La Célula Animal en su Contexto Social: Interacciones intercelulares y matriz extracelular

Transcripción

1 La Célula Animal en su Contexto Social: Interacciones intercelulares y matriz extracelular

2 La Célula en su Contexto Social Debajo del epitelio en tubo digestivo, sistema urinario y respiratorio. Fibrous Protein, Queratina, colágeno, elastina, proteína estructural o de almacenaje Capilares, vasos sanguíneos de menor calibre Matriz Extracelular (MEC)

3 LA CÉLULA EN SU CONTEXTO INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA Y CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR (ECM) Uniones oclusivas: Sella la unión entre dos células vecinas. (Claudinas). Punto de unión entre células adyacentes Uniones adherentes: Unen los haces de actina de una célula a los de la adyacente (Cadherinas). Desmosomas: Unen los filamentos intermedios de una célula a los de la adyacente (Cadherinas). Uniones comunicantes: Permiten el paso de iones y pequeñas moléculas hidrosolubles (Conexinas). Adhesiones focales: Unen los filamentos de actina de las fibras a la matriz extracelular. (Integrinas) ECM Hemidesmosomas: Unen los filamentos intermedios a la matriz extracelular. (Integrinas)

4 LA CÉLULA EN SU CONTEXTO INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA Y CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR (ECM) (Familia de proteínas que intervienen) Cadherinas CAMs Integrinas Selectinas # CAMs, Cell Adhesion Molecules Proteoglicanos Matrix extracelular Integrinas # Las uniones intercelulares ocurren cuando no existe la ECM entre las células

5 LA CÉLULA EN SU CONTEXTO INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA (Tipo de Uniones) UNIONES HOMOFÍLICAS (homotípica) UNIONES HETEROFÍLICAS (heterotípica) UNIONES INDIRECTAS

6

7 UNIONES OCLUSIVAS Unión oclusiva Dominio apical Claudinas y Ocludinas Dominio basolateral

8 UNIONES OCLUSIVAS EN EL EPITELIO INTESTINAL microvellosidades Unión oclusiva, Unión estrecha GUT: Intestino I, uniporte; II, simporte; III, antiporte

9 Uniones Oclusivas (zona occludens o zona de unión íntima) (Unión oclusiva) Las membranas celulares adyacentes están fusionadas, de modo que a lo largo de una distancia variable no existe espacio intercelular. Se sitúan justo por debajo del borde apical de las células, formando una línea intermedia única entre ambas membranas

10 UNIONES ADHERENTES Filamentos de actina α y β Cateninas Cadherinas Membrana plasmática

11 DESMOSOMAS unen el citoesqueleto de una célula al de otra célula (Filamentos intermedios) Es la prot. que compone la placa densa e intermedia la unión de caderinas y filamentos intermedios.

12 Unión intermedia (desmosoma en cinturón o zonula adherens zona de adherencia-) Se localizan por debajo de la unión oclusiva. Esta unión se logra mediante las proteínas llamadas cadherinas y actinas. El conjunto de cinturones adhesivos forma un enrejado transepitelial responsable en parte de la resistencia mecánica de los epitelios.

13 Desmosoma (mácula adherens) Tipo de unión célula-célula que confiere resistencia mecánica a los tejidos animales. Consiste en una placa de material fibroso, denso, entre células contiguas con grupos de filamentos que forman bucles entrantes y salientes en el citoplasma de ambas células. Con los filamentos de queratina (Filamentos intermedios) forma una red transcelular extendida por todo el epitelio al que le confieren una gran resistencia mecánica.

14 MOLÉCULAS DE ADHESIÓN: CADHERINAS NH 2 NH 2 Ca 2+ p120 Cateninas { β α Citosol Membrana plasmática Filamentos de actina

15 MOLÉCULAS DE ADHESIÓN: CADHERINAS (Regulación por calcio) Célula 1 <0.05 mm Ca 2+ Ca 2+ Ca 2+ >1 mm Ca 2+ Célula 2 Dímero de cadherina

16 UNIONES COMUNICANTES 1.5 nm Conexina

17 Unión comunicante (uniones gap o nexus) Son canales que comunican las células adyacentes. Están formados por estructuras cilíndricas huecas que atraviesan las membranas plasmáticas de las células adyacentes ("conexiones"). Están formados por proteínas en forma de túbulos llamadas conexinas. A través de estas uniones circulan nutrientes, desechos metabólicos, señales bioquímicas y potenciales eléctricos.

18 ADHESIONES FOCALES α-actinina Filamento de actina Vinculina Talina Membrana plasmática Integrinas Matriz extracelular

19 HEMIDESMOSOMAS Filamentos intermedios Plectina Placa Integrina Matriz extracelular

20 MOLECULAS DE ADHESION: INTEGRINAS (Adhesiones focales y hemidesmosomas) Catión divalente Cadena α Cadena β Dominios ricos en cisteína Membrana plasmática Unión a talina/ vinculina Citosol

21 MOLECULAS DE ADHESION: SELECTINAS P-selectina Dominio lectina Dominio EGF-like (epidermal growth factor) MP Proteínas de anclaje Filamentos de actina

22 MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR: Familia de las Inmunoglobulinas N-CAM NH 2 NH 2 NH 2 NH 2 Dominios homólogos IgG Dominios fibronectina tipo III COOH glicosilfosfatidilinositol COOH

23

24 FAMILIA ALGUNOS MIEMBROS Ca 2+ o Mg 2+ TIPO DE UNIÓN ASOCIACIÓN A CITOESQUELETO UNIONES ESTABLES Cadherinas E-, N-, P- VE- SI Homo Filam. actina Uniones adherentes Cadherinas Desmogleina SI Homo Filam. intermedios Desmosomas (desmos.) Ig-CAMs N-CAM NO Ambas Desconocida NO Selectinas L-, E- P- SI Hétero Filam. actina NO (sangre y endotelio) Integrinas α L β 2 SI Hétero Filam. actina NO (sangre) Integrinas Varias SI Hétero Filam. actina Adhes. Focales α 6 β 4 NO Hétero Filam. intermedios Hemidesmosom. Proteoglicanos de membrana Sindecanos NO Hétero Filam. actina NO

25 Matriz Extracelular (ECM) Una célula es capaz de funcionar sólo en el medio que la rodea La ECM es secretada por fibroblastos, osteoblastos y condroblastos (huesos y cartílagos, respectivamente)

26 TEJIDOS Y CÉLULAS (Epitelio laminar)

27 Composición Química de la Matriz Extracelular: Componentes Fibrosos Las proteínas fibrosas son los elementos básicos estructurales de los tejidos conjuntivos. Las más importantes son: - Colágeno: es la proteína más abundante del cuerpo. Las fibrillas de colágeno colaboran en la formación de un continuo estructural uniendo entre sí grupos de células para formar un tejido. Le da ESTRUCTURA a la ECM.

28 otros componentes fibrosos de la ECM Elastina: forma en la dermis una estructura en lámina estirada que semeja una red con tendencia a rechazar el agua (hidrófoba). Posee también un dominio hidrofílico que le confiere elasticidad. La gran deformabilidad y la elasticidad de los tejidos son debidas a la elastina. Es mucho más pequeña que el colágeno. Le confiere ELASTICIDAD a la ECM. Fibronectina: es una glicoproteína que interviene estableciendo los "cables que las células usan cuando migran a través de la matriz extracelular. Es la principal proteína de unión entre las células y las fibras colágenas.

29 Componentes fluidos: glicosaminoglicanos y proteoglicanos Los glicosaminoglicanos son polisacáridos complejos. Entre los más encontrados en la ECM están: ácido hialurónico condroitín sulfato, dermatán sulfato, heparán sulfato queratán sulfato. Estos, al combinarse con proteínas, pasan a llamarse proteoglicanos. También reciben en general la denominación de "muco-polisacáridos". Son moléculas ácidas, con 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.

30 Funciones generales de la ECM: Rellenar el espacio existente entre las células otorgando resistencia a la compresión y al estiramiento de los tejidos que integran. Constituir el medio por donde llegan los nutrientes y se eliminan los desechos celulares Proveer de "puntos fijos" donde aferrarse a diversas clases de células. Constituir el espacio por donde migran las células cuando se desplazan de un punto a otro del organismo. Ser el medio por el cual arriban a las células las señales bioquímicas (por ejemplo, hormonas) provenientes de otras células que las producen.

31 Uniones de las células con las fibras de la ECM las células se localizan en lugares fijos porque establecen uniones más o menos estables con componentes de la matriz extracelular. Las células se unen a las fibras de colágeno. La proteína integrina, se une a otra en el exterior llamada fibronectina que es la que se une finalmente a la fibra de colágeno. La integrina, a su vez, se une en el interior celular a los filamentos de actina.

32 Proteínas LA MATRIZ EXTRACELULAR Fibronectina Glicosaminoglicanos Colágeno fibrilar (I, II, III, V, XI) Proteoglicanos Hialuronano Decorina Laminina Perlecan Tenascina Agrecan Colágeno tipo IV Betaglicano, sindecan-1, etc Elastina: segundo polímero en importancia del tejido conjuntivo. Tiene muchos enlaces cruzados que le confiere elasticidad y puede estirarse hasta 3 veces su longitud

33 LA MATRIZ EXTRACELULAR

34 LA MATRIZ EXTRACELULAR: COLÁGENO (Glicoproteína)

35 LA MATRIZ EXTRACELULAR: COLÁGENO

36 LA MATRIZ EXTRACELULAR: LAMININA

37 LA MATRIZ EXTRACELULAR: FIBRONECTINA

38 Orientación de Citoesqueleto de Cél. 1 orienta ECM LA MATRIZ EXTRACELULAR Y EL CITOESQUELETO Luego, Orientación de ECM orienta Citoesqueleto de Cél. 2, 3, etc. Así, la secreción de una ECM orientada, termina propagando la Orientación ordenada de los Citoesqueletos de cél. vecinas