Las uniones estrechas , también conocidas como uniones oclusivas o zonulae occludentes (singular, zonula occludens ) son complejos de unión multiproteicos cuya función general es prevenir la fuga de solutos transportados y agua y sella la vía paracelular . Las uniones estrechas también pueden servir como vías con fugas al formar canales selectivos para pequeños cationes, aniones o agua. Las uniones estrechas están presentes principalmente en vertebrados (con la excepción de Tunicates [1] ). Las uniones correspondientes que se producen en los invertebrados son uniones septadas .
Unión estrecha | |
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Detalles | |
Identificadores | |
latín | Junctio occludens |
Malla | D019108 |
TH | H1.00.01.1.02007 |
FMA | 67397 |
Terminología anatómica [ editar en Wikidata ] |
Estructura
Las uniones estrechas se componen de una red ramificada de hebras de sellado, cada hebra actuando independientemente de las demás. Por lo tanto, la eficiencia de la unión para prevenir el paso de iones aumenta exponencialmente con el número de hebras. Cada hebra está formada por una fila de proteínas transmembrana incrustadas en ambas membranas plasmáticas, con dominios extracelulares que se unen entre sí directamente. Hay al menos 40 proteínas diferentes que componen las uniones estrechas. [2] Estas proteínas constan de proteínas transmembrana y citoplásmicas. Las tres proteínas transmembrana principales son la ocludina , las claudinas y las proteínas de la molécula de adhesión de la unión ( JAM ). Estos se asocian con diferentes proteínas de la membrana periférica como la ZO-1 ubicada en el lado intracelular de la membrana plasmática, que anclan las hebras al componente actina del citoesqueleto . [3] Por lo tanto, las uniones estrechas unen los citoesqueletos de las células adyacentes.
Proteínas transmembrana:
- La occludina fue la primera proteína integral de membrana que se identificó. Tiene un peso molecular de ~ 60 kDa. Consta de cuatro dominios transmembrana y tanto el N-terminal como el C-terminal de la proteína son intracelulares. Forma dos bucles extracelulares y un bucle intracelular. Estos bucles ayudan a regular la permeabilidad paracelular. [4] La occludina también juega un papel clave en la estructura celular y la función de barrera. [5]
- Las claudinas se descubrieron después de la ocludina y son una familia de 24 proteínas de mamíferos diferentes. [6] Tienen un peso molecular de ~ 20 kDa. Tienen una estructura similar a la de la ocludina en el sentido de que tienen cuatro dominios transmembrana y una estructura de bucle similar. Se entiende que son la columna vertebral de las uniones estrechas y juegan un papel importante en la capacidad de las uniones estrechas para sellar el espacio paracelular. [7] Se encuentran diferentes claudinas en diferentes lugares del cuerpo humano.
- Las moléculas de adhesión de la unión ( JAM ) son parte de la superfamilia de inmunoglobulinas. Tienen un peso molecular de ~ 40 kDa. Su estructura difiere de la de las otras proteínas integrales de membrana en que solo tienen un dominio transmembrana en lugar de cuatro. Ayuda a regular la función de la vía paracelular de las uniones estrechas y también participa en ayudar a mantener la polaridad celular. [8]
- Las angulinas se descubrieron en 2011 mediante la detección visual de proteínas que se localizan en uniones estrechas tricelulares. [9] Hay tres miembros de las angulinas, Angulin-1 / LSR, Angulin-2 / ILDR1 y Angulin-3 / ILDR2. Al igual que los JAM, las angulinas son proteínas de transmembrana única. Todas las angulinas tienen un dominio de tipo inmunoglobulina en la región extracelular y un motivo de unión a PDZ en el extremo carboxi. Son responsables del establecimiento de uniones estrechas tricelulares y regulan la función de barrera paracelular. [10]
Funciones
Realizan funciones vitales: [11]
- Mantienen las células juntas.
- Función de barrera, que se puede subdividir en barreras protectoras y barreras funcionales que sirven para fines tales como el transporte de materiales y el mantenimiento del equilibrio osmótico:
- Las uniones estrechas ayudan a mantener la polaridad de las células al evitar la difusión lateral de las proteínas integrales de la membrana entre las superficies apical y lateral / basal , lo que permite las funciones especializadas de cada superficie (por ejemplo, endocitosis mediada por receptores en la superficie apical y exocitosis en la superficie basolateral). superficie) para ser conservado. Esto tiene como objetivo preservar el transporte transcelular.
- Las uniones estrechas impiden el paso de moléculas e iones a través del espacio entre las membranas plasmáticas de las células adyacentes, por lo que los materiales deben entrar en las células (por difusión o transporte activo ) para pasar a través del tejido. La investigación que utiliza métodos de congelación-fractura en microscopía electrónica es ideal para revelar la extensión lateral de las uniones estrechas en las membranas celulares y ha sido útil para mostrar cómo se forman las uniones estrechas. [12] La vía intracelular restringida exigida por el sistema de barrera de unión estrecha permite un control preciso sobre qué sustancias pueden pasar a través de un tejido en particular. (Las uniones estrechas desempeñan este papel en el mantenimiento de la barrera hematoencefálica ). En la actualidad, todavía no está claro si el control es activo o pasivo y cómo se forman estas vías. En un estudio para el transporte paracelular a través de la unión estrecha en el túbulo proximal del riñón, se propone un modelo de doble vía: grandes roturas de hendidura formadas por discontinuidades poco frecuentes en el complejo TJ y numerosos poros circulares pequeños. [13]
En fisiología humana hay dos tipos principales de epitelios que utilizan distintos tipos de mecanismos de barrera. Las estructuras epidérmicas, como la piel, forman una barrera a partir de muchas capas de células escamosas queratinizadas. Los epitelios internos, por otro lado, dependen más a menudo de uniones estrechas para su función de barrera. Este tipo de barrera está formada principalmente por solo una o dos capas de células. Durante mucho tiempo no estuvo claro si las uniones celulares estrechas también juegan algún papel en la función de barrera de la piel y epitelios externos similares, pero investigaciones recientes sugieren que este es realmente el caso. [14]
Clasificación
Los epitelios se clasifican como "apretados" o "con fugas", según la capacidad de las uniones estrechas para evitar el movimiento de agua y solutos : [15]
- Los epitelios apretados tienen uniones estrechas que impiden la mayor parte del movimiento entre las células. Ejemplos de epitelios estrechos incluyen el túbulo contorneado distal , el conducto colector de la nefrona en el riñón y los conductos biliares que se ramifican a través del tejido hepático . Otros ejemplos son la barrera hematoencefálica y la barrera hematoencefálica del líquido cefalorraquídeo.
- Los epitelios con fugas no tienen estas uniones estrechas o tienen uniones estrechas menos complejas. Por ejemplo, la unión estrecha en el túbulo proximal del riñón, un epitelio muy permeable, tiene solo dos o tres hebras de unión, y estas hebras exhiben infrecuentes grandes roturas de hendidura.
Ver también
- Cadherin
- Brecha de la salida
- Proteína de unión estrecha (desambiguación)
- Zonulin
Referencias
- ^ Banerjee, Swati; Sousa, Aurea D .; Bhat, Manzoor A. (2006). "Organización y función de las uniones septadas: una perspectiva evolutiva". Bioquímica y biofísica celular . 46 (1): 65–78. doi : 10.1385 / CBB: 46: 1: 65 . ISSN 1085-9195 . PMID 16943624 . S2CID 3119021 .
- ^ Itallie, Christina M. Van; Anderson, James M. (1 de agosto de 2009). "Fisiología y función de la unión estrecha" . Perspectivas de Cold Spring Harbor en biología . 1 (2): a002584. doi : 10.1101 / cshperspect.a002584 . ISSN 1943-0264 . PMC 2742087 . PMID 20066090 .
- ^ Anderson, JM; Van Itallie, CM (agosto de 2009). "Fisiología y función de la unión estrecha" . Cold Spring Harb Perspect Biol . 1 (2): a002584. doi : 10.1101 / cshperspect.a002584 . PMC 2742087 . PMID 20066090 .
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- ^ Departamento de Biología. "Uniones estrechas y otras conexiones celulares" . Davidson College . Consultado el 20 de septiembre de 2013 .
enlaces externos
- Una descripción general de Tight Junction en Zonapse.Net
- Occludin en foco en Zonapse.Net
- Tight + Junctions en los encabezados de temas médicos (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
- Imagen de histología: 20502loa - Sistema de aprendizaje de histología en la Universidad de Boston