Unión estrecha

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 sellar entre las células epiteliales. También desempeñan un papel fundamental en el mantenimiento de la estructura y permeabilidad de las células endoteliales. 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. Estas proteínas constan de proteínas transmembrana y citoplasmáticas. Las tres proteínas transmembrana principales son las ocludinas, las claudinas y las proteínas de la molécula de adhesión a la unión (JAM). Estos se asocian con diferentes proteínas de la 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. Así, las uniones estrechas unen los citoesqueletos de las células adyacentes.

Proteínas transmembrana:

• Occludin fue la primera proteína de membrana integral a identificar. Tiene un peso molecular de ~60kDa. Se compone de cuatro dominios transmembrane y tanto el N-terminus como el C-terminus de la proteína son intracelulares. Forma dos bucles extracelulares y un bucle intracelular. Estos bucles ayudan a regular la permeabilidad paracelular. Occludin también desempeña un papel clave en la estructura celular y la función de barrera.
• Claudins fueron descubiertos después de occludin y son una familia de más de 27 miembros diferentes en mamíferos. Tienen un peso molecular de ~20kDa. Tienen una estructura similar a la de occludin en que tienen cuatro dominios transmembrane y una estructura de bucle similar. Se entiende que son la columna vertebral de las uniones estrechas y desempeñan un papel significativo en la capacidad de la unión estrecha de sellar el espacio paracelular.
• Los Molecules de Adhesión Junccional (JAM) forman parte de la superfamilia de inmunoglobulina. Tienen un peso molecular de ~40 a 48 kDa. Su estructura difiere de la de las otras proteínas de membrana integrales en que sólo tienen un dominio transmembrano en lugar de cuatro. Ayuda a regular la función de la vía paracelular de las uniones estrechas y también está involucrado en ayudar a mantener la polaridad celular.
• Angulinas fueron descubiertas en 2011 por la detección visual de proteínas que se localizan en uniones tricelulares estrechas. Hay tres miembros de las anguilas, Anngulin-1/LSR, Anngulin-2/ILDR1, y Anngulin-3/ILDR2. Al igual que los JAM, las anguilas son proteínas monotransmembranas. Todas las anguilas tienen un dominio similar a la inmunoglobulina en la región extracelular y un motivo de unión PDZ en el carboxy-terminus. Son responsables del establecimiento de uniones estrechas tricelulares y regulan la función de barrera paracelular.

Funciones

Realizan funciones vitales:

• Las uniones tensas proporcionan células endoteliales y epiteliales con función de barrera, que pueden subdividirse aún más en barreras protectoras y barreras funcionales que sirven propósitos como transporte material y mantenimiento del equilibrio osmótico:
  • Las uniones tensas evitan el paso de moléculas y 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 pasar a través del tejido. La investigación mediante métodos de congelación de fractura en microscopía de electrones es ideal para revelar el alcance lateral de las uniones estrechas en las membranas celulares y ha sido útil para mostrar cómo se forman las uniones estrechas. La vía intracelular restringida exacta por el sistema de barrera de unión estrecha permite un control preciso sobre qué sustancias pueden pasar a través de un tejido particular. (Tight junctions play this role in maintaining the blood-brain barrier.) En la actualidad, todavía no está claro si el control es activo o pasivo y cómo se forman estos caminos. En un estudio para el transporte paracelular a través de la unión estrecha en el tubular proximal del riñón, se propone un modelo de doble vía: grandes roturas de corte formados por discontinuidades infrecuentes en el complejo TJ y numerosos pequeños poros circulares.

• Las uniones de peso ayudan a mantener la polaridad apicobasal de las células evitando la difusión lateral de proteínas de membrana integral entre las superficies apical y lateral/basal, permitiendo conservar las funciones especializadas de cada superficie (por ejemplo, endocitosis mediada por receptores en la superficie apical y exocitosis en la superficie basolateral). Esto permite el transporte transcelular polarizado y funciones especializadas de membranas apicales y basolaterales.

Clasificación

Los epitelios se clasifican como epitelios "apretados" o "con fugas", dependiendo de la capacidad de las uniones estrechas para evitar el movimiento de agua y solutos:

• Epitelia de la derecha tienen uniones estrechas que previenen la mayoría del movimiento entre las células. Ejemplos de epitelia estrecha incluyen el tubular convocado distal, el conducto coleccionista del nefrón en el riñón, y los conductos bilis que ramifican a través del tejido hepático. Otros ejemplos son la barrera del cerebro de sangre y la barrera del líquido cefalorraquídeo de sangre
• Epítela de plomo no tienen estas uniones estrechas, o tienen uniones estrechas menos complejas. Por ejemplo, la unión estrecha en el tubular proximal del riñón, un epitelio muy fugaz, tiene sólo dos a tres hilos junccionales, y estas hebras exhiben infrecuentes roturas de abertura grande.