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Matriz extracelular
Profa. Marta G. Amaral, Dra. Embriologia molecular
Organização celular em tecidos
Matriz extracelular
ou
Material intercelular
Fibras
Sistema
Colágeno
Colágenas
Reticulares
Sistema
Elástico
Elásticas
Elaunínicas
Oxitalânicas
SFA = substância
fundamental amorfa
SFA • Preenche espaço entre as fibras e células
• Viscosa, incolor, transparente
• Opticamente homogênea difícil ver ao MO
• Faz barreira à penetração de partículas estranhas
• Permite a difusão de pequenas subtâncias hidrossolúveis
• Composição Química:
GAGs+proteoglicanas+glicoproteínas+
H2O+ íons
Glicosaminoglicanas • São polissacarídeos longos, em forma de
bastão, não flexíveis, não ramificados, com cadeias de dissacarídeos repetidas, com carga (-)
• Geralmente as aminas são sulfatadas(SO4--)
os açúcares tem grupos carboxila (COO-)
• Atraem o Na+ que atrai a água = água de solvatação
Ex.: queratansulfato, heparansulfato,
condroitin-4-sulfato, condroitin-6-sulfato, heparina, dermatan sulfato, ác. hialurônico
Proteoglicanas Proteoglicana = GAGs (80-90%) + proteína
Exemplos:
Sindecana
Agrecana
MET, SFA da cartilagem, muitas GAGs livres e uma unidade proteoglicana
H2O
Resiliência: variação na hidratação do MEC. Ocorre na cartilagem, fluidos sinoviais e no humor vítreo.
• Funções das proteoglicanas:
1. Resistir a compressão
2. Retardar a entrada de microoganismos e de
células metastáticas
3. Associadas a LB formam filtros
4. Tem sítios de ligação para moléculas
sinalizadoras
5. Sindecana e fibroglicam são proteoglicanas
transmembrana e se ligam aos filamentos de
actina do citoesqueleto e na outra ponta aos
componentes da matriz extracelular
6. Agrecana se liga ao ác. Hialurônico, deixando a
matriz em estado gel, impedindo a difusão
rápida de líquidos.
SINDECANA GAG
Fluido tissular
• Contém íons, substâncias difusíveis
como a água e baixa concentração de
proteínas plasmáticas de baixo peso
molecular.
• Chega a SFA pela diferença de pressão
hidrostática e coloidosmótica
Fibras colágenas • A fresco é branca, ao MO são eosinófilas com
estrias transversais
• São as mais frequentes, formadas de subunidades de tropocolágeno polimerizadas linearmente
• CQ: glicina (33,5%)
prolina (12%)
hidroxiprolina (10%)
• Sintetizado por: fibroblasto, osteoblasto, condroblasto, odontoblasto e fibra muscular lisa
Colágeno • Já foram descritos mais de 27 tipos de
colágeno.
• A variação na disposição dos AAs origina
um colágeno diferente: glicina, prolina e
hidroxiprolina
Funções do colágeno
• Formar longas fibrilas: I, II, III, V e XI - Presentes
nos ossos, tendões, dentina, cápsulas, derme, etc.
• Associar-se a fibrilas: IX, XII e XIV - Ligam as
fibrilas de colágeno umas as outras ou a MEC.
• Formar rede: IV - Presente na lâmina basal
• Fazer ancoragem: VII - Presente na lâmina basal
Fibrila de Colágeno I Bandas com periodicidade,
distância entre as bandas= 68nm
Moléculas de tropocolágeno se
sobrepõem de forma escalonada
300nm X 1,5nm
Molécula em tripla hélice
São 3 cadeias α: 2 α1
1 α2
A ordem dos AA varia: glicina,
prolina e hidroxiprolina
S
Í
N
T
E
S
E
C
O
L
Á
G
E
N
O
1.Captação de AA (prolina, lisina e hidroxiprolina) por endocitose
2.Formação do RNAm
3.Sínt.das cadeias α com peptídeos de registro por ribossomas
4.Hidroxilação dos resíduos de prolina , lisina e hidroxiprolina (necessária à vitamina C) e clivagem da sequência sinal no RER
5.Glicolisação de resíduos específicos de hidroxilisil no RER
7.Acúmulo de procolágeno pelo Golgi nas vesículas secretoras
6.Formação de moléculas de hélice tríplice de procolágeno no RER e movimento para dentro da vesícula de transferência
8.Movimento de vesículas até a membrana plasmática conduzidos por microfilamentos e microtúbulos
9. Exocitose do procolágeno
10.Clivagem das extremidades não helicoidais registradas do procolágeno para formar a molécula do colágeno
11. Polimerização da molécula colágeno na fibrila de colágeno (ocorre nas enseadas)
ALFA 1
ALFA 2
Fibrila de Colágeno I
pontes de hidrogênio
e internações hidrofóbicas
CQ: tropocolágeno, 3 cadeias α de fibrilas
2 cadeias peptídicas α1
1 cadeia peptídica α2
REGIÃO LACUNAR
REGIÃO
LACUNAR
REGIÃO DE SOBREPOSIÇÃO
REGIÃO DE SOBREPOSIÇÃO
FIBRILA DE COLÁGENO
FIBRA DE COLÁGENO
FEIXE DE FIBRAS
DE COLÁGENO
tropocolágeno Regiões de sobreposição e regiões lacunares
Estrias transversais com faixas claras e escuras
Formação do feixe de fibra colágena
VS
VS
COLÁGENO
NÚCLEO DE
FIBROBLASTO
Fibroblastos sintetizando MEC
Fibrilas colágeno na pele
FEIXES DE COLÁGENO
BANDAS 68nm
Fibras Reticulares • São muito delicadas, visualizados por PAS e
impregnação pela prata.
• CQ: colágeno tipo III + glicoproteína + proteoglicanas
• Dispostas sob a forma de rede ou ramificadas, formando arcabouço de alguns órgãos
• Produzidas pelos fibroblastos, hepatócito, adipócitos, célula muscular lisa e célula de Schwann
Tipos de colágeno, composição, localização e função
• Déficit ou anormalidade na produção de colágenos específicos
• Mutações nos genes que codificam as cadeias α
“No futuro a terapia gênica poderá ser utilizada para controlar a deposição do colágeno defeituoso ou para reverter a doença causada pelos genes mutados”
Colagenopatias
Osteogênese imperfeita Fraturas repetidas após traumas Deformidade óssea Ossos quebradiços Dentes anormais Pele fina Tendões fracos Escleras azuis Perda da audição
TIPO I
Displasia de Kniest (tipo II)
•Baixa estatura •Mobilidade articular restrita •Alterações oculares que levam a cegueira •Metáfises amplas com anormalidade articular
Displasia epifisária múltipla (tipo IX)
Deformações ósseas resultantes da ossificação endocondral prejudicada Doença articular degenerativa prematura
Condrodisplasia metafisária de Schmid
Autossômica recessiva Ao nascimento são
normais Após o primeiro ano de
vida, inicia-se o encurvamento dos membros inferiores, acentuação da lordose lombar
Deformações ósseas por modificações das vértebras e das metáfises dos ossos longos
Síndrome de Ehlers-Danlos(tipo III)
• Desordens hereditárias que variam em severidade
e são transmitidas como traços autossômico
recessivo, autossômico dominante ou recessivo
ligado ao X.
• Características: hiperextensibilidade da pele e
articulações, machucados fáceis, redução da
cicatrização de feridas, pseudotumores e defeitos
oculares.
• Anormalidades distintas na síntese do colágeno
têm sido identificadas em alguns subtipos da
síndrome de Ehlers-Danlos (tipo IV, VI e VII).
•
Síndrome de Stickler do (tipo XI)
Deformações craniofaciais e esqueléticas
Miopia grave Descolamento de retina Perda auditiva progressiva
Síndrome de Alport (tipo IV) É uma nefrite hereditária,
geralmente ligada ao X Mais frequente nos homens Hematúria por falhas na
membrana basal glomerular Lesões oculares Perda auditiva progressiva
Epidermóide bolhosa benigna atrófica generalizada (tipo XVII)
•Doença cutânea bolhas, separação dermoepidérmica •induzida mecanicamente •Hemidesmossomos defeituosos •Atrofia cutânea •Distrofia •Alopécia
Síndrome de Klindler (tipo VII) subtipo de Epidermólise bolhosa
Formação de bolhas
Cicatrizações intensas da pele depois de pequenos traumas
Ausência de fibrilas de fixação
Escorbuto
Sangramento gengival causado
pelo escorbuto (avitaminose C)
Fibras elásticas • A fresco são amareladas,
• Ao MO são mais delgadas que as colágenas, sem estrias, formam uma malha irregular ou feixes grosseiros
• As elásticas localizam-se:
nos ligamentos da coluna vertebral,
Ligamento nucal do pescoço
na túnica média das grandes artérias,
no ligamento suspensor do pênis.
Coram por: Resorcina-fucsina de Weigert,
Hematoxilina-férrica de Weigert,
Verhoeff,
Gomori e
Orceína
• Sintetizadas por:
fibroblastos,
condrócitos e
fibra muscular lisa.
Fibras elásticas
Cedem facilmente a trações
Fibras
colágenas
DERME
MESENTÉRIO
3 Estágios de formação
das fibras elásticas
1º Oxitalânicas: feixes de microfibrilas 10nm, formada por
glicoproteínas, a principal é a fibrilina
2º Elaunínicas: deposição irregular de elastina entre as
microfibrilas oxitalânicas
3º Elásticas: a elastina se acumula até ocupar o centro e as
microfibrilas ficam na periferia.
Fibras oxitalânicas • Feixes de microfibrilas com várias
glicoproteínas, a principal é a fibrilina
• Não tem elasticidade
• Encontradas na junção dermoepidérmica
e conectada a LB na Zônula do olho
Fibras elaunínicas
• Forma-se pela deposição irregular da
elastina por entre as microfibrilas
oxitalânicas.
• Encontradas na derme e ao redor das
glândulas sudoríparas.
Síndrome de Marfan ou Aracnodactilia
• Doença causada pela expressão anormal do gene da fibrilina, por mutação espontânea ou hereditária
• Ausência de microfibrilas de fibrilinas associadas a elastina
• alterações das válvulas cardíacas e dilatação da aorta
Microfilamentos de fibrilina X sol
• Exposição crônica ao sol modifica e diminui as microfibrilas de fibrilina em torno da elastina
• Diminuição da elasticidade cutânea
• As fibras elásticas podem não ser funcionais
• Rugas profundas por fotoenvelhecimento
Membrana Basal Presente nos tec. Epiteliais, Musculares liso e
esquelético, Nervoso e Adiposo.
• Lâmina basal: a) Lâmina Lúcida: glicoprotéica (laminina, entactina, integrina) e
distroglicanos Alguns pesquisadores defendem que a Lam. lúcida é um artefato de fixação.
b) Lâmina densa: colágeno tipo IV, glicoproteínas ( laminina, fibronectina, entactina), proteogliganas (heparansulfatopro-teoglicana, percalana) .
• Lâmina fibroreticular: F. reticular (colágeno III +
glicoproteína), colágeno I, IV, VII e fibronectina.
Membrana basal
Setas laminina na LB por imunocitoquímica
Lâmina basal - PAS
Funções da MB • Adesão e suporte firme e flexível do epitélio no
conjuntivo adjacente
• Filtração mecânica: através da rede de fibras de colágeno.
• Heparan-sulfato-: restringe a passagem de moléculas negativas.
• Facilita: atividade mitótica,
diferenciação celular,
modulação do metabolismo celular,
induz a polaridade celular,
orienta a migração celular na re-epitelização durante a cicatrização de feridas e regeneração de junções mioneurais e de nervos motores
Polaridade celular
apical
lateral
basal
Glicoproteína Glicoproteína= proteína + dissacarídeos ramificados
Função:
Ligam as células ao MEC
ou a LB.
Regulam e modulam o
movimento e a migração
celular no MEC.
Estimulam a proliferação e
diferenciação celular
Ex.:
integrinas, fibronectina,
laminina, entatina,
tenascina, condronectina,
osteonectina.
Glicoproteína adesiva se liga
através de módulos
Glicoproteína adesiva:
3 cadeias polipeptídicas trançadas
em cruz
Faz adesão das células com a LB
LAMININA TRIMÉRICA LAMININA TRIMÉRICA
INTEGRINA SÍTIO DE LIGAÇÃO PARA MOLÉCULAS
DA MATRIZ EXTRACELULAR
CADEIA ALFA CADEIA BETA
MEIO EXTRACELULAR
CITOSOL
TALINA
PROTEÍNA DE
COBERTURA
MICROFLAMENTOS DE ACTINA
VINCULINA
É uma glicoproteína
transmembrana com
domínios no MEC e no
MIC, é um heterodímero
com cadeias α e β.
No MEC se liga a laminina
fibronectina e ao cólágeno
No MIC se liga aos
microfilamentos de actina,
talina, vinculina,plectina,
etc.
Obrigada!