Adhesión celular

Esquema da adhesión celular.

A adhesión celular ou adherencia celular é a unión dunha célula a unha superficie ou substrato, como a matriz extracelular ou outra célula. A adhesión ocorre pola acción de proteínas chamadas moléculas de adhesión celular ou ás veces adhesinas. Exemplos destas proteínas son as selectinas, integrinas e cadherinas. A adhesión celular é esencial para o mantemento da estrutura multicelular. A adhesión celular pode establecer unha ligazón co citoplasma das células e pode estar implicado na transdución de sinais. A adhesión celular é tamén esencial para a patoxénese dos organismos infecciosos.

Proceso

A adhesión prodúcese polas reaccións reversibles que ocorren nas proteínas da superficie delular, que son desencadeadas por estímulos do ambiente celular. As forzas e interaccións poden incluír hidrólises/reaccións hidrofóbicas, reaccións electrostáticas, movementos brownianos, e a facilitación por polisacáridos ou polímeros de biofilmes.

Eucariotas

Os protozoos expresan moitas moléculas de adhesión. Un exemplo de protozoo patóxeno é o parasito da malaria Plasmodium falciparum, que utiliza unha molécula de adhesión celular chamada proteína circumsporozoíto para unirse ás células do fígado, e outra molécula de adhesión chamada proteína da superficie do merozoíto para unirse aos glóbulos vermellos.

As células humanas expresan moitos tipos de moléculas de adhesión. Os tipos principais son: integrinas, superfamilia das inmunoglobulinas, cadherinas, e selectinas. Cada unha destas moléculas de adhesión ten unha función diferente e recoñece distintos ligandos. Os defectos na adhesión celular son xeralmente atribuíbles a defectos na expresión das moléculas de adhesión.

Os eucariotas multicelulares utilizan unhas estruturas para a adhesión celular nos tecidos chamadas unións celulares, que unen unhas células con outras. Hai catro tipos de unións celulares:

• Unións de ancoraxe (unións adherentes, desmosomas e hemidesmosomas), que transmiten tensión ao agarrarse ao citoesqueleto e son unións célula-célula ou célula-matriz extracelular.
• Unións ocludentes (unións herméticas), que deixan selados ou espazos entre as células, creando unha barreira impermeable.
• Unións formadoras de canais (unións comunicantes e plasmodesmos), que comunican os citoplasmas de células adxacentes.
• Unións que transmiten sinais, como as sinapses do sistema nervioso.

As adhesións célula-célula nas unións de ancoraxe están mediadas por cadherinas. A subunidade de cadherina, β-catenina xoga un papel na adhesión célula-célula ao controlar a adhesión mediada polas cadherinas á membrana plasmática. Porén, as adhesións célula-matriz, son xeralmente mediadas polas integrinas.

A adhesión célula-célula selectiva permite que as células de vertebrados se ensamblen formando tecidos organizados. A unión homofílica permite un recoñecemento selectivo. As células dun tipo similar poden adherirse mentres que as de tipo diferente son segregadas.

A adhesión fúnxica permite que os fungos se adhiran aos tecidos dos hóspedes.

Doenzas xenéticas humanas

Hai enfermidades xenéticas causadas por unha incapacidade de expresar unha molécula de adhesión específica. Un exemplo é a deficiencia de adhesión de leucocitos-I, onde os pacientes non expresan o precursor da subunidade de integrina β2. Esta integrina é necesaria para que os leucocitos se adhiran á parede dos vasos sanguíneos durante a inflamación para loitar contra as infeccións. Os leucocitos de pacientes de deficiencia de adhesión de leucocitos-I non se poden adherir e os pacientes presentan graves episodios de infeccións que poden ser mortais.

Adhesión de tumores

Os tumores con metástases cancerosos que se espallan polo sistema circulatorio utilizan mecanismos de adhesión celular para establecer novos tumores no corpo. A liberación de ácido epoxieicosatrienoico crese que incrementa esta propensión.

Procariotas

Os procariotas teñen moléculas de adhesión xeralmente denominadas "adhesinas". As adhesinas poden encontrarse en pili (fimbrias), flaxelos, ou na superficie celular. A adhesión da bacteria é o primeiro paso na colonización e regula o tropismo (interaccións específicas de célula ou de tecido).

Virus

Os virus tamén teñen moléculas de adhesión celular que lles son necesarias para unirse ás súas células hóspede. Por exemplo, o virus da influenza ten unha hemaglutinina na súa superficie que é necesaria para o recoñecemento do azucre ácido siálico na superficie da célula. O VIH ten unha molécula de adhesión denominada gp120 que se une ao seu ligando CD4, expresado nos linfocitos.

Hipótese da adhesión diferencial

A hipótese da adhesión diferencial (ás veces chamada hipótese termodinámica) é unha teoría sobre a adhesión celular proposta por Malcolm Steinberg en 1964 para explicar o mecanismo polo cal células heterotípicas (é dicir, de tipos distintos) en agregados mixtos se distribúen en territorios isotípicos (dun só tipo celular). Esta teoría postula que os tecidos se comportan como líquidos viscoelásticos, e que posúen tensións de superficie medibles. Estas tensións de superficie foron determinadas en varios tecidos, entre eles os tecidos embrionarios e liñas celulares. As tensións de superficie concordan co comportamento de distribución mutuo: o tipo de tecido coas tensións superficiais máis altas ocupará unha posición interna en relación cos tecidos con tensións superficiais máis baixas (se estes tecidos poden interaccionar uns con outros por medio das súas maquinarias de adhesión).

As diferenzas cuantitativas na adhesión homo e heterotípica suponse que son suficientes para explicar o fenómeno sen a necesidade de postular sistemas de adhesión específicos de célula, o cal en xeral foi aceptado, aínda que agora se sabe que existen algunhas moléculas de adhesión específicas de tecidos.

Implicacións clínicas

A disfunción da adhesión celular e da migración celular ocorre durante a metástase do cancro. A adhesión celular e a tracción poden permitir que as células migren. As células poden formar sitios de adhesión mediados por integrinas chamados adhesións focais. As adhesións focais no bordo da célula que avanza proporcionan a tracción suficiente para permitir que a célula se arrastre cara a adiante.

O pénfigo é o resultado da interacción de autoanticorpos con cadherinas desmosómicas, e orixina tamén unha perda de adhesiòn celular.

Medida e aplicacións

As forzas de adhesión celular das células de mamíferos poden medirse especificamente a nivel de receptor-ligando. Investigadores da Universidade de Nagoya no Xapón desenvolveron unha proba para medir a adhesión de células individuais e determinar potencialmente a viabilidade celular.

Véxase tamén

Ligazóns externas

• The Cell de G. Cooper (libro de texto en liña)
• Molecular Cell Biology de Lodish et al. (libro de texto en liña)
• Molecular Biology of the Cell de Alberts et al. (libro de texto en liña)
• Cell Adhesion and Extracellular Matrix - The Virtual Library of Biochemistry and Cell Biology