Regeneración de la matriz extracelular (MEC) y su importancia clínica

Regeneración de la matriz extracelular (MEC) y su importancia clínica

1. Qué es matriz extracelular - Valeria

1. La matriz extracelular es un entramado de moléculas, en otras palabras,  una red grande de proteínas y carbohidratos que se disponen en el espacio intercelular y que son sintetizadas y secretadas por la célula.

• Extra: red Tridimensional que constituye órganos, tejidos y células del organismo. Actúa como un filtro de protección, nutrición, lugar de respuestas inmunes, etc.

1. Es esencial para los organismos, ya que permite la adhesión de las células para formar tejidos.
2. La importancia de la matriz celular se ve reflejada en el correcto funcionamiento de los tejidos y órganos, esto se demuestra en las patologías donde las alteraciones de algún componente de la matriz extracelular son las causantes del cáncer, fibrosis,etc.

1. Importancia clínica de la MEC - Mafer

La MEC engloba los órganos, tejidos y células del organismo; es un medio básicamente alcalino por lo que cualquier alteración causado por acumulación(presencia de proteoglicanos que se unen fácilmente a toxinas) de toxinas o radicales libres tienden a acidificarlo, y esta alteración produciría apoptosis celular o producción de células cancerígenas

-Proteínas, glicoproteínas, proteoglicanos regulan procesos celulares, estas células tienden a comunicarse con el espacio que los rodea, y esta comunicación resulta en morfología celular, su comportamiento y la respuesta a moléculas solubles para los que la MEC sirve de reservorio, entonces la MEC va a cumplir funciones como el de adhesión celular, muerte celular, invasión, expresión genética y diferenciación. sin embargo si existe falla en esta comunicación va a producir efectos patológicos, inflamatorios, enfermedades autoinmunes, degenerativas y tumorales.

-La membrana basal está conformada por la lámina lúcida y densa además de de glucoproteínas de tipoclamininas, colágeno tipo IV, endógenos y proteoglicanos de tipo heparánsulfato. Con respecto a enfermedades autoinmunes y oncológicas son producto de un disfuncionamiento de la adherencia de la lámina basal con las células epiteliales o en ciertas enfermedades causado por apoptosis o no adherencia entre célula-célula

- Naturalmente es también el lugar de nutrición desde donde se aportan oxígeno y nutrientes, y también donde se eliminan los elementos de desecho celular y CO2. La vitalidad de la MEC y su correcto funcionamiento dependen de su limpieza y adecuado drenaje.

1. Composición de MEC y en qué cantidad se encuentra en los organismos - Anthony

Está compuesta por macromoléculas, la MEC se adapta por integrina. Existen 2 tipos de macromoléculas.

*Sustancias fundamentales: Es un conjunto de proteínas sobre la cual se fijan las sales minerales para formar diferentes tejidos conectivos, estas en combinación con fibras, forman la MEC.

*Proteínas fibrosas: Se clasifican en dos tipos:

o   Estructurales: dentro de estos encontramos el colágeno y la elastina

o   Adhesivas: encontramos la fibronectina y la laminina

Proteoglicanos: Son una clase especial de glucoproteínas. Las moléculas se encuentran formadas por un 10% de proteínas o núcleo proteico que se encuentra unido covalentemente a un tipo especial de polisacáridos denominados glucosaminoglicanos (GAG).Funciones del proteoglicanos son: hidratación, resistencia a presiones mecánicas, lubricantes, afectan a la diferenciación, la movilidad y la fisiología celular.(Bosman FT, Stamenkovic I. 2003)

Glucoaminoglucanos: Son los heteropolisacáridos más abundantes del cuerpo, también son polímeros no ramificados de azúcares que pueden formar cadenas muy largas. Están formados por repeticiones de parejas de monosacáridos donde uno de los azúcares tiene un grupo amino (N-acetilgalactosamina o N-acetilglucosamina) y el otro es normalmente la galactosa o el ácido glucurónico. Estos azúcares poseen grupos carboxilo y pueden tener grupos sulfatos, cuyas cargas negativas permiten una fuerte y abundante asociación con moléculas de agua, aportando una gran hidratación a la matriz extracelular. Los GAGs son moléculas negativamente cargadas con una conformación extendida que brinda alta viscosidad a una solución. Están principalmente ubicados en la superficie de las células o en la matriz extracelular (MEC).(Megías M, Molist P & Pombal MA, 2019).

 Existen 6 tipos:

• Condrotín sulfato: se encuentra en tejidos, cartílagos y tejidos óseos
• Dermatán sulfato: Se encuentra principalmente de la piel y válvula del corazón
• Heparán sulfato: Se une a una gran variedad de proteínas. Regulador de actividades biológicas como procesos de desarrollo y coagulación de sangre. Se encuentra en el hígado, pulmones y piel.
• Queratán sulfato: Altamente hidratada. Pueden actuar en las articulaciones y funciona como amortiguador.
• Sulfato de condroitina: Componente principal de los cartílagos.
• Heparina: Tiene una gran densidad de carga negativa.

Funciones:

• Mantienen hidratada la matriz.
• Aporta resistencia a los tejidos por presiones mecánicas
• Lubricación
• Comunicación y diferenciación celular
• Ayuda a soportar las fuerzas de compresión
• Los proteoglicanos retienen agua en el líquido intracelular así forman un gel hidratante en donde se asientan las proteínas fibrosas y células así originan el cartílago.

1. Tipos de MEC - Kiara

1. Lámina basal: Es una capa delgada de matriz extracelular que se encuentra entre el epitelio y el tejido conjuntivo subyacente. Está formada por varias moléculas como el colágeno tipo IV y VII, la laminina, el proteoglicano y la proteína nidogen. La lámina basal se une a las membranas celulares por la adhesión entre las integrinas (situadas en la membrana plasmática) y las lamininas.

Aparece en el desarrollo embrionario, pues sirve para separar y dar soporte a los tejidos. En cuanto a los glomérulos del riñón, la lámina basal es importante para la filtración de la sangre (Megías M. et al., 2019).

Funciones:

• Sirve de elemento de anclaje para las células epiteliales
• Participa en la determinación de la polaridad celular
• Dar soporte y actuar como barrera con permeabilidad (Unam.mx., s. f.).

1. Colágena: Es el componente principal de la matriz extracelular, resultan de la asociación de tres cadenas polipeptídicas con una formación de triple hélice. Sin el colágeno, el ser humano sería una masa de células interconectadas, pues esta es una proteína fibrosa estructural abundante en animales que da elasticidad y resistencia al tejido. Es producido por los fibroblastos y son ricas en prolina y glicina (Uninet.edu., 2015).

Funciones:

•  Formar un armazón que sirve de sostén para los tejidos y que resiste las fuerzas de tensión mecánica.
•  Forman fibras paralelas que soportan tensiones unidireccionales (tendones y ligamentos)
• Forman fibras en forma de malla que soportan tensiones de todas las direcciones (hueso, cartílago y tejido conectivo) (Megías M. et al., 2019).

1. Laminina: Conecta los componentes de la matriz con elementos del citoesqueleto y aportan unidad estructural al tejido, es una glucoproteína multidominio y está compuesta por tres cadenas polipeptídicas diferentes (alfa, beta y gamma) unidos entre sí por puentes de disulfuro que le da la forma de cruz característica. La laminina es sintetizada por células epiteliales, musculares y neuronales, también por células de la médula ósea.

Funciones:

•  Mantener unido al tejido vivo
• Afectar a la diferenciación y comportamiento celular, puesto que son reconocidas por las integrinas.
• Permite la adhesión celular durante el desarrollo embrionario (Megías M. et al., 2019).

1. Propiedades que debe tener la matriz para la regeneración - Mirko

5.1 Síntesis de colágeno

Se caracterizan por la triple hélice de colágeno de forma mayoritaria en su estructura. Se han descubierto hasta 28 tipos de colágeno. Los más comunes son numerados del I al IV

-Tipo I, Tipo II, Tipo III, Tipo IV.

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