MATRIZ EXTRACELULAR. células mantenerse unidas en los tejidos y generan un ambiente intercelular que da protección y firmeza.

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.



P

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).

D



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

C ^OMPOSICIÓN 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.

V

P

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

M ^ATRIZ E XTRACELULAR



Diferencias entre distintas matrices:



Tendones: proteínas fibrosas



Cartílago: polisacáridos (compresible)



Hueso: endurecido por depósito de

cristales de calcio.

H ^{UESO C ARTÍLAGO} T ^ENDÓN

M

 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

C

 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

C

 Formado por fibrillas paralelas

 Alta resistencia mecánica

 Constituyente principal de los tendone

s

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

E

C

 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)

E

¿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)

E

E

 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)

E



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

F

E

(

)



Donde “vive” la célula



Propiedades

 Casi isosmótico (isotónico) con el citoplasma

 Bajo en proteínas

 Bicarbonato (buffer)

 Iones principales: Na⁺ y Cl^-

Electrolito Plasma [mM] FluidoInterst itial [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

P

 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.

G

(GAG

)

DISACÁRIDOS CARGAS

NEGATIVAS

P

 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

F



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

F



Presente en casi todos los tejidos, incluso sangre, ayuda a la

agregación

plaquetaria para formar el

coágulo

L



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

L

B

 Capa delgada de matriz extracelular especializada que cubre algunas

células

L

B



Funciones

 Soporte

estructural

 Barrera

 Regulación fenotípica



Contiene

 Proteoglicanos

 Colágeno Tipo IV

 Fibronectina

 Laminina

P

O

A

(

)

 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

R

 Receptores para proteínas o carbohidratos que tienen principalmente un papel estructural mas que de señalización



Célula-substrato



Célula-célula

P

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

F

I

 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)

F

I

 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:

A

C

F

 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.

H



Integrinas pueden estar unidas a la red de filamentos

intermedios del citoesqueleto



Estas agrupaciones de

integrinas se llaman

hemidesmosomas.

C

H

P

 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

L

S

:

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.

L ^ECTINAS , ^{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

L

,

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

U

C



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

U

C

UNIÓN ADHERENTE DESMOSOMA

U

A

 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

U

A

 Forman bandas o cinturones entre las células

 Epitelio y músculo cardiaco

D ^ESMOSOMA

 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.

U ^{NIONES 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

U

U

C



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

U

R

R ^{ESUMEN DE UNIONES Y MECANISMOS}

DE ADHESIÓN