Matriz Extracelular: Funciones e Componentes

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Introducción 
- Tiene un significado demasiado amplio en los tejidos 
Participando en: 
• Mantener la estructura del desarrollo Embrionario y postnatal 
• La multiplicación celular 
• La multiplicación célula 
• La regeneración 
• La nutrición 
• Procesos patológicos 
 
Matriz Extracelular 
Red organizada de macromoléculas, se localiza entre células de un determinado tejido, en la capa 
basal de las células epidérmicas que se adhiere a una capa subyacente no celular o en el espacio 
extracelular de la membrana plasmática de cualquier célula. Estos componentes son en general 
productos hechos por las mismas células o recibidos a través de la corriente sanguínea. 
 
Funciones Principales: 
- Las proteínas de la matriz captan agua que aporta la turgencia a los tejidos blandos, y minerales que 
proporcionan la rigidez a los tejidos esqueléticos. 
- Es un reservorio de factores de crecimiento que controlan la proliferación (proceso en que la célula 
se crece y se divide para producir dos células hijas). 
- Interviene en la interacción célula-célula, aporta un sustrato para la adhesión, migración y 
proliferación de células, modulando directamente la forma y la función celulares. 
- Es importante en la morfogénesis, la curación de heridas y los procesos fibróticos crónicos, así como 
la invasión tumoral y metástasis. 
 
Componentes: 
Son los que facilitan la formación de redes interconectadas, también, brinda varias funciones 
primordiales a los diferentes tejidos. 
 
COLAGENO 
De la familia de las glucoproteínas fibrosas. 
Constituye más del 25% de todas las proteínas en el cuerpo. Es el componente principal de los tejidos 
conectivos que conforman varias partes del cuerpo, incluyendo los tendones, los ligamentos, la piel 
y los músculos. 
Conocidas principalmente por su alta resistencia a la atracción. 
Su función consiste en la formación de las fibras a partir de las que se crean las estructuras del 
organismo; por lo tanto, es el responsable del grado de firmeza y elasticidad de estas estructuras y 
tiene un papel esencial en su hidratación. 
 
INTEGRINA 
Las integrinas, además de mediar la adhesión célula-matriz extracelular, también pueden mediar 
adhesiones célula-célula. En concreto, algunas integrinas pueden formar uniones con algunas 
moléculas transmembrana del tipo de las inmunoglobulinas. ayudan a las células a recibir señales 
de otras células y del ambiente que las rodea, así como a controlar la actividad de ciertos genes. 
REGENERACION DE LA MATTRIZ EXTRACELULAR Y SU IMPORTANCIA 
CLINICA 
 
FIBRONECTINA 
Es una matriz lineal en donde contiene los sitios de unión de varios componentes de la matriz 
extracelular y para receptores. 
Facilita las interacciones y forma una red estable e interconectada. 
Es una clase de glucoproteína que pertenece a la matriz extracelular. Este tipo de proteínas, por lo 
general, se encargan de unir o enlazar la membrana celular a las fibras de colágeno que se 
encuentran en el exterior. 
 
LAMINinA 
Son una familia de glucoproteínas extracelulares. Consisten en 3 cadenas polipeptídicas 
Se identifican 15 lamina diferentes. 
Es sintetizada por células epiteliales, musculares, neuronas y células de la médula ósea. Epitelio y 
células musculares depositan la laminina principalmente en las láminas basales que las separan del 
tejido conectivo. Aparte de su función estructural las lamininas afectan a la diferenciación y 
comportamiento celular gracias a que son reconocidas por las integrinas. Por ello, defectos en las 
lamininas suelen conllevar procesos patológicos. Son de las primeras glicoproteínas de la matriz 
extracelular que aparecen en el embrión. 
 
PROTEOGLUCANOS 
Consisten en una proteína central en donde se unen cadenas de glucosaminoglicanos. 
Forman un gel poderoso e hidratado causa la resistencia de aplastamiento. 
Los proteoglicanos son moléculas compuestas de proteínas que conforman la estructura de las 
células. La principal función es la de comunicador de las células con el exterior. Existen diferentes 
tipos de proteoglicanos entre ellos el más conocido es el ácido hialurónico que presenta funciones 
de regeneración y sustento de la matriz celular en la piel. 
 
1. Actúan manteniendo la hidratación del espacio extracelular. Es decir, retienen la hidratación en el 
entorno de las células, de modo que éstas siempre tendrán acceso a una hidratación adecuada. 
 
2. Su estructura contribuye a dar tersura a la piel, pues interviene en la formación de geles que 
regulan la entrada y salida de elementos en la célula. 
 
3. Los proteoglicanos se asocian entre ellos y con otras moléculas como por ejemplo el colágeno o 
al ácido hialurónico. Así consigue mantener la tersura de la piel (lo que evita la formación de arrugas 
cutáneas). 
 
REGENERACIÒN DE LA MATRIZ EXTRACELULAR 
• La medicina regenerativa es un área multidisciplinaria destinaria a la recuperación morfológica y 
funcional de tejidos y órganos severamente tensionados. 
• Los principales recursos que emplea la medicina regenerativa son: células madre o troncales 
autólogas, y moldes estructurales de soporte físico-mecánico tisular construidos ex vivo, que pueden 
formar órganos bioartificiales; otra posibilidad es la estimulación de células madre in vivo para su 
proliferación. 
 
Células madre hematopeyicas 
• Las células madre hematopoyéticas se han aplicado durante más de 40 años a pacientes con 
alteraciones hematopoyéticas severas (la leucemia, las anemias y los linfomas), y para reconstituir 
la población celular de la médula ósea, después de tratamientos con irradiación-quimioterapia. 
• Las CMHs tienen un alto potencial proliferativo, es decir que son capaces de dividirse y producir un 
gran número de células maduras durante la vida del individuo. 
• Las CMHs tienen alta capacidad de generación de nuevas células madre idénticas, manteniendo una 
división de tipo simétrico, capacidad conocida como autorrenovación. Esta propiedad es muy 
importante debido a que múltiples procesos producen estrés fisiológico en el organismo, con un 
consumo exagerado de determinadas poblaciones celulares sanguíneas, que de no ser por la 
capacidad de autorrenovación de las CMHs, y su posterior compromiso hacia precursores más 
maduros se verían reducidas. 
 
 
Principales componentes que modulan la regeneración celular y tisular 
• Las células madre pluripotenciales, son la base fundamental para favorecer la regeneración celular, 
la reparación funcional tisular o para la construcción ex vivo de órganos. Se requiere un número 
suficiente de ellas para alcanzar la masa crítica celular específica que conforma cada órgano. Esto 
corresponde, en número, al 50% de las células parenquimatosas de cada órgano, y ser moduladas 
para entrar al proceso de diferenciación celular y obtener un estado celular terminalmente 
diferenciado. Los procesos de regulación de la proliferación renovación y diferenciación de las células 
madre requieren señalamientos intrínsecos y extrínsecos; estos últimos constituidos por señales 
bioquímicas autocrinas, yuxtacrinas, paracrinas y endocrinas moduladas por el microambiente que 
rodea a las células (dosificados, degradados, etc.), particularmente por los componentes de la matriz 
extracelular. 
 
Moléculas inductoras de regeneración 
El proceso normal de regeneración de tejidos depende de un estricto control de renovación y 
diferenciación de las células madre, dado por su exposición de señales externas de diferentes 
proteínas y de pequeñas moléculas orgánicas; estas últimas, también de manera independiente, 
pueden actuar directamente sobre un lecho tisular lesionado, promoviendo su reparación y 
regeneración. La identificación de todas estas moléculas inductoras es una de las metas 
fundamentales de la medicina regenerativa porque pueden activar, in vivo, los mecanismos de 
reparación tisular, sin necesidad de recurrir a la terapia celular 
 
ENSAYOS CLINICOSLos ensayos clínicos de la regeneración de tejidos se iniciaron con el empleo de las células madre, 
tallo, troncales o stem, y han continuado con el uso de moléculas moduladoras para este tipo de 
células, y de diferentes componentes de la matriz extracelular; ejemplos de estos son las células 
madre hematopoyéticas, el factor de crecimiento de granulocitos y algunos bioproductos, como la 
matriz extracelular dérmica descelularizada o algunos compuestos análogos del sulfato de heparán. 
En pocas oportunidades se han utilizado algunas bioconstrucciones tisulares para fabricar 
segmentos de órganos sencillos, con moldes estromales de tejidos alogénicos descelularizados, 
cuyas células son sustituidas por células autólogas. Las oportunidades de la medicina regenerativa 
son inmensas, particularmente en beneficio de los pacientes con enfermedades degenerativas e 
isquémicas, con disfunciones hormonales, como diabetes mellitus, o de hormona de crecimiento, 
enfermedades neurodegenerativas (Parkinson, Alzheimer y Huntington), lesiones cardiovasculares 
(infarto de miocardio, isquemias periféricas), o lesiones en la córnea, piel, articulaciones y huesos, 
entre otras. 
 
EJEMPLOS DE REGENERACIÒN DE LA MATRIZ EXTRACELULAR 
▪ Ácido Hialuronato: Es un glucosaminoglicano esencial de la matriz extracelular de todos los 
tejidos, contiene AH importante en la migración celular. 
▪ En personas con cáncer de pulmón reduce la propagación de células tumorales e incrementa la 
regeneración de tejido sano. También se utiliza en tratamientos para la artritis, ya que resulta 
beneficioso al regenerar cartílago de las articulaciones y por ende un alivio en personas con dichos 
problemas. 
▪ Procesos de crecimiento y reparación 
▪ Estimulación de diferentes células del tejido conectivo 
▪ 
▪ Células Madre Hematopèyicas 
En el trasplante de médula ósea se usa con frecuencia para tratar los linfomas o canceres, las células 
siendo capaces de regenerar el tejido sanguíneo del receptor trasplante, ya que tiene un pequeño 
porcentaje de células que pueden proliferar y reabastecer el tejido de la médula ósea que forma la 
sangre del paciente. 
 
▪ Quemaduras 
Tiene 3 etapas de auto reparación La matriz extracelular y todos sus componentes: 
1. La primera etapa: inflamatoria (que incluye la hemostática) 
2. La segunda etapa (la proliferativa); y son los responsables de generar el tejido de granulación 
3. En la tercera etapa (la de maduración y remodelación), la matriz extracelular a través de ciertas 
enzimas (proteasas) colabora con la disminución gradual de la vascularización de la herida y también 
con el reemplazo gradual del tipo de colágeno. 
 
+IMPORTANCIA CLÌNICA 
La matriz extracelular (MEC) representa una red tridimensional que engloba todos los órganos, 
tejidos y células del organismo. Constituye un filtro biofísico de protección, nutrición e inervación 
celular y el terreno para la respuesta inmune, angiogénesis, fibrosis y regeneración tisular. Y 
representa el medio de transmisión de fuerzas mecánicas a la membrana basal, que a través de las 
integrinas soporta el sistema de tensegridad y activa los mecanismos epigenéticos celulares. La 
alteración de la MEC supone la pérdida de su función de filtro eficaz, nutrición, eliminación, 
denervación celular, pérdida de la capacidad de regeneración y cicatrización y alteración de la 
transmisión mecánica o mecano transducción. También la pérdida del sustrato para una correcta 
respuesta inmune ante agentes infecciosos, tumorales y tóxicos. 
Numerosas enfermedades humanas están relacionadas con la matriz extracelular, entre las que se 
incluyen algunas de las patologías humanas más sorprendentes. Por ejemplo, la osteogénesis 
imperfecta o enfermedad de los huesos de cristal, una deficiencia congénita de la elaboración de 
colágeno caracterizada por una excesiva fragilidad de los huesos, o la fibrodisplasia osificante 
progresiva, una rara enfermedad en la que los músculos, tendones o ligamentos se transforman en 
hueso y que está causada por una mutación en un gen responsable de la regulación de la síntesis 
de proteínas de matriz. En el sistema cardiovascular, el cual básicamente podemos considerar como 
una red de tubos, los vasos sanguíneos, acoplados a un sistema de bombeo, el corazón, la matriz 
extracelular determina las propiedades de elasticidad y dureza, indispensables para su función. En 
este contexto, alteraciones en las proteínas de la matriz extracelular cardiovascular están implicadas 
en numerosas patologías, por ejemplo, en el desarrollo de aneurismas de aorta, roturas en la pared 
vascular que pueden ocasionar una muerte fulminante. O en el corazón, en el cual, durante un infarto 
de miocardio, tiene lugar un profundo remodelado de la matriz de colágeno. Un conocimiento más 
profundo de los mecanismos moleculares que gobiernan el metabolismo de la matriz extracelular 
permitirá abordar nuevas estrategias terapéuticas en el tratamiento de estas enfermedades. Sería 
bueno que empezáramos a pensar que las proteínas de matriz son fundamentales para el correcto 
funcionamiento del nuestro organismo, y que, por ejemplo, el colágeno no sirve sólo para rejuvenecer 
nuestra piel.