Las uniones estrechas , también conocidas como uniones oclusivas o zonulae occludentes (singular, zonula occludens ), son complejos de unión multiproteicos cuya función canónica es evitar la fuga de solutos y agua y los sellos entre las células epiteliales . [1] También desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la estructura y la permeabilidad de las células endoteliales . [1] Las uniones estrechas también pueden servir como vías de fuga al formar canales selectivos para pequeños cationes, aniones o agua. Las uniones correspondientes que se producen en los invertebrados son uniones septadas .
Estructura
Las uniones estrechas se componen de una red ramificada de hilos de sellado, cada uno de los cuales actúa independientemente de los demás. Por lo tanto, la eficacia de la unión para impedir el paso de iones aumenta exponencialmente con el número de hebras. Cada hebra se forma a partir de una fila de proteínas transmembrana incrustadas en ambas membranas plasmáticas, con dominios extracelulares que se unen directamente entre sí. Hay al menos 40 proteínas diferentes que componen las uniones estrechas. [2] Estas proteínas constan de proteínas transmembrana y citoplasmáticas. Las tres proteínas transmembrana principales son las proteínas ocludina , claudinas y molécula de adhesión a la unión ( JAM ). Estos se asocian con diferentes proteínas de membrana periférica como la ZO-1 ubicada en el lado intracelular de la membrana plasmática, que ancla las hebras al componente de actina del citoesqueleto . [3] Por lo tanto, las uniones estrechas unen los citoesqueletos de las células adyacentes.
Representación de las proteínas transmembrana que forman las uniones estrechas: ocludina, claudinas y proteínas JAM.
Proteínas transmembrana:
La ocludina fue la primera proteína integral de membrana identificada. Tiene un peso molecular de ~60kDa. Consta de cuatro dominios transmembrana y tanto el extremo N como el extremo C de la proteína son intracelulares. Forma dos bucles extracelulares y un bucle intracelular. Estos bucles ayudan a regular la permeabilidad paracelular. [4] La ocludina también desempeña 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 más de 27 miembros diferentes en los mamíferos. [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 desempeñan un papel importante en la capacidad de las uniones estrechas para sellar el espacio paracelular. [7]
Las moléculas de adhesión de unión ( JAM ) forman parte de la superfamilia de las inmunoglobulinas. Tienen un peso molecular de ~40 a 48 kDa. [8] Su estructura difiere de la de 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 el mantenimiento de la polaridad celular. [9]
Las angulinas se descubrieron en 2011 mediante detección visual de proteínas que se localizan en uniones estrechas tricelulares. [10] Hay tres miembros de las angulinas, Angulina-1/LSR, Angulina-2/ILDR1 y Angulina-3/ILDR2. Al igual que las JAM, las angulinas son proteínas transmembrana únicas. Todas las angulinas tienen un dominio similar a una 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. [11]
Funciones
La TEM de tejido de riñón de rata muestra una unión estrecha densa en proteínas (tres líneas oscuras) con un aumento de ~55.000x.
Realizan funciones vitales: [12]
Las uniones estrechas proporcionan a las células endoteliales y epiteliales una función de barrera, que se puede subdividir en barreras protectoras y barreras funcionales que sirven para fines como el transporte de materiales y el mantenimiento del equilibrio osmótico:
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 poder atravesar el 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. [13] 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 sobre el transporte paracelular a través de la unión estrecha del túbulo proximal del riñón, se propone un modelo de vía dual: grandes hendiduras formadas por discontinuidades poco frecuentes en el complejo TJ y numerosos poros circulares pequeños. [14]
Las uniones estrechas ayudan a mantener la polaridad apicobasal de las células al prevenir la difusión lateral de proteínas integrales de la membrana entre las superficies apical y lateral/basal , permitiendo las funciones especializadas de cada superficie (por ejemplo, endocitosis mediada por receptores en la superficie apical y exocitosis en la superficie). superficie basolateral) que se va a preservar. Esto permite el transporte transcelular polarizado y funciones especializadas de las membranas apicales y basolaterales.
Clasificación
Los epitelios se clasifican como "estrechos" o "con fugas", según la capacidad de las uniones estrechas para impedir el movimiento de agua y solutos : [15]
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 sólo dos o tres hebras de unión, y estas hendiduras rara vez presentan grandes hendiduras.
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enlaces externos
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