UNIVERSIDAD NACIONAL MICAELA BASTIDAS DE APURIMACCARRERA PROFESIONAL DECARRERA PROFESIONAL DE 

MEDICINA VETERINARIA Y ZOOTECNIA

INTERACCIONES ENTRE LAS CÉLULAS Y SU AMBIENTE

MSc. NILTON CESAR GOMEZ URVIOLA

LÍQUIDOSLÍQUIDOS

• El agua total del organismo (50-75%) de laEl agua total del organismo (50-75%) de lamasa corporal, depende de:

* LA EDAD* EL SEXO* EL CONTENIDO GRASO* EL CONTENIDO GRASO

• Esta distribuida entre el EEC Y EL EIC• Esta distribuida entre el EEC Y EL EIC

* EEC = Espacio extracelularp* EIC = Espacio intracelular

LÍQUIDOS

• EL LIC representa el 30 - 40% del peso, (2/3 partesdel agua total).del agua total).• EL LEC constituye el 20 - 25% del peso (1/3 parte delagua total). EL LEC esta formado por: el plasma (5%),intersticio (15%) y el agua transcelular [fluidointersticio (15%) y el agua transcelular [fluidocefaloraquídeo, orina, humor acuoso y fluido sinovial](1- 3%).

DIFERENCIAS ENTRE LÍQUIDOS

EXTRACELULARContiene grandes cantidades

INTRACELULARContiene grandes cantidades

de iones Na y Cl, bicarbonato,oxígeno, nutrientes como,glucosa, ácidos grasos yaminoácidos Contiene además

de iones K, Mg, PO4.

aminoácidos. Contiene ademásCO2 y otros productos celularesque van hacia los riñones parasu excreciónsu excreción.

LOS INGRESOS Y LAS PERDIDAS DE LÍQUIDOS DEBEN ESTAR EQUILIBRADOS EN CONDICIONES DE ESTABILIDADQ

1) La que se ingiere

como líquidos, o

formando parte de

1) por evaporación

en el aparato

respiratorio y formando parte de

los alimentos

sólidos.

respiratorio y

por difusión a

través de la piel.

2) La que se sintetiza

en el organismo

lt d d

2) Por el sudor

como resultado de

la oxidación de los

hidratos de carbono,,

MATRIZ EXTRACELULAR (MEC)Es el conjunto de materiales extracelulares que forman parte de un

tejido. La MEC es un medio de integración fisiológico, de naturaleza

bioquímica compleja en el que están "inmersas" las células (sustanciabioquímica compleja, en el que están "inmersas" las células (sustancia

del medio intersticial).

La composición de la MEC es muy variable y difiere de un tejido aLa composición de la MEC es muy variable y difiere de un tejido a

otro, en general, los componentes bioquímicos más característicos de

las distintas MECs son polímeros mixtos, formados por cadenas delas distintas MECs son polímeros mixtos, formados por cadenas de

monosacáridos y cadenas peptídicas (cadenas de aminoácidos), entre

los que hay desde glucoproteínas hasta proteoglucanos.

En la mayoría de células animales, la glucoproteína más

abundante de la matriz extracelular es el colágeno tambiénabundante de la matriz extracelular es el colágeno, también

podemos encontrar proteínas como la fibrina y la elastina,

minerales (como el hidroxilapatito, una forma de fosfato cálcico de

la matriz ósea). Dada esta diversidad de componentes, la MEC

puede asumir una gran variedad de funciones:

1. Rellenar los intersticios o espacios entre las células.

2. Conferir resistencia mecánica (a la compresión, estiramiento,2. Conferir resistencia mecánica (a la compresión, estiramiento,

etc.) a los tejidos.

3. Constituir el medio homeostático, nutrición y metabólico para las

células.

4. Proveer fijación para el anclaje celular.

5 Constituir el medio táctico para el tránsito celular5. Constituir el medio táctico para el tránsito celular.

6. Comunicación celular.

MATRIZ EXTRACELULAR (MEC)

LA MATRIZ EXTRACELULARProteínas Glicosaminoglicanos

Fibronectina

Colágeno fibrilar (I II III Hialuronano

ProteoglicanosColágeno fibrilar (I, II, III, V, XI)

Hialuronano

Decorina

LamininaPerlecan

Tenascina Agrecan

Colágeno tipo IV Betaglicano, sindecan-1

Elastina

L él lLa célula en su contexto

social

LAMINA BASALCapa de unos 50 a 200 nm que rodea células musculares y adiposas y que cubre

la superficie basal de los tejidos epiteliales, se cree que la membrana basal

participa en el mantenimiento de la polaridad de las células epiteliales, en la

migración celular, en la compartamentalización de órganos en desarrollo y

además servir como barrera al paso de macromoléculasademás servir como barrera al paso de macromoléculas.

FIBROBLASTOEs un tipo de célula residente del tejido conectivo propiamente dicho, ya que

nace y muere allí. Sintetiza fibras y mantiene la matriz extracelular del tejido de

muchos animales. Estas células proporcionan una estructura en forma de

entramado (estroma) a muy diversos tejidos y juegan un papel crucial en laentramado (estroma) a muy diversos tejidos y juegan un papel crucial en la

curación de heridas, siendo las células más comunes del tejido conectivo.

L dLos procesos de:

• ReconocimientoPATO• Comunicación intercelular

• Adhesión molecular

OLOG I AS

NO

Funcionamiento integrado de las célulasg

a) Oclusivas o estancas las células se quedan completamente pegadas

UNIONES CELULARESa) Oclusivas o estancas, las células se quedan completamente pegadas,

impidiendo que las sustancias hidrosolubles pasen a través de los espacios

intercelulares. Ej: intestino delgadointercelulares. Ej: intestino delgado

b) Anclaje o adherentes, ofrecen cierta tensión mecánica; unen el citoesqueleto

de una célula con otra célula o tejido adyacente. Existen cinco tipos: desmosoma,j y p

hemidesmosoma, banda de adhesión, punto adherente y contacto focal.

c) Uniones comunicantes, nos permite la unión directa de una célula con otra.

Son importantes en el músculo cardiaco y liso y durante la embriogénesis. Estas

uniones hacen posible el intercambio de iones inorgánicos y pequeñas moléculas

hidrosolubles. Este acoplamiento eléctrico y metabólico entre células, permite la

propagación de ondas eléctricas a través del tejido cardíaco coordinando los

movimientos del corazón.

LA CELULA EN SU CONTEXTOINTERACCIONES CELULA-CELULA Y CELULA-MATRIZ EXTRACELULAR

Uniones oclusivas: Sella la unión entre dos células vecinas. (Claudinas).

Desmosomas: Unen los filamentos

Uniones adherentes: Unen los haces de actina de una célula a los de la adyacente (Cadherinas).

Uniones comunicantes: Permiten el paso de iones y pequeñas moléculas

Desmosomas: Unen los filamentos intermedios de una célula a los de la adyacente (Cadherinas).

Adhesiones focales: Unen los filamentos de actina de las fibras de estrés a la matriz extracelular.

paso de iones y pequeñas moléculas hidrosolubles (Conexinas).

(Integrinas)Hemidesmosomas:Unen los filamentos intermedios a la matriz extracelular. (Integrinas)

LA CELULA EN SU CONTEXTOINTERACCIONES CELULA-CELULA Y CELULA-MATRIZ EXTRACELULAR

CadherinasCadherinas

I-CAMs *

Integrinas

Selectinas

ProteoglicanosIntegrinas

Matrix extracelular* Intercellular- Cell Adhesion Molecule

LA CELULA EN SU CONTEXTOINTERACCIONES CELULA-CELULAINTERACCIONES CELULA CELULA

UNIONES O S O SUNIONES HOMOFILICAS

UNIONES HETEROFILICAS

UNIONES INDIRECTAS

UNIONES OCLUSIVASUnion oclusiva

Dominio apical

Claudinas Ocludina yyDominio basolateral

UNIONES OCLUSIVAS EN EL EPITELIO INTESTINAL

Union oclusiva

DESMOSOMAS

DESMOSOMAS

La placa (formada por proteínas denominadas placoglobinas) se unen a

fil t i t di d l it l t ( ti ) L dh i ( tfilamentos intermedios del citoesqueleto (queratina). Las cadherinas (en este

caso proteínas transmembrana denominadas desmogleína y desmocolina)

se fijan a la placa y se proyectan al espacio intercelular entrelazándose a las de

la otra célula.

HEMIDESMOSOMAS

Filamentos intermedios

Plectina

Placa

Integrina

Matriz extracelular

HEMIDESMOSOMA

UNIONES ADHERENTES

Filamentos de actina

Cateninas

Cadherinas Membrana plasmática

ADHESIONES FOCALES

α-actinina

Fil dFilamento de actinaVinculina

Talina

IntegrinasMembranaplasmática

Matriz extracelular

UNIONES COMUNICANTES

1.5 nm

Conexina

PLASMODESMOS

El i t d d l lEl sistema de paredes celulares en

vegetales elimina la necesidad de

uniones adherentes; pero persiste la; p p

necesidad de una comunicación

intercelular directa = plasmodesmos

los cuales conectan directamente el

citoplasma de las células adyacentes.

Forman unos finos canalesForman unos finos canales

citoplasmático de 20-40 nm a través de

las paredes celulares, el centro del

canal es atravesado por una estructura

estrecha cilíndrica desmotubulo

(continuación de REL).

CLASIFICACION DE LAS UNIONES CELULARES

TIPO DE UNION FILAMENTOS ASOC PROTEINASTIPO DE UNION FILAMENTOS ASOC. PROTEINAS

UNION OCLUSIVA MICROFIL OCLUDINAUNION OCLUSIVA MICROFIL. OCLUDINA

DESMOSOMA INTERMEDIOS DESMOGLEINASDESMOCOLINADESMOCOLINA

HEMIDESMOSOMA INTERMEDIOS INTEGRINASBANDA DE ADHESION MICROFIL. CADHERINASPUNTO ADHERENTE MICROFIL. CADHERINASCONTACTO FOCAL MICROFIL. INTEGRINAS

UNION COMUNICANTE ------- CONEXINA

NUTRICION CELULAR

La célula se nutre de sustancias extracelulares (nutrientes), que se

incorporan por mecanismos de transporte activo o pasivo y por endocitosis.

La célula necesita nutrientes para el crecimiento celular, necesitan energía

para realizar sus funciones y además necesita alimentarse para regenerar

sus organelas citoplasmáticassus organelas citoplasmáticas.

Las amebas

En la imagen anterior puedes ver un tipo de microorganismo, una

b i d i i d í áameba, mientras rodea a otro microorganismo todavía más

pequeño. Las amebas son protozoos. El cuerpo de la ameba

forma prolongaciones que aparecen y desaparecen continuamente,forma prolongaciones que aparecen y desaparecen continuamente,

como si se estiraran y luego se encogieran. Estas prolongaciones

se llaman seudópodos (falsos pies) y permiten que las amebas se

desplacen. Las amebas se alimentan también gracias a estos falsos

pies. Los seudópodos rodean las partículas de alimentos como si las

abrazaran Cuando dos seudópodos se unen introducen el alimentoabrazaran. Cuando dos seudópodos se unen introducen el alimento

en el citoplasma. Algunas amebas son perjudiciales para el ser

humano

MOVIMIENTO CELULAR

Podemos distinguir dos clases de movimientos celulares:

1 Desplazamiento de toda la célula1. Desplazamiento de toda la célula

2. Movimiento de alguna de sus partes

1. Desplazamiento de toda la célula Tiene lugar en células libres de seres pluricelulares como amebocitos, fagocitos,

etc. A su vez, estos desplazamientos pueden ser de dos tipos:

1.1. Movimiento ameboide: Característico de las amebas y en los glóbulos

blancos. Se produce por la formación de seudópodos que se extienden y se

retraen, de manera que el citoplasma pasa de un estado fluido de "sol" a otro

semisólido de "gel" y en el que se cree están también implicadas ciertas fibras desemisólido de gel , y en el que se cree están también implicadas ciertas fibras de

citoesqueleto que se ensamblan y se desensamblan.

1.2. Movimiento vibrátil: Característico de protozoos ciliados y flagelados, así

como en los espermatozoides. Los cilios y flagelos poseen un haz de

i túb l d i d d d d bmicrotúbulos denominado axonema rodeado de membrana.

Estructura del flagelo

eucariota:

1 Axonema1. Axonema.

2. Membrana plasmática.

3 Transporte3. Transporte

IntraFlagelar.

4. Cuerpo basal.4. Cuerpo basal.

5. Sección del flagelo.

6. Tripletes de

microtúbulos del

cuerpo basal.

2. Movimiento de alguna de sus partes

Es propio de los organismos unicelulares que viven fijos y de las células de

organismos pluricelulares.

2.1. Movimientos intracelulares: producen un desplazamiento de partículas y

á l l i t i d l él l P j l l S i l d tigránulos en el interior de la célula. Por ejemplo la Spirogyra, pelos de ortiga y

algunos Protozoos.

2.2. Movimientos contráctiles: como en las células musculares a través de las

proteínas de actina y miosina.

2.3. Movimientos pulsátiles: Algunos protozoos poseen vacuolas que se

contraen y dilatan rítmicamente para eliminar líquido del organismocontraen y dilatan rítmicamente para eliminar líquido del organismo.

QUIMIOTAXISEs un fenómeno en el cual las bacterias y otras células de organismos

uni o multicelulares dirigen sus movimientos de acuerdo a ciertas

sustancias químicas en su medio ambiente Esto es importante parasustancias químicas en su medio ambiente. Esto es importante para

que las bacterias encuentren alimento (por ejemplo, glucosa)

nadando hacia la mayor concentración de moléculas alimentarías onadando hacia la mayor concentración de moléculas alimentarías o

para escapar de venenos (p. ej.: fenol).

En los organismos multicelulares la quimotaxis es fundamental (p. ej.En los organismos multicelulares la quimotaxis es fundamental (p. ej.

los movimientos de espermatozoides hacia el óvulo durante la

fertilización).

La quimiotaxis se denomina positiva si el movimiento es en dirección

hacia la mayor concentración de la sustancia química en cuestión y

negativa si es en dirección opuesta.

MOTORES MOLECULARES

Las principales familias de proteinas motoras son miosinas, quinesinas y dineinas.

De estas familias las quinesinas y las dineinas se mueven a lo largo de vías

i t t i t b l t t l i i d l l lconsistentes en microtubulos en tanto que las miosinas se desplazan a lo largo

de vías formadas por microfilamentos, en la actualidad no se conocen proteinas

motoras que utilicen filamentos intermedios para su desplazamiento, lasq p p ,

proteinas motoras del citoesqueleto son transductores mecanoquímicos ya que

convierten la energía química en energía mecánica que se emplea para

desplazar las cargas celulares fijas al motor (vesículas, mitocondrias,

lisosomas, cromosomas e incluso filamentos), se cree que las proteínas

motoras se mueven en una sola dirección a lo largo del citoequeleto y de un ladomotoras se mueven en una sola dirección a lo largo del citoequeleto y de un lado

a otro, a lo largo de su recorrido la proteína sufre cambios conformacionales que

constituyen un ciclo mecánico que acoplado al ciclo químico proporciona la

energía necesaria para actuar como combustible del movimiento.

La diferencia entre microvellosidades y cilios, es que las microvellosidades

contienen un centro de filamentos de actina, se encuentra sobre la superficie

absorbente de las células epiteliales intestinales. Por el contrario los cilios

contienen un haz central de microtúbulos (tubulina α y β), se encuentran en

organismos unicelulares ó a lo largo de la superficie de la traquea.

CiliosMicrovellosidades

ALTERACIONES O PATOLOGIAS CELULARES

a) Hiperplasia:Se da un aumento en el número de células, normalmente se acompaña de un

aumento de tamaño, o sea, se asocia a una hipertrofia.

Tipos:

H Fi i ló i d d 2 tiH. Fisiológica: puede ser de 2 tipos:

- Hormonal: ejm. en el endometrio

Compensadora: ejm en una lobectomía hepática- Compensadora: ejm. en una lobectomía hepática.

H Patológica: también puede ser hormonal p e endometrio hiperestimuladoH. Patológica: también puede ser hormonal, p.e. endometrio hiperestimulado

b) Hipertrofia:b) Hipertrofia:

Se da un aumento de tamaño en la célula, que también conlleva a un aumento

del órgano o que contiene a esa célula. Normalmente se debe a un aumento

en el número de organelasen el número de organelas.

Tipos:

H. Fisiológica:

- Demanda funcional (p.e. los físicoculturistas)

- Por estimulación hormonal (p.e. endometrio en el embarazo).

H P t ló i i di tí h t d l óH. Patológica: p.e. miocardiopatías, hay un aumento del corazón.

c) Atrofia:c) Atrofia:Es una disminución importante en el tamaño celular y por tanto también del

órgano o tejido en el que está esa célula.

Se puede producir por:

- Pérdida o disminución de actividad

- Denervación (pérdida de inervación)

- Disminución del riego sanguíneo

- Nutrición inadecuada de la célula

- Pérdida o disminución de la actividad hormonal

- EnvejecimientoEnvejecimiento