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

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(1)

Matriz Extracelular

(2)

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.

(3)

P

ROPIEDADES

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)

(4)

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).

(5)

D

IFERENCIA 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

(6)
(7)

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

(8)

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.

(9)

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.

(10)

V

ARIEDAD DE

P

ROPIEDADES

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

(11)

M ATRIZ E XTRACELULAR

Diferencias entre distintas matrices:

Tendones: proteínas fibrosas

Cartílago: polisacáridos (compresible)

Hueso: endurecido por depósito de

cristales de calcio.

(12)

H UESO C ARTÍLAGO T ENDÓN

(13)

M

ATRIZ 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.

(14)

Colágeno tipo I

(15)

COLÁGENOS SON RESPONSABLES

DE LA RESISTENCIA DE LA

MATRIZ EXTRACELULAR

(16)

C

OLÁGENO

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

(17)

C

OLAGENO

Formado por fibrillas paralelas

Alta resistencia mecánica

Constituyente principal de los tendone

s

(18)

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

(19)

E

STRUCTURA

C

OLAGENO

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

(20)

• Triple hélice, a-cadenas

• ~1000 aminoácidos de largo

• Gli-X-Y

Glicina –aa más pequeño X: Prolina

Y: Hidroxiprolina (vitamina C)

E

STRUCTURA

(21)

¿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)

(22)

E

NSAMBLADO DE COLÁGENO

(23)

E

NLACES 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)

(24)

E

LASTINA

Proteína amorfa

Aporta más

elasticidad que el colágeno

Constituyente principal de

ligamentos, pulmón, arteria

Enlaces cruzados

tropoelastina

(25)

MEC

Matriz Hidratada

Fluído Extracelular

Proteoglicanos

Moléculas Adhesivas

Fibronectina

Laminina

(26)

F

LUÍDO

E

XTRACELULAR

(

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] 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

(27)

P

ROTEOGLICANOS

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.

(28)

G

LUCOSAMINOGLICANOS

(GAG

S

)

DISACÁRIDOS CARGAS

NEGATIVAS

(29)

P

ROTEOGLICANOS

Funciones

Reducen conductividad hidráulica

Resisten compresión

Unen cationes

Unen factores de crecimiento

Proteoglicano en la matríz

Proteoglicano en la membrana

(30)

MEC

Moléculas Adhesivas

Fibronectina

Laminina

(31)

F

IBRONECTINA

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

(32)

F

IBRONECTINA

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

agregación

plaquetaria para formar el

coágulo

(33)

L

AMININA

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

(34)

L

ÁMINA

B

ASAL

Capa delgada de matriz extracelular especializada que cubre algunas

células

(35)

L

ÁMINA

B

ASAL

Funciones

Soporte

estructural

Barrera

Regulación fenotípica

Contiene

Proteoglicanos

Colágeno Tipo IV

Fibronectina

Laminina

(36)
(37)

P

ROTEINAS

O

MOLECULAS DE

A

DHESION 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

(38)

R

ECEPTORES DE ADHESIÓN

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

Célula-substrato

Célula-célula

(39)

P

ROTEINAS 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

(40)

Celula - Celula Celula - Matriz

(41)

F

AMILIA DE

I

NTEGRINAS

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)

(42)

F

AMILIA DE LAS

I

NTEGRINAS

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:

(43)

A

DHESIONES O

C

ONTACTOS

F

OCALES

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.

(44)

H

EMIDESMOSOMAS

Integrinas pueden estar unidas a la red de filamentos

intermedios del citoesqueleto

Estas agrupaciones de

integrinas se llaman

hemidesmosomas.

(45)

C

ONTACTO FOCAL Y

H

EMIDESMOSOMA

(46)

P

ROTEÍNAS 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

(47)

L

A FAMILIA DE LAS

S

ELECTINAS

:

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.

(48)

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

(49)

L

ECTINAS

,

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

(50)

U

NIONES ENTRE

C

ADHERINAS

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

(51)

U

NIONES ENTRE

C

ADHERINAS

UNIÓN ADHERENTE DESMOSOMA

(52)

U

NIÓN

A

DHERENTE

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

(53)

U

NIÓN

A

DHERENTE

Forman bandas o cinturones entre las células

Epitelio y músculo cardiaco

(54)

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.

(55)

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

(56)

U

NIÓN OCLUYENTE O HERMÉTICA

(57)

U

NIONES

C

OMUNICANTES

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

(58)

U

NIONES COMUNICANTES

(59)

R

ESUMEN DE UNIONES INTERCELULARES

(60)

R ESUMEN DE UNIONES Y MECANISMOS

DE ADHESIÓN

Figure

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Referencias

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