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Epitelio "Hasta lo mós difícil se puede decir de manera simple. Pero es difícil Hasia lo más simple se puede decir de fotma difícil' Y es fócil." Soya El epi-t-eJio os-vt feiido compuwtp por c élul as a dy-seeg!^e. S Cfu SASfgryqlqÉinlq:c, e -. lulsre s que la s sBp atensjneluyelpdsskt membranas compuestas por qé]ulas -qve ¡e c ub r e n e l e xt e ri o r d e l or gan i s ryr o, y, ! gs- Qlt - Como se vio en el capítulo 5, los distin- tos eoitelios de la economía derivan de las lres capas germinativas. lurante el desal rrollo embrionario, los epitelios que recu- bren las superficies pueden generar evagi- naciones en el teiido conectivo subyacen- te y formar glándulas. En consecuencia, el gpitqllo se puede clasificar en epitelios dg revestimiento de superficies y eplletlq¡ glandulares (véase glándulas y secre,ciQn en el cap. 7). El qBltelia tiene m-qchas /unciones. So- bre la superficie libre, el epitelio protegQ eq4tla el da!-o-qeqri4jc-o,-lq ,entrada de ¡nicroorganismos y la pérdida de agua por evaporación, además de tener importan- eia pqf el qenli{q del tactg, pqeslo que po-- see terminaciones nerviosas sensitivas. Sobre las superficies internas, en la mayo- ría de los casos su función es de absorción o de secreción, pero en algunos sit ios sólo actúa como barrera. Clasificación de epitelios Los epitelios varían mucho en su con- formacién, de acuerdo a las diversas fun- ciones que debe cumplir. Se clasifican e4 distintos tipos sobre la Lase de lg canli. dad de capas celulates y )a forma de las células de la capa superficial. Si sólo hay conti internas. El epitelio es avascular todos los lios- crecen sobre un teiido conectivo sub- yaqe¡lc- dea-€n --vasss,-del qu-e- la- slpal€l -una capa extracelulal de oscléaJa mem- brana bas-al- A menudo el teiido conectivo subyacente forma pequeñas evaginaciones muy vascularizadas, denominadas papilas; la denominación epitelio prq-v-ie!,e- d9- esla re_l_ación (gr. epi, sobre; ti'rqleg, papdaL En Ia superficie del organismo clepile. Iio constitu]¡e la epidermis.,que..se. conti- uúq dugplcne+le aqqla qalq-Jrlelial Sue L{ubre todos los pasajes que lleva4 a la guperficie externa, es decir, el tubo diges- üvo, las vías respiratorias y Ias vías uroge- nitales. El epitelio tecubre también las grandes cavidades internas del organismo-las cavidades pulmonqres, la cavidad cardíaca y el abdomen-, donde se deno- mina mesotelio. Además, rqqubre la qu-: perficie libre iglelne de lqs vaqqs-.Ear¡gu!- neos y liofflicos, do4de 99 rleuqqina €4- dotelio- Algunas superficies intelnas no CsEiu reeubjertas por epitelio,-por eiemplo Ias cavidades articulares, las vailla tendi,- nosas y los sacos mucoses. Fig. 6-1. Dibujo esque- mático de los 4 tipos de epitel io simple. El ePitel io cil índrico seudoestratif ica- do que se muestra contie- ne células caliciformes se- cretoras oe mucus. Eoitelio cilíndrico seudoestratificado Epitel io plano simple Epitel io cúbico simple Eoitel io ci l índrico simple C A P I T U L O EPITELIO 157 prano w Epitel io * simple io cúbicosrmple Fig. 6-2. Fotomicrografía de epitelio plano simple de uno de los conductos semicirculares membranosos del oído interno. Corte teñido con hematoxi l ina-eosina x440. qna capa de células en el epitel io, se de nomina simple. Si hay dos o más capas, el epitel lo se denomina estrat i f icado. De acuerdo con su altura, las células superf i- . c ia les se c las i f i can normalmente en p la - .nas, cúbicas o ci l índricas (f igs. O-1 v 6-6). Sin embargo, por lo generai la forma de las células es más irregular de 1o que estas denominaciones impiican. En especial la superf icie celular lateral ( lat. 1afus, Iado; lo que se aleja del medio, opuesto a me- dial) suele presentar una conformación complela en los sit ios donde existen pro- cesos ce lu la res ( la t . p rocessus . p ro t rus lón) interrelacionados provenientes de células vecinas. Epitelio plano simple El epitel io plano simple se compone de células planas, achatadas (f ig. O-1). El nú- cleo q¡ oval.y ap!44do y se encuentra en el centro de la célule, do_fdq q4 ocasiones forma una protuberancia en la superficie _celular (fig. 6-2), Vistas de perfil -perpen- dicular a la superficie epitelial- las célu- las suelen adoptar una forma ahusada, es decir, más delgadas en los extremos que en la porc ión cent ra l que cont iene e l nú- cleo. En estos cortes el núcleo sólo se en- cuentra en un pequeño número de célu- las, porque la mayoría de la capa está for- mada por el ci toplasma achatado que ro- d e a a l o s n ú c l e o s . I! eprtgllq glapq !i!qp_le te e¡1eue4t¡a por ejemp-lo, Cn_le c_epq pq¡ielql_de la _céB- s_ula de Bowman _de los_riñones, como me- s,pfe$a de_nt¡q de las gran_des aayid_ades -d-el sryqqlc¡no y ceme endoteljo e-u las.ca- vidades internas dei corazón y en. todos , los vasos sanguÍneos y l in iá t i cós . 158 EPITELIO Fig. 6-3. Fotomicrografía de epitelio cúbico simple de los folículos de la glándula t iroides. Corte teñido con hematoxi l ina-eosina. x440 Epitelio cúbico simple Vistas en un corte transversal a la capa. I a s c é l u l a s s o n c a s i c u a d r a d a s f f i g . 6 L ) . E t núcleo es esférico y está ubicado en el centro. El epitel io cúbico simpie se encuentra en los canalículos secretores de muchas glándulas, en los folÍculos de la glándula t iroides (f ig. 0-a), en los túbulos renales y en la super f i c ie de los ovar ios . Epitelio cilíndrico simple lqqi las célglq son columnares, dado quq qq altura varía desde algo mayor que l_as cúbicas hasta muy altas (f ig. 6-1). Por lo geqeral los núcleos son ovalados y se u b i c a n a p r o x i m a d a m e n t e a l a m i s m a á l t u - ra, más cerca de la base de las células. Epitel io ci l índrico simple #. ds Fig. 6-4. Foto de epitel io ci l simple de Ia ¡ del ventrículo Corte teñido c xi l ina-eosina > C A P I T I Eoitelio cilíndrico seudoestratificado CiliasFig. 6-5. Fotomicrografía de epitel¡o ci l índrico seudoestratificado de la mucosa de la tráquea En la suoerf icie luminal el eoitelio estáa recubierto por cilias. Corte teñido con hematoxilina-eosina. x540. Fig. 6-6. Dibujo esque- mático de los dos tipos más comunes de epite- lio estratificado itelio cilíndrico sim \ le recubre la o -+ , e dulas. En ocasiones, Ia superficie l ibre posee prslqngaclo¡e selqlercs rn-ó-Y-deq, dq4q: minadqq-[lrrr!¡iasoc¿liqs,qqg_s_-e__v_eÉI_ más adelante (fig. 6- 1 ). n-fepllgla-qtbda- co simple ciliado se encuentra, po¡ej-eq¡1 plo, en el útero. Epitelio cilíndrico seudoestratificado Fig.6-7. Fotomicrografía del epitelio plano es- tratificado no cornificado del esófago, Corte teñido con Van Gieson. x165. van en dist intos niveles (f ig. 6-5). En con- secuencia, el epitelio parece ser estratifi- cado sin serlo y se denomina seudoestra- t i f icado. Epitelio plano estratificado EI número de estratos celulares es muy variado, pero por lo general la capa de epitelio es gruesa (figs. 6-6 y 6-7). La capa más cercana a Ia membrana basal se com- oone de células cúbicas altas o cilíndricas órdenadas en una hilera definida. Des-- pués siguen varias capas de células polié- dricas irregulares. A medida que las céIu- las se acercan a Ia superficie libre se acha- tan parajelamente a ésta, ha$ta hacerse es- Epitel io de transición s d ' t En este tlpq¡Le q¡ilglio todaq las células descansan sobre la membrana basal, pero 4q & qs negen hasta Ia superficie libre (fig. 6-r). Las células que alcaqzan la su- perfiqie son cilíndricas, p¡r1o af!¡adec tla: cia la membrana basal. Entre las prolonga- ciones basales finas de estas células se en- cuentran células más bajas, que son más anchas contra la membrana basal, mien- tras que el extremo apical ahusado sólo se extiende hasta un punto determinado del espesor del epitelio. !!¡úclgo qe qncue4- mas Epitelio plano estratificado e l i q__c i lj-udri c -o, s-e-d o e-siutiti : en ..la,s--vías aéreas (fig. 6-s). Eoitelio olano estratif icado C A P I T U L O EPITELIO 159 camosas. EstascéI4la5 planas extervag confie.lg1 _9l 4qm-bre al epitelio plano es- tratificado. El epitelio plan_o__estratif icado es el epi- -lelipgqlgSlq¡ ¡n¿!¡ iqrp_o-rtante de la "qq,nomía. Eqruna la epidefryrr y recubre.!q¡q_- b j¡ir¡las fauqe y e! eséfqgo, En Ia superficie externa expuesta las cé- lulas exteriores pierden los núcleos. Ade- más, el citoplaima es reemplazado por queratina, por lo que las células se secan y se transforman en escamosas. En conse- cuencia, el epitelio se denomina epitelio plano estratificado córneo o queratinizado (véase fig. 17-4).Enlas mucosas interiores, por ejemplo, las fauces y la vagina, las cé- lulas superficiales no pierden los núcleos y la capa de epitelio se describe como epi- telio plano estratificado no córneo o no queratinizado. No obstante, la queratina se encuentra en ambos tipos de epitelio, pero sólo forma Ia verdadera capa córnea en la superficie de la piel (véase con ma- yor detalle en el cap. 17). Epitelio cúbico estratificado Tanto este epitelio como el epitelio ci- Iíndrico estratificado se presentan con po- ca frecuencia, por ejemplo, hay epitelio cúbico de dos capas en los conductos de excreción de lal glándulas sudoríparas (fí9.17-27). Epitelio cilíndrico estratificado Las capas celulares más profundas de este epitelio se asemejan a las del epitelio plano estratificado, pero las células super- ficiales tienen forma cilíndrica. El epitelio cilíndrico estratificado se encuentra con escasa f recuencia. oor Fig. 6-8. FotomicrografÍa de epitelio de transi- ción de una vejiga urinaria contraída Corte te- ñido con hematoxilina-eosina x440. ejemplo, en los conductos excretores de ciertas glándulas de gran tamaño. Epitelio de transición La denominación epitelio de transición se debe a que en un principio se conside- raba (erróneamente) que este epitelio era una forma de transición entre el epitelio plano estratificado y el epitelio cilíndrico. Todas las células epiteliales están capa- citadas en cierto grado para acomodarse a variaciones de la superficie epitelial, pero esto vale especialmente para el epitelio de transición que recubre los órganos huecos que sufren grandes variaciones de volu- men. En estado contraído (figs. 6-6 y 6-8) se distinguen muchas capas celulares, de las cuales las más basales tienen forma cú- bica o cilíndrica. Después siguen varias capas de células poliédricas, que finalizan con una capa superficial de células gran- des con una superficie libre convexa ca- racterística. En estado dilatado, es decir, cuando el órgano hueco está estirado, se modif ica la distr ibución de las células, que se adaptan a la variación de superfi- cie; por lo general sólo se dist inguen una o dos capas de células cúbicas recubiertas por una capa superf icial de células cúbi- cas bajas grandes o casi planas ("células paraguas"). Cabe señalar que algunos au- tores consideran al epitel io de transición como seudoestratificádo. El epitelio de transición se encuentra sólo en las vías urinarias excretoras, por ejemplo. la vej iga, por Io que a menudo se denomina urotelio. Características citológicas especializadas de los epitelios Los epitelios se caracterizan por la ten- dencia a formar membranas conexas. En las superficies laterales hay especializa- ciones del plasmalema cuya función es mantener el contacto con las células adya- centes. La superficie libre puede presentar una forma especial, de acuerdo con las funciones espécíficas del epitelio. El ex- tremo distal de la célula correspondiente a la superf icie l ibre es, por lo tanto. dife- rente del extremo proximal, basal, por lo que se dice que las células están polariza- das. La polaridad incluye también Ia ubi- cación de las organelas dentro de la célu- la. Así, por ejemplo, por Io general el apa- rato de Golgi se localiza por encima del núcleo, es decir, sobre el lado luminal del núcleo (lat. Iumen,luz; por Io que luminal significa orientado hacia la luz o cavidad de una estructura hueca). La polaridad es más notable en las células cilíndricas o cúbicas. F n r l e l i n d p l r a ^ S t C o n 160 EPITELIO C A P I T Como se vio al estudiar la membrana ce- Iular en el capítulo 3 (véase pág. 56) a me- nudo la polaridad se manifiesta cuando muchas proteínas de membrana sólo se desplazan (por difusión lateral) dentro de un esoacio limitado de la membrana celu- lar, que en consecuencia está constituido por dominios de membrana separados. Es- tos dominios se mantienen debido a que las células crean barreras proteicas bajo la forma de contactos celulares, que veremos a continuación. En el capítulo 3 se vieron las funciones especiales relacionadas con los distintos dominios de membrana, por ejemplo, Ia endocitosis o la secreción des- de el dominio apical hacia la luz. Especializaciones de la superficie lateral Una propiedad fundamental del teiido epitelial es Ia estrecha cohesión que exis- te entre las células, que permite la forma- ción de capas adherentes con permeabili- dad selectiva que a Ia vez son barreras me- cánicas muy fuertes. Estudios por micro- disección demuestran, por ejemplo, que se requieren fuerzas relativamente gran- des para separar células epiteliales veci- nas. Cuando se analiza con el microscopio óptico el epitelio plano estratif icado de ia epidermis, caracterizado por ser defensi- vo desde el punto de vista mecánico, se ve que las células están unidas mediante pe- queñas prolongaciones, los "puentes in- tercelulares", que se extienden de una a otra célula (véase fig. 17-5). Cada puente intercelular presenta un punto intensa- mente teñido en su parte media, denomi- nado desmosoma (gr. desmos, enlace; so- mo, cuerpo), que ya antes de la introduc- ción de la microscopia electrónica (co- rrectamente) se consideraba un punto de contacto especializado entre las células adyacentes. También se demostró la pre- sencia de desmosomas en las superficies Iaterales de las células epiteliales cilÍndri- cas; mediante la microscopia electrónica se demostró que existen varios tipos de contactos celulares (ing. junctionsJ, cuyas ul t raestructuras y composic iones molecu- lares se distinguen en detalle. Por Io gene- ral, los contactos celulares se clasifican según su función en 1) contactos ocluyen' tes. que sellan las uniones entre ias célu- Ias elncluyen las zonulae occludentes, Ia base de las barreras permeables de mu- chos epitelios, 2) contactos de anclaje, oue unen en forma mecánica a las células entre sí e incluyen las zonulae adhaeren- fes, las fasciae adhaerentes y los desmo- somos, o a la matriz extracelular baio la forma de hemidesmosomas y adhesiones focales y 3J contactos de comunicación, oue median la comunicación entre dos cé- lulas adyacentes e incluyen los nexos y Ias sinopsis (químicas) (véase sinapsis en el cap. 14). Como se dijo antes, estos con- tactos celulares especializados son esttuc- turas que se demuestran con la microsco- oia electrónico, se encuentran sobre todo'en teiidos maduros, totalmente desarrolla- dos, y tienen características más perma- nentes. No obstante, ya en los tejidos em- brionarios, durante el desarrollo fetal, se distinguen contactos entre las células me- diados por las denominadas moléculas de adhesión celular, que carecen de estructu- ra a nivel de la microscopia electrónica' Se puede demostrar experimentalmente la cohesión entre las células debida a esta forma de contacto y mediante métodos bioquÍmicos y biomoleculares se aclaró la naturaleza de las moléculas de unión' Además, varias de las moléculas de adhe- sión continúan en los complejos de con- tacto más permanentes creados después; oor ello antes de describirlos se darán bre- vemente algunos conceptos sobre Ia adhe- sión celular y las moléculas de adhesión celular. Adhesión celular y moléculas de adhe- sión celular. Como se vio en el capítulo 5, las células del mismo tipo poseen Ia capa- cidad para reconocerse y relacionarse se- lectivamente entre sí durante el desarrollo de los distintos tejidos y órganos en el fe- to Esta forma de adhesión celular es me- diada por distintostipos de moléculas con ia denominación común de molécu- Ias de adhesión celular (CAM), de las cua- ies las primeras se demostraron en tejido nervioso y se denominan moléculas de adhesión celular neural (NCAM). La identif icación de estas moléculas de ad- hesión y de otras descubiertas posterior- mente se logró mediante Ia generación de anticuerpos específicos contra las molé- culas y la demostración de bloqueo de la adhesión celular por unión de las molécu- las de anticuerpo a Ia molécula de adhe- sión en cuestión. Por eiemplo, los anti- cuerpos contra NCAM impiden que las células del te¡ido nervioso embrionario se unan entre sí y formen sinapsis (véase si- napsis en ei cap. 14). Las NCAM son glu- coproteínas del plasmalema y se encuen- tran baio tres formas, de las cuales dos son transmembrana, mientras que Ia tercera está unida a Ia superficie celular median- te un anclaie GPI. Los tres tipos protruden con sus porciones hidrocarbonadas por fuera de la superficie celular y poseen si- tios de unión mediante los cuales las célu- las se identifican entre sí y permiten la ad- hesión. En este caso Ia unión se produce entre dos moléculas de adhesión y se de- nomina unión homófila. Otro grupo de moléculas de adhesión celular se compone de las denominadas cadhaerinas, cuya adhesión, a diferencia C A P ¡ T U L O EPITELIO 161 Borde en cepi l lo Membrana basal M icrovellosidades Plasma- lema Fig. 6-9. Dibujos esquemáticos de un complejo de unión inmed¡atamente por debajo de la su- perf icie l ibre de células epitel iales ci l índricas como se encuentran, por ejemplo, en el intest ino delgado. a muestra las relaciones entre las células como se ven al microscopio óptico, y b como se ven al microscopio electrónico. c ilustra los detalles con mayor aumento al microscopio elec- trónico. Los cortes transversales a nivel de d, e y f (correspondientes a la zonula occludens, a la zo- nula adhaerens y a los desmosomas del complejo de unión, respectivamente), se muestran en el extremo derecho de la f igura. Nótese que una zonula se presenta en forma de ani l lo alrededor de toda la peri feria de la célula, mientras que el desmosoma es un contacto local izado. (Según Bailey.) de Ias NCAM, requiere de ia presencia de iones calcio. Se expl ica así que a menudo las células se disocian cuando se el iminan los iones calcio del medio extracelular, por ejemplo por exposición a agentes que- lantes como EDTA. Mediante la técnica de anticuerpos antes descri ta se ha demostra- do ia exiitencia de una serie de cadhaeri- nas, de las cuales las primeras y mejor ca- racterizadas reciben su nombre de los tei i- dos en los cua les se demost ra ron por p r i - mera vez. Son todas glucoproteínas trans- membrana con sitios de unión sobre las moléculas de hidrato de carbono localiza- das sobre Ia superficie externa de la célu- la e incluyen, por ejemplo, cadhaerina E (se encuentra sobre todo en el tei ido epite- I ia l ) . cadhaer ina N (sobre todo en te j ido nervioso) y cadhaerina P (en especial en la placenta). Todas las células de los ma- míferos tienen sobre Ia sunerficie cadhae- r inas espec í [ i cas para de terminados t ipos celulares o grupos de t ipos celulares. La adhesión tiene iugar del mismo modo que para el caso de la NCAM, por unión ho- 162 EPITELIO mófi la, y se cree que las cadhaerinas me- dian la misma forna de rcconocimiento y de adhes ión que las NCAM. No es necesario que la unión entre dos moléculas de adhesión idénticas sea di- recta (unión homófi la), también puede ser [para otros t ipos de moléculas de adhe- sión distintas de NCAM y cadhaerinas) entre dos t ipos dist intos de moléculas de adhesión, unión heterófila, o Ia unión puede estar mediada por una molécula de ádaptación. Estas últ imas se encuentran bajo la forma de lectinas secretadas por muchos t ipos ce lu la res ; son pro te ínas éon propiedades fijadoras de hidratos de car- bono que pueden ser muy específ icas pa- ra determinados tipos de azúcar y detalles estructurales de los pol isacáridos. Las lec- tinas tienen más de un sitio de unión oa- ra h id ra tos de carbono, por Io que es ián capac i tadas para ac tuar como in le rmec l ia - rios entre moléculas de adhesión celular en dos células. Las propiedades fijadoras de hidratos de carbono específicas de ias molécu las de lec t ina se u t i i i zan . por e jem- Zonula C A P í T I Fig. 6-10. lmagen capta- da con microscopio elec- trónico de una zonula oc- cludens entre dos células eoitel iales ci l índricas de la mucosa de la vesícula bi- l iar. x175.000. (Cedida por P. Ottosen.) plo, para la investigación de la composi- ción molecular de las moléculas de hidra- to de carbono de Ia superf icie celular (véa- se también histoquÍmica con lectinas en e l cap . 2 , p .45) . El extremo citoplasmático de las molé- culas de cadhaerinas (y quizá también de las NCAM) está unido mediante proteínas insertadas denominadas cateninas a los filamentos intermedios o a los filamentos de actina del ci toesqueleto, Io cual es de- cisivo para la fuerza de las uniones entre las céLulas. Las cadhaerinas se producen continua- mente en srandes concentraciones en casi todos los leiidot d.onde se encuentran. La producción y la act ividad de la cadhaerina E es necesa¡ia p¿ra que las células epitelia- les se mantengan unidas. En ausencia de Fig.6-1 1. lmagen captada con m¡croscopio electrónico de una réplica de un preparado por congelación y fractura de epitel io de in- test ino delgado. En la parte superior se obser- van microvel losidades ouebradas en dist intos planos, y en la parte inferior se dist ingue un re- ticulado de crestas correspondientes a la zonu- la occludens. Las crestas se encuentran en la cara P ( la superf icie que mira hacia afuera de la mitad interna de la membrana plasmática). x26 000 (Cedida por B Van Deurs.) cadhaerina E, las numerosas otras proteínas que intervienen en la adhesión celular y en Ios contactos celulares (véase más adelante) de las células epiteliales son incapaces de mantener la cohesión entre las células. Zonula occludens. Con el microscopio electrónico se dist inguen sobre las superf i- cies laterales de las células epiteliales ci- líndricas, inmediatamente por debajo de la superficie iibre, un complejo de contacto (ing. junctional complex). Por lo general éste se compone de tres tipos de contacto: zonula occludens, zonula adhaerens y desmosomas, La zonula occludens (ing. tight junction) se encuentra inmediatamen- te por debajo de la superficie libre del epi- telio. donde la capa externa de las membra- nas de dos células vecinas se acercan hasta aparentemente fusionarse (figs, 6-9 y 6-10J. La denominación zonula se debe a que es- ta zona yuxtaluminal de la fusión de las membranas se extiende como un cinto al- rededor de toda la célula (zonula. dim. del lal. zona. cinto). En dirección luminal-ba- sal el cinto tiene un ancho de unos 0,2 ¡rm. Se observa con gran aumento que las mem- branas sólo están en contacto entre sí a Io largo de una serie de puntos, donde las dos láminas externas de cada membrana se dis- tinguen como una única línea y realmente parecen fusionarse. En los preparados por congelación J' fractura, que dividen la do- ble capa l ipídica de Ia membrana celular y desnudan su estructura interna, se observa un reticulado de crestas sob¡e la cara P (protoplasmática) (réplica de Ia superficie que mira hacia afuera de la mitad interna de la membrana, véase fig. 3-6) y su corres- pondiente juego de surcos en Ia cara E (ex- tracelular) (réplica de Ia superficie que mi- ra hacia adentro de la mitad externa de la membrana) (fig. 6-11). Las crestas están compuestas por cordones de proteÍnas glo- bulares que componen la estructura de Ia membrana celular. Por el método de conge- Iación y fractura los cordones quedan fijos a la cara P, lo que Ie confiere el aspecto de peine, mientras que en la cara E "dejan Ia huella" como surcos complementarios. Se cree que en \as zonuloe occludentes las crestas están en contacto directo (ladoa la- do) con las crestas correspondientes de la célula vecina. lo que en los corfes comunes para ei microscopio electrónico se visuali- za como contactos puntiformes. Se cree que una proteína integral de membrana, denominada ocludina, inter- viene en la formación de los cordones ocluyentes. La ocludina se relaciona con dos proteínas de placa citoplasmáticas (fr. plaque, placa, del. gr. plax; véase con ma- yor detalle en desmosomas), ZO-1 y ZO-2, que posiblemente jueguen un papel im- nortante en la determinación de la locali- lación de la ocludina justo en la transi- M icrovellosidades Zonula occludens C A P I T U L O EPITELIO 163 ción entre las superficies celulares apical y basolateral. La zonula occludens cierra el esoacio interce-lular hacia la luz cerca de la suoer- f icie luminal (1a1. occludere, obstruir, ce- rrar). En consecuencia, las sustancias no pueden atravesa¡ la capa epitelial por vía ¡nfe¡celular, lo que se demuestra mediante exoerimentos con sustancias marcadas electrondensas incaoaces de atravesar la zonula occludens. Este tioo de contacto Iiene especial imporToncia en los epilelios de transporte, por ejemplo en el intestino delgado, dado que el pasaje f¡onscelular de la capa de epitelio permite la selección del tipo de sustancias transportadas. En al- gunos epitelios Ia zonula occludens obtu- ra el esoacio intercelular desde la luz con mayor densidad que en otros. Así, las zo- nulae occludentes son en extremo densas en el eoitelio de transición de las vías ex- cretorai urinarias, donde no hay ningún ti- po de absorción, en la mucosa del intest i- no delgado es de densidad más moderada, mientras oue en ios túbulos renales es me- nos densa. En los preparados por congela- ción y fractura se ha demostrado concu- rrentemente un número variable de crestas fusionadas en las zonulae occludentes, con mayor cantidad en las más densas. Las zonulae occludentes también de- sempeñan un papel importante en la divi- sión del plasmalema en dominios apical y basolateral, con distinta composición de proteínas de membrana correspondientes a las diferentes funciones (véase plasma- lema, cap. 3, p. 7O), dado que las proteÍnas son incapaces de atravesar las zonulae oc- cludentei por difusión lateral. Las zonulae occludentes juegan además cierto grado de papel mecónico, dado que las células están muy fuertemente unidas al l í . Zonula adhaerens. Este tioo de contac- to de anclaie se encuentra inmediatamen- te por debajo de la zonula occludens, don- de las membranas parecen divergir y lue- go transcurrir por una distancia de unos 20 nm. En la zonula adhaerens las mem- branas trilaminares oouestas tienen el as- pecto habitual, pero sobre la superficie ci- toplasmática interna se distingue una zona de densidad moderada con forma de olaca delgada a la que se f i ian Ios f i lamentos ci- toolasmáticos circundantes. En la hendi- dura intercelular a veces aDarece un mare- r ial ooco elecLrondenso. Los f i lamentos ci- toplásmáticos se componen de actina y en ocasiones se unen a la denominada red ter- minal, un entrecruzamiento de filamentos, sobre todo de miosina y de espectrina (véa- se más sobre espectrina en el cap. 10), que se localiza en el citoplasma más apical. Investigaciones inmunohistoquímicas y biomoleculares han demostrado que las 164 EPITELIO olacas de las zonuiae adhaerentes se com- ponen de la proteína vincul ina (f ig. 6-12), que une las placas a los f i lamentos de ac- t ina y así al ci toesqueleto. En las placas el plasmalema contiene moléculas de proteí- na transmembrana compuestas por cad- haerina que en parte se fija a la placa so- bre la cara citoplasmática de Ia membrana v en Darte se une en la hendidura interce- iular^a moléculas de cadhaerina corres- oondientes de Ia membrana celular de Ia óélula vecina. Las moléculas de cadhaeri- na median así Ia verdadera unión de las células y, a través de la placa, la f i jación al citoesqueleto. Es posible que la formación de la zonula adhaerens se deba a adhesión celular original a través de las moléculas de cadhaerina, que después por madura- ción de la célula l leve a la formación de la zonula adhaerens. La el iminación de io- nes calcio del medio extracelular induce la separación de Ia zonula adhaerens, co- mo consecuencia de Ia dependencia de Ios iones ca lc io de las molécu las de cad- haerina. La unión entre dos células también puede presentar características de lámina (en lugar de ani l lo o zonula), denominada fascia adhaerens. Esta estructura se en- cuentra en Ia musculatura cardíaca. Otra variante de la zonula adhaerens, también un contacto de anclaie. son las adhesiones focales. que relacionan la cé- lula con componentei de la matriz extra- celular, por -ejemplo fibronectina, que pertenece a un grupo de glucoproteÍnas de la matriz extracelular denominadas glucoproteínas adhesivas. La molécula de fibronectina tiene una serie de dominios, cada uno de los cuales se une a un comDo- nente de terminado y uno de los domin ios F ig .6 -12 . D mático de un haerens. C A P í T Filamentos de actina Placa Fig. 6-13. Dibujo esque- mático de una adheren- cia focal. Plasmalema Fibronectina Esoacio extracelular Adherencia focal Receptor de fibronectina se une a las superficies celulares mientras que el otro se fija a colágeno (véase más sobre colágeno en el cap. B, sobre tejido conectivo). En Ia localización de Ia mem- brana celular correspondiente a la adhe- sión focal se encuenira un receptor de fi- bronectina, una proteína transmembrana. En la cara externa de la superficie celular el receptor t iene un sit io dé unión para fi- bronectina, mientras que la superficie in- terna se une a la proteína tall ina, que jun- to con la vinculina forman parte de la pla- ca en Ia cara citoplasmática de la adhe- sión focal (f ig. 6-13). Al igual que en la zo- nula adhaerens la vinculina media la fiia- ción a los fi lamentos de actina del citoes- queleto, por Io que se refuerza el anclaje de Ia célula a la fibronectina de la matriz extracelular. EI receptor de fibronectina pertenece, junto con los receptores de otros compo- nentes de Ia matriz extracelular, entre ellos la laminina y determinados tipos especia- les de colágeno, a una familia de rccepto- res de la matriz extracelular denominadas integrinas. El nombre se debe a que las in- tegrinas integran o unen la matriz extrace- lular con el citoesqueleto. Esta integración induce acciones de los componentes de Ia matriz sobre Ia organizacióndel citoesque- leto y acciones recíprocas desencadenadas por la estructura del citoesqueleto sobre los comoonentes de la matriz extracelular. Las intégrinas también tienen funciones como recentores mediadores de señales. Si bien aún ie desconocen los detalles, en apariencia la unión a receptores del tipo de las integrinas parece activar procesos señal intracelulares en los oue intervienen fosforilaciones y uniones á distintas pro- teínas intercelulares. La mediación de se- ñales no ocurre sólo desde el exterior y ha- cia el interior de la célula. sino también desde el interior y hacia afuera, dado que la unión de moléculas señal intracelulares al dominio citoplasmático de moléculas de integrina desencadenan modificaciones de conformación en el sitio de unión ex- tracelular. Desmosomas. Estas estructuras repre- sentan el tercer componente de un c-om- plejo de contacto típ1co (fig. 6-9); a dife- rencia de la zonula occludens y Ia zonula adhaerens, no adoptan Ia forma de cintas, son casi circulares, con un diámetro de unos Docos cientos de nanómetros. Los desmoiomas no sólo se encueirtran en re- lación con los complejos de contacto, tam- bién aparecen dispersos sobre Ia superficie celular y en casi todas las capas epitelia- les. Son especialmente comunes en los epitelios expuestos a fuertes acciones me- cánicas, como por ejemplo, el epitelio pla- no estratificado de la epidermis y el epite- lio cilíndrico simple del intestino. Cabe destacar que codo uno de los tres tipos de contacto que se encuentran en el comple- jo de contactocaracteústico pueden apa- ÍeceÍ con independencia de Los demós. El desmosoma fue descubierto con el microscopio óptico, pero Ia misma deno- minación se aplica a este contacto de an- claje cuando ie observa al microscopio electrónico. Desde el punto de vista ul- traestructural se distinguen las dos mem- branas opuestas del desmosoma, separa- das por un espacio intercelular de unos 20 nm de ancho. Las membranas celulares presentan el espesor habitual, pero sobre la cara citoplasmática de cada membrana celular se obrerua material electrondenso (fig. 6-1a) en forma de placa. Las placas densas son sit io de fi jación de fi lamentos intermedios citoplasmáticos que conver- gen hacia Ios desmosomas; al igual que las células epiteliales se componen de quera- tina (en los desmosomas de la musculatu- ra cardíaca están formados por la proteína Fig. 6-14. lmagen de un desmosoma entre dos células tubulares renales. captada con mi- croscopio electrónico, x120.000. (Cedida por A.B. Maunsbach.) Esoacio intercelular cAP i ru to EPITELIO 165 5:n;:-t . Dibujo esquemático de un desmo- desmina). Los f i lamentos de queratina no final izan en la placa densa, sino entran en contacto con el la. forman un lazo en horqui l la en la capa densa y vuelven al citoplasma, alejándose del desmosoma (fig. 6-15), A menudo se dist ingue una l í- nea densa en el cent¡o del esoacio interce- lu la r . f ren le a l desmosoma. mien t ras que el resto del espacio intercelular, a cada la- do de la l ínea densa, está ocupado por ma- terial amorfo menos electrondenso. En ocasiones, el espacio intercelular es reco- rrido por finos filamentos transversales oue. sé determinó mediante métodos his- tóquímicos, contienen hidratos de carbono y que son degradados por enz imas que es- cinden proteínas. Si se efectúa esta degra- dación, las células se separan en los sit ios d e l o s d e s m o s o m a s . U l i e l i o r e s i n v e s t i s a - c i o n e s b i o q u Í m i c a s h a n d e m o s t r a d o q r r e la placa contiene las proteínas placoglobi- na y desmoplaqu ina . que l i jan la p laca a los f i lamentos de queratina v así anclan la placa al ci toesqueleto. Además, en el plas- malema cercano a la olaca se encuentran glucoproteínas transmembrana pertene- cientes a la famil ia de Ias cadhaerinas. de- nominadas desmogleína y desmocolina. Estas proteínas se f i jan con su dominio ci- toplasmático a Ia placa, mientras que con sus dominios extracelulares se unen a los corresoondientes dominios extracelulares de las-moléculas de la membrana celular opuesta. De este modo se unen las dos membranas celulares por el desmosoma y, a través de ia olaca v los filamentos de queratina, las celulas"componentes de la capa de enitelio forman una estructura fundamentál desde el punto de vista cito- 166 EPITELIO mecánico, de gran fuerza contra la trac- ción, por ejemplo, en el epitel io plano es- trat i f icado de la epidermis (véase cap. 17). Los hemidesmosomas se comoonen de s ó l o l a m i t a d d e u n d e s m o s o m á v o e r t e - n e c e n t a n l b i é n a l g r L r p o d e c o n t a c t o s c l e anc la je : só lo se encuent ran sobre la su- i l e r f i c i e L a s a l d e l a s c é l u l a s e p i t e l i a l e s . donc le no hacen contac to con las cé lu las advacentes , s lno que l im i tan con ia sus- tancia extracelnlar del tej ido conectivo (f ig. 6-16). De este modo, los hemidesmoso- mas no median contactos entre las células, sino entre células y la matriz extracelular, que aquí adopta la forma de una lámina ba- sal (parte de la membrana basal, véase con mayor detalle más adelante). Por lo tanto, la -..1 ,& ' : Fig .6-16 . D i l mático de un mosoma. F ig .6 -17 . lmr nexo (ing. gai entre dos célr res renales, c microscopio e x 150.000. (Ce A.B Maunsba Filamentos intermedios Lámlna densa Inteqrina (oe la lamrna Desmogleína Desmosoma Espacio inlercelular i¡ C A P I T Fig. 5-18. lmagen de un nexo entre dos células tu- bulares renales, captada con microscopio electróni- co. Durante la f i jación se ha tratado el tejido con una solución del material electrondenso lantano (hidróxido de lantano coloidal), que ocupa el espacio intercelular y además se ha introducido en el angosto espacio de 2 nm oue seoara las dos células en el nexo. x6B 000 (Cedida oor P Ottosen ) Fig. 6-20. Dibujo esque- mático de la conforma- ción ultraestructural del complejo de unión entre dos hepatocitos (donde éstos l imitan con un capi- lar bi l iar) Se observa una zonula occludens y un nexo, separaoos por un espacio intercelular de ancho normal se corres- ponde a la semimembra- na externa y si a la semi- membrana interna de la membrana plasmática (Según Hay, Greep y Weiss.) lan teno cn c l csna4 jg in le rce lu la r e l hemic lesu- losoma l lo só lo t ienc una fun- r ; ión c le anr : la je c l i s t in ta a la c le l c lesnroso- - , - - , 1 ^ , , . ; - ^ - , - ! . - , . r . , ! ! - i ; , , . ^ , , ^ l ^ ^ f ; 1 . , l l ¡ d . d ( ¡ r l l l ( l \ r : t . , l ¡ ( l t , l r - ¡ l ¡ l l ( r ¡ r l l ¡ l : l r r i l l ¡ , 1 - mentos c le ac t ina te rnr inen en la p la r :a s in fornar lazos como en el clesmoson' ia. Por otra l larte, las proteínas transmembLana del plasn-ralema en los desr-r-rosornas no son cadhaerinas, sino proteínas pertenecientes al grupo de infegrfuos, clado que, del mis- mo modo clue en las aclherencias fbcales. se unen con la porción intrar;elular de la placa, mientras que la porción extlacelular se une con los componentes de la matriz ( laminina) de la lámina basal. Fig.6-19. Dibujo esquemático del mismo t ipo de preparado de un nexo que el visto en la f i- gura 6-18 El lantano ocupa el espacio del nexo, y donde el corte atraviesa tangencialmente el plasmalema se observa un patrón hexagonal (Según Krst ió ) Nexo (ing. gap junction). Es un contacto intercelular extendido oue se errcuenrra so- l r r e l a s s u p e r f i c i e s l a t e i a l e s d e l a s c é l u l a s ooitel iales. Con mavor aumento se dist in- gi e q.re los nexos (1át. ne.xrrs, unión) tienen una hendidr-ira interceluiar (ing. gop) de unos 2 nm entre las membrana celulares enfrentadas. La hendidlrra rnanuene uons- tante el ancho a 1o larso cle toda la zona del contar;to (f ig. 6-17) E.sto se c. lelntrestra r;on sust¿urcias elr:ctronclensas nrarcadas como lau tano (h i r l ró r ido r le lan tano r ;o lo ida l ) , capaz cle introrlur; i lsr: cn la hr--ncl idula (f ig 6-18) . De es te n roc lo se demost ró , además, la p resenc ia c le una subun idad en la hend i - cl lrra. En los oreoaraclos con lantano en los r;uales el pláno- de corte es tangencial al piasmalema se dist inguen las subunidades extracelulares dispuestas en un patrón he- xagonal (f ig. 6-19). Investigaciones ulterio- res med ian te la técn ica de conge lac ión y fractura (f ig. 6-20) demostraron que las subunidades fbrman estructuras cilíndricas huer;as denominadas conexones oue cons- i J l.ffi Superf icie interna ) Corte tangencial del nexo r*tr ir',s.- C A P I T U L O EPITELIO 167 tituyen una parte integral de la membrana celular. Se ha demostrado así que cada co- nexón se compone de 6 subun idades. cada una de las cuales contiene una molécula de oroteína de transmembrana denominada ionexina. Las seis moléculas de conexina de cada conexón rodean un conducto que se extiende a través de toda la membrana celular. EI conducto de un conexón se ubi- ca lrente al conducto del correspondiente conexón en la célula adyacente y los dos conexones se unen Dara c rear una comuni - cación entre los citóplasmas de ambas cé- lulas. El conducto permite el pasaje de una célula a otra de moléculas solubles de peso molecular de hasta alrededor de r.oob, lo cual se ha determinado mediante experien- cias que utilizaron, por ejemplo, fluores- ceína y sacarosa. Se demostró además que es posible variar gradualmente el diámetro del conducto y, en consecuencia, su per- meabilidad,desde el cierre total hasta la abertura completa. Por ejemplo, un aumen- to de la concentración de iones calcio in- duce el cierre de los nexos en la célula; Ia permeabilidad también depende del po- tencial de membrana de la célula. Se encuentran nexos en casi todos los t ipos celulares, pero son especialmente numerosos en los tejidos que requieren comunicación muy rápida entre las célu- Ias que lo componen, dado que sin duda Ios nexos forman una bose estructural pa- ra la comunicación directa entre las célu- 1as. EI nexo es el único contacto que me- dia el acoplamiento eléctr ico (elecirotóni- co) entre las células (cabe recordar que, en las células vivas, la corr iente eléctr ica siempre es transportada por iones peque- ños , p . e j . , iones de sod io y c lo ro) . Con e l acop lamiento e lec t ro tón ico , pequeños io - nes atraviesan los conductos de los cone- xones v median la ráoida diseminación de una onda excitatoria de una a otra célula. De este modo, los nexos forman las sinap- sis eléctricas entre las células nerviosas y son especialmente numerosos en el cere- belo. oue coordina los movimientos mus- culares rápidos (véase con mayor detalle en el cap. 14). Los nexos permiten además oue Ias células de las musculaturas car- díaca y )isa se contraigan en forma casi si- multáanea (véase con mayor detalle en el cap. 13). Se cree que en otros t ipos de te- iido los nexos tienen la función de facili- tar la interacción metabólica entre las cé- lulas adyacentes, esto parece tener gran imoortancia en las células embrionarias duiante el desarrollo fetal. Los anticuer- pos contra conexinas, que bloquean los nexos. afectan así el desarrollo fetal nor- mal, lo cual. se ha demostrado experimen- talmente en fetos de ratón. Espacio extracelular lateral. En la ma- yoría de los epitel ios, este espacio suele 168 EPITELIO tener 20 a 30 nm de ancho. Se cree que la d is tanc ia depende de la carga negat iva de l glucocáliz, que mantiene constante el es- oacio intercelular debido a rechazo eléc- irico. En algunas ocasiones el espacio au- menta de tamaño; es el caso de los epite- I ios ci l índricos simples en que se produce una absorción desde la luz, por ejemplo, en el intestino delgado y Ia vesícula biliar, donde el espacio extracelular lateral se puede expandir como consecuencia del bombeo de fluido y de iones a través del plasmalema basolateral. En el recubri- miento endotelial de los capilares linfáti- cos los espacios tienen amplitud suficien- te para que pasen entre las células molé- culas grandes como, por ejemplo, proteí- nas piasmáticas y aun células completas (l infocitos, células tumorales). En los epi- tel ios planos estrat i f icados, los espacios intercelulares también se expanden, dado que t ienen por func ión la c i rcu lac ión de sustancias nutr ientes entre las céiulas de la gruesa capa de epitel io que, como todo epitel io, carece de vasos sanguíneos y i in- fát icos. En muchos epitel ios, por ejemplo Ia enidermis. se encuentran ramif icaciones términales de las víos nerviosas sensiti- vas, que transcurren por el espacio inter- celular (por lo general fibras transmisoras del doior). Por último cabe recordar que se pueden encontra.r glóbulos blancos, en especial lin- focitos, y macrófagos en el espacio interce- lular de los epitelios, en particular, en la mucosa de Ia boca. Estas células migran a través del epitelio desde el tejido conectivo subyacente hacia la superficie libre. Por F¡9. 6-21. Fotomicrografía de un preparado coloreado con PAS de la médula renal Cada túbulo renal está rodeado por una membrana basal, que se dist ingue como una l ínea fuerte- mente PAS positiva a lo largo de la base de las células eoitel iales del túbulo x340. C A P I T Fig.6-22. lmagen de la oorción basal de una cé- lula epitel ial de un túbulo renal, captada con mi- croscopio electrónico. La lámina densa y la lámina lúcida de la lámina ba- sal se distinguen a lo lar- go de la base de la célu- la. x28.500. (Cedida por S O. Bohman.) Fig. 6-23. Dibujo esque- mático de la lámina ba- sal y sus componentes moleculares Lámina densa Lámina lúcida ejemplo, el epitelio de las amígdalas pre- senta grar infiltración de Iinfocitos (infiltra- ción implica la introducción de lÍquidos, células, pigmentos, etc., entre las células, a diferencia de ubicación en las células). Las suoerficies laterales de las células eoitelialei secretoras a menudo están en cómunicación con la suoerficie libre a tra- vés de canalículos intercelulares (véase cap. 7). Una zonula occludens impide que el contenido de los canalículos filtre hacia el resto del espacio extracelular. Especializaciones de la superficie basal Membrana basal. Un epitel io está sepa- rado del tej ido conectivo subyacente por Ia capa extracelular de sostén, denomina- da membrana basal. En ocasiones la mem- brana basal es tan gruesa que se distingue en los preparados teñidos con hematoxi l i - na-eosina como un engrosamiento eosinó- f i lo que l imita el epitel io dei tej ido conec- t ivo. Pero, por lo general, sólo se visual iza con claridad en preparados especiales, en particular después de la tinción con el método de PAS o con los métodos de im- pregnación argéntica. En estos prepara- dos se distingue la membrana basal como una fina línea a lo largo de la base del epi- tel io (f ig. 6-21). Mediante microscooia electrónica se observa oue la "membrana basal" visible con el microscopio óptico contiene varios componentes estructurales. Con mayor frecuencia se observa un engrosamiento de unos 50 nm, compuesto por un reticu- lado de finos filamentos. Este engrosa- miento se denomina lámina densa y sigue exactamente Ia membrana basal celular de las células epitel iales (f19. 6-22). Entre la lámina densa y Ia membrana celular se distingue una capa poco electrondensa denominada lámina lúcida. En coniunto, la lámina densa y la lámina lúc ida se de- nominan lámina basal (a diferencia de la membrana basal visible con el microsco- pio óptico). Por debajo de Ia lámina basal se encuentra una zona angosta, más varia- ble, compuesta por fibras reticulares inclui- das en sustancia basal integrada por proteí- nas v oolisacáridos. Esta zona también se denomina lámina reticular (fig. 6-23) y junto con Ia lámina densa consti tuyen la membrana basal definida con el microsco- pio óptico. Es posible que su capacidad de impregnación con sales de plata se deba a las f ibras ¡et iculares, mientras que los componentes po l i sacár idos y g lucópro te i - cos de la lámina densa (véase más adelan- tel se t iñen con Ia reacción de PAS. En muchos casos se observa una lámina basal con desarrol lo escaso o nulo de la lá- mina ret icular alrededor de células no ep i te l ia les como ad ipoc i tos y cé lu las Célula eoitelial Láminal lúcida t Lámina I densa J Lámina basal Membrana Coláoeno t ioo, - i ) _--- / lV - Perlecano Laminina Entactin4-'. \ \ , ' . . , - , - - t ' - - - - Plasmalema Lámina reticular C A P I T U L O basal Colágenos t ipo I y t ipo l l l EPITELIO 169 musculares. En estos casos, esta estructu- ra se denomina lámina externa en lugar de lámina basal. Investigaciones inmunohistoquímicas y bioquímicas han demostrado que la lá- mina densa se comDone fundamental- mente de un fino reticulado de la gluco- proteína adhesiva laminina, colágeno ti- po IV, la glucoproteína entactina y un proteoglucano de gran tamaño denomina- do perlecano (véanse mayores detalles so- bre estas moléculas de la matriz extracelu- lar en el cap. B). El colágeno t ipo IV, sin bandas transversales, se encuentra exclu- sivamente en la lámina basal, donde con- forma un reticulado filamentoso que re- presenta la parte central de Ia lámina den- sa. EI resto de las moléculas que intervie- nen estabi l izan la capa mediante entre- cruzamientos de moléiulas de colágeno y de laminina, pero además la laminina fija la lámina densa a las células epiteliales suprayacentes, dado que la laminina po- see varios dominios con dist intas caracte- ríst icas deunión. Uno de el los se puede unir a los receptores de superficie de las células epitel iales, mientras que otro se une al colágeno t ipo IV de la lámina den- sa. El receptor de laminina de las células epiteliales es una proteína de transmem- brana del mismo t ipo que el receptor de la fibronectina y pertenece al grupo de inte- grinas. La entactina es una glucoproteína sulfatada que une Ia laminina y el coláge- no t ipo IV de Ia lámina densa. En los epi- telios estratificados expuestos a fuerte ac- ción mecánica, en especial el epitel io pla- no estratificado de Ia epidermis, también se encuentran las denóminadas f ibr i l las de anclaje. EI epitelio plano estratificado se une además con la iámina basal me- diante numerosos hemidesmosomas, de los cuales se extienden filamentos de co- lágeno tipo VII que anclan en el tejido co- nectivo subyacente. La lámina basal cumple varias funcio- nes importantes. Por una parte actúa co- mo sosfén del epitelio, dado que permite Ia fijación de ia parte inferior del epitelio con ia matriz extracelular subyacente, en especial con el colágeno que contiene. Por otra parte, la lámina basal actúa como f1- tro molecular pasivo, dado que retiene moléculas sobre la base de tamaño, forma o carga eléctrica. Esta función filtrante es muy notable en la lámina basal que rodea los capilares de los glomérulos renales (véase con mayor detal le en el cap. 20), donde la lámina basal filtra las moléculas. La lámina basal también actúa como "fiL- tro celular", dado que permite el pasaje de ciertas células, entre ellas, glóbulos blan- cos, relacionados con Ia defensa contra microorganismos invasores. mientras que. por el contrario, impide que otros tipos de 170 EPITELIO células de tejido conectivo ingresen al epitelio. En relación con los "procesos de cicaffización" posteriores a lesiones epi- teliales, la lámina basal actúa como capa de sostén para el ingreso (migración) de células nuevas desde los bordes circun- dantes de la herida hacia la zona dañada (véase también cap. 3, bajo citoesqueleto, pág. 93J. Por últ imo, en apariencia, la lá- mina basal influye sobre la diferenciación y Ia organización celulares, dado que las moléculas de la matriz extracelular reac- cionan con los receptores de superficie celulares y así actúan como moléculas se- ñal, por ejemplo los receptores del t ipo in- tegrinas, de Ia forma que se vio en la sec- ción previa sobre contactos ceiulares. Es posible que por esta función la lámina ba- sa l in te rvenga en los mecan ismos que in - fluyen sobre la diseminación de céIulas tumorales, cuando éstas abandonan el eoitelio v atraviesan la lámina basal hacia "i t" ; iao conectivo subyacente. Algunas células tumorales poseen gran cantidad de receptores de laminina, lo cual posi- blemente faci l i te la invasión del tel ido co- nectivo subyacente. Especializaciones de la superficie libre Microvellosidades. Mediante grandes aumentos con el microscopio óptico, en algunos epitel ios ci i Índricos se dist ingue un borde refringente a Io largo de la super- f icie I ibre de las células (f í9. 6-2a). En oca- siones, sobre el borde se ven l íneas vert i- cales, de donde deriva la designación r i- bete o borde en cepillo (ing. brus.h border o striated border). Mediante la microsco- pia electrónica se observa que el borde en cepil lo está compuesto por prolongacio- nes citoplasmáticas ci l índricas, microve- llosidades, sobre la superficie libre de la célula, cada una de el las rodeada por plas- malema (f ig. 6-25), El diámetro es de alre- dedor 0,L pm y la longitud de aproxima- damente 1 pm, correspondiente al espesor Fig. 6-24. Fo fía del epitel i< del intest ino ( borde en ce¡ estriada") sc perf icie lumi serva claram( coloreado cor na-eosina. x6 C A P í T Borde en cepi l lo Fig. 6-25. lmagen del eoitel io del intest ino del- gado captada con micros- copio electrónico. Se dis- t inguen las microvel losi- dades adyacentes Parale- las que componen el bor- de en cepi l lo. x70.000. (Cedida por A B. Mauns- bach ) Cubierta superficial f ilamentosa Haz filamentoso distingue con nitidez un borde en cepillo, por ejemplo, el epitelio absortivo del in- testino delgado (figs. 6-24 y 6-25) y los tú- bulos proximales renales [f ig. 6-26), las mic rove l los idades aparecen ver t i ca les y oaralelas entre sí, lo cual sin duda se de- be al haz de filamentos bien desarrollado. Por el contrario, en los epitelios con esca- sas microvel losidades, a menudo, éstas se encuentran orientadas al azar y se distin- quen sólo escasos filamentos internos'- La función de las microvellosidades es aumentar la superficie libre luminal, por lo oue se encuentran microvellosidades en óantidad suficiente para formar borde en cepillo en las células cuya función principal es la obso¡ción. Puede haber más de 1.000 sobre cada célula absort iva, Io cual implica un aumento de casi 20 ve- ces en la superficie de la membrana lumi- nal en contácto con las sustancias a se¡ ab- sorbidas. Se ha demostrado además que bordes en cepi l lo aislados dei epitel io in- testinal contienen una serie de enzimas intestinales que catalizan la escisión final de las sustancias nutritivas. Estas enzimas desempeñan un papel importante relacio- nado con Ia digestión y Ia absorción de los nutrientes, y su locali.zación en Ia superfi- cie absortiva muy aumentada del epitelio t iene importancia estratégica. Estereocilias. Esta especialización de la superficie se encuentra en el epitelio que recubre el epidídimo y el conducto deferen- te. Con el microscopio óptico se distinguen finas estructuras filiformes de varios pm de Iargo que se mantienen unidas en pequeños penachos (fig. 6-27). Se considera que cada prolongación es inmóvil, por 1o que se de- Áignaron estereocilias (gr. stereos, fiio), da- do que con el microscopio óptico parecen Fig.6-26. lmagen de las microvel losidades que forman el ribete en cepillo del epitelio de los túbulos renales proximales, captada con microscopio electrónico Aquí las microvel losi- dades fueron cortadas transversalmente y se observa con claridad que son prolongaciones citoplasmáiicas, rodeadas en su total¡dad por plasmalema. Nótese además el haz filamentoso central x60.000 (Cedida por A.B. Maunsbach.) del borde en cepi l lo. A menudo el plas- malema alrededor de las microvellosida- des presenta un recubrimiento superficial filamentoso externo que se tiñe con el mé- todo histoquímico de PAS y representa un glucocál iz bien desarrol lado. t lna micro- vel losidad contiene un haz longitudinal central de 20-30 f i lamentos de actina in- cluidos en el extremo en un material elec- trondenso que los comunica con el plas- malema. En la base de la microvel losidad el haz de f i lamentos se continúa hacia la red terminal, donde los f i lamentos de ac- t ina se mezclan con los haces f i lamento- sos que al l í se encuentran (como se vio en ,on.rlu adhaerens, la red terminal contie- ne una mezc),a de filamentos de miosina y de espectrina, que se fijan en la periferia a las zonulas adhaerentes) y donde se cree oue se adosan a los f i lamentos de miosina. ios filamentos de actina del haz central se mantienen a distancia fija entre sí me- diante oroteínas entrecruzadas denomina- das villina y fimbrina, de las cuales sólo la villina aparece en las microvellosida- des y se considera de importancia. Ade- más, el haz de filamentos de actina se fija a intervalos regulares al plasmalema me- diante "brazos" Iaterales compuestos por un complejo de miosina y de la proteÍna fiiadora de calcio calmodulina (véase con mayor detal le en el cap. 7). A pesar de Ia presenc ia de ac t ina y mios ina , se c ree que la función del haz de filamentos de actina se limita a conferir rigidez y a anclar la microvellosidad a la red terminal, pues se ha abandonado la hipótesis anterior de una función motriz con contracción de Ias microvel losidades. En los epitel ios en los cuales mediante microscopia óptica se c A P í r u t o EPITELIO 171 Estereocilias Fig. 6-27. Fotomicrograf Ía de epitelio cilíndri-co seudoestratifícado del epidídimo. Sobre la superficie luminal se observan estereoc¡l¡as que forman prolongaciones en penacho. Corte coloreado con hematoxilina férrica x440 cilias móviles (véase la sección siguiente). Sin embargo, con el microscopio electróni- co se demostró que son microvellosidades muy largas que óarecen del complejo fila- mentoso central. En consecuencia son flexi- bles y se eruoscan entre sí en los extremos, lo cual les confiere el aspecto de penachos con el microscopio óptico. Se cree qlue Ia función de las estereoci- Iias es oumentar'la superficie. Por lo tan- to, es posible que intervengan en la muy importante absorción de líquidos que tie- ne lugar en el epidídimo. Cilias. Las cilias o fimbrias son prolon- Baciones móviles (también se denóminan cinocilias, para diferenciarlas de las este- reocilias inmóviles) que mediante movi- mientos oscilantes activos son caoaces de Fig.6-28 lme da con micro barrido de la luminal del e tráquea. Entn recubiertas pc observan célu crovellosidade por B. Holma.' F ig .6 -29 . lmá ci l ias de epitel quea, captadar croscopro etecl a se observa u longitudinal y tes transversal (x36.000), mie muestra un co versal con ma to (x90.000). A tinguen con nit túbulos dobles y los dos túbufr duales centrale das por P. Otto C A P í T L r r.q_-3ü,ozr:- Microvellosidades Cil ias .b 172 EPITELIO Fig. 6-31 . Dibujo esque- mático de un corte transversal a través del axonema de una ci l ia, sobre la base de gran- des aumentos de micros- copio electrónico (Según Hopk ins . ) movilizar líquidos o una capa mucosa por encima de la superficie del epitelio en que se encuenrran. Las cilias se suelen hallar por cientos sobre cada célula epitelial. Cada cilia mi- de, en promedio, unos 10 pm de largo y unos 0,2 pm de diámetro, por lo que se ubica dentro del poder de resolución del microscopio óptico (véase fig. 6-5). En Ia base de cada cilia se distingue un peque- ño grano o cuerpo basal. EI aspecto de las cilias es más destacado con Ia microsco- pia electrónica de barrido (fig. 6-28). Mediante el microscopio electrónico se observa oue las cilias contienen un com- pleio inteino de microtúbulos longitudina- les denominado axonema (fig. 6-29a). En cortes transversales se ve que éste se com- pone de dos túbulos individuales rodea- dos oor un anillo de nueve túbulos dobles dispuestos en forma regular (estructura "9 + 2") (f ie. 6-29bJ. El cuerpo basai se compone de nueve microtúbulos triples que forman la pared de un cilindro hueco (fig. 6-30). En consecuencia, se asemeja mucho a un centríolo. Desde el cuerpo ba- sal se extienden pequeños filamentos, "raí- ces", hacia el citoplasma apical. El axone- ma de los microtúbulos transcurre desde el extremo superior de la cilia hasta Ia base, donde los nueve túbulos dobles periféricos se continúan en la pared del cuerpo basal. Mientras que los dos microtúbulos cen- trales se corresponden exactamente con los microtúbulos citoplasmáticos (como se vio en el cap. 3 bajo citoesqueleto, véase pág. 93), esto no ocurre con los túbulos dobles periféricos. De hecho, los túbulos son dife- ientes, dado que hay un túbulo circular completo, el túbulo A, y un túbulo incom- pleto con forma de C, el túbulo B, adherido al túbulo A. En conjunto forman una figu- ra de B al corte transversal (fig. 6-31). En consecuencia, el túbulo A presenta una pared completa compuesta por 13 protofi- lamentos, mientras que el túbulo B sólo contiene 10 protofilamentos y comparte 3 Vaina central de dineína Fig. 6-30. Dibujo esquemát¡co que muestra en tres dimensiones la conformación ultraestruc- tural de una cilia y el correspondiente cuer- po basal. (Según DuPraw.) con el túbulo A. Desde cada túbulo A se extienden dos hileras de brazos cortos, uno externo y otro interno, en dirección al oróximo túbulo doble. Los brazos están óompuestos por la proteína motora dineí- na ciliar (relacionada con la dineína cito- plasmática, que se estudió en el cap. 3, pág. 97), capaz de escindir el ATP, y se ubican a lo largo del túbulo doble, a inter- valos de unos 20 nm. Desde los túbulos A se extienden, además, "ejes radiales" ha- cia los dos túbulos centrales, donde se fi- jan a una vaina que rodea los microtúbu- Ios centrales. Los túbulos dobles externos también están relacionados entre sí a tra- vés de piezas de unión de nexina. Con el microscopio óptico se observa que las cilias de ias células vivos golpean rápidamente hacia adelante y atrás. Me- diante cinemicrografía se pueden retrasar los movimientos y analizarlos. Se observa c A P í r u t o Pieza de unión de nexina EPITELIO 173 Fig. 6-32. Dibujos esquemáticos de los movi- mientos de las ci l ias, sobre la base de to- mas cinemicrográficas de las ci l ias nasales del ser humano a muestra el golpe efectivo, m¡entras que b muestra el golpe de retorno. (Según Proetz.) entonces que cada cilia efectúa un rápido movimiento hacia adelante. denominado golpe efectivo, donde permanece rígida, y u golpe de retorno más lento, donde es flexible (f ig. 6-32). Por lo general, las ci l ias golpean con un r i tmo asincrónico o meta- c rón ico . va que c i l ias suces ivas . des fasa- das en un c ic lo de go lpes , p rodur ;en ondas que se desplazan lentanente por sobre la superf icie del epitel io como un campo de tr igo que ondea con el viento (f ig 6-33). Las ondas se deplazan en una dirección constanle v son caDaces de mover Llna ca- pa mucosa ientamente por encima del epi- tel io (como una escalera mecánica). Las ci l ias con r i tmo metacrónico se en- cuentran en qran número en las células su- perficiales dél epitelio que recubre las vías aéreas (f ig. 6-28), además de algunas de las células de los órganos sexnales femeninos. En las vías aéreas, la actividad ciliar gene- ra un movimiento hacia arriba en la caoa mucosa sobre e l ep i te l io : de es te modo se eliminan partículas de polvo y microorga- nismos atrapados en la capa mucosa. En la trompa de Falopio los movimientos ci l ia- res son importantes para el transporte de la célula huevo en dirección del útero. Ei axonema es la base estructural de los movimientos ciliares activos. Se cree oue. Fig. 6-32. Dibujo esquemático del movimiento ondulado secuencial sobre una superf icie epitel ial recubierta por ci l ias La f lecha indica la dirección del desplazamiento de una capa mucosa por encima de el las. (Según Proetz.) sin modif icar la longitud, los túbulos do- bles periféricos se desl izan unos respecto a otros de manera equi.valente al mecanis- mo denominado "dé desl izamiento de f i- lamentos" para el acortamiento de la mus- culatura esiriada (véase con mayor detalle en el cap. 13). La molécula de dineína r; i- liar de un brazo de dineína (al igual de las dineínas citoplasmáticas) t iene cabezas globulares (que se unen a ATP y t ienen ac- tividad ATPasa) y una cola unida al tÍrbu- lo A (el túbulo A se corresponde con una organela ql le se une a la cola de la dineí- n a r : i l o p l a s n r á t i c a . c r r a n d o é s t a t r a n s p o r t a organelas) Las cabezas cle dineÍna se f i jan r ; íc l i camente a los s i t ios de un ión sobre e l túrbulo B v así "nigran" sobre la superf icie de éste, dado que la energía para la migra- ción se obtiene por escisión de ATP. Es posible que el mecanismo sea similar al que causa los movimientos cícl icos de las ciberas de miosina a lo larso de un fila- mento de ac t ina (véase con mayor de ta l le en el cap. 13). Debido a Ia comunicación entre el túbulo A y el túbulo B mediante las piezas de unión de nexina no se pro- ducirá un verdadero movimiento de desl i- zamiento, como ocurrir ía si los micrtÍrbu- Ios estuvieran l ib¡es; en cambio, los movi- mientos se transforman en una flexión del axonema v de la ci l ia. La formación de las ci l ias, ci l iogénesis, t iene lugar a par t i r de un número equ iva- lente de centríolos que cumplen ia función de cuerpos basales. La cantidad necesaria de centríolos se genera sin intervención de un centrÍolo previo, alrededor decuerpos densos denominados organizadores de Síndrome de Kartagener La importancia de los brazos de di- neína para la motil idad de las cil ias se desprende, entre otros factores, de los síntomas del síndrome de Kartagener (en honor del médico suizo Manes Kar- tagener), raro trastorno hereditario autosómico recesivo. Estos pacientes presentan aumento de tamaño de los bronquios debido a la incapacidad pa- ra transportar mucus por las vías respi- 174 EPITELIO rator ias mediante los movimientos cil iares del epitelio local; en algunos casos Ios pacientes también son inférti- les porque los espermatozoides son in- móviles. En estos pacientes faltan los brazos de dineína de las cil ias y, cuan- do hay espermatozoides inmóvi les, del axonema de la cola de estas cé- lulas (véase con mayor detalle en el cap. 22). C A P I T procentríolos. Los nuevos centríolos mi- gran a la superficie celular, donde se trans- forman en cuerpos basales que favorecen la formación del axonema por polimeriza- ción de las oroteínas microtubulares. Flagelos. Los flageios tienen una estru- cutra interna que parece ser igual a la de las cilias pero se diferencia en que por 1o general sólo hay un flagelo por célula, que mide 15-30 pm de largo. Los f lagelos más largos se encuentran en Ia cola de Los es- permatozoides que, en el ser humano, mi- de unos 55 pm de largo (véase con mayor detal le en el cap. 22). También los movr- mientos son diferentes de las cilios, pues- to oue un movimiento ondulatorio recorre todb el f lagelo. A pesar de la forma de mo- vimiento dist inta, la base molecular de los movimientos es igual que para las ci l ias. Además de conformar la cola de los es- permatozoides, esporádicamente se en- cuentran f lagelos en mamíferos ( incluso el hombre) en muchos t ipos dist intos de células epitei iales. En estos casos no se conocen con certeza sus funciones. traumáticas. Esto vale especialmente pa- ra los epitel ios que recubren la superf i- cie externa del organismo y del tubo di- gestivo; en condiciones normales, existe una oérdida constante de células de es- tos epitel ios. En las glándulas sebáceas cutáneas las células forman parte del p r o d u c l o d e s e c r e c i ó n y s e e l i m i n a n d e este modo; en el útero una parte del en- dometrio se pierde durante la menstrua- c ión . Esta pérdida normal, o f isiológica, de célu1as epitei iales es reemplazada por medio de llna rcgeneración fisiológica equivalente, que t iene lugar sobre la base de divisiones mitót icas de células eoite- l i a l e s m á s i n d i f e r e n c i a d a s . P o r e j e m p l o . en el eoitel io olano estrat i f icado de la epidermis, las iélulas madre del estrato basal producen las células necesarias pa- ra reno\¡ar la epidermis por divisiones mitót icas ¡ ' , en el tubo digestivo, las célu- las epitel iales más indiferenciadas de las glándulas regeneran el epitel io r; i i índrico simole. En este caso. el recambio t iene lu- gar con tanta rapidez que el epitel io su- perf icial del estómago se renueva cada 3 días. Los dist intos t ipos de poblaciones celulares regeneradoras y los mecanismos moleculares que regulan la división celu- lar se vieron en el capítulo 4, bujo ciclo ce lu la r (véase p . 116) . 12. ¿Dónde se encuentran numerosos hemidesmosomas? 13. ¿Cuál es la función de los nexos? 14. ¿Puede describir la diferencia entre Ia membrana basal y la lómina bosal? i.5. ¿Conoce alguno de Ios cuatro tipos de macromoléculas oue intervienen en la lámina densa de la lámina basal? 16. Intente describir el aspecto al microscopio electrónico de una microvellosidad. 1,7. ¿Ctál es el aspecto de un corte transversal de una cilia al microsco- pio electrónico? 18. ¿Cómo se ven las estereocilias al microscopio electrónico? 19. ¿Qué se entiende por golpe efectivo y por golpe de retorno, respectiva- rnente, en los movimientos ciliares? 20. ¿Cuál es la función de las cilias? Renovación y regeneración de epitelios Los eo i te l ios de la economía es tán ex- Duestos en forma constante a acciones Cuestionario sobre epitelio 1. ¿Cómo se define un epitelio? 2. ¿Se desarrolla epitelio a partir de todas las capas germinativas? 3. ¿Cómo se clasifican los epitelios desde el punto de vista descriptivo? 4. ¿Sobre qué tipo de tejido descansan siempre los epitelios? 5. ¿Existen vasos sanguíneos en los eoitelios? 6. ¿Conoce a lgunos e jemplos de moléculas de adhesión celular? 7. ¿Cuál es la función de la fibronecti- na? B. Intente describir el aspecto al microscooio electrónico de una zonula oócludens. 9. ¿Cuál es la función de la zonula occludens? 10. ¿Cuál es el aspecto al microscopio electrónico de un desmosoma? 11. ¿Sabe qué media la unión de dos células en un desmosoma? C A P I T U L O EPITELIO 175 176 EPITELIO C A P í T
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