Interacciones entre las células y su entorno, Universidad Cardenal Herrera

Conceptos de tejido y de matriz extracelular

Tema 3. Interacciones entre las células y su entorno Definición de tejido-conjunto de células muy organizados. es fundamental para La función del tejido Definición nátriz extra-permite mantener la estructura del tejido y varia en función de los tejidos y por

1. Conceptos de tejido y de matriz extracelular
2. Comunicación con el entorno
3. Detección de señales: los receptores
4. Difusión
5. Tipos de transporte y proteínas
6. Interacción física célula-célula
7. Interacción célula-matriz extracelular CEU Universidad Cardenal Herrera eso varia la consistencia del tejido.

Tejido y Matriz Extracelular

1. Conceptos de tejido y de matriz extracelular CEU Universidad Cardenal Herrera Construyendo organismos multicelulares: los tejidos conjunto de células porque las células trabajan todas juntas para hacer su función v En la mayoría de organismos pluricelulares, las células se organizan en conjuntos cooperativos denominados tejidos que, a su vez, se asocian formando grandes unidades funcionales denominadas órganos. Las células estan todas unidas y hay poco espacio. v Las células contactan, generalmente, con una compleja red de macromoléculas secretadas que forman la base de estructuras como los huesos, los dientes, la piel o los vasos sanguíneos, denominada matriz extracelular.) - Da soporte al tejido A B C D E Qué permite la matriz?

• El mantenimiento de la estructura tisular ejemplo casa
• La migración e interacción con otras células. Matriz extracelular : red de macromoléculas que permite el mantenimiento estructural del tejido y facilita la interacción entre las células,

Organización Celular y Tipos de Tejido

1. Conceptos de tejido y de matriz extracelular CEU Universidad Cardenal Herrera Construyendo organismos multicelulares: los tejidos IMPORTANTE En los tejidos, las células están organizadas gracias a la matriz Cuatro tipos de tejido SANGUE Tejido conectivo conjuntivo Tejido epitelial M. esquelético Tejido muscular Tejido nervioso IMPORTANTE

• Los tejidos son un conjunto organizado de células organizadas para realizar una función común.
• Los tejidos están compuestos por células y matriz extracelular V Las células integrantes de un tejido se mantienen en su lugar por medio de uniones entre células vecinas = adhesiones intercelulares. se conecta con la célula vecina y con su matriz.
• Los mecanismos de adhesión celular y de adhesión a la matriz extracelular son esenciales para cada uno de los aspectos relativos a la organización, la función y la dinámica de las estructuras multicelulares. Defectos en estos mecanismos son la base de una gran variedad de patologías (ej. síndrome de Marfan). Problemas de visión Anomalias en el pecho, problemas de corazón y pulmón Torso corto Cuerpo alto y delgado Brazos, piernas y dedos largos www.somos

Diversidad y Funciones de la Matriz Extracelular

1. Conceptos de tejido y de matriz extracelular CEU Universidad Cardenal Herrera La matriz extracelular v En la matriz: variación de los tipos de macromoléculas y de la organización de estas macromoléculas diversidad de formas diversidad de función v La matriz puede:

• calcificarse, formando estructuras duras como en el hueso y el diente
• ser transparente como en la córnea (oso)
• adoptar formas semejantes a tensores, las cuales dan a los tendones su enorme resistencia a la tracción. Los ligamentos Matriz extracelular rodeando fibroblastos (en tejido conjuntivo) Colágeno Laminina Membrana plasmática Proteoglucanos Integrinas

Funciones de la Matriz Extracelular

1. Conceptos de tejido y de matriz extracelular CEU Universidad Cardenal Herrera La matriz extracelular Cuáles son sus funciones?

• Soporte estructural: mantiene la organización celular e integridad tisular (integridad de las fibras de músculo esquelético).
• Compartimentación de los tejidos (en la piel: epidermis vs dermis). V Proporciona dureza a hueso y dientes (las fibrillas de colágeno se mineralizan). V Facilita la migración celular durante el desarrollo, el mantenimiento normal de los tejidos (ej. mucosa intestinal), la cicatrización de heridas o durante determinadas situaciones patológicas (ej. cáncer). E EPIDERMIS DERMIS HIPODERMIS varia la tinción porque varia la Composición de la matriz. Compartimentación del tejido epitelial -Selectins- Chemoattractants -Integrins 1. Attachment 2. Rolling 3. Activation 4. Arrest and adhesion strengthening 5. Transendothelial migration Leukocyte ...... Endothelium BLOOD Basement membrane TISSUE Chemoattractant source Migración celular a través de un vaso sanguíneo

Comunicación Celular y Entorno

Tema 3. Interacciones entre las células y su entorno

1. Conceptos de tejido y de matriz extracelular
2. Comunicación con el entorno
3. Detección de señales: los receptores
4. Difusión
5. Tipos de transporte y proteínas
6. Interacción física célula-célula
7. Interacción célula-matriz extracelular CEU Universidad Cardenal Herrera ej: célula cardica : alrededor hay matriz y células- A las células vecinas y la matriz CEU Universidad Cardenal Herrera

Detección de Señales: Receptores

Importancia de los Receptores

2.1. Detección de señales: los receptores Importancia de los receptores en diversos mecanismos celulares recibe señales -D son moléculas A B - SURVIVE supervivencia C A - DIVIDE B division C I E D A B DIFFERENTIATE diferenciación C G F Las células reciben señales todo el tiempo captan esas señales mediante receptores. la integran y reaccionan. V Las células reciben muchos mensajes, los integra, y en función del tipo de mensaje (=molécula), responden biológicamente.

• señales A + B + C -> supervivencia
• señales A + B + C + D +E -> división
• señales A + B + C + F + G -> diferenciación RECEPTORES DE SUPERFICIE CELULAR membrana plasmática proteína receptora de superficie celular molécula señal hidrofílica célula diana v Cuando una molécula-señal NO puede pasar libremente por la membrana plasmática, se tiene que unir a un receptor de la membrana plasmática de la célula diana para inducir una respuesta celular. hidrofóbica - porque es lipidica.

Comunicación con el Entorno

Difusión y Semipermeabilidad

2. Comunicación con el entorno CEU Universidad Cardenal Herrera 2.2. Difusión, noción de semipermeabilidad La membrana plasmatica es v La semipermeabilidad es consecuencia del ambiente hidrofobo interno de la membrana (cadenas de ácidos grasos de los lípidos). v Permite a las membranas mantener separados el medio intracelular del extracelular y por tanto, impedir la libre difusión de diversos tipos de moléculas a su través. La permeabilidad es selectiva. Las variables que mas influyen en la difusión pasiva son la polaridad (=reparto de las cargas dentro de la molécula) y el tamaño de la molécula. Así, moléculas pequeñas sin carga, por ejemplo el CO2, N2, O2, o moléculas con alta solubilidad en grasas cruzan las membranas prácticamente sin oposición, por un proceso de difusión pasiva. V La permeabilidad de la membrana es menor para aquellas moléculas con cargas pero globalmente neutras (el número de cargas negativas iguala al de cargas positivas) como el agua o el glicerol. Por eso, la existencia de acuaporinas para dejar pasar el agua. v La membrana es altamente impermeable a los iones y a las moléculas que tienen carga neta. > Diferencia de carga entre medio intra y extracelular -> gradientes químicos y eléctricos. creación de O2 CO2 MOLÉCULAS HIDROFÓBICAS N2 benceno PEQUEÑAS MOLÉCULAS POLARES NO H2O urea CARGADAS glicerol GRANDES MOLÉCULAS POLARES NO CARGADAS glucosa sacarosa H+, Na+ HCO3, K+ IONES Ca2+, cr Mg2+ bicapa lipídica artificial

Tipos de Transporte y Proteínas

Transporte Activo y Pasivo

2. Comunicación con el entorno CEU Universidad Cardenal Herrera 2.3. Tipos de transporte y proteínas Outside of cell Lipid-soluble solute Concentration gradient Energy Transportad or no necesita energía Difusión pasiva Canal Transportador Transporte activo Difusión facilitada gasta energia Inside of cell v La difusión simple y la difusión facilitada ocurren espontáneamente (de un gradiente de alta concentración a un gradiente de baja concentración) El transporte activo requiere una entrada de energía. V Solamente las proteínas transportadoras pueden realizar el transporte activo. V Sin embargo, el transporte pasivo puede ser mediado tanto por proteínas transportadoras como por proteínas canales.

Proteínas Canales

2. Comunicación con el entorno CEU Universidad Cardenal Herrera 2.3. Tipos de transporte y proteínas canales Proteínas canales: -forman poros a través de la membrana -suelen ser canales de iones -son permeables de manera selectiva -son reguladas (voltaje, ligandos, mecánica) Saber que es un canal no su regulación Na+ Exterior Compuerta Na+ cerrada Compuerta abierta - Interior Exterior Compuerta cerrada Compuerta abierta Interior Figura 4-5 Transporte de los iones sodio y potasio a través de canales proteicos. También se muestran los cambios conformacio- nales de las moléculas proteicas para abrir o cerrar las «compuer- tas» que recubren los canales. Proteína canal regulada por voltaje Proteína canal regulada por ligando Proteína canal regulada mecánicamente

Proteínas Transportadoras

2. Comunicación con el entorno CEU Universidad Cardenal Herrera 2.3. Tipos de transporte y proteínas canales Proteínas transportadoras: Se asocian a las moléculas en el punto de unión y las transportan a través de la membrana. El transporte puede ser activo o pasivo. molecular que se traspenta par un punto de union Molécula transportada Punto de unión Proteína transportadora y cambio conformacional Liberación de la unión Figura 4-8 Mecanismo propuesto para la difusión facilitada.

Cotransporte de Glucosa

2. Comunicación con el entorno CEU Universidad Cardenal Herrera 2.3. Tipos de transporte y proteínas canales El transportador de glucosa (en células epiteliales intestinales), un ejemplo de proteína No es un canal porque no forma un pero cotransportadora Superficie apical Superficie basal Sangre Punto de unión del Na Punto de unión de la glucosa Microvillosidades Célula epitelial 2 K+ . 3 Na+ 2 Na+ Na+K+ ATPasa Glucosa Glucosa Na+ Glucosa Figura 4-13 Mecanismo propuesto para el cotransporte con sodio de la glucosa. Cotranspor- tador paralelo de Na+ glucosa (im- pulsado por alta [Na+] extracelular) Transportador único de glucosa GluT2 facilita el eflujo cuesta abajo) saca la glucosa que acaba en la sangre. la selvcosa aprovecha la fuera del sodio para pasar con el V Uso de la diferencia de potencial electroquímico del sodio (Na+) V La concentración de iones de sodio es alta en el medio extracelular y baja en el intracelular. Es esta diferencia de concentración la que proporciona la energía para el transporte de la glucosa. v El cotransporte de sodio / glucosa es un mecanismo importante para el transporte de glucosa a través de las células epiteliales intestinales y renales. sodio Na+ Glucosa Luz intestinal cambia configuración y dejar pasar a los dois