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INTEGRAÇÃO DE CÉLULAS EM TECIDOS
Matriz Extracelular
Junções Celulares
Integração de células em tecidos
Introdução
A maioria das células animais organizam‐se em tecidos que se associam em unidades funcionais de grandes dimensões: os órgãos. As células dos tecidos estão geralmente em contacto com uma rede de macromoléculas extracelulares: a matriz extracelular.
Distingue‐se 2 grandes categorias de tecido animal: 1) o tecido conjuntivo rico em matriz extracelularna qual as células encontram‐se espalhadas e 2) o tecido epitelial no qual as células são estreitamente associadas em folhetos (epitélios) deixando pouco espaço à matriz extracelular.
Classificação das junções celulares de acordo com a função
1‐ junções apertadas (ou de oclusão): impermeáveis aos iões e moléculas
2‐ junções de ancoragem:
a. locais de ligação dos filamentos de actina (junções de adesão)
a1. entre células (desmossoma circular)
a2. entre uma célula e a matriz extracelular (contactos focais)
b. locais de ligação dos filamentos intermédios
b1. entre células (desmossoma pontual)
b2. entre uma célula e a matriz extracelular (hemidesmossomas)
3‐ junções de comunicação: permitem a transmissão de sinais químicos e eléctricos entre as células (junções de hiato ou gap junctions)
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Junções apertadas
Designadas por junções de oclusão (ou zonulae occludens outight junctions).
Estas junções encontram‐se na zona apical ligando as membranas de 2 células. Assim, elas impedem a passagem de substâncias no espaço intercelular.
As junções estão organizadas de tal modo que, nas regiões onde elas se encontram, o espaço intercelular está obliterado.
Experiência efectuada com marcadores colocados no lúmen. Verificou‐se que os marcadores só penetraram nos espaços intercelulares até ao local das junções apertadas.
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Microfotografia (TEM) de umajunção apertada
Um modelo de junção impermeável. Bandas finas de natureza proteica, que rodeiam completamente as células, contactam com estruturas idênticas de células adjacentes, selando assim o espaço intercelular. Exemplo de proteínas: ocludinas e claudinas
(ocludinas ouclaudinas)
Junções apertadas
Integração de células em tecidos – Junções celulares
São localizados abaixo das junções apertadas.
Ligam os filamentos de actina das células epiteliais. Os filamentos de actina formam um cinto à volta das células ligando‐as umas às outras. Neste cinto de adesão os feixes de microfilamentos de actina dispõem‐se paralelamente a membrana celular à qual se ligam por um conjunto de proteínas como a vinculina.
Caderina
Membrana celular
Catenina
Filamentosde actina
Cinto deadesão
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Desmossomas circulares
Contactos focais
Ligam as células e os seus filamentos de actina àmatriz extracelular a nível de determinadas regiões da membrana citoplasmática.
Proteínas implicadas: integrina; talina, vinculina e actinina α.
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Desmossomas pontuais
Conectam filamentos intermediáriosde uma célula com os de outra.
Os filamentos intermediários nosdesmossomas pontuais de célulasepiteliais são de queratina e do músculocardíaco são de desmina.
A associação entre filamentos intermédios e desmossomas contribui para arquitectura e estabilidade estrutural das células e tecidos.
Em cada uma das membranas destascélulas existem placas densas constituídas por proteínas designadas por desmoplaquinas às quais se associam proteínas transmembranares: caderinas(desmogleínas e desmocolinas)que interagem umas com as outras no espaço extracelular, fortalecendo a adesão.
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Placa densacitoplasmática
Membranacitoplasmática
Aspecto dos desmossomas pontuais em TEM
Filamentosintermédios(queratina)
Desmossomas pontuais
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Desmossomas pontuais (músculo cardíaco)
Filamentos intermédios (desmina)
Desmossomapontual
Filamentosde queratina
hemidesmossomaLâminabasal
Hemidesmossomas
Integração de células em tecidos – Junções celulares
São estruturas morfologicamente semelhantes aos desmossomas mas que são funcional e quimicamente distintas.
Ligam a superfície basal dessas células à lâmina basal que se encontra por baixo.
Os filamentos que lhe estão associados são também filamentos intermédios de queratina que se encontram ancorados na placa densa.
Proteínas implicadas: integrina e plectina
Junções de hiato (Gap junctions)
As junções de hiato são estabelecidas
entre as membranas citoplasmáticas de
células adjacentes. Nesta zona o espaço
intercelular é reduzido.
As zonas de comunicação ‐
conexões ‐ são constituídas por
proteínas transmembranares que,
por sua vez, são constituídas por
6 subunidades proteicas: as conexinas.
Estas dispõem‐se por forma a delimitar
um canal por onde passam pequenas
moléculas (iões, sinais,....).
As junções de hiato são responsáveis pela passagem dos sinais nas sinapses eléctricas.
Membranas citoplasmáticasadjacentes
Canal de1.5 nm de diâmetro
Conexão compostapor 6 subunidades2 conexões
formando umcanal aberto entre2 células adjacentes
Interstíciode 2‐4 nm
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Moléculas de dimensão inferior a 1000 daltons podem passar através dos conexões.
Fechado Aberto
Ca2+ altoou pH baixo
Ca2+ baixoou pH alto
O aumento do Ca2+ citoplasmático, ou a diminuição do pH intracelular diminuem a permeabilidade das junções de hiato.
Longa junçãode hiato
membranas
junçãode hiato curta
(Técnica de criofractura)
Micrografias electrónicas de 2 junçõesde hiato entre 2 células
Junções de hiato (Gap junctions)
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Integração de células em tecidos
Junções celulares
Introdução
O espaço extracelular é preenchido
por uma rede organizada que se forma
por associação de macromoléculas,
polissacarídeos e proteínas, segregadas
localmente. Esta rede é chamada
matriz extracelular.
As quantidades relativas dos
diferentes tipos de macromoléculas da
matriz extracelular e o seu modo de
organização originam formas adaptadas
às necessidades funcionais de cada
tecido: matriz calcificada (ossos),
matriz transparente (córnea) ou matriz
elástica (tendões).
Célulasepiteliais
lâminabasal
macrófago
fibroblasto
GAG,proteoglicanos,glicoproteínas
mastócito
Fibraselásticas
Vasosanguíneo
Fibras decolagénio
O tecido conjuntivo subjacente ao folheto epitelial
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
Aspectos estruturais e funcionais
Preenchimento do espaço entre as células e ligação das células e dos tecidos
Suporte mecânico das células e tecidos
Regulação do comportamento das células em contacto com a matriz (desenvolvimento, migração, proliferação, funções metabólicas, ....)
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
As macromoléculas da matriz extracelular são segregadas pelas células que se encontram em contacto com a matriz:
‐ os fibroblastos na maioria dostecidos conjuntivos e‐ as células epiteliais nos tecidosepiteliais.
Célulasepiteliais
lâminabasal
macrófago
fibroblasto
GAG,proteoglicanos,glicoproteínas
mastócito
Fibraselásticas
Vasosanguíneo
Fibras decolagénio
O tecido conjuntivo subjacente ao folheto epitelialFibroblastos e tecido conjuntivo (SEM)
Aspectos estruturais e funcionais
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
Aspectos estruturais
Glicosaminoglicanos (GAG) e Proteoglicanos (PG):Formam uma substância fundamental hidratada tipo gel que permite a difusão de nutrientes, metabolitos e hormonas entre o sangue e as células do tecido.
Colagénio e Elastina:São proteínas fibrosas estruturais que conferem resistência mecânica (colagénio) e elasticidade (elastina) à matriz; participam também na organização da matriz extracelular.
Fibronectina e laminina (proteínas adesivas):São também proteínas fibrosas, que permitem a fixação das células à matriz. A fibronectina fixa os fibroblastos à matriz e a laminina fixa as células epiteliais àlâmina basal.
As macromoléculas que formam a matriz extracelular são:
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
Lâmina basal
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
Célulaepitelial
Célulaepitelial
lâminabasal
Fibrilas decolagénio
Aspecto da lâmina basal em SEM
‐ É uma camada de matriz extracelular especializada que se encontra na base de todas as
estruturas epiteliais.
‐ Rodeia as células musculares individuais, as células adiposas e as células de Schwann.
‐ A lâmina basal separa as células do tecido conjuntivo.
‐ É sintetizada, em grande parte, pelas células que
repousam sobre ela.
‐ A lâmina basal é uma rede densa de
colagénio tipo IV e de moléculas específicas
que permitem a sua fixação às células
adjacentes e à matriz extracelular.
‐ Todas as lâminas basais contêm colagénio tipo IV,
proteoglicanos (sulfato de heparano) e
glicoproteínas (laminina e entactina)