BIOCEL_03

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BIOLOGIA CELULAR
Airton Antonio CASTAGNA
Docteur Ingénieur – INA / P-G
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR
	Os tecidos animais e vegetais não são constituídos apenas por células, mas apresentam um espaço extracelular freqüentemente preenchido por um complexo de componentes fibrosos – a matriz extracelular, de importância fundamental para as funções dos tecidos.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR
	O estudo das interações da célula com a matriz extracelular é recente e tem evoluído rapidamente.
	Os primeiros experimentos foram feitos com cultivo de células em tubos revestidos com componentes da matriz.
	As células crescem mais vigorosamente e assumem aspectos diferentes quando na presença de determinados componentes da matriz.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR
	As células cultivadas alteram também seu comportamento quanto à motilidade, adesividade aos frascos, etc., modificando até a disposição intracelular dos componentes do citoesqueleto conforme as macromoléculas da matriz que forram os frascos de cultura.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR
	A matriz extracelular é constituída por um complexo, em proporções variáveis, de inúmeras proteínas e polissacarídeos que se organizam formando uma rede, em parte responsável pela grande diversidade morfológica, funcional e patológica dos diversos tecidos.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR
	A quantidade de matriz varia conforme o tipo de tecido:
é abundante nos tecidos conjuntivos como cartilagem, osso e derme;
é escassa no tecido nervoso e epitelial.
	A matriz forma um substrato que fornece condições adequadas para o crescimento e diferenciação das células dos vários tecidos.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR
	Variações da qualidade e quantidade das células e da matriz, assim como no modo com que se organizam, são responsáveis pela diversidade de tecidos: a deposição de cristais de fosfato e cálcio explica por que os ossos e os dentes são duros, enquanto outros tecidos apresentam aspecto gelatinoso, ou, ainda, são rígidos mas cedem às pressões como as cartilagens.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR
	Na interface do tecido epitelial com o tecido conjuntivo, em torno das células musculares, dos capilares sangüíneos e dos capilares linfáticos, a matriz extracelular forma uma camada delgada, a lâmina basal, que é uma treliça de macromoléculas importante para a função das células.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	A matriz é constituída basicamente por proteínas fibrosas (colágeno e elastina) embebidas em um gel hidrofílico de polissacarídeos associados ou não a proteínas.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Os componentes da matriz são secretados, principalmente, por células do tecido conjuntivo e dividem-se em dois tipos:
os constituídos por moléculas protéicas alongadas que se agregam formando estruturas fibrilares como o colágeno e a elastina; e,
os constituintes que não formam fibras e que podem ser de dois sub-tipos:
glicoproteínas alongadas como fibronectina e laminina cuja função principal é realizar a adesão entre a matriz e as células; e,
glicosaminoglicanas e proteoglicanas que formam um gel hidratado no qual estão imersos os componentes da matriz.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
۞ – O colágeno e a elastina são responsáveis pelo arcabouço estrutural e elástico de vários tecidos.
۞ – A fribronectina é responsável pela adesão das células não epiteliais à matriz e, a laminina, pela adesão das células epiteliais à lâmina basal.
۞ – As glicoaminoglicanas e as proteoglicanas formam um gel hidrófilo, semi-fluido, que permite a circulação, nos tecidos conjuntivos, de nutrientes, hormônios e outros mensageiros químicos.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	A matriz extracelular também é importante em patologia, pois a sua viscosidade retarda a penetração de microorganismos nos tecidos.
	Bactérias que produzem enzimas capazes de digerir macromoléculas da matriz extracelular se infiltram com mais facilidade nos tecidos. É o caso dos estafilococos que secretam hialuronidase e do clostrídio (responsável pela gangrena) que secreta colagenase.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
۞ – Fibronectina e laminina são glicoproteinas alongadas, multiadesivas e extracelulares que têm em suas moléculas sítios que as prendem as células e a componentes da matriz.
 ۞ – As integrinas constituem um complexo de receptores celulares que prendem as células à matriz, e, no lado interno (citoplasma) se liga por intermédio da talina (outra proteina) ao citoesqueleto.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Existem integrinas também nas plaquetas sanguíneas, que são corpúsculos circulantes muito importantes na hemostasia, processo que visa impedir a hemorragia (saída de sangue dos vasos). A hemostasia depende da contração da parede vascular e da coagulação localizada do sangue. Dentro do vaso sangüíneo lesado, as plaquetas liberam moléculas que promovem a coagulação intravascular.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Muitas vezes as plaquetas saem dos vasos pela ruptura da parede vascular. Quando isto acontece elas se ligam através das integrinas de suas membranas, à fibronectina da matriz extracelular e ao fibrinogênio (proteína do plasma sanguíneo).
	Devido a esta associação entre plaquetas, fibrinogênio e fibronectina, os coágulos se prendem à matriz, processo importante no controle das hemorragias.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Desenho esquemático do receptor de fibronectina (uma integrina), mostrando que se trata de uma proteína transmembrana que se prende à fibronectina na região extracelular e, no citoplasma, por intermédio da talina, prende-se à actina.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	A ausência de certas integrinas, devido a mutação genética, gera doenças como a de Glanzmann – onde a ausência do receptor celular para o fibrinogênio leva a hemorragias freqüentes.
	A doença chamada de deficiência do fator de adesão de leucócitos é gerada pela ausência de uma das cadeias polipeptídicas da integrina dos leucócitos, levando a repetidas infecções bacterianas nos pacientes. O defeito das integrinas nos leucócitos dificulta sua migração para os locais de infecção e, então, fagocitar os microorganismos invasores.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	A lâmina basal é uma treliça de moléculas de colágeno	embebida em inúmeras proteínas (+ de 30), das quais as mais importantes são a laminina e a proteoglicana do dermatam sulfatado.
	As moléculas do colágeno, nas lâminas basais, não se dispõe em fibrilas, parecem-se a uma tela de galinheiro, apresentando laminina e proteoglicana entre suas malhas.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Eletromicrografia da interface de uma célula epitelial da pele com o tecido conjuntivo subjacente. Entre esta duas estruturas, apresenta-se a lâmina basal. Observe os hemidesmossomos que se prendem à lâmina basal por meio de filamentos intermediários.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Fotomicrografia da epitélio estratificado mostrando a lâmina basal que o separa do tecido conjuntivo subjacente.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Esta estrutura forma uma malha filtrante de carga aniônica que serve para a filtração do plasma sangüíneo e formação de urina nos rins.
	No pulmão a lâmina basal protege este órgão contra a penetração nos tecidos de material transportado pelo ar inspirado.
	Os componentes da lâmina basal são produzidos pelas células epiteliais, endoteliais
e musculares e não por células do tecido conjuntivo.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Para se propagarem no organismo, as células dos tumores malignos de origem epitelial devem atravessar as lâminas basais dos epitélios e as lâminas basais dos capilares, para caírem na corrente sangüínea ou linfática. Atravessam novamente a lâmina basal, para saírem em direção oposta e formar colônias de células malignas ou mestástases (do grego meta – longe, e stasis – parada) nos vários órgãos.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	O colágeno constitui uma família de proteínas alongadas que compreende mais de uma dúzia de tipos, dos quais quatro são os mais conhecidos.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	
	As fibras elásticas são abundantes em estruturas como a pele, artérias e pulmões, o que proporciona elasticidade a estes órgãos.
	As fibras elásticas apresentam a capacidade de se distenderem quando tracionadas, voltando depois ao seu comprimento normal quando a força da tração é interrompida.
	A elasticidade das fibras elásticas é, no mínimo, cinco vezes maior do que a de um filamento de borracha de mesmo diâmetro.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	As moléculas de elastina, parcialmente enoveladas, se prendem por suas extremidades através de ligações covalentes. Quando as fibras são esticadas, as moléculas de elastina se desenrolam, voltando à posição inicial uma vez terminada a força exercida.
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BIOLOGIA CELULAR
MATRIZ EXTRACELULAR - CONSTITUIÇÃO
	Enfraquecimento do colágeno dos vasos sangüíneos e dos ligamentos dentários causa hemorragias freqüentes e queda dos dentes, sintomas característicos do escorbuto, causada pela deficiência de vitamina C, co-fator indispensável para síntese do colágeno.