Las células mesangiales son células especializadas del riñón que forman el mesangio del glomérulo . Junto con la matriz mesangial forman el polo vascular del corpúsculo renal . [1] La población de células mesangiales representa aproximadamente el 30-40% del total de células del glomérulo. [2] Las células mesangiales se pueden clasificar como células mesangiales extraglomerulares o células mesangiales intraglomerulares , según su ubicación relativa con respecto al glomérulo. Las células mesangiales extraglomerulares se encuentran entre las arteriolas aferentes y eferentes hacia el polo vascular del glomérulo. [3] Las células mesangiales extraglomerulares están adyacentes a las células mesangiales intraglomerulares que se encuentran dentro del glomérulo y entre los capilares . [4] La función principal de las células mesangiales es eliminar los residuos atrapados y las proteínas agregadas de la membrana basal, manteniendo así el filtro libre de residuos. Se ha demostrado que las propiedades contráctiles de las células mesangiales son insignificantes a la hora de cambiar la presión de filtración del glomérulo. [ cita necesaria ]
Las células mesangiales tienen formas irregulares con cuerpos celulares en forma de cilindros aplanados y prolongaciones en ambos extremos que contienen actina , miosina y actinina , lo que les confiere propiedades contráctiles. [5] Los filamentos de anclaje de las células mesangiales a la membrana basal glomerular pueden alterar el flujo capilar al cambiar el área de la superficie de ultrafiltración glomerular . [1] Las células mesangiales extraglomerulares están en estrecha conexión con las células arteriolares aferentes y eferentes mediante uniones comunicantes , lo que permite la comunicación intercelular. [3] Las células mesangiales están separadas por espacios intercelulares que contienen una matriz extracelular llamada matriz mesangial que es producida por las células mesangiales. [1] La matriz mesangial proporciona soporte estructural al mesangio. [1] La matriz mesangial está compuesta de proteínas de la matriz glomerular como el colágeno IV (cadenas α1 y α2), colágeno V, colágeno VI, laminina A, B1, B2, fibronectina y proteoglicanos . [6]
No está claro si las células mesangiales se originan a partir de células mesenquimales o estromales . Sin embargo, hay evidencia que sugiere que se originan en otros lugares fuera del glomérulo y luego migran hacia el glomérulo durante el desarrollo. [7] Riñones fetales e infantiles humanos teñidos para actina del músculo liso alfa (α-SMA), un marcador de células mesangiales, demostraron que las células mesenquimales positivas para α-SMA migran hacia el glomérulo y durante una etapa posterior se pueden encontrar dentro del mesangio. [5] Es posible que compartan el mismo origen que las células de soporte, como los pericitos y las células del músculo liso vascular , o incluso que sean un tipo de célula del músculo liso vascular especializada. [8]
Durante el desarrollo, las células mesangiales son importantes en la formación de capilares contorneados que permiten que se produzca una difusión eficiente. Las células precursoras endoteliales secretan factor de crecimiento derivado de plaquetas (PDGF)-B y las células mesangiales tienen receptores para PDGF. Esto induce a las células mesangiales a unirse a las células endoteliales, lo que hace que los vasos sanguíneos en desarrollo formen bucles, lo que da como resultado capilares contorneados. [8] Los ratones que carecen del factor de crecimiento PDGF-B o PDGFRβ no desarrollan células mesangiales. [8] Cuando las células mesangiales están ausentes, el vaso sanguíneo se convierte en un único vaso dilatado con una disminución de hasta 100 veces en el área de superficie. [8] El factor de transcripción de PDGFRβ, Tbx18, es crucial para el desarrollo de las células mesangiales. Sin Tbx18, el desarrollo de las células mesangiales se ve comprometido y da como resultado la formación de asas dilatadas. [8] Los progenitores de células mesangiales también son un objetivo de PDGF-B y pueden seleccionarse mediante la señal para luego convertirse en células mesangiales. [9]
Las células mesangiales forman una unidad funcional glomerular con las células endoteliales glomerulares y los podocitos mediante interacciones de vías de señalización molecular que son esenciales para la formación del penacho glomerular. [1] Las células mesangiales ayudan a la filtración al constituir parte de la estructura del penacho capilar glomerular que filtra los líquidos para producir orina. [10] La comunicación entre las células mesangiales y las células del músculo liso vascular a través de uniones comunicantes ayuda a regular el proceso de retroalimentación tubuloglomerular y la formación de orina. [11] El daño a las células mesangiales utilizando el anticuerpo Thy 1-1 específico para las células mesangiales provoca que se pierda la vasoconstricción de las arteriolas mediada por la retroalimentación tubuloglomerular. [11]
Las células mesangiales pueden contraerse y relajarse para regular el flujo capilar. [1] Esto está regulado por sustancias vasoactivas . [12] La contracción de las células mesangiales depende de la permeabilidad de la membrana celular a los iones de calcio y la relajación está mediada por factores paracrinos, hormonas y AMPc . [12] En respuesta al estiramiento capilar, las células mesangiales pueden responder produciendo varios factores de crecimiento: TGF -1, VEGF y factor de crecimiento del tejido conectivo . [1]
El mesangio está expuesto a macromoléculas de la luz capilar, ya que están separadas únicamente por un endotelio fenestrado sin membrana basal. [2] Las células mesangiales desempeñan un papel en la restricción de que las macromoléculas se acumulen en el espacio mesangial mediante procesos de captación independientes del receptor de fagocitosis , micro y macropinocitosis , o procesos dependientes del receptor y luego se transportan a lo largo del tallo mesangial. [1] El tamaño, la carga, la concentración y la afinidad por los receptores de las células mesangiales de la macromolécula afectan la forma en que se elimina la macromolécula. [13] Los triglicéridos pueden sufrir pinocitosis y los complejos de anticuerpos IgG pueden provocar la activación de moléculas de adhesión y quimiocinas por parte de las células mesangiales. [1] También regulan la filtración glomerular.
La expansión de la matriz mesangial es una característica de la nefropatía diabética , aunque también involucra la interacción de otras células, incluidos los podocitos y las células endoteliales. [14] La expansión mesangial se produce debido al aumento de la deposición de proteínas de la matriz extracelular, por ejemplo fibronectina, en el mesangio. [6] Luego se produce la acumulación de proteínas de la matriz extracelular debido a una degradación insuficiente por parte de las metaloproteinasas de la matriz . [6]
El aumento de los niveles de glucosa da como resultado la activación de vías metabólicas que conducen a un aumento del estrés oxidativo . [2] Esto, a su vez, da como resultado la sobreproducción y acumulación de productos finales de glicosilación avanzada responsables de aumentar el riesgo de desarrollar enfermedades glomerulares. [15] Las células mesangiales cultivadas en proteínas de matriz modificadas con productos finales de glicosilación avanzada demuestran una mayor producción de fibronectina y una disminución de la proliferación. [15] Estos factores eventualmente conducen al engrosamiento de la membrana basal glomerular, la expansión de la matriz mesangial y luego la glomeruloesclerosis y la fibrosis . [dieciséis]
Las patologías mesangiales también pueden desarrollarse durante la fase temprana de la diabetes. La hipertensión glomerular hace que las células mesangiales se estiren, lo que provoca la expresión inducida de GLUT1, lo que conduce a un aumento de la glucosa celular. [16] La repetición del ciclo de estiramiento y relajación de las células mesangiales debido a la hipertensión aumenta la proliferación de células mesangiales y la producción de matriz extracelular que luego puede acumularse y provocar enfermedad glomerular. [dieciséis]