interação célula-célula e célula-matriz extracelular
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Um organismo multicelular se organiza pelo
estabelecimento de muitas interações.
A mais fundamental é a que mantém as células
juntas, coesas, aderidas.
Há duas maneiras de estabelecer coesão:
1- “aparelho” de junção entre células
2- “cola” proporcionada pelo produto de secreção
dessas células
Interações
Célula-Célula1 e
Célula-Matriz Extracelular2
1 “aparelho” de junção
2 “cola”
A organização das células em tecidos
junções mantêm as células unidas!
• células em estreito contato: interação célula-célula é importante• matriz extracelular restrita à lâmina basal
• tecido sujeito a estresse mecânico
Conjuntivomatriz abundante
Epitéliomatriz escassa
Luz intestinal
Corte transversal do
intestino delgado
Epitélio
JUNÇÃO
COLA
Junções entre células
VASO
Células
endoteliais da
parede do vaso
Células endoteliais
caderina
Células
endoteliais
obtidas de
cultura
Microscopia de Fluorescência
Vermelho- núcleo
Verde- caderina
Classificação funcional das junções celulares
Junções bloqueadoras (compactas)
selam as células e impedem extravasamento de moléculas
entre elas
Junções por ancoramento
conectam mecanicamente células (e seu citoesqueleto) às
células vizinhas ou à matriz extracelular
Junções comunicantes
medeiam a passagem de sinais elétricos ou químicos de
uma célula a outra
Junções Bloqueadoras ou Ocludentes
Em vertebrados: junções compactas
Junções Celulares
Junção
compacta
Papel das junções compactas
Selagem entre células adjacentes
Barreira de permeabilidade seletiva
Superfície
apicalLuz do
intestino
Membrana
plasmática de
células adjacentes
Espaço
intercelular
Carreador
de glicose
Superfície
basolateral
Fluido
extracelular
Transporte dirigido
de glucose
SANGUE
Junções compactas: barreiras à difusão de
soluto
Proteínas
marcadoras
Junções
compactas
Molécula traçadora
adicionada à região
apical
Molécula traçadora
adicionada à região
basolateral
Estrutura de uma junção compacta
face membrana saliências das partículas
externa plasmática intramembrana formando
membrana lateral fitas selantes
lúmen
Superfície
basal
Células epiteliais do intestino delgado
ME criofratura ME convencional
Modelo de uma junção compacta
• Fita de junção compacta formada por proteínas de adesão, pp claudinas
• Associações estabelecidas pelas proteínas de adesão
extracelular: com proteína de adesão da célula adjacente (claudina-claudina)
intracelular: com proteínas da zona ocludente (ZO)
Fileiras de proteínas
claudina e ocludinaEspaço
intercelular
Junção
compacta
Ligação de
proteínas de
células adjacentes
microvilos
Célula 1 Célula 2
Formada pela ligação entre
fileiras de proteinas
(claudinas e ocludinas)
localizadas em células
adjacentes
Modelo de uma junção compacta
Junções de Ancoragem
Actina Filamentos intermediários
Proteínas das junções se ancoram em filamentos do
citoesqueleto
Junções aderentes / Desmossomos
Proteínas da família das caderinas
Um segundo tipo de junção: Ancoragem
Adesões focais / Hemidesmossomos
Proteínas da família das integrinas
Junções de
ancoragem
Filamentos de actina Filamentos intermediários Filamentos de actina Filamentos intermediários
Interações célula-célula Interações célula-matriz extracelular
Filamentos do citoesqueleto
Junções de ancoragem
Formação das junções de ancoramento
– filamentos de actina
– filamentos intermediários Ligação ao citoesqueleto
Integrinas
adesão focal
hemidesmossomo Matriz extracelular
Caderinas
junção aderente
desmossomo
Filamentos do
citoesqueleto
Proteínas intracelulares
de ancoragem
Espaço
intercelular
Proteína transmembrana
de ligação
Célula 1 Célula 2
Feita através de proteínas intracelulares de ancoragem
Junções aderentes via caderinas: ligação à actina
Cinto de adesão contínuo, abaixo das junções compactas
Caderinas associam-se à actina, através de cateninas
cateninas
caderinasCinto de
adesão
Ligação de caderinas a filamentos de
actina
Indireta, por proteínas de ancoragem
-catenina
β-catenina
Junções de ancoramento via caderinas:
proteínas de ancoragem dímero de
caderina
membrana
plasmática
citosol
Filamento
de actina
catenina
Pênfigo vulgar (Fogo selvagem)
Autoimunidade: anticorpos anti-caderina
Ligação de caderinas a filamentos intermediários:
Desmossomos
desmogleina e
desmocolina
Proteínas de ancoramento: desmogleína e desmocolina
Junções de ancoramento via integrinas:
adesões focais – célula/matriz
Extracelular: direta a proteínas da ECM
Intracelular: indireta a filamentos do citoesqueleto, através de proteínas adaptadoras
(vinculina, filamina e a-actinina)
Filamentos do citoesqueleto: actina (adesão focal)
filamento intermediário (hemidesmossomo)
Actina – verde Vinculina - vermelho
vinculinaactina
Ligação de integrina
Fibras de stress
F-actina
citosol
exterior
Fibronectina Laminina
Integrina
Filamentos intermediários
Proteínas adaptadoras
Adesão focal Hemidesmossomo
Matriz
Membrana
Citoplasma
Junções de ancoramento célula/matriz via
integrinas: adesão focal e hemidesmossomos
Ligação à actina, através de proteínas
adaptadoras
Interage com fibronectina da matriz
extracelular
Ligação à filamentos intermediários,
através de proteínas adaptadoras
Interage com laminina da matriz
extracelular
Fibronectina
(rodamina)
Actina
(fluoresceína)
decorre de adesões focais estabelecidas por moléculas de integrina.
Regulação da orientação das fibrilas extracelulares de
fibronectina por filamentos de actina intracelulares
Junções Comunicantes
Junções Celulares
Um terceiro tipo de junção celular: comunicante
Junções formadas por proteínas formadoras de canal
Moléculas < 1.000Da são compartilhadas pelas células
• íons inorgânicos
• açúcares
• vitaminas
• nucleotídeos
• AMPc
• ATP
Ligação metabólica e elétrica
Um conjunto de junções
comunicantes constituem
a junção do tipo fenda
Junções do tipo fenda
Constituidas de proteínas formadoras de canais (conexinas)
6 Conexinas formam um Canal ou Conexon
Alinhamento de diversos conexons – fenda de comunicação entre células
Junções do tipo fenda ao ME
membranas
junção tipo
fenda grande
junção tipo
fenda pequena
Pode ocorrer – agrupamento de poucos até centenas de conexons.
Resumo das várias junções encontradas
adesão focal ancora actina da célula à lâmina basal
Junções compactas
Junções aderentes/
desmossomos
Fenda
Adesão focal/
hemidesmossomo
Representação das diveras junções célula-
célula e célula-matriz extracelular
Junção compacta
Cinto de adesão
Desmossomo
Junção em fenda
Integrina
Selectina
IntegrinaProteoglicana de membrana
HemidesmossomoAdesão focal
A Matriz Extracelular
Interações
Célula-Matriz Extracelular
“cola”
Poucas células (fibroblastos)
circundadas por
espaços preenchidos por
matriz extracelular
Fibroblastos produzem
macromoléculas de cinco
classes:
- colágeno
- fibras de elastina
- proteoglicanas
- glicoproteínas
Tecido conjuntivo: rico em matriz extracelular
insolúveis
solúveis
}
}Luis
Lamberti
Cristina
Glicosaminoglicanos
Hialuronana, sulfato de condroitina e sulfato de dermatana, sulfato
de heparana e sulfato de queratana
Dermatana: repetições de GalNAc + ácido idurônico
Ocupam grande espaço
e formam géis
hidratados
Glicosaminoglicanos
Hialuronana
repetições de GlucNAc + ácido glucurônico
Proteoglicanas
Esqueleto protéico
serina
tetrassacarídeo GAG
Esqueleto
protéico
proteoglicana
Proteoglicanas
Sulfato de
condroitina
Sulfato de
queratina
Molécula de
hialuronana
Esqueleto
protéico
Agregado de
agrecan
Proteoglicanas
Propriedades:
• Alta densidade de cargas negativas – hidratação
• Ocupa grande volume em relação à massa
• Formam géis em concentrações muito baixas
Funções:
• Resistência a forças de compressão dos tecidos e articulações
• Influencia a forma, a sobrevivência e a proliferação celular
• Facilita a migração celular
• Regulam a atividade de proteínas secretadas
• Potencializam a ação de certas proteínas (citocinas)
Glicoproteína: Fibronectina
• Dímero
• Cada cadeia – 2500 aa dobrada em 5 domínios
• Promove interação com diversas estruturas
• Seqüência RGD: responsável por interação com integrina
ligação ao colágeno
Autoassociação
ligação à célula
ligação à heparina
C-terminal
Fibronectina
(rodamina)
Actina
(fluoresceína)
decorre de adesões focais estabelecidas por moléculas de integrina.
Regulação da orientação das fibrilas extracelulares de
fibronectina por filamentos de actina intracelulares
extracelular intracelular
Glicoproteína: Laminina
• Glicoproteína grande (cruz)
• 3 cadeia ( , e ) com 1500 aa
• Camundongos deficientes – morte na embriogênese
• Ligam-se a proteoglicana, lipídios sulfatos, integrinas, entactinas
• No início do desenvolvimento, substituem colágeno-IV
(lâmina basal). Algumas funções semelhantes
Hemidesmossomo em célula da bexiga urináriaLâmina basal
Macromoléculas da Matriz Extracelular
Modelo da lâmina basal