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TEJIDO EPITELIAL IIMODIFICACIONES DEL PLASMALEMA
U.N.A.M. FACULTAD DE MEDICINADEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA CELULAR Y TISULAR
UNIDAD TEMÁTICA I CURSO 2010-2011
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICOFACULTAD DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA CELULAR Y TISULAR
BIOLOGÍA CELULAR E HISTOLOGÍA MÉDICA
CÉSAR EDUARDO MONTALVO ARENAS M.V.; Ms. C. B.
Apoyo técnico: Tec. Acad. Francisco Pasos Nájera
Técnico: Ricardo Hernández Trujillo.
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Tejido epitelial:MODIFICACIONES DEL PLASMALEMA.
Las células epiteliales muestran modificaciones de la
membrana celular muy características. Se
clasifican de acuerdo a su localización en:
a) Modificaciones del polo apical.
b) Modificaciones del polo basal.
c) Modificaciones laterales
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Tejido Epitelial: Modificaciones del plasmalema
Se clasifican en
MODIFICACIONES DEL PLASMALEMA
BasalesApicales Laterales
• Microvellosidades
• Cilios
•Estereovellosidades
- De Oclusión: Zónula ocludens (unión estrecha)
- De Adhesión: a) Zónula adherens (unión adherente)
b) Macula adherens (Desmosoma)
- De Comunicación: Nexo o
Hendidura (conexones).
- Interdigitaciones
• Contactos focales
• Hemidesmosomas
• Interdigitaciones
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Tejido epitelial: Modificaciones del Plasmalema
Modificaciones del polo o superficie apical.
Desempeñan funciones específicas; contienen enzimas, canales iónicos y proteínas transportadoras.
Se clasifican en:
- Microvellosidades: Evaginaciones digitiformes de la membrana celular (de 2 a 10 µm de longitud). Contienen citoplasma y componentes proteínicos del citoesqueleto.
- Cilios: Prolongaciones cilíndricas alargadas ( de 10 a 50 µm de longitud). Generan movimiento anterógrado; transportan sustancias depositadas en la superficie epitelial. Albergan un conjunto de microtúbulos y proteínas asociadas formando el axonema.
- Estereovellosidades (estereocilios). Evaginaciones digitiformes alargadas ( de 10 a 20 µm). Carecen de movimiento propio.
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
CARACTERÍSTICAS GENERALES:
• Existen en la superficie apical de células que poseen gran capacidad de absorber sustancias.
• Son prolongaciones o evaginaciones digitiformes.
• Poseen en su superficie glicoproteínas y glicofosfolípidos (glucocálix) que exhiben una reacción P.A.S (+).
• Son de dimensiones y aspectos variables.
• Al microscopio fotónico, al conjunto de microvellosidades, se les denomina “chapa estriada” o “ribete en cepillo”.
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
Vellosidades intestinales.
Tinción: P.A.S. + H-E. Las flechas
muestran a la chapa estriada dando
reacción PAS + 400x
Epitelio Intestinal. Se observan las
microvellosidades en forma de ribete
en cepillo. Corte fino coloreado con
azul de toluidina 1,250x
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
“Chapa estriada o “ribete en cepillo”, color magenta (PAS +)
Corteza del riñón: Túbulos contorneados.
Tinción: P.A.S. + Luxol fast Blue.
a) Proximales (1000x) y b) Distales (400x)
a
b
a
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
Microvellosidades pequeñas. Célula
epitelial de una glándula uterina.
Microscopio Electrónico 20,000x
Microvellosidades irregulares y
ramificadas. Células del sincicio-
trofoblasto placentario. M.E. 20,000x
Se caracterizan funcionalmente porque incrementan de manera notable la
superficie de absorción de las células epiteliales.
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
Microvellosidades abundantes y de
tamaño uniforme. Célula absortiva del
epitelio intestinal. M.E. 20,000 x
Ross, M. Pawlina, W. Histología. 5ª Edición.
2006
Microvellosidades del epitelio
intestinal.Presencia del a) glucocalix y
del b) citosqueleto de actina. M.E. 68,000 x
Sobotta, Welsch, U. Histología. 2ª Edición
2009
a
b
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
Fotomicrografías electrónicas de microvellosidades intestinales en
secciones a) longitudinales, y b) transversales. 68,000x. Observar el
glucocalix (gc) y en la sección transversal el paquete de filamentos de
actina (flecha). Sobota y Welsch. Histología. 2009. Editorial Médica panamericana.
gc
a b
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
Demostración de glucocálix en microvellosidades intestinales.
(S. Ito y D.W. Fawcett) en Karp,G. Biología Celular y Molecular 5ª edición 2009
Fotomicrografía electrónica
de microvellosidades
intestinales mostrando la
presencia del glucocálix
(color negro) de la
membrana celular. 50,000x
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Microvellosidades: Componentes macromoleculares
Las microvellosidades contienen:
• Un haz central de microfilamentos de actina, unidos entre sí
por moléculas proteínicas de fascina y fimbrina . La miosina I
une el haz de actina al plasmalema.
• Anclaje apical de los filamentos de actina en un soporte de
villina.
• Anclaje basal de sostén y soporte del haz de filamentos de
actina en el velo terminal, constituido también por una red
horizontal de filamentos de actina conectados por miosina II y
tropomiosina, estabilizados por espectrina.
La capacidad contráctil de miosina II y tropomiosina abre a las
microvellosidades para aumentar el espacio intervelloso.
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Modificaciones del plasmalema: MICROVELLOSIDADES
Esquemas representativos del citoesqueleto (componentes
macromoleculares) de las microvellosidades.
Figuras a) Sobota y Welsch; b) Ross y Pawlina.
(a) (b)
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Modificaciones del plasmalema: ESTEREOVELLOSIDADES o estereocilios (denominación antigua)
Se localizan en el epidídimo, en la porción inicial del
conducto deferente y en las células sensoriales del
oído interno. Son prolongaciones inmóviles y de
longitud muy larga (10 a 15 µm)
Epidídimo, sección transversal. H-E 500x . Sobotta y Wlesch
Estereovellosidades al
microscopio electrónico.
20,000x. Ross y Pawlina.
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Modificaciones del plasmalema: ESTEREOVELLOSIDADES
Referente a las microvellosidades,
poseen diferencias en su estructura
macromolecular del citoesqueleto.
La Erzina es la proteína que vincula el
haz de actina con el plasmalema.
- Carecen de villina en el extremo
apical.
- En el tercio basal se forman
puentes entre cada estereovellosidad.
- En la red de actina submembranal
basal la proteína alfa-actinina
reemplaza a los enlaces de miosina
II.
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Modificaciones del plasmalema: CILIOS
Epitelio respiratorio: en el borde apical se observan abundantes cilios
(flechas). a) Tinción H – E. 750 x; Ross y Pawlina. Histología. 5ª ed. 2007
b) Tinción Hematoxilina fosfotúgnstica 1000 x
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Modificaciones del plasmalema: CILIOS
Características generales:
- Prolongaciones finas y largas (pestañas), miden de 10 a 100
µm de longitud.
- Poseen movimiento vibrátil anterógrado. Trasladan sustancias
localizadas en la superficie celular.
- Se ubican en los epitelios de las vías respiratorias, de las
trompas uterinas, en el epéndimo y forma la cola de los
espermatozoides (flagelo).
Los cilios se anclan en los cuerpos basales (constituidos por
una estructura molecular semejante a los centríolos).
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Modificaciones del plasmalema: CILIOS
Secciones longitudinales y transversales de cilios a) En el interior de cada
uno de ellos se disponen los pares de microtúbulos formando el axonema En la
base de cilio se disponen los cuerpos basales. b) En las secciones transversales
el axonema muestra los nueve pares de microtúbulos y el par central.
a
a
b
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Componentes macromoleculares
proteínicos de los cilios.
La composición macromolecular del citoesqueleto (axonema) está integrada por:
a) Microtúbulos dispuestos en
- La periferia: un anillo de nueve dobletes (anillos A Y B)
- El centro: Un par de microtúbulos completos (singuletes)
b) Proteínas asociadas (PAMs):
- Nexina, mantiene la integridad del anillo periférico.
- Dineina, Genera la fuerza para el movimiento.
(ver la representación esquemática de la estructura molecular en la imagen siguiente).
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Modificaciones apicales: Cilios: Esquema del citoesqueleto.
Representación
esquemática, en
secciones
longitudinales y
transversales, de
la estructura
macromolecular
de un cilio.
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Modificaciones apicales: CILIOS (cuerpos basales)
La imagen muestra la
aglomeración de cuerpos
basales (centriolos) en la
porción proximal de los
cilios ( se observa la
presencia de ellos como
una línea gruesa y
oscura).
Epitelio traqueal, teñido con Hematoxilina fosfotúgnstica. 1000 x
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Modificaciones del plasmalema. LATERALES Y BASALES.
Las modificaciones que cohesionan
las membranas laterales de las
células epiteliales son de cuatro
tipos:
a) Uniones ocluyentes
b) Uniones adherentes
- Zónula adherente
- Mácula adherente (desmosoma)
c) Uniones comunicantes (nexos)
d) Interdigitaciones (no representadas).
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Modificaciones del plasmalema. LATERALES
A) Bandas de cierre o zónula ocludens. (uniones ocluyentes)
B) Complejo de unión epitelial: 1) zónula
ocludens. 2) Zónula adherens y 3) Mácula
adherens. 36,500x
B
A
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Modificaciones del plasmalema. LATERALES.
UNIONES OCLUYENTES (ZONULAE OCCLUDENTES)
Fotomicrografía electrónica de una
zónula ocluyente 100,000x. La presencia de las
ocludinas se muestra como una línea entre las dos
membranas celulares contiguas (flechas).
Representación esquemática
de una zónula ocluyente. Se
muestran los componentes moleculares
( de color rojo).
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Modificaciones del plasmalema: ZÓNULA OCLUYENTE
Características generales:
- Es una zona de contacto estrecho en el ámbito apical entre dos
células vecinas.
- Forman barreras que impiden la difusión de sustancias entre el
espacio intercelular.
- Se dispone en forma de cinturón alrededor de la superficie
interna del plasmalema apical.
- Las proteínas que las constituyen están organizadas en forma
de crestas reticulares.
- En el epitelio de la vejiga urinaria las zónulas ocluyentes son
10,000 veces más herméticas que en el epitelio intestinal.
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Modificaciones del plasmalema. Zónula ocluyente (cont…)
Fotomicrografía de un preparado por
criofractura de una zónula ocludens. En la
superficie apical del plasmalema se observa el
reticulado de las crestas de esta zona 32,000x
Esquema de una zónula
ocludens. En rojo se
representa el reticulado de
las crestas.
Características estructurales al M.E. de la unión ocluyente.
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Modificaciones del plasmalema lateral: Uniones ocluyentes
Componentes morfológicos y macromoleculares
Aspecto de una
zónula ocluyente al
M.E. 115,000x
Retículo de las
crestas en la
zónula ocluyente
Criofractura, M.E.
32,000x
Esquema que
representa los
componentes
moleculares de la
zónula ocluyente
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Modificaciones del plasmalema: Zónula ocluyente
Componentes macromoleculares de la zónula ocluyente
Están constituidas por
proteínas integrales:
a) ocludinas
b) claudinas
c) Molécula adhesiva de
unión (no se representa)
d) Proteínas asociadas:
• ZO-1(enlace con actina)
• ZO-2
• ZO-3
a
b
Filamentos
de actina
ZO-1ZO-2
ZO-3
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Modificaciones del plasmalema: UNIONES ADHERENTES
Características generales morfológicas y funcionales:
• Unen lateralmente a células vecinas y las relacionan con el citoesqueleto.
• Poseen proteínas transmembranales llamadas moléculas de adhesión celular (CAM) .
• Se denomina unión heterotípica o heterofílica cuando la unión entre dos células se efectúa con CAMs diferentes.
• Recibe el nombre de unión homotípica u homofílica cuando las CAMs son similares.
• Las CAMs son superfamilias clasificadas en cadherinas, integrinas, selectinas y superfamilia de las inmunoglobulinas.
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Modificaciones del plasmalema: ZÓNULA ADHERENTE.
Características morfológicas y funcionales:
• Son uniones en forma de cinturón que circundan y unen
entre sí a dos células contiguas.
• Están localizadas debajo de las zónulas ocluyentes.
• El espacio intercelular, mide de 15 a 20 nm, es ocupado
por caderinas dependientes de Ca++.
• La superficie citoplasmática de la zónula se une a
filamentos de actina.
• Los filamentos de actina se unen entre sí y al plasmalema
mediante las proteínas actinina alfa, catenina y vinculina.
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Modificaciones del plasmalema. ZÓNULA ADHERENTE
Zónula adherente.
Imagen a través del M.E. 30,000x
Ross y Pawlina, 2007
Representación esquemática de la organización molecular de la zona adherente.
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Modificaciones del plasmalema: ZONULA ADHERENTE
Componentes macromoleculares
a) Filamentos de actina
b) Enlaces de α-actinina
c) Vinculina
d) Catenina
e) E-cadherina
f) Moléculas de calcio (de color morado)
a
b
c
d
e
Imagen obtenida por M-E 100,000x
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Modificaciones del plasmalema: ZÓNULA ADHERENTE
Imagen al M.E. de 1) zónula ocluyente y 2) zónula adherente
Estructura molecular de las diferentes proteínas integrales, citoplasmáticas e intercelulares que intervienen en una zónula adherente.
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Modificaciones del plasmalema: Máculas adherentes o desmosomas
Características morfológicas y funcionales:• Están ubicadas en la región lateral de la célula,
semejan a múltiples puntos de soldadura.
• Intervienen en el contacto celular directo fuerte e intenso entre dos células vecinas.
• Son lugares donde se fijan filamentos intermedios de queratina los cuales forman asas que penetran a las placas de adhesión y vuelven hacia el citoplasma.
• Intervienen en propiciar la morfogénesis y diferenciación de los tejidos.
• El espacio intercelular es ancho; mide hasta 30 nm.
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Modificaciones del plasmalema. Mácula adherente(desmosoma)
Aspecto ultraestructural de una mácula adherente (desmosoma)
Estructura macromolecular de una mácula adherente (desmosoma)
Filamentos
intermedios
Placa de
adhesión
Plasmalema
de células
vecinas
Imagen de M.E. 92,000x
Sobotta y welsch, 2ª ed. 2009
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Modificaciones del plasmalema: DESMOSOMAS
Esquema de un desmosoma mostrando las
moléculas proteínicas que intervienen
afianzando la unión puntual entre dos células
Ultraestructura de un desmosoma.
Microscopía electrónica. 90,000x
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Modificaciones del plasmalema: Uniones comunicantes, o de intersticio o nexos
Características morfológicas y funcionales:
• Son uniones de comunicación intercelular.
• Existen en todos los epitelios; en neuronas y en las fibras musculares lisas y cardiacas.
• Están formadas por seis proteínas integrales (conexinas) que al ensamblarse integran canales acuosos denominados conexones.
• Cada nexo consta de algunos o miles de conexones. Éstos cuando están en registro forman canales hidrófilos ( de 1.5 a 2.0 nm. de diámetro) facilitando el paso, de una célula a otra, de iones, cAMP, aminoácidos, vitaminas, hormonas y moléculas de menos 1 kDa.
• Los conexones se abren y cierran mediante acoplamiento químico o eléctrico.
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Modificaciones del plasmalema: UNIONES COMUNICANTES O EN HENDIDURA
(NEXOS)
Fotomicrografía electrónica de un
nexo o unión comunicante. 180,000x
Representación esquemática de la
unión tipo nexo. De color verde:
moléculas de conexinas formando
conexones.
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Modificaciones del plasmalema: UNIONES COMUNICANTES(NEXOS)
Representación tridimensional
de un nexo constituido por
varios conexones.
Se observa la relación establecida entre las
membranas de dos células vecinas y los
conexones, para permitir el paso de
sustancias de una célula adyacente a la
otra.
Becker, W; Kleinsmith, L y Hardin J. El mundo
de la célula. 6ª edición. 2006
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Modificaciones del plasmalema: Uniones comunicantes …
Imágenes al microscopio electrónico y esquema de uniones
comunicantes o unión tipo nexo.
Unión entre células vecinas.
M-E de trasmisión 76,000X
Se observan dos regiones
De uniones comunicantes (x)
M.E. criofractura. 80,000x
x
x
Esquema de la organización de
las conexinas en conexosones.
Conexón: a) cerrado y b) abierto.
a
b
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Modificaciones del plasmalema: UNIONES COMUNICANTES (TIPO NEXO)
Imágenes frontales de uniones comunicantes
Con conexones a) abiertos y b) cerrados.
a) Nexo sumergido en una solución
amortiguadora desprovista de calcio.
Microscopio de fuerza atómica. 500,000x
b) Nexo sumergido en una solución
amortiguadora con calcio. Microscopio
de fuerza atómica. 500,000x
Los conexones insertos en los recuadros tienen un aumento de 2,000,000x
Ross, M. H. y Pawlina, W. Histología 5ª edición 2007
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Modificaciones del plasmalema: UNIÓN COMUNICANTE
Características morfológicas y funcionales:
Cada conexón tiene seis semiunidades simétricas
de proteínas integrales de conexina, apareadas
con una estructura similar del plasmalema
contiguo. Esto significa que el canal hidrofílico
completo intercelular tiene 12 unidades de
conexina. El canal completo mide 10 nm de
longitud
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Modificaciones del plasmalema: INTERDIGITACIONES LATERALES
Células epiteliales
de la vagina. M-E.
15,300x
Células intestinales
vecinas. M.E. 20.000x
Son prolongaciones citoplasmáticas interdigitadas de células contiguas; incrementan la extensión de la superficie lateral para el trasporte de líquidos y electrolitos.
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Modificaciones del plasmalema: UNIONES BASALES
- Son componentes proteínicos
que relacionan y adhieren las
células a la membrana basal y al
tejido conjuntivo subyacente.
- Interactúan con el citoesqueleto
para mantener la integridad de
las células.
Las uniones basales de las células
epiteliales son de tres tipos:
A) hemidesmosomas
B) uniones focales e
C) interdigitaciones
Características generales morfológicas y funcionales
Fotomicrografía electrónica de la base de células
epiteliales 30,000x. En esta región los a)
hemidesmosomas, b) adhesiones focales y c) las
interdigitaciones anclan las células a la membrana
basal y al tejido conjuntivo.
c
a
b
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Modificaciones de la membrana: HEMIDESMOSOMAS
Fotomicrografía electrónica de una célula
basal de la epidermis. Desmosomas (flechas).
3) Membrana basal. 66,600x
Características morfológicas y funcionales
- Fijan los filamentos intermedios
(queratina) del citoesqueleto a la
membrana basal.
- Existen en los epitelios que
requieren una adhesión estable y
fuerte al tejido conjuntivo.
- Presentes en los epitelios que
suelen sufrir de abrasión
(cizallamiento)
- Se localizan en piel y mucosa
oral, córnea, esófago y vagina.
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Modificaciones del plasmalema: HEMIDESMOSOMAS
Representación esquemática de los diversos componentes moleculares de
hemidesmosomas y su relación con la membrana basal y el tejido
conjuntivo subyacente.
a) Filamentos intermedios de
queratina.
b) Placa de adhesión intracelular.
c) Integrinas.
d) Membrana basal.
e) Colágena tipo VII.
f) Colágena III (fibras reticulares)
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Modificaciones del plasmalema: HEMIDESMOSOMAS
Componentes morfológicos y moleculares de un hemidesmosoma.
Fotomicrografía electrónica de una célula
epitelial de la encía. A) zona de filamentos
intermedios; b) placa de adhesión, c) secciones
transversales de colágena III. 40,000x
ab
c
Representación esquemática de los
componentes moleculares de un
hemidesmosoma. Relacionarla con la
imagen de la diapositiva siguiente.
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Modificaciones del plasmalema: HEMIDESMOSOMAS
Componentes moleculares de un hemidesmosoma
Placa de adhesión intracelular.
(Desmoplaquina) Está integrada
por tres proteínas:
• Plectina; forma enlaces cruzados
con los tonofilamentos y los
incorpora a la desmoplaquina.
•BP 230; también fija los filamentos
intermedios a la desmoplaquina. La
ausencia de esta proteína genera el
penfigoide ampular.
•Erbina; relaciona la proteína BP 230
a las integrinas membranales.
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Modificaciones del plasmalema: Contactos o adhesiones focales.
Características generales:
- Enlace dinámico entre la actina del citoesqueleto y proteínas de la matriz extracelular.
- Perciben señales desde el medio extracelular.
-Intervienen en la migración de células en la reparación de heridas.
- También existen en el plasmalema de fibroblastos y fibras musculares lisas.
Componentes moleculares: a) filamentos de actina, b) α-actinina,
c) vinculina, d) paxilina (no está representada) , e) talina, f) integrina,
g) fibronectina
a
b
c
e
f
g
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Modificaciones del plasmalema: Contactos o adhesiones focales
Estructura molecular de los contactos o adhesiones focales
Filamentos de actina: fluorescencia
verde, teñidos con faloidina.
Adhesiones focales: fluorescencia roja
teñidas con rodamina. 3,000x. Ross y
Pawlina. Histología. 5ª edición. 2008
Filamentos de actina: fluorescencia
verde. La Integrina B y la vinculina
ofrecen fluorescencia violeta. 2,500x
Becker, WM. Kleinsmith LJ y Hardin, J. El
mundo de la célula. 6ª edición 2007.
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Modificaciones del plasmalema: INTERDIGITACIONES BASALES
La imagen, a través del M.E, muestra la porción basal de un podocito del
glomérulo renal; se observan: a) interdigitaciones basales, b) doble
membrana basal. c) endotelio fenestrado del capilar glomerular y d) un
eritrocito. 35,000x
a
b
c
d
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DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA CELULAR Y TISULAR
FACULTAD DE MEDICINA, UNAM
TEJIDO EPITELIAL II
SEPTIEMBRE DE 2010