Morfología y estructura de dominios
Morfológicamente, la integrina se divide en «cabeza», «patas», región transmembrana y región citoplasmática.
- La «cabeza» se orienta hacia el espacio extracelular y posee una estructura globular. Es la encargada de la unión al ligando. En la cadena α, el dominio cefálico está representado por un dominio de hélice beta (propulsor beta).
- Las «patas» están formadas por dominios del factor de crecimiento epidérmico y se extienden hasta la membrana celular.
- La región citoplasmática suele ser corta e interactúa con una proteína del citoesquelo, la talina.
Aproximadamente la mitad de todas las cadenas α conocidas poseen un dominio αI adicional (dominio de tipo von Willebrand) que se acopla a la hélice beta. En estas moléculas, es precisamente la cadena αI la que se une al ligando. Si este dominio está ausente, el elemento de unión principal es la región cefálica de la cadena β.
Activación y cambios conformacionales
En una célula en reposo (por ejemplo, en un leucocito circulante), las integrinas se encuentran inactivas. Su capacidad de unión es mínima y la molécula adopta una conformación plegada: las «patas» se doblan y la «cabeza» se aproxima a la membrana.
La activación es desencadenada por quimiocinas y transcurre en dos etapas:
- Extensión. Las «patas» se enderezan, la molécula adopta una configuración extendida, pero el centro activo permanece cerrado.
- Apertura. Se produce la separación de las cadenas α y β (en las regiones de las «patas»). El centro activo se abre para recibir al ligando.
El elemento clave del centro activo es el MIDAS (Metal ion-dependent adhesion site). En condiciones fisiológicas, retiene un ion Mg²⁺. Tras la activación, la afinidad del receptor por el ligando aumenta en varios órdenes de magnitud, lo que garantiza una adhesión celular firme. El proceso es reversible: al elevarse los niveles intracelulares de AMPc, la integrina vuelve a inactivarse.
Transmisión de señales («de afuera hacia adentro»)
Aunque las integrinas fijan firmemente la célula a la matriz o al endotelio, carecen de motivos enzimáticos o de señalización propios en su porción citoplasmática.
Para transmitir la señal de activación hacia el interior de la célula se utiliza una cascada:
- El receptor activado se agrupa en cúmulos (clusters) y contacta con otras moléculas de membrana que poseen el motivo ITAM.
- Las tirosinquinasas de la familia Src se aproximan a la cola citoplasmática de la integrina.
- Las quinasas Src fosforilan el motivo ITAM.
- El ITAM fosforilado activa a las quinasas de la familia Syk, las cuales desencadenan la respuesta celular (desgranulación, estallido respiratorio, reorganización del citoesqueleto de actina).
Principales familias de integrinas
En inmunología, los receptores más importantes son aquellos cuyas cadenas principales son β1, β2 y β7 (capaces de combinarse con múltiples cadenas α diferentes).
| Familia | Denominación alternativa | Características de expresión y ligandos |
|---|---|---|
| β1 | Moléculas VLA | Ampliasmente representadas en leucocitos. Se unen a colágeno, laminina, fibronectina y a la molécula VCAM-1. |
| β2 | LeuCAM | Se encuentran exclusivamente en los leucocitos. Los representantes clave son LFA-1 y Mac-1. Los principales receptores para ellos son las moléculas del grupo ICAM. |
| β7 | - | Localizadas principalmente en linfocitos T. La integrina α4β7 es el receptor principal para la migración celular hacia la mucosa intestinal (reconoce a MadCAM). |
Para no confundir los ligandos, recuerde: las integrinas β2 (LeuCAM) interaccionan preferentemente con la familia ICAM, mientras que las integrinas β1 (VLA) lo hacen con VCAM-1 y con la matriz extracelular.
Preguntas de clases y exámenes
¿Qué iones son necesarios para la unión del ligando a la integrina?
El proceso depende de forma crítica de iones divalentes, principalmente iones de magnesio (Mg²⁺), que se fijan en el centro activo MIDAS. La molécula también posee «oquedades» para el calcio (Ca²⁺).
¿Qué es la LFA-1 y a qué familia pertenece?
LFA-1 (αLβ2, o CD11a/CD18) es la principal integrina de los linfocitos y pertenece a la familia de las integrinas β2. Se une a todas las moléculas de la familia ICAM.
¿Es obligatoria la presencia de la secuencia RGD para el funcionamiento de las integrinas?
No. Aunque los receptores reconocen la secuencia RGD en componentes de la matriz o del complemento, la unión de las integrinas a moléculas celulares tan importantes como ICAM y VCAM no depende de ella.
Qué más repasar sobre el tema
- Características funcionales de las moléculas LFA-1, Mac-1 y p150/p95
- Estructura e inducción de las moléculas de adhesión intercelular (ICAM, VCAM-1)
- La molécula PeCAM (CD31) y los mecanismos de interacción homotípica
- La adresina única MadCAM y los mecanismos de homing intestinal de los linfocitos
- El papel de los quimioatrayentes y el fMLP en la migración dirigida de los leucocitos
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