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Junções Celulares Prof. Hermann A. Rodrigues Junções celulares Ocorrem em pontos de contato célula-célula e célula-matriz em todos os tecidos. Podem ser classificadas em três grupos funcionais: 1) Junções oclusivas Selam as células em um epitélio para impedir que pequenas moléculas atravessem de um lado para outro na camada. 2) Junções de ancoramento Conectam mecanicamente uma célula às células vizinhas e/ou à matriz extracelular. 3) Junções comunicantes Possibilitam a passagem de sinais elétricos ou químicos de uma célula à outra. Troca de informações, ancoragem, seleção do trânsito extracelular, de sincronização de processos como a absorção, secreção ou contração, entre outros. Junções celulares Junções oclusivas Formam uma barreira com permeabilidade seletiva através das camadas de células epiteliais. separa os fluidos com composição química diferente. Ex.: células epiteliais do intestino delgado Junções oclusivas Junções oclusivas As junções oclusivas selam as células vizinhas de forma que impede a passagem de macromoléculas de o compartimento luminal para o tecidual. A selagem não é absoluta e a permeabilidade a pequenas moléculas varia em diferentes epitélios. Ex.: epitélio do intestino delgado é mais permeável a íons inorgânicos que o epitélio da bexiga. Junções oclusivas As células epiteliais podem alterar suas junções oclusivas temporariamente Permitindo um aumento no fluxo de solutos e de água Através de aberturas nas barreiras juncionais Transporte paracelular Importante na absorção de aminoácidos e monossacarídeos do lúmen do intestino. Junções oclusivas Cada fita da junção oclusiva é composta por um longo segmento de proteínas de adesão transmembrana em cada uma das duas membranas que estão interagindo. Os domínios extracelulares dessas proteínas ligam-se diretamente uns aos outros para bloquear o espaço intercelular. As principais proteínas transmembrana das junções compactas são: 1) Claudinas 2) Ocludinas Essenciais na formação da junção e fundamentais para processos de reabsorção. Função desconhecida. Junções oclusivas As claudinas e as ocludinas Associam-se com proteínas periféricas intracelulares Proteínas ZO Ancoram as fitas de junções oclusivas os filamentos de actina do citoesqueleto Junções de ancoramento Conectam o citoesqueleto de uma célula ao citoesqueleto da célula vizinha ou à matriz extracelular. Formando uma forte estrutura capaz de suportar tensões. São mais abundantes nos tecidos sujeitos a estresses mecânicos: Tecido cardíaco, Músculo esquelético; Epiderme. Junções de ancoramento São compostas por duas principais classes de proteínas: Formam uma placa na face citoplasmática da membrana plasmática e conectam o complexo juncional a filamentos de actina ou a filamentos intermediários. Possui uma cauda citoplasmática que se liga a proteínas de ancoramento intracelulares e um domínio extracelular que interage com a matriz extracelular ou com outra proteína de adesão transmembrana da célula vizinha. Muitas junções de ancoramento possuem proteínas sinalizadoras intracelulares, que capacitam a junção a sinalizar para o interior da célula. Junções de ancoramento As junções de ancoramento ocorrem de duas formas funcionais: 1) Junções aderentes e desmossomos Mantêm as células unidas e são formadas por proteínas de adesão transmembrana que pertencem à família das caderinas. 2) Adesões focais e hemidesmossomos Unem as células à matriz extracelular e são formados por proteínas de adesão transmembrana da família das integrinas. Junções de ancoramento As junções aderentes Atuam como sítios de conexão para os filamentos de actina entre duas células vizinhas. Nas junções aderentes as membranas plasmáticas de duas células que interagem são unidas por caderinas, que atuam como proteínas de adesão transmembrana. Junções aderentes As junções aderentes formam que ocorrem no epitélio formam um cinto de adesão. Junções aderentes Actina liga-se à membrana Proteínas de ancoramento intracelulares Cateninas, Vinculina, α-actinina. Extensa rede de actina transcelular. Conectam o citoesqueleto às proteínas de adesão transmembrana Caderinas. Junções aderentes Junções de ancoramento Adesões focais Atuam como sítios de conexão para os filamentos de actina entre uma célula e a matriz extracelular. Nas adesões focais a membrana plasmática basal da célula que interage com a matriz extracelular é unida por integrinas, que atuam como proteínas de adesão transmembrana. Adesões focais Adesões focais Actina liga-se à membrana Proteínas de ancoramento intracelulares talina, Vinculina, α-actinina, Filamina. Conectam o citoesqueleto às proteínas de adesão transmembrana integrinas. Ligam a célula a proteínas da membrana basal Junções de ancoramento Os desmossomos Atuam como sítios de conexão para os filamentos intermediários. Nos desmossomos as membranas plasmáticas de duas células que interagem são unidas por caderinas, que atuam como proteínas de adesão transmembrana. Desmossomos Os desmossomos são pontos de contato intercelular em forma de botões, que fixam as células. Eles atuam como sítios de ancoramento para filamentos intermediários, que formam uma rede estrutural de grande força tensora. Desmossomos Desmossomos Filamentos intermediários liga-se à membrana Proteínas de ancoramento intracelulares Placoglobina, Desmoplaquina. Extensa rede resistente a forças tensoras. Conectam o citoesqueleto às proteínas de adesão transmembrana Desmogleína, Desmocolina. caderinas Junções de ancoramento Os hemidesmossomos Atuam como sítios de conexão para os filamentos intermediários. Nos hemidesmossomos a membrana plasmática basal da célula que interage com a matriz extracelular é unida por integrinas, que atuam como proteínas de adesão transmembrana. Hemidesmossomos Os hemidesmossomos assemelham-se morfologicamente aos desmossomos. Conectam-se aos filamentos intermediários. Atuam distribuindo forças tensoras pelo epitélio. Conectam a membrana basal das células epiteliais à lâmina basal subjacente. Hemidesmossomos Hemidesmossomos Filamentos intermediários liga-se à membrana basal Proteína de ancoramento intracelulare Plectina. Ligam a célula a proteínas da membrana basal Conectam o citoesqueleto à proteína de adesão transmembrana Integrina. Laminina. Junções tipo fenda (gap) Permitem a passagem de pequenas moléculas diretamente de uma célula para outra. Moléculas Íons inorgânicos, açúcares, aminoácidos, nucleotídeos, vitaminas e mediadores intracelulares como o AMPc e o IP3. Ligação elétrica e metabólica Junções tipo fenda (gap) A junção tipo fenda é constituída por proteínas formadoras de canais chamadas de conexinas. Seis subunidades de conexinas transmembrana organizam-se em canais chamados de conexons. Quando os conexons de duas células estão alinhados eles formam um canal aquoso que conecta os dois citoplasmas. Os conexons mantêm as membranas plasmáticas a uma distância fixa, formando uma fenda entre as duas células. Junções tipo fenda (gap) Cada junção tipo fenda pode ser formada por agrupamentos de poucos, até centenas de conexons. Junções tipo fenda (gap) Resumindo... Nome Função Junção de oclusão Sela as células vizinhas da camada epitelial para impedir a passagem de moléculas entre elas. Junçãoaderente Liga feixes de actina entre células vizinhas. Desmossomos Ligam os filamentos intermediários entre células vizinhas. Junção tipo fenda Permite a passagem de pequenas moléculas e íons solúveis em água. Hemidesmossomos Ancoram os filamentos intermediários da célula à lâmina basal. Junção de oclusão + junção aderente + desmossomos = complexo juncional Complexo juncional São realizadas pelas membranas plasmáticas de duas células pareadas. São especializações de comunicação celular. Têm como propósito ampliar a superfície de contato entre as células que as realizam. Região de ocorrência de alguma junção. Podem ser descritas como evaginações e invaginações complementares para o interior do corpo de uma e de outra célula pareada. Seu local de ocorrência predominante é a região lateral das células em proximidade. Interdigitações Interdigitações Adesão célula-célula Adesão célula-célula As células aderem umas às outras e à matriz extracelular por meio de proteínas de superfície. Moléculas de adesão celular (CAMs) Caderinas Integrinas Algumas CAMs são dependentes de cálcio e, outras, independentes. Caderinas São glicoproteínas com um único domínio transmembrana. Elas se associam na membrana para formar dímeros ou grandes oligômeros. A porção extracelular da cadeia polipeptídica é dobrada em cinco a seis repetições de caderinas. Os íons cálcio são posicionados entre as repetições de caderina. Mantendo juntas as repetições Para formar estruturas rígidas em forma de bastão Caderinas São as principais CAMs responsáveis pela adesão célula-célula, dependente de cálcio. São principalmente importantes nos tecidos embrionários iniciais. As primeiras caderinas descobertas foram: Caderina-E Caderina-N Caderina-P Presente em muitos tipos de células epiteliais. Presente em nervos, músculo e células do cristalino e fibroblastos. Presente nas células da placenta e da epiderme. Caderinas clássicas Caderina-VE Presente em células endoteliais. Caderinas As caderinas não-clássicas incluem: Caderinas dos desmossomos Protocaderinas cérebro Proteínas com função de adesão: Proteínas com função não-adesiva Caderina-T Neurônios e músculo Desmocolina Desmogleina epiderme Caderinas Quanto mais cálcio mais rígida é a estrutura. Se o cálcio é removido, a porção extracelular da proteína torna-se flexível e é degradada. Caderinas Como as moléculas de adesão como as caderinas ligam as células? 1) Ligação homofílica As moléculas de uma célula ligam-se a outras moléculas do mesmo tipo nas células adjacentes. As caderinas normalmente ligam as células por este mecanismo, embora ocorram os outros. Caderinas 1) Ligação heterofílica As moléculas de uma célula ligam-se a moléculas de um tipo diferente nas células adjacentes. Caderinas 1) Ligação dependente de ligante Os receptores de superfície celular nas células adjacentes são ligados uns aos outros por moléculas ligantes. Selectinas São proteínas de superfície celular ligadoras de carboidratos. Medeiam adesões célula-célula temporárias e dependentes de cálcio. São importantes para a migração dos leucócitos do sangue para os tecidos e vice-versa. Selectinas Selectinas As selectinas colaboram com as integrinas, que intensificam a ligação dos leucócitos ao endotélio. A adesão célula-célula mediada pelas selectinas e integrinas é do tipo heterofílica. Selectinas ligam-se a oligossacarídeos específicos de glicoproteínas e glicolipídeos. Integrinas ligam-se a proteínas específicas. Selectinas As selectinas e as integrinas atuam em seqüência, permitindo a migração leucocitária. Selectinas Há pelo menos três tipos de selectinas: Selectina-L Selectina-P Selectina-E Presente nos leucócitos. Presente nas plaquetas e células endoteliais ativadas localmente por respostas inflamatórias. Presente nas células endoteliais ativadas. Selectinas Desempenham um importante papel na ligação dos leucócitos ao endotélio. Nos órgão linfóides as células endoteliais expressam oligossacarídeos que são reconhecidos pela selectina-L dos linfócitos, fazendo com que estes sejam aprisionados. As células endoteliais em locais de inflamação alteram a expressão de selectinas, recrutando leucócitos e plaquetas para atuarem no local. Imunoglobulinas (Igs) Medeiam a adesão célula-célula independente de cálcio. Sua molécula mais estudada é a molécula de adesão de célula neural (N-CAM). Os membros da família das Igs contribuem mais para a regulação fina das interações adesivas durante o desenvolvimento e a regeneração. Algumas moléculas de adesão intercelulares (I-CAM), da família das Igs, usam mecanismo de ligação heterofílico. Ex.: I-CAMs células endoteliais integrinas de leucócitos em migração. Múltiplos tipos de moléculas de adesão Boa semana!
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