«Flipping de lípidos» se refiere al movimiento de moléculas de lípidos de una hoja (mitad) de la membrana biológica a la otra hoja. Este proceso también se conoce como «flip-flop» o transferencia entre membranas, y generalmente es lento y desfavorable desde el punto de vista energético debido al paso de los grupos de cabeza polar de los lípidos a través del núcleo hidrofóbico de la membrana. Sin embargo, es importante para el correcto funcionamiento y mantenimiento de la membrana celular. Algunas proteínas, como las flipasas, las flopasas y las scramblasas, facilitan el flipping de lípidos y mantienen una distribución asimétrica de lípidos entre las dos hojas de la bicapa lipídica.
¿Qué es un grupo de cabeza polar?
Un «grupo de cabeza polar» se refiere a una parte de la molécula de lípido que compone los lípidos. En general, las moléculas de lípidos constan de dos partes principales: un grupo de cabeza polar (que es soluble en agua) y una porción de cola no polar (que es insoluble en agua).
El grupo de cabeza polar es la parte del lípido que interactúa con el entorno acuoso, lo que lleva a la formación natural de una bicapa lipídica. En esta estructura, el grupo de cabeza polar está en contacto con el agua, mientras que la porción de cola no polar está orientada hacia el interior, evitando el contacto con el agua. Esta es la estructura básica de las membranas biológicas.
¿Qué es una distribución asimétrica de lípidos?
La «distribución asimétrica de lípidos» se refiere al estado en el que las moléculas de lípidos (grasas) no se distribuyen uniformemente en ambos lados (hojas) de la membrana celular en los organismos vivos.
La membrana celular está compuesta por una bicapa lipídica de fosfolípidos, y las hojas interna y externa de esta bicapa tienen composiciones lipídicas diferentes. Esto permite que la membrana celular desempeñe funciones específicas. Por ejemplo, la hoja interna de la célula contiene más lípidos con carga negativa, lo que le permite atraer proteínas con carga positiva en el interior de la célula.
Esta asimetría es mantenida por proteínas específicas llamadas flipasas, flopasas y scramblasas. Estas proteínas promueven el «flip-flop» de lípidos y facilitan el movimiento de lípidos entre las hojas de la membrana.
¿Cuál es la relación entre el flip-flop y las EVs?
Las vesículas extracelulares (extracellular vesicles, EVs) son pequeñas bolsas de membrana secretadas por las células y desempeñan un papel importante en la comunicación intercelular. El flip-flop de lípidos está involucrado en la formación y liberación de estas EVs.
Específicamente, durante el proceso de apoptosis (muerte celular programada), ciertos lípidos, como la fosfatidilserina, hacen un flip-flop de la hoja interna a la hoja externa de la membrana celular, señalando así a su entorno que la célula está experimentando apoptosis. Algunos de estos lípidos también aparecen en la superficie de las EVs formadas durante el proceso de apoptosis.
Además, la generación y liberación de EVs están influenciadas por la curvatura de la membrana y la asimetría de lípidos de la membrana celular. El flip-flop de lípidos mantiene la asimetría de lípidos de la bicapa lipídica, lo cual es fundamental para la formación de EVs. Por lo tanto, el flip-flop de lípidos y la formación de EVs están estrechamente relacionados.
¿Por qué es importante la asimetría de lípidos?
La asimetría de lípidos en la membrana celular es importante para mantener las siguientes funciones biológicas:
- Propiedades físicas de la membrana: La distribución asimétrica de lípidos determina propiedades físicas de la membrana celular, como su fluidez, tensión superficial y curvatura. Estas propiedades son importantes para el correcto funcionamiento de la membrana celular.
- Señalización celular: La asimetría de lípidos juega un papel importante en la transducción de señales intracelulares e intercelulares. Por ejemplo, durante el proceso de apoptosis (muerte celular programada), el lípido fosfatidilserina se mueve de la hoja interna a la hoja externa de la membrana celular, lo que actúa como una señal para otras células de que la célula está muriendo.
- Forma y movimiento celular: La asimetría de lípidos es importante para mantener la forma de las células y su capacidad de movimiento.
- Transporte e incorporación: Ciertas moléculas nutritivas y señalizadoras son incorporadas a las células a través de lípidos específicos. La asimetría de lípidos regula este proceso.
Por todas estas razones, la asimetría de lípidos en la membrana celular es extremadamente importante para mantener las funciones biológicas.
¿La flipping de fosfatidilserina siempre ocurre durante la liberación de EVs?
La flipping (movimiento de la capa interna a la externa) de fosfatidilserina (PS) es común en ciertas situaciones, especialmente durante el proceso de apoptosis (muerte celular programada), pero no es un evento que ocurre en todas las liberaciones de vesículas extracelulares (EVs).
La formación y liberación de EVs dependen en gran medida del tipo celular, el estado celular y el entorno circundante. Algunas EVs, especialmente aquellas asociadas con la apoptosis, pueden ser marcadas por la exposición de PS en la membrana celular externa. Sin embargo, muchas otras EVs, como los exosomas, no requieren esta exposición de PS.
Por lo tanto, si bien la flipping de fosfatidilserina está frecuentemente relacionada con la liberación de EVs, no ocurre en todas las liberaciones de EVs.
¿Existe alguna relación entre la liberación de exosomas y el flipping de lípidos?
Los exosomas son un tipo específico de EVs que se liberan desde una estructura interna llamada cuerpo multivesicular (MVB) en las células. Los MVB se originan a partir de endosomas intracelulares y contienen pequeñas vesículas que se convertirán en exosomas. Cuando los MVB se fusionan con la membrana celular, estas pequeñas vesículas se liberan al exterior como exosomas.
La flipping de lípidos se refiere al movimiento de lípidos específicos de una capa de la membrana celular a la otra. Esto genera asimetría de lípidos y puede afectar las propiedades físicas de la membrana celular y la señalización celular.
Aunque aún no se comprende completamente si el flipping de lípidos está directamente involucrado en la liberación de exosomas, existe la posibilidad de que la asimetría de lípidos pueda influir indirectamente en la fusión de la membrana MVB y la liberación de exosomas al controlar la curvatura de la membrana celular. Además, las señales generadas por el flipping de lípidos podrían regular la liberación de exosomas.
¿Qué señales están involucradas en el flipping y la liberación de exosomas?
Aunque aún no se ha elucidado completamente las señales específicas que están involucradas en el flipping de lípidos y la liberación de exosomas, se han propuesto algunas posibilidades.
- Flipping de fosfatidilserina (PS): La PS normalmente se encuentra en la capa interna de la membrana celular, pero en ciertas situaciones (como la apoptosis o la activación celular), se mueve hacia la capa externa. Esto puede funcionar como una señal «cómeme» que induce la liberación de exosomas.
- Señales de proteínas involucradas: Ciertas proteínas, como las proteínas flipasas o floppasas, pueden regular el flipping de lípidos y potencialmente afectar la generación y liberación de exosomas.
- Activación de vías de señalización: El estrés celular, la inflamación, la activación celular y otros estímulos biológicos activan vías de señalización intracelular que pueden regular la redistribución de lípidos (incluido el flipping) y promover la generación y liberación de exosomas. Por ejemplo, ciertas moléculas como las GTPasas de la familia Rho, las combinadas y la familia de proteínas Rab regulan la liberación de exosomas.
- Señalización de calcio: Los iones de calcio regulan muchos procesos celulares y cambios en sus niveles pueden influir en el flipping de lípidos y la liberación de exosomas.
- Estas señales se cree que están indirectamente involucradas en la liberación de exosomas al afectar las propiedades físicas de la membrana celular, el estado fisiológico de la célula y el entorno intracelular y extracelular. Sin embargo, los mecanismos exactos de estos procesos aún no se comprenden completamente y continúan siendo objeto de investigación.
