MATRIZ EXTRACELULAR

Los tejidos no sólo están compuestos por células sino también por sustancias y elementos intercelulares que, en conjunto, componen la matriz extracelular. Existen tejidos que contienen abundante sustancia intercelular (tejidos conectivos) cuyas células más abundantes son los fibroblastos (cartilaginoso, fibroso, óseo, etc.) En otros tejidos las células se unen unas con otras o sólo contienen una delgada matriz extracelular (epitelios, músculo).

FUNCIONES DE LA MATRIZ EXTRACELULAR Rellenar el espacio existente entre las células otorgando resistencia a la compresión y al estiramiento (estas propiedades decaen con el envejecimiento). 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).

Formada por: Proteínas estructurales fibrosas: elementos básicos estructurales de los tejidos conjuntivos: Colágeno Elastina Fibronectina laminina Polisacáridos que forman un gel: Los Glucosaminoglicanos ó GAGs

Es el más abundante. Sintetizada por los fibroblastos Colageno: Es el más abundante. Sintetizada por los fibroblastos Componente esencial de los tendones y de la sustancia extracelular que rodea a las células óseas en el hueso. Existen 15 tipos, dependiendo de la combinación de 25 cadenas distintas El colágeno Tipo I se encuentra en la dermis (70% de lo que denominamos piel es colágeno). En las láminas basales se encuentra el colágeno Tipo IV.

Elastina sintetizadas por los fibroblastos, condrocitos y fibras musculares lisas. posee una estructura enrollada aleatoriamente en estado relajado que se puede estirar, pero que vuelve a adoptar la disposición enrollada aleatoria cuando se relaja. La gran deformabilidad y la elasticidad de los tejidos son debidas a la elastina (en los pulmones).

Fibronectina Es la principal proteína de adhesión Es una glicoproteína, dimérica, constituida por dos cadenas polipeptídicas. Se dispone en la matriz como una red defibrillas, mediante puentes disulfuro. principal proteína de unión entre las células y las fibras colágenas.

Laminina: glicoproteína filamentosa, abundante en las láminas basales de las matrices extracelulares embrionarias. intimamente asociadas a otra proteína denominada entactina ó nidógeno con la cual forman redes entrecruzadas junto con el colágeno tipo IV en la lámina basal. 

Glicosaminoglicanos y proteoglicanos Los glicosaminoglicanos son polisacáridos (o sea, hidratos de carbono, azúcares) complejos. Entre los màs abundantes: ácido hialurónico (es el de mayor tamaño y no se encuentra sulfatado), el condroitín sulfato, el dermatán sulfato, el heparán sulfato y el queratán sulfato. al combinarse con proteínas, pasan a llamarse proteoglicanos. También reciben en general la denominación de "mucopolisacáridos".

Los glicosaminoglicanos son moléculas muy ácidas, con numerosas cargas negativas que atraen grandes cantidades de ion sodio y, por lo tanto, de agua, lo cual aumenta la turgencia de la matriz extracelular. Son los responsables de que la dermis posea una masa gelatinosa con gran capacidad de hidratación. Tienen gran influencia en la turgencia y tirantez de la piel.

CASO CLINICO OSTEOGENESIS IMPERFECTA

COLAGENA Proteína en mayor cantidad, ¼ de proteína total. Localización: piel, tendones, cartílagos, vasos sanguíneos, dientes, membranas basales, cornea, cuerpo vítreo, tejidos de sostén.

Filamentos insolubles. 1 fibra de 1 mm de diámetro, soporta una carga de 10 Kg. + de 10 enfermedades son ocasionadas por mutaciones en uno de los genes que codifican el colágeno. Localización: 12 cromosomas distintos.

Estructura de la Colágena. Secuencia de aminoácidos simple y periódica. cada 3 AA hay una glicina. Estructura general: Gly -X – Y: X= prolina o hidroxiprolina. Y= lisina o hidroxilisina 3 cadenas de colágeno forman 1 triple hélice.

COLAGENA TIPO 1 Triple hélice: 2 cadenas alfa 1 1 cadena alfa 2. Piel, tendones, hueso, arterias. Todas las colágenas se sintetizan como pro colágenas. c/ molécula de procolageno, esta codificada por un gen de 52 exones.

Osteogénesis Imperfecta 1 de c/ 10,000 recién nacidos vivos. Fractura ósea espontánea, deformación ósea, dentición anormal, deterioro auditivo esclerótica azul, mas delgada de lo normal.

MECANISMO MOLECULARES Mutaciones que llevan a la producción reducida de pro alfa 1. Delecion del alelo COL1A1. Defecto de la trascripción o del empalme. Formación defectuosa de las moléculas de proalfa 2. Mutaciones en gen proalfa1, son mas severas.

MUTACIONES Y FENOTIPO Mutaciones en gen, región 3` son mas severas que en región 5`. Mutaciones de cadena: proalfa 1 es mas severa que en cadena proalfa 2. Mutaciones de tamaño: sustitución de un AA mas grande por la glicina que es indispensable para formar triple hélice, mas severidad.

OTRO TIPO DE MUTACIONES Deleciones, mutaciones en promotor o intensificadores y en empalme. Codones: AAG, AAA, para lisina que aparece frecuentemente en el colágeno. Mutaciones del empalme lleva a perdida de exones.

EFECTO DE MUTACIONES Formación de procolageno corto e inestable. Cuatro tipos de fenotipos básicos. Se clasifica de acuerdo a la severidad. Clasificación de Sillence. No corresponde con los tipos de mutaciones, es útil en clasificación clínica. Tipo I y IV menos severas. Tipo II mortal en infancia. Tipo III graves deformaciones

Estudios radiológicos Estudios en tibia y peroné. Tipo IV: leve, discapacitante. Tipo III. Severa. Tipo II: engrosamientos y acortamiento de los huesos largos.

Mutaciones de tipo autosómicos dominantes. Osteoblastos: su función relacionada con el mecanismo de osificación y mineralización.

ADHERENCIA CELULAR

La adhesión intercelular y la de células con componentes de la matriz extracelular son fenómenos que tienen un papel clave en la organización general de los seres vivos multicelulares.

La integridad y organización general de los diversos tejidos y órganos de un individuo dependen de la adecuada interacción entre los elementos que los componen.

PROTEÍNAS O MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR (CAM)

entre células y entre células y la matriz. Existen interacciones transitorias entre las células y entre las células y la matriz. Entre receptores y ligandos, por Ej: Interacciones de los leucocitos y las plaquetas con el endotelio vascular - en la inflamación. En la reacción inmunitaria. Entre las células y la matriz - locomoción celular, en la formación de los vasos en la reparación. Pero también existen interacciones estables entre células y entre células y la matriz. Ambas se deben a las CAM.

Todas las CAM son proteìnas integrales de membrana. Las CAM se dividen en: La familia de las Selectinas La familia de las Integrinas Las superfamilias de las Inmunoglobulinas (Ig) Las Cadherinas Adhesión focal Hemidesmosoma Unión adherente Desmosoma

MOLECULAS DE ADHESIÓN CELULAR (CAM) Cel-cel Cel-matriz

1. La familia de las Selectinas: 1. La familia de las Selectinas: 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

2. La Familia de las Integrinas Median interacciones débiles entre las células y la matriz, dependiente de Ca+2 y Mg+2 La familia de las integrinas comprende a un grupo amplio de moléculas heterodiméricas constituidas por dos subunidades polipeptídicas transmembranales denominadas cadenas alfa y beta.

Distintos tipos de interacciones entre las integrinas y el citoesqueleto se encuentran en dos tipos de contactos célula-matriz: Las Adhesiones Focales : Anclan varios tipos celulares, incluyendo a los fibroblastos. Hemidesmosomas: Sitios de unión específica entre la integrina α6β4 se une a la laminina por lo que su función es anclar células epiteliales a la lámina basal.

3. La superfamilia de las Inmunoglobulinas participan en la adhesión homofila (una molécula de adhesión de la superficie se une a la misma molécula de superficie de otra célula), es independiente de Ca+2. Algunos miembros de la superfamilia de las Ig (ICAM-1, ICAM-2, VCAM-1 y PECAM) están implicados en fenómenos de adhesión de leucocitos a células endoteliales y su subsiguiente migración.

4. Caderinas Median 2 tipos de interacciones estables homofilas cèlula-cèlula: Uniones adherentes (zonula adherens) Las cadherinas se unen a haces de filamentos de actina a través de las cateninas. Desmosomas (macula adherens) La desmoplaquina une cadherinas (desmoclínas y desmocolinas) a los filamentos intermedios.

UNIONES INTER-CELULARES

UNIONES INTERCELULARES ADHERENCIA ADHERENTES EN BANDA DESMOSOMAS IMPERMEABILIZACIÓN ESTRECHAS COMUNICACIÓN TIPO GAP

UNIONES ADHERENTES

Las uniones de ADHERENCIA O ADHERENS están formadas por un cinturón de adhesión alrededor de cada célula (un haz contráctil de filamentos de actina subyacente se une a la membrana plasmática).

LOS DESMOSOMAS Conectados por proteínas especializadas, tales como la queratina (proteína que se encuentra en las uñas y el pelo), desmoplaquina y filamentos de desmina, que incrementan la rigidez de los tejidos. (filamentos intermedios) El tipo más común de desmosoma –desmosoma de maceta ó puntual – se encuentra en epitelio, músculo liso y muchos otros tejidos animales. Son empalmes en forma de botón, que unen células y también funcionan como anclas para fibras del citoesqueleto.

Estos desmosomas proveen de puntos rígidos de anclaje para componentes del citoesqueleto, tal como los filamentos intermedios de queratina que se muestran aquí

UNIONES ESTRECHAS

UNIÓN ESTRECHA U OCLUSIVA Se encuentra separando los líquidos extracelulares que bañan las regiones apicales y basales de las células (con el objeto de que cumplan sus respectivas funciones) y forman barreras que tornan impermeables determinadas cavidades (como la luz del intestino).

En este tipo de relación entre células,  hileras de proteínas integrales de membrana, como la ocludina y la claudina, forman uniones extremadamente fuertes y prácticamente fusionan dos células estableciendo una unión impermeable

Experimentos demuestran que estas uniones estrechas crean una barrera a la permeabilidad

UNIONES COMUNICANTES

Uniones comunicantes ( gap junctions) Las membranas de dos células poseen proteínas que conforman semicanales transmembrana, que las interconectan y permiten el paso de moléculas entre ambas.

MODELO DE UNION DE HENDIDURA

El espacio que separa a este tipo de uniones no es mayor de 20 Å El espacio que separa a este tipo de uniones no es mayor de 20 Å. La unión está constituida por un anillo de seis subunidades proteicas llamadas conexinas, en la membrana de cada célula, unidas entre sí formar una vía continua entre ellas con un canal controlado (20 Å de diámetro) suficiente para permitir el pasaje de iones y moléculas hidrosolubles orgánicas de pequeño tamaño ( hasta 10.000 daltons).

¡Muchas gracias!