El documento describe los componentes principales de la matriz extracelular, el colágeno y los proteoglicanos. El colágeno es la proteína más abundante en los animales y existe en 28 tipos diferentes. Forma estructuras tridimensionales como mallas que atrapan a los proteoglicanos. Los proteoglicanos son glicoproteínas que retienen agua y dan propiedades biomecánicas a los tejidos. Juntos, el colágeno y los proteoglicanos proporcionan soporte estructural y funcional a los tejidos como tendones

1. COLÁGENO Y
PROTEOGLICANOS
DR. I GNACI O ALFREDO VALERI O MORALES
REUMATOLOGÍ A
I NSTI TUTO NACI ONAL DE REHABI LI TACI ÓN
MARZO 2013

2. CONTEXTO
• Tejido conectivo
• Matriz extracelular
• Tendones
• Cartílagos
• Vasos sanguíneos
• Enfermedades Congénitas
• Futuro terapéutico.

3. CONTEXTO
Variedades celulares en tejido
• Los tejidos conectivo:
conectivos, derivados del mesénquima, constituyen una
familia de tejidos que se caracterizan porque sus células están
inmersas en un abundante material intercelular, llamado la matriz
extracelular.
Células estables
Células Migratorias
Curso de Biología Celular y Tisular del departamento de Biología Celular y Tisular
de la Facultad de Medicina de la UNAM . Autor: Dr. en C.B. Andrés Castell.

4. CONTEXTO
Matriz extracelular es una red
organizada, formada por el
ensamblaje de una variedad
de polisacáridos y de
proteínas secretadas por las
células estables, que
determina las propiedades
físicas de cada una de las
variedades de tejido
conjuntivo.
Curso de Biología Celular y Tisular del departamento de Biología Celular y Tisular
de la Facultad de Medicina de la UNAM . Autor: Dr. en C.B. Andrés Castell . Actualización Junio 2010
Fotografía: Atlas de histología animal y vegetal Pilar Molist Manuel A. Pombal, Universidad de Vigo. 2011

5. MATRIZ EXTRACELULAR
1.- Colágenos
2.- Proteoglicanos
3.- Moléculas de adhesión
4.- Proteínas de membrana
Goldman: Goldman's Cecil Medicine, 24th ed. Connective Tissue Structure and Function

6. TEJIDO CONECTIVO: FUNCIONES
• Sostén y relleno estructural
• Segmentación / compartimentalización
• Protección física e inmunológica
• Medio de intercambio de detritus metabólicos, nutrientes y O2
• Almacenamiento de grasa, agua, sodio y otros electrolitos
• Reparación tisular
Curso de Biología Celular y Tisular del departamento de Biología Celular y Tisular de la Facultad de Medicina de la UNAM . Autor: Dr. en C.B. Andrés Castell.
Actualización Junio 2010; Fotografía: Atlas de histología animal y vegetal Pilar Molist Manuel A. Pombal, Universidad de Vigo. 2011

7. TIPOS DE TEJIDO CONJUNTIVO
laxos Unir
Alojar,
reticulares
organizar
Tejido
adiposos Energía
Conjuntivo
Fibrosos o Resistencia
densos
Óseo Sostén
Curso de Biología Celular y Tisular del departamento de Biología Celular y Tisular de la Facultad de Medicina de la UNAM . Autor: Dr. en C.B. Andrés Castell.
Actualización Junio 2010; Fotografía: Atlas de histología animal y vegetal Pilar Molist Manuel A. Pombal, Universidad de Vigo. 2011

8. COLÁGENOS
• Familia de proteínas.
• 28 tipos compuestos por 46 distintas
cadenas polipeptidicas.
• Mas de 40 genes codifican aminoácidos.
• 25 al 30% de las proteínas corporales.
• Estructuras macromoleculares
tridimensionales variadas.
• Mallas que atrapan Proteoglicanos
• Colágeno tipo II 90-95% colágeno en
cartílagos.
Collagen Structure and Stability Annu. Rev. Biochem. 2009. 78:929–58

9. COLÁGENOS: ESTRUCTURA
• Glicina y prolina en abundancia
• Secuencia repetitiva. Gli-x-y- Gli-x-y
• Todos los colágenos tienen uno de dos
dominios estructurales:
• Región de unión de 3 cadenas polipeptídicas
con enlaces que configuran triple hélice.
• Estructura globular.
Collagen Structure and Stability Annu. Rev. Biochem. 2009. 78:929–58

10. ‣Preparados en fresco sin tinción, se aprecian fibras de colágeno
como hebras incoloras, de recorrido ondulado, que se
entrecruzan en todas direcciones
‣Grosor variabale de 1-10mu
‣A mayor aumento se aprecian fibrillas 0.2-0.5mu que se
mantienen en paralelo con la matriz amorfa
Tricómico de Masson
H-E
Rojo van Gieson

12. •Fibras
•Fibrillas
•Microfibrillas
•Tropocolágeno (tropo=giro)
•Cadenas alfa (3) / Triple Hélice
•Aminoácidos
Collagen: an overview implant dentistry / volume 11, number 3 2002

13. COLÁGENO: CATEGORÍAS
• FACITs (fibril-associated collagens with interrupted
• triple helices)
• MACITs (membrane associated collagens with
interrupted triple Helices)
• MULTIPLEXINs (multiple triple-helix domains and
interruptions).
Collagen Structure and Stability Annu. Rev. Biochem. 2009. 78:929–58

14. TIPO DE COLAGENO CADENAS MOLECULAS DISTRIBUCION TISULAR MUTACION=ENFERMEDAD
COLAGENOS FIBRILARES
I α1(I) [α1(I)]2 α2(I) Piel, Hueso, tendones, Osteogenesis imperfecta,
α2(I) [α1(I)]3 capsulas de órganos, arterias Ehlers-Danlos tipo VIIA
Síndrome Stickler's,
II α1(II) [α1(II)]3 Cartílago, vitreous humor
osteoartritis.
Ehlers-Danlos tipo IV,
III α1(III) [α1(III)]3 Piel, Vasos sanguíneos, Utero
aneurismas aorticos.
Piel, Vasos sanguíneos,
V α1(V) [α1(V)]3 Ehlers-Danlos Sindrome
placenta, Corion, Utero
α2(V) [α1(V)]2 α2(V)
α3(V) α1(V) α2(V) α3(V)
Chondrodysplasia,
XI α1(XI), α2(XI) α1(XI) α2(XI) α1(II) Cartílago
osteoarthritis
COLAGENOS DE MEMBRANA BASAL
Síndrome de Alport,
IV α1-α5(IV) [α1(IV)]2 α2(IV) Membranas basales
Porencefalia
FIBRIL-ASSOCIATED COLLAGENS WITH INTERRUPTED TRIPLE HELIXES (FACIT)
Enfermedad degenerativa de
IX α1-α3(IX) α1(IX) α2(IX) α3(IX) Cartílago, intervertebral discs
disco, Osteoartritis.
XII α1(XII) [α1(XII)]3 Otros tejidos blandos.
XIV α1(XIV) Ubicua.
COLAGENOS FORMADORES DE MALLAS-REDES
Endotelio de Fuch, Distrofia
VIII α1(VIII), α2(VIII) Cornea, Vasos sanguíneos
corneal
Displasia espóndilo
X α1(X) [α1(X)]3 Cartílago de crecimiento
metafisiaria.
LONG-CHAIN, ANCHORING-FIBRIL COLLAGEN WITH INTERRUPTED TRIPLE HELIX
VII α1(VII) [α1(VII)]3 Anchoring fibrils Epidermolysis bullosa
OTROS
VI α1-α3(VI) α1(VI) α2(VI) α3(VI) Cartílago, Estroma Miopatía Bethlem
XIII α1(XIII) Piel, Intestino
Goldman: Goldman's Cecil Medicine, 24th ed. Connective Tissue Structure and Function
Advanced Drug Delivery Reviews 55 (2003) 1531– 1546

15. COMPONENTES CLAVE
ESTRUCTURA FUNCION CELULAS
DE MATRIZ
Protección, reserva
Tejido adiposo energética
Adipocitos fibroblastos Fibras finas reticulares
Soporte y barrera de Células epiteliales y
Membrana basal filtración endoteliales
Colágeno tipo IV, laminina
Soporte esquelético, reserva Colágeno tipo I
Osteoblastos, osteoclastos,
Hueso mineral, formación de
osteocitos
osteocalcina, sialoproteina
sangre ósea hiidroxiapatita
Movimiento articular,
Cartílago distribución de carga
Condrocitos Colágeno tipo II, agrecano.
Dermis Soporte, resilicencia Fibroblastos Colágeno tipo I, elastina
Colágeno tipo I,
Ligamentos Conexión hueso-articular Fibroblastos
pequeños´proteoglicanos
Colágeno tipo I,
Tendones Conexión hueso-músculo Fibroblastos
pequeños´proteoglicanos
Fibroblastos, células órgano- Colágeno tipo I, VI y
Estroma Soporte a órganos
específicas fibronectina.
Recubrimiento articular,
Sinovia producción de LS
Fibroblastos, macrófagos Colágeno tipo I, III
Soporte estructural a vasos Células de musculo liso de
Pared vascular sanguíneos pared vascular
Colágeno tipo III y elastina.
Goldman: Goldman's Cecil Medicine, 24th ed. Connective Tissue Structure and Function

16. COLÁGENOS: SÍNTESIS

17. Collagen Structure and Stability Annu. Rev. Biochem. 2009. 78:929–58

19. COLAGENO: SINTESIS
Enzimas que intervienen en las modificaciones secundarias de la
molécula de colágeno.
Prolil-hidroxilasa Hidroxilación
Lisil-Hidroxilasa
Galactosil-transferasa Glucosilación
Glucosil-transferasa
N-acetil-glucosaminil-transferasa
Monosil-transferasa
Procolágeno-N-proteasa(s) Transformación de procolágeno en
Procolágeno-C-proteasa(s) colágeno.
Lisil-oxidasa Formación de enlaces
transversales
Colllagen: an overview implant dentistry / volume 11, number 3 2002

20. COLÁGENO: DEGRADACIÓN
Todas las proteínas del cuerpo sufren degradación y resintetización
Los fragmentación inicial de las moléculas del colágeno insoluble ocurre por desgaste mecánico,
radicales libres ó escisión por proteinasas.
Los fragmentos libres son fagocitados y degradados por enzimas lisosómicas
Degradación excesiva de colágeno
Degradación Excesiva
Colágeno
Artritis Reumatoide Osteoporosis
Colágeno del Cartílago Colágeno del Hueso
METALOPROTEINASAS

21. Cartilage and Chondrocytes ; Firestein: Kelley's Textbook of Rheumatology, 9th ed. - 2012 - Saunders,

22. MARCADORES EN COLÁGENO
(BIOMARCADORES)
• Fragmentos de
agregacan—VIDIPEN y
NITEGEN
• Fragmentos de
colágeno TII
• Excreción urinaria de
puentes cruzados de
hidroxilisilpridinolina
• – Propéptido
Carboxiterminal
• MAB´s
• Anabólicos
• Catabólicos

23. PROTEOGLICANOS
Journal of Histochemistry & Cytochemistry 60(12) 885–897

24. PROTEOGLICANOS
Son macromoléculas compuestas que están constituidas por un filamento
proteico central (core protein) al cual se unen, por medio de enlaces
covalentes, una serie de GAGs y oligosacáridos

25. ESTRUCTURA
GLUCOSAMINOGLICANOS

26. ESTRUCTURA
GLUCOSAMINOGLICANOS
• Los GAG atraen fuertemente al agua debido a su carga negativa
generada en los enlaces sulfuro y carboxilo.
• El Ac. Hialurónico no es sintetizado por las células del tejido
conectivo. Es un polímero lineal no sulfatado que contiene un gran
número de unidades disacáridas (N-acetilglucosamina) + Ac
Glucurónico, unidas por enlaces de tipo 1-3, B-O
• Clasificación de GAG

27. ACIDO HIALURONICO
‣ Peso molecular 2000 kDa
‣ Se sintetiza a partir de la D-glucosa en los
condrocitos, celulas sinoviales, (no tiene
core protein)
‣ Es el único GAG no sulfatado ni unido a
proteínas por enlaces covalentes (no
pertenece a la familiar de PGs)
‣ Interactúa por medio de enlaces no
covalentes con lecticanos y glicoproteínas.
integrinas, moléculas de adhesión (No pasa
por Golgi)
‣ Alto contenido en líquido sinovial
‣ En el agua forma una densa red de
moléculas, estabilizadas por puentes de OH
que oponen fuerza al desplazamiento
(VISCOCIDAD)
‣ Como molécula constitutiva proporciona
elasticidad y turgencia.

28. Glipicanos 1 al 6 HS
Syndecanos 1 al 4 HS, CS, DS
Aggrecan*
Versican 0-3
Lecticanos Neurocan
CS, KS*
Brevican
Proteoglicanos Decorin*
Biglycan
Fibromodulin CS,DS,KS
Lumican
SLRPs Keratocan
Mimecan
Trombomodulin
CD44 (19 isoformas)
NG2/CSPG4
Cadena invariante
VARIABLE
Otros Neuroglycan-C
Colágeno tipo XVIII
Perlecan
Agrin
Betaglycan
Colágeno tipo IX
John R. Couchman and Csilla A. Pataki; An Introduction to Proteoglycans and Their Localization; J Histochem Cytochem 2012 60: 885

29. John R. Couchman and Csilla A. Pataki; An Introduction to Proteoglycans and Their Localization; J Histochem Cytochem 2012 60: 885

30. John R. Couchman and Csilla A. Pataki; An Introduction to Proteoglycans and Their Localization; J Histochem Cytochem 2012 60: 885

31. ¿DÓNDE SE LOCALIZAN?
• Técnicas de inmunohistoquímica
• Dificultades técnicas significativas
• Ac. Con especificidad limitada
• Ac. Heparan, Dermatán,
Condroitin-S pero no vs heparán
sulfato.
• Western-Blot
Proteoglycan sequence; Mol Biosyst. 2012 June ; 8(6): 1613–1625

32. ¿DISTRIBUCIÓN?
• Tejido conectivo: Decorina
• Cartílagos: Agrecano
• Membranas basales: Agrina,
Perlecano, Colágeno tipo XVIII
• Transmembrana
• Eritrocitos sin PGs
• CD44, Syndecanos y Glipicanos
pueden ser hibridos.
• Localización nuclear
Proteoglycan sequence; Mol Biosyst. 2012 June ; 8(6): 1613–1625

33. FUNCIONES
Desarrollo
• Heparán sulfato es
indispensable para la vida
multicelular
• FGRF, Células tallo.
• Receptores de mitógenos
• Papel el progresión tumoral
(MM)
John R. Couchman and Csilla A. Pataki; An Introduction to Proteoglycans and Their Localization; J Histochem Cytochem 2012 60: 885

34. FUNCIONES
Arquitectura tisular
John R. Couchman and Csilla A. Pataki; An Introduction to Proteoglycans and Their Localization; J Histochem Cytochem 2012 60: 885

35. Hochberg: rheumatology, 5th ed. - 2010 – mosby CHA PTER8●T hearti cula r cartilage THESCIEN T IFI CBA SISOFRHEUMATIC DISEASE the articular cartilage

36. FUNCIONES
Regulación inmune
John R. Couchman and Csilla A. Pataki; An Introduction to Proteoglycans and Their Localization; J Histochem Cytochem 2012 60: 885

37. FUNCIONES
• Básicas • Enfermedad
• Glipicanos:
• Desarrollo • (3)Síndrome Simpson-Golabi-
• Heparán sulfato es indispensable Behmel.
para la vida multicelular • (5) Sx. Nefrótico adquirido.
• FGRF, Células tallo. • (6) Omodisplasia autosómica
• Receptores de mitógenos recesiva.
• Papel el progresión tumoral (MM) • Perlecanos
• Deleción: Fatal
• Arquitectura tisular • Mutaciones: Displasia
disegmentaria tipo Silverman-
Handmaker
• Regulación inmune: Hialuronano. • Schwartz-Jampel
• Lecticanos
• Papel en Enfermedad • Osteocondritis dissecans
• N-Sulfatación: NDST 1 y 2, • Neurocano: Bipolar
• 6-O-Sulfatación: 5′ epimerasa or 2- • Brevicano: AlzHeimer
O-sulfotransferasa
• Enzimas modificadoras de
Heparán sulfato
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38. DEGRADACIÓN
• Múltiples vías lisosomales en vías de investigación.
• Enfermedades por almacenamiento: Ausencia de enzimas
específicas para la hidrólisis de Glucosaminoglicanos.
John R. Couchman and Csilla A. Pataki; An Introduction to Proteoglycans and Their Localization; J Histochem Cytochem 2012 60: 885

39. PUNTOS A RECORDAR