Jun+º+Áes Celulares, Ades+úo Celular e Matriz Extracelular

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JUNÇÕES CELULARES
	As junções compactas ou ocludentes, presentes em células epiteliais, criam uma barreira que isola o ambiente para o qual está voltado o pólo apical das células daquele ambiente associado ao domínio basolateral. No intestino delgado, isto é importante por 2 motivos: (1) segrega as proteínas transportadoras de ambos os domínios, forçando um transporte unidirecional de nutrientes; (2) impede o retorno de nutrientes assim absorvidos para a luz intestinal. Esse transporte é dito transcelular, por ocorrer ao longo da célula, e segue um gradiente de concentração.
	Moléculas pequenas e íons inorgânicos podem passar livremente por essas junções, dependendo da composição protéica dessas estruturas. Íons sódio, por exemplo, circulam livremente pelas junções ocludentes do intestino delgado. Esse transporte é dito paracelular, por ocorrer entre as células.
	Essa junção é frequentemente encontrada sob a forma de um cinturão, e o número de fitas do cinturão determina, junto com a composição protéica, seu grau de permeabilidade. Ela é composta por proteínas transmembrana (claudinas e ocludinas) que interagem entre si na região intercelular. Estas estão ancoradas aos filamentos de actina de cada célula por meio de proteínas ZO.
	Invertebrados possuem junções septadas, as quais correspondem funcionalmente às junções compactas de vertebrados. No entanto, elas são compostas de proteínas periféricas organizadas numa periodicidade regular, dando a impressão de septos sob a microscopia eletrônica.
	As junções de ancoramento são encontradas em tecidos submetidos a estresses mecânicos, como o muscular e o epitelial da epiderme. São compostos por proteínas transmembrana e por proteínas intracelulares. Estas formam uma placa que ancora as primeiras a filamentos de actina ou a filamentos intermediários. As proteínas transmembrana podem interagir com proteínas transmembrana de uma célula vizinha ou com componentes da matriz extracelular.
	
	Junção Aderente
	Adesão Focal
	Desmossomo
	Hemidesmossomo
	Integrinas
	N
	S
	N
	S
	Caderinas
	S
	N
	S
	N
	Filamentos de actina
	S
	S
	N
	N
	Filamentos intermediários
	N
	N
	S
	S
	Célula-célula
	S
	N
	S
	N
	Célula-matriz
	N
	S
	N
	S
S = sim / N = não
	O que determina se a proteína transmembrana se liga a filamentos de actina ou a filamentos intermediários é o tipo de proteína de ancoramento intracelular.
	As junções aderentes formam um cinto de adesão abaixo das junções compactas de células epiteliais e formam uma rede conectada de filamentos de actina. Proteínas motoras, como a miosina, podem estar associadas, e estão envolvidas na contração dessa rede. Isto é importante, por exemplo, na formação do tubo neural do embrião em desenvolvimento.
	Os desmossomos formam uma rede de grande força tensora composta de filamentos intermediários (queratina em células epiteliais e desmina em miócitos).
	A adesão focal está presente, por exemplo, entre células musculares esqueléticas e os tendões associados.
	O hemidesmossomo interage com a proteína da MEC chamada laminina.
	As junções do tipo fenda conectam o citoplasma de duas células vizinhas por meio de canais. Estes canais permitem a passagem de íons inorgânicos e moléculas pequenas, como aminoácidos, glicídios simples, cAMP, etc. Estabelecem assim uma conexão intercelular tanto elétrica quanto metabólica.
	O canal é composto de dois conéxons e cada conéxon é formado por 6 conexinas. A conexina é uma proteína transmembrana que passa 4 vezes pela membrana. Existem 14 tipos de conexinas no ser humano, apresentando distribuições diferentes entre os tecidos e propriedades de permeabilidade também distintas. Um canal pode conter um ou mais tipos de conexinas.
	Um exemplo de conexão elétrica é vista entre células do músculo liso ao longo do esôfago, permitindo que a contração do movimento peristáltico ocorra de forma homogênea. A conexão metabólica serve tanto para homogeneizar a concentração de uma dada molécula quanto para coordenar alguma atividade tecidual. Há outras funções, como o desenvolvimento de ovócitos ao longo do ciclo menstrual, possibilitado por junções do tipo fenda localizadas entre as células foliculares e o ovócito.
	A permeabilidade das conexinas é alterada por variações de pH e da concentração de cálcio. Quando uma célula é danificada, metabólitos externos e potencialmente danosos entram na célula, enquanto metabólitos importantes são liberados. Junções do tipo fenda abertas espalhariam este dano para células vizinhas. O cálcio que entra na célula induz o fechamento desses canais, protegendo as outras células.
	Numa célula epitelial do intestino delgado, de cima pra baixo: junção compacta; junção aderente; desmossomo; junção tipo fenda; hemidesmossomo.
	As únicas junções encontradas em tecidos vegetais são comunicantes e chamadas plasmodesmos. São canais de comunicação intercelular nos quais a membrana plasmática de uma célula é contínua com a da vizinha. O centro do canal é ocupado pelo desmotúbulo, uma estrutura que é contínua com o retículo endoplasmático de ambas as células.
	Os plasmodesmos são formados durante a citocinese ou de novo conforme a necessidade, podendo inclusive ser eliminados. Permitem a passagem de moléculas com tamanho máximo semelhante àquele das junções tipo fenda. Esse transporte é regulado por um mecanismo não conhecido. Vírus vegetais exploram essa via para disseminar a infecção numa planta.
	São naturalmente importantes durante o desenvolvimento vegetal, compartilhando sinalizações.
ADESÃO CÉLULA-CÉLULA
	O papel da adesão célula-célula é extremamente importante nos movimentos morfogenéticos da embriogênese. O desenvolvimento de um determinado tecido pode ser resultado da migração de um grupo de células a partir de uma região do embrião, como é o caso da formação da crista neural a partir das células do tubo neural. Esse processo exige uma alteração na composição das proteínas de adesão célula-célula, para que esse grupo de células se desprenda de sua estrutura inicial (o tubo neural) e possa interagir com o local alvo (crista neural) após a migração.
	A interação célula-célula ou célula-matriz ocorre através das moléculas de adesão celular (CAMs), as quais incluem as proteínas que compõem as junções celulares e outras proteínas. A interação célula-célula é dependente de íons cálcio e/ou magnésio.
	As caderinas são as principais CAMs de vertebrados. A superfamília das caderinas é dividida em caderinas clássicas e caderinas não-clássicas. Todos os representantes da primeira classe estão envolvidos na adesão celular, enquanto isso não é verdadeiro para a segunda classe. Além disso as caderinas clássicas compartilham uma homologia mais evidente em relação às não-clássicas.
	Uma caderina transmembrana mostra um domínio extracelular composto por 4 a 6 repetições de uma sequência de aminoácidos específica, entre as quais se alojam os íons cálcio. Estes são importantes para manter a estrutura da proteína rígida, evitando que ela fique flexível e portanto mais susceptível à ação de proteases, como a tripsina.
	A caderina-E é abundante em junções aderentes de células epiteliais, conectando filamentos de actina e formando uma rede. Além disso a sua expressão no estágio de 8 células do embrião é responsável pela compactação observada. Num momento posterior, as células que irão formar o tubo neural se desprendem do ectoderma por cessarem a expressão de caderina-E e sintetizarem caderina-N, enquanto as células do ectoderma continuam a produzir caderina-E.
	A interação célula-célula pode ser homofílica, quando feita por proteínas de mesmo tipo; heterofílica, quando envolve proteínas de tipos diferentes; ou dependente de ligante, quando depende de uma molécula extracelular. As caderinas ocorrem em todos esses tipos de adesão, mas preferencialmente no primeiro.
	Diferentescaderinas características do sistema nervoso em formação no embrião estão presentes em diferentes regiões. Essas incluem caderinas clássicas e não-clássicas.
	As junções aderentes podem possuir caderinas clássicas ou não-clássicas. Ambas interagem com filamentos de actina indiretamente a partir de certas proteínas de ancoramento, as cateninas.
	Uma adesão célula-célula temporária é observada em leucócitos que estão realizando diapedese. Esse mecanismo é representado por duas etapas: a etapa de rolamento e a diapedese propriamente dita. No primeiro momento, selectinas do leucócito interagem com carboidratos da membrana plasmática das células endoteliais. No segundo momento as integrinas do leucócito são ativadas e a interação é intensificada, possibilitando a migração por entre dois endoteliócitos.
	Selectinas são proteínas de membrana que também interagem com filamentos de actina (nesse caso, do próprio leucócito) por proteínas de ancoramento. Elas possuem um domínio lecitina conservado, ligando-se portanto a glicícios num mecanismo não-específico e de baixa afinidade.
	Tanto a interação das selectinas quando a das integrinas (interagem com outras proteínas), nesse caso, é heterofílica.
	
	As proteínas pertencentes a família das imunoglobulinas estão envolvidas em mecanismos de adesão célula-célula que não dependem de cálcio, através de uma ligação homo ou heterofílica. Uma dessas proteínas é a N-CAM (molécula de adesão de célula neural), a qual apresenta em sua parte extracelular 5 domínios semelhantes aos encontrados em anticorpos. Ela é rica em resíduos de ácido siálico e apresenta cargas negativas, motivo que tem levado alguns autores a postular sua função como prevenção ao invés de promoção da adesão celular.
	Fato é que as caderinas são essenciais na adesão célula-célula, enquanto as N-CAMs parecem ser mais importantes para a organização de um dado grupo de células num tecido ou órgão. Os diferentes tipos de N-CAMs são produto de um único transcrito de mRNA, o qual sofre splicing alternativo. Além dessa função de organização, as N-CAMs podem estar associadas a proteínas tirosino-quinases ou tirosino-fosfatases, estando envolvidas, portanto, em mecanismos de sinalização celular.
MATRIZ EXTRACELULAR
	É composta de proteoglicanos e de proteínas fibrosas (colágeno, elastina, fibronectina e laminina). É produzida por fibroblastos, condroblastos e osteoblastos. A parte glicídica do proteoglicano está ligada à parte protéica por uma ligação covalente e é chamada de glicosaminogicano (GAG). O colágeno fortalece e organiza a matriz, enquanto a elastina fornece resistência.
	Os GAGs são cadeias lineares e não-ramificadas, constituídas por repetições de dissacarídeos, onde o primeiro é um amino açúcar, normalmente sulfatado, e o segundo é um ácido urônico. Existem 4 principais tipos de GAG, classificados de acordo com os tipos de açúcar, a posição das ligações e o número de grupamentos sulfato.
	Os GAGs permanecem estendidos. O sulfato confere uma carga altamente negativa, a qual aprisiona cátions como o sódio. Isto mantém retida uma grande quantidade de água, o que é responsável pela alta pressão observada em tecidos ricos em MEC. Esta pressão resiste a forças de compressão (particularmente na cartilagem do joelho), enquanto o colágeno resiste às forças de distensão.
	O ácido hialurônico é o GAG mais simples que existe por não conter grupos sulfato. Pode ter até 25.000 unidades dissacarídicas e, ao contrário dos outros GAGs, não está ligado covalentemente a um cerne protéico central e não é liberado por exocitose. Ele é disponibilizado na MEC após ser clivado por uma enzima localizada na MP da célula.
	Sua principal função ocorre durante o desenvolvimento embrionário, onde o acúmulo de ácido hialurônico abaixo de um epitélio, por exemplo, estabelece um local para migração celular, após a qual o ácido hialurônico é degradado por hialuronidases. No organismo adulto é importante na cicatrização e é um lubrificante encontrado em articulações.
	Com exceção ao ácido hialurônico, todos os GAGs fazem parte de um proteoglicano, o qual é composto por um cerne protéico central conectado a diversas cadeias glicídicas laterais. Essas cadeias podem ou não ser GAGs. A síntese de um proteoglicano inicia-se com a formação da cadeia polipeptídica por um ribossomo associado ao retículo endoplasmático. A seguir a cadeia é encaminhada ao complexo de Golgi, onde ocorre a adição de um grupo de 4 monossacarídios específicos numa serina específica da cadeia. Glicosil transferases específicas vão então montando as cadeias glicídicas e modificações, como epimerizações e sulfatações, ocorrem ao longo das cisternas do CG.
	Cerca de 40-60% do peso de uma glicoproteína corresponde à parte glicídica, sendo este percentual de até 95% para um proteoglicano. A heterogeneidade dos proteoglicanos é praticamente infinita, uma vez que há variações em diversos fatores, como as repetições dissacarídicas e a posição e o grau de sulfatação. Até mesmo a cadeia do núcleo protéico não é específica, assemelhando-se a de outras proteínas da MEC ou mesmo a proteínas de membrana.
	Os proteoglicanos apresentam muitas outras funções, incluindo a formação de um gel com tamanho de poro e densidade de carga variáveis. Isto pode inferir no transporte de moléculas ao longo do espaço extracelular de acordo com seu tamanho e carga. Ex: heparan-sulfato na lâmina basal dos glomérulos renais.
	Interagem ainda com fatores de crescimento, podendo ativar sua oligomerização e, dessa forma, a interação com os receptores alvo; ou aprisioná-los e retardar sua ação.
	Podem interagir com proteínas secretadas e, por diversos mecanismos, estimular ou inibir sua ação. Alguns dos mecanismos incluem: impedimento estérico, proteção à ação de proteases, concentração da proteína num local e consequente ação mais eficaz, etc.
	Um exemplo desse último mecanismo é a retenção de quimiocinas (mediadores da inflamação) na lâmina basal de células endoteliais, o que fornece um sítio pontual e prolongado para a migração de leucócitos.
	A MEC contém vários tipos de proteoglicanos e GAGs, os quais podem formar complexos altamente organizados entre si, onde cadeias de GAG estão ligadas a proteoglicanos via proteínas de ligação. Esse arranjo pode ser visualizado em ME através de tratamentos de fixação brandos, uma vez que mínimas alterações de pH e força iônica, por exemplo, podem ser prejudiciais.
	Além de comporem a MEC, existem proteoglicanos associados à MP das células, seja atravessando a bicamada lipídica ou ligada a ela através de um GPI. Esses proteoglicanos funcionam como receptores principais ou como receptores associados a outras proteínas de membrana, em ambos os casos participando do reconhecimento de moléculas de matriz e da sinalização intracelular correspondente.
	O colágeno é uma proteína fibrilar encontrada em todos os animais multicelulares, constituindo 25% da massa protéica do mamífero. Ela é composta por 3 cadeias alfa, enroladas entre si num arranjo helicoidal. O colágeno é rico em prolina e em glicina, aminoácidos muito importantes na estabilização desse arranjo helicoidal.
	Existem muitos tipos de cadeia alfa, os quais podem apresentar especificidade tecidual. De acordo com a composição em termos de cadeia de uma molécula de colágeno, ela pode ser classificada em tipos. Esses tipos (I, II, III, etc.) são agrupados em classes maiores, que indicam a natureza de associação de cada molécula.
	Os colágenos fibrilares são formados por moléculas que se associam umas às outras, formando fibrilas de colágeno. São especialmente abundantes na pele e são facilmente vistas em ME. Essas fibrilas, semelhantes a cordas, podem se associar novamente e aumentar em comprimento e em diâmetro, formando as fibras de colágeno.
	Os colágenos associados a fibrilas ancoram estas entre si e a outras proteínas da MEC, enquanto os colágenos formadores de rede foram alâmina basal, compondo-a e ancorando-a ao tecido conjuntivo subjacente.
	As diferentes cadeias alfa parecem ter surgido a partir de eventos de duplicação e modificação gênicas.
	A síntese do colágeno envolve muitos passos enzimáticos. Ela se inicia com a formação de uma pró-cadeia alfa a partir de um ribossomo associado ao RE. A porção N-terminal da cadeia polipeptídica possui uma sequência sinalizadora e ambas as extremidades (N e C-terminal) apresentam aminoácidos adicionais, chamados propeptídios. No lúmem do RE cada pró-cadeia alfa sofre hidroxilação em resíduos selecionados e prolina e lisina, formando hidroxiprolina e hidroxilisina. A seguir os resíduos de hidroxilisina são glicosilados, ao longo do caminho RE-CG, e 3 pró-cadeias alfa se unem por pontes de hidrogênio, num processo direcionado pelos propeptídios.
	A seguir as moléculas de pré-colágeno formadas são exocitadas e, no meio extracelular, enzimas clivam os propeptídios, formando então as moléculas de colágeno. Estas se associam umas às outras, formando fibrilas, as quais exibem inclusive ligações covalentes cruzadas entre suas moléculas constituintes. Quanto maior o número de ligações cruzadas, maior a força tensora dessa matriz. Elas são abundantes, por exemplo, no tendão de Aquiles.
	As fibras de colágeno resistem às formas de tensão. Na pele, essa tensão pode ocorrer em diversos sentidos, de forma que a disposição das fibras não é unidirecional. Nos tendões, no entanto, o colágeno está disposto de forma paralela ao eixo longitudinal. Tipos iguais de moléculas de colágeno podem assumir disposições diferentes, de acordo com quais outras moléculas da MEC foram secretadas pelas mesmas células que produziram o colágeno.
	As células que produzem o colágeno da MEC interagem com as proteínas secretadas, participando da organização das fibrilas. Fibroblastos em cultura, por exemplo, tendem a se ordenar e ordenar fibrilas de colágeno dispostas inicialmente ao acaso.
	Algumas estruturas do corpo precisam se esticar em determinados momentos, como a pele, os vasos sanguíneos e o pulmão. Isso é garantido pelas fibras elásticas, cujo principal componente é a elastina. Esta proteína apresenta uma cadeia polipeptídica com alternância de regiões hidrofóbicas e regiões em alfa-hélice. A primeira confere a propriedade elástica e a segunda estabelece sítios de ligação cruzada, semelhante ao que ocorre para o colágeno. Quase não há resíduos de aminoácidos hidroxilados e a proteína não é glicosilada.
	Ela é sintetizada como tropoelastina, a qual se associa a outras moléculas de tropoelastina proximamente a membrana plasmática, normalmente em suas invaginações. Mas essa síntese só ocorre após a secreção de microfibrilas, as quais formam um sítio sobre o qual a elastina se deposita.
	As fibras de elastina estão associadas ao colágeno para limitar o grau de distensão do tecido e evitar que ele rasgue.
	Existem proteínas extracelulares que se ligam a proteínas da MEC e a receptores celulares, auxiliando a organização da MEC e a ligação das células. Uma dessas proteínas é a fibronectina, a qual é composta de 2 subunidades divididas em diversos domínios, cada qual se ligando a uma molécula específica. Um dos domínios é a sequência RGD, que se liga a integrinas.
	Há várias isoformas de fibronectina. Uma delas é a fibronectina plasmática, presente no sangue e em outros fluidos. As outras são fibronectinas fibrilares, as quais formam pontes dissulfídricas entre si, formando fibrilas. Esse processo não ocorre numa solução em tubo de ensaio porque necessita da presença de certas proteínas celulares, como uma classe de integrinas.