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Matriz Extracelular Resumo Nos tecidos conjuntivos – que incluem cartilagens, ossos e sangue – as células ficam bastante espaçadas entre si. Esse espaço entre as células é preenchido por substâncias secretadas por elas próprias: a matriz extracelular (MEC). A MEC além de auxiliar na ligação das células para formação dos tecidos, também serve como reservatório para muitos hormônios, controlando o crescimento e a diferenciação celular. Várias dessas moléculas são ligantes que podem, via receptores da superfície da célula, ativar vias de sinalização. O que é a matriz extracelular? Representa o conteúdo extracelular dos tecidos; os tecidos ricos em matriz – conjuntivo e cartilagem – possuem aspecto gelatinoso. É constituída por fibras proteícas e polissacarídeos, numa combinação que confere a esse tecido uma imensa resistência à compressão e à tensão. A matriz dita às células que a secretam informações essenciais para sua diferenciação e atividade. A matriz abrange duas categorias de estruturas extracelulares: (1) membranas basais e (2) tecido conjuntivo intersticial. Os fibroblastos produzem a matriz extracelular. Os principais componentes da matriz extracelular são macromoléculas pertencentes a 3 categorias: (1) cadeia de polissacarídeos (glicosaminoglicanas), (2) proteínas fibrosas de função estrutural (colágeno e elastina) e (3) proteínas de função adesiva (fibronectina e laminina). Obs.: Sangue e osso também secretam matriz, pois são tecido conjuntivo. O que são glicosaminoglicanas? São longas cadeias formadas pela alternância de um aminoaçúcar e outro monossacarídeo. São carregados negativamente, formando uma longa molécula, contendo de 70 a 200 monossacarídeos. As cadeias de açúcar além de longas são rígidas e funciona como verdadeiras esponjas, pois atraem cátions (principalmente Na+) e consequentemente água que dá origem a um gel altamente hidratado que preenche maior parte da matriz e fornece suporte mecânico para os tecidos permitindo a difusão rápida de moléculas hidrossolúveis, bem como migração celular. Confere resistência e força de compressão. Obs.: As glicosaminoglicanas (GAGs) no tecido subcutâneo ajudam a reter água, tornando o bebê fofinho. Os idosos têm menos tecido conjuntivo intersticial que os jovens. As GAGs foram divididas em 4 grupos: 1. Hialuronas, que não se ligam covalentemente a proteínas; 2. Sulfato de condroitina e sulfato de dermatana; 3. Sulfato de heparana; 4. Sulfato de queratana. Todas as GAGs, com exceção da hialurona, estão ligadas covalentemente a um núcleo proteico, formando uma estrutura denominada proteoglicana. ✓ As hialuronas (ácido hialurônico ou hialuronato. Não formam proteoglicanas porque possuem algumas diferenças em relação às demais GAGs. A hialurona é especialmente importante durante o desenvolvimento embrionário, porque pode atuar como molde para uma outra estrutura. Logo após sua síntese, a hialurona expande-se (com água) e passa a ocupar um grande volume, que poderá ser mais tarde ocupado para formação de órgãos como coração, córnea etc. Além de atuar como um enchimento, ocupando espaços que serão futuramente preenchidos por células, a hialurona induz a migração celular – mecanismo conhecido como quimiotaxia. Posteriormente, a hialurona será degradada pela ação de uma enzima – a hialuronidase – secretada pelas próprias células atraídas por ela e as células se diferenciarão para formação de órgãos. As proteoglicanas: São formadas por proteínas e açúcares. Contudo, elas se diferenciam pela quantidade e disposição das cadeias laterais de açucares. São formadas por cadeias longas não ramificadas de açúcares bastantes heterogêneas. Suas funções são mediadas pelo núcleo proteico e pela cadeia de GAG. Tem função de enchimento, regulação da atividade de moléculas sinalizadoras (proteoglicanas podem se ligar a várias moléculas e controlar a atividade de proteínas secretadas), controle do tráfego de células e moléculas (os géis formados pelas proteoglicanas têm vários tamanhos de poros e cargas, atuando como peneiras moleculares capazes de filtrar moléculas e células de acordo com seu tamanho e carga; na membrana basal das células do glomérulo renal, a proteoglicana sulfatado de heparana, também chamada perlecan, filtra moléculas que passam da corrente sanguínea para a urina), Co-receptores ( sindecanas são proteoglicanas integrais encontradas em fibroblastos e células epiteliais; na superfície celular a sindecana pode servir como receptor ou co-receptor lingando moléculas e depois apresentando-as para seus respectivos receptores) e Interação com proteínas fibrosas da matriz (as GAGs e proteoglicanas podem interagir com proteínas da matriz, como colágeno, formando estruturas altamente complexas, como membrana basal). As principais proteínas fibrosas da matriz são os colágenos e a elastina. ✓Os colágenos: São uma grande família de proteínas fibrosas presentes em todos os animais pluricelulares. São secretados tento pelos tecidos conjuntivos como por outros tipos celulares. Pele e ossos são ricos em colágeno, e a principal função dessa proteína é contribuir para a integridade estrutural da matriz e manter a célula ancorada a ela. A molécula de colágeno é formada por uma tripla hélice (ricas nos aminoácidos prolina e glicina) de cadeias polipeptídicas enroladas umas nas outras, constituindo uma estrutura bastante típica. Os principais colágenos são os colágenos fibrilares, que incluem os tipos I, II, III, V e XI. O tipo I é o mais comum e o mais importante, predominando na pele e nos ossos. Os colágenos fibrilares formam cordões chamados fibrilas colágenas. Outro grupo de colágenos são os associados a fibrilas (tipo IX e XII). Assim, no tendão-de-aquiles as fibrilas colágenas se dispõem paralelamente umas às outras, enquanto na pele elas se entrelaçam em várias direções. Por conta disso, o tendão possui enorme resistência à tração no sentido longitudinal, enquanto a pele é resistente a tensões de modo geral. Nos ossos e na córnea, as fibrilas formam camadas; como num compensado de madeira, cada camada se dispõe transversalmente à anterior, dando grande resistência e pouca elasticidade ao tecido. Nas lâminas basais, estudadas mais adiante, o colágeno formador de rede (tipo IV) forma um tapete de fi lamentos entrecruzados. Síntese e secreção do colágeno: O colágeno é formadopor três cadeias polipeptídicas que se entrelaçam e formam uma estrutura em tripla hélice no interior do RE. Contudo, a célula não forma essa estrutura de uma vez, ela sintetiza por partes: (1) a célula sintetiza cada cadeia separadamente no RE; (2) cada cadeia recebe hidroxilas e resíduos de oligossacarídeos; (3) ainda no RE essas cadeias se entrelaçam, formando a tripla hélice de pró-colágenos; (4) esse pró-colágeno é transportado em vesículas secretoras para o complexo de Golgi; (5) os pró-colágenos são liberados para o meio extracelular, tendo os pró-peptídeos clivados; (6) passando a se associar uns aos outros, formando as fibrilas de colágenos, que, por sua vez (7) agregam-se e formam as fibras de colágenos. O empacotamento das moléculas apresenta estriações a intervalos regulares de 67nm. Fibronectina – proteína adesiva: Além dos colágenos e das fibras elásticas, a matriz extracelular possui ainda outras proteínas que atuam na organização e na adesão entre as células e a matriz. ✓ A fibronectina é uma glicoproteína dimérica. Existem duas formas fundamentais: uma solúvel, presente no plasma e outros fluidos corporais; e outra insolúvel, encontrada nas matrizes dos tecidos conjuntivos. A fibronectina possui sítios que reconhecem e se ligam a diversas moléculas da matriz e da superfície celular. A fibronectina também possui sítios de reconhecimento para colágeno e para outras fibronectinas, de modo que também pode formar fibrilas. ✓ Lâmina Basal: É um tipo de matriz extracelular especializada. Fina e flexível, ela embasa todos os epitélios, formando uma interface entre estes e o tecido conjuntivo propriamente dito. Células individualizadas (musculares, adipócitos, células de Schwann) também são envoltas por uma membrana basal. A lâmina basal determina a polaridade celular, influencia o metabolismo celular e organiza proteínas em membranas plasmáticas adjacentes, atuando na migração e diferenciação celular. ✓ A laminina é uma proteína composta por três longas cadeias peptídicas denominadas alfa, beta e gama. Juntas, essas cadeias dão à proteína a forma de uma cruz. A matriz extracelular também é capaz de influenciar a organização do citoesqueleto (daí a forma) celular.
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