Las fibras elásticas (o fibras amarillas ) son un componente esencial de la matriz extracelular compuesta por haces de proteínas ( elastina ) que son producidas por varios tipos de células diferentes, incluidos fibroblastos, endoteliales, músculos lisos y células epiteliales de las vías respiratorias. [1] Estas fibras pueden estirarse muchas veces su longitud y volver a su longitud original cuando se relajan sin pérdida de energía. Las fibras elásticas incluyen elastina , elaunin y oxitalán .
Fibra elástica | |
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Identificadores | |
FMA | 63868 |
Terminología anatómica [ editar en Wikidata ] |
El tejido elástico se clasifica como "tejido conectivo propiamente dicho". [2]
Las fibras elásticas se forman a través de la elastogénesis, [3] un proceso altamente complejo que involucra varias proteínas clave, incluidas la fibulina-4, la fibulina-5, la proteína de unión del factor de crecimiento transformante latente 4 y la proteína asociada a microfibrillas 4 [4] [5] [6] [7] En este proceso , la tropoelastina , el precursor monomérico soluble de las fibras elásticas, es producida por células elastogénicas y acompañada de la superficie celular. Después de la excreción de la célula, la tropoelastina se autoasocia en partículas de ~ 200 nm por coacervación, un proceso impulsado por entropía que implica interacciones entre los dominios hidrofóbicos de la tropoelastina, mediada por glucosaminoglicanos, heparán y otras moléculas. [8] [9] [10] Estas partículas luego se fusionan para dar lugar a esférulas de 1-2 micrones que continúan creciendo a medida que se mueven hacia abajo desde la superficie de las células antes de depositarse en los andamios microfibrilares de fibrilina . [1]
Después de la deposición sobre las microfibrillas, la tropoelastina se insolubiliza mediante una extensa reticulación por parte de los miembros de la lisil oxidasa y la lisil oxidasa de la familia de amino oxidasas dependientes del cobre en elastina amorfa , un polímero insoluble y altamente resistente que es metabólicamente estable durante la vida humana. [1] Estas dos familias de enzimas reaccionan con los muchos residuos de lisina presentes en la tropoelastina para formar aldehídos reactivos y alisina a través de la desaminación oxidativa . [11]
Estos aldehídos y alisinas reactivos pueden reaccionar con otros residuos de lisina y alisina para formar desmosina , isodesmosina y una serie de otras reticulaciones polifuncionales que unen las moléculas circundantes de tropoelastina en una matriz de elastina ampliamente reticulada. Este proceso crea una gama diversa de enlaces cruzados intramoleculares e intermoleculares [12] Estos enlaces cruzados únicos son responsables de la durabilidad y persistencia de la elastina. El mantenimiento de la elastina reticulada se lleva a cabo mediante una serie de proteínas, incluida la proteína 1 similar a la lisil oxidasa. [13]
Las fibras elásticas maduras consisten en un núcleo de elastina amorfa rodeado por glicosaminoglicanos, heparán sulfato [14] y otras proteínas como las glicoproteínas asociadas a microfibrillas , fibrilina , fibulina y el receptor de elastina .
Distribución
Las fibras elásticas se encuentran en la piel , pulmones , arterias , venas , tejido conectivo propiamente dicho , cartílago elástico , ligamento periodontal , tejido fetal y otros tejidos que deben someterse a estiramiento mecánico. [1] Las fibras elásticas están ausentes en las cicatrices , los queloides y los dermatofibromas y están muy disminuidas o están ausentes en las anetodermas . [15]
Histología
Las fibras elásticas se tiñen bien con fucsina aldehído , orceína , [16] y tinción elástica de Weigert en histológicas secciones.
La reacción de permanganato-bisulfito-azul de toluidina es un método altamente selectivo y sensible para demostrar fibras elásticas bajo ópticas polarizadas. La birrefringencia inducida demuestra la estructura molecular altamente ordenada de las moléculas de elastina en la fibra elástica. Esto no es evidente con una óptica normal.
Defectos y enfermedades
Existe evidencia para creer que ciertos defectos de cualquier componente de la matriz elástica pueden alterar y alterar la apariencia estructural de las fibras elásticas y de colágeno .
La cutis laxa y el síndrome de Williams tienen defectos de la matriz elástica que se han asociado directamente con alteraciones en el gen de la elastina.
La deficiencia de alfa-1 antitripsina es un trastorno genético en el que la elastina se degrada excesivamente por la elastasa , una proteína degradadora liberada por los neutrófilos durante la respuesta inflamatoria. Esto conduce con mayor frecuencia a enfisema y enfermedad hepática en las personas afectadas.
El síndrome de Buschke-Ollendorff , la enfermedad de Menkes , el pseudoxantoma elástico y el síndrome de Marfan se han asociado con defectos en el metabolismo del cobre y lisil oxidasa o defectos en la microfibrilla (defectos en la fibrilina o fibulina, por ejemplo).
La enfermedad de Hurler , una enfermedad de almacenamiento lisosómico , se asocia con una matriz elástica alterada.
La hipertensión y algunos defectos cardíacos congénitos se asocian con alteraciones en las grandes arterias , arterias y arteriolas con alteraciones en la matriz elástica.
Elastosis
La elastosis es la acumulación de fibras elásticas en los tejidos y es una forma de enfermedad degenerativa . [17] Hay una multitud de causas, pero la causa más común es la elastosis actínica de la piel, también conocida como elastosis solar , que es causada por la exposición prolongada y excesiva al sol, un proceso conocido como fotoenvejecimiento . Las causas poco frecuentes de elastosis cutánea incluyen elastosis perforante serpiginosa , elastosis calcificada perforante y elastosis focal lineal . [17]
Condición | Características distintivas | Histopatología |
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Elastosis actínica (más común, también llamada elastosis solar) | Elastina que reemplaza las fibras de colágeno de la dermis papilar y la dermis reticular | |
Elastosis perforans serpiginosa | Fibras elásticas degeneradas y conductos perforantes transepidérmicos (la flecha en la imagen apunta a uno de ellos) [18] | |
Elastosis calcificada perforante | Agrupamiento de fibras elásticas cortas en la dermis. [18] | |
Elastosis focal lineal | Acumulación de material elastótico fragmentado dentro de la dermis papilar y eliminación transcutánea de fibras elastóticas. [18] |
Ver también
- Arteria elástica
Referencias
- ^ a b c d Vindin H, Mithieux SM, Weiss AS (noviembre de 2019). "Arquitectura de elastina". Biología matricial . 84 : 4-16. doi : 10.1016 / j.matbio.2019.07.005 . PMID 31301399 .
- ^ Strum JM, Gartner LP, Hiatt JL (2007). Biología e histología celular . Hagerstwon, MD: Lippincott Williams & Wilkins. pag. 83 . ISBN 978-0-7817-8577-8.
- ^ Mithieux SM, Weiss AS (2005). "Elastina". Avances en la química de proteínas . Elsevier. 70 : 437–61. doi : 10.1016 / s0065-3233 (05) 70013-9 . ISBN 978-0-12-034270-9. PMID 15837523 .
- ^ Robertson IB, Horiguchi M, Zilberberg L, Dabovic B, Hadjiolova K, Rifkin DB (septiembre de 2015). "Proteínas de unión a TGF-β latentes" . Biología matricial . 47 : 44–53. doi : 10.1016 / j.matbio.2015.05.005 . PMC 4844006 . PMID 25960419 .
- ^ Pilecki B, Holm AT, Schlosser A, Moeller JB, Wohl AP, Zuk AV, et al. (Enero de 2016). "Caracterización de la proteína 4 asociada a microfibrilares (MFAP4) como una proteína de unión a tropoelastina y fibrilina implicada en la formación de fibras elásticas" . La revista de química biológica . 291 (3): 1103–14. doi : 10.1074 / jbc.M115.681775 . PMC 4714194 . PMID 26601954 .
- ^ Dabovic B, Chen Y, Choi J, Vassallo M, Dietz HC, Ramirez F, et al. (Abril de 2009). "Funciones duales para LTBP en el desarrollo pulmonar: LTBP-4 modula de forma independiente la elastogénesis y la actividad de TGF-beta" . Revista de fisiología celular . 219 (1): 14-22. doi : 10.1002 / jcp.21643 . PMC 2719250 . PMID 19016471 .
- ^ Nakamura T, Lozano PR, Ikeda Y, Iwanaga Y, Hinek A, Minamisawa S, et al. (Enero de 2002). "Fibulin-5 / DANCE es fundamental para la elastogénesis in vivo". Naturaleza . 415 (6868): 171–5. doi : 10.1038 / 415171a . PMID 11805835 .
- ^ Yeo GC, Keeley FW, Weiss AS (septiembre de 2011). "Coacervación de tropoelastina". Avances en ciencia de interfases y coloides . 167 (1–2): 94–103. doi : 10.1016 / j.cis.2010.10.003 . PMID 21081222 .
- ^ Wu WJ, Vrhovski B, Weiss AS (julio de 1999). "Los glicosaminoglicanos median la coacervación de la tropoelastina humana a través de interacciones de carga dominante que involucran cadenas laterales de lisina" . La revista de química biológica . 274 (31): 21719–24. doi : 10.1074 / jbc.274.31.21719 . PMID 10419484 .
- ^ Tu Y, Weiss AS (julio de 2008). "La coacervación de tropoelastina mediada por glucosaminoglicanos suprime la concentración crítica, acelera la formación de coacervados y facilita la fusión de esférulas: implicaciones para el microconjunto de tropoelastina". Biomacromoléculas . 9 (7): 1739–44. doi : 10.1021 / bm7013153 . PMID 18547105 .
- ^ Lucero HA, Kagan HM (octubre de 2006). "Lisil oxidasa: una enzima oxidativa y efectora de la función celular". Ciencias de la vida celular y molecular . 63 (19-20): 2304-16. doi : 10.1007 / s00018-006-6149-9 . PMID 16909208 .
- ^ Schräder CU, Heinz A, Majovsky P, Karaman Mayack B, Brinckmann J, Sippl W, Schmelzer CE (septiembre de 2018). "La elastina está reticulada heterogéneamente" . La revista de química biológica . 293 (39): 15107-15119. doi : 10.1074 / jbc.RA118.004322 . PMC 6166741 . PMID 30108173 .
- ^ Liu X, Zhao Y, Gao J, Pawlyk B, Starcher B, Spencer JA, et al. (Febrero de 2004). "La homeostasis de la fibra elástica requiere 1 proteína similar a la lisil oxidasa" . Genética de la naturaleza . 36 (2): 178–82. doi : 10.1038 / ng1297 . PMID 14745449 .
- ^ Gheduzzi D, Guerra D, Bochicchio B, Pepe A, Tamburro AM, Quaglino D, et al. (Febrero de 2005). "El sulfato de heprano interactúa con la tropoelastina, con algunos péptidos de la tropoelastina y está presente en las fibras elásticas de la dermis humana". Biología matricial . 24 (1): 15-25. doi : 10.1016 / j.matbio.2004.12.001 . PMID 15748998 .
- ^ Ackerman AB, Böer A, Bennin B, Gottlieb GJ (enero de 2005). Diagnóstico histológico de enfermedades inflamatorias de la piel Un método algorítmico basado en el análisis de patrones: aspectos embriológicos, histológicos y anatómicos: fibras elásticas (tercera ed.). Ardor Scribendi. pag. 522. ISBN 9781893357259.
Las fibras elásticas están ausentes en los procesos de cicatrización como cicatrices, queloides y dermatofibromas.
- ^ "Tejido conectivo" . Archivado desde el original el 7 de noviembre de 2008.
- ^ a b Wright B. "Elastosis" . DermNet NZ .
- ^ a b c Hosen MJ, Lamoen A, De Paepe A, Vanakker OM (2012). "Histopatología del pseudoxantoma elástico y trastornos relacionados: distintivos histológicos y pistas de diagnóstico" . Scientifica . 2012 : 598262. doi : 10.6064 / 2012/598262 . PMC 3820553 . PMID 24278718 .
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enlaces externos
- Imagen de histología: 00801ooa - Sistema de aprendizaje de histología en la Universidad de Boston - "Fibras elásticas del tejido conectivo"
- Materia de Histología UIUC 328
- Foto de anatomía: TérminosCélulas y tejidos / conectivo / elástico / elástico2 - Organología comparativa en la Universidad de California, Davis - "Tejido conectivo, elástico (LM, alto)"