Matriz extracelular

Profa. Marta G. Amaral, Dra. Embriologia molecular

Organização celular em tecidos

Matriz extracelular

ou

Material intercelular

Fibras

Sistema

Colágeno

Colágenas

Reticulares

Sistema

Elástico

Elásticas

Elaunínicas

Oxitalânicas

SFA = substância

fundamental amorfa

SFA • Preenche espaço entre as fibras e células

• Viscosa, incolor, transparente

• Opticamente homogênea difícil ver ao MO

• Faz barreira à penetração de partículas estranhas

• Permite a difusão de pequenas subtâncias hidrossolúveis

• Composição Química:

GAGs+proteoglicanas+glicoproteínas+

H2O+ íons

Glicosaminoglicanas • São polissacarídeos longos, em forma de

bastão, não flexíveis, não ramificados, com cadeias de dissacarídeos repetidas, com carga (-)

• Geralmente as aminas são sulfatadas(SO4--)

os açúcares tem grupos carboxila (COO-)

• Atraem o Na+ que atrai a água = água de solvatação

Ex.: queratansulfato, heparansulfato,

condroitin-4-sulfato, condroitin-6-sulfato, heparina, dermatan sulfato, ác. hialurônico

Proteoglicanas Proteoglicana = GAGs (80-90%) + proteína

Exemplos:

Sindecana

Agrecana

MET, SFA da cartilagem, muitas GAGs livres e uma unidade proteoglicana

H2O

Resiliência: variação na hidratação do MEC. Ocorre na cartilagem, fluidos sinoviais e no humor vítreo.

• Funções das proteoglicanas:

1. Resistir a compressão

2. Retardar a entrada de microoganismos e de

células metastáticas

3. Associadas a LB formam filtros

4. Tem sítios de ligação para moléculas

sinalizadoras

5. Sindecana e fibroglicam são proteoglicanas

transmembrana e se ligam aos filamentos de

actina do citoesqueleto e na outra ponta aos

componentes da matriz extracelular

6. Agrecana se liga ao ác. Hialurônico, deixando a

matriz em estado gel, impedindo a difusão

rápida de líquidos.

SINDECANA GAG

Fluido tissular

• Contém íons, substâncias difusíveis

como a água e baixa concentração de

proteínas plasmáticas de baixo peso

molecular.

• Chega a SFA pela diferença de pressão

hidrostática e coloidosmótica

Fibras colágenas • A fresco é branca, ao MO são eosinófilas com

estrias transversais

• São as mais frequentes, formadas de subunidades de tropocolágeno polimerizadas linearmente

• CQ: glicina (33,5%)

prolina (12%)

hidroxiprolina (10%)

• Sintetizado por: fibroblasto, osteoblasto, condroblasto, odontoblasto e fibra muscular lisa

Colágeno • Já foram descritos mais de 27 tipos de

colágeno.

• A variação na disposição dos AAs origina

um colágeno diferente: glicina, prolina e

hidroxiprolina

Funções do colágeno

• Formar longas fibrilas: I, II, III, V e XI - Presentes

nos ossos, tendões, dentina, cápsulas, derme, etc.

• Associar-se a fibrilas: IX, XII e XIV - Ligam as

fibrilas de colágeno umas as outras ou a MEC.

• Formar rede: IV - Presente na lâmina basal

• Fazer ancoragem: VII - Presente na lâmina basal

Fibrila de Colágeno I Bandas com periodicidade,

distância entre as bandas= 68nm

Moléculas de tropocolágeno se

sobrepõem de forma escalonada

300nm X 1,5nm

Molécula em tripla hélice

São 3 cadeias α: 2 α1

1 α2

A ordem dos AA varia: glicina,

prolina e hidroxiprolina

S

Í

N

T

E

S

E

C

O

L

Á

G

E

N

O

1.Captação de AA (prolina, lisina e hidroxiprolina) por endocitose

2.Formação do RNAm

3.Sínt.das cadeias α com peptídeos de registro por ribossomas

4.Hidroxilação dos resíduos de prolina , lisina e hidroxiprolina (necessária à vitamina C) e clivagem da sequência sinal no RER

5.Glicolisação de resíduos específicos de hidroxilisil no RER

7.Acúmulo de procolágeno pelo Golgi nas vesículas secretoras

6.Formação de moléculas de hélice tríplice de procolágeno no RER e movimento para dentro da vesícula de transferência

8.Movimento de vesículas até a membrana plasmática conduzidos por microfilamentos e microtúbulos

9. Exocitose do procolágeno

10.Clivagem das extremidades não helicoidais registradas do procolágeno para formar a molécula do colágeno

11. Polimerização da molécula colágeno na fibrila de colágeno (ocorre nas enseadas)

ALFA 1

ALFA 2

Fibrila de Colágeno I

pontes de hidrogênio

e internações hidrofóbicas

CQ: tropocolágeno, 3 cadeias α de fibrilas

2 cadeias peptídicas α1

1 cadeia peptídica α2

REGIÃO LACUNAR

REGIÃO

LACUNAR

REGIÃO DE SOBREPOSIÇÃO

REGIÃO DE SOBREPOSIÇÃO

FIBRILA DE COLÁGENO

FIBRA DE COLÁGENO

FEIXE DE FIBRAS

DE COLÁGENO

tropocolágeno Regiões de sobreposição e regiões lacunares

Estrias transversais com faixas claras e escuras

Formação do feixe de fibra colágena

VS

VS

COLÁGENO

NÚCLEO DE

FIBROBLASTO

Fibroblastos sintetizando MEC

Fibrilas colágeno na pele

FEIXES DE COLÁGENO

BANDAS 68nm

Fibras Reticulares • São muito delicadas, visualizados por PAS e

impregnação pela prata.

• CQ: colágeno tipo III + glicoproteína + proteoglicanas

• Dispostas sob a forma de rede ou ramificadas, formando arcabouço de alguns órgãos

• Produzidas pelos fibroblastos, hepatócito, adipócitos, célula muscular lisa e célula de Schwann

Tipos de colágeno, composição, localização e função

• Déficit ou anormalidade na produção de colágenos específicos

• Mutações nos genes que codificam as cadeias α

“No futuro a terapia gênica poderá ser utilizada para controlar a deposição do colágeno defeituoso ou para reverter a doença causada pelos genes mutados”

Colagenopatias

Osteogênese imperfeita Fraturas repetidas após traumas Deformidade óssea Ossos quebradiços Dentes anormais Pele fina Tendões fracos Escleras azuis Perda da audição

TIPO I

Displasia de Kniest (tipo II)

•Baixa estatura •Mobilidade articular restrita •Alterações oculares que levam a cegueira •Metáfises amplas com anormalidade articular

Displasia epifisária múltipla (tipo IX)

Deformações ósseas resultantes da ossificação endocondral prejudicada Doença articular degenerativa prematura

Condrodisplasia metafisária de Schmid

Autossômica recessiva Ao nascimento são

normais Após o primeiro ano de

vida, inicia-se o encurvamento dos membros inferiores, acentuação da lordose lombar

Deformações ósseas por modificações das vértebras e das metáfises dos ossos longos

Síndrome de Ehlers-Danlos(tipo III)

• Desordens hereditárias que variam em severidade

e são transmitidas como traços autossômico

recessivo, autossômico dominante ou recessivo

ligado ao X.

• Características: hiperextensibilidade da pele e

articulações, machucados fáceis, redução da

cicatrização de feridas, pseudotumores e defeitos

oculares.

• Anormalidades distintas na síntese do colágeno

têm sido identificadas em alguns subtipos da

síndrome de Ehlers-Danlos (tipo IV, VI e VII).

•

Síndrome de Stickler do (tipo XI)

Deformações craniofaciais e esqueléticas

Miopia grave Descolamento de retina Perda auditiva progressiva

Síndrome de Alport (tipo IV) É uma nefrite hereditária,

geralmente ligada ao X Mais frequente nos homens Hematúria por falhas na

membrana basal glomerular Lesões oculares Perda auditiva progressiva

Epidermóide bolhosa benigna atrófica generalizada (tipo XVII)

•Doença cutânea bolhas, separação dermoepidérmica •induzida mecanicamente •Hemidesmossomos defeituosos •Atrofia cutânea •Distrofia •Alopécia

Síndrome de Klindler (tipo VII) subtipo de Epidermólise bolhosa

Formação de bolhas

Cicatrizações intensas da pele depois de pequenos traumas

Ausência de fibrilas de fixação

Escorbuto

Sangramento gengival causado

pelo escorbuto (avitaminose C)

Fibras elásticas • A fresco são amareladas,

• Ao MO são mais delgadas que as colágenas, sem estrias, formam uma malha irregular ou feixes grosseiros

• As elásticas localizam-se:

nos ligamentos da coluna vertebral,

Ligamento nucal do pescoço

na túnica média das grandes artérias,

no ligamento suspensor do pênis.

Coram por: Resorcina-fucsina de Weigert,

Hematoxilina-férrica de Weigert,

Verhoeff,

Gomori e

Orceína

• Sintetizadas por:

fibroblastos,

condrócitos e

fibra muscular lisa.

Fibras elásticas

Cedem facilmente a trações

Fibras

colágenas

DERME

MESENTÉRIO

3 Estágios de formação

das fibras elásticas

1º Oxitalânicas: feixes de microfibrilas 10nm, formada por

glicoproteínas, a principal é a fibrilina

2º Elaunínicas: deposição irregular de elastina entre as

microfibrilas oxitalânicas

3º Elásticas: a elastina se acumula até ocupar o centro e as

microfibrilas ficam na periferia.

Fibras oxitalânicas • Feixes de microfibrilas com várias

glicoproteínas, a principal é a fibrilina

• Não tem elasticidade

• Encontradas na junção dermoepidérmica

e conectada a LB na Zônula do olho

Fibras elaunínicas

• Forma-se pela deposição irregular da

elastina por entre as microfibrilas

oxitalânicas.

• Encontradas na derme e ao redor das

glândulas sudoríparas.

Síndrome de Marfan ou Aracnodactilia

• Doença causada pela expressão anormal do gene da fibrilina, por mutação espontânea ou hereditária

• Ausência de microfibrilas de fibrilinas associadas a elastina

• alterações das válvulas cardíacas e dilatação da aorta

Microfilamentos de fibrilina X sol

• Exposição crônica ao sol modifica e diminui as microfibrilas de fibrilina em torno da elastina

• Diminuição da elasticidade cutânea

• As fibras elásticas podem não ser funcionais

• Rugas profundas por fotoenvelhecimento

Membrana Basal Presente nos tec. Epiteliais, Musculares liso e

esquelético, Nervoso e Adiposo.

• Lâmina basal: a) Lâmina Lúcida: glicoprotéica (laminina, entactina, integrina) e

distroglicanos Alguns pesquisadores defendem que a Lam. lúcida é um artefato de fixação.

b) Lâmina densa: colágeno tipo IV, glicoproteínas ( laminina, fibronectina, entactina), proteogliganas (heparansulfatopro-teoglicana, percalana) .

• Lâmina fibroreticular: F. reticular (colágeno III +

glicoproteína), colágeno I, IV, VII e fibronectina.

Membrana basal

Setas laminina na LB por imunocitoquímica

Lâmina basal - PAS

Funções da MB • Adesão e suporte firme e flexível do epitélio no

conjuntivo adjacente

• Filtração mecânica: através da rede de fibras de colágeno.

• Heparan-sulfato-: restringe a passagem de moléculas negativas.

• Facilita: atividade mitótica,

diferenciação celular,

modulação do metabolismo celular,

induz a polaridade celular,

orienta a migração celular na re-epitelização durante a cicatrização de feridas e regeneração de junções mioneurais e de nervos motores

Polaridade celular

apical

lateral

basal

Glicoproteína Glicoproteína= proteína + dissacarídeos ramificados

Função:

Ligam as células ao MEC

ou a LB.

Regulam e modulam o

movimento e a migração

celular no MEC.

Estimulam a proliferação e

diferenciação celular

Ex.:

integrinas, fibronectina,

laminina, entatina,

tenascina, condronectina,

osteonectina.

Glicoproteína adesiva se liga

através de módulos

Glicoproteína adesiva:

3 cadeias polipeptídicas trançadas

em cruz

Faz adesão das células com a LB

LAMININA TRIMÉRICA LAMININA TRIMÉRICA

INTEGRINA SÍTIO DE LIGAÇÃO PARA MOLÉCULAS

DA MATRIZ EXTRACELULAR

CADEIA ALFA CADEIA BETA

MEIO EXTRACELULAR

CITOSOL

TALINA

PROTEÍNA DE

COBERTURA

MICROFLAMENTOS DE ACTINA

VINCULINA

É uma glicoproteína

transmembrana com

domínios no MEC e no

MIC, é um heterodímero

com cadeias α e β.

No MEC se liga a laminina

fibronectina e ao cólágeno

No MIC se liga aos

microfilamentos de actina,

talina, vinculina,plectina,

etc.

Obrigada!