Fibras de Colágeno y Elásticas

El componente fibroso de la matriz extracelular se construye principalmente a partir de dos sistemas proteicos con funciones mecánicas complementarias. Las fibras de colágeno proporcionan resistencia a la tracción y al estiramiento, mientras que las fibras elásticas permiten que los tejidos se estiren y recuperen su forma. Sus cantidades relativas y su disposición, junto con la fina red de colágeno reticular, explican gran parte del carácter mecánico de cualquier tejido conectivo.

Definition

Las fibras de colágeno y elásticas son los dos principales sistemas fibrosos de la matriz extracelular: el colágeno es una familia de proteínas de triple hélice que se ensamblan en fibrillas y fibras confiriendo resistencia a la tracción, y las fibras elásticas consisten en elastina reticulada depositada sobre un andamiaje de microfibrillas de fibrilina, confiriendo elasticidad y capacidad de recuperación.

Scope

Este tema abarca las principales fibras del tejido conectivo: el colágeno (su molécula de triple hélice, el ensamblaje de fibrillas y fibras, y el subtipo reticular), y las fibras elásticas (elastina y las microfibrillas de fibrilina sobre las que se deposita). Se centra en la estructura y el ensamblaje; la matriz más amplia y su sustancia fundamental se tratan en el tema de composición de la matriz extracelular. Es una referencia estructural, no una guía clínica.

Core questions

• ¿Cómo se construye la molécula de colágeno y cómo se ensambla en fibrillas y fibras?
• ¿Qué distingue a las fibras elásticas del colágeno en cuanto a estructura y comportamiento mecánico?
• ¿Cómo se relacionan las fibras reticulares con las fibras de colágeno ordinarias?

Key concepts

• Molécula de colágeno de triple hélice (repetición Gly-X-Y)
• Colágenos fibrilares (tipos I, II, III) y ensamblaje de fibrillas
• Modificación postraduccional y reticulación
• Fibras reticulares (red de colágeno tipo III)
• Elastina y recuperación elástica
• Microfibrillas de fibrilina como andamiaje de la elastina

Mechanisms

La unidad básica del colágeno es una molécula de tres cadenas polipeptídicas alfa enrolladas en una triple hélice, lo que es posible gracias a una secuencia repetitiva Gly-X-Y en la que la glicina ocupa cada tercera posición y la prolina y la hidroxiprolina son comunes. Después de la secreción, los colágenos fibrilares (como los tipos I, II y III) se ensamblan en fibrillas bandeado que se agrupan en fibras; los enlaces cruzados covalentes, formados después de la modificación de los residuos de lisina e hidroxilisina, estabilizan el ensamblaje y determinan su resistencia. Las fibras reticulares son una red fina y ramificada, compuesta en gran parte por colágeno tipo III, que soporta órganos y tejidos celulares. Las fibras elásticas funcionan de manera diferente: la elastina reticulada forma un núcleo amorfo que puede extenderse y recuperarse como el caucho, y se deposita sobre un andamiaje de microfibrillas ricas en fibrilina que organiza la fibra y es esencial para su correcto ensamblaje.

Clinical relevance

La integridad de las fibras de colágeno y elásticas rige cómo la piel, los tendones, las paredes de los vasos y otros tejidos resisten la fuerza y recuperan su forma, por lo que los hechos estructurales aquí presentados constituyen la base para comprender los trastornos hereditarios y adquiridos de estas fibras. Las descripciones se refieren a la biología normal de las fibras y no son una base para el diagnóstico o tratamiento individual en las ciencias de la salud.

History

El colágeno fue una de las primeras proteínas cuya estructura se comprendió a nivel molecular, estableciéndose la triple hélice a mediados del siglo XX y resolviéndose la familia más amplia del colágeno mediante la biología molecular posterior. Las fibras elásticas se definieron inicialmente por su tinción y comportamiento elástico; trabajos posteriores identificaron la elastina como el núcleo elástico y las microfibrillas de fibrilina como el andamiaje sobre el que se deposita, aclarando cómo se ensambla la fibra de dos componentes.

Seminal works

• shoulders-2009
• ricard-blum-2011
• wagenseil-2007

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre las fibras de colágeno y las fibras elásticas?

Las fibras de colágeno son fuertes y resisten el estiramiento, confiriendo a los tejidos resistencia a la tracción, mientras que las fibras elásticas pueden estirarse y luego recuperarse, permitiendo que tejidos como la piel y las arterias vuelvan a su forma original después de la deformación.

¿Son las fibras reticulares un tipo de fibra separado?

No. Las fibras reticulares están compuestas en gran parte por colágeno tipo III; son una red fina y ramificada de colágeno que proporciona un delicado armazón de soporte, distinto en apariencia pero químicamente una forma de colágeno.