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Aula 08 - Matriz extracelular as proteínas da matriz

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outras fi bronectinas, de modo que também pode formar 
fi brilas. Essas fi brilas parecem ter um papel fundamental na progressão 
das etapas do ciclo celular (Aula 1).
A FIBRONECTINA E A MIGRAÇÃO CELULAR
A fi bronectina é muito importante no desenvolvimento animal. 
Experimentos em que um gene é inativado (e, portanto, não se 
expressa) demonstram que a ausência de fibronectina em embriões 
de camundongos resulta em tantos defeitos morfológicos – anomalias 
na formação da notocorda, coração, vasos, tubo neural – que os 
embriões morrem precocemente.
LÂMINA BASAL
Na Aula 7, comentamos que existem dois tipos “básicos” de 
matriz extracelular: a do tecido conjuntivo e a lâmina, ou membrana, 
basal. Até agora nos detivemos nos aspectos básicos da MEC do tecido 
conjuntivo e pouco comentamos sobre a membrana basal.
A membrana basal é um tipo de matriz extracelular especializada. 
Fina e fl exível, ela embasa todos os epitélios, formando uma interface 
entre estes e o tecido conjuntivo propriamente dito (reveja a Figura 7.1).
Células individualizadas (musculares, adipócitos, células de Schwann) 
também são envoltas por uma membrana basal (Figura 8.9).
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O papel das lâminas basais não se limita ao revestimento da 
superfície basal dos epitélios e dos outros tipos celulares mencionados. 
A lâmina basal determina a polaridade celular, infl uencia o metabolismo 
celular e organiza proteínas em membranas plasmáticas adjacentes, 
atuando na migração e diferenciação celular.
Figura 8.9: Células musculares isola-
das são envoltas por membrana basal. 
Já os epitélios repousam sempre sobre 
um tapete formado pela lâmina basal.
A LÂMINA BASAL E A FILTRAÇÃO DO SANGUE
É comum nos referirmos aos rins como os órgãos que fi ltram o sangue, retirando 
dele moléculas que serão eliminadas através da urina. Essa fi ltração ocorre em estruturas 
chamadas glomérulos renais, nos quais verdadeiros novelos de capilares e o epitélio do 
glomérulo fi cam em íntimo contato, separados apenas pela lâmina basal (Figura 8.10).
As células do epitélio renal, assim como a desses vasos, são relativamente espaçadas, e é 
justo pelos espaços entre elas que o sangue é fi ltrado. Até aí, talvez não tenhamos contado 
nenhuma novidade, mas o que apostamos que você não imaginava é que essa lâmina basal 
é que atua como fi ltro, selecionando as moléculas que passarão para a urina e as que 
continuarão no sangue.
Figura 8.10: No glomérulo renal (a), a membrana basal é compartilhada pelo endotélio do vaso 
capilar e pelo epitélio glomerular (b).
Músculo
Epitélio
Lâmina basal 
Membrana da célula
Matriz
Tecido conjuntivo Lâmina basal 
SangueCapilares
Epitélio
Célula endotelial
Lâmina basal
Célula epitelial
Urinaa b
BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular: as proteínas da matriz
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PROTEÍNAS DA LÂMINA BASAL: LAMININA E COLÁGENO 
DO TIPO IV
A membrana basal é secretada pelas células que ela envolve e, por 
sua vez, se ancora à matriz extracelular do tecido conjuntivo por fi brilas 
de colágeno do tipo VII. Entretanto, os colágenos característicos da 
lâmina basal são os do tipo IV, que não formam fi brilas e sim uma lâmina, 
reticulada e fl exível. Além do colágeno IV, compõem a lâmina basal a 
proteoglicana perlecan e as glicoproteínas laminina e nidogênio.
A laminina é uma proteína composta por três longas cadeias 
peptídicas denominadas alfa, beta e gama (Figura 8.11). Juntas, essas 
cadeias dão à proteína a forma de uma cruz.
Figura 8.11: A molécula de laminina é 
formada por três polipeptídeos que se 
associam, formando uma cruz. Vários 
domínios globulares se dispõem nas 
extremidades livres das cadeias.
As lamininas podem conectar-se entre si através dos braços da 
molécula. Além disso, o perlecan e o nidogênio se ligam tanto à laminina 
quanto ao colágeno do tipo IV, estabelecendo pontes entre eles. Receptores 
na membrana das células, a maioria pertencente à família das integrinas, 
reconhecem e se ligam ao colágeno do tipo IV e à laminina, promovendo a 
adesão das células à lâmina basal. Você pode ter uma idéia de como essas 
moléculas se dispõem na membrana basal observando a Figura 8.12.
Figura 8.12: Modelo da lâmina 
basal. Não estão representadas a 
membrana plasmática e a asso-
ciação de proteínas integrais 
desta a componentes da lâmina.
Domínio globulares
Cadeia alfa Cadeia gama
Cadeia beta
Nidogênio
Perlecan
Laminina
Colágeno IV
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A MEC INFLUENCIA A FORMA CELULAR
Quando fibroblastos são cultivados sobre um gel de 
colágeno, em poucos dias eles são capazes de orientar as moléculas 
de colágeno em fibras sobre as quais eles mesmos 
se orientarão (Figura 8.13).
Figura 8.13: Dois fibroblastos de embrião de pinto migram um em direção 
ao outro sobre um feixe de fibras colágenas organizado por eles mesmos. 
(Foto: D. Stopak & A. AK. Haris, Dev. Biol. 90:383-398, 1082 © Academic Press)
Em contrapartida, a matriz extracelular também é capaz de 
influenciar a organização do citoesqueleto (daí a forma) celular. 
Observa-se que células cancerosas produzem menos fi bronectina que 
células normais em cultura, sendo também menos aderentes (daí a maior 
facilidade de se destacarem e darem origem aos tumores secundários, as 
metástases). Em alguns casos, quando se adiciona fi bronectina a essas 
culturas, as células tumorais se comportam como se fossem normais, 
aderindo e formando contatos focais com o substrato.
Assim como o citoesqueleto pode exercer forças que orientam a 
matriz extracelular secretada, as moléculas da matriz podem, por sua vez, 
propagar a ordenação entre células, como ocorre, por exemplo, nos tendões 
(Figura 8.14). Nesse caso, as integrinas atuam como proteínas adaptadoras 
desse ordenamento entre as células e a matriz em torno delas.
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BIOLOGIA CELULAR II | Matriz extracelular: as proteínas da matriz
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Figura 8.14: O esquema ilustra como a matriz pode propagar a orientação de uma 
célula para as demais a fi m de formar uma estrutura orientada, como os tendões.
CONCLUSÕES
A cada dia novas descobertas são feitas a respeito da participação da matriz extracelular em 
processos biológicos. Essas moléculas atuam tanto na síntese como na degradação de estruturas 
(como a absorção da cauda do girino) e, da mesma forma que são secretadas as proteínas da 
matriz, nessas ocasiões, os fi broblastos produzem enzimas, como a colagenase, que degradam 
a matriz e conferem enorme plasticidade aos tecidos conjuntivos. Graças a essas propriedades, 
é possível o realinhamento da arcada dentária, a regeneração de fraturas, a regressão do 
tamanho do útero após o parto e muitas outras, pequenos milagres sem os quais nossas vidas 
seriam, certamente, muito mais limitadas.
Orientação do citoesqueleto
da célula ������� orienta 
a disposição das moléculas 
de matriz secretadas 
em torno dela.
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A matriz orientada alcança 
as células e 3 e orienta 
o citoesqueleto dessas células.
2 3
As células e agora
secretam uma matriz
orientada em sua vizinhança;
assim, a organização de seu
citoesqueleto é propagada às
células vizinhas ( e ).
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R E S U M O
• Além das proteoglicanas e glicosaminoglicanas, a matriz extracelular possui 
proteínas fi brosas, os colágenos e a elastina; e proteínas adesivas, a fi bronectina 
e a laminina, esta última na lâmina basal.
• O colágeno é formado por três hélices de um polipeptídeo rico em 
prolina e glicina.
• Existem diversas formas de colágeno, que podem ser classifi cadas em: fi brilares, 
associados a fi brilas e formadores de rede.
• O colágeno é sintetizado pelas células e secretado na forma de pró-colágeno. 
Depois de clivada a extremidade da cadeia, formam-se espontaneamente 
as fi brilas.
• A elastina é outra proteína fi brilar que forma redes que podem se distender 
pelo maior ou menor enrolamento