Células y su Ambiente

La membrana plasmática constituye de la célula viva que pertenece y al ambiente no vivo. Las células cuyas relaciones no son fijas en un tejido sólido como los leucocitos que vigilan al cuerpo deben interactuar con otras células y con materiales extracelulares. Realizan la migración, crecimiento y diferenciación de las células, también organizan a los tejidos y órganos en el desarrollo embrionario.

Espacio extracelular

Se pueden examinar los tipos de elementos extracelulares que rodean a las células si se observa la membrana plasmática cómo inicio y termina hacia afuera. El glucólisis (cubierta celular) son carbohidratos que forman la superficie de la membrana plasmática. El glucólisis interviene en las interacciones entre células y entre células y el sustrato, protección mecánica, barrera contra partículas, y se une con factores reguladores importantes que actúan sobre la superficie celular.

Una matriz extracelular es una red organizada de materiales extracelulares, es un material de empaque que mantiene las células unidas, previene la salida de proteínas de la sangre hacia los tejidos. Una de las más definidas es la membrana basas o lámina basal que rodea la fibras nerviosas, músculos y células adiposas, se encuentra debajo de la superficie basal de los tejidos epiteliales, cómo la epidermis, recubrimiento de aparato digestivo y respiratorio. Las proteínas de la ECM sirven como andamios, vigas, cables y pegamento. Las alteraciones de la secuencia de aminoácidos de las proteínas extracelulares pueden ocasionar trastornos graves. La glucoproteína colágena es una de las moléculas más importantes de la ECM, resisten el estiramiento. La colágena es producida por los fibroblastos, hay 27 distintos tipos de colágena. Hay diferencias entre los grupos de la colágena, pero de igual manera comparten dos estructuras importantes; todas las moléculas de colágena son trímeros formados por tres cadenas polipertídicas (cadenas alfa), también esas mismas cadenas están entretejidas para formar una hélice triple única. Los aminoácidos hidroxilados son importantes para mantener la estabilidad de la hélice por la formación de enlaces de hidrógeno. Las colágenas se enlazan en fibrillas rígidas, y agrupan a fibras más gruesas, este proceso de enlace continúa para toda la vida pero contribuye a la disminución de elasticidad de la piel y a la fragilidad ósea de los ancianos.

Los tendones que son los que unen los músculos al hueso contienen una ECM en la cual las fibras de colágena se alinean paralelas al eje longitudinal del tendón y a la fuerza de tracción.

Las quemaduras o las lesiones traumáticas pueden dar lugar a la acumulación del tejido cicatrizal, que consiste en colágena fibrilar. Si los genes llegan a tener mutaciones que codifiquen la colágena tipo 1 puede ocasionar un trastorno letal que es la fragilidad ósea extrema, piel delgada y tendones débiles. En cambio la colágena de tipo 2 altera las propiedades del tejido cartilaginoso, causan enanismo y deformidades esqueléticas. Las personas que tienen estos síndromes tienes las articulaciones muy flexibles y la piel muy extensible. Una de las colágenas que no forman fibrillas es la de tipo 4. Este tipo posee segmentos no helicoidales intercalados a lo largo de la molécula con dominios globulares en sus extremos. Eso hace que la molécula sea flexible.

Un proteoglucano es un tipo distinto de complejo proteína-polisacárido, consiste en una molécula de proteína central que se le unen por enlaces covalentes cadenas de glocosaminoglucanos la cual se forma de un disacárido repetido. Es decir que en conjunto las colágenas y los proteoglucanos dan al cartílago y a matrices extracelulares fuerza y resistencia a la deformación.

La fibronectina es un conjunto lineal de bloques de construcción distintos que dan a cada polipéptido una construcción modular. Se construye por una secuencia de 30 módulos. La fibronectina forma parte de coagulación sanguínea y receptores de membrana.

Cada cadena polipeptídica de la molécula fibronectina tiene lo siguiente:

·         Sitios de unión para muchos componentes de la ECM (colágenas, proteoglucanos y otras moléculas de fibronectina)

·         Sitios de unión para receptores en la superficie celular, sostienen la ECM en unión estable con la célula.

La importancia de esta y otras proteínas extracelulares es que los tejidos realizan actividades dinámicas en el desarrollo embrionario. Las células migran, las cuales tienen la guía de proteínas y lo hacen en rutas diferentes del embrión.

Varios órganos del cuerpo se forman por proceso de ramificación en la que la capa epitelial de divide en una serie de hendiduras, la cual la forma de fibronectina. Como resultado de desactivación de moléculas de fibronectina las hendiduras y la ramificación se eliminan.

Las lamininas forman una familia de glocoproteínas extracelulares las cuales tienen tres cadenas polipeptídicas. Existen unas 15 lamininas diferentes. Participan en la migración de las células germinales primordiales. Se localizan en el saco vitelino que están fuera del embrión, migran por la corriente sanguínea y tejidos embrionarios hasta la gónada en desarrollo, son los que dan origen a los espermatozoides u óvulos. Las células germinales primordiales tienen una proteína superficial la cual se adhiere con fuerza a una subunidad de la molécula de laminina.

Se cree que las moléculas de laminina y colágena tipo 4 forman redes separadas pero interconectadas, confieren fuerza y flexibilidad a las membranas basales.

La ECM muestra propiedades dinámicas en espacio y en tiempo. En espacio las fibrillas puedes estirarse varias veces cuando las células tiran de ellas y en tiempo sus componentes están sujetos a la degradación y reconstrucción. Eso se hace para renovar la matriz y que se remodele durante el desarrollo embrionario o después de la lesión tisular.

Interacciones de las células con los materiales extracelulares

Los componentes de la ECM como la fibronectina, laminina, proteoglucanos y colágena son capaces de unirse con receptores situados en la superficie celular. La integrina es la familia más importante de receptores que adhiere las células al ambiente extracelular.

Las integrinas se encuentran sólo en animales forman parte de una familia de proteínas de membrana que tienen como función clave en la integración de los ambientes extracelular e intracelular. Por parte del lado intracelular de la membrana, las integrinas interactúan en forma directa o indirecta con muchas proteínas que influyen con los fenómenos del mismo. Están compuestas por dos cadenas polipeptídicas que cruzan la membrana unidos por enlaces no covalentes. Sólo pueden existir en la superficie de la célula en su conformación inactiva. Las integrinas se activan por fenómenos dentro de la célula. La estructura flexionada y vertical representa el estado inactivo y activo de una integrina, con esto se ve que tipo de estímulo es capaz de inducir una transformación en la conformación de la proteína. Las mutaciones de talina, una proteína que causa la separación de las subunidades, impiden la activación de las integrinas y la adhesión de ECM.

Las integrinas participan en dos tipos de actividades:

·         Adhesión de las células con el sustrato (o con otras células)

·         Transmisión de señales del ambiente exterior al interior de la célula, fenómeno que se conoce como señalización de “afuera a adentro”.

Cuando las células se vuelven malignas, que vivan ya no depende de la unión de la integrina.

Cuando se lesiona la pared de un vaso sanguíneo, la región dañada se sella mediante la agregación controlada de plaquetas sanguíneas. Si esto ocurre en un tiempo no deseado la agregación de plaquetas puede formar un coágulo peligroso, conocido como trombo que bloquea el flujo sanguíneo lo que puede producir un ataque cardiaco o accidente cerebrovascular. Un anticuerpo específico puede prevenir la formación de coágulos sanguíneos.

Adhesiones focales y hemidesmosomas: fijación de las células a su sustrato, estudiar la interacción de las células en una caja de cultivo es más fácil que con la matriz extracelular dentro de un animal. Cuando las células epiteliales se extienden al fondo de la caja de cultivo, la parte inferior de la célula no se presiona de manera unciforme contra el sustrato, sino que se fija.

Las adhesiones focales son estructuras dinámicas que pueden romperse con facilidad si se estimula la célula adherida para moverse o entrar en mitosis. Las adhesiones focales son capaces de crear o responder a fuerzas mecánicas, lo cual podría esperarse de una estructura que contiene actina y miosina, dos de las principales proteínas contráctiles de la célula.

Las adhesiones focales se encuentran más en las células que crecen in vitro, también existen similares contactos adhesivos en ciertos tejidos, como el músculo y el tendón. Dentro del cuerpo, la unión más fuerte entre una célula y su matriz extracelular es en la superficie basal de las células epiteliales.

Las hemidosomas son importante porque gracias a eso se muestra una enfermedad rara llamada el penfigoide ampolloso, en la cual los individuos producen anticuerpos uniéndose a las proteínas de esta estructura adhesiva. En este caso los anticuerpos hacen que la adhesión de la epidermis con la membrana basal se  Regresar: Pagina inicial