Breve sumario de lo que vemos de las células en un preparado histológico y de los componentes de la matriz extracelular. Brief summary of -What we see as cells in an histologic sample. -Components of the extracellular matrix

1. Histología
Células y matriz
extracelular
M. Rojas

2. Células en un tejido
• Al estudiar las células, aprendemos sus
distintos organelos y los representamos en
esquemas:

3. Células en un tejido
• Sin embargo, en la practica no es
precisamente igual, y hay que interpretar
correctamente lo que vemos
H-E de epitelio intestinal MET de epitelio intestinal (mayor aumento)

4. ¿Qué vemos en una célula?
• En los preparados de H-E, lo
que se ve con mas claridad es
el núcleo, redondo u ovalado,
teñido por la hematoxilina. El
citoplasma se suele ver
eosinófilo, mientras que el
retículo rugoso suele ser
basófilo. Suelen haber
espacios blancos, que
llamamos “inclusiones” pues
corresponden a material que
se perdió durante la fijación
(con frecuencia corresponden
a lípidos o material de
secreción). Intestino delgado

5. ¿Qué vemos en una célula?
• Lo que vemos en una
célula, a aumento estándar
(x10, x20, x40) también
responde a la función que
cumple. Una célula en
activa síntesis de proteínas
tendrá citoplasma basófilo
(por el RER), mientras que
una célula absortiva tendrá
abundantes mitocondrias
(zona mas clara en la región
basal).
Páncreas
Intestino delgado

6. ¿Qué vemos en una célula?
• En los preparados para microscopía electrónica de transmisión
(MET) tenemos una resolución miles de veces mayor (del orden
de los nanómetros), por lo que vemos con claridad estructuras
como la membrana celular, núcleo y nucleólos, retículos, Golgi,
lisosomas, vacuolas, inclusiones y gránulos de distinto tipo (por
ejemplo, gránulos de glucógeno)

7. Las células en la matriz
• Una célula puede estar
completamente
inmersa en la matriz
extracelular (como los
fibroblastos y los
osteocitos) o bien ,
sólo unida a ella por
un aspecto, y el resto
queda expuesta a una
cavidad (por ejemplo,
las células epiteliales)
cavidad
Celulas epiteliales
Matriz extracelular
Núcleo de fibroblasto

8. Matriz extracelular
• La matriz extracelular es tan importante como
las mismas células, pues proveen el medio
inmediato donde la célula interactúa con otras,
obtiene nutrientes, elimina desechos y se
organizan como conjunto para formar un tejido
íntegro y funcional.
• La matriz varía en cantidad, composición y
disposición espacial entre los distintos tejidos
presentes en un organismo pluricelular.

9. Matriz extracelular
• Se puede descomponer en dos partes:
– Fibras proteicas (colágeno, reticulares, elásticas)
– Sustancia amorfa o fundamental: (proteoglicanos,
glicosaminoglicanos, proteínas multiadhesivas)

10. Colágeno
• Se disponen como fibras colágenas (fibers).
• Cada fibra colágena esta formada de fibrillas
colágenas (fibrils).
• Cada fibrilla está compuesta de moléculas de
colágeno.
• Al microscopio óptico, se ven como estructuras
onduladas de espesor variable y longitud
indeterminada.
• Se tiñen bien con eosina, azul de anilina
(tricrómica de Mallory), verde luz (técnica de
Masson).

11. Colágeno
• Las bandas onduladas que
se ven en la imagen
corresponden a fibras
colágenas. Los pequeños
cuerpos densos (F)
corresponden a los
núcleos de células del
tejido conjuntivo llamadas
fibroblastos, que se
dedican, entre otras
funciones, a sintetizar el
colágeno.
H-E, Aumento x600

12. Colágeno
• Las fibrillas presentan
un patrón de bandas
transversales cada 68
nm.
• Esto se explica por la
disposición de las
moléculas de
colágeno que forman
la fibrilla.
Microscopía de fuerza atómica

13. Colágeno
• Al formar la fibrilla, las moléculas
de colágeno se alinean cabeza con
cola en hileras que se superponen,
con brechas entre las moléculas de
cada hilera y un desfase de un
cuarto de molécula entre las
hileras contiguas.
• La resistencia de la molécula
proviene de los enlaces covalentes
entre hileras contiguas, y no de las
uniones cabeza-cola en una hilera.
• Cada molécula de colágeno es una
hélice triple, compuesta de tres
cadenas polipeptídicas
entrelazadas (cadenas alfa).

14. Colágeno
• Las cadenas alfa, cada tres
aminoácidos, tienen una
glicina (excepto en los
extremos)
• Precediendo a la glicina,
suele haber hidroxiprolina o
hidroxilisina
• Sucediendo a la glicina,
suele haber prolina
• La prolina, hidroxilisina y
glicina, son fundamentales
para la conformación en
hélice triple

15. Colágeno
• Se han identificado al menos
42 tipos de cadenas alfa, y
unos 27 tipos de moléculas
de colágeno según las
combinaciones de cadenas
alfa.
• Una molécula de colágeno
es homotrimérica cuando
está compuesta por un solo
tipo de cadena alfa.
• Por otra parte, es
heterotrimética cuando está
compuesta por mas de un
tipo de cadena alfa.

16. Colágeno
• Por ejemplo, el colágeno tipo I es
heterotrimérico, tiene dos cadenas alfa
idénticas (α1) y una distinta (α2). Se denota
como [α1(I)]2 α2(I)
• El colágeno tipo II es homotrimérico (tres
cadenas α1). Se denota [α1(II)]3

17. Colágeno
• Según el modelo de polimerización, pueden
reconocerse varios tipos de colágeno:
– Colágenos fibrilares: fibras con bandas. Incluye el
colágeno I, II, III, V, XI.
– FACIT: Asociados a fibrillas con hélices triples
interrumpidas. Se unen en la superficie de otras
fibras. Incluye el colágeno IX, XII, XIV, XVI, XIX, XX,
XXI.

18. Colágeno
• Según el modelo de polimerización, pueden
reconocerse varios tipos de colágeno:
– Colágenos formadores de redes hexagonales
(VIII, X)
– Colágenos transmembrana (XIII, XVII, XXIII,XXV)

19. Colágeno
• Según el modelo de polimerización, pueden
reconocerse varios tipos de colágeno:
– Multiplexinas: Colágenos con dominios en hélice
triple e interrupciones múltiples (XV, XVIII, se
encuentran en las membranas basales)
– Formadores de membranas basales (IV,
supraestructura de colágeno en membrana basal de
células epiteliales; VI, genera filamentos perlados;
VII, forma fibrillas de anclaje que fijan la membrana
basal a la matriz extracelular.

20. Fibras reticulares
• Están compuestas por colágeno
tipo III.
• Tienen un diámetro reducido y
no suelen organizarse en haces
o fibras gruesas, sino en redes
irregulares.
• NO se ven en preparados H-E.
• Están presentes como
estructura de sostén en el tejido
hematopoyético y linfopoyético
(salvo el timo)
• Son producidas por células
reticulares. Fibras reticulares en un ganglio linfático, x650

21. Fibras reticulares
• Están compuestas por colágeno
tipo III.
• Tienen un diámetro reducido y
no suelen organizarse en haces
o fibras gruesas, sino en redes
irregulares.
• NO se ven en preparados H-E.
• Están presentes como
estructura de sostén en el tejido
hematopoyético y linfopoyético
(salvo el timo)
• Son producidas por células
reticulares. Fibras reticulares en un ganglio linfático, x650

22. Fibras elásticas
• Son delgadas y se organizan en
redes tridimensionales.
• Dan distensibilidad e impiden el
desgarro del tejido por
estiramiento excesivo.
• Se tiñen pobremente con eosina
(se requiere tinción de orceína o
resorcina-fucsina).
• Son producidas por los fibroblastos
y células musculares lisas.
• Las fibras elásticas están
compuestas de un núcleo central
de elastina y una red circundante
de microfibrillas de fibrilina.
Fibras elásticas (E) y colágenas (C), mesenterio de rata. x200

23. Fibras elásticas
• Durante la síntesis de la fibra,
primero se forma la red de
fibrilina. Sobre esa red, se
deposita el material elástico
(elastina)
• La elastina, al igual que el
colágeno, abunda en glicina y
prolina, pero tiene poca
hidroxiprolina y carece de
hidroxilisina.
• La elastina es hidrófoba (y por
tanto, se enrolla al azar)
debido a la distribución
aleatoria de la glicina.

24. Fibras elásticas
• La elastina también tiene
desmosina e isodesmosina,
aminoácidos grandes exclusivos
de esta proteína
• Se encargan de unir
covalentemente cuatro
moléculas de elastina.
• Se forman fibras de longitud
variable o capas laminares
(como en las arterias elásticas)
• La fibrilina-I, es una
glicoproteína que se usa como
sustrato para el armado de la
fibra elástica. Sin ella, se forman
láminas de elastina en su lugar.

25. Sustancia Fundamental
• Sustancia viscosa, clara y resbaladiza al tacto. Posee
un alto contenido de agua y poca estructura
morfológica.
• Confiere propiedades distintas al tejido según el tipo
de molécula presente en él y las interacciones que
establezcan (ej: la matriz cartilaginosa es muy
distinta a la matriz ósea).
• Compuesta de proteoglucanos, GAG’s y proteínas
multiadhesivas
• En los preparados H-E la sustancia fundamental se
pierde, quedando espacios vacíos entre las fibras y
células.

26. Glucosaminoglucanos (GAG)
• Heteropolisacárido más
abundante de la sustancia
fundamental.
• Polisacáridos de cadena larga,
compuestos de monómeros de
disacárido.
• Los monómeros contienen una
de dos hexosas modificadas: N-
acetilgalactosamina (GalNac) o
N-acetilglucosamina (GlcNac) y
un ácido urónico como el
glucuronato o el iduronato.
GalNac
GlcNac
Glucuronato

27. Glucosaminoglucanos (GAG)
• Abundan en cargas negativas debido a los grupos
sulfato y carbonilo que hay en muchos de los
sacáridos (basófilos).
• La alta densidad de polianiones atrae agua,
formando un gel hidratado. Esto permite la
difusión rápida de las moléculas hidrosolubles.
• Su rigidez provee un armazón estructural para las
células
• Están presentes tanto en la sustancia
fundamental como en la superficie celular.

29. Glucosaminoglucanos (GAG)
• Hialuronano: Difiere de los demás GAG
– Molécula rígida muy larga (miles de sacáridos, en lugar de
varios centenares o menos).
– Pueden desplazar un volumen grande de agua
– Sintetizados por enzimas en la superficie celular (los
demás GAG se sintetizan por modificaciones
postraduccionales).
– No contiene ningún grupo sulfato.
– Presente en la sustancia fundamental como una cadena de
carbohidrato libre. Por medio de proteínas de enlace se
une a proteoglucanos, formando aglomeraciones de
proteoglucanos (que abundan en el tejido cartilaginoso).
– Posee sitios de unión a factores de crecimiento (TGF-β).

30. Proteoglucanos
• Compuestos de GAG unidos
a una proteína central.
• Los GAG se extienden
perpendicularmente desde
el eje central, como las
cerdas de un cepillo.
• Están presentes en la
sustancia fundamental de
todos los tejidos
conjuntivos, y en forma de
moléculas unidas a
membranas en la superficie
de muchos tipos celulares.
• Ej: agrecano, versicano,
decorina, sindecano

33. Glucoproteínas multiadhesivas
• Presentes en la sustancia fundamental, estabilizan
la matriz extracelular y la vinculan con la superficie
celular.
• Poseen sitios de fijación para una gran variedad de
moléculas de matriz, como los colágenos, los
proteoglucanos y los GAG.
• También interaccionan con receptores de la
superficie celular, como las integrinas y las
lamininas.
• Regulan las funciones de la matriz relacionadas con
el movimiento y la migración de las células.

34. Glucoproteínas multiadhesivas
• Fibronectina:
– Glucoproteína más abundante del tejido conectivo.
– Moléculas diméricas formadas por dos péptidos
semejantes.
– Interaccionan con: heparán-sulfato, colágenos I, II,
III, fibrina, hialuronano, fibronectina, integrinas
(receptor de superficie celular).
– Cumple una función importante en la adhesión
celular a la matriz extracelular.

35. Glucoproteínas multiadhesivas
• Laminina:
– Presente en las láminas basales y láminas externas.
– Posee sitios de unión para colágeno IV, heparán sulfato,
heparina, entactina, laminina y el receptor de laminina en la
superficie celular.
• Tenascina:
– Aparece durante la embriogénesis, pero su síntesis de
inactiva en los tejidos maduros.
– Reaparece durante la curación de heridas, también está
presente en las uniones músculotendinosas y en los tumores
malignos.
– Tiene sitios de fijación para fibrinógeno, heparina y factores
de crecimiento EGF. Participa en la adhesión celular a la
matriz extracelular.

36. Glucoproteínas multiadhesivas
• Osteopontina:
– Presente en la matriz
extracelular del tejido
óseo.
– Se une a los osteoclastos
y los adhiere a la
superficie ósea
subyacente.
– Desempeña un papel
importante en el
secuestro de calcio y en
la promoción de la
calcificación de la matriz
extracelular.