4.13: La matriz extracelular
Visión general
Con el fin de mantener la organización del tejido, muchas células animales están rodeadas de moléculas estructurales que componen la matriz extracelular (ECM). Juntos, las moléculas en el ECM mantienen la integridad estructural del tejido, así como las notables propiedades específicas de ciertos tejidos.
Composición de la Matriz Extracelular
La matriz extracelular (ECM) se compone comúnmente de sustancia molida, un fluido similar a un gel, componentes fibrosos y muchas moléculas estructural y funcionalmente diversas. Estas moléculas incluyen polisacáridos llamados glicosaminoglicanos (GAGs). Los GAG ocupan la mayor parte del espacio extracelular y a menudo ocupan un gran volumen en relación con su masa. Esto da como resultado una matriz que puede soportar enormes fuerzas de compresión. La mayoría de los GAG están vinculados a. proteínas, creando proteoglicacanos. Estas moléculas retienen los iones de sodio en función de su carga positiva y, por lo tanto, atraen el agua, lo que mantiene hidratado al ECM.
El ECM también contiene fibras rígidas como colágenos, el componente proteico primario del ECM. Los colágenos son las proteínas más abundantes en animales, constituyendo el 25% de la proteína en masa. Una gran diversidad de colágenos con similitudes estructurales proporcionan resistencia a la tracción a muchos tejidos.
En particular, los tejidos como la piel, los vasos sanguíneos y los pulmones deben ser fuertes y elásticos para realizar su función fisiológica. Una proteína llamada elastina da a las fibras particulares la capacidad de estirarse y retraerse. La fibronectina es una glicoproteína importante en la adhesión celular, ya que se une directamente a proteínas que abarcan la membrana de las células, específicamente integrinas, que vinculan la membrana con el ECM. Integrin también interactúa con el colágeno que puede provocar respuestas intracelulares.
La composición de la matriz extracelular es dependiente del tipo de tejido y celular
La composición y la proporción relativa de cada una de estas moléculas están determinadas por la ubicación, la función fisiológica y los tipos celulares vecinos del tejido en el que residen las células. Esta composición molecular específica del ECM se conoce como el microambientelocal. Células en un tejido determinado secretan moléculas que determinan el ECM circundante. Por ejemplo, las células intestinales sintetizan, modifican y secretan las moléculas necesarias para la matriz que las rodea, mientras que los osteoblastos generan las moléculas del ECM rígido del hueso humano. Esta diversidad en la composición de ECM en diferentes tejidos crea propiedades particulares de acuerdo con su función y función únicas.
La matriz extracelular puede participar en la comunicación celular
Se ha demostrado que la interacción entre las células y el ECM local también tiene un impacto intracelular. Por ejemplo, las fuerzas en moléculas de integrina transmembrana pueden dar lugar a la activación de la red de actomiosina intracelular. Esto puede promover la migración celular, división, y otras respuestas celulares. Algunas de estas respuestas incluyen cambios en la expresión génica y en cascadas de señalización celular. Del mismo modo, la integrina puede comunicar información intracelular al exterior de la célula. Además, ecM es conocido por unir moléculas de señalización, que se pueden liberar tras la degradación de ECM.
Remodelación de la Matriz extracelular
Las células animales necesitan tener la capacidad de degradar y remodelar la MEC. Esto es particularmente cierto en casos de reparación y crecimiento de tejidos. En consecuencia, las células suelen poseer las enzimas necesarias para descomponer la MEC.Estas enzimas incluyen las metaloproteasas de la matriz (MMP) que trabajan con otras enzimas para degradar proteínas como el colágeno y la fibronectina. La degradación y remodelación de la MEC es importante en el crecimiento de tejidos sanos, incluida la ramificación de los vasos sanguíneos.En el lado negativo, la remodelación de la MEC también contribuye a la metástasis de las células cancerosas a medida que se propagan a través del cuerpo.
