Aula 07 - Matriz extracelular
12 pág.

Aula 07 - Matriz extracelular


DisciplinaBiologia Geral I196 materiais1.655 seguidores
Pré-visualização3 páginas
7Matriz extracelular aula
OBJETIVOS Pré-requisito\u2022 De\ufb01 nir o que é a matriz extracelular.
\u2022 Enumerar os tecidos onde a matriz 
extracelular tem papel fundamental.
\u2022 Caracterizar as moléculas constituintes 
da matriz extracelular.
Aulas 7, 8, 16 e 17 de 
Biologia Celular 1.
BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular
CEDERJ108
INTRODUÇÃO No desenvolvimento dos organismos pluricelulares, as células vão 
progressivamente constituindo tecidos, conjuntos de células mais 
especializadas. Nos animais vertebrados existem quatro tipos essenciais de 
tecido: epitelial, nervoso, muscular e conjuntivo. Já as plantas não possuem 
sistema nervoso ou músculos, e os tecidos vegetais, embora análogos aos 
dos animais em alguns aspectos (por exemplo, as folhas também são 
revestidas por uma epiderme), muito pouco se parecem com os nossos.
Nos epitélios, nos músculos e nos nervos, as células se apresentam 
bem próximas umas das outras, com pouca substância intercelular. 
Já nos tecidos conjuntivos \u2013 que incluem cartilagens, ossos e 
sangue \u2013 as células \ufb01 cam bastante espaçadas entre si (Figura 7.1). 
O espaço entre as células é preenchido por substâncias secretadas 
por elas próprias: a matriz extracelular (MEC), assunto desta aula. 
Até bem pouco tempo não se conheciam as principais funções da matriz 
extracelular. A MEC era tida como uma estrutura inerte constituída por várias 
proteínas e polissacarídeos que eram sintetizados e secretados pelas células 
para o preenchimento do espaço extracelular. Atualmente, sabe-se que 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 
(Aula 13 de Biologia Celular I).
Figura 7.1: Nos epitélios, as células ficam bem próximas umas das outras e aderem à 
lâmina basal. Já no tecido conjuntivo, diferentes tipos celulares se distribuem numa matriz 
composta por diversos tipos de fibras protéicas e outras moléculas secretadas pelos fibroblastos.
Epitélio
Lâmina basal
Macrófago
Fibroblasto
Glicosaminoglicanas,
proteoglicanas e glicoproteínas 
Fibra de colágeno
Capilar
Fibra elástica
Mastócito
Tecido 
conjuntivo
50Pm
CEDERJ 109
A
U
LA
 
7
M
Ó
D
U
LO
 2
O QUE É A MATRIZ EXTRACELULAR?
A matriz extracelular, como o próprio nome sugere, representa o 
conteúdo extracelular dos tecidos; nela e sobre ela repousam as células 
dos vertebrados. Os tecidos ricos em matriz \u2013 conjuntivo, cartilagem 
\u2013 possuem um aspecto gelatinoso. Essa verdadeira cola biológica é 
constituída por \ufb01 bras protéicas e polissacarídeos, numa combinação que 
confere a esses tecidos uma imensa resistência à compressão e à tensão 
(Figura 7.2). Entretanto, a função da matriz extracelular ultrapassa muito 
o aspecto meramente estrutural: a matriz dita às células que a secretam 
informações essenciais para sua diferenciação e atividade.
Figura 7.2: A matriz extracelular confere 
aos tecidos tanto resistência à compressão
(setas riscadas) quanto à tensão (seta vazada).
De acordo com sua constituição química e ocorrência, a matriz 
abrange duas categorias de estruturas extracelulares: (1) membranas 
basais e (2) tecido conjuntivo (ou conectivo) intersticial (Figura 7.1).
Ambas as estruturas, veremos, diferem não somente quanto à composição 
e à localização, mas também quanto à função.
As células responsáveis pela produção da matriz extracelular 
são os fibroblastos. Os condroblastos do tecido cartilaginoso e os 
osteoblastos do tecido ósseo são tipos celulares resultantes da diferenciação 
de fibroblastos que secretam a matriz extracelular desses tecidos 
(vide boxe).
Os principais componentes da matriz extracelular são macro-
moléculas pertencentes a três categorias: (a) cadeias de polissacarídeos 
denominadas glicosaminoglicanas, (b) proteínas fibrosas de função 
estrutural (colágeno e elastina) e (c) proteínas de função adesiva
(\ufb01 bronectina e laminina).
BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular
CEDERJ110
OSSOS E SANGUE TAMBÉM SECRETAM MATRIZ
Embora o termo matriz extracelular seja mais facilmente associado às cartilagens e 
a substâncias de preenchimento, o sangue também é um tipo de tecido conjuntivo, 
embora nesse caso a matriz extracelular não seja gelatinosa, isso porque essa matriz 
possui uma constituição diferente, em que não predominam as \ufb01 bras protéicas 
nem as proteoglicanas. O sangue é, por assim dizer, um tecido líquido.
No outro extremo estão os ossos, um tipo de tecido construído para suportar 
grandes compressões. A matriz óssea é rica em \ufb01 bras colágenas, que são secretadas 
pelos osteoblastos e formam camadas concêntricas em torno dessas células. 
A incorporação de fosfato de cálcio a essa matriz colágena termina por conferir 
a esse tecido uma resistência comparável à do concreto. Compare através dos 
esquemas da Figura 7.3 como o sangue, os ossos e o tecido conjuntivo possuem 
em comum o fato de serem tecidos compostos por células de diferentes tipos 
dispersas numa matriz secretada por suas próprias células.
Figura 7.3: Tanto o sangue (a) quanto os ossos (b) e o tecido conjuntivo (c) são formados 
por células dispersas numa matriz acelular. Imagens cedidas pelo LABMEL da Universidade 
do Estado do Rio de Janeiro.
Tecido conjuntivoTecido conjuntivo
a b c
CEDERJ 111
A
U
LA
 
7
M
Ó
D
U
LO
 2
GLICOSAMINOGLICANAS, UM NOME COMPRIDO PARA 
MOLÉCULAS IDEM
As glicosaminoglicanas ou, abreviadamente, GAGs, são 
formadas por unidades repetidas de dissacarídeos, sendo que um 
dos açúcares sempre é um açúcar aminado (N-acetilglicosamina ou 
Nacetilgalactosamina) e sulfatado, e o segundo açúcar é normalmente 
um ácido urônico (glicurônico ou idurônico). Devido à presença do 
sulfato e das carboxilas dos ácidos urônicos, as GAGs são carregadas 
negativamente, formando uma longa molécula, contendo de 70 a 200 
monossacarídeos (Figura 7.4). As GAGs são as moléculas mais negativas 
que uma célula sintetiza. Como as cadeias de açúcar são, além de longas, 
bastante rígidas, se comparadas aos polipeptídeos, por exemplo, e 
hidrofílicas (gostam da água; lembre-se: açúcares se dissolvem bem em 
água), as GAGs tendem a ocupar um enorme volume e, por conta da carga 
negativa, atraem muitos cátions, especialmente Na+ e, conseqüentemente, 
mais água, funcionando como verdadeiras esponjas (vide boxe).
Figura 7.4: As glicosaminoglicanas são 
longas cadeias formadas pela alternância 
de um aminoaçúcar e outro monossacarídeo.
Dissacarídeos repetidos
Ácido idurônico
Sulfato de N-acetil-galactosamina
!
DÊ UMA PARADINHA...
Uma das principais características das GAGs é a sua capacidade de reter 
uma grande quantidade de água, conferindo à região onde são liberadas 
resistência a forças de compressão. Um bom exemplo disso é a cartilagem 
que reveste a articulação do joelho, muito resistente a pressões, graças a 
esse mecanismo. Quando ocorre perda de GAGs (particularmente ácido 
hialurônico) nas articulações do joelho, elas perdem a sua lubri\ufb01 cação 
e \ufb01 cam expostas ao atrito, o que acarreta dores intensas.
BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular
CEDERJ112
A capacidade de retenção de água pelas GAGs dá origem a um 
gel altamente hidratado (Figura 7.5), que preenche a maior parte do 
espaço extracelular, fornecendo suporte mecânico para os tecidos e 
permitindo a difusão rápida de moléculas hidrossolúveis, bem como a 
migração celular.
ÁGUA (E GAG ), O SEGREDO DA JUVENTUDE?
Comparadas a outras moléculas (Figura 7.5), as GAGs ocupam 
um volume muito maior. Nos indivíduos jovens, a quantidade de 
tecido conjuntivo intersticial é maior que nos idosos. Assim, por 
atraírem osmoticamente grandes quantidades de água, os tecidos 
dos indivíduos jovens se apresentam mais túrgidos, mantendo a pele 
esticadinha. Nos bebês, onde a musculatura