Unión estrecha

Las uniones estrechas , también conocidas como uniones oclusivas o zónulas oclusivas (singular, zónula oclusiva ), son complejos de unión multiproteicos entre células epiteliales , ^{[ 1 ]} sellando y evitando la fuga de solutos y agua. También desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la estructura y la permeabilidad de las células endoteliales . ^{[ 1 ]} Las uniones estrechas también pueden funcionar como vías de fuga al formar canales selectivos para cationes pequeños, aniones o agua. Las uniones correspondientes que se dan en los invertebrados son las uniones septadas .

Las uniones estrechas están compuestas por una red ramificada de filamentos selladores, cada filamento actuando independientemente de los demás. Por lo tanto, la eficiencia de la unión para prevenir el paso de iones aumenta exponencialmente con el número de filamentos. Cada filamento está formado por una hilera 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 consisten en proteínas transmembrana y citoplasmáticas. Las tres principales proteínas transmembrana son la ocludina , las claudinas y las proteínas de la molécula de adhesión de la unión ( JAM ). Estas se asocian con diferentes proteínas de membrana periféricas, como ZO-1, ubicada en el lado intracelular de la membrana plasmática, que ancla los filamentos al componente de actina del citoesqueleto . ^{[ 3 ]} De esta manera, las uniones estrechas unen los citoesqueletos de las células adyacentes. La investigación mediante métodos de criofractura 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 dichas uniones. ^{[ 4 ]}

• La ocludina fue la primera proteína de membrana integral identificada. Tiene un peso molecular de ~60 kDa. 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. ^{[ 5 ]} La ocludina también desempeña un papel clave en la estructura celular y la función de barrera, aunque no contribuye tanto a la integridad de la barrera como las claudinas. ^{[ 6 ]} Se ha implicado a la ocludina como importante para la modulación de las uniones estrechas, y un estudio ha demostrado que la ocludina actúa como una señal en la vía de apoptosis de la caspasa cuando las interacciones claudina-claudina se ven alteradas en la unión estrecha. ^{[ 7 ] [ 8 ]}
• Las claudinas se descubrieron después de la ocludina y constituyen una familia de más de 27 miembros diferentes en mamíferos. ^{[ 9 ]} Tienen un peso molecular de aproximadamente 20 kDa. Su estructura es similar a la de la ocludina, ya que poseen cuatro dominios transmembrana y una estructura de bucle similar. Se consideran la base de las uniones estrechas y desempeñan un papel fundamental en la capacidad de estas uniones para sellar el espacio paracelular. ^{[ 10 ]}
• Las moléculas de adhesión de la unión ( JAM ) forman parte de la superfamilia de las inmunoglobulinas. Tienen un peso molecular de aproximadamente 40 a 48 kDa. ^{[ 11 ]} Su estructura difiere de la de otras proteínas de membrana integrales, ya que solo poseen un dominio transmembrana en lugar de cuatro. Ayudan a regular la función de la vía paracelular de las uniones estrechas y también participan en el mantenimiento de la polaridad celular. ^{[ 12 ]} Como parte de la superfamilia de las inmunoglobulinas, las JAM desempeñan funciones importantes como moléculas de señalización. ^{[ 13 ] [ 14 ]} Recientemente, se ha implicado a las JAM como un componente vital de la cascada de adhesión de leucocitos . Esto permite que los leucocitos migren fuera del torrente sanguíneo hacia los tejidos vecinos mediante la interacción con las JAM en la unión estrecha. ^{[ 15 ]}
• Las angulinas fueron descubiertas en 2011 mediante el análisis visual de proteínas localizadas en las uniones estrechas tricelulares. ^{[ 16 ]} Existen tres miembros de las angulinas: Angulina-1/LSR , Angulina-2/ILDR1 y Angulina-3/ILDR2 . Al igual que las JAM, las angulinas son proteínas de un solo dominio transmembrana. Todas las angulinas poseen un dominio similar a la inmunoglobulina en la región extracelular y un motivo de unión a PDZ en el extremo carboxilo. Son responsables del establecimiento de las uniones estrechas tricelulares y regulan la función de barrera paracelular. ^{[ 17 ]}
• La zonula occludens-1 (ZO-1) y la zonula occludens-2 (ZO-2) actúan como proteínas de andamiaje principales para la unión estrecha. Esto significa que apoyan la formación de fibrillas basadas en claudinas y unen las proteínas de la unión estrecha al citoesqueleto de actina F. Además de anclar las claudinas, la ocludina y las JAM a la región apical de la membrana celular, la ZO-1 también se ha visto implicada en procesos celulares importantes como la migración y la proliferación. Esto indica que la proteína desempeña un papel importante en la función fisiológica de la cicatrización. ^{[ 8 ] [ 18 ]}
• Las proteínas de la familia de la cingulina ( cingulina y paracingulina /JACOP) unen la miosina 2A y 2B no muscular a las uniones estrechas y las uniones adherentes mediante la unión a ZO-1 y PLEKHA7 ^{[ 19 ]} , y la paracingulina une los microtúbulos a ZO-1 mediante la interacción con la proteína de unión al extremo negativo de los microtúbulos CAMSAP3 ^{[ 20 ]} , proporcionando así una conexión adicional con el citoesqueleto.

Las uniones estrechas proporcionan a las células endoteliales y epiteliales una función de barrera, que puede subdividirse en barreras protectoras y barreras funcionales que cumplen funciones como el transporte de materiales y el mantenimiento del equilibrio osmótico. ^{[ 21 ]}

Las uniones estrechas impiden el paso de moléculas e iones a través del espacio intercelular de las células adyacentes, por lo que los materiales deben entrar en las células (por difusión o transporte activo ) para atravesar el tejido. La vía intracelular restringida que impone el sistema de barrera de las uniones estrechas permite un control preciso sobre qué sustancias pueden atravesar un tejido en particular (por ejemplo, la barrera hematoencefálica ). Actualmente, aún no está claro si el control es activo o pasivo ni cómo se forman estas vías. En un estudio sobre el transporte paracelular a través de las uniones estrechas en el túbulo proximal renal, se propuso un modelo de doble vía, que consiste en grandes hendiduras formadas por discontinuidades poco frecuentes en el complejo de uniones estrechas y numerosos poros circulares pequeños. ^{[ 22 ]}

Las uniones estrechas también contribuyen a mantener la polaridad apicobasal de las células al impedir la difusión lateral de proteínas de membrana integrales entre las superficies apical y basolateral , lo que permite preservar las funciones especializadas de cada superficie (por ejemplo, la endocitosis mediada por receptores en la superficie apical y la exocitosis en la superficie basolateral). Esto posibilita el transporte transcelular polarizado y las funciones especializadas de las membranas apical y basolateral.

Aunque clásicamente conocidas por su papel en la prevención del transporte paracelular, las proteínas de las uniones estrechas también desempeñan funciones cruciales como moléculas de señalización. La ocludina puede interactuar con vías de señalización que controlan la diferenciación celular y se ha demostrado que viaja al núcleo de las células en las que la unión estrecha se ha visto alterada. Allí interactúa con factores de transcripción para iniciar la apoptosis. ^{[ 7 ] [ 8 ]} ZO-1 puede regular la migración y proliferación celular, inhibiendo los factores de transcripción de proliferación cuando la unión estrecha celular se ha establecido. ^{[ 8 ]} Se ha demostrado que las claudinas y las angulinas, al igual que ZO-1, interactúan con varios factores de transcripción importantes que influyen en la migración y proliferación celular. Estas funciones de las proteínas de las uniones estrechas hacen de la unión estrecha un área de estudio importante en la investigación del cáncer. ^{[ 23 ]}

Los epitelios se clasifican como "herméticos" o "permeables", dependiendo de la capacidad de las uniones estrechas para impedir el movimiento de agua y solutos : ^{[ 24 ]}

• Los epitelios herméticos poseen uniones estrechas que impiden la mayor parte del movimiento entre las células. Ejemplos de epitelios herméticos incluyen el túbulo contorneado distal , el conducto colector de la nefrona en el riñón y los conductos biliares que se ramifican a través del tejido hepático . Otros ejemplos son la barrera hematoencefálica y la barrera hemato-líquido cefalorraquídeo.
• Los epitelios permeables carecen de estas uniones estrechas o presentan uniones estrechas menos complejas. Por ejemplo, la unión estrecha en el túbulo proximal del riñón, un epitelio muy permeable, tiene solo dos o tres hebras de unión, y estas hebras presentan rupturas de hendidura grandes y poco frecuentes.

El virus del herpes simple puede propagarse entre las células epiteliales atravesando el espacio aislado por las uniones estrechas, evitando así la respuesta inmunitaria del huésped y los anticuerpos anti-HSV. ^{[ 25 ]}

• Cadherina
• Unión comunicante
• Proteína de unión estrecha (desambiguación)
• Zonulina
• Unión adherente

• Descripción general de Tight Junction en Zonapse.Net
• Ocludina en primer plano en Zonapse.Net
• Conexiones estrechas en los encabezamientos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.
• Imagen de histología: 20502loa – Sistema de aprendizaje de histología de la Universidad de Boston.