INTEGRAÇÃO DE CÉLULAS EM TECIDOS
Junções Celulares
Matriz Extracelular
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 extracelular
na 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. Integração de células em tecidos – Junções celulares
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 ou
tight 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
Junções apertadas
(ocludinas ou
claudinas)
Microfotografia (TEM) de uma
junção 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
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Desmossomas circulares
Filamentos
de actina
Catenina
Cinto de
adesão
Caderina
‰ 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. Membrana celular
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Contactos focais
‰ Ligam as células e os seus filamentos de actina à matriz 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 intermediários
de uma célula com os de outra.
‰ Os filamentos intermediários nos
desmossomas pontuais de células
epiteliais são de queratina e do músculo
cardíaco 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 destas
células 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
Desmossomas pontuais
Membrana
citoplasmática
Placa densa
citoplasmática
Filamentos
intermédios
(queratina)
Aspecto dos desmossomas pontuais em TEM
Filamentos intermédios (desmina)
Desmossomas pontuais (músculo cardíaco)
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Hemidesmossomas
‰ 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.
Filamentos
de queratina
Lâmina
basal
Desmossoma
pontual
hemidesmossoma
‰ Proteínas implicadas: integrina e plectina
Integração de células em tecidos – Junções celulares
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 ‐
Interstício
conexões ‐ são constituídas por de 2‐4 nm
proteínas transmembranares que,
por sua vez, são constituídas por 6 subunidades proteicas: as conexinas. 2 conexões
Estas dispõem‐se por forma a delimitar formando um
canal aberto entre
um canal por onde passam pequenas 2 células adjacentes
moléculas (iões, sinais,....).
Membranas citoplasmáticas
adjacentes
Canal de
1.5 nm de diâmetro
Conexão composta
por 6 subunidades
‰ As junções de hiato são responsáveis pela passagem dos sinais nas sinapses eléctricas.
Integração de células em tecidos – Junções celulares
Junções de hiato (Gap junctions)
‰ Moléculas de dimensão inferior a 1000 daltons podem passar através dos conexões.
Longa junção
de hiato
‰ O aumento do Ca2+ citoplasmático, ou a diminuição do pH intracelular diminuem a permeabilidade das junções de hiato.
membranas
junção
de hiato curta
(Técnica de criofractura)
Fechado
Ca2+ alto
ou pH baixo
Aberto
Ca2+ baixo
ou pH alto
Micrografias electrónicas de 2 junções
de hiato entre 2 células
Integração de células em tecidos
Junções celulares
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
Introdução
‰ O espaço extracelular é preenchido
por uma rede organizada que se forma
por associação de macromoléculas,
Células
epiteliais
lâmina
basal
polissacarídeos e proteínas, segregadas
localmente. Esta rede é chamada
macrófago
matriz extracelular.
‰ As quantidades relativas dos
diferentes tipos de macromoléculas da
Vaso
sanguíneo
fibroblasto
às necessidades funcionais de cada
Fibras
elásticas
mastócito
matriz extracelular e o seu modo de
organização originam formas adaptadas
Fibras de
colagénio
GAG,
proteoglicanos,
glicoproteínas
tecido: matriz calcificada (ossos),
matriz transparente (córnea) ou matriz
elástica (tendões).
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
Aspectos estruturais e funcionais
‰ As macromoléculas da matriz extracelular são segregadas pelas células que se encontram em contacto com a matriz:
‐ os fibroblastos na maioria dos
tecidos conjuntivos e
‐ as células epiteliais nos tecidos
epiteliais.
Células
epiteliais
lâmina
basal
Fibras de
colagénio
macrófago
Vaso
sanguíneo
fibroblasto
Fibras
elásticas
mastócito
GAG,
proteoglicanos,
glicoproteínas
O tecido conjuntivo subjacente ao folheto epitelial
Fibroblastos e tecido conjuntivo (SEM)
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
Aspectos estruturais
‰ As macromoléculas que formam a matriz extracelular são:
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 à
lâmina basal.
Integração de células em tecidos – Matriz extracelular
Lâmina basal
‐ 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.
Célula
epitelial
‐ A lâmina basal é uma rede densa de colagénio tipo IV e de moléculas específicas Célula
epitelial
que permitem a sua fixação às células adjacentes e à matriz extracelular.
lâmina
basal
‐ Todas as lâminas basais contêm colagénio tipo IV,
proteoglicanos (sulfato de heparano) e Fibrilas de
colagénio
glicoproteínas (laminina e entactina)
Aspecto da lâmina basal em SEM