Matriz Extracelular

Universidade de Pernambuco

Disciplina de Bioquímica

Prof.: Cristina Halla

MATRIZ EXTRACELULAR

Matriz Extracelular: Funções

• Rodeia tecidos

• Suporte para as células que rodeia

• Habilidade de contato e interação entre as células

Substância Fundamental Amorfa (SFA)

• Proteoglicanas

• Glicosaminoglicanas (GAGs)

• Glicoproteínas de adesão

Fibras

• Colágenas

• Elásticas

Estrutura do Tecido Conjuntivo:

Fluido Intersticial

• Água, íons, pequenas moléculas e proteínas de baixo peso molecular.

Matriz Extracelular:

Welsch (1999)

Matriz Extracelular: Fibras Colágenas

1 Estrutura:• Constituídas pela proteína colágeno;

• Hélice em triplice, três resíduos por volta, resíduo de glicina (pequeno, a cada terceira posição), (Gly-X-Y)n; X=prolina ou outro; hidroxiprolina, lisina ou outro;

• Prolina e hidroxiprolina: conferem rigidez à molécula;

• Formação de hidroxiprolina e hidroxilisina: prolil hidroxilase e lisil hidroxilase com vitamina C como cofator.

• Hidroxilisinas: podem receber galactose ou galactosil-glicose pela ligação O-glicosídica.

MATRIZ EXTRACELULARFibras colágenas

Colágeno tipo I - Fibras espessas e resistentes à tensão. Derme, tendões, ligamentos, osso, dentina e cemento


2. Proteína Colágeno:

• Proteína mais abundante do corpo (25%), produzida por grande variedade de células;

• Existem vários tipos (19), com composição bioquímica, morfologia e propriedades físicas diferentes;

• Pele, osso, músculo liso, dentina, cemento, lâmina basal.

• O colágeno formado é estável; sua degradação aumenta no jejum e em estado inflamatório; a produção excessiva ocorre na cirrose.

Ross et al. (1993)


2. Proteína Colágeno:

• Classificação quanto à estrutura e função:

- Colágenos que formam fibrilas: I, II, III, V, XI (dão resistência ao tecido);

- Colágenos que se associam a fibrilas: IX, XII (ligam fibrilas entre si e a outros componentes da MEC);

- Colágeno que forma rede: IV (aderência, filtração);

- Colágeno de ancoragem: VII (prende fibras colágenas à lâmina basal).

Alberts et al. (1997)

Colágenos tipos I e II

Colágeno I I

Resistente às pressões;

Forma fibrilas finas em feixes mal organizados;

Produzido por condroblastos;

Cartilagens hialina e elástica, disco intervertebral.

Colágeno I

Mais abundante e resistente às trações;

Forma fibrilas e fibras grossas;

Produzido por fibroblastos, odontoblastos,osteoblastos e condroblastos;

Tendões, cápsulas, ligamentos, derme, tecidoconjuntivo frouxo, dentina, ossos etc;

Colágenos tipos III e IV

Colágeno I V

Suporte de estruturas delicadas e filtração;

Forma rede tridimensional (feltro);

Produzido por células epiteliais, endoteliais e deSchwann;

Lâminas basais.

Colágeno I I I

Manutenção da estrutura de tecidos delicados eexpansíveis;

Forma fibrilas e fibras finas e argirófilas;

Produzido por células musculares lisas, célulasreticulares e células de Schwann;

Músculo liso, órgãos hematopoéticos, sistemacardiovascular, pulmão, pele.

Colágenos tipos III e IV

Colágeno IV

Colágeno IV

Colágenos III e IV

Alberts et al. (1997); Gartner, Hiatt (1999); Welsch (1999)

Colágenos tipos V, VII e IX:

Colágeno V

Mesmas funções do colágeno tipo I ;

Forma fibrilas com o colágeno tipo I ;

Produzido por fibroblastos;

Derme, tendão, osso, fibrocartilagem.

Colágeno VI I

Colágeno de ancoragem;

Une células ao tecido conjuntivo;

Não visíveis à microscopia óptica;

Derme.

Colágeno I X

Colágeno associado a fibrilas (ligam fibrilas entre sie a outros componentes da MEC);

Produzido por condroblastos;

Cartilagem hialina.

Colágenos tipos II, III, IV, VII e IX

Alberts et al. (1997); Gartner, Hiatt (1999)

Colágeno IXColágeno

II

Biossíntese do Colágeno

Gartner, Hiatt (1999)

• Ribossomos produzem as cadeias

polipeptídicas com peptídeos de registro

que são lançadas no REG;

• As cadeias são hidroxiladas e glicosiladas;

• As cadeias se alinham de 3 em 3 devido

aos peptídeos de registro e vão para o

complexo de Golgi;

• Após liberação da célula, enzimas (pro-

colágeno peptidades- pró-colágeno

aminoproteinase e pró-colágeno

carboxiproteinase) retiram os peptídeos de

registro e as cadeias formam fibrilas.

• Lisil oxidase (Cobre): ligação cruzada intra

e inter cadeia, ligações covalentes que

estabilizam as fibrilas de colágeno.

MATRIZ EXTRACELULAR - Fibras

As fibras proporcionam força tênsil e elasticidade.

Tipos de fibras: colágenas, reticulares e elásticas.

Colágeno: importante proteína para formação das fibras

Obs.:Pró colágeno = solúvelTropocolágeno (colágeno)= insolúvel

Correlações Clínicas: Escorbuto

• Defeito na renovação do colágeno por

deficiência de vitamina C;

• A vitamina C é importante na

hidroxilação das cadeias polipeptícas

do colágeno;

• As moléculas de tropocolágeno não se

agregam para formar fibrilas;

• Indivíduos apresentam ulceração

gengival, hemorragias, perda dentária,

olhos afundados, pele pálida etc.;

• Doença muito comum nos tripulantes

de navios britânicos na era

napoleônica.

Matriz Extracelular: Fibras Elásticas

Alberts et al. (1997); Gartner, Hiatt (1999);

• Parte central amorfa; confere extensibilidade e capacidade de retração do pulmão, vasos sanguíneos e ligamentos;

• Não é tão distribuida quanto o colágeno; está presente em grande quantidades; parece existir apenas um tipo; hidroxilisina e hidroxilisina glicosilada não estão presentes; não é sintetizada em uma pro forma com peptídeos de extensão; não contém sequências repetitivas Gly-X-Y; não contém estrutura em tripla hélice;não contém frações de carboidratos; 1/3 dos aa é Gly; rica em prolina, alanina e valina, pobre em hidroxiprolina; não contém hidroxilisina

• Constituídas pela proteína elastina e microfibrilas de fibrilina.

• Numerosas ligações cruzadas entre as fibras garante o alto grau de elasticidade.

Matriz Extracelular: Fibras Elásticas

• Produzidas por fibroblastos e células

musculares lisas dos vasos

sanguíneos;

• Encontrada no pulmão, vasos

sanguíneos, ligamentos e também nas

cartilagens elásticas ( produzidas pelos

condrócitos).

• É sintetizada na forma de tropoelastina

(monômero solúvel); ocorre

hidroxilação de algumas prolinas a

hidroxiprolinas pela prolil hidroxilase;

ligações cruzadas são formadas com

resíduos de lisina pelas ação da lisil

oxidase, formando a desmosina que

confere a propriedade elástica.

MATRIZ EXTRACELULARFibras elásticas

Formadas por microfibrilas de fibrilina e parte amorfa de elastina (desmosina e isodesmosina – extensividade)

Elaunínicas (muitas microfibrilas e pouca elastina)

Oxitalânicas (exclusivamente fibrilas)

Matriz Extracelular: Substância Fundamental Amorfa (SFA)

Glicosaminoglicanas (GAGs):

• Polissacarídeos longos, não-flexíveis, não-ramificados,

constituídos de unidades dissacarídeas que se repetem

(aminoaçúcar e ácido urônico);

• São carregadas negativamente e atraem cátions, que por sua vez

atraem água, tornando a SFA hidratada e mais resistente à

compressão;

• Exemplos de GAGs: ácido hialurônico, queratan-sulfato, heparan-

sulfato, heparina, condroitino-4-sulfato, condroitino-6-sulfato.

Glicosaminoglicanos (GAGs)

Polissacarídeos longos, não-ramificados, compostos por unidades dissacarídeas que se repetem

Têm carga negativa (atrai cátions – Na+, atrai H2O)

Com exceção do ácido hialurônico, todos são sulfatados e fazem ligações covalentes com proteínas, formando os proteoglicanos.

Proteoglicanos

Muitos GAGs associadosa proteínas…Altamente hidratados

MATRIZ EXTRACELULARSubstância fundamental – Proteoglicanos


Proteoglicanas

• São macromoléculas

compostas por um núcleo

protéico, no qual se ligam

várias GAGs covalentemente);

• Várias proteoglicanas (Ex.:

agrecana) podem ligar-se a

uma molécula de ácido

hialurônico e às fibras

colágenas, formando

agregados responsáveis pelo

estado de gel da MEC. Gartner, Hiatt (1999)

Proteoglicanas: Funções

• Resistem à compressão e

retardam o movimento rápido

de microorganismos e células

metastáticas;

Gartner, Hiatt (1999)

• Associam-se à lâmina basal e

servem como filtros;

• Se ligam a moléculas

sinalizadoras, retardando sua

difusão ou concentrando-as

em locais específicos;

• Ligam células a macromoléculas da MEC, quando são de superfície celular.


Glicoproteínas de Adesão

• Unem as células aos

componentes da MEC,

situando-se entre as fibras ou

proteoglicanas e as proteínas

da membrana celular;

• Exemplos: fibronectina,

laminina, entactina, tenascina,

condronectina e osteonectina.

Alberts et al. (1997)

Fibronectina

Importante na migração celular (células embrionárias, de defesa).

MATRIZ EXTRACELULARSubstância fundamental - Glicoproteínas

Matriz Extracelular: Glicoproteínas de adesão

• Fibronectina: além da adesão célula-MEC, marca o caminho de migração de células embrionárias; se liga a colágeno, heparina, heparan-sulfato, ácido hialurônico;

• Laminina: praticamente restrita às lâminas basais; liga-se a colágeno IV, heparan-sulfato, entactina e membrana celular;

• Entactina: facilita ligação da laminina à rede de colágeno;

• Tenascina: liga-se à sindecana e fibronectina; é restrita a tecido embrionário, marcando o caminho para células migratórias;

• Condronectina/Osteonectina: semelhantes à fibronectina; encontradas na cartilagem e osso, respectivamente.

Laminina

Laminina

Aderência das

células `a

lâmina basal

MATRIZ EXTRACELULARSubstância fundamental - Glicoproteínas

Lamina Basal

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