Matriz extracelular
Definición de matriz extracelular
Se puede pensar en la matriz extracelular como una suspensión de macromoléculas que apoya todo, desde el crecimiento de tejido local hasta el mantenimiento de un órgano completo . Todas estas moléculas son secreciones producidas por células vecinas. Al ser secretadas, las proteínas se someterán a un andamiaje. El andamiaje, a su vez, es un término que se utiliza para describir las estructuras efímeras que se forman entre proteínas individuales para hacer polímeros de proteínas más elaborados. Estas estructuras proteicas rígidas, aunque temporales, le darán a la matriz una consistencia viscosa. Uno puede pensar en la matriz extracelular como esencialmente una sopa celular o una mezcla de gel de agua, polisacáridos (o azúcares ligados) y proteína fibrosa. Esto nos lleva a otra categoría de moléculas.que se encuentra dentro de la matriz extracelular llamada proteoglicano. El proteoglicano es un cruce híbrido de una proteína y un azúcar, con un núcleo de proteína y varios grupos de azúcar de cadena larga que lo rodean. Todos los grupos moleculares que componen estas macromoléculas les otorgarán propiedades especiales que dictarán el tipo de interacciones hidrofóbicas o hidrofílicas en las que pueden participar.
Al igual que las interacciones efímeras que forman en esta solución acuosa , las estructuras reales de las proteínas mismas son notablemente dinámicas. Los componentes moleculares que se encuentran dentro de sus estructuras siempre están cambiando. La remodelación que experimentan ciertamente se ve favorecida por las enzimas proteasas que se encuentran en la matriz y pueden modificarse mediante cambios postraduccionales. La matriz extracelular tiene un valor funcional para amortiguar los efectos de los factores estresantes locales en el área. Pero discutiremos muchas más de las funciones que sirve la matriz en detalle a continuación.
Función de la matriz extracelular
El tejido vivo se puede considerar como una red dinámica de células y líquido. A pesar de su proximidad entre sí, las células de un tejido no están simplemente enrolladas juntas. En cambio, están espaciados con la ayuda de la malla extracelular. La matriz actuará como una especie de relleno que se encuentra entre las células de un tejido que, de otro modo, están muy compactas. Además, la matriz no solo llena los espacios entre estas células, sino que también retiene un nivel de agua y equilibrio homeostático. Quizás el papel más importante de la matriz extracelular, sin embargo, se puede destilar hasta el nivel de soporte que proporciona a cada órgano y tejido.
La matriz extracelular dirige la morfología de un tejido al interactuar con la célula.-receptores de superficie y al unirse a los factores de crecimiento circundantes que luego incitan las vías de señalización. De hecho, la matriz extracelular almacena algunos factores de crecimiento celular, que luego se liberan localmente en función de las necesidades fisiológicas del tejido local. Por otro lado, la morfología de un tejido es otra forma de describir el «aspecto» o apariencia del órgano o tejido. La presencia física de proteínas y azúcares en la matriz también tiene el beneficio de amortiguar cualquier fuerza que pueda ejercerse sobre el área circundante. Esto evita que las estructuras celulares colapsen o que las delicadas células entren en choque. Dado que la matriz extracelular es espesa y mineralizada a pesar de su contenido rico en agua, tiene la función adicional de mantener las células en un tejido separadas y físicamente distintas.
Las aplicaciones más directas de la matriz extracelular incluyen su función de apoyo al crecimiento y la cicatrización de heridas. Por ejemplo, el crecimiento óseo depende de la matriz extracelular, ya que contiene los minerales necesarios para endurecer el tejido óseo. El tejido óseo deberá volverse opaco e inflexible. La matriz extracelular permitirá esto al permitir que estos procesos de crecimiento aprovechen una amplia oportunidad para reclutar proteínas y minerales extracelulares para construir y fortalecer el esqueleto en crecimiento . Asimismo, la formación de tejido cicatricial después de una lesión se beneficiará de la matriz extracelular y su rica red de proteínas insolubles en agua.
Componentes de la matriz extracelular
La matriz extracelular se compone principalmente de algunos ingredientes clave: agua, proteínas fibrosas y proteoglicanos. Las principales proteínas fibrosas que forman la matriz extracelular son colágenos, elastinas y lamininas. Todas estas son macromoléculas de proteínas relativamente resistentes. Su robustez le da a la matriz extracelular sus propiedades amortiguadoras y resistentes a la fuerza que pueden soportar las presiones ambientales sin colapsar. El colágeno es en realidad un componente estructural principal no solo de la matriz, sino también de los animales multicelulares . El colágeno es la proteína fibrosa más abundante producida por los fibroblastos y constituye aproximadamente un tercio de la masa proteica total en los animales. En la matriz, el colágeno le dará a la célula resistencia a la tracción y facilitará la adhesión de célula a célula.y migración. La elastina es otra fibra que le dará a los tejidos la capacidad de retroceder y estirarse sin romperse. De hecho, debido a que la elastina y el colágeno se unen y se reticulan físicamente, este estiramiento está limitado hasta cierto punto por el colágeno. La fibronectina es secretada primero por las células de fibroblastos en forma soluble en agua, pero esto cambia rápidamente una vez que se ensamblan en una red que no se puede disolver. La fibronectina regula la división y especialización en muchos tipos de tejidos, pero también tiene un papel embrionario especial que vale la pena mencionar, donde ayudará a posicionar las células dentro de la matriz. La laminina es una proteína particularmente importante. Es particularmente bueno para ensamblarse en redes de proteínas en forma de láminas que esencialmente serán el ‘pegamento’ que asocia tipos de tejidos diferentes. Estará presente en los cruces dondetejido conectivo se reúnen músculo , nervio, tejido o revestimiento epitelial.
La imagen muestra una ilustración computarizada de la estructura tridimensional de la proteína de colágeno.
Funciones de la proteína fibrosa:
- Colágeno : resistencia al estiramiento y resistencia a la tracción (es decir, formación de cicatrices durante la cicatrización de heridas)
- Elastina : estiramiento y resistencia
- Fibronectina : migración y posicionamiento celular dentro de la ECM, y división y especialización celular en varios tejidos.
- Laminina : redes en forma de láminas que ‘pegarán’ tipos diferentes de tejido
Al contrario que las proteínas fibrosas que resisten el estiramiento, los proteoglicanos resistirán la compresión. Esto se refiere a las fuerzas que empujan hacia abajo el tejido que de otra manera lo “aplastaría” o colapsaría. Esta capacidad proviene del grupo glicosaminoglicano en el proteoglicano. Los glicosaminoglicanos, o GAG, son cadenas de azúcar que varían y, por lo tanto, otorgan a las moléculas diferentes propiedades químicas. Además, los GAG son la molécula con mayor carga negativa que producen las células animales. Esta carga atraerá GAG a iones de sodio cargados positivamente. En los tejidos vivos, el agua sigue el movimiento del sodio. Esto nos llevará a una situación en la que el agua y los GAG también se atraerán, lo que le dará al agua dentro de la matriz extracelular una resistencia característica a la compresión.
