TEMA 6. Uniones Celulares PDF

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TEMA 6. UNIONES INTERCELULARES 1. UNIONES INTERCELULARES Las uniones entre células pueden cumplir diversas funciones: ~ ~ ~ ~

Intervienen en la arquitectura corporal → Aportan forma y resistencia. Crean rutas de comunicación. Controlan la orientación de la estructura interna. Formas de desplazarse.

Hay diversos tipos de uniones: 

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De anclaje/adherentes → Crean una red interna de citoesqueleto que permite a las células estar unidas entre ellas y a la matriz extracelular. Ej: Tejido epitelial. De oclusión/ocludens/estrechas → Permiten generar dominios en la membrana, e impermeabilizan el tejido(crean barreras que impiden el paso de nutrientes).Ej: Músculo cardíaco. De hendidura/comunicantes/GAP → Crean canales entre las células de manera que permite el paso de sustancias entre ellas. Sinápticas → Uniones mediadas por neurotransmisores, los cuales tienen receptores específicos en la membrana de la célula receptora de la señal. Se combinan con uniones de anclaje para aumentar la efectividad. ~ En el caso de las CPA (CÉLULAS PRESENTADORAS DE ANTÍGENOS) y linfocitos T → Cuando se reconocen, crean una señal adherente para mantenerse unidas. 1.1 ESTRATEGIAS ARQUITECTÓNICAS

En los organismos pluricelulares es importante la transmisión del estrés mecánico. La matriz extracelular, ya sea por la fuerza o la flexibilidad, amortigua y transmite el estrés.  

CÉLULAS SEPARADAS POR MATRIZ → La matriz es rica en polímeros fibrosos (colágeno), lo que le permite soportar el estrés. CÉLULAS UNIDAS ENTRE SÍ → Las células constan de uniones intercelulares y apenas tienen matriz. Tienen una lámina basal de citoesqueleto que transmite el estrés. 1.2 ORGANIZACIÓN DE LAS UNIONES

En la célula típica epitelial, en la cara lateral, las uniones están organizadas de la siguiente manera: ~ ~ ~ ~

Zónula → Ocludens. Zónula → Adherens. Mácula → Desmosomas. Mácula → Uniones GAP.

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2. UNIONES ADHERENTES Las uniones adherentes conectan las células por un lado a la matriz extracelular y/o membrana de células vecinas, y por el otro al citoesqueleto. Es decir, permite a las células unirse entre ellas y a la matriz extracelular. Hay más de una unión en las membranas celulares y en el interior de las células, el citoesqueleto forma redes para dar fuerzaa la unión. Funciones: ~ ~ ~ ~

Conectan las estructuras adyacentes al citoesqueleto de las células. Forman láminas resistentes (piel, músculo cardíaco…). Dan estabilidad mecánica. Pueden formar:  Zónula → Formando un cinturón que rodea toda la célula.  Mácula, en puntos concretos. Son los desmosomas y hemidesmosomas.

En función de las estructuras unidas y del tipo de filamento del citoesqueleto que intervengan, hay 4 tipos: 

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Uniones célula-célula: ~ Anclaje con filamentos de actina→ Zónulasadherens. ~ Anclaje con filamentos intermedios→ Desmosomas (máculas). Uniones célula-matriz: ~ Anclaje con filamentos de actina→ Contactos focales (mácula). ~ Anclaje con filamentos intermedios→ Hemidesmosomas (mácula). 2.1 UNIONES CÉLULA-CÉLULA (ZÓNULA ADHERENS)

Las proteínas transmembrana que participan en estas uniones se denominan cadherinas. Se originan en la placa densa, y atraviesan la membrana plasmática. Surcan el espacio intercelular e interaccionan con la cadherina de la célula vecina. En la región intracelular de la proteína, las cadherinas se unen al citoesqueleto gracias a las proteínas denominadas cateninas, que interaccionan con los filamentos de actina. Depende del Ca2+ ya que cuando está unido a la porción extracelularde las cadherinas(extremo aminoterminal) se activan y le permiten establecer uniones.Dichas uniones son fuertes gracias a la presencia de muchos enlaces débiles en paralelo. Existen diversos tipos de cadherinas, y las uniones entre ellas en el espacio extracelular es homofílica, es decir, sólo se unen a cadherinas del mismo tipo. Durante el desarrollo embrionario, las células del mismo tipo tienden a unirse entre sí, ya que expresan el mismo tipo de cadherinas. Esto permite la segregación de las células del mismo tejido. 1º GRADO EN MEDICINA / Mª INMACULADA CIDONCHA LOZANO (20152016)

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Esta unión celular es propia del tejido cardíaco, pero en forma de mácula, formando los discos intercalares. También es propia del tejido epitelial, en forma de zónula.  CONTRACTILIDAD La unión de las proteínas a los filamentos de actina del citoesqueleto le proporciona capacidad contráctil. Tejidos laminares pueden formar vesículas y conductos gracias a la contracción selectiva de determinadas células, que se da gracias a la exposición de distintos tipos de cadherinas. Además, esto también permite la división de tejidos, ya que dejan de interaccionar. 1.1 UNIONES CÉLULA-CÉLULA – DESMOSOMAS Son abundantes en los epitelios, y su función es proporcionar resistencia mecánica al tejido. Se trata de uniones puntuales célula-célula, formados por: ~ Placa densa → Proteína intracelular anclada a la membrana plasmática por las cadherinas, y al citoesqueleto por los filamentos intermedios (que son de queratina). ~ Cadherinas → Proteínas que surcan el espacio intracelular y se unen de forma homofílica. Son la desmogleína y desmocolina. ~ Cateninas → Proteínas que unen la placa densa a los filamentos intermedios del citoesqueleto. Pénfigo→ Se reconoce a las cadherinas como extrañas por lo que el sistema inmune actúa contra ellas. Provoca que no se formen desmosomas ni uniones adherentes. Salen heridas y grietas. 2.2 UNIONES CÉLULA-MATRIZ  INTEGRINAS Son proteínas formadas por dos subunidades distintas, dos cadenas de glicoproteínas (α y β). Las hay de muchos tipos. Son transmembranales, cuya porción extracelular corresponde con el extremo aminoterminal, y la porción intracelular con el extremo carboxiterminal. Pueden estar en estado de activación o no. Cuando se activa por uno de los lados de la membrana, también se activa por el otro, y las señales de activación pueden tener lugar a ambos lados. Además, esta regulación es alostérica→ La señal activadora se une a una zona distinta de la efectora de la proteína.

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Estado inactivo → Las cadenas α y β que la forman están en forma de V, en el interiory en el exterior celular. No está unida con ninguna proteína en ninguno de los lados de la membrana.

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Estado activo → La cadena β, en la región intracelular se activapara unirse a las proteínas mediadoras que después se unirán a los filamentos del citoesqueleto. En la región externa, ambas cadenas seestiran.

Para la formación de uniones, tiene que haber determinada concentración de integrinas en regiones de la membrana plasmática. Además, aparte de formar uniones, también pueden transmitir señales de un lado a otro de la membrana, por ejemplo, señales de apoptosis, de crecimiento y proliferación…  CONTACTOS FOCALES Son uniones puntuales, cuyas proteínas transmembrana son las integrinas. Éstas se unen, en el espacio extracelular, a la fibronectina, que se une con el colágenode la matriz extracelular, y en la región intracelular, a filamentos de actina del citoesqueleto, mediante talina yvinculina (proteínas mediadoras). Estas uniones son grandes y duraderas, y son típicas de los fibroblastos y de las uniones miotendinosas. 2.3 UNIONES CÉLULA-MATRIZ (HEMIDESMOSOMAS) Son uniones puntuales típicas del tejido epitelial. Son iguales que los desmosomas, pero en lugar de cadherinas, están compuestos por integrinas α6β4, que se unen a laminina, y ésta al colágeno de la matriz extracelular. Además, en el lado intracelular, las integrinas se unen a filamentos intermedios del citoesqueleto mediante plectina y distonina (otras proteínas mediadoras).

3. UNIONES ESTRECHAS Permiten generar dominios en la membrana, e impermeabilizan el tejido(crean barreras que impiden el paso de sustancias).Están dispuestas en forma de cinturón alrededor de toda la célula → Zónulas ocludens. En los epitelios estas uniones se dan en las caras laterales, para impermeabilizar el tejido y evitar el paso de sustancias a través del tejido epitelial. La impermeabilidad NO es absoluta. En función del tipo de proteína del que esté formada la unión, habrá más o menos impermeabilidad a solutos pequeños. Incluso en el mismo tejido puede variar la fuerza de unión para regular la impermeabilidad. En el epitelio intestinal, se pueden alterar estas uniones. Al acabar de comer, baja la impermeabilidad para favorecer el paso de los solutos por difusión pasiva. Existen distintos tipos de proteínas que forman estas uniones: 1º GRADO EN MEDICINA / Mª INMACULADA CIDONCHA LOZANO (20152016)

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Claudinas→ Proteínas transmembrana muy cortas. Hay varios tipos en función de su longitud (↑longitud, ↓impermeabilidad), por lo que pueden formar poros paracelulares para regular el paso de solutos pequeños. Ocludinas→ Proteínas transmembrana más largas. Tricelulinas→ Proteínas que sellan el espacio entre 3 ó más células, donde NO hay claudinas.

4. UNIONES GAP (Hueco→ Espacio intercelular). Son uniones propias de la mayoría de tejidos. Crean canales entre las células adyacentes, de manera que permiten el paso de sustanciasyseñales entre ellas, hay comunicación entre ambos citoplasmas → Comunicación química y eléctrica(porque pasan iones). Dejan un espacio intercelular de entre 2-4nm, y el espacio del canal es de entre 1.5nm y 1000Daproximadamente, por lo que dejan pasar → Iones y moléculas pequeñas, nucleótidos, aminoácidos, vitaminas, AMPc, inositol-3-P… Están formados por 2 tipos de proteínas → Conexinas e inexinas(invertebrados). Las conexinas son proteínas transmembrana multipaso (4 pasos), y las hay de diversos tipos. 6 conexinas (4 hélices α) asociadas, de tipos distintos, se asocian para formar 1 conexón, que es un hemicanal o semicanal que se alinea y se une al conexón ( hemicanal) de la célula vecina, formando un canal completo y comunicando sus citoplasmas. ~ ~ ~ ~

Si el conexón está formado por conexinas del mismo tipo → Homomérico. Si el conexón está formado por conexinas de distinto tipo → Heteromérico. Si ambos conexones son iguales → Homotípico. Si ambos conexones son distintos → Heterotípico.

Las uniones GAP: NO consisten en un solo canal formado por 2 conexones alineados→ Canal acuoso→ Conecta los citoplasmas de dos células adyacentes, sino en diversos canalesagrupados, generando una zona en la membrana por donde se intercambien sustancias.  FUNCIONES Conexión y coordinación 

En las células excitables eléctricamente: ~ ~ ~ ~

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Transmisión rápida de potenciales. Rapidez. Seguridad. Sincronización (contracción a la vez) celular (músculo cardíaco y músculo liso, neuronas…).

En las células NO autoexcitables: ~ Pasan iones y metabolitos pequeños. ~ Coordinación de actividades:

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Igualar fluctuaciones en las concentraciones. Coordinación de respuesta de señales. Desarrollo de los folículos ováricos. Las células foliculares están alrededor del ovocito, unidas a él mediante uniones GAP para nutrirlo y que éste aumente de tamaño. Embriogénesis (los citoplasmas de las 1ª masas de células tienen que estar unidas mediante uniones GAP para nutrirse y multiplicarse. Estas uniones desaparecen cuando no son necesarias).

 REGULACIÓN Las uniones tipo GAP pueden estar abiertas o cerradas, de forma reversible, según su necesidad. Ésta regulación de su permeabilidad puede darse de diversas formas: 

Regulación por pH

Cuando hay variaciones de pH en el interior de las células, se cierran las uniones GAP para evitar que cambie el grado de acidez en todo el tejido. Es un sistema de protección. Cuando hay mucha acidez, ésta pasa a la célula de al lado, por lo cual tiene que haber algo que cierre las uniones GAP y así la otra no se acidifique, pero no se sabe exactamente su mecanismo. 

Regulación por Ca2+

Si se produce una rotura en la membrana, ↑ la cantidad de membrana y ésta se autosella. Si el citoplasma está expuesto, la célula se daña porque se escapa K2+, y éste tiende a salir. Si las células están unidas mediante uniones GAP, éstas tienen que cerrarse para que no se alteren las concentraciones de la célula de al lado y no se muera también. La señal de que la membrana se ha roto es el ↑ de calcio dentro de la célula. Cuando hay una entrada de Ca2+ exagerada en la célula, es síntoma de que se está lisando. Para evitar que entre el ión a las células vecinas, se cierran las uniones GAP. El Ca2+, entre otras cosas, provoca la fosforilación de las conexinas, que cambian su conformación y se cierran los conexones. También es un sistema de protección.

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