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MATRIZ EXTRACELULAR.

MATRIZ EXTRACELULAR DE TEJIDOS ANIMALES.

La matriz extracelular (MEC) representa una red tridimensional que engloba todos los órganos, tejidos y células del organismo. Constituye un filtro biofísico de protección, nutrición e inervación celular y el terreno para la respuesta inmune, angiogénesis, fibrosis y regeneración tisular. Y representa el medio de transmisión de fuerzas mecánicas a la membrana basal, que a través de las integrinas activa los mecanismos epigenéticos celulares.

La MEC está compuesta por una compleja mezcla de proteínas, proteoglicanos y glucoproteínas que confieren las propiedades estructurales de células y tejidos. Dichas proteínas ejercen a su vez un papel regulador de una extensa variedad de procesos celulares. Cada tipo celular muestra un perfil propio de receptores que constituyen la interfaz de comunicación con el microambiente que le rodea. De esta interacción se deriva la morfología celular, su comportamiento y la respuesta a moléculas solubles para los que la MEC sirve de reservorio, como citocinas y factores de crecimiento. De esta manera la MEC activa o deja de hacerlo los procesos celulares de crecimiento, muerte celular, adhesión, invasión, expresión génica y diferenciación. Todos estos eventos celulares se traducen en los procesos fisiológicos del desarrollo embrionario, la morfogénesis tisular o la angiogénesis, pero también es motivo de inicio de procesos patológicos cuando la correcta información se pierde, dando lugar a procesos inflamatorios, autoinmunes, degenerativos y tumorales.

Las variaciones en cuanto a la participación relativa de los diferentes tipos de macromoléculas de la matriz, y en cuanto a sus patrones de organización en el contexto de la matriz extracelular, dan lugar a una gran diversidad de formas, cada una adaptada a los requerimientos funcionales de cada tejido en particular. La matriz puede calcificarse, formando estructuras duras como en el hueso o el diente, ser transparente, como en la córnea, o constituir organizaciones semejantes a tensores, las cuales dan a los tendones su gran resistencia a la tracción.

Biosíntesis de colágena.

Glucosaminglicanos y proteoglicanos.

En general, las macromoléculas que constituyen la matriz extracelular son producidas localmente por las células, las cuales también contribuyen a organizar la matriz, ya que la orientación de su citoesqueleto controlará la orientación de la matriz que éstas produzcan. Las dos principales clases de macromoléculas que constituyen la matriz son: cadenas de polisacáridos del tipo de los glucosaminoglucanos (GAG), los cuales suelen estar unidos a proteínas mediante enlaces covalentes formando proteoglucanos, y proteínas fibrosas, entre las que se cuentan colágena, elastina, fibronectina y la-minina, con funciones tanto estructurales como adhesivas. Las fibras de colágena refuerzan la matriz y colaboran en su organización, y las de elastina le confieren elasticidad. Por último, muchas proteínas de la matriz facilitan el anclaje de las células. Los GAG y los proteoglucanos se asocian formando enormes complejos poliméricos en

la matriz extracelular. Los compuestos mencionados anteriormente, también se asocian con proteínas fibrosas de la matriz, como la colágena, y con redes proteicas como la lámina basal, formando                                            estructuras muy complejas.

Otras proteínas estructurales de matriz extracelular.

Las distintas moléculas que forman la matriz extracelular están unidas entre sí al igual que presentan uniones con las mismas células para formar un entramado cohesionado. La mayoría de estas uniones son entre proteínas, pero también entre proteínas y azúcares (glucoproteínas). Dentro de este grupo de proteínas destacan las llamadas CAM (Cell Adhesión Molecules) o proteínas de adhesión celular. Con este término se designa a un grupo diverso de proteínas de membrana involucradas en procesos biológicos, que implican el contacto célula-célula o célula-matriz, y diversos procesos tales como la proliferación, la migración, la diferenciación y la muerte celular.

Las conexiones entre moléculas de la matriz extracelular y los elementos celulares se producen a través de complejas interacciones con las CAMs, ya sea entre las propias proteínas de la MEC (como las fibronectinas), proteínas de unión célula-MEC (las integrinas) o bien proteínas de unión

célula-célula. Las CAMs se clasifican en familias entre las que se encuentran integrinas, selectinas, cadherinas, inmunoglobulinas y proteínas de la matriz extracelular, unirse a otras moléculas del mismo tipo (interacción homofílica) o bien de tipo diferente (interacción heterofílica).

 Fibronectinas, glucoproteínas formadas por dos cadenas de polipéptidos con uniones disulfuro. Poseen dominios en su estructura que permiten unirse al colágeno, a ciertos proteoglicanos, a algunos glucosaminoglicanos, a la fibrina, a la heparina y a proteínas de la superficie celular como las integrinas. Establecen uniones entre moléculas de la matriz extracelular y de las células con la matriz extracelular.

Tenascinas son una familia de proteínas de gran tamaño que aparecen en tejidos embrionarios y en tumores. Son capaces de unirse a las integrinas, a los proteoglicanos y a los receptores de inmunoglobulinas.

Fibrinógeno: el cual se une a receptores de superficie de las plaquetas y permite la coagulación sanguínea, la laminina en la formación de las láminas basales y la osteopondina, presente en el hueso o el riñón.

Hay cuatro tipos de moléculas de unión célula-célula: cadherinas, inmunoglobulinas, selectinas y algunos tipos de integrinas.

Cadherinas se encuentran en la superficie de la mayoría de las células animales y forman uniones  homotípicas, es decir, reconocen a otras cadherinas en la célula adyacente. Son una gran superfamilia de proteínas cuyos miembros suelen aparecer característicamente en ciertos tejidos, siendo especialmente importantes durante el desarrollo embrionario o formando parte estructural de los desmosomas.

Las moléculas de adhesión del tipo inmunoglobulina, forman uniones homofílicas con inmunoglobulinas presentes en la célula adyacente.

Selectinas también denominadas adhesión entre células, pero forman uniones heterofílicas, es decir, se unen a glúcidos presentes en la célula vecina y son importantes en la unión  de los leucocitos a las paredes del endotelio cuando abandonan el torrente sanguíneo para adentrarse en los tejidos.

Integrinas, pueden mediar adhesiones célula-célula. En concreto, algunas integrinas pueden formar uniones con algunas moléculas transmembranales  del tipo de las inmunoglobulinas. Además de que constituyen una familia de mecanoreceptores capaces de traducir una señal mecánica y transmitirla desde la superficie celular a través de una vía molecular específica para convertirla en cambios bioquímicos intracelulares, el estímulo de multitud de otros receptores o la inducción de la expresión génica.