADHESIONES O CONTACTOS
FOCALES
Conexión entre el citoesqueleto y MEC
“exoesqueleto” celular
Integrinas se unen a haces de
filamentos de actina, mediante sus
dominios citoplásmicos
La mayoría de células no crecerían si
no están adheridas (crecimiento
dependiente de Anclaje). Células
cancerígenas pierden esta restricción.
HEMIDESMOSOMAS
Integrinas pueden
estar unidas a la red
de filamentos
intermedios del
citoesqueleto
Estas agrupaciones de
integrinas se llaman
hemidesmosomas.
CONTACTO FOCAL Y HEMIDESMOSOMA
PROTEÍNAS DE ADHERENCIA Superfamilia de Inmunoglobulinas (N-
CAM) Asociación Homofílica N-CAM = molécula de adhesión de células
neuronales
Cadherinas
Asociación Homofílica Compuesta de serie subunidades
repetitivas Dependiente de Calcio Su estructura permite unirse como
cremallera
Lectinas
Se une a los oligosacáridos de las glucoproteínas
Asociación heterofilica
Integrinas
Pueden unir células entre sí, o a la matriz Unión heterofílica
LA FAMILIA DE LAS SELECTINAS:
1. Participan en la extravasación de los leucocitos hacia los
tejidos. Los ligandos son los carbohidratos de las membranas.
La unión es dependiente de Ca+2 y Mg+2.
LECTINAS, INTEGRINAS Y
RECONOCIMIENTO DE LEUCOCITOS
Durante la inflamación, las
células endoteliales cercanas
expresan selectinas cuyos
ligandos son oligosacáridos de
las glucoproteínas de los
leucocitos
Se unen y separan
rápidamente, haciendo que la
célula ruede
LECTINAS, INTEGRINAS Y
RECONOCIMIENTO DE LEUCOCITOS
La célula desacelera, permitiendo a las integrinas formar una unión más firme
La célula migra por el endotelio
El leucocito llega al sitio de inflamación
UNIONES ENTRE CADHERINAS
Unión Adherente Cadherinas median
unión entre filamentos de actina de una célula y la otra
e.g. Corazón
Desmosomas Cadherinas median
unión entre filamentos intermedios de una célula y la otra
e.g. piel
UNIONES ENTRE CADHERINAS UNIÓN ADHERENTE DESMOSOMA
UNIÓN ADHERENTE
Formada entre cadherinas, y proteinas de anclaje intracelular.
Unidas a microfilamentos de actina (actina F)
Proteínas adaptadoras: cateninas a y b, p120
Llamada tambien zonula adherens
UNIÓN ADHERENTE
Forman bandas o
cinturones entre las
células
Epitelio y músculo
cardiaco
DESMOSOMA Puntos de fuerte adhesion con forma
de botón.
Formada entre cadherinas (desmogleínas y desmocolinas)
Unidas a filamentos intermedios (queratina, vimentina)
Proteínas adaptadoras: desmoplaquina
Llamada macula adherens
Abundantes en piel musculo casdiaco y utero.
UNIONES HERMÉTICAS U
OCLUYENTES
Formadas por las proteínas Ocludina y
Claudina
Entre células epiteliales vecinas forman puntos
de contacto
Barrera continua que sella espacio entre
células
Barrera hematoencefálica
UNIÓN OCLUYENTE O HERMÉTICA
UNIONES COMUNICANTES
De abertura comunicante, de hendidura, de abertura, GAP
6 Conexina conexón
Sitios de comunicación entre citoplasmas de células adyacentes
Son abundantes en tejido cardiaco y nervioso
UNIONES COMUNICANTES
RESUMEN DE UNIONES INTERCELULARES
RESUMEN DE UNIONES Y MECANISMOS
DE ADHESIÓN