Interação Célula-Célula e Célula-Matriz Extracelular

Um organismo multicelular se organiza pelo

estabelecimento de muitas interações.

A mais fundamental é a que mantém as células

juntas, coesas, aderidas.

Há duas maneiras de estabelecer coesão:

1- “aparelho” de junção entre células

2- “cola” proporcionada pelo produto de secreção

dessas células

Interações

Célula-Célula1 e

Célula-Matriz Extracelular2

1 “aparelho” de junção

2 “cola”

A organização das células em tecidos

junções mantêm as células unidas!

• células em estreito contato: interação célula-célula é importante• matriz extracelular restrita à lâmina basal

• tecido sujeito a estresse mecânico

Conjuntivomatriz abundante

Epitéliomatriz escassa

Luz intestinal

Corte transversal do

intestino delgado

Epitélio

JUNÇÃO

COLA

Junções entre células

VASO

Células

endoteliais da

parede do vaso

Células endoteliais

caderina

Células

endoteliais

obtidas de

cultura

Microscopia de Fluorescência

Vermelho- núcleo

Verde- caderina

Classificação funcional das junções celulares

Junções bloqueadoras (compactas)

selam as células e impedem extravasamento de moléculas

entre elas

Junções por ancoramento

conectam mecanicamente células (e seu citoesqueleto) às

células vizinhas ou à matriz extracelular

Junções comunicantes

medeiam a passagem de sinais elétricos ou químicos de

uma célula a outra

Junções Bloqueadoras ou Ocludentes

Em vertebrados: junções compactas

Junções Celulares

Junção

compacta

Papel das junções compactas

Selagem entre células adjacentes

Barreira de permeabilidade seletiva

Superfície

apicalLuz do

intestino

Membrana

plasmática de

células adjacentes

Espaço

intercelular

Carreador

de glicose

Superfície

basolateral

Fluido

extracelular

Transporte dirigido

de glucose

SANGUE

Junções compactas: barreiras à difusão de

soluto

Proteínas

marcadoras

Junções

compactas

Molécula traçadora

adicionada à região

apical

Molécula traçadora

adicionada à região

basolateral

Estrutura de uma junção compacta

face membrana saliências das partículas

externa plasmática intramembrana formando

membrana lateral fitas selantes

lúmen

Superfície

basal

Células epiteliais do intestino delgado

ME criofratura ME convencional

Modelo de uma junção compacta

• Fita de junção compacta formada por proteínas de adesão, pp claudinas

• Associações estabelecidas pelas proteínas de adesão

extracelular: com proteína de adesão da célula adjacente (claudina-claudina)

intracelular: com proteínas da zona ocludente (ZO)

Fileiras de proteínas

claudina e ocludinaEspaço

intercelular

Junção

compacta

Ligação de

proteínas de

células adjacentes

microvilos

Célula 1 Célula 2

Formada pela ligação entre

fileiras de proteinas

(claudinas e ocludinas)

localizadas em células

adjacentes

Modelo de uma junção compacta

Junções de Ancoragem

Actina Filamentos intermediários

Proteínas das junções se ancoram em filamentos do

citoesqueleto

Junções aderentes / Desmossomos

Proteínas da família das caderinas

Um segundo tipo de junção: Ancoragem

Adesões focais / Hemidesmossomos

Proteínas da família das integrinas

Junções de

ancoragem

Filamentos de actina Filamentos intermediários Filamentos de actina Filamentos intermediários

Interações célula-célula Interações célula-matriz extracelular

Filamentos do citoesqueleto

Junções de ancoragem

Formação das junções de ancoramento

– filamentos de actina

– filamentos intermediários Ligação ao citoesqueleto

Integrinas

adesão focal

hemidesmossomo Matriz extracelular

Caderinas

junção aderente

desmossomo

Filamentos do

citoesqueleto

Proteínas intracelulares

de ancoragem

Espaço

intercelular

Proteína transmembrana

de ligação

Célula 1 Célula 2

Feita através de proteínas intracelulares de ancoragem

Junções aderentes via caderinas: ligação à actina

Cinto de adesão contínuo, abaixo das junções compactas

Caderinas associam-se à actina, através de cateninas

cateninas

caderinasCinto de

adesão

Ligação de caderinas a filamentos de

actina

Indireta, por proteínas de ancoragem

-catenina

β-catenina

Junções de ancoramento via caderinas:

proteínas de ancoragem dímero de

caderina

membrana

plasmática

citosol

Filamento

de actina

catenina

Pênfigo vulgar (Fogo selvagem)

Autoimunidade: anticorpos anti-caderina

Ligação de caderinas a filamentos intermediários:

Desmossomos

desmogleina e

desmocolina

Proteínas de ancoramento: desmogleína e desmocolina

Junções de ancoramento via integrinas:

adesões focais – célula/matriz

Extracelular: direta a proteínas da ECM

Intracelular: indireta a filamentos do citoesqueleto, através de proteínas adaptadoras

(vinculina, filamina e a-actinina)

Filamentos do citoesqueleto: actina (adesão focal)

filamento intermediário (hemidesmossomo)

Actina – verde Vinculina - vermelho

vinculinaactina

Ligação de integrina

Fibras de stress

F-actina

citosol

exterior

Fibronectina Laminina

Integrina

Filamentos intermediários

Proteínas adaptadoras

Adesão focal Hemidesmossomo

Matriz

Membrana

Citoplasma

Junções de ancoramento célula/matriz via

integrinas: adesão focal e hemidesmossomos

Ligação à actina, através de proteínas

adaptadoras

Interage com fibronectina da matriz

extracelular

Ligação à filamentos intermediários,

através de proteínas adaptadoras

Interage com laminina da matriz

extracelular

Fibronectina

(rodamina)

Actina

(fluoresceína)

decorre de adesões focais estabelecidas por moléculas de integrina.

Regulação da orientação das fibrilas extracelulares de

fibronectina por filamentos de actina intracelulares

Junções Comunicantes

Junções Celulares

Um terceiro tipo de junção celular: comunicante

Junções formadas por proteínas formadoras de canal

Moléculas < 1.000Da são compartilhadas pelas células

• íons inorgânicos

• açúcares

• vitaminas

• nucleotídeos

• AMPc

• ATP

Ligação metabólica e elétrica

Um conjunto de junções

comunicantes constituem

a junção do tipo fenda

Junções do tipo fenda

Constituidas de proteínas formadoras de canais (conexinas)

6 Conexinas formam um Canal ou Conexon

Alinhamento de diversos conexons – fenda de comunicação entre células

Junções do tipo fenda ao ME

membranas

junção tipo

fenda grande

junção tipo

fenda pequena

Pode ocorrer – agrupamento de poucos até centenas de conexons.

Resumo das várias junções encontradas

adesão focal ancora actina da célula à lâmina basal

Junções compactas

Junções aderentes/

desmossomos

Fenda

Adesão focal/

hemidesmossomo

Representação das diveras junções célula-

célula e célula-matriz extracelular

Junção compacta

Cinto de adesão

Desmossomo

Junção em fenda

Integrina

Selectina

IntegrinaProteoglicana de membrana

HemidesmossomoAdesão focal

A Matriz Extracelular

Interações

Célula-Matriz Extracelular

“cola”

Poucas células (fibroblastos)

circundadas por

espaços preenchidos por

matriz extracelular

Fibroblastos produzem

macromoléculas de cinco

classes:

- colágeno

- fibras de elastina

- proteoglicanas

- glicoproteínas

Tecido conjuntivo: rico em matriz extracelular

insolúveis

solúveis

}

}Luis

Lamberti

Cristina

Glicosaminoglicanos

Hialuronana, sulfato de condroitina e sulfato de dermatana, sulfato

de heparana e sulfato de queratana

Dermatana: repetições de GalNAc + ácido idurônico

Ocupam grande espaço

e formam géis

hidratados

Glicosaminoglicanos

Hialuronana

repetições de GlucNAc + ácido glucurônico

Proteoglicanas

Esqueleto protéico

serina

tetrassacarídeo GAG

Esqueleto

protéico

proteoglicana

Proteoglicanas

Sulfato de

condroitina

Sulfato de

queratina

Molécula de

hialuronana

Esqueleto

protéico

Agregado de

agrecan

Proteoglicanas

Propriedades:

• Alta densidade de cargas negativas – hidratação

• Ocupa grande volume em relação à massa

• Formam géis em concentrações muito baixas

Funções:

• Resistência a forças de compressão dos tecidos e articulações

• Influencia a forma, a sobrevivência e a proliferação celular

• Facilita a migração celular

• Regulam a atividade de proteínas secretadas

• Potencializam a ação de certas proteínas (citocinas)

Glicoproteína: Fibronectina

• Dímero

• Cada cadeia – 2500 aa dobrada em 5 domínios

• Promove interação com diversas estruturas

• Seqüência RGD: responsável por interação com integrina

ligação ao colágeno

Autoassociação

ligação à célula

ligação à heparina

C-terminal

Fibronectina

(rodamina)

Actina

(fluoresceína)

decorre de adesões focais estabelecidas por moléculas de integrina.

Regulação da orientação das fibrilas extracelulares de

fibronectina por filamentos de actina intracelulares

extracelular intracelular

Glicoproteína: Laminina

• Glicoproteína grande (cruz)

• 3 cadeia ( , e ) com 1500 aa

• Camundongos deficientes – morte na embriogênese

• Ligam-se a proteoglicana, lipídios sulfatos, integrinas, entactinas

• No início do desenvolvimento, substituem colágeno-IV

(lâmina basal). Algumas funções semelhantes

Hemidesmossomo em célula da bexiga urináriaLâmina basal

Macromoléculas da Matriz Extracelular

Modelo da lâmina basal