1CITOESQUELETO (Organelos filamentosos)

DRA. GURNICA GARCA

Las clulas epiteliales poseen una trama o malla tridimensional de material fibrilarcitoplasmtico, llamada citoesqueleto, que interconectan al ncleo, a los organelos y a lamembrana celular.

Esta trama permite a la clula mantener su forma y textura, adems de participar enprocesos de organizacin, diferenciacin, divisin, motilidad, secrecin y absorcin.

El citoesqueleto est constituido por cuatro clases de elementos fibrilares:

Microfilamentos. Filamentos intermedios. Filamentos gruesos (no presentes en clulas epiteliales, s en fibras musculares) Microtbulos.

a) Los microfilamentos miden 5 a 7 nm de dimetro. Se ubican preferentemente enla periferia celular sosteniendo organelos.

Se constituyen por una malla de actina y otras protenas que cumplen funciones demantencin del orden interno de organelos, de anclaje entre clulas y de contraccin.Los filamentos de actina tienen disposicin en espiral. Se encuentran en gran cantidaden las uniones adherentes y en el interior de las microvellosidades

b) Los filamentos intermedios reciben este nombre por poseer un dimetro de 7 a 11nm. Todos los filamentos intermedios poseen la misma morfologa, pero distintacomposicin qumica, segn el tejido del cual se trate. Esta diferencia se emplea paraclasificar tumores y sus metstasis, ya que conservan sus protenas originales:

v Citoqueratina, en todos los tejidos epiteliales, queratinizados o no.v Vimentina, en los tejidos conectivos.v Desmina, en tejidos musculares.v Neurofilamentos, en las neuronas.v Protena fibrilar glial acdica, en los filamentos gliales de astrocitos.

Estos filamentos cruzan la clula de un lado a otro y se anclan a los desmosomas,dando forma y rigidez celular.

c) Los microtbulos tienen un dimetro de 20 a 25 nm y se constituyen por unaprotena llamada tubulina (fracciones a y b tubulina).

2Los microtbulos participan en el transporte intracitoplasmtico de protenas yvesculas, en el transporte axonal en neuronas, en la divisin celular (formando elhuso mittico y los centrolos), en la estructura de cilios y flagelos (formando elaxonema) y en el transporte de pigmentos como la melanina.

DIFERENCIACIONES O ESPECIALIZACIONES EPITELIALES

Los tejidos epiteliales presentan como caracterstica, la tendencia a establecer un estrechocontacto entre sus clulas, con un escaso o nulo contenido de sustancia intercelular,formando lminas compactas que recubren superficies y cavidades.

Para cumplir con su funcin, estas clulas poseen diferenciaciones o especializaciones desus caras celulares laterales, basal y apical.

ESPECIALIZACIONES APICALES O DE LA SUPERFICIE LIBRE

Estas estructuras especializadas, permiten aumentar la eficiencia del epitelio, para susfunciones de absorcin y/o transporte:

v Microvellosidades: son evaginaciones digitiformes (con forma de dedo), presentesen algunos tipos de epitelios cbicos o cilndricos con funcin absortiva o secretora.Tienen por objeto aumentar la superficie de intercambio entre la clula y su medio (laincrementan hasta en 20 veces).

Mediante el empleo del microscopio ptico, se describi la presencia en la superficieapical de ciertas clulas, una delgada lnea refringente, que fue llamada borde estriadoo en cepillo. Mediante el empleo de microscopa electrnica se describieron en formaexacta estas estructuras.

Las microvellosidades (M.V.) son expansiones celulares cilndricas y mltiples (hasta2.000 por clula), de 80 a 90 nm de dimetro y 1 a 2 mm de longitud, cubiertas pormembrana plasmtica y envueltas ms externamente por el glicocalix.

El Glicocalix es una capa especializada que se ubica en la superficie libre o apical de todaslas clulas epiteliales.

El glicocalix corresponde a oligosacridos terminales de las protenas integrales demembrana, que sobresalen de la membrana celular. Esta capa resulta fundamental en elreconocimiento de sustancias, actuando como receptores para nutrientes y elementosinmunolgicos. Tiene por lo tanto, importancia en la nutricin y en la defensa inmunolgica.

En el interior de las M.V. existen entre 20 y 30 filamentos de actina y pequeasprotenas (villina y fimbrina), unidos en la base al citoesqueleto, que presenta en estazona una orientacin transversal, tambin conocido como velo terminal. Estosfilamentos tienen por funcin otorgar rigidez a la estructura, manteniendo ladisposicin paralela entre una y otra.

3v Cilios: corresponden a proyecciones celulares mviles, muy numerosas (50 a 100 porclula), de largo considerable (7 a 20 mm), pudiendo coexistir con microvellosidades.Son observables a M.O.

En el interior de cada cilio se encuentra una compleja estructura interna, llamadaaxonema, esta estructura contiene un par de microtbulos centrales y nueve dobletesperifricos, que se extienden a lo largo del cilio, hasta implantarse en un cuerpo basal,semejante a un centrolo, el que presenta nueve tripletes de microtbulos dispuestosen espiral. Este cuerpo basal se ubica en la base de cada cilio.

El movimiento ciliar se debe a la accin de las protenas dinena y proteasa flagelar;estas protenas ensamblan un microtbulo con otro. A medida que las dinenas secontraen, los microtbulos se deslizan uno sobre el otro, moviendo al cilio. El pH delmedio influye sobre las dinenas, un aumento o disminucin de l, as como el fro,inmoviliza estas estructuras.

Los cilios realizan complejos movimientos oscilatorios, rpidos en una direccin fija ylentos en el sentido contrario, mediante los cuales barren la superficie epitelial, poresto se encuentran en clulas especializadas en transporte de lquidos, partculas osecrecin mucosa. Se encuentran en los epitelios que tapizan el aparato respiratorio yen el genital de las hembras. El espermatozoide presenta una estructura flagelarsimilar a la de los cilios. Este flagelo es ms largo y se observa uno por cada clula.

v Estereocilios: estas estructuras son largas proyecciones citoplasmticas, de clulasaltas, ya que requieren buena base de sustentacin. Su base es ancha, y no poseenmovimiento propio. Pueden ser observadas al M.O. en la superficie del epitelio. Cadaclula presenta un penacho piriforme, con mltiples estereocilios, muy largos (15 mm)y flexibles. En la regin basal son paralelos y se entrelazan en los extremos.

Cada estereocilio est cubierto por membrana celular y presentan una manojo centralde filamentos de actina, que se anclan en el citoesqueleto. La funcin de estosestereocilios no es clara, pero contribuyen a aumentar la superficie de intercambio,creando un microambiente que hace ms eficiente la funcin del epitelio epididimario.

4ESPECIALIZACIONES DE LA MEMBRANA BASAL

En el lmite entre los tejidos epiteliales y el tejido conectivo que lo sustenta, existe unaestructura llamada lmina o membrana basal (M.B.).

La superficie basal de la mayora de los epitelios es lisa, pero en los epitelios de transportepueden existir pliegues que aumentan la superficie de la membrana basal.

Estructura de la membrana basal: . La membrana basal es una estructura laminar,siempre presente en los epitelios. Esta membrana es elaborada por las clulasepiteliales y en menor medida por los fibroblastos presentes en el conectivo. Se ubicaen el lmite de la clula epitelial, separndola del tejido subyacente. No es visible conla tcnica de tincin de H-E.

Se tie intensamente de color negro, con tincin de plata. Al microscopio electrnicose observan dos zonas: la lmina rara o lcida, de baja densidad electrnica y lalmina densa, de mayor densidad electrnica. Adosada a estas dos zonas seobserva una capa contigua al tejido conectivo adyacente, la lmina reticular ofibroreticular.

La lmina lcida, en contacto con la membrana plasmtica de la clula epitelial,presenta un aspecto homogneo y se encuentra constituida por glicoprotenas(laminina, entactina y fibronectina) y por condroitn y heparn-sulfato, dosproteoglicanos.

La lmina densa, aparentemente amorfa, est compuesta por colgeno tipo IV, elcual constituye una densa red de filamentos orientados al azar, de 4 nm de dimetro.

La lmina reticular contiene innumerables fibras de anclaje correspondiente acolgeno tipo III y cantidades variables de fibronectina. Representa la zona de uninentre el epitelio y el tejido conectivo subyacente.

5 Funciones de la membrana basal: su funcin es proporcionar un soporte fsico alepitelio, contribuye a la adhesin celular, intervenir en la ultrafiltracin en endotelioscapilares y participar en la reparacin celular.

Durante el desarrollo embrionario acta como sustrato para la migracin celular einfluye en la diferenciacin celular, mediante interacciones inductivas con las clulasadyacentes.

En la vida postnatal, sirve de base para la reparacin celular, siendo gua para lamigracin de clulas neoformadas, en los mrgenes de las soluciones de continuidadque hay que reparar.

La presencia de M.B. limita la migracin de clulas epiteliales en proliferacin. Enhistopatologa se considera a una neoplasia como benigna (adenoma, epitelioma),cuando las clulas tumorales no atraviesan esta membrana. En caso contrario, si laM.B. es discontnua o no se visualiza, se considera a la neoplasia como maligna oinvasiva (carcinoma), observndose comnmente metstasis de clulas tumorales.

ESPECIALIZACIONES DE LA SUPERFICIE LATERAL

En las superficies laterales de las clulas epiteliales se diferencian estructuras especficasinterdigitadas, que las mantiene firmemente unidas entre s. Estas especializacionespermiten la adhesin y la comunicacin celular.

La microscopa ptica, desde hace muchos aos, evidenci en intestino, la presenciaintercelular de zona oscuras localizadas bajo la superficie apical; estas zonas se llamaronbarras terminales. Mediante el empleo del microscopio electrnico, se determin que esaszonas correspondan a complejos de unin, los cuales son una sucesin ordenada demedios de unin altamente especializados:

La znula occludens o unin estrecha o tight junction. La znula adherens o unin adherente. La mcula adherens o desmosoma.

Un cuarto tipo de medio de unin existente entre dos clulas epiteliales, es la unincomunicante (tambin conocida como unin de fisura, nexo, nexus o gap junction). Estaunin permite la comunicacin entre clulas y no constituye parte del denominado complejode unin.

61) La znula occludens se encuentra inmediatamente bajo la superficie libre del epitelio.Es una unin ocluyente que constituye una especie de cinturn o anillo, de 0,1 a 0,3 mm,que abarca todo el permetro de la clula, asegurando de esta manera la completaobliteracin o cierre del espacio intercelular.

En esta zona se originan mltiples puntos de fusin de las hojas externas de lasmembranas celulares involucradas, mediante la unin de partculas proteicas de lasmembranas celulares adyacentes (protenas integrales ocludinas y claudinas),conformando filamentos rectilneos anastomosados, que obliteran el espacioextracelular. Entre las zonas de fusin, las membranas estn separadas por 10 a 15 nmde distancia.

Esta adhesin celular, con forma de bandas circunferenciales en el extremo apical de laclula, impide que las molculas puedan atravesar el epitelio por el espacio extracelular,a la vez que juega un rol mecnico en el mantenimiento de la integridad celular.

Esta unin es de particular importancia en epitelios simples o monoestratificados.

Existen factores tales como la disminucin en la concentracin de calcio, variaciones depH o traumatismos, que alteran este tipo de unin, desprendiendo las membranas.

72) La znula adherens se ubica por debajo de la znula occludens. A este nivel lasmembranas se encuentran paralelas y separadas por un espacio de 15 a 20 nm, ocupadopor un material amorfo de baja densidad electrnica.

Esta estructura rodea a la clula a modo de banda o cinturn, en forma paralela a launin ocluyente. Esta compuesta por una densa red de material filamentosocitoplasmtico en el que se insertan microfilamentos de actina, que refuerzan lasuperficie de la membrana celular y constituye una banda de adhesin firme, entreclulas vecinas.

En este tipo de unin, las protenas integrales de membrana cateninas y E-cadherinas, seunen entre s y permiten el anclaje de elementos del citoesqueleto.

3) La mcula adherens o desmosoma, es el tercer elemento del complejo de unin. Esuna estructura discoidal, de 0,5 mm de dimetro. En este sector las membranas celularesse encuentran separadas por un espacio de 20 nm, el que se encuentra ocupado pormatriz extracelular compuesta por glicoproteinas, glicolpidos y protenas integrales deltipo cadherinas (desmogleina y desmocolina).

En la zona intercelular central se encuentran filamentos finos, que divide en dos elespacio existente y conforman una placa densa, la denominada bisectriz.

8La superficie citoplasmtica de la membrana celular se encuentra engrosada,constituyendo la placa de adhesin (constituida por las protenas placoglobina ydesmoplaquina), en la cual se anclan los filamentos intermedios de citoqueratina delcitoesqueleto. Los filamentos al contactar con esta zona se doblan en horquilla y retornanal citoplasma.

Se produce entonces, una integracin total entre las estructuras intra y extracelulares.Estas caractersticas convierten a este medio de unin en la forma ms eficaz yresistente de anclaje entre clulas. Permiten mantener la unin, la forma y la rigidezcelular.

La integridad de los desmosomas depende de la presencia de calcio, en su ausencia seseparan las dos mitades del desmosoma (hemidesmosomas). La formacin de unhemidesmosoma induce la formacin de la mitad complementaria en la clula vecina. Sinembargo, se encuentran hemidesmosomas en la superficie basal del epitelio.

Los desmosomas tambin se pueden encontrar dispersos sin formar parte del complejode unin. Se ubican especialmente entre clulas constituyentes de epiteliospluriestratificados.

4) La unin comunicante (tambin conocida como unin de fisura, nexo, nexus o gapjunction) es una unin discoidal en la cual las membranas celulares involucradas quedanseparadas en toda su extensin, por una distancia de 2 a 3 nm, sin llegar a fusionarsenunca.

Las membranas plasmticas de ambas clulas, son atravesadas por varios puentes.Estos puentes, en cada clula, se constituyen por seis subunidades globulares proticasdenominadas conexinas, que se disponen hexagonalmente, dejando una abertura centralo poro de 1,5 a 2 nm de dimetro.

Gracias a la alineacin y a la unin de ambos extremos de los puentes de ambas clulas,se forman unidades como canales, llamadas conexones.

9 A travs de estos canales se produce un flujo de ines y de molculas, lo que permite unacoplamiento elctrico en clulas epiteliales y musculares, entre otras, frente a unestmulo hormonal o nervioso.

Esta estructura se encuentra dispersa y en nmero variable en las clulas epiteliales,dependiendo de la funcin que cumplan.

CITOESQUELETO (Organelos filamentosos)CITOESQUELETO (Organelos filamentosos)

DIFERENCIACIONES O ESPECIALIZACIONES EPITELIALESDIFERENCIACIONES O ESPECIALIZACIONES EPITELIALESESPECIALIZACIONES APICALES O DE LA SUPERFICIE LIBREESPECIALIZACIONES DE LA MEMBRANA BASALESPECIALIZACIONES DE LA SUPERFICIE LATERAL