188 resultados para Adhesions
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The role of geometrical confinement on collective cell migration has been recognized but has not been elucidated yet. Here, we show that the geometrical properties of the environment regulate the formation of collective cell migration patterns through cell-cell interactions. Using microfabrication techniques to allow epithelial cell sheets to migrate into strips whose width was varied from one up to several cell diameters, we identified the modes of collective migration in response to geometrical constraints. We observed that a decrease in the width of the strips is accompanied by an overall increase in the speed of the migrating cell sheet. Moreover, large-scale vortices over tens of cell lengths appeared in the wide strips whereas a contraction-elongation type of motion is observed in the narrow strips. Velocity fields and traction force signatures within the cellular population revealed migration modes with alternative pulling and/or pushing mechanisms that depend on extrinsic constraints. Force transmission through intercellular contacts plays a key role in this process because the disruption of cell-cell junctions abolishes directed collective migration and passive cell-cell adhesions tend to move the cells uniformly together independent of the geometry. Altogether, these findings not only demonstrate the existence of patterns of collective cell migration depending on external constraints but also provide a mechanical explanation for how large-scale interactions through cell-cell junctions can feed back to regulate the organization of migrating tissues.
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One-cell-thick monolayers are the simplest tissues in multicellular organisms, yet they fulfill critical roles in development and normal physiology. In early development, embryonic morphogenesis results largely from monolayer rearrangement and deformation due to internally generated forces. Later, monolayers act as physical barriers separating the internal environment from the exterior and must withstand externally applied forces. Though resisting and generating mechanical forces is an essential part of monolayer function, simple experimental methods to characterize monolayer mechanical properties are lacking. Here, we describe a system for tensile testing of freely suspended cultured monolayers that enables the examination of their mechanical behavior at multi-, uni-, and subcellular scales. Using this system, we provide measurements of monolayer elasticity and show that this is two orders of magnitude larger than the elasticity of their isolated cellular components. Monolayers could withstand more than a doubling in length before failing through rupture of intercellular junctions. Measurement of stress at fracture enabled a first estimation of the average force needed to separate cells within truly mature monolayers, approximately ninefold larger than measured in pairs of isolated cells. As in single cells, monolayer mechanical properties were strongly dependent on the integrity of the actin cytoskeleton, myosin, and intercellular adhesions interfacing adjacent cells. High magnification imaging revealed that keratin filaments became progressively stretched during extension, suggesting they participate in monolayer mechanics. This multiscale study of monolayer response to deformation enabled by our device provides the first quantitative investigation of the link between monolayer biology and mechanics.
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<正>Focal adhesions(FAs)are large,multiprotein complexs that provides linkers between cytoskeleton to the extracellular matrix(ECM).Cells sense and respond to forces through
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BACKGROUND: Fibronectin-null cells assemble soluble fibronectin shortly after adherence to a substrate coated with intact fibronectin but not when adherent to the cell-binding domain of fibronectin (modules (7)F3-(10)F3). Interactions of adherent cells with regions of adsorbed fibronectin other than modules (7)F3-(10)F3, therefore, are required for early display of the cell surface sites that initiate and direct fibronectin assembly. METHODOLOGY/PRINCIPAL FINDINGS: To identify these regions, coatings of proteolytically derived or recombinant pieces of fibronectin containing modules in addition to (7)F3-(10)F3 were tested for effects on fibronectin assembly by adherent fibronectin-null fibroblasts. Pieces as large as one comprising modules (2)F3-(14)F3, which include the heparin-binding and cell adhesion domains, were not effective in supporting fibronectin assembly. Addition of module (1)F3 or the C-terminal modules to modules (2)F3-(14)F3 resulted in some activity, and addition of both (1)F3 and the C-terminal modules resulted in a construct, (1)F3-C, that best mimicked the activity of a coating of intact fibronectin. Constructs (1)F3-C V0, (1)F3-C V64, and (1)F3-C Delta(V(15)F3(10)F1) were all able to support fibronectin assembly, suggesting that (1)F3 through (11)F1 and/or (12)F1 were important for activity. Coatings in which the active parts of (1)F3-C were present in different proteins were much less active than intact (1)F3-C. CONCLUSIONS: These results suggest that (1)F3 acts together with C-terminal modules to induce display of fibronectin assembly sites on adherent cells.
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Connective tissue growth factor [CTGF]/CCN2 is a prototypic member of the CCN family of regulatory proteins. CTGF expression is up-regulated in a number of fibrotic diseases, including diabetic nephropathy, where it is believed to act as a downstream mediator of TGF-beta function; however, the exact mechanisms whereby CTGF mediates its effects remain unclear. Here, we describe the role of CTGF in cell migration and actin disassembly in human mesangial cells, a primary target in the development of renal glomerulosclerosis. The addition of CTGF to primary mesangial cells induced cell migration and cytoskeletal rearrangement but had no effect on cell proliferation. Cytoskeletal rearrangement was associated with a loss of focal adhesions, involving tyrosine dephosphorylation of focal adhesion kinase and paxillin, increased activity of the protein tyrosine phosphatase SHP-2, with a concomitant decrease in RhoA and Rac1 activity. Conversely, Cdc42 activity was increased by CTGF. These functional responses were associated with the phosphorylation and translocation of protein kinase C-zeta to the leading edge of migrating cells. Inhibition of CTGF-induced protein kinase C-zeta activity with a myristolated PKC-zeta inhibitor prevented cell migration. Moreover, transient transfection of human mesangial cells with a PKC-zeta kinase inactive mutant (dominant negative) expression vector also led to a decrease in CTGF-induced migration compared with wild-type. Furthermore, CTGF stimulated phosphorylation and activation of GSK-3beta. These data highlight for the first time an integrated mechanism whereby CTGF regulates cell migration through facilitative actin cytoskeleton disassembly, which is mediated by dephosphorylation of focal adhesion kinase and paxillin, loss of RhoA activity, activation of Cdc42, and phosphorylation of PKC-zeta and GSK-3beta. These changes indicate that the initial stages of CTGF mediated mesangial cell migration are similar to those involved in the process of cell polarization. These findings begin to shed mechanistic light on the renal diabetic milieu, where increased CTGF expression in the glomerulus contributes to cellular dysfunction.
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Aims - To evaluate the efficacy of amniotic membrane transplantation (AMT) for ocular surface reconstruction. Methods - 10 consecutive patients who underwent AMT were included. The indications were: group A, cases with persistent epithelial defect after corneal abscess (n = 1), radiation (n = 1), or chemical burn (n = 3); group B, cases with epithelial defect and severe stromal thinning and impending or recent perforation, due to chemical burn (two patients, three eyes) or corneal abscess (n = 2); group C, to promote corneal epithelium healing and prevent scarring after symblepharon surgery with extensive corneo-conjunctival adhesion (n = 1). Under sterile conditions amniotic membrane was prepared from a fresh placenta of a seronegative pregnant woman and stored at -70°C. This technique involved the use of amniotic membrane to cover the entire cornea and perilimbal area in groups A and B, and the epithelial defect only in group C. Results - The cornea healed satisfactorily in four of five patients in group A, but the epithelial defect recurred in one of these patients. After AMT three patients underwent limbal transplantation and one penetrating keratoplasty and cataract extraction. In group B amniotic membrane transplantation was not helpful, and all cases underwent an urgent tectonic corneal graft. Surgery successfully released the symblepharon, promoted epithelialisation and prevented adhesions in the case of group C. Conclusion - AMT was effective to promote corneal healing in patients with persistent epithelial defect, and appeared to be helpful after surgery to release corneo-conjunctival adhesion. Most surgery for further surface rehabilitation. Amniotic membrane used as a patch was not effective to prevent tectonic corneal graft in cases with severe stromal thinning and impending or recent perforation.
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The adapter molecule CAS is localized primarily within focal adhesions in fibroblasts. Because many of the cellular functions attributed to CAS are likely to be dependent on its presence in focal adhesions, this study was undertaken to identify regions of the protein that are involved in its localization. The SH3 domain of CAS, when expressed in isolation from the rest of the protein, was able to target to focal adhesions, whereas a variant containing a point mutation that rendered the SH3 domain unable to associate with FAK remained cytoplasmic. However, in the context of full-length CAS, this mutation did not prevent CAS localization to focal adhesions. Two other variants of CAS that contained deletions of either the SH3 domain alone, or the SH3 domain together with an adjoining proline-rich region, also retained the capacity to localize to focal adhesions. A second focal adhesion targeting region was mapped to the extreme carboxy terminus of CAS. The identification of this second focal adhesion targeting domain in CAS ascribes a previously unknown function to the highly conserved C terminus of CAS. The regulated targeting of CAS to focal adhesions by two independent domains may reflect the important role of CAS within this subcellular compartment.
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Tese de doutoramento, Ciências Biomédicas (Biologia Celular e Molecular), Universidade de Lisboa, Faculdade de Medicina, 2014
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As a cause of small intestine occlusion, volvulus is often a consequence of a band or adhesions. Except in infants, it is rarely the primary cause of symptomatology. Between January 1976 and December 1992, 13 patients (7 women and 6 men, mean age of 56.8 years) were admitted in our department for an acute abdomen due to a spontaneous primary volvulus of the small bowel. Clinical examination and laboratory tests did not help in preoperative diagnosis. All patients underwent an explorative laparotomy. Six patients had had prior abdominal surgery but none of them presented adhesion or band. In 8 patients (62%), detorsion was sufficient. Resection of a segment of small bowel was necessary in 4 patients. Gangrenous of the entire bowel was observed in one patient who rapidly died. Two patients presented minor complications. One patient with Down syndrome died of bronchoaspiration. One patient has been reoperated on one year later for recurrence of the volvulus, and underwent a Noble procedure. We conclude that volvulus of the small bowel is a rare cause of acute abdomen that must be remembered. Early surgery is mandatory to reduce the risk of gangrene, which is known to double the mortality. Laparoscopy will be helpful in early diagnosis and therapy.
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Thy-1 is an abundant neuronal glycoprotein of poorly defined function. We recently provided evidence indicating that Thy-1 clusters a beta3-containing integrin in astrocytes to induce tyrosine phosphorylation, RhoA activation and the formation of focal adhesions and stress fibers. To date, the alpha subunit partner of beta3 integrin in DI TNC1 astrocytes is unknown. Similarly, the ability of neuronal, membrane-bound Thy-1 to trigger astrocyte signaling via integrin engagement remains speculation. Here, evidence that alphav forms an alphavbeta3 heterodimer in DI TNC1 astrocytes was obtained. In neuron-astrocyte association assays, the presence of either anti-alphav or anti-beta3 integrin antibodies reduced cell-cell interaction demonstrating the requirement of both integrin subunits for this association. Moreover, anti-Thy-1 antibodies blocked stimulation of astrocytes by neurons but not the binding of these two cell types. Thus, neuron-astrocyte association involved binding between molecular components in addition to the Thy-1-integrin; however, the signaling events leading to focal adhesion formation in astrocytes depended exclusively on the latter interaction. Additionally, wild-type (RLD) but not mutated (RLE) Thy-1 was shown to directly interact with alphavbeta3 integrin by Surface Plasmon Resonance analysis. This interaction was promoted by divalent cations and was species-independent. Together, these results demonstrate that the alphavbeta3 integrin heterodimer interacts directly with Thy-1 present on neuronal cells to stimulate astrocytes.
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"Mémoire présenté à la Faculté des études supérieures en vue de l'obtention du grade de Maîtrise en droit (LL.M.)". Ce mémoire a été accepté à l'unanimité et classé parmi les 15% des mémoires de la discipline.
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ARF6 et ARF1 sont des petites GTPases de la famille des ARF(s) qui régulent plusieurs voies de signalisation comprenant, la formation et le mouvement des vésicules, la transformation des lipides membranaires et la réorganisation du cytosquelette d’actine. À ce jour, le rôle de la protéine ARF6 et de la protéine ARF1 dans la signalisation des récepteurs couplés aux protéines G (RCPG) et des récepteurs à activité tyrosine kinase (RTK) dans les cellules endothéliales est encore très peu étudié. Le but de cette étude a été de caractériser le rôle de la protéine ARF6 dans la migration des cellules endothéliales induite par l’endothéline-1, ainsi que le rôle de la protéine ARF1 dans la sécrétion du monoxyde d’azote (NO) stimulées par le VEGF. Dans cette étude, nous montrons qu’ARF6 est essentielle à la migration des cellules endothéliales induite par l’endotheline-1. L’inhibition de l’expression d’ARF6 par interférence à l’ARN entraîne une activation marquée de la kinase FAK et son association constitutive avec Src. Par ailleurs, cette inhibition affecte l’association entre GIT1 et la kinase FAK. Ceci se traduit par une inhibition du désassemblage des contacts focaux et une augmentation de l’adhésion cellulaire menant à une diminution de la motilité. De plus, nos résultats montrent que la protéine ARF1 est essentielle à l’activation d’eNOS et à la sécrétion du NO suite à l’activation du VEGFR2 dans les cellules endothéliales BAEC. En effet, l’inhibition de l’expression d’ARF1 par interférence à l’ARN entraîne une inhibition du recrutement de la kinase Akt à la membrane plasmique et une inhibition de son activation induite par le VEGF. L’inhibition de l’activation de la kinase Akt par le VEGF conduit à une inhibition de l’activation de eNOS et de la sécrétion du NO. Dans l’ensemble, nos résultats montrent que les protéines ARF6 et ARF1 sont essentielles à la signalisation de l’ETB et du VEGFR2 pour les processus menant à la migration cellulaire et à la sécrétion du NO respectivement, deux évènements essentiels à l’angiogenèse.
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La dissémination métastatique est associée à de faibles chances de survie dans les cas de mélanomes humains, comme pour d’autres cancers. Le développement de métastases est un processus qui se fait en plusieurs étapes et nécessite la réorganisation du cytosquelette d’actine pour permettre la migration et l’invasion cellulaire. La protéine Nck2 est un adaptateur protéique principalement impliqué dans la réorganisation du cytosquelette. Une étude préliminaire réalisée dans notre laboratoire avait révélé que les niveaux de la protéine Nck2 et de son ARNm sont augmentés dans les lignées de mélanome métastatiques en comparaison aux lignées primaires. Le but de la présente recherche était donc d’étudier le rôle de l’adaptateur Nck2 dans la progression métastatique. Les résultats obtenus confirment que l’expression de Nck2 augmente de façon marquée au cours de la progression métastatique du mélanome humain. Cette étude révèle en plus que l’expression de hauts niveaux de Nck2 dans les cellules de mélanome primaire stimule la prolifération cellulaire et la migration, n’affecte pas l’invasion d’une matrice de collagène de type I, mais semble affaiblir les contacts cellule-cellule et l’adhésion au substrat. Une étude préliminaire effectuée in vivo révèle que ces phénomènes se traduisent par une légère augmentation de la tumorigenèse et de la croissance tumorale. Dans l’ensemble, les résultats obtenus suggèrent que Nck2 pourrait effectivement jouer un rôle dans la progression métastatique du mélanome en favorisant la prolifération des cellules tumorales et en facilitant leur détachement de la tumeur primaire, les rendant plus aptes à se disperser dans l’organisme et à établir des colonies métastatiques. Au niveau moléculaire, nous proposons que Nck2 est recruté dans les invadopodes pour favoriser la formation de complexes protéiques qui stimulent l’invasion. La mobilisation de Nck2 dans ces structures membranaires diminuerait sa disponibilité pour l’établissent d’autres complexes protéiques, entre autres dans les complexes d’adhésion focaux (FAs) et dans les jonctions adhérentes, diminuant ainsi les contacts des cellules cancéreuses avec la matrice extracellulaire et les cellules avoisinantes.
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La sclérodermie (sclérose systémique, ScS) est une maladie auto-immune du tissu conjonctif caractérisée par l’épaississement de la peau, l’apparition spontanée de lésions cicatricielles, des maladies des vaisseaux sanguins, divers degrés d’inflammation, en association avec un système immunitaire hyperactif. La pathogénèse exacte de cette maladie est inconnue et aucun traitement approprié n’est disponible. La fibrose est un élément distinctif de la maladie de ScS et est considérée résulter d’une incapacité à mettre fin de façon appropriée à la réponse normale de réparation des plaies. L’analyse histologique du stade initial de la ScS révèle une infiltration périvasculaire de cellules mononucléaires dans le derme, associée à une synthèse accrue de collagène dans les fibroblastes environnants. Ainsi, la compréhension des moyens de contrôler le stade inflammatoire de la ScS pourrait être bénéfique pour contrôler la progression de la maladie peu après son apparition. La mPGES-1 est une enzyme inductible qui agit en aval de la cyclo- oxygénase (COX) pour catalyser spécifiquement la conversion de la prostaglandine (PG) H2 en PGE2. La mPGES-1 joue un rôle clé dans l’inflammation, la douleur et l’arthrite;; toutefois, le rôle de la mPGES-1 dans les mécanismes de fibrose, spécifiquement en rapport avec la ScS humaine, est inconnu. Mon laboratoire a précédemment montré que les souris à mPGES-1 nulle sont résistantes à la fibrose cutanée induite par la bléomycine, à l’inflammation, à l’épaississement cutané, à la production de collagène et à la formation de myofibroblastes. Sur la base de ces résultats, j’ai formulé l’hypothèse que l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1 régulera à la baisse la production de médiateurs pro-inflammatoires et pro-fibreux au cours de la maladie de ScS. Afin d’explorer le rôle de la mPGES-1 dans l’inflammation et la fibrose associées à la maladie de ScS, j’ai d’abord examiné l’expression de la mPGES-1 dans la peau normale comparativement à des biopsies de peau extraites de patients atteints de ScS. Mes résultats ont montré que la mPGES-1 est nettement élevée dans la peau de patients atteints de ScS en comparaison avec la peau humaine normale. De plus, les niveaux de PGE2 dérivés de la mPGES-1 étaient également significativement plus élevés dans les fibroblastes cutanés isolés de patients atteints de ScS comparativement aux fibroblastes isolés de témoins sains. J’ai également étudié l’effet de l’inhibition pharmacologique de la mPGES-1 sur l’expression de marqueurs pro- fibreux. Mes études ont montré que l’expression de médiateurs pro-fibreux clés (α-SMA, endothéline-1, collagène de type 1 et facteur de croissance du tissu conjonctif (FCTC)) est élevée dans les fibroblastes cutanés ScS en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. Un traitement avec un inhibiteur de la mPGES-1 a eu pour effet de réduire significativement l’expression de l’α-SMA, de l’endothéline-1, du collagène de type 1 mais pas du FCTC dans les fibroblastes ScS, sans effet significatif sur les fibroblastes normaux. J’ai en outre examiné l’effet de l’inhibition de la mPGES-1 sur des cytokines pro-inflammatoires clés impliquées dans la pathologie de la ScS, incluant IL-6, IL-8 et MCP-1. L’inhibition pharmacologique de la mPGES- 1 a eu pour effet de réduire significativement les niveaux de production de cytokines pro- inflammatoires IL6, IL8 et MCP-1 dans les fibroblastes avec lésion ScS comparativement à des fibroblastes non traités. De plus, les patients atteints de ScS ont présenté des niveaux plus élevés de p-AKT, de p-FAK et de p-SMAD3 en comparaison avec les fibroblastes cutanés normaux. L’inhibiteur de la mPGES-1 a pu réguler à la baisse cette expression accrue de p-AKT et de p- FAK, mais pas de p-SMAD3, dans les fibroblastes ScS. Ces résultats ont suggéré que l’inhibition de la mPGES-1 pourrait être une méthode viable pour réduire le développement de sclérose cutanée et constituent une cible thérapeutique potentielle pour contrôler les mécanismes fibreux et inflammatoires associés à la pathophysiologie de la maladie de ScS. L’un des autres processus critiques reliés à l’évolution de la réponse fibreuse associée à la maladie de ScS est la différenciation des fibroblastes en des cellules activées spécialisées iii iv appelées myofibroblastes, responsables de déclencher une signalisation adhésive excessive et le dépôt excessif de matrice extracellulaire, conduisant à la destruction de l’architecture de l’organe. Ainsi, l’identification des facteurs endogènes qui initient/ favorisent la différenciation fibroblaste-myofibroblaste peut mener à des stratégies thérapeutiques prometteuses pour contrôler l’excès de signalisation adhésive et de fibrose associé à la maladie de ScS. Des études antérieures dans le domaine de la biologie du cancer ont suggéré que l’éphrine B2, une protéine transmembranaire appartenant à la famille des éphrines, est impliquée dans la signalisation adhésive et le remodelage extracellulaire. Cependant, son rôle dans la fibrose n’a jamais été exploré. Dans la deuxième partie de mon étude, j’ai donc étudié le rôle de l’éphrine B2 dans la fibrose. Mes études montrent que l’expression de l’éphrine B2 est significativement augmentée dans la peau humaine ScS comparativement à la peau normale. Plus important encore, le traitement in vitro de fibroblastes de la peau humaine normale avec de l’éphrine B2 recombinante est capable de transformer des fibroblastes en cellules myofibroblastiques manifestant toutes les caractéristiques myofibroblastiques typiques, incluant la formation accrue de fibres de tension, des adhérences focales, l’activation accrue de la FAK, un accroissement de l’expression et de la migration de fibroblastes et de leur adhérence à la fibronectine à la fois chez les fibroblastes cutanés normaux et ScS. En outre, j’ai traité des souris avec de l’éphrine B2 recombinante et montré que ces souris ont développé une fibrose cutanée significative associée à une épaisseur dermique et à une synthèse de collagène augmentées, une teneur en hydroxyproline (teneur en collagène) accrue et un nombre accru de myofibroblastes exprimant de l’α-SMA, une activation augmentée de la FAK et de marqueurs pro-fibreux incluant le collagène de type 1 et le FCTC. Dans l’ensemble, mes études ont identifié deux médiateurs endogènes cruciaux impliqués dans la propagation de l’inflammation et de la fibrose associées à la maladie de ScS. L’inhibition de la mPGES-1 pourrait représenter une bonne stratégie alternative pour contrer l’inflammation et la fibrose au moins durant les stades précoces de la maladie de ScS. De plus, une signalisation excessive de l’éphrine B2 favorise la signalisation adhésive et fibreuse en déclenchant la différenciation de fibroblastes en myofibroblastes par l’activation de la voie de signalisation de la FAK. Ainsi, l’inhibition d’éphrine B2 bloquera la formation de fibroblastes-myofibroblastes et régulera à la baisse la fibrose associée à la maladie de ScS. En somme, la mPGES-1 et l’éphrine B2 semblent toutes deux des cibles attrayantes pour le traitement de la ScS et des troubles fibreux qui y sont reliés.
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Objetivo: proponer un instrumento para el seguimiento de la calidad de la atención de pacientes con patologías quirúrgicas abdominales urgentes. Métodos: se revisaron restropectivamente historias clínicas de pacientes quienes requirieron cirugía general de urgencia (CGU) en agosto de 2013. Se analizaron variables demográficas, factores de riesgo, severidad y desenlace hasta el día 30 postoperatorio. Se incluyeron los indicadores de calidad del National Surgical Quality Improvement Program (NSQIP) y el National Trauma Data Bank, y se adicionaron otros. Resultados: Se intervinieron 231 pacientes de 261 procedimientos de CGU. La edad promedio fue 49 años. Los procedimientos más comunes fueron la colecistectomía laparoscópica (37.2%), la apendicectomía (35.6%), la laparotomía exploratoria (12.6%), el drenaje de colección abdominal (9.1%) y la liberación de adherencias (6.9%). La mortalidad fue de 3.46% (n=8), la morbilidad severa fue de 8.04%. La duración de la hospitalización fue de 6.54 días +/- 5.180 y la de hospitalización en Unidad de Cuidado Intensivo fue de 5.7 días +/- 4.42. La oportunidad de salas de cirugía para la apendicetomía fue de 5 horas para las apendicitis con peritonitis generalizada, y de 8 horas para las apendicitis localizadas, 37 horas para colecistitis, 7.48 horas para colangitis y 2.42 horas para diverticulitis. Conclusiones: Crear de un instrumento para la medición de la calidad de la atención de los pacientes en CGU, es necesario para la autoevaluación institucional y para definir planes de mejoramiento y distribución de los recursos.