La matriz extracelular está formada por proteínas como el colágeno y la elastina, y glúcidos como los glucosaminoglicanos y proteoglicanos. El colágeno es la proteína más abundante y forma fibras que resisten tensiones. La elastina forma parte de fibras elásticas que permiten la distensión de los tejidos. Los glucosaminoglicanos aportan hidratación y resistencia a presiones. Las proteínas de la matriz se unen entre sí y a las células mediante glicoproteínas como la fibronect

1. La Célula en su Contexto Social: Adhesión celular

2. En plantas y animales, las células especializadas en las distintas tareas funcionan de manera coordinada formando tejidos y órganos. Una etapa clave en la evolución de los organismos multicelulares fue la capacidad para establecer contactos fuertes y específicos con otras células.

3. Esta capacidad se basa en la función de proteínas integrales de membrana. Las células primero se agregan reconociéndose entre ellas a través de las moléculas de adhesión, que forman dichas proteínas, y luego forman elaboradas uniones intercelulares que estabilizan las interacciones iniciales y promueven la comunicación local entre las células en contacto.

4. Además, las células animales secretan glicoproteínas que forman una compleja red llamada matriz extracelular con la cual se crea un ambiente especial en los espacios intercelulares. La matriz extracelular ayuda a las células a mantenerse unidas en los tejidos y constituye un reservorio de numerosas hormonas que controlan la proliferación y diferenciación celular. También provee un substrato sobre el cual las células pueden moverse, especialmente en los primeros estados de la diferenciación y organogénesis.

5. Matriz extracelular La matriz extracelular es un entramado de moléculas, proteínas y carbohidratos que se disponen en el espacio intercelular y que es sintetizado y secretado por las propias células. La cantidad, composición y la disposición de la matriz extracelular depende del tipo de tejido considerado .

6. Funciones de MEC Aporta propiedades mecánicas a los tejidos (tanto en animales como en vegetales), Mantiene la forma celular, Permite la adhesión de las células para formar tejidos, Sirve para la comunicación intercelular, Forma sendas por las que se mueven las células, Modula la diferenciación celular y la fisiología celular, Produce factores de crecimiento .

7. Composición Las principales macromoléculas que componen la matriz extracelular son: colágeno , elastina , glucosaminoglicanos , proteoglicanos y glicoproteínas . Todas ellas se encuentran en un medio acuoso junto con otras moléculas de menor tamaño, además de los iones. Esquema de las principales moléculas que aparecen en la matriz extracelular de un tejido conectivo.

8. Los asteriscos señalan la matriz extracelular. A) Cartílago hialino, B) Matriz ósea compacta, C) Conectivo denso regular (tendón), D) Conectivo gelatinoso del cordón umbilical, E) Paredes celulares del sistema vascular de un tallo de una planta, F) Células epiteliales, G) tejido nervioso donde prácticamente no existe matriz extracelular

9. Matriz extra celular

10. Colágeno Familia de proteínas muy abundante en vertebrados, forman cadenas α, las cuales se asocian de tres en tres para formar hasta 28 tipos de moléculas de colágeno diferentes. Su principal misión en los tejidos es formar un armazón que hace de sostén a los tejidos y que resiste las fuerzas de tensión mecánica.

11. Características del colágeno Composición poco frecuente de aminoácidos (abundantes en glicina) Pueden organizarse formando mallas o fibras y formar uniones entre células.

12. Síntesis de fibras de colágeno

13. Tipos y funciones del colágeno Tipo Disposición Distribución I Fibras Hueso, tendones, ligamentos, piel, dentina, córnea II Fibras Cartílago hialino, humor vítreo, notocorda III Fibras Piel, vasos sanguíneos, órganos internos V Fibras Membranas fetales, piel, hueso, placenta XI Fibras Cartílago IV Redes Laminas basales VIII Redes hexagonales Córnea IX Establece uniones Cartílago, cuerpo vítreo

14. Con los asteriscos negros se indica el colágeno ya ensamblado en el exterior celular, mientras que con los asteriscos blancos las vesículas intracelulares llenas de moléculas de pro-colágeno. La flecha blanca indica un posible punto de liberación de las moléculas de pro-colágeno al espacio extracelular.

15. Resumen colágeno y elastina El colágeno y la elastina son proteínas estructurales de la matriz extracelular. Colágeno Es la proteína más abundante de la matriz extracelular. Formado por 3 cadenas α. Se organiza para formar sobre todo fibras. Resiste tensiones mecánicas sin deformarse. Elastina Forma parte de las fibras elásticas. Las fibras elásticas permiten que los tejidos recuperen su forma original tras una distensión mecánica.

16. Las proteínas colágeno, las fibras elásticas y otras moléculas presentes en la matriz extracelular se encuentran embebidas en un medio compuesto fundamentalmente por polímeros no ramificados de azúcares y agua. Los azúcares corresponden al tipo de los denominados glucosaminoglicanos

17. Glucosaminoglicanos Formados por repeticiones de parejas de monosacáridos donde uno de los azúcares tiene un grupo amino y el otro es normalmente la galactosa. Tienen una fuerte asociación con moléculas de agua (debido al COOH), aportando una gran hidratación a la matriz extracelular

18. Son moléculas poco flexibles, por lo que ocupan gran volumen, haciendo que la matriz se comporte como un gel, permitiendo que los tejidos puedan resistir fuertes presiones mecánicas y además favorece una alta tasa de difusión de sustancias entre las célula. Los tipos más comunes de glucosaminoglicanos son el ácido hialurónico y los glucosaminoglicanos sulfatados.

19. Ac. Hialurónico Es un tipo especial de glucosaminoglicanos, que no forma enlaces covalentes con otras moléculas de la MEC. Suele asociarse con colágenos confiriendo elasticidad, resistencia y lubricación a la MEC. Su función es muy importante durante el desarrollo o en lugares del organismo donde se produce una fuerte proliferación celular puesto que facilita el desplazamiento celular

20. Glucosaminoglicanos

21. ¿ Cuales son los beneficios del ácido hialurónico? ¿Cuál es el uso que, actualmente se le da a este producto?

22. Proteoglicanos Molécula compuesta por la unión covalente entre una cadena de aminoácidos y uno o varios glucosaminoglicanos sulfatados. Los proteoglicanos son sintetizados en el interior celular. La parte proteica se sintetiza en el retículo endoplasmático, donde también se inicia la adición de glúcidos

23. La mayoría de los proteoglicanos son exocitados al espacio intercelular, pero algunos formarán parte de la membrana plasmática.

24. Resumen glucosaminoglicanos y proteoglicanos Los glúcidos son componentes esenciales de la matriz extracelular. Abunda un tipo especial denominado glucosaminoglicanos Los glucosaminoglicanos son polisacáridos no ramificados formados por repeticiones de parejas de sacáridos. Tienen una gran capacidad de hidratación, lubrican, aportan resistencia frente a presiones mecánicas, etcétera. Ácido hialurónico . Glucosaminoglicanos no unido covalentemente a polipéptidos. Proteoglicanos . Glucosaminoglicanos más polipéptidos unidos covalentemente. Tipos: condroitín sulfato, dermatán sulfato, queratán sulfato y heparán sulfato. Las paredes celulares de las células vegetales están formadas principalmente por glúcidos: celulosa, hemicelulosa, pectinas, etcétera

25. Las distintas moléculas que forman la matriz extracelular están unidas entre sí. La mayoría de estas uniones son entre proteínas, pero también entre proteínas y azúcares, y están principalmente mediadas por glicoproteínas. Los tipos existentes son: Proteínas presentes en la matriz extracelular Proteínas transmembrana que unen la célula a la matriz extracelular. Proteínas transmembrana que unen una célula a otra célula

26. Proteínas presentes en la matriz extracelular

27. Las fibronectinas formadas por dos cadenas de polipéptidos unidos por uniones di-sulfuro, se unen al colágeno, ciertos proteoglicanos, a glucosaminoglicanos. Forman fibras insolubles en tejidos conectivos o solubles en el plasma, como la sangre. Tienen un papel muy importante durante el desarrollo embrionario creando sendas por las que pueden migrar las células de un lugar a otro del embrión

28. Molécula de fibronectina. Formada por dos cadenas de aminoácidos unidas por la zona próxima al extremo carboxilo por puentes di-sulfuro. Se indican los dominios de la proteína que interaccionan con otras moléculas produciendo adhesión.

29. Fibronectina

30. Fibrinógeno , que une receptores de superficie de las plaquetas y permite la coagulación sanguínea, la laminina que ayuda en el entramado de las láminas basales, la osteopondina presente en el hueso y el riñón, la denominada proteína de unión, que aparece en el cartílago.

31. Fibrinógeno

32. Proteínas transmembrana que unen la célula a la matriz extracelular.

33. Las integrinas son las moléculas más importantes en la adhesión de la célula a la matriz extracelular. Son proteínas transmembrana formadas por dos subunidades, cada una de ellas con un dominio intracelular que contacta con el citoesqueleto y otro extracelular globular que es capaz de unirse al colágeno, fibronectinas y lamininas.

34. Esta conexión entre MEC y citoesqueleto celular es fundamental para modificar el comportamiento celular. Su dominio citosólico, interactúa con proteínas que son capaces de viajar al interior del citoplasma para afectar rutas moleculares o viajar al interior del núcleo para alterar la expresión génica. Son capaces también de modificar su capacidad de adhesión, variando su movilidad.

35. Integrinas

36. Las integrinas suelen aparecer asociadas en la membrana plasmática formando las denominadas adhesiones focales y también a los hemidesmosomas.

37. Proteínas transmembrana que unen una célula a otra célula

38. Hay cuatro tipos: cadherinas, inmunoglobulinas, selectinas y algunos tipos de integrinas. Las cadherinas se encuentran en la superficie de la mayoría de las células animales y forman uniones homotípicas, es decir, reconocen a otras cadherinas en la célula adyacente.

39. Son una familia de proteínas cuyos miembros suelen aparecer característicamente en ciertos tejidos. Así, la N-cadherina se expresa en el tejido nervioso, la E-cadherina en el tejido epitelial. Es por ello que juegan un papel importante en la segregación de poblaciones celulares de los distintos tejidos. Son especialmente importantes durante el desarrollo embrionario. Las cadherinas son parte estructural de los demosomas.

40. Las selectinas son también proteínas de adhesión entre células, pero forman uniones heterotípica, es decir, se unen a glúcidos presentes en la célula vecina. Esto es gracias a que poseen un dominio que tiene afinidad por determinados azúcares. Son importantes en la unión de los glóbulos blancos a las paredes del endotelio cuando abandonan el torrente sanguíneo para adentrarse en los tejidos.

41. Las integrinas , que median la adhesión de las células a la matriz extracelular, también pueden mediar adhesiones célula-célula. En concreto, algunas integrinas pueden formar uniones con algunas moléculas transmembrana del tipo de las inmunoglobulinas.

42. Principales proteínas transmembrana que realizan contactos célula-célula

43. Complejos de Unión

44. Existen uniones entre células que forman estructuras macromoleculares denominados complejos de unión. Uniones estrechas. Forman asociaciones muy fuertes entre células, obliteran el espacio intercelular, en todo el perímetro celular. Uniones adherentes. Aparecen en las células epiteliales, en todo el perímetro celular, importantes durante la morfogénesis. Desmosomas. Forman uniones puntuales a modo de remaches. Aparecen en numerosos tejidos. Hemidesmosomas. Forman uniones puntuales entre la membrana basal de las células epiteliales y la lámina basal. Uniones focales. Concentraciones de moléculas en zonas de la membrana plasmática que forman uniones con la matriz extracelular.

45. Disertaciones….