COMPONENTES DA MEC

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Componentes da Matriz Extracelular
Elaboração
Thaís Ingrid Bordin
Orientação: Roseli Biondo
Araçatuba
2017
Trabalho de biologia celular: Componentes da Matriz Extracelular
Trabalho apresentado à disciplina de Biologia Celular do curso de Farmácia - Centro Universitário Católico Salesiano Auxilium - Araçatuba
 Prof.a Roseli Biondo 
Araçatuba
2017
SUMÁRIO: 
1 MATRIZ EXTRACELULAR (MEC) ............................................................................3
2 COMPONENTES DA MEC ..........................................................................................4
Substância fundamental .............................................................................................5
Componente fibrilar ...................................................................................................5
Fibras de colágeno .....................................................................................5
2.2.2 Os diferentes tipos de colágeno ..................................................................6
Fibras reticulares ........................................................................................................7
Fibras elásticas ...........................................................................................................7
3 FUNÇÕES DA MEC ......................................................................................................8
4 MATRIZ EXTRACELULAR E CÂNCER ....................................................................9
5 DEFICIÊNCIA ...............................................................................................................9
Síndrome de Ehlers-Danlos ......................................................................................11
Osteogênese imperfeita ............................................................................................11
Síndrome de Alport ..................................................................................................11
5.4 Epidermólise bolhosa ...............................................................................................11
5.5 Escorbuto .................................................................................................................12
5.6 Síndrome de Williams ..............................................................................................12
Síndrome de Marfan .................................................................................................12
Condrodisplasias ......................................................................................................12
Condrodisplasia metafisária de Schmidt ..................................................................13
Doença de Menkes ...............................................................................................13
5.11 Síndrome Shprintzen-Goldberg .............................................................................13
REFERÊNCIAS .......................................................................................................14
MATRIZ EXTRACELULAR (MEC)
Os tecidos animais e vegetais não são constituídos apenas por células, mas também por um espaço extracelular preenchido por um complexo de componentes fibrosos e proteicos, que se organizam em uma espécie de rede constituída por inúmeras proteínas e polissacarídeos, que são secretados pelas células no espaço entre elas e distribuídos de forma diferente entre os vários tecidos do organismo, os quais são responsáveis pela diversidade morfológica, funcional e patológica dos tecidos, fornecendo substrato adequado para o crescimento e diferenciação dos variados tipos celulares do organismo, favorecendo assim a sobrevivência dos tecidos. Essa rede de macromoléculas é a chamada matriz extracelular (MEC), frequentemente denominada de “tecido conjuntivo”, possui uma vasta variedade de formas e funções. 
A matriz extracelular é o agrupamento de elementos intercelulares dos organismos multicelulares, ou seja, é uma rede estrutural complexa não celular, que rodeia e suporta as células do tecido conjuntivo. Os tecidos, os órgãos e sistemas são resultados de associações de diferentes tipos de células e matrizes extracelulares. São as próprias células do tecido conjuntivo que segregam as diferentes moléculas que constituem a matriz extracelular.
 Para além disso, a matriz extracelular possui características mecânicas e bioquímicas específicas, características do tecido no qual está presente, assim sendo, a razão entre a porção celular do tecido conjuntivo e a matriz extracelular varia consoante o tipo de tecido conjuntivo e define a sua principal função e é uma combinação de colágeno, glicoproteínas não-colagênicas e proteoglicanos.
Nos tecidos conjuntivos, as células se encontram dispersas em meio abundante matriz extracelular. Nos epitélios, as células podem estar aderidas sem matriz extracelular que as separe, já nos epitélios de revestimento existe uma delgada matriz extracelular, chamada lamina basal, interposta entre as células e o tecido conjuntivo sobre o qual se apoiam.
De uma maneira geral, os vários componentes da matriz extracelular formam um sistema dinâmico e interativo que informa as células sobre as mudanças químicas e bioquímicas do ambiente extracelular.
COMPONENTES DA MEC
A MEC contém três classes principais de biomoléculas: as proteínas estruturais, proteínas especializadas e os proteoglicanos. Ainda, seus componentes podem ser classificados como fluidos e fibrosos. 
Fluidos: 
As glicosaminoglicanas (polissacarídeos): Polímeros lineares são ramificados de dissacarídeos ou polissacarídeos longos, não flexíveis, com carga negativa elevada. Contribuindo para a resistência as forças de compressão (água); 
Proteoglicanas (complexos glicoprotéicos): formadas pelas ligações covalentes entre glicosaminoglicanase e uma molécula de proteína. Podendo ser moléculas grandes, agrecana, ou moléculas pequenas. 
Fibrosos: 
 Colágeno ou fibras colágenas: Proteínas estruturais, que são fibra flexível e inelástica com grande força de tensão, apresentando diversos tamanhos e formas de organização. Os diversos tipos de colágenos são encontrados em maior quantidade no organismo humano; 
Fibronectina e laminina: proteínas adesivas, ambas glicoproteínas fibrosas. A primeira ajuda as células a aderirem à matriz, encontrada em todos os vertebrados, possuindo vários domínios de ligação para outras moléculas da matriz e para receptores da superfície celular. A última uma glicoproteína grande em forma de cruz composta de 3 cadeias polipeptídicas (A, B1e B2), localizada predominantemente na lâmina basal.
Relativamente à composição da matriz extracelular podemos distinguir a substância fundamental e o componente fibrilar.
2.1 Substância fundamental
A substância fundamental é a parte da matriz extracelular que ocupa o espaço entre as células e as fibras do tecido conjuntivo. É uma substância viscosa, incolor, com alto teor em água. Devido à sua viscosidade, atua como lubrificante e como barreira contra a penetração de microrganismos invasores.
A substância fundamental é constituída essencialmente por três grupos de moléculas:
Proteoglicanos: São compostos por um eixo proteico associado a glicosaminoglicanos. Encontram-se presentes em grânulos citoplasmáticos, na membrana celular ou na matriz extracelular.
Glicoproteínas multiadesivas: São compostas por proteínas ligadas a cadeias de glícidos.
Glicosaminoglicanos: São polímeros lineares compostos por unidades repetidas de dissacarídeos.
 Componente fibrilar
O componente fibrilar é a parte da matriz extracelular que compreende as fibras de colágeno, as fibras reticulares e as fibras elásticas.  Cada tipo de fibra é composta por longas cadeias polipeptídicas produzidas pelos fibroblastos.
As diferentes fibras estão presentes em quantidades variáveis dependendodas necessidades funcionais e estruturais do tecido ou órgão em questão. As fibras de colágeno e as fibras reticulares são formadas pela proteína colágeno e as fibras elásticas são formadas principalmente pela proteína elastina.
	
Fibras de colágeno
As fibras de colágeno são o tipo mais abundante de fibras no tecido conjuntivo. Possuem flexibilidade e alta resistência à tração. São compostas por subunidades menores, as fibrilas de colágeno. As fibrilas são estruturas finas e alongadas com diâmetro variável (20 a 90nm), que quando associadas e interligadas por uma substância glicídica, constituem as fibras de colágeno.
Por sua vez, as fibrilas são compostas por várias moléculas de colágeno (que no espaço extracelular se transforma em tropocolágeno) dispostas paralelamente, com 300nm de comprimento e 1,5 nm de diâmetro. Cada molécula de colágeno é uma hélice tripla composta por três moléculas polipeptídicas interligadas denominadas cadeias α ligadas por pontes de hidrogénio.
Ao menos 19 tipos de colágeno, produzidos a partir de cerca de 30 cadeias polipepitidicas distintas (cada uma codificada por um gene especifico), foram identificadas em tecidos humanos. 
Os diferentes tipos de colágeno
São produzidos por diferentes tipos de células, distinguem-se entre si pelas estruturas que as formam, pela composição química, propriedades físicas, morfologia, distribuição nos tecidos e funções. Os principais são os tipos classificados de I a V:
Colágeno do tipo I – 90% do colágeno total do organismo dos mamíferos, formando feixes e fibras muito resistentes. São encontrados nos tendões, ligamentos, cápsula dos órgãos, derme, tecido conjuntivo frouxo, ossos, dentina, etc. É sintetizado pelos fibroblastos, odontoblastos e osteoblastos.
Colágeno do tipo II – encontrado na cartilagem hialina e elástica. Forma fibrilas muito finas e é produzido pelas células cartilaginosas.
Colágeno do tipo III – associado ao tipo I, é o que forma as fibras reticulares. É sintetizado pelos fibroblastos e células reticulares.
Colágeno do tipo IV – não é um constituinte do tecido conjuntivo. Está presente na lâmina basal do tecido epitelial e é sintetizado por células epiteliais.
Colágeno do tipo V – componente das membranas do feto, membranas basais da placenta e pouca quantidade no adulto. Este tipo é pouco conhecido.
Fibras reticulares
As fibras reticulares fornecem uma rede de suporte para os constituintes celulares dos vários órgãos e tecidos. São particularmente abundantes no músculo liso, em órgãos hematopoiéticos como o baço, gânglio linfático, rim e medula óssea vermelha.
Constituem uma delicada rede ao redor de células de órgãos parenquimatosos como as glândulas endócrinas e criam uma rede flexível em órgãos que são sujeitos a mudanças fisiológicas de forma ou volume, como artérias, baço, fígado, útero e camadas musculares do intestino.
As fibras reticulares são formadas predominantemente por colágeno de tipo III associado a um elevado teor de glicoproteínas e proteoglicanos. Tal como nas fibrilas de colágeno, também as fibrilas reticulares são estriadas transversalmente e com um diâmetro de cerca de 20 nm.
Fibras elásticas
As fibras elásticas permitem responder ao estiramento e à retração dos tecidos. São tipicamente mais finas do que as fibras de colágeno e a sua disposição é em rede tridimensional ramificada
Contrariamente às fibras reticulares, as fibras elásticas são compostas por dois componentes estruturais: um núcleo central de elastina e um anel de microfibrilas, cujo componente principal é a fibrilina. As microfibrilas são formadas primeiro e posteriormente, a elastina é depositada na sua superfície. A elastina é a proteína que confere as propriedades de estiramento e de retração das fibras elásticas.
As fibras elásticas são encontradas essencialmente nas artérias elásticas, nos ligamentos vertebrais e na laringe. Caracterizam-se por serem separadas umas das outras, 
não constituindo feixes, como é o caso das fibras de colágeno.
FUNÇÕES DA MEC
Além de auxiliar na ligação das células para a formação dos tecidos, a matriz extracelular tem um papel importante no controle do crescimento e na diferenciação celular. Os proteoglicanos, glicosaminoglicanos, proteases e glicosidases desencadeiam eventos de sinalização celular, importantes nas interações célula-célula e célula-matriz, participando deste modo da integridade dos tecidos.
Os proteoglicanos presentes na matriz extracelular realizam várias e importantes funções, nomeadamente a regulação da atividade de moléculas sinalizadoras, o controle do tráfego de células e moléculas, atuam como correceptores e interagem com proteínas fibrosas da matriz.
A matriz extracelular apresenta várias funções, entre elas:
Preencher os espaços não ocupados pelas células 
Fornecer suporte mecânico e estrutural e conferir resistência à tração e estiramento do tecido;
Funcionar como uma barreira química;
Regular as funções metabólicas das células que se encontram rodeadas pela própria matriz;
Possuir capacidade de ligar e reter fatores de crescimento, que por sua vez modulam o crescimento celular;
Fornecer vias para a reparação celular (por exemplo, na reparação de uma ferida);
Transmitir informação através da membrana plasmática das células do tecido conjuntivo;
Constituir um meio por onde cheguem os nutrientes e sejam eliminados os dejetos celulares;
Fornecer pontos fixos onde as células possam se ancorar;
Veículo onde as células se deslocam de um ponto a outro no organismo;
Meio por onde chegam as células substancias indutoras de outras células; 
Meio de comunicação intercelular.
Este sistema dinâmico e interativo desempenha papel importante na regulação do comportamento das células, sendo constantemente remodelado de acordo com a demanda ao qual o tecido é submetido. 
MATRIZ EXTRACELULAR E CÂNCER
A MEC está envolvida em muitos processos normais e patológicos, como por exemplo, ela desempenha importantes papeis durante o desenvolvimento, em estados inflamatórios e na disseminação de células cancerosas. 
A MEC influencia ativamente o comportamento celular, a polaridade celular, diferenciação, proliferação e sobrevivência das células, fornecendo sinais que são transmitidos ao citoesqueleto e determinando o destino da célula. No câncer, a MEC é um fator de considerável influência, principalmente em se tratando do processo de metástase.
A metástase exige a ocorrência de eventos de desadesão e posterior adesão das células à matriz extracelular de maneira direta e controlada. A modulação do microambiente tecidual através da degradação da MEC, o processamento de fatores de crescimento e ativação de moléculas de adesão celular são essenciais para a progressão tumoral. 
A degradação da matriz extracelular é um pré-requisito para o reparo tecidual, migração celular e para liberação de fatores de crescimento e peptídeos bioativos. Diferentes proteases têm sido implicadas nesses processos, tais como MMPs, outras famílias de proteases (serino, cisteína e aspártico proteases), as ADAMs (A Disintegrin And Metalloprotease) e as ADAMTSs (que apresentam o domínio trombospondina adicional).
Diante da importância e a complexidade de suas interações a MEC tornou-se alvo de pesquisas e estudos, visto que seu entendimento representa avanços em potencial no desenvolvimento de novos fármacos antimetastáticos e tratamentos para o câncer.
DEFICIÊNCIA
Cerca de 30 genes codificam colágeno, sua via de biossíntese é complexa, envolvendo ao menos oito etapas pós-tradução catalisadas por enzimas. Assim sendo, muitas doenças devem-se a mutações nos genes do colágeno ou nos genes que codificam as enzimas necessárias para as suas modificações pós-traducionais.Patologias relacionadas a Matriz Extracelular
	Defeito bioquímico
	Patologia
	
Síntese de colágeno tipo 
I
	Osteogênese Imperfeita
Osteoporose 
Síndrome de EHLERS DANLOS tipo VII (autossômica dominante)
	Síntese do colágeno tipo 
II
	Condrodisplasias gravesOsteoartrite 
	Síntese do colágeno tipo
 III
	
Síndrome de EHLERS DANLOS tipo IV
	Síntese do colágeno tipo
 IV
	Síndrome de Alport
	Síntese do colágeno tipo
 VII
	Epidermólise bolhosa (distrófica) 
	Deficiência de Lisina Hidroxilase
	Síndrome de EHLERS DANLOS tipo VI
Doença de Menke 
	Deficiência de Pró-Colágeno 
 N-proteinase
	Síndrome de EHLERS DANLOS tipo VII (autossômica recessiva) 
	Deficiência de Lisiloxidase
	Síndrome de EHLERS DANLOS tipo V
	
Deficiência na síntese da Fibrilina 1
	Síndrome de MARFAN
Ectopia familiar 
Síndrome Shprintzen-Goldberg 
Aneurisma aórtico familiar 
	
Deficiência na síntese de Elastina
	Síndrome de Williams 
Estenose Aórtica Supra valvular (SVAS) 
Cútis laxa 
	
Deficiência na síntese da Fibrilina 2
	
Aracnodactilia Contratural Congênita (CCA) 
5.1 Síndrome de Ehlers-Danlos:
Grupo de doenças hereditárias, com hiperextensibilidade da pele, fragilidade tecidual anormal e aumento da mobilidade das articulações.
O tipo IV é o mais sério, com tendência a ruptura espontânea de artérias intestinais causada por falha na clivagem do N propeptídeo da molécula de procolágeno I, refletindo anormalidades do colágeno tipo III, já a deficiência no colágeno tipo VI exibe uma tendência para ruptura ocular, pela deficiência de lisil hidroxilase.
5.2 Osteogênese imperfeita: 
É uma variedade da síndrome de Ehlers-Danlos, é uma doença genética e hereditária que apresenta a fragilidade óssea como principal manifestação clínica. Também é conhecida como a doença dos "ossos de vidro" ou "ossos de cristal".
Caracteriza-se como ossos quebradiços, pele fina, tendão fraco e perda de audição. Existem casos brandos e severos, sendo que, nestes últimos, a morte sobrevém logo após o nascimento
5.3 Síndrome de Alport:
Serie de distúrbios genéticos (ligados ao X ou como autossômicos) que afetam as fibras de colágeno tipo IV, que é o principal constituinte da membrana basal dos glomérulos renais. Apresenta hematúria (sangue na urina) e pode evoluir para uma doença renal terminal.
5.4 Epidermólise bolhosa:
É uma doença genética rara caracterizada por grande sensibilidade da pele e também nas mucosas. Devido à falta de adesão entre as células da epiderme, qualquer traumatismo, ainda que leve, pode levar à formação de bolhas e ao descolamento da pele. Possui a forma distrófica, que é devida a mutações do colágeno VII (ancora a membrana basal às fibras de colágeno na derme) e a simplex, causada devido a mutações na queratina 5. Não existe cura, porém, atualmente há uma série de medicamentos que podem ajudar na prevenção das bolhas.
5.5 Escorbuto:
Deve-se a falta de ácido ascórbico. Caracterizam-se por gengivas sangrentas, hemorragias subcutâneas, dificuldade de cicatrização. Esses sinais refletem uma síntese de colágeno alterada, devido a deficiências nas probil e lisil hidroxilases, que requerem o ácido ascórbico como cofator. 
5.6 Síndrome de Williams: 
A elastina confere extensibilidade e capacidade de retração ao pulmão, vasos sanguíneos e ligamentos, as deleções desse gene ocasionam tal síndrome, que afeta o tecido conjuntivo e o sistema nervoso central. Tais mutações desempenham um papel etiológico na estenose aórtica supra-valvular, uma serie de enfermidades da pele, enfisema pulmonar, cútis laxa e envelhecimento da pele.
5.7 Síndrome de Marfan:
Causada devido a mutações no gene para fibrilina (proteína presente em microfibrilas), é uma doença hereditária autossômica dominante e aflige o tecido conjuntivo. Afeta os olhos (deslocamento do cristalino), o sistema esquelético (aracnodactilia e hiper-extensibilidade das articulações) e o sistema cardiovascular (fraqueza da aorta média, causando dilatação da aorta ascendente)
5.8 Condrodisplasias: 
Mutações nos genes responsáveis pela produção de colágeno tipo II que acarretam alterações que ocorrem nas cartilagens. Essas mutações levam a deformidades esqueléticas.
5.9 Condrodisplasia metafisária de Schmidt 
São mutações no gene do colágeno tipo X que acarretam no encurtamento dos membros e curvatura das pernas, transmitida de forma autossômica dominante. É normalmente diagnosticada durante o segundo ou terceiro ano de vida e o único tratamento possível é a correção ortopédica.
5.10 Doença de Menkes
Também conhecida como síndrome dos cabelos encarapinhados, trata-se de uma desordem genética, de caráter autossômico recessivo, multissistêmica, neurodegenerativa, ligada ao cromossomo X, que afeta os níveis de cobre no organismo, levando à carência deste mineral.
O tratamento é limitado, já que o cobre não consegue transpor a barreira hematoencefálica na ausência da proteína transportadora do mesmo. Contudo, o tratamento inclui injeções de cobre, adoção de uma dieta adequada, rica em cobre e fisioterapia. O prognóstico é desfavorável, com a maior parte dos portadores morrendo durante os primeiros anos de vida.
5.11 Síndrome Shprintzen-Goldberg 
Conhecida também como síndrome onfalocele Shprintzen é uma doença autossômica dominante. Seus portadores apresentam desenvolvimento atípico da laringe e faringe e substancialmente reduzida das vias respiratórias, onfalocele (abertura na parte naval com protrusão do intestino), função anormal do esôfago, escoliose, lordose, ânus imperfurado (ânus está ausente ou em uma posição incorreta), dificuldades de aprendizagem, retardo mental e voz estridente. 
6 REFERÊNCIAS:
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DE ARAUJO, Bianca Bergamo. Componentes da matriz extracelular e seus reguladores no músculo liso brônquico na asma. 2008. Tese (doutorado em ciências) – Universidade de São Paulo, São Paulo.
DE OLIVEIRA, Sandro Souza. Matriz Extracelular: Um Importante Componente. Disponível em: <http://webartigos.com/artigos/matriz-extracelular-um-importante-componente/28457> Acesso em: 4 maio 2017 
MURRAY, Robert K; KEELEY, Frederick W. A Matriz Extracelular. In: MURRAY, Robert K; GRANNER, Daryl K; MAYES, Peter A.; RODWELL, Victor W. Harper: Bioquímica Ilustrada. 26ªed. São Paulo: ATHENEU, 2006. p.535-554.
NASCIMENTO, Velber Xavier. Biologia da interação célula-matriz extracelular. Disponível em: <https://www.passeidireto.com/arquivo/4053511/interacao-celular---matriz-extracelular> Acesso em: 11 maio 2017 
OLIVEIRA, Beatriz; LOPES, Carla. Matriz Extracelular. Disponível em: <http://pathologika.com/histologia/matriz-extracelular/> Acesso em: 4 maio 2017 
OLIVEIRA, Bianca Gabriela Calsolari. Tecido Conjuntivo Matriz Extracelular – Componentes, Colágeno e Fibras. Disponível em: <http://www.abcdamedicina.com.br/tecido-conjuntivo-matriz-extracelular-componentes-estrutura.html> Acesso em: 8 maio 2017 
PACHECO, Evelyn. Apontamento de Matriz extracelular e suas desordens metabólicas. Disponível em: <http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAZPUAD/apontamento-matriz-extracelular-suas-desordens-metabolicas#> Acesso em: 8 maio 2017 
ROBERTS, Eduardo de et al. Bases da Biologia celular e molecular: matriz extracelular. 4. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004.
VASCONCELOS, Anilton Cesar. Patologia Geral em Hipertexto. Disponível em: <http://depto.icb.ufmg.br/dpat/old/outrdistmec.htm> Acesso em: 10 maio 2017 
WERNECK, Cláudio C. Estrutura e função de células e tecidos: Matriz extracelular. 2012. Aula – Universidade Estadual de Campinas, Campinas.