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-Resistencia Mecánica
-Forma
- Polarización
- Organización espacial de organelas
- Movimientos
- Tráfico
CITOESQUELETO
Microfilamento, actina (d= 8-9 nm)
(resistencia y forma en superficie; movimiento
como contracción y locomoción celular)
Microtúbulos - y tubulina (d- 24 nm)
(transporte y ubicación de organelas, vesículas, y de
proteínas asociadas a membrana; locomoción
celular)
Filamentos intermedios: queratina, vimentina,
laminina, etc (d= 10 nm)
(resistencia mecánica; estructuras externas)
CITOESQUELETO
El citoesqueleto está formado por tres tipos de fibras
Microfilamentos
CITOESQUELETO
Músculo liso en aorta (rata)
VER COMO LA ACTINA SE DISTRIBUYE PRINCIPALMENTE EN LA CORTEZA
Microfotografía electrónica de epitelio intestinal
tratado con detergentes
filamentos
de actina
microfilamentos
filamentos
intermedios
de queratina
Microfilamentos: dan forma a la membrana
plasmática.
CITOESQUELETO
CITOESQUELETO
Microtúbulos - microfilamentos
Microtúbulos en forma estrellada: de centro a perisferia, la actina es más cortical
Filamentos intermedios (queratina, vimentina, lamininas, neurofilamentos)
CITOESQUELETO
EPITELIO
(queratina)
epit
elio
: tr
aqu
ea
con
ecti
vo
: p
iel
TEJIDOS N
euro
nas
: ce
reb
ro
Los diferentes tejidos manifiestan diferentes formas
y funciones de la interacción intercelular
Estructural – barrera difusiva En conectivo: poca importancia
Comunicación - señalización
UNIONES UNIONES UNIONES UNIONES DE
DE ANCLAJE ESTRECHAS COMUNICANTES SEÑALIZACION
CONEXIONES INTER-CELULARES
INTERACCIONES ENTRE CELULAS EPITELIALES
Epitelios: modelo para analizar varios tipos de unión célula – célula
- Organización estratificada (anclaje al citoesqueleto)
- Función: mecánica y de barrera/control difusional
- Pensar epitelio como membrana entre dos compartimientos
CONEXIONES INTER-CELULARES
Uniones estrechas u ocluyentes (tight junctions)
Uniones adherentes
Uniones comunicantes
Desmosomas
Matriz extracelular
microfilamentos
filamentos
intermedios
(queratina)
Uniones adherentes
indirectas
(hemidesmosomas)
(estrechas)
las uniones estrechas,
adherentes y los
desmosomas se
organizan en planos
celulares diferentes –
Fijación al citoesqueleto
Complejo de unión
CONEXIONES INTER-CELULARES
uniones de anclaje del citoesqueleto
Uniones estrechas u ocluyentes (tight junctions)
Uniones adherentes
Uniones comunicantes
Desmosomas
Matriz extracelular
microfilamentos
filamentos
intermedios
(queratina)
Uniones adherentes
indirectas
(hemidesmosomas)
Uniones de adhesión directas:
proteínas integrales de membrana que
interactúan entres si. (ppal Cadherinas)
Uniones de adhesión indirectas:
proteínas integrales - matriz extracelular
(Integrinas)
UNIONES DE ANCLAJE DE CITOESQUELETO
Uniones Adherentes
Propiamente dichas
(con Actina)
Desmosomas
(con Filamentos Intermedios)
Hemidesmosomas
(con Fil intermedios)
Moléculas de adhesión celular
• ICAM (Ig) ej. N-CAM
• Cadherinas E
• Selectinas
• Integrinas (+ gral/ indirectas formando
hemidesmosomas)
UNIONES ADHERENTES DIRECTAS CELL ADHESION MOLECULES (CAM)
Uniones
homófilas o heterófilas
Cadherinas
UNIONES ADHERENTES DIRECTAS PROPIAMENTE DICHAS
Función mecánica pero también de regulación (diferenciación y proliferación)
La unidad básica de interacción es un dímero
Uniones oclusivas
Uniones adherentes
Uniones comunicantes
Desmosomas
Matriz extracelular
microfilamentos
filamentos
intermedios
(queratina)
UNIONES DE ADHESIÓN DIRECTAS: DESMOSOMAS
Desmosomas
UNIONES ADHERENTES DIRECTAS
DESMOGLEÍNA Y DESMOCOLINA: CADHERINAS NO CLÁSICAS Gran resistencia mecánica: en epitelios malla transcelular
(queratina en epitelios)
Densa placa de
proteínas de alclaje
(principal
componente:
desmoplaquina)
integrina
matriz extracelular
Integrinas
UNIONES ADHERENTES INDIRECTAS
Componente fundamental de la lamina basal (matriz
extracelular) del epitelio
CONEXIONES INTER-CELULARES: UNIONES ESTRECHAS SELLADO DEL ESPACIO INTERCELULAR
Uniones estrechas
Uniones adherentes
Desmosomas
Complejo de unión
Uniones estechas – ZO proteins - microfilamentos de actina
(tight junctions)
UNIONES ESTRECHAS U OCLUSIVAS
ocludina claudina
junction
adhesion
molec.
KO de claudina se deshidratan y
mueren al nacer
Ach
Ca2+
Cl-
K+
+
Na+
H2O
Célula Acinar de la
Glándula Salival
Cara apical
Región luminar
Cara basolateral
Región intersticial
Tight junction
(unión estrecha)
TRANSPORTE TRANSEPITELIAL
SECRECIÓN DE SALIVA
CONEXIONES INTER-CELULARES
Uniones oclusivas
Uniones adherentes
Uniones comunicantes
Desmosomas
Matriz extracelular
microfilamentos
filamentos
intermedios
(queratina)
Uniones adherentes
indirectas
(hemidesmosomas)
UNIONES
COMUNICANTES UNIONES DE
SEÑALIZACION
(SINAPSIS)
(SINAPSIS INMUN.)
CONEXIONES INTER-CELULARES COMUNICACIÓN ENTRE CÉLULAS
COMUNICACIÓN ENTRE SISTEMAS Y TEJIDOS
A CORTA Y LARGA DISTANCIA
tejidos
medio externo
medio interno
epitelio
vasos
sanguíneos
riñón
tracto digestivo
pulmón
Distintas alteraciones (x ej aumento de glucosa, acidificación de la sangre, disminución de
Psang, stress) activarán mecanismos que corregirán el problema a corta/larga distancia) y
mantendrán lo homeostasis del sistema.
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
1 CELULA : 1 CELULA 1 CELULA : n CELULAS
Distancia: corta mediana/larga corta/mediana larga
Uniones comunicantes: gap junctions
conexina
Hemicanal o conexón
(hexámero de 6 conexinas)
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
Gap junction=Parche
pasaje de moléculas < 1kD
(iones inorgánicos, azúcares,
aa, ATP, AMPc, IP3)
Tejidos donde las células
deben actuar sincrónicamente
ej: sincicio corazón.
mensajeros químicos
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
¿Que mecanismos comunes tenemos entre estos procesos?
mensajeros químicos: hidrofílicos o lipofílicos
TIPO
amino ácidos
aminas
péptidos
esteroides
tiroideas
gases
PROPIEDAD
hidrofílicos
hidrofílicos
hidrofílicos
lipofílico
lipofílico
lipofílico
RECEPTOR
membranal
membranal
membranal
citoplasma
nuclear
citoplasma
EJEMPLO
glutamato
dopamina
insulina
testosterona
T3 y t4
NO
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
MENSAJERO HIDROFÓBICO – DIFUSIÓN EN MEMBRANAS - RECEPTOR CITOPLASMÁTICO
MENSAJERO HIDROFÍLICO – EXOCITOSIS - RECEPTOR DE MEMBRANA
DIFUSION/CONVEXION EN MEDIO EXTRACEL
PROTEINA TRANSPORTADORA.
DIFUSION/CONVEXION EN MEDIO EXTRACEL.
TRANSMISOR LIBRE
mensajeros químicos hidrofílicos
TIPO
amino ácidos
aminas
péptidos
esteroides
eicosanoides
gases
PROPIEDAD
hidrofílicos
hidrofílicos
hidrofílicos
lipofílico
lipofílico
lipofílico
RECEPTOR
membranal
membranal
membranal
citoplasma
citoplasma
citoplasma
EJEMPLO
glutamato
dopamina
insulina
testosterona
prostaciclina
NO
liberación vesicular
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
Vesículas sinápticas Pequeñas (40 nm) y claras
Sinapsis convencionales Neurotransmisores clásicos
Vesículas Secretorias
grandes (200 nm) y densas al ME células neurosecretoras
y ciertas terminales nerviosas catecolaminas, neuropéptidos
Las hormonas y NT hidrofílicos son almacenados en vesículas
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
Ciclo de las vesículas sinápticas en terminales presinápticas
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
mensajeros químicos hidrofílicos
Ciclo de las vesículas secretorias en células endócrinas
(y neuronas que liberan neuropéptidos)
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
mensajeros químicos hidrofílicos
El mecanismo de fusión y exocitosis de
las vesículas sinápticas y gránulos
densos es básicamente el mismo
La exocitosis requiere la intervención de muchas proteínas.
Particularmente la fusión es catalizada por el complejo proteico SNARE
t-SNARE
(v-SNARE)
COMPLEJO SNARE
SENSOR DE CALCIO
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
mensajeros químicos hidrofílicos
FORMACIÓN DE COMPLEJO TRANS-SNARE
-FUSIÓN
-COMPLEJO CIS-SNARE
DESAMBLADO DEL COMPLEJO CIS-SNARE
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
mensajeros químicos hidrofílicos
-COMPLEJO TRANS-SNARE
La proteinas SNARE forman un complejo ternario muy fuerte que
aproxima a las dos membranas para facilitar la fusión. La unión Ca-
Sinaptotagmina facilita este proceso y lo acopla a una señal de Ca
celular
IP3
RE
Ca2+ Ca2+
AP AP
AP AP
La señal de Ca que activa la fusión puede provenir de diferentes
fuentes y tener distinta distribucion espacial.
Celula neuroendócrina Celula endócrina/
exócrina
CBP
CBP
Nanodominio
Microdominio
La señal de Ca que activa la fusión puede provenir de diferentes
fuentes y tener distinta distribucion espacial.
Localización de las señales de calcio
-Buffers de calcio
- Compartimientos restringidos entre membranas
(dendritas; regiones entre membrana y comp intrac.)
- Interacción vesícula-canal
. directa entre canal y SNARE
. A traves de proteina intermediaria
(complexina)
Citoesqueleto (actina)
VDCC: N, P/Q, L,
R, T
Ca2+
Origen de las señales de Ca2+ citosólicas
ER
RyR
IP3R
Na+
3Na+
Ca2+
?
PLC IP3 + DAG
PIP2
RECEPTORES DE MEMBRANA (mensajeros hidrofílicos)
•Receptor - ionotrópicos (receptor - canal)
• Receptor acoplado a proteína G
• Receptor catalíticos - tirosina quinasa o fosfatasa
•RECEPTORES INTRACELULARES (mensaj hidrofóbicos)
Receptores
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
RECEPTORES IONOTRÓPICOS
(receptor - canal)
RECEPTORES METABOTRÓPICOS
• Receptor acoplado a proteína G
• Receptor catalíticos - tirosina quinasa o fosfatasa
Receptores de Membrana
(mensajeros hidrofílicos)
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
Receptor metabotrópico acoplado a proteína G. Proteína de siete pasos transmembrana
INTERACCIONES INTERCELULARES: COMUNICACIÓN
INTERACCIONES INTERCELULARES
Receptor acoplado a proteina G
g
R
GDP g
R
GDP
GTP
R
E
E
E E
E
GTP
g
GDP + Pi
E=efector
R=receptor
INTERACCIONES INTERCELULARES
Receptor acoplado a proteina Gs o Gi
Gs activa a la adenilato ciclasa
Gi la inhibe a la adenilato ciclasa
INTERACCIONES INTERCELULARES
Receptor (Rhodopsina) acoplado a proteína Gt (transducina)
Gt activa a la fosfodiesterasa que degrada cGMP
Na+
Canales catiónicos
INTERACCIONES INTERCELULARES
Receptores catalíticos
(en subunidad alpha)
(en subunidad beta)
Receptor Tirosine Kinase (RTK)
mensajeros químicos
INTERACCIONES INTERCELULARES
TIPO
amino ácidos
aminas
peptidos
esteroides
Tiroideas
gases
PROPIEDAD
hidrofílicos
hidrofílicos
hidrofílicos
lipofílico
lipofílico
lipofílico
RECEPTOR
membranal
membranal
membranal
citoplasma
nuclear
citoplasma
EJEMPLO
glutamato
dopamina
insulina
testosterona
T3 y T4
NO
secreción x difusión en membrana
Las hormonas derivadas de los esteroides son transportadas en sangre unidas a proteinas
transportadoras, permean la membrana y se unen a receptores intracelulares
X + R DR* efecto biológico k1
k-1
Afinidad = Kd= k1 / k-1
INTERACCION LIGANDO - RECEPTOR
[ligando] (mM) Kd
bin
din
g
(rel
ativ
izad
o a
l v
alo
r d
e sa
tura
ció
n)
X + R DR* efecto biológico k1
K-1
Del mismo modo se pueden construir curvas dosis-respuesta
que relacionen el efecto biológico con la concentración de ligando
Curva dosis-respuesta
dosis efectiva: EC50
Cuanto menor es el ED50, mayor es la potencia de la droga.
Cuanto mayor es la respuesta máxima alcanzada, mayor es su eficacia.
ED50
cuanto menor el ED50, mayor la potencia de la droga
A más potente que B
Curva dosis-respuesta para dos agonistas
Log [agonista]
efecto
cuanto mayor la respuesta máxima alcanzada,
mayor su eficacia.
Curva dosis-respuesta para dos agonistas
Log [agonista]
efecto
Antagonista competitivo: se une al mismo sitio que
el agonista y bloquea su unión, evitando que el
agonista haga su efecto. Aumenta el ED50 aparente.
Antagonista no competitivo: se une a un sitio
diferente que el agonista, por lo que su efecto no se
revierte por agregado de más agonista.
Antagonistas
Antagonista competitivo: se une al mismo sitio que el agonista y
bloquea su unión. Su efecto es reversible por agregado de más agonista
Log [agonista]
efecto
Antagonistas
B y C: DOS CONCENTRACIONES FIJAS DE ANTAGONISTA (C>B)
Antagonista competitivo: se une al mismo sitio
que el agonista y bloquea su unión.
Log [antagonista]
efecto
Antagonistas
CONCENTRACIÓN FIJA DE AGONISTA Y VARIABLE DE ANTAGONISTA