Diapositiva 1 - Departamento de Biología Celular y Tisular

Transcripción

U.N.A.M. FACULTAD DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA CELULAR Y TISULAR
TEJIDO EPITELIAL II
MODIFICACIONES DEL PLASMALEMA
UNIDAD TEMÁTICA I
CURSO 2010-2011
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
FACULTAD DE MEDICINA
BIOLOGÍA CELULAR E HISTOLOGÍA MÉDICA
CÉSAR EDUARDO MONTALVO ARENAS M.V.; Ms. C. B.
Apoyo técnico: Tec. Acad. Francisco Pasos Nájera
Técnico: Ricardo Hernández Trujillo.
Tejido epitelial:
MODIFICACIONES DEL
PLASMALEMA.
Las células epiteliales muestran modificaciones de la
membrana celular muy características. Se
clasifican de acuerdo a su localización en:
a) Modificaciones del polo apical.
b) Modificaciones del polo basal.
c) Modificaciones laterales
Tejido Epitelial:
Modificaciones del plasmalema
MODIFICACIONES DEL PLASMALEMA
Se clasifican en
Apicales
Laterales
- De Oclusión: Zónula ocludens
Basales
• Microvellosidades
(unión estrecha)
• Contactos focales
• Cilios
- De Adhesión: a) Zónula
• Hemidesmosomas
•Estereovellosidades
adherens (unión adherente)
b) Macula adherens
(Desmosoma)
- De Comunicación: Nexo o
Hendidura (conexones).
- Interdigitaciones
• Interdigitaciones
Tejido epitelial: Modificaciones
del Plasmalema
Modificaciones del polo o superficie apical.
Desempeñan funciones específicas; contienen enzimas, canales
iónicos y proteínas transportadoras.
Se clasifican en:
- Microvellosidades: Evaginaciones digitiformes de la membrana
celular (de 2 a 10 µm de longitud). Contienen citoplasma y
componentes proteínicos del citoesqueleto.
- Cilios: Prolongaciones cilíndricas alargadas ( de 10 a 50 µm de
longitud). Generan movimiento anterógrado; transportan
sustancias depositadas en la superficie epitelial. Albergan un
conjunto de microtúbulos y proteínas asociadas formando el
axonema.
- Estereovellosidades (estereocilios). Evaginaciones digitiformes
alargadas ( de 10 a 20 µm). Carecen de movimiento propio.
Modificaciones del plasmalema:
MICROVELLOSIDADES
CARACTERÍSTICAS GENERALES:
• Existen en la superficie apical de células que poseen gran
capacidad de absorber sustancias.
• Son prolongaciones o evaginaciones digitiformes.
• Poseen en su superficie glicoproteínas y glicofosfolípidos
(glucocálix) que exhiben una reacción P.A.S (+).
• Son de dimensiones y aspectos variables.
• Al microscopio fotónico, al conjunto de microvellosidades,
se les denomina “chapa estriada” o “ribete en cepillo”.
Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
Vellosidades intestinales.
Tinción: P.A.S. + H-E. Las flechas
muestran a la chapa estriada dando
reacción PAS + 400x
Epitelio Intestinal. Se observan las
microvellosidades en forma de ribete
en cepillo. Corte fino coloreado con
azul de toluidina 1,250x
MICROVELLOSIDADES
“Chapa estriada o “ribete en cepillo”,
color magenta (PAS +)
a
b
a
Corteza del riñón: Túbulos contorneados.
Tinción: P.A.S. + Luxol fast Blue.
a) Proximales (1000x) y b) Distales (400x)
Microvellosidades pequeñas. Célula
epitelial de una glándula uterina.
Microscopio Electrónico 20,000x
MICROVELLOSIDADES
Microvellosidades irregulares y
ramificadas. Células del sinciciotrofoblasto placentario. M.E. 20,000x
Se caracterizan funcionalmente porque incrementan de manera notable la
superficie de absorción de las células epiteliales.
a
b
Microvellosidades abundantes y de
tamaño uniforme. Célula absortiva del
epitelio intestinal. M.E. 20,000 x
Microvellosidades del epitelio
intestinal.Presencia del a) glucocalix y
Ross, M. Pawlina, W. Histología. 5ª Edición.
2006
Sobotta, Welsch, U. Histología. 2ª Edición
2009
del b) citosqueleto de actina. M.E. 68,000 x
gc
a
b
Fotomicrografías electrónicas de microvellosidades intestinales en
secciones a) longitudinales, y b) transversales. 68,000x. Observar el
glucocalix (gc) y en la sección transversal el paquete de filamentos de
actina (flecha). Sobota y Welsch. Histología. 2009. Editorial Médica panamericana.
Demostración de glucocálix en microvellosidades intestinales.
Fotomicrografía electrónica
de microvellosidades
intestinales mostrando la
presencia del glucocálix
(color negro) de la
membrana celular. 50,000x
(S. Ito y D.W. Fawcett) en Karp,G. Biología Celular y Molecular 5ª edición 2009
Microvellosidades: Componentes
macromoleculares
Las microvellosidades contienen:
• Un haz central de microfilamentos de actina, unidos entre sí
por moléculas proteínicas de fascina y fimbrina . La miosina I
une el haz de actina al plasmalema.
• Anclaje apical de los filamentos de actina en un soporte de
villina.
• Anclaje basal de sostén y soporte del haz de filamentos de
actina en el velo terminal, constituido también por una red
horizontal de filamentos de actina conectados por miosina II y
tropomiosina, estabilizados por espectrina.
La capacidad contráctil de miosina II y tropomiosina abre a las
microvellosidades para aumentar el espacio intervelloso.
(a)
MICROVELLOSIDADES
(b)
Esquemas representativos del citoesqueleto (componentes
macromoleculares) de las microvellosidades.
Figuras a) Sobota y Welsch; b) Ross y Pawlina.
ESTEREOVELLOSIDADES
o estereocilios (denominación antigua)
Se localizan en el epidídimo, en la porción inicial del
conducto deferente y en las células sensoriales del
oído interno. Son prolongaciones inmóviles y de
longitud muy larga (10 a 15 µm)
Estereovellosidades al
microscopio electrónico.
Epidídimo, sección transversal. H-E 500x . Sobotta y Wlesch
20,000x. Ross y Pawlina.
ESTEREOVELLOSIDADES
Referente a las microvellosidades,
poseen diferencias en su estructura
macromolecular del citoesqueleto.
La Erzina es la proteína que vincula el
haz de actina con el plasmalema.
- Carecen de villina en el extremo
apical.
- En el tercio basal se forman
puentes entre cada estereovellosidad.
- En la red de actina submembranal
basal la proteína alfa-actinina
reemplaza a los enlaces de miosina
II.
CILIOS
Epitelio respiratorio: en el borde apical se observan abundantes cilios
(flechas). a) Tinción H – E. 750 x; Ross y Pawlina. Histología. 5ª ed. 2007
b) Tinción Hematoxilina fosfotúgnstica 1000 x
Modificaciones del plasmalema: CILIOS
Características generales:
- Prolongaciones finas y largas (pestañas), miden de 10 a 100
µm de longitud.
- Poseen movimiento vibrátil anterógrado. Trasladan sustancias
localizadas en la superficie celular.
- Se ubican en los epitelios de las vías respiratorias, de las
trompas uterinas, en el epéndimo y forma la cola de los
espermatozoides (flagelo).
Los cilios se anclan en los cuerpos basales (constituidos por
una estructura molecular semejante a los centríolos).
Modificaciones del plasmalema: CILIOS
a
a
b
Secciones longitudinales y transversales de cilios a) En el interior de cada
uno de ellos se disponen los pares de microtúbulos formando el axonema En la
base de cilio se disponen los cuerpos basales. b) En las secciones transversales
el axonema muestra los nueve pares de microtúbulos y el par central.
Componentes macromoleculares
proteínicos de los cilios.
La composición macromolecular del citoesqueleto
(axonema) está integrada por:
a) Microtúbulos dispuestos en
- La periferia: un anillo de nueve dobletes (anillos A Y B)
- El centro: Un par de microtúbulos completos (singuletes)
b) Proteínas asociadas (PAMs):
- Nexina, mantiene la integridad del anillo periférico.
- Dineina, Genera la fuerza para el movimiento.
(ver la representación esquemática de la estructura molecular en la imagen
siguiente).
Modificaciones apicales:
Representación
esquemática, en
secciones
longitudinales y
transversales, de
la estructura
macromolecular
de un cilio.
Cilios: Esquema del citoesqueleto.
Modificaciones apicales: CILIOS
La imagen muestra la
aglomeración de cuerpos
basales (centriolos) en la
porción proximal de los
cilios ( se observa la
presencia de ellos como
una línea gruesa y
oscura).
Epitelio traqueal, teñido
con Hematoxilina
fosfotúgnstica. 1000 x
(cuerpos basales)
Modificaciones del plasmalema.
LATERALES Y BASALES.
Las modificaciones que cohesionan
las membranas laterales de las
células epiteliales son de cuatro
tipos:
a) Uniones ocluyentes
b) Uniones adherentes
- Zónula adherente
- Mácula adherente (desmosoma)
c) Uniones comunicantes (nexos)
d) Interdigitaciones (no representadas).
Modificaciones del plasmalema. LATERALES
A
A) Bandas de cierre o zónula ocludens.
(uniones ocluyentes)
B) Complejo de unión epitelial: 1) zónula
ocludens. 2) Zónula adherens y 3) Mácula
adherens. 36,500x
B
LATERALES.
UNIONES OCLUYENTES (ZONULAE OCCLUDENTES)
Fotomicrografía electrónica de una
zónula ocluyente 100,000x. La presencia de las
ocludinas se muestra como una línea entre las dos
membranas celulares contiguas (flechas).
Representación esquemática
de una zónula ocluyente. Se
muestran los componentes moleculares
( de color rojo).
Modificaciones del plasmalema: ZÓNULA OCLUYENTE
- Es una zona de contacto estrecho en el ámbito apical entre dos
células vecinas.
- Forman barreras que impiden la difusión de sustancias entre el
espacio intercelular.
- Se dispone en forma de cinturón alrededor de la superficie
interna del plasmalema apical.
- Las proteínas que las constituyen están organizadas en forma
de crestas reticulares.
- En el epitelio de la vejiga urinaria las zónulas ocluyentes son
10,000 veces más herméticas que en el epitelio intestinal.
Zónula ocluyente (cont…)
Características estructurales al M.E. de la unión ocluyente.
Fotomicrografía de un preparado por
criofractura de una zónula ocludens. En la
Esquema de una zónula
ocludens. En rojo se
superficie apical del plasmalema se observa el
reticulado de las crestas de esta zona 32,000x
representa el reticulado de
las crestas.
Modificaciones del plasmalema lateral:
Uniones ocluyentes
Componentes morfológicos y macromoleculares
Retículo de las
crestas en la
zónula ocluyente
Criofractura, M.E.
32,000x
Aspecto de una
zónula ocluyente al
M.E. 115,000x
Esquema que
representa los
componentes
moleculares de la
zónula ocluyente
Modificaciones del plasmalema: Zónula
ocluyente
Componentes macromoleculares de la zónula ocluyente
Están constituidas por
proteínas integrales:
a) ocludinas
a
b) claudinas
c) Molécula adhesiva de
unión (no se representa)
ZO-2
ZO-1
d) Proteínas asociadas:
• ZO-1(enlace con actina)
• ZO-2
b
ZO-3
• ZO-3
Filamentos
de actina
UNIONES ADHERENTES
Características generales morfológicas y funcionales:
• Unen lateralmente a células vecinas y las relacionan con el
citoesqueleto.
• Poseen proteínas transmembranales llamadas moléculas de
adhesión celular (CAM) .
• Se denomina unión heterotípica o heterofílica cuando la unión
entre dos células se efectúa con CAMs diferentes.
• Recibe el nombre de unión homotípica u homofílica cuando las
CAMs son similares.
• Las CAMs son superfamilias clasificadas en cadherinas,
integrinas, selectinas y superfamilia de las inmunoglobulinas.
ZÓNULA ADHERENTE.
Características morfológicas y funcionales:
• Son uniones en forma de cinturón que circundan y unen
entre sí a dos células contiguas.
• Están localizadas debajo de las zónulas ocluyentes.
• El espacio intercelular, mide de 15 a 20 nm, es ocupado
por caderinas dependientes de Ca++.
• La superficie citoplasmática de la zónula se une a
filamentos de actina.
• Los filamentos de actina se unen entre sí y al plasmalema
mediante las proteínas actinina alfa, catenina y vinculina.
Modificaciones del plasmalema. ZÓNULA
ADHERENTE
Zónula adherente.
Imagen a través
del M.E. 30,000x
Ross y Pawlina, 2007
Representación esquemática de la
organización molecular de la zona
adherente.
ZONULA ADHERENTE
Componentes macromoleculares
a) Filamentos de actina
a
b) Enlaces de α-actinina
c
c) Vinculina
d) Catenina
e) E-cadherina
f)
Moléculas de calcio
(de color morado)
b
d
e
Imagen obtenida por M-E 100,000x
Imagen al M.E. de 1) zónula ocluyente
y 2) zónula adherente
ZÓNULA ADHERENTE
Estructura molecular de las diferentes proteínas
integrales, citoplasmáticas e intercelulares que
intervienen en una zónula adherente.
Máculas adherentes o
desmosomas
• Están ubicadas en la región lateral de la célula,
semejan a múltiples puntos de soldadura.
• Intervienen en el contacto celular directo fuerte e
intenso entre dos células vecinas.
• Son lugares donde se fijan filamentos intermedios de
queratina los cuales forman asas que penetran a las
placas de adhesión y vuelven hacia el citoplasma.
• Intervienen en propiciar la morfogénesis y
diferenciación de los tejidos.
• El espacio intercelular es ancho; mide hasta 30 nm.
Modificaciones del plasmalema. Mácula
(desmosoma)
Aspecto ultraestructural de una
mácula adherente (desmosoma)
Filamentos
intermedios
Placa de
adhesión
Plasmalema
de células
vecinas
Imagen de M.E. 92,000x
Sobotta y welsch, 2ª ed. 2009
adherente
Estructura macromolecular de una
mácula adherente (desmosoma)
DESMOSOMAS
Esquema de un desmosoma mostrando las
moléculas proteínicas que intervienen
afianzando la unión puntual entre dos células
Ultraestructura de un desmosoma.
Microscopía electrónica. 90,000x
Uniones comunicantes, o
de intersticio o nexos
• Son uniones de comunicación intercelular.
• Existen en todos los epitelios; en neuronas y en las fibras
musculares lisas y cardiacas.
• Están formadas por seis proteínas integrales (conexinas) que al
ensamblarse integran canales acuosos denominados conexones.
•
Cada nexo consta de algunos o miles de conexones. Éstos cuando
están en registro forman canales hidrófilos ( de 1.5 a 2.0 nm. de
diámetro) facilitando el paso, de una célula a otra, de iones, cAMP,
aminoácidos, vitaminas, hormonas y moléculas de menos 1 kDa.
•
Los conexones se abren y cierran mediante acoplamiento químico o
eléctrico.
UNIONES
COMUNICANTES O EN HENDIDURA
(NEXOS)
Fotomicrografía electrónica de un
nexo o unión comunicante. 180,000x
Representación esquemática de la
unión tipo nexo. De color verde:
moléculas de conexinas formando
conexones.
UNIONES COMUNICANTES
(NEXOS)
Representación tridimensional
de un nexo constituido por
varios conexones.
Se observa la relación establecida entre las
membranas de dos células vecinas y los
conexones, para permitir el paso de
sustancias de una célula adyacente a la
otra.
Becker, W; Kleinsmith, L y Hardin J. El mundo
de la célula. 6ª edición. 2006
Uniones comunicantes …
Imágenes al microscopio electrónico y esquema de uniones
comunicantes o unión tipo nexo.
x
a
b
x
Unión entre células vecinas.
M-E de trasmisión 76,000X
Se observan dos regiones
De uniones comunicantes (x)
M.E. criofractura. 80,000x
Esquema de la organización de
las conexinas en conexosones.
Conexón: a) cerrado y b) abierto.
Modificaciones del plasmalema: UNIONES COMUNICANTES
(TIPO NEXO)
Imágenes frontales de uniones comunicantes
Con conexones a) abiertos y b) cerrados.
a) Nexo sumergido en una solución
amortiguadora desprovista de calcio.
Microscopio de fuerza atómica. 500,000x
b) Nexo sumergido en una solución
amortiguadora con calcio. Microscopio
de fuerza atómica. 500,000x
Los conexones insertos en los recuadros tienen un aumento de 2,000,000x
Ross, M. H. y Pawlina, W. Histología 5ª edición 2007
UNIÓN COMUNICANTE
Cada conexón tiene seis semiunidades simétricas
de proteínas integrales de conexina, apareadas
con una estructura similar del plasmalema
contiguo. Esto significa que el canal hidrofílico
completo intercelular tiene 12 unidades de
conexina. El canal completo mide 10 nm de
longitud
INTERDIGITACIONES
LATERALES
Son prolongaciones citoplasmáticas interdigitadas de células contiguas;
incrementan la extensión de la superficie lateral para el trasporte de
líquidos y electrolitos.
Células intestinales
vecinas. M.E. 20.000x
Células epiteliales
de la vagina. M-E.
15,300x
UNIONES BASALES
Características generales morfológicas y funcionales
- Son componentes proteínicos
que relacionan y adhieren las
células a la membrana basal y al
tejido conjuntivo subyacente.
- Interactúan con el citoesqueleto
para mantener la integridad de
las células.
Las uniones basales de las células
epiteliales son de tres tipos:
A) hemidesmosomas
B) uniones focales e
C) interdigitaciones
a
b
c
Fotomicrografía electrónica de la base de células
epiteliales 30,000x. En esta región los a)
hemidesmosomas, b) adhesiones focales y c) las
interdigitaciones anclan las células a la membrana
basal y al tejido conjuntivo.
Modificaciones de la membrana:
HEMIDESMOSOMAS
Características morfológicas y funcionales
- Fijan los filamentos intermedios
(queratina) del citoesqueleto a la
membrana basal.
- Existen en los epitelios que
requieren una adhesión estable y
fuerte al tejido conjuntivo.
- Presentes en los epitelios que
suelen sufrir de abrasión
(cizallamiento)
- Se localizan en piel y mucosa
Fotomicrografía electrónica de una célula
oral, córnea, esófago y vagina.
basal de la epidermis. Desmosomas (flechas).
3) Membrana basal. 66,600x
HEMIDESMOSOMAS
Representación esquemática de los diversos componentes moleculares de
hemidesmosomas y su relación con la membrana basal y el tejido
conjuntivo subyacente.
a) Filamentos intermedios de
queratina.
b) Placa de adhesión intracelular.
c) Integrinas.
d) Membrana basal.
e) Colágena tipo VII.
f) Colágena III (fibras reticulares)
Modificaciones del plasmalema: HEMIDESMOSOMAS
Componentes morfológicos y moleculares de un hemidesmosoma.
a
b
c
Fotomicrografía electrónica de una célula
epitelial de la encía. A) zona de filamentos
intermedios; b) placa de adhesión, c) secciones
transversales de colágena III. 40,000x
Representación esquemática de los
componentes moleculares de un
hemidesmosoma. Relacionarla con la
imagen de la diapositiva siguiente.
Modificaciones del plasmalema: HEMIDESMOSOMAS
Componentes moleculares de un hemidesmosoma
Placa de adhesión intracelular.
(Desmoplaquina) Está integrada
por tres proteínas:
• Plectina; forma enlaces cruzados
con los tonofilamentos y los
incorpora a la desmoplaquina.
•BP 230; también fija los filamentos
intermedios a la desmoplaquina. La
ausencia de esta proteína genera el
penfigoide ampular.
•Erbina; relaciona la proteína BP 230
a las integrinas membranales.
Contactos o adhesiones
focales.
a
- Enlace dinámico entre la actina del
citoesqueleto y proteínas de la matriz
extracelular.
b
c
- Perciben señales desde el medio
extracelular.
e
-Intervienen en la migración de células
en la reparación de heridas.
f
- También existen en el plasmalema de
fibroblastos y fibras musculares lisas.
g
Componentes moleculares: a) filamentos de actina, b) α-actinina,
c) vinculina, d) paxilina (no está representada) , e) talina, f) integrina,
g) fibronectina
Contactos o adhesiones
focales
Estructura molecular de los contactos o adhesiones focales
Filamentos de actina: fluorescencia
verde, teñidos con faloidina.
Adhesiones focales: fluorescencia roja
teñidas con rodamina. 3,000x. Ross y
Pawlina. Histología. 5ª edición. 2008
Filamentos de actina: fluorescencia
verde. La Integrina B y la vinculina
ofrecen fluorescencia violeta. 2,500x
Becker, WM. Kleinsmith LJ y Hardin, J. El
mundo de la célula. 6ª edición 2007.
Modificaciones del plasmalema: INTERDIGITACIONES
BASALES
a
b
d
c
La imagen, a través del M.E, muestra la porción basal de un podocito del
glomérulo renal; se observan: a) interdigitaciones basales, b) doble
membrana basal. c) endotelio fenestrado del capilar glomerular y d) un
eritrocito. 35,000x
FACULTAD DE MEDICINA, UNAM
TEJIDO EPITELIAL II
SEPTIEMBRE DE 2010

Diapositiva 1 - Departamento de Biología Celular y Tisular

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