Matriz Extracelular

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Matriz Extracelular (MEC)
Abundante em tecidos conjuntivos, mas também apresenta papel fundamental nos demais tecidos. Pode ser dividida em 3 componentes principais: fibrilares, não fibrilares e microfibrilas. Componentes fibrilares colágenos fibrilares e fibras elásticas. Componentes não fibrilares proteoglicanos e grande grupo de glicoproteínas estruturais não colagênicas. Microfibrilas da MEC são formadas pelo colágeno tipo VI e pelas microfibrilas associadas à elastina, sendo que as últimas formam, com a elastina, o sistema elástico. 
Colágenos
Proteínas colagênicas são as constituintes mais abundantes da MEC, são conhecidos 24 tipos de colágenos e cada um deles apresenta características próprias. Alguns tipos de colágenos agregam-se formando fibrilas, fibras e feixes. Colágeno constitui cerca de 80~90% da massa dos tendões moléculas de colágeno são de extrema importância na resistência mecânica aos tecidos. Além disso, as moléculas de colágeno também estão envolvidas, direta e indiretamente, na adesão e diferenciação celular, quimiotaxia e, por meio de proteínas de adesão (como a fibronectina), podem transmitir informações às células sobre alterações físicas ou químicas que ocorrem no meio extracelular.
Moléculas de colágeno são constituídas, em sua maioria, por 3 cadeias 95% desta corresponde a uma tripla hélice. Outra característica, é que são glicosiladas e a glicosilação ocorre nos resíduos de hidroxilisina e é variável para cada tipo de colágeno. 
Hidroxilação da prolina necessária para a estabilidade da estrutura helicoidal
Hidroxilação da lisina importante para a glicosilação e indiretamente, para o processo de formação de ligações cruzadas inter e intramoleculares.
Tais ligações contribuem para o aumento da capacidade das fibrilas de colágeno de resistir às forças de tensão.
A síntese de colágeno ocorre em ribossomos associados ao retículo endoplasmático. Na extremidade N-terminal aparece inicialmente uma sequência hidrofóbica (sequência sinal) que dirigirá a síntese do colágeno para o RE. Durante a síntese, ocorrem reações como hidroxilação e glicosilação(durante toda a síntese). Ao mesmo tempo, cadeias alfa associam-se em sua porção C-terminal dando início à estrutura trimérica de procolágeno. As moléculas de procolágeno,especialmente as que formarão fibrilas, passam para o meio extracelular e são convertidas em moléculas de colágeno pela demoção de C- e N-propeptídeos. Alterações neste processo acarretam várias doenças.
Doenças relacionadas a defeitos em moléculas de colágeno Osteogênese imperfeita (substituição de Gly), Ehlers-Danlos (falha na clivagem do N-propeptídeo)
Moléculas de colágeno podem ser divididas em 2 grandes grupos: fibrilares e não fibrilares. 
Proteogriclanos
São formados por uma proteína central que está covalentemente ligada pelo menos a uma cadeia de glicosaminoglicano. Os glicosaminoglicanos são carboidratos formados por uma estrutura dissacarídica repetitiva. Suas cadeias são lineares, apresentando cargas negativas em razão da presença de radicais carboxílicos e/ou sulfatados. A presença de tais cargas garante a essas moléculas grande parte de suas características funcionais, por se associarem a uma grande quantidade de cátions livres e, com isso, reterem água nos tecidos. Além disso, elas permitem a interação iônica com diversos componentes, como proteínas da MEC. A proteína central também apresenta aspectos importantes nas funções dessas moléculas. Além de representarem o molde de ligação dos glicosaminoglicanos e serem responsáveis pelo seu tráfego intracelular (pela via biossintética secretora), existem domínios específicos na molécula que permitem sua interação com outros açúcares, com proteínas ou com membranas celulares.
Glicosaminoglicanos (GAG): açúcares ácidos da MEC 
Açúcares de cadeias longas e compostas por unidades dissacarídicas repetitivas. As unidades dissacarídicas dos GAG são formados por um monossacarídeo aminado, que na maioria das vezes, é sulfatado por um ácido urônico. GAG alta densidade de cargas negativas.
Ácido Hialurônico (hialuronam)
O AH apresenta 3 características fundamentais que o distingue dos demais GAG. Ele não se associa covalentemente a uma proteína central, não é sulfatado e sua síntese ocorre por um complexo enzimático que se localiza na MP. O AH é liberado no meio extracelular à medida que é sintetizado, e sua biossíntese, portanto, é similar à da celulose e da quitina. A presença de grupos carboxila e a consequente hidrofilia associadas à extensão e flexibilidade das cadeias fazem com que o AH forme soluções extremamente viscosas, sendo fundamentais à migração celular, como ocorre durante o desenvolvimento e cicatrização. Há inúmeras proteínas que se ligam ao AH (Ex. Agrecam)
Há duas classes de proteoglicanos do espaço intercelular: pequenos e grandes. Principais representantes dos grandes são o agrecam e o versicam. Agrecam recebeu essa denominação devido à sua capacidade em se ligar ao AH, formando grandes agregados. Nessa associação participa também uma proteína de ligação (link protein), formando o complexo ternário (Agrecam + AH + link protein), que é bastante estável e contribui para as propriedades da cartilagem. 
Os pequenos proteoglicanos são representados principalmente pelos decorim, biglicam e fibromodulim. Os dois primeiros são ricos em leucina, e suas proteínas centrais são homólogas entre si. Única cadeia de GAG no decorim, duas no biglicam.
Ambos são importantes durante a morfogênese e são capazes de se ligar à fibronectina, modulando a capacidade desta proteína de se ligar à fibroblastos. Decorim é encontrado em associação à superfície das fibrilas de colágeno e tem importante papel na fibrilogênese, regulando espessura de fibrilas.
Sistema Elástico
Alguns tecidos apresentam enorme capacidade de deformação e de restauração da forma original, sem gasto de energia, uma vez que as forças de distensão tenham cessado. O conjunto de diferentes estruturas (microfibrilas, fibras elásticas e/ou lâminas elásticas) presentes em um determinado tecido, denomina-se sistema elástico.
Na pele, feixes de microfibrilas (fibras oxitalânicas), feixes de microfibrilas com moderada deposição de elastina (fibras elaunínicas) e fibras elásticas coexistem num arranjo relativamente complexo. Outros tecidos em que a presença de fibras elásticas é bastante proeminente são as cartilagens elásticas, como a da orelha externa e da epiglote. Nesses tecidos, tais fibras contribuem para aumentar a flexibilidade da estrutura cartilaginosa.
Duas proteínas principais fazem parte do sistema elástico. A elastina, que está presente na porção amorfa das fibras e lâminas elásticas. A segunda, que constitui o principal componente das microfibrilas, é a fibrilina. Microfilamentos não necessariamente precisam formar feixes (fibras oxitalânicas)... No entanto, parece que a formação da fibra elástica depende da formação ou aparecimento anterior das microfibrilas.
Fibrilina
É uma glicoproteína, apresenta um grande número de resíduos de cistina. Ligações cruzadas na fibrilina, tornam as microfibrilas extremamente insolúveis. A caracterização de duas isoformas da fibrilina (I e II) e de seus genes permitiu a definição do envolvimento dessa proteína e, por consequência, das microfibrilas na síndrome de Marfan e outras doenças relacionadas. Sintomas prolapso da válvula mitral e deslocamento do cristalino, dado o envolvimento das microfibrilas nas funções mecânicas de tais estruturas. Não se tem explicação plausível para o crescimento excessivo dos ossos longos.
Elastina
É a proteína presente na porção amórfica das fibras e lâminas elásticas. Elastina não sofre glicosilação de nenhum tipo e seu endereçamento intracelular depende da existência de chaperones que se ligam à tropoelastina. Essas chaperones também inibem a agregação das moléculas de elastina nos compartimentos intracelulares. O complexo elastina-chaperone atinge o meio extracelular mas permanece associado à MP da célula. A ligação de açúcares contendogalactose ao chaperone reduz sua afinidade pela elastina, liberando-a para a MEC, onde se associará a outras moléculas depositadas sobre as microfibrilas.
Genes da elastina 95% de sua extensão composta por íntrons, com presença de pequenos éxons intercalados.
Composição resíduos de glicina, alanina, riqueza em prolina e valina. Extremamente insolúvel graças à sua característica hidrofóbica e grande quantidade de ligações cruzadas.
Interação entre Sistema Elástico e outros componentes da MEC
No estado relaxado, as fibras elásticas são curtas fazendo com que as fibras de colágeno assumam aspecto ondulado. À medida em que o tendão é distendido pela ação de forças de tensão, as fibras elásticas se alongam e as de colágeno se alinham com o eixo do tendão. O tendão continua a se distender até o momento em que as fibras de colágeno estiverem completamente alinhadas e passarem a resistir às forças de tensão. Neste sistema, os proteoglicanos que se distribuem ao redor das fibras elásticas e de colágeno atuam como um lubrificante, permitindo deformação dos elementos fibrilares, e como uma forma de reter água do tecido, garantindo o balanço hidrofóbico e fazendo com que as porções globulares da elastina tendam a se reformar após a distensão. 
Membrana Basal
Influencia na: Polaridade celular, metabolismo, organização de proteínas em membrana plasmática adjacente, proliferação celular, migração celular, importante papel de filtração no glomérulo renal.
Membrana Basal consiste em um tipo especializado de MEC, formando camada junto à superfície basal de células epiteliais e endoteliais. Os principais componentes da membrana basal (MB) são; o colágeno IV, a laminina e os proteoglicanos. Desses proteoglicanos, o mais conhecido é o perlecam, com 4 cadeias HS, que interage com os diferentes componentes da MB, formando um arcabouço firme e flexível que serve como barreira de filtração e como manutenção do estado diferenciado e controle da sobrevida das células epiteliais e de guia para inervação apropriada das células musculares.
Casos em que a degradação da MEC acontece:
•Para que células migrem, seja durante um processo de desenvolvimento do corpo, em processos de reparo, ou até mesmo em tecidos em que a MEC parece estática como é o caso dos ossos que tem que se adaptar a novas situações biomecânicas.
•Antes da célula se dividir ela se estica, em um meio com densa MEC, ela precisa digerir parte da MEC.
•Quando neutrófilo tem que atravessar a Membrana basal devido alguma infecção ou injúria.
•No caso de câncer células do tumor atravessam a membrana basal, para isso elas tem que degradar a MEC que encontram.
Digestão da cauda de girino, reparo na pele...