adhesion celular unmsm

DIFERENCIACIONES DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA . ADHESIÓN CELULAR RECONOCIMIENTO CELULAR .

SEÑALES QUÍMICAS

Mg. Hilda Yolanda Morante Oliva

ADHESIÓN CELULAR

Las células adyacentes se mantienen unidas mediante puntos de contacto: Uniones celulares.

Las uniones son mediadas por proteínas de transmembrana específicas que permite a las células reconocerse mutuamente.

Las células también interaccionan con los ligandos de su matriz extracelular (MEC) a través de receptores específicos de moléculas de la matriz.

La arquitectura tisular se mantiene por la adhesión célula - célula y célula-MEC.

Participan glicoproteinas de transmembrana conocidas como moléculas de adhesión celular (CAMs).

ADHESION CELULAR

MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR (CAMs)

Las CAMs participan en: - Adhesión célula-célula del mismo tipo. - Interacción de la célula con ligandos

específicos ubicados en otras células. - Interacción: célula con ligandos de la MEC.

UNIONES ADHERENTES

1.UNIONES ADHERENTES INTERCELULARES Interacciones homofilas - Directas: Interacciones heterofilas

- Indirectas: CAMs de células de un mismo tipo interaccionan a través de una molécula

intermediaria.

2.UNIONES ADHERENTES CÉLULA – MEC: CAMs interaccionan con ligandos de la matriz extracelular.

En las uniones adherentes intercelulares: Las CAMs median la adhesión del

citoesqueleto (filamentos de actina o filamentos

intermedios) de células adyacentes.

En las interacciones célula-matriz: Las CAMs median la adhesión del

citoesqueleto con componentes de la MEC.

Las CAM Están involucradas en procesos fisiológicos:

embriogénesis, reparación tisular, diferenciación, comunicación, movilización celular etc.

MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR (CAM)

En la adhesión celular participan 4 familias de CAMs:

- Cadherinas Participan en la adhesión intercelular

formando uniones permanentes.

- Super Familia de las Ig de adherencia celular(IgSF) Participan

principalmente en interacciones

celulares - Selectinas transitorias ..

- Integrinas

MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR (CAM)

CADHERINAS: ESTRUCTURA

Glucoproteínas de transmembrana dependientes de Ca2+extracelular, median uniones intercelulares homófilas.

El extremo extracelular consta de 5 dominios de repetición, 4  tienen sitios para unión al Ca2+.

El dominio intracelular se une al citoesqueleto) a través de proteínas de unión intracelular (cateninas).

MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR

CADHERINAS

- Catenina α: asociada con vinculina - Catenina β: unión con –COOH cadherinas - p120 catenina: Estabilidad a la asociación de la cadherina con el citoesqueleto).

MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR

Las cadherinas conectan los citoesqueletos de dos células adyacentes. El anclaje puede ser a microfilamentos de actina (uniones adherentes) o a filamentos intermedios (desmosomas).

Se conocen aprox. 12 glucoproteínas de la familia de las Cadherinas en diferentes tipos celulares.

Cadherina E : En células del tejido epitelial. (bandas

de adhesión)

Cadherina N : En células nerviosas.

Cadherina P : En células placentarias y epidérmicas.

CADHERINAS

MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR

SELECTINAS

Median uniones intercelulares heterófilas.

Tipos de selectinas

Selectina Distribución celular

Selectina L Linfocitos y granulocitos Selectina E Células epiteliales Selectina P Células placentarias y

endoteliales.

MOLÉCULAS DE ADHESIÓN CELULAR

Dominio tipoL Lectina

Dominio tipo EGF

Dominio tipo proteína reguladora del complemento

SELECTINAS. ESTRUCTURATienen un dominio de lectina que reconoce a oligosacáridos especificos de glicolípidos o de glicoproteínas de células de otros tejidos y su interacción es dependiente de Ca2+.

El dominio lectina reconoce: grupos carboxilo del ácido siálico, grupos hidroxilo de la galactosa, de fucosa y del N-acetilglucosamina.

Las selectinas participan en la interacciones celulares transitorias

El dominio lectina de la P- selectina se une a oligosacáridos específicos

de la superficie celular del leucocito.

Gal = galactosa, GlcNAc = N-acetilglucosamina, Fuc = fucosa, y

NANA (ácido N-acetilneuroamínico)= ácido siálico.

ICAM: Proteínas de transmembrana que median

uniones intercelulares heterófilas.

Se expresan  en células  endoteliales y participan en la adhesión firme de los leucocitos al endotelio de los capilares sanguíneos en procesos inflamatorios.

VCAM : Se expresan en células endoteliales, macrófagos y células inmunitarias.

.

CAMs SUPERFAMILIA DE LAS INMUNOGLOBULINAS DE ADHERENCIA

CELULAR (IgSF)

N-CAM: Presentes en células gliales y neuronas cuya interacción es de tipo homófila.

Median la adhesión intercelular independiente de Ca2+ extracelular.

Se expresan desde el desarrollo embrionario. Desempeñan función importante en la diferenciación de las células gliales y nerviosas.

Existen ~ 20 isoformas de N-CAM. Todas tienen un gran dominio extracelular y el dominio intracelular es de amaño  variable.

INTEGRINAS

Se unen a su ligando de la MEC con baja afinidad. La unión simultánea y aunque débil, le permite a la célula explorar su entorno. Algunas integrinas participan en interacciones intercelulares heterofilicas

La mayoría interaccionan con ligandos de la MEC.

Integran la información del medio extracelular con la actividad de la célula.

Actúan como transductoras de señales. Pueden activar cascadas de señalización intracelular.

En reconocimiento a la importancia de esta familia de proteínas que son necesarias para la actividad de las células y tejidos, se les denominó integrinas.

INTEGRINAS

Dos sub unidades proteicas y , unidas por enlaces no covalentes (heterodímero)

Sub unidad presenta dominios para Ca 2+ y

la se une a su ligando de la MEC.

El dominio citoplasmático

de ambas sub unidades,

se une al citoesqueleto.

INTEGRINAS: ESTRUCTURA

Citosol

Membrana plasmática

Cadena aCadena b

Dominios ricos en cisteína

Interacción de una integrina con su ligando de la MEC

INTEGRINAS: CLASIFICACIÓN

Integrinas Beta-1 : La mayoría median interacciones con ligandos de la MEC.

Integrinas Beta-2 ó Leu-CAM: Son abundantes en los neutrófilos y se expresan en la superficie leucocitaria después de la activación celular.

Integrinas Beta-3 ó Citoadhesinas: Se encuentran en plaquetas. Median tanto adhesiones homofilicas así

como con ligandos de la MEC.

Integrinas y su especificidad de unión por el ligando

Integrinas: Funciones

1. Las integrinas actúan como transductores de señales transferibles desde “ el citoplasma hacia el exterior y viceversa a través de la membrana plasmática.

Señales hacia el interior de la célula: La interacción de una integrina con su ligando

puede inducir varias respuestas dentro de una célula: cambios de pH citoplasmático, cambios de concentración de Ca2+, fosforilación de proteínas y expresión de genes.

Integrinas: Funciones

Señales de “adentro hacia afuera” : Ejm. Cuando ocurre una lesión en un vaso

sanguíneo, las integrinas αIIbβ3 situadas en la superficie de las plaquetas sufren un cambio conformacional, se activan y aumentan su afinidad por el fibrinógeno que provoca la agregación de las plaquetas y el taponamiento de la herida.

La deficiencia de αIIbβ3 produce la Tomboastenia de Glanzmann.

Integrinas: Funciones

2. Las integrinas en la morfogénesis

Durante el desarrollo embrionario, las integrinas son esenciales para la correcta migración de las células hacia su posición definitiva, garantizando la cohesión de las células que van a formar parte de una misma estructura.

Integrinas: Funciones

3. las integrinas intervienen activamente en el crecimiento de los axones

Integrinas especificas ubicadas en las terminales axónicas, interactúan con diversos factores de atracción axonal localizados en la matriz extracelular y merced a un mecanismo alternante de acople y desacople, la terminal axónica se extiende hasta alcanzar su posición definitiva.

Resumen: Esquema de las interacciones de las moléculas de adhesión celular

Inflamación: Respuesta de los organismos vertebrados a la infección.

Los leucocitos del torrente sanguíneo, frente a una inflamación atraviesan el endotelio y las membranas basales que revisten a los capilares y penetran al tejido afectado.

Tres tipos de moléculas de adherencia celular participan en este proceso: * Selectinas * Integrinas * IgSF (ICAM)

Adherencia celular en la inflamación

Adherencia celular en la inflamación

PASOS:

1. El tejido afectado libera sustancias pre inflamatorias

(citoquinas, factor de necrosis tumoral,etc).

2. Las células endoteliales que revisten los capilares

expresan sus selectinas P que reconocen a

grupos de carbohidratos específicos de integrinas de

los leucocitos circulantes.

3. La interacción selectinas- ligando es precoz pero

débil produciéndose el rodamiento de los leucocitos

sobre el endotelio: adhesión laxa.

4. El rodamiento del leucocito sobre el endotelio provoca:

- el leucocito exprese integrinas β2 - el endotelio exprese moléculas de la IgSF

(ICAM)

5. La interacción de las integrinas β2 leucocitarias con

las ICAM permite la adhesión firme del leucocito al

endotelio y detiene su desplazamiento, produciéndose la extravasación y migración

hacia el foco inflamatorio.

Adherencia celular en la inflamación

Adherencia celular en respuesta a señales de inflamación

PAF: Factor de activación de las selectinas P

DEFICIENCIA DE ADHESIÓN LEUCOCITARIA TIPO I

Enfermedad autosómica recesiva.

Las personas con esta enfermedad no producen la cadena β2 que forma parte de las integrinas de leucocitos. En consecuencia , los leucocitos de estas personas no pueden adherirse a la capa endotelial de los capilares para salir del torrente sanguíneo é ir hacia el foco infeccioso.

Estos pacientes sufren frecuentes infecciones bacterianas.

PATOLOGÍAS POR DEFICIENCIA DE ADHESIÓN LEUCOCITARIA

DEFICIENCIA EN LA ADHESIÓN LEUCOCITARIA TIPO II

Se debe a un defecto en la adhesión mediado por las selectinas.

Existe un defecto en el metabolismo de la fucosa, que es uno de los carbohidratos ligando para las selectinas.

La deficiencia produce déficit neurológico é infecciones respiratorias recurrentes.

PATOLOGÍAS POR DEFICIENCIA DE ADHESIÓN LEUCOCITARIA

Cuando se lesiona un vaso sanguíneo, se expone el colágeno sub endotelial que es reconocido por la integrina plaquetaria α2 β1.

Las plaquetas activan vías de señalización intracelular y se incrementa la concentración de Ca2+ intracelular que permite que las plaquetas activen su integrina αIIbβ3.

αIIbβ3 activada se une a la secuencia RGD del fibrinógeno y del factor Von willebrand produciéndose la agregación plaquetaria.

Paralelamente se activa la cascada de

la coagulación.

Integrinas y agregación plaquetaria

UNIONES CELULARES: CLASIFICACIÓN

1. UNIONES OCLUSIVAS

2. UNIONES ADHERENTES:

2.1 UNIONES ADHERENTES INTERCELULARES

- Bandas de adhesión - Desmosomas 2.2 UNIONES ADHERENTES CELULA-MEC

- Contactos focales - Hemidesmosomas

3. UNIONES DE COMUNICACIÓN - Uniones nexus ó gap

- Plasmodesmos

UNIONES CELULARES

UNIONES ESTRECHAS O DE OCLUSIÓN

Sellan el espacio intercelular de la región apical de células epiteliales adyacentes.

Constituyen la zonula occludens.

Son impermeables al paso de macromoléculas.

En el endotelio de los capilares cerebrales, impiden el pase de

moléculas del torrente sanguíneo al tejido cerebral, protegiéndolo de la penetración de solutos no deseables.

UNIONES DE OCLUSIÓN

Separan fluidos de diferente composición. Impiden difusión pasiva de nutrientes desde cara basal hacia la luz intestinal.Impiden la migración recíproca de los transportadores de un dominio a otro.

Uniones de oclusión en el epitelio intestinal

UNIONES CELULARES

UNIONES ADHERENTES INTERCELULARES: - Bandas de adhesión - Desmosomas Participan Cadherinas

UNIONES ADHERENTES CELULA-MATRIZ: - Contactos focales - Hemidesmosomas Participan Integrinas

2. Uniones adherentes: Abundantes en tejidos sometidos a tensión mecánica: músculo cardiaco, epidermis , etc.

UNIONES ADHERENTES INTERCELULARES

Bandas de adhesión (en celulas epiteliales):

Conectan filamentos de actina de citoplasmas de células adyacentes.Forman una banda continua llamada zonula adherens que rodea a cada célula epitelial.

Desmosomas Son lugares de anclaje

de filamentos intermedios

de células adyacentes.

Participan cadherinas desmosomales:

desmogleinas desmocolinas.

UNIONES CELULARES

UNIONES ADHERENTES INTERCELULARES

Se observa 2 placas simétricas electrodensas localizadas en la cara interna de la membrana citoplásmatica de células adyacentes en la que se insertan haces de filamentos intermedios.

UNIONES ADHERENTES CÉLULA – MEC Mediadas por integrinas.

a) Contactos focales: Regiones especializadas de la membrana plasmática en las cuales las integrinas se agregan para conectar filamentos de actina del dominio basal de una célula con proteínas adhesivas de la MEC.

UNIONES CELULARES

Contacto focal

b) Hemidesmosomas Unión que ancla

la célula a la lamina basal.

Las integrinas conectan filamentos intermedios del dominio basal de una célula, a la lámina basal.

UNIONES ADHERENTES CÉLULA – MEC

UNIONES CELULARES

UNIONES DE COMUNICACIÓN

Uniones Nexus (están presentes en células animales)

Permiten el paso de moléculas de hasta 2 nm de diámetro. (aa, nucleótidos, iones, vitam. etc).

Acoplan a las células adyacentes tanto eléctrica como metabólicamente.

PM < de 1200 pasan libremente;, PM ≥ 2000, no pasan El pase de moléculas de tamaño

intermedio es variable y limitado.

UNIONES CELULARES

Uniones nexus

Poteínas que organizan las uniones: conexones. Conexón: 6 sub unidades

proteicas (conexinas).

Conexones de células adyacentes alineados forman un canal acuoso continuo que conecta ambos citoplasmas.

UNIONES DE COMUNICACIÓN

UNIONES CELULARES

RESUMEN: UNIONES CELULARES

Uniones de oclusión

Bandas de adhesión andas de adhesión Desmosomas

COMPLEJO DE UNIÓN

Representación esquemática de las uniones celulares

Plasmodesmos : Canales de 20 - 40 nm de diámetro,conectan

citoplasmas decélulas adyacentes.

Permiten que la membrana plasmática de células adyacentes guarden continuidad.

UNIONES CELULARESUNIONES DE COMUNICACIÓN (en células vegetales)

Estructura membranosa cilíndrica, llamada desmotúbulo, que se extiende en toda la longitud del plasmodesmo y conecta el retículo endoplásmico de las dos células adyacentes.

Plasmodesmo: Estructura

GRACIAS