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Matriz Extracelular
Matriz Extracelular (MEC)
• As células em organismos multicelulares estão organizados 
em grupos cooperativos chamados tecidos;
• Tecidos não são constituídos somente de células, mas também por 
proteínas e polissacarídeos que certas células do tecido secretam 
ao seu redor;
• A esse conjunto de macromoléculas dá-se o nome de matrix extracelular, 
Funções da matriz extracelular: suporte, 
sustentação, adesão, movimento e regulação
-Serve de suporte físico às células, permitindo manter 
células e tecidos ligados.
-Confere força mecânica aos tecidos.
-Regula a atividade das células, influenciando o seu 
desenvolvimento, migração, proliferação, forma e função.
-Funciona como uma malha que permite às células migrar
e interagir.
-Importante para a reparação dos tecidos, em resposta à
destruição.
Tecido epitelial
- As células estão fortemente ligadas entre si, formando
camadas (epitélio).
-A matriz extracelular é escassa, consistindo principalmente numa 
camada fina denominada lâmina basal.
-As células suportam a maioria do stress mecânico a que o tecido é 
sujeito.
Tecido conjuntivo
- A matriz extracelular é abundante.
-As células estão esparsamente distribuídas na 
matriz.
- A matriz suporta a maioria do stress mecânico
a que o tecido é sujeito
Constituído por células do tecido conjuntivo e por matriz
extracelular.
A família de células do tecido conjuntivo inclui:
- fibroblastos, células ósseas e cartilaginosas (todas são
especializadas na produção de matriz extracelular)
- células musculares e adiposas
Tecido conjuntivo
Os fibroblastos são as células mais versáteis desta família, podendo se 
diferenciar em outros tipos celulares
Diferentes tecidos produzem variações na quantidade e tipos de 
componentes da MEC e também no modo como organizam estas 
macromoléculas de acordo com a necessidade do tecido.
• MEC pode ser calcificada formando estruturas duras como ossos e dentes;
• MEC pode ser transparente como o tecido da córnea dos olhos;
• MEC pode formar estruturas como os tendões 
• MEC pode formar estruturas gelatinosas parecidas com esponjas como as 
cartilagens e o humor vítreo dos olhos, etc 
• A matriz extracelular é sintetizada localmente pelas 
células da matriz.
• As células da matriz determinam a composição da matriz
extracelular.
Síntese da matriz extracelular
Células especializadas para a 
produção de matriz extracelular
• Células epiteliais: lâmina basal
• Células não epiteliais (células do TECIDO CONJUNTIVO)
-Fibroblastos
- Cimentoblastos/cimentócitos (secretam o material tipo
cimento da raíz dos dentes)
- Odontoblastos/odontócitos (secretam a dentina dos 
dentes) 
-Condroblastos/condrócitos
-Osteoblastos/osteócitos
Na maior parte dos tecidos conjuntivos, a matriz é 
sintetizada pelos fibroblastos
Degradação da matriz extracelular
• Há sempre uma lenta degradação e re-síntese (turnover) dos
componentes da matriz.
• O turnover regulado das macromoléculas da matriz é muito
importante para muitos processos biológicos (ex: migração de
glóbulos brancos para locais de infecção, metastização de
tumores).
• A degradação ocorre por ação de enzimas proteolíticas
extracelulares (degradam componentes da MEC).
Ex:
-metaloproteases
I wonder what 
proteins 
are in the ECM?
Composição da matriz extracelular
Constituída por 3 principais classes de biomoléculas:
(1) Proteínas estruturais: colágeno e elastina.
(2) Proteoglicanos.
(3) Proteínas adesivas (com funções específicas,
como por ex. a adesão): fibronectina e laminina.
Essa biomoléculas:
-são secretadas localmente
-permanecem em íntima associação com as células que as
produziram
Colágeno
-Família de proteínas fibrosas presentes em todos os organismos 
multicelulares.
-É a proteína mais abundante nos mamíferos (25% do total de massa
protéica); existe em virtualmente todos os tecidos.
-Constituinte mais abundante da maioria das matrizes extracelulares.
-Sintetizado principalmente por células do tecido conjuntivo.
-Funções do colágeno: -torna o tecido resistente a tensões mecânicas
ajuda a organizar a matriz.
Estrutura do colágeno
Constituído por 3 cadeias polipeptídicas 
independentes, denominadas cadeia a:
-Todas ricas em Pro e Hidroxiprolina (Hyp)
-Todas com Gly em cada 3 a.a.
-A estrutura (X-Y-Gly)n é absolutamente essencial para 
a formação da tripla hélice.
X-qualquer a.a., geralmente Pro
Y- qualquer a.a., geralmente Hyp
(mas tb pode ser Hyl).
Existem cerca de 25-30 cadeias
a diferentes, cada uma codificada por 1 gene 
diferente. 
Possui estrutura em hélice tripla (total ou 
parcialmente):
-A tripla hélice regular tem cerca de 1.5 nm de 
diâmetro e 300 nm de comprimento.
-A tripla hélice possui 3 resíduos de a.a por volta.
A Pro, Hyp, Hyl e Gly são importantes 
na formação da hélice tripla:
• Pro e Hyp - conferem rigidez à tripla 
hélice (devido à sua estrutura anelar).
• Hyp e Hyl - estabilizam a conformação 
em tripla hélice (devido aos seus
grupos OH que formam pontes de H entre 
as várias cadeias).
• Gly - é o menor dos a.a. e o único capaz 
de se acomodar no interior da estrutura 
(na região central da tripla hélice), 
permitindo que as 3 cadeias a formem 
uma estrutura compacta.
Substratos: prolina e lisina, já inseridas na cadeia a.
• Enzimas: peptidil hidroxilase da prolina e
peptidil hidroxilase da lisina.
• Coenzima: vitamina C.
•Deficiência em vitamina C: impede a hidroxilação da 
Pro e Lys, ocorrendo síntese de cadeias a alteradas, 
com degradação imediata da tripla hélice. 
Consequentemente, há destruição do colágeno. 
Origina: degradação de tecidos
com rápido turnover do colágeno (ex: vasos 
sanguíneos, gengivas).
A Hyl (mas não a Hyp) pode sofrer glicosilação
(com galactose ou galactosil-glicose).
Síntese de Hyp e Hyl
Síntese do colágeno
1. Sintese da cadeia pró-a
2. Hidroxilação de prolinas e 
lisinas
3. Glicosilação de 
hidroxilisinas
4. Organização de três pró-
cadeias a
5. Formação do pró-colágeno 
trípla hélice
6. Secreção
7. Clivagem por enzimas 
proteolíticas
8. Organização das moléculas 
de colágeno em fibrilas 
Funções dos pró-colágenos:
(1) importantes para a formação da tripla 
hélice;
(2) impedem a formação de fibrilas de 
colágeno intracelularmente.
Colágeno fibrilar
-Possui a estrutura de tripla hélice em
toda a molécula.
-As moléculas de colágeno organizam-se
em polímeros denominados fibrilas.
-Ao ME, a associação lateral ordenada das
triplas hélices dá uma aparência de bandas.
-Nas fibrilas, ocorrem ligações covalentes cruzadas 
intra e intermoleculares, entre moléculas adjacentes, 
entre resíduos de Lys ou Hyl vizinhos.
Fibroblasto e fibrilas de colágeno
Proteína altamente hidrofóbica, rica em 
Gly e Pro mas sem Hyl, e não são 
glicosiladas.
As cadeias polipeptídicas de elastina:
- estão soltas e desorganizadas
- estão ligadas covalentemente formando
uma malha com grande elasticidade, que
permite que os tecidos sofram
deformações e alongamentos da sua
estrutura sem danos.
Função: confere elasticidade à matriz.
-Muitos tecidos necessitam de ser tanto fortes como flexíveis. A rede de elastina
confere-lhes elasticidade.
-Presente em grandes quantidades em tecidos que requerem elasticidade: pulmão,
pele, vasos sanguíneos arteriais, ligamentos elásticos, etc.
Elastina
• Codificada por 1 só gene.
• A mistura de elastina e colágeno na 
matriz limita a extensibilidade do tecido 
e impede que rompa.
Colágeno:
1. Codificadapor diferentes genes
2. Hélice tripla
3. Estrutura com repetições(Gly-X-Y)
4. Presença de hidroxilisina
5. Podem ser glicosiladas
6. Presença de uma pró-forma 
durante a síntese
Elastina:
1. Codificada por um único gene
2. Formada por uma cadeia única
3. Não apresenta estrutra com repetições
4. Não contém hidroxilisina
5. Não são glicosiladas
6. Não é sintetizada numa pró-forma
Principais diferenças entre colágeno e elastina
Proteoglicanos
Constituídos por cadeias longas de unidades polissacarídicas 
(glicosaminoglicanos (GAG) ) ligadas covalentemente a proteínas específicas.
-RER: síntese da proteína.
-RE ou complexo de Golgi: conjugação 
do polissacarídeo com a proteína.
(1) ligação O-glicosídica entre Xyl e Ser e 
adição subsequente de 2 Gal à xilose
(Gal-Gal-Xyl-Ser);
Existem 5 grupos principais de GAGs:
1-ácido hialurônico ou hialuronato (AH)
2-sulfato de condroitina 
3-sulfato de dermatano
4-heparina 
5-sulfato de heparano
Classificação dos GAG
Cadeias dos GAGs
Serina
S
eq
u
ñ
ci
a 
d
e 
p
ro
te
ín
a 
li
g
ad
a 
ao
 p
ro
te
o
g
li
ca
n
o
Ponto de 
ligação com os 
outros GAGs
n
Sulfato de condroitina (1-3)
sulfato de dermatano (2-3)
Heparina (1-4)
sulfato de heparano (2-4)
n
XyloseGalactose
Ácido Glucuronico
N-acetil 
Galactosamina
N-acetil 
Glucosamina
3
1
4
2 Ácido idurônico
Trissacarídeos comuns a 
todos os proteoglicanos
Sulfato de Condroitina
SS
Serine
XyloseGalactose
Ácido Glucuronico
N-acetil 
Galactosamina
Cadeias 
GAGs 
S
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g
li
ca
n
o
Ácido idurônico
Sulfato de dermatano
Cadeias 
GaGs
Heparina
SS
Serine
XyloseGalactoseN-acetil 
Glucosamina
S
eq
u
ñ
ci
a 
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ín
a 
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g
ad
a 
ao
 p
ro
te
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g
li
ca
n
o
Ácido Glucuronico
Ácido idurônico
Sulfato de heparano
Cadeias dos GAGs
Ácido GlucuronicoN-acetyl 
Glucosamina
Ácido hialurônico ou hialuronato (AH)
A repetição dos dissacarídeos do AH assemelha-se ao do sulfato de 
heparano, entretanto ele NUNCA está sulfatado e não é sintetizado no 
aparelho de Golgi
AH é ativamente secretado para fora da célula como um polímero 
por enzimas transmembrana chamadas hialurona sintases presentes 
na membrana plasmática 
• São carregados negativamente, atraindo cátions (ex: Na+).
• São osmoticamente ativos, atraindo água para a matriz 
(hidrofílicos).
• Adotam conformações em que o volume ocupado é maior em 
relação à massa.
• Apresentam consistência gelatinosa mesmo a baixas 
temperaturas.
• Todos os GAGs (com excepção do ácido hialurônico) estão 
ligados covalentemente a proteínas, formando proteoglicanos.
• Todos os GAGs (com excepção do ácido hialurónico) são 
sulfatados.
Classificação dos GAG
Proteoglicanos ligam-se a várias moléculas sinalizadoras 
secretadas, como por exemplo, certos fatores de crescimento, e 
podem aumentar ou inibir sua atividade sinalizadora.
sulfato de heparano = liga-se ao FGF, que ativa a divisão de 
várias células;
Proteínas adesivas
• Fibronectina
• Laminina
Fibronectina
• Dímero
• Cada cadeia – 2500 aa dobrada em 5 domínios
• Promove interação com diversas estruturas
• Seqüência RGD: responsável por interação com célula 
ligação ao colágeno
Autoassociação
ligação à célula
ligação à 
heparina
C-terminal
• É uma proteína adesiva: promove a ligação de células à matriz 
extracelular no tecido conjuntivo.
• Ajuda a organizar a matriz extracelular.
• A interação da fibronectina com receptores celulares constitui uma via 
através da qual o exterior da células consegue comunicar com o interior
Funções da fibronectina
Proteína formada por 3 cadeias 
polipeptídicas (a, b e g) longas, 
organizadas na forma de cruz 
assimétrica e ligadas por pontes 
dissulfeto.
Laminina
Possui vários domínios funcionais:
-ligação ao colagénio IV
-ligação ao sulfato de heparano
-ligação a receptores da laminina 
(integrinas) na superficie celular
Ligação com colágeno 
e lipídeos sulfatados
Ligação com integrinas
Ligação com 
sulfato de heparano
Ligação com
Colágeno IV
Ligação lipídeos 
sulfatados
Moléculas na superfície celular que se ligam a componentes da 
matriz extracelular e ao citoesqueleto, fazendo a ligação entre 
eles.
Principais: Integrinas 
Outros: Proteoglicanos com localização transmembranar
Receptores celulares de matriz:
Integrinas
Receptores para a maior parte das proteínas 
extracelulares da matriz (colágeno, fibronectina, 
laminina).
Glicoproteínas transmembranares que servem de 
ligação entre a matriz e os feixes de filamentos de 
actina.
O domínio extracelular da integrina liga-se a um 
componente proteico da matriz
Compostas por 2 sub-unidades glicoproteicas (a
e ß) ligadas não covalentemente.
Funcionam como intermediários
transmembranares entre o citoesqueleto
e a matriz, o que é necessário para que as
células se fixem à matriz.
O domínio intracelular liga-se indiretamente aos 
filamentos de actina,através de um complexo de 
proteínas de ligação (que inclui a talina, a-
actina e vinculina).
As integrinas podem ativar cascatas de 
sinalização intracelular, estando deste 
modo envolvidas nas respostas celulares 
aos componentes das matriz.
a b
intra
extra
Sinalização intracelular
MEC
Integrina-MEC 
Funções das placas de 
adesão
1. Permitem às células a fixação à matriz
extracelular, por ligação dos seus 
filamentos de actina à matriz.
2. Permitem transmitir sinais da matriz 
extracelular para o citoesqueleto, e do 
citoesqueleto para a matriz.
a b
intra
extra
Sinalização intracelular
MEC
Integrina-MEC 
Extracellular
matrix
Actin filament
cytosol
integrin
actinin
nucleus
MAP 
kinase 
cascade
Sos
Raf
Grb2
Src
Integração da sinalização por integrinas e RTKs
Interação Integrinas com MEC
Modifica a estrutura do citoesqueleto
30 minutes
60 minutes
2 hours
24 hours
Células normais
• Anoïkis: “desalojado” (Frisch SM, 1994)
• Apoptose por perda de adesão celular
Sobrevivem na ausência de 
sinais de adesão
Células tumorais
• Oncogenes
• Inativação de genes supressores
de tumor 
• vias de sobrevivência 
Tumor primário Tumor secundário
invasão
Resistência ao anoikis
Extravasamento
angiogênese
ETAPAS DO PROCESSO METASTÁTICO