T4. Matriz extracelular y principales tejidos. Parte 1..pptx

Tema 4: Matriz extracelular y principales tejidos. Parte 1. Matriz extracelular (ECM) ● https://www.youtube.com/watch?v=cMNx17H3dRU ● Las células establecen relaciones entre sí y también con los componentes del medio, la matriz extracelular, compuesta por proteínas fibrosas, resistentes, embebidas...

Tema 4: Matriz extracelular y principales tejidos. Parte 1. Matriz extracelular (ECM) ● https://www.youtube.com/watch?v=cMNx17H3dRU ● Las células establecen relaciones entre sí y también con los componentes del medio, la matriz extracelular, compuesta por proteínas fibrosas, resistentes, embebidas en una sustancia fundamental gelatinosa de naturaleza polisacarídica. ● La matriz extracelular tiene un papel regulador importante en procesos como señalización celular, supervivencia, diferenciación celular, autofagia o regulación inmune. ● Dependiendo del tejido, esta matriz extracelular puede ser casi inexistente (dentro del tejido epitelial o sistema nervioso central), o representar gran parte de él (tejidos conjuntivo, cartílago o hueso). Los diferentes tipos, se deben a una variación cuantitativa de los elementos constituyentes: ○ Líquido tisular, filtrado del plasma sanguíneo. Componentes de la matriz extracelular (ECM) ● Líquido tisular: ● Proporciona oxígeno y alimento a las células. Consiste en agua con sustancias disueltas en ella, como glucosa y sales minerales, proteínas plasmáticas y algunas macromoléculas proteicas en forma coloidal que solo atraviesan la pared capilar en ciertas condiciones. ● Glucoproteínas: Algunas de ellas, también denominadas proteínas de adhesión (fibronectina, lamininas y nidógeno) son responsables de unir los componentes de la matriz entre sí y con las superficies celulares: ○ Fibronectina: Gran glucoproteína que forma fibras, consta de 2 monómeros idénticos y se encuentra por toda la matriz del tejido conjuntivo y en la superficie de células como fibroblastos. Existen 3 variedades: plasmática, de superficie celular y de la matriz extracelular. Favorece la adhesión de Componentes de la matriz extracelular (ECM) ● Glucoproteínas: ○ Tenascina: Se une a la fibronectina y a un proteoglucano de la superficie de células epiteliales y fibroblastos, su principal función es guiar los movimientos celulares durante el desarrollo y promover o inhibir la adhesión celular. ○ Trombospondina: Esencial en la coagulación sanguínea. ○ Laminina: Localizada únicamente en la lámina basal de epitelios y algún otro tipo celular. Junto con las integrinas, organiza el ensamblaje de la lámina basal. Componentes de la matriz extracelular (ECM) ● Proteoglucanos: Constan de un eje proteico longitudinal donde se disponen cadenas de glucosaminoglucanos (GAG). ○ Los GAG son muy hidrófilos y permiten que la matriz extracelular retenga agua y forman geles que regulan los movimientos de las moléculas en la matriz según su tamaño y carga. ○ Si está correctamente hidratado, este armazón de unión entre los GAG y las fibras colágenas y elásticas mantiene la forma del tejido y resiste a la compresión y tracción. ○ El más abundante de todos los GAG es el ácido hialurónico, que actúa como eje al que se unen otros proteoglucanos y está implicado en la migración celular y reparación de tejidos. Componentes de la matriz extracelular (ECM) ● Fibras colágenas: La proteína estructural principal de la matriz extracelular es el colágeno, proteína más abundante en tejidos animales. Forma una triple hélice donde se enrollan estrechamente 3 cadenas polipeptídicas. ● Existen muchos tipos de colágeno, el más abundante (tipo I), es uno de los colágenos fibrilares (componentes estructurales básicos de los tejidos conectivos). ● Las moléculas de triple hélice de colágeno, se asocian entre sí, fuera de la célula, formando fibrillas de colágeno. Componentes de la matriz extracelular (ECM) ● Fibras colágenas: ● Además de los colágenos fibrilares, los tejidos conectivos contienen colágenos asociados a fibrillas, que unen su superficie entre sí y con otros componentes de la matriz. ● Las láminas basales están constituidas por colágeno tipo IV, que forma redes, el cual es más flexible que los colágenos formadores de fibrillas. ● Otros tipos de colágeno unen láminas basales a los tejidos conjuntivos subyacentes, y algunos son proteínas transmembrana participantes en las interacciones célula-matriz. Componentes de la matriz extracelular (ECM) ● Fibras elásticas: Principalmente presentes en tejidos conectivos fibrosos y arterias, tienen la capacidad de estirarse bajo tensión, y volver a su forma original cuando esta tensión cesa. ○ Estas fibras se componen principalmente de la proteína elastina, que forma una red, con puentes cruzados mediante enlaces covalentes. ○ También dentro de estas fibras se encuentra la glucoproteína fibrilina, predominante en las microfibrillas que forman parte de estas fibras elásticas. ○ Son sintetizadas por fibroblastos o por las células musculares arteriales. Degradación de la matriz extracelular (ECM) ● La destrucción de la matriz acompaña a la migración de células a través de la lámina basal. Ejemplos: ○ En la salida de los leucocitos de la sangre como respuesta a una infección. ○ En la reparación de heridas por los fibroblastos. ○ En la emigración de células cancerosas por la sangre o la linfa desde su origen hasta su implantación en otros tejidos (metástasis). ● Esta degradación está mediada por diversas proteasas: ○ Metaloproteasas: Dependen de su unión al Ca 2+ y Zn2+ , degradan el colágeno (tipos I, II, III y IV), la fibronectina, los proteoglucanos y la laminina. ○ Proteasas de serina: Degradan las fibras colágenas y elásticas. Interacciones célula-matriz ● Proteínas de adhesión a la matriz: ● Algunas glucoproteínas tienen la función de unir los componentes de la matriz entre sí, y con las superficies celulares. Interaccionan con el colágeno y proteoglicanos y son los lugares de unión principales para receptores de la superficie celular como integrinas. ○ Fibronectina: Principal proteína de adhesión en tejido conectivo. Tiene sitios de unión para colágeno y proteoglicanos, actuando como puente de unión entre ellos. Se dispone en la matriz como una red de fibrillas. Posee un sitio específico de unión a integrinas. Interacciones célula-matriz ○ Lamininas: Componentes fundamentales de las láminas basales. Se autoensamblan formando redes en forma de malla. Tienen lugares de unión específicos para receptores de la superficie celular como integrinas. ○ Nidógeno: Asociado a las lamininas, también se une al colágeno tipo IV. Como resultado, las interacciones entre lamininas, nidógeno, colágeno y proteoglicanos forman redes entrecruzadas en las láminas basales. Interacciones célula-matriz ● Los principales receptores celulares de superficie responsables de la unión de las células a la matriz extracelular son las integrinas. Se unen a secuencias cortas de aminoácidos presentes en componentes de la matriz como: colágeno, fibronectina y laminina. ● Los proteoglicanos transmembrana de la superficie de algunas células también se une a los componentes de la matriz y modulan las interacciones célula-matriz. ● Las integrinas además sirven como anclaje al citoesqueleto. La unión del citoesqueleto a la matriz extracelular es la responsable de la estabilidad de las uniones célulamatriz. Interacciones célula-matriz ● Distintos tipos de interacciones entre integrinas y citoesqueleto se encuentran en los 2 tipos de contacto célula-matriz: ○ Las adhesiones focales: Anclan varios tipos celulares a la matriz, incluyendo a los fibroblastos. Las integrinas se anclan a los filamentos de actina (mediado por proteínas de unión a la actina). ○ Los hemidesmosomas: Median las uniones entre células epiteliales donde una integrina específica se une a los filamentos intermedios (mediado por plectina). Esta integrina se unirá a la laminina, así los hemidesmosomas anclan las células epiteliales a la lámina basal. Interacciones célula-matriz ● Las modificaciones reguladas de la actividad de la integrina son las responsables del rápido ensamblaje y desensamblaje de las adhesiones focales en el movimiento celular. La capacidad de las integrinas de unirse de forma reversible a los componentes de la matriz depende de su capacidad de alternar la conformación entre estados activo e inactivos. Pudiéndose activar por señales del interior y exterior celular. ● Tras la interacción inicial de las integrinas con la matriz, se reclutan más integrinas, formándose complejos focales. Estos complejos focales se transforman en adhesiones focales al incorporarse diversas proteínas. ● Las adhesiones focales pueden ser interacciones muy estables implicadas en estructura tisular, o recambiarse rápidamente durante el desplazamiento celular. Interacciones célula-matriz ● Durante la migración celular, se forman nuevos complejos focales en el extremo de avance de la célula, lo cual hace que pierdan tensión las adhesiones focales del extremo retrasado, y esto provoca la inactivación de la integrina unida a la matriz extracelular, permitiendo así el desplazamiento.