Matriz extracelular

Matriz extracelular

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 soporta el sistema de tensegridad y activa los mecanismos epigenéticos celulares. La alteración de la MEC supone la pérdida de su función de filtro eficaz, nutrición, eliminación, denervación celular, pérdida de la capacidad de regeneración y cicatrización y alteración de la transmisión mecánica o mecanotransducción. También la pérdida del sustrato para una correcta respuesta inmune ante agentes infecciosos, tumorales y tóxicos.

Los tumores son tejidos funcionales conectados y dependientes del microambiente. El microambiente tumoral, constituido por la MEC, células del estroma y la propia respuesta inmune, son determinantes de la morfología y clasificación tumoral, agresividad clínica, pronóstico y respuesta al tratamiento del tumor. Tanto en condiciones fisiológicas como patológicas, la comunicación recíproca entre células del estroma y el parénquima dirige la expresión génica. La capacidad oncogénica del estroma procede tanto de los fibroblastos asociados al tumor como de la celularidad de la respuesta inmune y la alteración de la tensegridad por la MEC. La transición epitelio-mesenquimal es el cambio que transforma una célula normal o «benigna» en «maligna». El citoesqueleto pseudomesenquimal otorga las propiedades de migración, invasión y diseminación. Y viceversa, el fenotipo maligno es reversible a través de la corrección de las claves que facilita el microambiente tumoral.

En estos momentos la ecología y la conservación del medio ambiente es un tema obligado para la preservación de la vida de todos los seres vivientes, y entre ellos la especie humana. No se puede olvidar que la célula es la unidad primordial de la vida de los seres vivos y su entorno es la matriz extracelular.

La matriz extracelular está formada por un conjunto de macromoléculas, que se localizan entre las células de un determinado tejido o en el lado externo de la membrana plasmática de cualquier célula, considerada aisladamente. Estos componentes son en general producidos por las mismas células o los aporta la corriente sanguínea. En ambos casos forman el medio donde las células sobreviven, se multiplican y desempeñan sus funciones.

Las macromoléculas que constituyen la matriz extracelular son de cuatro grandes tipos: (1) sistema colágeno (2) sistema elástico (3) proteoglicanos (4) glicoproteínas multifuncionales (laminina, fibronectina, tenascina, trombospondina y otras). Cada una desempeña funciones de manera integrada con las demás; esto hace que la matriz sea calificada como un verdadero complejo funcional. Los colágenos y el sistema elástico constituyen la arquitectura de la matriz extracelular. Las glicoproteínas actúan como moléculas de adhesión del sustrato intercelular, importantes en las interacciones célula-célula y célula-matriz. Los glicosaminoglicanos y proteoglicanos tienen un papel fundamental en el equilibrio hidroelectrolítico y ácido básico.

Membrana celular

La célula, ya sea perteneciente a organismos procariotas o eucariotas, requiere de una barrera física que la separe y en determinadas situaciones, la aísle del medio externo. A su vez, necesita también mantener el contacto con el medio, ya que de él obtiene los nutrientes esenciales para la vida. Esta separación física entre el medio interno y el externo es la membrana celular. Las características de la membrana dependen del tipo de célula, aunque presentan componentes comunes, como son la presencia de una bicapa o matriz lipídica y proteínas.

Las membranas celulares no sólo presentan una función de barrera estática, sino que desempeñan funciones específicas:

• Protección de la célula frente posibles agresiones externas.
• Mantenimiento de la presión osmótica.
• Intercambio de determinadas moléculas hacia el interior y/o el exterior celular.
• Mantenimiento de proteínas capaces de realizar funciones específicas como puede ser el transporte selectivo de moléculas, o determinadas reacciones enzimáticas, entre otras.
• Transducción de señales mediante fijación selectiva a determinadas entidades químicas a través de receptores.
• Reconocimiento celular y posible fusión con otras células.
• Motilidad de determinadas células u orgánulos.

La membrana permite a la célula mantener un estrecho contacto entre el medio externo y el medio interno. Por ejemplo, si se detecta una elevada concentración de un determinado nutriente en el medio externo, la célula iniciará un proceso de expresión de transportadores específicos para este nutriente, con el fin de acumularlo en su interior y consumirlo. Paradójicamente, la membrana celular es una barrera prácticamente impermeable que hace posible el mantenimiento y separación de dos medios diferentes, como son el medio intracelular y el extracelular.

Entre ambos lados de la membrana celular existe una diferencia de potencial electroquímico. Los iones mayoritariamente presentes en el medio extracelular son, Na+ y Cl-, mientras que los iones mayoritariamente presentes en el medio intracelular son, K+ y fosfatos orgánicos aniónicos. Este desequilibrio de iones da lugar a una diferencia de potencial eléctrico en la membrana (potencial de membrana). El paso por la bicapa de pequeños iones, tales como Na+, K+ o H+, es vital para el mantenimiento de este potencial así como para la conducción de algunos procesos de transporte.

En la composición química de la membrana intervienen diversas moléculas: lípidos, proteínas y glúcidos. Los lípidos se encuentran dispuestos en forma de bicapa, mientras que las proteínas se disponen en forma irregular y asimétrica entre los mismos.

Estos componentes confieren un cierto grado de movilidad a la membrana dando lugar al modelo conocido como mosaico fluido (Singer y Nicholson, 1972).

La membrana celular no es igual para todos los organismos vivos, existen diferencias, por ejemplo, entre organismos procariotas y eucariotas, incluso entre los miembros de estos dos grupos existen diferencias características en la composición de sus membranas.

Los componentes principales de las membranas celulares son:

• Fosfolípidos.
• Esteroles.
• Glucolípidos.
• Lipopolisacárido.
• Proteínas.

Citoplasma

El citoplasma es el medio interno celular comprendido entre la membrana plasmática y la membrana nuclear. Está formado por el citosol y los orgánulos.

Citosol

También llamado hialoplasma. Es el citoplasma sin orgánulos o la fracción soluble del citoplasma.

Es un medio acuoso o solución coloidal, que puede estar en estado sol (fluido) o gel (viscoso), y constituido por un 85% de agua en la cual están disueltas moléculas como glúcidos, lípidos, aminoácidos, proteínas (sobre todo enzimas), ácidos nucleicos, sales minerales, iones.

...