Hemidesmosomas: descripción, estructura y funciones
Los hemidesmososmas son estructuras de apariencia asimétrica que conectan células epiteliales. Los dominios basales de la célula son ligados a la lámina basal subyacente. Son particularmente importantes es tejidos que están en constante tensión mecánica.
Estas uniones epiteliales se encargan de incrementar la estabilidad global de los tejidos epiteliales por la participación de los filamentos intermedios del citoesqueleto y los distintos componentes de la lámina basal. Es decir, fomentan las adhesiones estables en el tejido conjuntivo.
El término hemidesmosoma puede llevar a confusiones. Si bien es cierto que un hemidesmosoma se asemeja a “medio” desmosoma (otro tipo de estructura asociado a la adherencia entre células vecinas), pocos de los componentes bioquímicos coinciden entre ambas estructuras, por lo que la similitud es totalmente superficial.
En la clasificación de las uniones celulares, los hemidesmosomas son consideradas uniones de anclaje, y se agrupan junto a las uniones estrechas, los desmosomas en cinturón y los desmosomas puntuales.
Las uniones de anclaje se encargan de mantener unidas a las células, mientras que la categoría opuesta (uniones comunicantes) tienen funciones de comunicación entre células adyacentes.
Índice del artículo
Las células son los bloques estructurales de los seres vivos. Sin embargo, la analogía con un ladrillo o un bloque estructural falla en algunos aspectos. Al contrario de los ladrillos de una construcción, las células adyacentes sí presentan una serie de conexiones y se comunican entre ellas.
Entre las células, existen diversas estructuras que las conectan y permiten tanto el contacto como la comunicación. Una de estas estructuras de anclaje son los desmosomas.
Los hemidesmosomas son uniones celulares que se encuentran en distintos epitelios y están expuestos a una constante abrasión y fuerzas mecánicas.
En estas regiones, existe una separación potencial entre las células epiteliales del tejido conjuntivo subyacente, gracias al estrés mecánica. El término hemidesmosoma proviene de la similitud aparente con medio desmosomas.
Son comunes en la piel, la córnea (una estructura localizada en el ojo), distintas mucosas de la cavidad oral, del esófago y de la vagina.
Se ubican en la superficie celular basal y proveen un incremento en la adhesión de la lámina basal.
Un desmosoma es una estructura de conexión asimétrica que está formada por las dos partes principales:
- Una lámina citoplasmática interna que se encuentra en asociación con filamentos intermedios – estos últimos también son conocidos como queratinas o tonofilamentos.
- El segundo componente de los hemidesmosomas es la placa de membrana externa que se encarga de conectar al hemidesmosoma con la lámina basal. En esta asociación participan los filamentos de anclaje (conformados por la laminina 5) y la integrina.
En la placa de los hemidesmosomas existen las siguientes proteínas principales:
Plectina
La plectina se encarga de formar enlaces cruzados entre los filamentos intermedios y la placa de adhesión del desmosoma.
Se ha demostrado que esta proteína tiene la capacidad de interactuar con otras estructuras, como los microtúbulos, los filamentos de actina, entre otros. Por ello, son cruciales en la interacción con el citoesqueleto.
BP 230
Su función es fijar los filamentos intermedios a la placa de adhesión intracelular. Se denomina 230, ya que su tamaño es 230 kDa.
La proteína BP 230 se ha relacionado con distintas enfermedades. La falta de una BP 230 que funcione correctamente provoca una patología llamada penfigoide ampollar, que provoca la aparición de ampollas.
En los pacientes que padecen de esta enfermedad, se han podido detectar un alto nivel de anticuerpos contra los componentes de los hemidesmosomas.
Erbina
Es una proteína con un peso molecular de 180 kDa. Está involucrada con la conexión entre BP 230 y las integrinas.
Integrinas
A diferencia de los desmosomas que son ricos en cadherinas, los hemidesmosomas poseen altas cantidades de un tipo de proteínas denominadas integrinas.
Específicamente, encontramos la proteína integrina α6β4. Es un heterodímero formado por dos cadenas polipeptídicas. Existe un dominio extracelular que se introduce en la lámina basal y establece interacciones con las lamininas (laminina 5).
Los filamentos de anclaje son moléculas formadas por laminina 5 que se localizan en la región extracelular de los hemidesmosomas. Los filamentos se extienden desde las moléculas de integrinas hasta la membrana basal.
Esta interacción entre la laminina 5 y la integrina mencionada es crucial para la formación del hemidesmosoma y conservar la adhesión en el epitelio.
Al igual que la BP 230, la funcionalidad incorrecta de las integrinas se ha relacionado con ciertas patologías. Una de ellas es la epidermólisis ampollar, una condición hereditaria cutánea. Los pacientes que sufren de esta enfermedad presentan mutaciones en el gen que codifica para las integrinas.
Colágeno de tipo XVII
Son proteínas que atraviesan las membranas y tienen un peso de 180 kDa. Están relacionados con la expresión y la función de la laminina 5.
Los estudios bioquímicos y médicos de esta importante proteína han dilucidado su papel en la inhibición de la migración de células ubicadas en el endotelio durante el proceso de angiogénesis (formación de vasos sanguíneos). Además, regula los movimientos de los queratinocitos en la piel.
CD151
Es una glucoproteína de 32 kDa y juega un papel indispensable en la acumulación de las proteínas receptoras integrínicos. Este hecho permite facilitar las interacciones entre las células y la matriz extracelular.
Es importante evitar confundir los términos filamentos de anclaje y fibrillas de anclaje, ya que ambos son usados con bastante frecuencia en la biología celular. Los filamentos de anclaje están formados por laminina 5 y colágeno del tipo XVII.
En contraste, las fibrillas de anclaje están formadas por colágeno del tipo VII. Ambas estructuras tienen distintas papeles en la adhesión celular.
La función principal de los hemidesmosomas es la unión de las células a la lámina basal. Esta última es una capa delgada de matriz extracelular cuya función es separar el tejido epitelial y las células. Como su nombre lo indica, la matriz extracelular no está compuesta por células, sino por moléculas proteínas externas.
En palabras más simples; los hemidesmosomas son estructuras moleculares que se aseguran de sujetar nuestra piel y funcionan como una especie de tornillos.
Se localizan en regiones (mucosas, ojos, entre otros) que están constantemente bajo tensión mecánica y su presencia ayuda a mantener la unión entre la célula y la lámina.
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