Tema 2 _ la Matriz Extracelular PDF - Universidad Europea

TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR 1 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR MATRIZ EXTRACELULAR musculares en epitelios adipocitos , , e...

TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR 1 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR MATRIZ EXTRACELULAR musculares en epitelios adipocitos , , e SUP y glia del L len tejido conjuntival Membrana basal Matriz extracelular (lámina basal) lámina reticular + FUNCIÓN FUNCIÓN COMPOSICIÓN COMPOSICIÓN Estructura Estructura ¿POR QUÉ ESTUDIAMOS LA MATRIZ EXTRACELULAR? Forma parte de los tejidos y sus funciones Diagnóstico y tratamiento de enfermedades (lesiones, envejecimiento) 2 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR MATRIZ EXTRACELULAR (MEC) V Conjunto de materiales extracelulares que forman parte de un tejido localizados fuera de las células. Estos componentes son en general producidos por las mismas células o los aporta la corriente Forman el medio donde las células sobreviven, sanguínea. se multiplican y desempeñan sus funciones. Es una red tridimensional que engloba todas las células 3 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ¿Dónde había mayor matriz extracelular? MATRIZ EXTRACELULAR (MEC) Tejido epitelial o tejido conectivo FUNCIONES = organizadas 1. En estructuras pluricelulares → coordinación y cohesión de Dabundancia, composición quimica matriz vañia las células del tejido. Comunicación entre las células y organización (transmisión de mensajes). en función tejido observado ! 2. Arquitectura corporal → Determina forma del tejido. Proporciona fuerza y resistencia. 3. Orientación de estructuras celulares internas => uniones X-matriz participa a este nivel ! 4. Movimientos celulares 1 participa en 4 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR MATRIZ EXTRACELULAR (MEC) ¿DÓNDE ENCONTRAMOS? 1. EPITELIOS ▪ Escasa matriz extracelular ▪ Lámina basal (células polarizadas) ~ rodea por completo y músculo + adipósitos + gla SNP + x de Schwann 2. TEJIDO CONECTIVO Figure 19-39 (part 2 of 3) Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) ✓ Matrix extracelular mucho más abundante rodeando x ✓ Estrés mecánico influyendo propiedades tejidos + en ✓ Hueso, tendón, dermis 3. RED DE MACOMOLÉCULAS ✓ Proteínas ✓ Polisacáridos Figure 19-53 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 5 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ¿Funciones del tejido epitelial? Lámina Basal Es una estructura D Fina (40-120 nm de grosor) Se encuentra bajo todos los epitelios Resistente Rodeando células musculares, adipocitos y células Flexible se adapta deformaciones tejido => a de Schwann (mielina de axones periféricos) tamina externa => 6 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal Funciones: ✓ Estructural → conexión mecánica entre tejidos ✓ Determina la polaridad celular → organiza proteínas de la membrana ✓ Sirve de filtro → protege a las células epiteliales de elementos peligrosos que puedan proceder de otros tejidos como el conjuntivo. + barreraselectiva para movimientos de e ✓ Filtración glomerular ✓ Apoyo para el tejido epitelial ✓ Migración celular M participa 7 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal Funciones: ✓ Estructural → conexión mecánica ✓ Determina la polaridad celular → organiza proteínas de la membrana ✓ Sirve de filtro → protege a las células epiteliales de elementos peligrosos que puedan proceder de otros tejidos como el conjuntivo. ✓ Apoyo para el tejido epitelial ✓ Migración celular 8 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal COMPOSICIÓN: ✓ Células epiteliales y fibroblastos ✓ Proteínas Fibrosas ✓ Proteoglucanos Laminina GAGs Colágeno tipo IV o Perlecán Iperbercand Nidógeno,… Proteínas core Fibronectina o Colágeno XVIII 10 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ✓ Proteínas Fibrosas ✓ Proteoglucanos Laminina GAGs Colágeno tipo IV o Perlecán Nidógeno,… Proteínas core Fibronectina o Colágeno XVIII 11 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal COMPOSICIÓN: ✓ Proteínas Fibrosas Laminina o Es la más abundante o La más grande o Flexible o Heterotrímero → 3 cadenas largas ▪ α, β, y γ ▪ Puentes disulfuro o D Se puede unir a integrinas de los hemidesmosomas q unen e a lamina Figure 19-42a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 12 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal COMPOSICIÓN: ✓ Proteínas Fibrosas Colágeno tipo IV => forma una reticula de colágeno o Abundante o 3 cadenas polipeptídicas: tropocolágeno o Forma de zig-zag: o Interrupciones en el tropocolágeno => le permite ser flexible o Resistencia a la tracción o Resistencia mecánica o Filtro junto con laminina = proporciona la lamina 13 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal V RED TRIDIMENSIONAL Figure 19-43 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 14 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA Y CON MB Endotelio Desmosomas puntuales Uniones estrechas Integridad endotelial Permeabilidad regulada Inflamación Reacciones por coagulación sanguínea en la luz Integrinas de plaquetas Paredes dañadas 15 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA Y CON MB Extravasación de Leucocitos Quimioquinas: señales que envían las células cuando hay una infección Glóbulos blancos se unen a Selectinas (unión débil) T Integrinas (adhesión fuerte) 7 DIAPÉDESIS: Alteración de uniones del vaso + deformación del glóbulo blanco → atraviesa GB pared: 16 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Lámina Basal INTERACCIONES CÉLULA-CÉLULA Y CON MB Diapédesis EXTRAVACIÓN DE LEUCOCITOS https://www.youtube.com/watc h?v=1ve7nyOUBBM&ab_chann el=Bioloblastos 17 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos Compleja e intricada red estructural que rodea y ~ sustenta las células dentro del tejido conjuntivo Muy abundante Aporta propiedades físicas del tejido (sostén mecánico y estructural) # proporciones y organización # Hay diferentes tipos según composición Producida por las células del tejido Fibroblastos tej conjuntivo propiamente dicho > - Condroblastos artilago - Osteoblastos hueso - 18 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos FUNCIONES: ✓ Sostén mecánico y estructural (Resistencia a la compresión) sustancia fundamental = ✓ Difusión entre sangre y células (comunicación y migración celular) sustancia fundamental = ✓ Nutrientes ✓ Metabolitos ✓ Hormonas ✓ Resistencia al estiramiento = fibras de colágeno Iracción) ✓ Elasticidad = fibras elásticas 19 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos COMPOSICIÓN: ✓ Fibras proteicas/proteínas fibrosas Fibras de Colágeno => formador y asociado a fibrillas Fibras elásticas (Elastina, fibrilina) = get muy hidratado ✓ Sustancia fundamental Fibronectina, laminina, Glucoproteínas tenascina, osteopontina v Contenido bajo HdC Confieren resistencia y elasticidad Proteoglucanos Contenido alto en HdC GAGs > - ácido hialurónico INO unido a prot). AHdC = hidratos de carbonos 20  TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ✓ GAGs: CARACTERÍSTICAS Geles porosos muy hidratados ME en Tejidos Conectivos Heteropolisacáridos COMPOSICIÓN: Cadenas largas no ramificadas, rígidas y extendidas  sulfatos y polisacandos no ramificados Agran cantidad de cargas o carboxilos V Relación  volumen/masa ocupan buena parte espacio ✓ GAGs: TIPOS = extracelular Alibre + Muy hidrófilos Ácido hialurónico = hialuronato -hialuronano no sulfatado Atraen cationes osmóticamente Condroitín-sulfato e Unidos a activos (NA+) y agua Dermatán-Sulfato t Heparán-sulfato → Lámina basal Presión de turgencia Resistencia a compresión y sulfatados Queratán-sulfato → Epitelios Posicionados [A-B-A-B]100 => disacando repetido muchas veces ladenas largas 21 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR Diferencias con otros GAGs No tiene grupos sulfatos ME en Tejidos Conectivos Forma cadenas muy largas ENORME ! => No unión covalente a proteínas (no COMPOSICIÓN: proteoglucanos) ANo es liberado por exocitosis Resistencia a compresión pero fabricado por enzimas de superficie celular ! Muy hidratados ✓ GAGs: TIPOS ✓ Importancia en cicatrización anovial Ácido hialurónico ✓ Lubricante (lágrimas)+ liquido en articulaciones de ✓ Hialuronidasa permite reducir su [] Condroitín-sulfato cuando hay demaciado Dermatán-Sulfato Heparán-sulfato → Lámina basal Queratán-sulfato → Epitelios Posicionados [A-B-A-B]100 22 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR acido hinturónico - El hialuronano (HA) es un heteropolisacárido compuesto por un número variable de unidades de ácido D-glucurónico y N-acetilglucosamina con uniones beta (1-4). Este polímero pertenece a la familia de los glicosaminoglicanos (GAG) que incluye el heparán-sulfato, el condroitín- sulfato, el dermatán-sulfato y la heparina 25 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos COMPOSICIÓN: Figure 19-58 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) Ejemplo ✓ PROTEOGLUCANOS: => en la sustancia fundamental Forman complejos poliméricos: AGRECÁN Unión covalente entre núcleo protéico en Cartílago + GAGs Condrocitos l centrales = Hidratación Proteínas del Core en RER intetizada aquí = Polisacáridos en Aparato de Golgi Isuffataciones( Cadenas largas, no ramificadas Muy heterogéneos Forman complejos poliméricos Alibrados por exocitosis ! 24 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ✓ PROTEOGLUCANOS: funciones Hidratación de la matriz ME en Tejidos Conectivos Filtro selectivo Regulación de movimientos de COMPOSICIÓN: células y moléculas (tamaño y carga) Destructura esvariable ! Actividad y estabilidad de moléculas señal (difusión y vida media) ✓ PROTEOGLUCANOS: Respuesta inflamatoria en extravasación leucocitos Proteínas del Core en RER Inmovilizacion quimioquinas en Polisacáridos en Aparato de Golgi superficie endotelial Extravacion leucocitos Cadenas largas, no ramificadas Co-receptores facilitan unión ligandos lus reoptores = a Muy heterogéneos Concentrar y aumentar la eficacia y exposición a receptores Core Union a matriz extracelular GAGs Union a señales químicas Forman complejos poliméricos Union a enzimas Restricción del alcance Inhibición → activar y proteger 26  formadoporhélilesformadasporcadease 3 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR L ✓ COLÁGENO ME en Tejidos Conectivos ▪ Proteína más abundante ▪ Flexibles y resistencia tensora COMPOSICIÓN: ▪ Formada de 42 genes = para 42 cadenas # ▪ Con combinaciones distintas según el tejido en tejidos ▪ 27 tipos de colágeno combinaciones # tipos => ▪ DTipo I el más común (piel, hueso) Figure 19-62 Molecular Biology of the Cell (© Garland Elsevier. Colágenos: tipos, composición, características y distribución en tejidos Science 2008) 28 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos COMPOSICIÓN: ✓ COLÁGENO: SÍNTESIS ▪ Cadenas alfa en RER ▪ Se enrollan formando procolágeno N ▪ Procolágeno sale al espacio L extracelular unidas al aparato de Golgi y por exocitosis ▪ Se eliminan cadenas terminales → molécula de colágeno ▪ Fibrilla de colágeno L ▪ Fibra de colágeno L Figura 4. Síntesis del colágeno. Obtenido de: Megías M, Molist P, Pombal MA. Atlas de histología vegetal y animal. http://mmegias.webs.uvigo.es/inicio.html. 29 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos COMPOSICIÓN: ✓ COLÁGENO: ESTRUCTURA ▪ SEM: Bandas oscuras y bandas claras (se repite cada 68nm) ▪ D Zona de brecha y zona de superposición ▪ Depósito osmio entre cabeza y cola ▪ Patrón de bandas → estructura subunidades fibrilla ▪ Triple hélice dextrógira de cadenas alfa ▪ Cada tercer aa de la cadena es una glicina –> prolina –> hidroxiprolina o hidroxiserina ▪ Ensamblaje moléculas escalonado → enlaces cruzados covalentes lisina e hidroxilina ▪ Grupos sacáridos unidos → glucoproteína 30 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos COMPOSICIÓN: ✓ COLÁGENOS: TIPOS COLÁGENOS QUE FORMAN FIBRILLAS COLÁGENOS QUE NO FORMAN FIBRILLAS COLÁGENOS ASOCIADOS A FIBRILLAS 31 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR COLÁGENOS QUE FORMAN FIBRILLAS ME en Tejidos Conectivos 32 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR COLÁGENOS QUE FORMAN FIBRILLAS Formadores de fibrillas (I, II, III, V, XI y XXIV) Largas ME en Tejidos Conectivos Cientos de micras de longitud 10 – 300 nm de diámetro Glicina-prolina-hidroxiprolina Hueso Figure 19-63 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) Figure 19-63 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) Piel Figure 19-67 Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 33 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR COLÁGENOS QUE NO FORMAN FIBRILLAS Colágenos asociados a fibras: Tipos IX y XII ME en Tejidos Conectivos o Unión entre fibrillas o Unión con otros componentes de la matriz Membrana basal: Tipo IV o Forma redes (LB) ↑ lamina basal Tipo VII o Fibrillas de anclaje mb al mec o Lámina basal - conjuntivo subyacente Tipo XVII o Dominio transmembrana o Hemidesmosomas Tipo XVIII o Proteína core en proteoglucanos (LB) ↑ lamina basal 34 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR COLÁGENOS QUE NO FORMAN FIBRILLAS Colágenos asociados a fibras: Tipos IX y XII ME en Tejidos Conectivos No forman fibrillas Se unen a su superficie Les permiten organizarse en: Haces paralelos Figure 19-68b,c Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) ej. tendón Láminas cruzadas ej. hueso Haces con distintas orientaciones ej. piel Figure 19-68a Molecular Biology of the Cell (© Garland Science 2008) 35 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos DIFERENCIAS ENTRE FIBRILLAS Y ASOCIADOS MUTACIONES en tipos de colágeno Interrupciones de la triple hélice TIPO I: OSTEOGÉNESIS IMPERFECTA o Dominios no helicoidales Huesos de cristal, huesos muy frágiles o Molécula más flexible TIPO II: CONDODISPLASIAS => malformación esqueleto Conservan los propéptidos Retardo e irregularidad en la formación del Uniones periódicas cartílago. Afecta a articulaciones o tipo IX – tipo II TIPOS III: SINDROME EHLERS-DANLOS Ej.cartílago, córnea Articulaciones extremadamente sueltas o o tipo XII – tipo I laxas, piel muy elástica = hiperelasticidad y fragilidad : - piel Ej. tendones -ligamentos articulaciones - ciertos conductos orporales lintestino itro, vacos... , 37 TEMA 2. LA MATRIZ EXTRACELULAR ME en Tejidos Conectivos DISPOSICIÓN DE LAS FIBRAS DE COLÁGENO Denso regular (tendones) Denso regular "plano" Denso irregular "Crcular" (aponeurosis) L (vainas tandinosas) L 38