Matriz Extracelular

MATRIZ EXTRACELULAR

A ME forma um substrato que fornece condições adequadas para o crescimento e a diferenciação de células dos vários tecidos.
A ME é constituída basicamente por proteínas fibrosas (colágeno e elastina) embebidas em um gel hidrofílico de polissacarídeos, associados ou não a proteínas.

A elastina é hidrofóbica, e impede a passagem do sangue e elementos do sangue através da parede da aorta.

Toda célula ao crescer, produz matriz extracelular específica.
Tecidos cartilaginosos possuem células separadas, e portanto, mais matriz.

Membrana Basal:
É uma especialização de elementos da matriz extracelular constituído por glicoproteínas, glicosaminoglicanos e proteínas, atuando como uma interface entre célula parenquinatosa e o tecido de sustentação, e existindo abaixo da superfície de basal de todos os epitélios.

A membrana basal é constituída por lâmina basal, e apresenta componentes como:
Fibroblastos: secretam ME do tecido conjuntivo.
Osteoblastos: secretam ME do tecido ósseo.
Condrócitos: secretam ME do tecido cartilaginoso.

A lâmina basal fica na interface dos tecidos epitelial e conjuntivo, em volta de células musculares e em capilares sangüíneos e linfáticos. Tem a função de nutrição dos tecidos. É produzida por células epiteliais, endoteliais e musculares.

Componentes da matriz extracelular são secretados pelas células do tecido conjuntivo e são divididos em dois tipos:
1) aqueles que são constituídos por moléculas protéicas alongadas que se agregam formando estrutura fibrosa com colágeno e elastina.
2) se agregam, mas não formam fibras:
2.1) Glicoproteínas alongadas (fibronectina) e laminina: adesão entre as células e a matriz extracelular.
2.2) Glicosaminas glicanas e protoglicana: formam gel hidratado onde se imergem outros componentes da matriz; são aniônicas, atraindo Na+, muito ativo osmoticamente, ficando ávido pela água, tornando-se um gel hidrofílico.
A importância do gel hidrofílico é o desenvolvimento embrionário, a regeneração dos tecidos, a cicatrização e a interação com o colágeno.

Fibronectina: adesão de células não epiteliais à matriz; ponte de união entre células e ME.
Laminina: adesão de células epiteliais à matriz e à lâmina basal; ponte de ligação entre as células e a lâmina basal.
Integrinas: complexo de receptores celulares que prendem a células à matriz.

Células e matriz extracelular (ME) compõe o tecido.
No tecido ósseo, a ME é calcificada.
O dente é a estrutura óssea mais rígida que existe.
A celulose é a ME vegetal.
A membrana basal é uma especialização da ME constituídas de glicoproteínas glicosaminoglicanos (açúcares com partes aminadas e proteínas). São capazes de aderir ao substrato e se ligar à célula.

Uma célula cancerígena produzirá uma ME modificada geneticamente. Produz metaloproteínas que quebram a ME.
O tumor produz a própria ME dele, o tecido encapsulado.

TRANSDUÇÃO DE SINAIS

A transdução de sinal é a forma de a célula interagir com o meio através de uma ação.
Estímulos químicos são captados por receptores que podem ser relacionados por meios internos e externos.
Esse estímulo passa por uma série de reações químicas que geram um potencial de membrana que vão ao SNC que gera outro potencial de membrana que é transformado em impulso químico. Sempre há uma substância química sendo reconhecida por um receptor.
Transdução de sinal é como esse receptor vai mudar de forma e que sinal vai gerar dentro da célula. às vezes os sinais ou receptores são de determinadas famílias.
Todos os componentes de membrana são anfipáticos!
Entre as proteínas de membrana, tb existem os receptores transmembranares que possuem as porções extra e intra celular. A porção extra celular vai ter afinidade por certas substâncias que vão mudar eletricamente a estrutura desta molécula. Qdo há o encaixe desta proteína transmembranar com outra substância essa proteína vai ter uma mudança conformacional e essa mudança gera um sinal interno que pode ser um sinal elétrico direto que é propagado internamente na célula. Uma célula fagocitária ela só vai reconhecer quem comer, ...através de substâncias da superfície.
A importância da especificidade destes receptores até para o reconhecimento celular de defesa do organismo.
Para que haja a transdução, o receptor tem que estar ligado à membrana e deve poder transferir a informação para dentro da célula. (Pois se não puder transferir a informação para o interior da célula, será apenas reconhecimento).
[Fenda sináptica é o espaço entre duas terminações nervosas ou entre uma terminação nervosa e uma placa motora de musculatura externa, esse sistema se chama Proteína G, que é uma proteína inserida na membrana, tem uma porção extracelular e uma porção citoplasmática no sistema tem: o receptor e as proteínas que interagem com a parte citosólica, assim q esse receptor reconhece o material que tem afinidade terá a região que interage com as proteínas do sistema (alfa, beta e gama) sempre ligadas a GTP quando as proteínas do receptor]
Proteína G é estimulada pela molécula sinal e o sinal é transmitido para os complexos a,b e g da proteína G e vão procurar a molécula a que pode hidrolisar, ativar ou inibir outras proteínas ou outros sistemas dentro da célula. com a serotonina tem um efeito plástico que é a produção de AMP cíclico que vai se ligar a outras proteínas na célula.

Resumo

TRANSDUÇÃO DE SINAL: Quando se tem a percepção de uma molécula fora da célula e transforma essa percepção desse sinal em uma reação (ou reações) dentro da célula, é o reconhecimento de uma molécula alvo que é capaz de se transformar em impulso elétrico (mudança conformacional) dentro da célula , ou seja, percebe uma molécula e tem uma mudança em várias outras estruturas protéicas. É a forma da célula interagir com o meio, e deve saber como vai ser as ações que deverá tomar através de reconhecimento de sinais químicos e produzirá mudanças conformacionais e AMP cíclico.
Seqüências de sinais reconhecidas por receptores, no final modificam o estado da célula (fica mais ou menos ativa, locomove-se ou pára ou mesmo morrem)
Proteína G tem um receptor sempre ligado à proteína G com porção a,b e g sempre ligado a GTP se o receptor encontrou uma molécula com energia, a proteína G se liga ao receptor, essa energia é transferida até ela e ela fica ativa, viajando nessa membrana, essa atividade serve para ativar outros tipos de proteína, aí se tem a produção de moléculas como o AMP cíclico que vão ajudar inclusive (não somente) na transcrição de determinados genes.
Então, uma das rotas da proteína G é a produção de AMP cíclico (acima).
Porém, a proteína G pode ter outra rota de ativação:
Pode-se ter a atividade não só de a, mas também de outras moléculas ligadas à a como a fosfolipase C (alvo) – é uma proteína que quebra fosfolipídio, no caso o inositol trifosfato, as caldas hidrofóbicas ficam soltas no citoplasma e é capaz de abrir canais de cálcio, aí a célula passa a ter sinais de cálcio dentro da célula, o cálcio junto com o AMP cíclico ativam muitas proteínas. Isso acontece quando o inositol (internamente na célula) se liga ao retículo endoplasmático, esse retículo libera uma grande quantidade de cálcio e esse cálcio ativa várias outras proteínas que abrem esses canais cálcio dependente, há a despolarização de membrana e há outros impulsos elétricos.
A fosfolipase é a proteína que quebra fosfolipídeo e quebra o inositol trifosfato.

Proteína G: é uma classe de proteínas envolvida na transdução de sinais celulares. Fazem interação com os nucleotídeos guanínicos GTP e GDP.
Mecanismo de ação da Proteína G:
A Proteína G é um complexo de três polinucleotídeos: alfa, beta e gama, que se encontram ligados a um receptor transmembrana (proteína que dá sete voltas pela MC).
O complexo Proteína G quando inativado, permanece ligado a uma molécula de GDP. Quando o receptor reconhece um estímulo químico, este receptor adiciona um grupamento fosfato ao GDP, convertendo-o a GTP, o que ativa a Proteína G.
Ao ficar ativa, a subunidade alfa (ligada ao GTP) desprende-se das unidades beta e gama, que por sua vez, desprende-se de receptor e vão ligar-se à MC.
O estímulo químico é então transportado para o interior da célula, o GTP é hidrolizado (voltando a ser GDP), e o complexo alfa, beta e gama une-se novamente.
A partir daí, pode ocorrer a produção de AMPc e a ativação dos canais de Ca++.
Produção de AMPc:
Adenilato ciclase (que estava preso à MC) + ATP forma AMPc, que sofre hidrólise, gerando 5'AMP.

Ativação dos canais de Ca++: o estímulo químico, ao penetrar na célula, rompe uma molécula de fosfatidil inositol utilizando a fosfolipase C como enzima catalizadora, e produz o trifosfato inositol (Ins P3).
O Ins P3 se difunde pelo citosol ativando a abertura dos canais de Ca++ do REL (que é o principal depósito citoplasmático de íons de Ca++). Esse canal se abre, liberando Ca++ para o citosol e desencadeando uma hiperpolarização de membrana.

Necrose: é a morte de uma célula ou de parte de um tecido em um organismo vivo.
Apoptose: é a morte celular programada. Exemplo: regressão da cauda do girino.

Morte Celular Apoptóica: as células morrem em conseqüência de vários fatores, incluindo 1) lesão aguda, 2) acidentes, 3) falta de suprimento vascular, 4) destruição por patógenos e 5) programação genética.
Durante a embriogênese, algumas células, tais como aquelas que dariam origem a cauda no embrião humano, são levadas para o processo de morte celular programada. Este processo continua durante a vida adulta para estabelecer um equilíbrio entre a proliferação e a morte celular. A morte celular por este meio é denominada morte celular programada ou apoptose.

Morte Celular Necrótica: em contraste com a apoptose, durante a necrose, as células morrem pela sua ruptura, causada por lesão, permitindo a exposição do seu conteúdo às células vizinhas, e desta maneira, iniciando uma resposta inflamatória. Como a apoptose, tem conseqüências importantes tanto para a célula envolvida como para o organismo.

TRÁFEGO DE VESÍCULAS

Cada compartimento mantém seu caráter especializado. Isso é possivel devido à composição da membrana circundante.
Marcadores moleculares expostos na superfície citosólica da membrana servem como sinais de orientação para o tráfego que se aproxima e assegura que as vesículas transportadoras fundam-se somente com o compartimento correto, determinando assim, o padrão de tráfego entre um compartimento e outro.
Muitos marcadores de membrana, entretanto, são encontrados em mais do que uma organela, e, assim, é a combinação específica de moléculas marcadoras que atribui a cada organela o seu endereço molecular único.
As vesículas brotam continuamente de uma membrana e se fundem com outra, carregando componentes de membrana e de moléculas solúveis, referidas como "carga".
Esse tráfego de membranas flui ao longo de rotas definidas e altamente organizadas, que permitem que a célula secrete e se alimente.
A rota biossintética secretora direciona-se para fora, a partir do RE (retículo endoplasmático), passando pelo aparelho de Golgi e pela superfície celular, com uma rota lateral, levando aos lisossomos, enquanto a rota endocítica, direciona-se para dentro, a partir da MP.
Em cada caso, o fluxo de membranas entre compartimentos é equilibrado. Rotas de captação equilibram o fluxo em direção oposta, trazendo membranas e proteínas selecionadas de volta ao compartimento de origem.
Cada vesícula transportadora que brota de um compartimento deve ser seletiva, devendo apenas captar as proteínas apropriadas e se fusionar somente com a membrana alvo apropriada.

Rotas Endocíticas e Biossintéticas Secretoras:
RE > Golgi > Vesículas Secretoras > Exterior Celular.
RE > Golgi > Exterior Celular.
RE > Golgi > Endossomo Tardio > Lisossomo.
Exterior Celular > Endossomo Inicial > Endossomo Tardio > Golgi > RE.
Endossomo Inicial > Exterior Celular.

Funções da Capa da Vesícula:
1) Concentra proteínas específicas de membrana em uma região especializada da membrana, que então dá origem à membrana vesicular. Auxilia na seleção das moléculas apropriadas para o transporte.
2) Montagem das proteínas da capa em grades curvadas semelhantes à cestas, deformando a região da membrana e, conseqüentemente, molda a vesícula em formação, o que explica porque as vesículas com o mesmo tipo de revestimento possuem um tamanho relativamente uniforme.

Tipos de vesículas revestidas:
1) Vesículas revestidas de clatrina (medeiam o transporte a partir do aparelho de Golgi e da MP).
2) Vesículas revestidas de COPI (medeiam o transporte a partir do RE e das cisternas de Golgi).
3) Vesículas revestidas de COPII (medeiam o transporte a partir do RE e das cisternas de Golgi).

Clatrina:
É uma proteína composta por seis subunidades que desempenha um importante papel no processo de formação de vesículas membranares no interior das células eucariontes. Esta proteína forma uma rede poliédrica composta por muitas moléculas que reveste a vesícula a medida que ela se forma. Além de ajudar na biogênese de vesículas, a clatrina parece estar envolvida no processo de endereçamento dessas vesículas.

RAB's:
Proteína da família de GTPases que, juntamente com outras proteínas, fazem parte do sistema de transporte de vesículas na membrana-alvo, ou seja, assegurar que a membrana se aloque no sítio ativo correto através do qual será incorporada. Muitas vesículas transportadoras só se formam se um tipo específico de proteína RAB e SNARE estiverem acopladas a sua membrana, permitindo assim que a vesícula se funda completamente.

Vesículas revestidas de Clatrina:
Principal componente protéico é a clatrina. Cada subunidade de clatrina consiste de três grandes e três pequenas cadeias polipeptídicas, que juntas formam uma cadeia de três pernas chamada "trisquélion". Os trisquélions estruturam-se em uma rede convexa de hexágonos e de pentágonos semelhantes a um cesto, para formar fossas revestidas na superfície sitosólica das membranas.
As vesículas revestidas por clatrina que brotam de diferentes membranas utilizam adaptinas diferentes e, portanto, empacotam diferentes receptores e moléculas carga.
As proteínas SNARE e GTPase de direcionamento guiam o transporte de membranas.
As proteínas RAB ajudam a assegurar a especificidade da ancoragem vesicular.
As SNAREs podem mediar a fusão de membranas.

As diferenças entre os diversos compartimentos definidos por membranas nas células eucarióticas são mantidas pelo transporte dirigido e seletivo de componentes de membranas específicos de um compartimento para outro.
As vesículas de transporte, que podem ser esféricas ou tubulares, brotam a partir de regiões revestidas da membrana doadora. A montagem do revestimento auxilia coletar membranas específicas e moléculas de carga solúveis para o trnasporte e para a formação da vesícula.
Dos vários tipos de vesículas revestidas, as mais bem caracterizada são aquelas revestidas por clatrina, as quais medeiam o transporte a partir da MP e da rede trans de Golgi, e revestidas por COPI e COPII, as quais medeiam o transporte entre o RE e o aparelho de Golgi, e entre as cisternas de Golgi.
Nas vesículas revestidas de clatrina, as adaptinas conectam a clatrina a membrana da vesícula e também aprisionam moléculas específicas de carga para empacotamento dentro da vesícula.
O revestimento é rapidamente removido após o brotamento, o que é necessário para a vesícula fundir-se com sua membrana alvo apropriada.
As GTPases monoméricas auxiliam a regular várias das etapas do transporte vesicular, incluindo o brotamento de vesículas e a ancoragem.
As GTPases de recrutamento de revestimento, incluindo SAR 1 e proteínas ARF, regulam a montagem e a desmontagem do revestimento.

VIAS CUJO DESTINO FINAL É O LISOSSOMO:
Via Endocítica: a partícula capturada pela célula vai se fundir a uma vesícula pré-existente e formará-se então o endossomo inicial e tardio. O material fagocitado, contido no interior de fagossomas, se move em direção ao interior da célula. O fagossomo se une ao lisossomo ou a um endossomo tardio. As enzimas hidrolíticas digerem a maior parte do conteúdo do fagossomo, especialmente os componentes protéicos e glicídicos.
Fagocitose (a partícula vai direto ao lisossomo): é o processo de englobamente de materiais particulados grandes, tais como microorganismos, fragmentos celulares e células. É geralmente realizado por células especializadas conhecidas como fagócitos, os quais migram diretamente para o lisossomo sem a formação de vesículas intermediárias.
Autofagossomo: as organelas senescentes, tais como mitocôndrias e organelas não mais necessárias para a célula, necessitam ser degradados. As organelas em questão tornam-se circundadas por elementos do retículo endoplasmático e são contidos em vesículas chamadas de autofagossomas. Essas estruturas se fundem aos endossomos tardios ou aos lisossomos e participam do mesmo destino subseqüente como fagossoma.