Teoría: Comunicación intercelular

La Célula Animal en
su Contexto Social:
Interacciones
intercelulares y
matriz extracelular
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)
LA CÉLULA EN SU CONTEXTO
INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA Y CÉLULA-MATRIZ
EXTRACELULAR (ECM)
Uniones oclusivas: Sella la unión entre dos
células vecinas. (Claudinas).
Uniones adherentes: Unen los haces de
actina de una célula a los de la adyacente
(Cadherinas).
Punto de
unión entre
células
adyacentes
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)
LA CÉLULA EN SU CONTEXTO
INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA Y CÉLULA-MATRIZ EXTRACELULAR (ECM)
(Familia de proteínas que intervienen)
Cadherinas
CAMs
# CAMs,
Integrinas
Cell
Adhesion
Molecules
Selectinas
Proteoglicanos
Matrix extracelular
Integrinas
# Las uniones
intercelulares
ocurren cuando no
existe la ECM
entre las células
LA CÉLULA EN SU CONTEXTO
INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA
(Tipo de Uniones)
UNIONES
HOMOFÍLICAS
(homotípica)
UNIONES
HETEROFÍLICAS
(heterotípica)
UNIONES
INDIRECTAS
UNIONES OCLUSIVAS
Unión oclusiva
Dominio apical
Claudinas y
Ocludinas
Dominio
basolateral
UNIONES OCLUSIVAS EN EL EPITELIO INTESTINAL
microvellosidades
Unión oclusiva,
Unión estrecha
GUT: Intestino
I, uniporte; II, simporte; III, antiporte
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
UNIONES ADHERENTES
Filamentos de
actina
αyβ
Cateninas
Cadherinas
Membrana
plasmática
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.
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.
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.
MOLÉCULAS DE ADHESIÓN: CADHERINAS
NH2 NH2
Ca2+
Membrana plasmática
p120
Cateninas
Citosol
{ βα
Filamentos de
actina
MOLÉCULAS DE ADHESIÓN: CADHERINAS
(Regulación por calcio)
Célula 1
<0.05 mM Ca2+
Ca2+
Ca2+
>1 mM Ca2+
Célula 2
Dímero de cadherina
UNIONES COMUNICANTES
1.5 nm
Conexina
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.
ADHESIONES FOCALES
α-actinina
Filamento de
actina
Vinculina
Talina
Membrana
plasmática
Integrinas
Matriz extracelular
HEMIDESMOSOMAS
Filamentos
intermedios
Plectina
Placa
Integrina
Matriz
extracelular
MOLECULAS DE ADHESION: INTEGRINAS
(Adhesiones focales y hemidesmosomas)
Cadena β
Catión divalente
Dominios
ricos en
cisteína
Cadena α
Membrana
plasmática
Unión a talina/
vinculina
Citosol
MOLECULAS DE ADHESION: SELECTINAS
P-selectina
Dominio lectina
Dominio “EGF-like”
(epidermal growth factor)
MP
Filamentos de actina
Proteínas de anclaje
MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR:
Familia de las Inmunoglobulinas
N-CAM
NH2
NH2
NH2
NH2
Dominios homólogos IgG
Dominios fibronectina tipo III
COOH
glicosilfosfatidilinositol
COOH
FAMILIA
ALGUNOS
MIEMBROS
Ca2+ o
Mg2+
TIPO DE
UNIÓN
ASOCIACIÓN A
CITOESQUELETO
UNIONES
ESTABLES
Cadherinas
E-, N-, PVE-
SI
Homo
Filam. actina
Uniones
adherentes
Cadherinas
(desmos.)
Desmogleina
SI
Homo
Filam. intermedios
Desmosomas
Ig-CAMs
N-CAM
NO
Ambas
Desconocida
NO
Selectinas
(sangre y
endotelio)
L-, E- P-
SI
Hétero
Filam. actina
NO
Integrinas
(sangre)
αLβ2
SI
Hétero
Filam. actina
NO
Integrinas
Varias
α6β4
SI
NO
Hétero
Hétero
Filam. actina
Filam. intermedios
Adhes. Focales
Hemidesmosom.
Proteoglicanos
de membrana
Sindecanos
NO
Hétero
Filam. actina
NO
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)
TEJIDOS Y CÉLULAS
(Epitelio laminar)
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.
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.
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.
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.
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.
LA MATRIZ EXTRACELULAR
Glicosaminoglicanos
Proteínas
Fibronectina
Colágeno fibrilar (I, II, III,
V, XI)
Hialuronano
Proteoglicanos
Decorina
Laminina
Perlecan
Tenascina
Colágeno tipo IV
Agrecan
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
LA MATRIZ EXTRACELULAR
LA MATRIZ EXTRACELULAR: COLÁGENO
(Glicoproteína)
LA MATRIZ EXTRACELULAR: COLÁGENO
LA MATRIZ EXTRACELULAR: LAMININA
LA MATRIZ EXTRACELULAR:
FIBRONECTINA
Orientación de
Citoesqueleto
de Cél. 1
orienta ECM
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
LA MATRIZ EXTRACELULAR
Y EL CITOESQUELETO