Guinguette Marais Poitevin

Matriz extracelular de las células animales

La mayoría de las células animales liberan materiales al espacio extracelular. Los componentes primarios de estos materiales son proteínas, y la proteína más abundante es el colágeno. Las fibras de colágeno están entrelazadas con moléculas de proteínas que contienen carbohidratos, llamadas proteoglicanos. En conjunto, estos materiales se denominan matriz extracelular (Figura 1). La matriz extracelular no sólo mantiene las células unidas para formar un tejido, sino que también permite que las células dentro del tejido se comuniquen entre sí. ¿Cómo puede ocurrir esto?

Figura 1. La matriz extracelular está formada por una red de proteínas y carbohidratos.

Las células tienen receptores de proteínas en las superficies extracelulares de sus membranas plasmáticas. Cuando una molécula de la matriz se une al receptor, cambia la estructura molecular del mismo. El receptor, a su vez, cambia la conformación de los microfilamentos situados justo dentro de la membrana plasmática. Estos cambios de conformación inducen señales químicas en el interior de la célula que llegan al núcleo y «activan» o «desactivan» la transcripción de secciones específicas del ADN, lo que afecta a la producción de proteínas asociadas, cambiando así las actividades dentro de la célula.

La coagulación de la sangre proporciona un ejemplo del papel de la matriz extracelular en la comunicación celular. Cuando las células que recubren un vaso sanguíneo están dañadas, muestran un receptor proteico llamado factor tisular. Cuando el factor tisular se une a otro factor de la matriz extracelular, hace que las plaquetas se adhieran a la pared del vaso sanguíneo dañado, estimula la contracción de las células musculares lisas adyacentes en el vaso sanguíneo (constriñendo así el vaso sanguíneo) e inicia una serie de pasos que estimulan a las plaquetas a producir factores de coagulación.

Junciones intercelulares

Las células también pueden comunicarse entre sí a través de un contacto directo, lo que se conoce como uniones intercelulares. Hay algunas diferencias en las formas en que las células vegetales y animales hacen esto. Los plasmodesmos son uniones entre células vegetales, mientras que los contactos entre células animales incluyen las uniones estrechas, las uniones en hendidura y los desmosomas.

Plasmodesmos

En general, los tramos largos de las membranas plasmáticas de las células vegetales vecinas no pueden tocarse porque están separados por la pared celular que rodea a cada célula. Entonces, ¿cómo puede una planta transferir agua y otros nutrientes del suelo desde sus raíces, a través de sus tallos, y hasta sus hojas? Este transporte utiliza principalmente los tejidos vasculares (xilema y floema). También existen modificaciones estructurales denominadas plasmodesmos (singular = plasmodesma), numerosos canales que pasan entre las paredes celulares de las células vegetales adyacentes, conectan su citoplasma y permiten transportar materiales de célula a célula y, por tanto, a toda la planta (Figura 2).

Figura 2. Un plasmodesma es un canal entre las paredes celulares de dos células vegetales adyacentes. Los plasmodesmos permiten que los materiales pasen del citoplasma de una célula vegetal al citoplasma de una célula adyacente.

Juntas herméticas

Una junta hermética es un sello hermético entre dos células animales adyacentes (Figura 3). Las células se mantienen fuertemente unidas entre sí por proteínas (predominantemente dos proteínas llamadas claudinas y ocludinas).

Figura 3. Las uniones estrechas forman conexiones herméticas entre células animales adyacentes. Las proteínas crean la adherencia de las uniones estrechas.

Esta adherencia estrecha impide que los materiales se filtren entre las células; las uniones estrechas se encuentran normalmente en los tejidos epiteliales que recubren los órganos y cavidades internas, y comprenden la mayor parte de la piel. Por ejemplo, las uniones estrechas de las células epiteliales que recubren la vejiga urinaria impiden que la orina se filtre al espacio extracelular.

Desmosomas

También se encuentran sólo en las células animales los desmosomas, que actúan como puntos de soldadura entre las células epiteliales adyacentes (Figura 4). Unas proteínas cortas llamadas caderinas en la membrana plasmática se conectan a los filamentos intermedios para crear desmosomas. Las cadherinas unen dos células adyacentes y mantienen las células en una formación similar a una lámina en órganos y tejidos que se estiran, como la piel, el corazón y los músculos.

Figura 4. Un desmosoma forma un punto de soldadura muy fuerte entre las células. Las cadherinas de enlace y los filamentos intermedios lo crean.

Juntas de brecha

Las uniones de brecha en las células animales son como los plasmodesmos en las células vegetales en el sentido de que son canales entre células adyacentes que permiten el transporte de iones, nutrientes y otras sustancias que permiten a las células comunicarse (Figura 5). Sin embargo, las uniones en hendidura y los plasmodesmos difieren estructuralmente.

Figura 5. Una unión en hueco es un poro revestido de proteínas que permite el paso de agua y pequeñas moléculas entre células animales adyacentes.

Las uniones en hueco se desarrollan cuando un conjunto de seis proteínas (denominadas conexinas) de la membrana plasmática se organizan en una configuración alargada en forma de rosquilla denominada conexón. Cuando los poros («agujeros de rosquilla») de los anexones en células animales adyacentes se alinean, se forma un canal entre las dos células. Las uniones en hendidura son especialmente importantes en el músculo cardíaco: la señal eléctrica para que el músculo se contraiga pasa eficazmente a través de las uniones en hendidura, lo que permite que las células del músculo cardíaco se contraigan en tándem.

En resumen: uniones celulares

Las células animales se comunican a través de sus matrices extracelulares y están conectadas entre sí mediante uniones estrechas, desmosomas y uniones en hendidura. Las células vegetales están conectadas y se comunican entre sí a través de los plasmodesmos.

Cuando los receptores proteicos de la superficie de la membrana plasmática de una célula animal se unen a una sustancia de la matriz extracelular, se inicia una cadena de reacciones que modifica las actividades que tienen lugar dentro de la célula. Los plasmodesmos son canales entre células vegetales adyacentes, mientras que las uniones en hueco son canales entre células animales adyacentes. Sin embargo, sus estructuras son muy diferentes. Una unión estanca es un sello hermético entre dos células adyacentes, mientras que un desmosoma actúa como un punto de soldadura.

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