Composición química y estructura
La estructura de la fibra elástica es heterogénea. Incluye dos componentes principales, cada uno de los cuales cumple su función:
- Componente fibrilar (armazón). Está representado por la glicoproteína fibrilina. Forma microfibrillas elásticas finas que sirven como una especie de plantilla o armazón para la posterior «aspersión» de la sustancia amorfa.
- Componente amorfo (elastina). Es una proteína que en la fibra madura constituye hasta el 90% de su masa y se localiza principalmente en la región central. Precisamente la elastina es la responsable de las propiedades similares al caucho del tejido.
Las moléculas de elastina se combinan en protofibrillas de elastina (cadenas de glóbulos), que luego se entrecruzan formando una red resistente. Los marcadores específicos de dichos entrecruzamientos son los aminoácidos desmosina e isodesmosina. Constituyen un nudo fuerte formado por la fusión de cuatro residuos de lisina (tres previamente oxidados y uno no oxidado) pertenecientes a diferentes cadenas polipeptídicas.
Mecanismo molecular de la elasticidad
La capacidad de la fibra para estirarse y volver a su posición inicial es pura termodinámica. La proteína elastina tiene naturaleza globular y tiende a enrollarse formando un ovillo. En su estructura no hay enlaces rígidos (por ejemplo, puentes disulfuro) que puedan fijar rígidamente la forma de la molécula.
En reposo, el estado termodinámicamente más favorable para la molécula es el de «ovillo laxo» (entropía máxima). Al aplicar una carga física (estiramiento), este ovillo se desenreda y la molécula se estira como una cuerda. Tan pronto como desaparece la carga, las fuerzas entrópicas obligan inmediatamente a la proteína a enrollarse de nuevo, devolviendo todo el tejido a sus dimensiones originales.
Histogénesis (etapas de formación)
El proceso de ensamblaje de la fibra elástica difiere fundamentalmente de la formación de colágeno y se desarrolla en varias etapas. Primero, las células (fibroblastos, condrocitos o miocitos lisos) secretan moléculas de fibrilina y elastina a la matriz. A continuación, la enzima extracelular lisil oxidasa oxida los residuos de lisina, preparándolos para la formación de enlaces cruzados.
La maduración posterior pasa por tres etapas:
- Etapa de las fibras oxitaláicas. En el tejido solo está presente el armazón preformado de microfibrillas (fibrilina). La elastina amorfa aún está ausente.
- Etapa de las fibras elaunínicas. La elastina comienza a depositarse sobre el armazón microfibrilar. Su cantidad aumenta gradualmente hasta alcanzar el 50% de la masa de la fibra.
- Etapa de las fibras elásticas maduras. La elastina continúa acumulándose, llenando finalmente todo el centro de la fibra y desplazando las microfibrillas de fibrilina hacia la periferia. Se forman los enlaces cruzados intermoleculares transversales definitivos. La proporción de elastina alcanza el 90%.
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Con qué colorantes específicos se identifican las fibras elásticas en preparaciones histológicas?
En las preparaciones histológicas, las fibras elásticas se identifican mediante tinción con orceína o con picrofucsina y hematoxilina.
- Tinción con orceína: es un método selectivo en el cual las fibras y membranas elásticas adquieren un color cereza sobre un fondo rosado pálido.
- Tinción con picrofucsina y hematoxilina: es un método diferencial en el cual las fibras elásticas se tiñen de amarillo (mientras que las de colágeno se vuelven rojas).
¿En qué órganos y tejidos del cuerpo humano predominan las fibras elásticas?
Las fibras o estructuras elásticas están especialmente desarrolladas en los siguientes tejidos y órganos:
- Tejido conjuntivo denso modelado de tipo elástico: ligamentos elásticos, por ejemplo, los ligamentos amarillos de la columna vertebral. El componente principal de este tejido son las fibras elásticas, que se disponen en paralelo formando fascículos de diversos grosores.
- Arterias de tipo elástico: grandes vasos que nacen directamente del corazón: la aorta y el tronco pulmonar. En la túnica media de estas arterias dominan las estructuras elásticas en forma de membranas elásticas fenestradas; los elementos elásticos también están presentes en las túnicas íntima y adventicia.
- Laringe: las fuentes señalan un alto contenido de fibras elásticas en la lámina propia de la mucosa y una membrana fibroelástica de la laringe rica en fibras elásticas.
¿A qué enfermedad hereditaria conduce un defecto en la síntesis de fibrilina?
Un defecto en la síntesis de fibrilina conduce al desarrollo del síndrome de Marfan.
Es una enfermedad metabólica hereditaria con afectación sistémica del tejido conjuntivo. El bloqueo en la síntesis de fibrilina provoca una mayor distensibilidad del tejido conjuntivo. Las principales manifestaciones clínicas del síndrome incluyen:
- Anomalías esqueléticas: estatura alta, extremidades alargadas y dedos delgados (aracnodactilia).
- Afecciones oculares: subluxación congénita del cristalino.
- Patologías del sistema cardiovascular: cardiopatías congénitas y aneurisma aorticto.
Para recordar las etapas de maduración de las fibras se puede utilizar la sigla OEA (Oxitaláicas → Elaunínicas → Maduras). La proporción de elastina aumenta como la carga de un archivo: 0% → 50% → 90%.
Preguntas de clases y exámenes
¿En qué se diferencian las fibras oxitaláicas de las elaunínicas?
Las fibras oxitaláicas constan exclusivamente de fibrilina (armazón microfibrilar). En las fibras elaunínicas ya se añade elastina amorfa al armazón, y su contenido llega al 50%.
¿Qué función cumple la lisil oxidasa?
Es una enzima extracelular que oxida los residuos del aminoácido lisina. Esto es necesario para la posterior formación de enlaces cruzados (desmosina) entre las moléculas de elastina.
¿De qué se compone la desmosina?
La desmosina y la isodesmosina se forman a partir de cuatro residuos de lisina (tres oxidados y uno no oxidado) pertenecientes a diferentes cadenas peptídicas. Entrecruzan firmemente la elastina formando una red.
Qué más repasar sobre el tema
- Características de la síntesis de elastina por los miocitos lisos en las paredes vasculares
- Termodinámica de los ovillos proteicos: la naturaleza entrópica de la elasticidad
- Organización espacial de la desmosina y la isodesmosina
- Histoquímica: métodos de tinción de las fibras elásticas en preparaciones
- El papel de la fibrilina en la formación del armazón microfibrilar
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