integração de células em tecidos
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INTEGRAÇÃO DE CÉLULAS EM TECIDOS Junções Celulares Matriz Extracelular Integração de células em tecidos Introdução A maioria das células animais organizam‐se em tecidos que se associam em unidades funcionais de grandes dimensões: os órgãos. As células dos tecidos estão geralmente em contacto com uma rede de macromoléculas extracelulares: a matriz extracelular. Distingue‐se 2 grandes categorias de tecido animal: 1) o tecido conjuntivo rico em matriz extracelular na qual as células encontram‐se espalhadas e 2) o tecido epitelial no qual as células são estreitamente associadas em folhetos (epitélios) deixando pouco espaço à matriz extracelular. Integração de células em tecidos – Junções celulares Classificação das junções celulares de acordo com a função 1‐ junções apertadas (ou de oclusão): impermeáveis aos iões e moléculas 2‐ junções de ancoragem: a. locais de ligação dos filamentos de actina (junções de adesão) a1. entre células (desmossoma circular) a2. entre uma célula e a matriz extracelular (contactos focais) b. locais de ligação dos filamentos intermédios b1. entre células (desmossoma pontual) b2. entre uma célula e a matriz extracelular (hemidesmossomas) 3‐ junções de comunicação: permitem a transmissão de sinais químicos e eléctricos entre as células (junções de hiato ou gap junctions) Integração de células em tecidos – Junções celulares Junções apertadas Designadas por junções de oclusão (ou zonulae occludens ou tight junctions). Estas junções encontram‐se na zona apical ligando as membranas de 2 células. Assim, elas impedem a passagem de substâncias no espaço intercelular. As junções estão organizadas de tal modo que, nas regiões onde elas se encontram, o espaço intercelular está obliterado. Experiência efectuada com marcadores colocados no lúmen. Verificou‐se que os marcadores só penetraram nos espaços intercelulares até ao local das junções apertadas. Integração de células em tecidos – Junções celulares Junções apertadas (ocludinas ou claudinas) Microfotografia (TEM) de uma junção apertada Um modelo de junção impermeável. Bandas finas de natureza proteica, que rodeiam completamente as células, contactam com estruturas idênticas de células adjacentes, selando assim o espaço intercelular. Exemplo de proteínas: ocludinas e claudinas Integração de células em tecidos – Junções celulares Desmossomas circulares Filamentos de actina Catenina Cinto de adesão Caderina São localizados abaixo das junções apertadas. Ligam os filamentos de actina das células epiteliais. Os filamentos de actina formam um cinto à volta das células ligando‐as umas às outras. Neste cinto de adesão os feixes de microfilamentos de actina dispõem‐se paralelamente a membrana celular à qual se ligam por um conjunto de proteínas como a vinculina. Membrana celular Integração de células em tecidos – Junções celulares Contactos focais Ligam as células e os seus filamentos de actina à matriz extracelular a nível de determinadas regiões da membrana citoplasmática. Proteínas implicadas: integrina; talina, vinculina e actinina α. Integração de células em tecidos – Junções celulares Desmossomas pontuais Conectam filamentos intermediários de uma célula com os de outra. Os filamentos intermediários nos desmossomas pontuais de células epiteliais são de queratina e do músculo cardíaco são de desmina. A associação entre filamentos intermédios e desmossomas contribui para arquitectura e estabilidade estrutural das células e tecidos. Em cada uma das membranas destas células existem placas densas constituídas por proteínas designadas por desmoplaquinas às quais se associam proteínas transmembranares: caderinas(desmogleínas e desmocolinas) que interagem umas com as outras no espaço extracelular, fortalecendo a adesão. Integração de células em tecidos – Junções celulares Desmossomas pontuais Membrana citoplasmática Placa densa citoplasmática Filamentos intermédios (queratina) Aspecto dos desmossomas pontuais em TEM Filamentos intermédios (desmina) Desmossomas pontuais (músculo cardíaco) Integração de células em tecidos – Junções celulares Hemidesmossomas São estruturas morfologicamente semelhantes aos desmossomas mas que são funcional e quimicamente distintas. Ligam a superfície basal dessas células à lâmina basal que se encontra por baixo. Os filamentos que lhe estão associados são também filamentos intermédios de queratina que se encontram ancorados na placa densa. Filamentos de queratina Lâmina basal Desmossoma pontual hemidesmossoma Proteínas implicadas: integrina e plectina Integração de células em tecidos – Junções celulares Junções de hiato (Gap junctions) As junções de hiato são estabelecidas entre as membranas citoplasmáticas de células adjacentes. Nesta zona o espaço intercelular é reduzido. As zonas de comunicação ‐ Interstício conexões ‐ são constituídas por de 2‐4 nm proteínas transmembranares que, por sua vez, são constituídas por 6 subunidades proteicas: as conexinas. 2 conexões Estas dispõem‐se por forma a delimitar formando um canal aberto entre um canal por onde passam pequenas 2 células adjacentes moléculas (iões, sinais,....). Membranas citoplasmáticas adjacentes Canal de 1.5 nm de diâmetro Conexão composta por 6 subunidades As junções de hiato são responsáveis pela passagem dos sinais nas sinapses eléctricas. Integração de células em tecidos – Junções celulares Junções de hiato (Gap junctions) Moléculas de dimensão inferior a 1000 daltons podem passar através dos conexões. Longa junção de hiato O aumento do Ca2+ citoplasmático, ou a diminuição do pH intracelular diminuem a permeabilidade das junções de hiato. membranas junção de hiato curta (Técnica de criofractura) Fechado Ca2+ alto ou pH baixo Aberto Ca2+ baixo ou pH alto Micrografias electrónicas de 2 junções de hiato entre 2 células Integração de células em tecidos Junções celulares Integração de células em tecidos – Matriz extracelular Introdução O espaço extracelular é preenchido por uma rede organizada que se forma por associação de macromoléculas, Células epiteliais lâmina basal polissacarídeos e proteínas, segregadas localmente. Esta rede é chamada macrófago matriz extracelular. As quantidades relativas dos diferentes tipos de macromoléculas da Vaso sanguíneo fibroblasto às necessidades funcionais de cada Fibras elásticas mastócito matriz extracelular e o seu modo de organização originam formas adaptadas Fibras de colagénio GAG, proteoglicanos, glicoproteínas tecido: matriz calcificada (ossos), matriz transparente (córnea) ou matriz elástica (tendões). O tecido conjuntivo subjacente ao folheto epitelial Integração de células em tecidos – Matriz extracelular Aspectos estruturais e funcionais Preenchimento do espaço entre as células e ligação das células e dos tecidos Suporte mecânico das células e tecidos Regulação do comportamento das células em contacto com a matriz (desenvolvimento, migração, proliferação, funções metabólicas, ....) Integração de células em tecidos – Matriz extracelular Aspectos estruturais e funcionais As macromoléculas da matriz extracelular são segregadas pelas células que se encontram em contacto com a matriz: ‐ os fibroblastos na maioria dos tecidos conjuntivos e ‐ as células epiteliais nos tecidos epiteliais. Células epiteliais lâmina basal Fibras de colagénio macrófago Vaso sanguíneo fibroblasto Fibras elásticas mastócito GAG, proteoglicanos, glicoproteínas O tecido conjuntivo subjacente ao folheto epitelial Fibroblastos e tecido conjuntivo (SEM) Integração de células em tecidos – Matriz extracelular Aspectos estruturais As macromoléculas que formam a matriz extracelular são: Glicosaminoglicanos (GAG) e Proteoglicanos (PG): Formam uma substância fundamental hidratada tipo gel que permite a difusão de nutrientes, metabolitos e hormonas entre o sangue e as células do tecido. Colagénio e Elastina: São proteínas fibrosas estruturais que conferem resistência mecânica (colagénio) e elasticidade (elastina) à matriz; participam também na organização da matriz extracelular. Fibronectina e laminina (proteínas adesivas): São também proteínas fibrosas, que permitem a fixação das células à matriz. A fibronectina fixa os fibroblastos à matriz e a laminina fixa as células epiteliais à lâmina basal. Integração de células em tecidos – Matriz extracelular Lâmina basal ‐ É uma camada de matriz extracelular especializada que se encontra na base de todas as estruturas epiteliais. ‐ Rodeia as células musculares individuais, as células adiposas e as células de Schwann. ‐ A lâmina basal separa as células do tecido conjuntivo. ‐ É sintetizada, em grande parte, pelas células que repousam sobre ela. Célula epitelial ‐ A lâmina basal é uma rede densa de colagénio tipo IV e de moléculas específicas Célula epitelial que permitem a sua fixação às células adjacentes e à matriz extracelular. lâmina basal ‐ Todas as lâminas basais contêm colagénio tipo IV, proteoglicanos (sulfato de heparano) e Fibrilas de colagénio glicoproteínas (laminina e entactina) Aspecto da lâmina basal em SEM
