Definição da matriz extracelular
A matriz extracelular pode ser considerada uma suspensão de macromoléculas que suporta tudo, desde o crescimento local do tecido até a manutenção de um órgão inteiro. Essas moléculas são todas as secreções feitas pelas células vizinhas. Ao serem secretados, as proteínas passarão por andaimes. O andaime, por sua vez, é um termo usado para descrever as estruturas efêmeras que se formam entre proteínas individuais para criar polímeros de proteínas mais elaborados. Essas estruturas de proteínas rígidas, embora temporárias, emprestarão à matriz uma consistência viscosa. Pode -se pensar na matriz extracelular como essencialmente uma sopa celular, ou mistura de gel de água, polissacarídeos (ou açúcares ligados) e proteína fibrosa. Isso nos leva a outra categoria de molécula encontrada na matriz extracelular chamada Proteoglican. O proteoglicano é uma cruz híbrida de uma proteína e um açúcar, com um núcleo de proteína e vários grupos de açúcar de cadeia longa ao redor. Todos os grupos moleculares que compõem essas macromoléculas emprestam propriedades especiais que ditarão o tipo de interações hidrofóbicas ou hidrofílicas nas quais eles podem participar.
Assim como as interações efêmeras que eles formam nesta solução aquosa, as estruturas reais das próprias proteínas são notavelmente dinâmicas. Os componentes moleculares encontrados em suas estruturas estão sempre mudando. A remodelação que eles passam é certamente auxiliada por enzimas de protease encontradas na matriz e pode ser modificada por mudanças pós-traducionais. A matriz extracelular tem um valor funcional no buffer dos efeitos dos estressores locais na área. Mas discutiremos muito mais das funções que a matriz serve em detalhes abaixo.
Função da matriz extracelular
O tecido vivo pode ser considerado uma malha dinâmica de células e líquidos. Apesar de sua proximidade, as células de um tecido não são simplesmente enroladas fortemente juntas. Em vez disso, eles são espaçados com a ajuda da malha extracelular. A matriz atuará como uma espécie de enchimento que fica entre as células fortemente embaladas em um tecido. Além disso, não apenas a matriz está preenchendo as lacunas entre essas células, mas também está mantendo um nível de água e equilíbrio homeostático. Talvez o papel mais importante da matriz extracelular, no entanto, possa ser destilado ao nível de suporte que ela fornece para cada órgão e tecido.
A matriz extracelular direciona a morfologia de um tecido interagindo com os receptores da superfície celular e ligando-se aos fatores de crescimento circundantes que incitam vias de sinalização. De fato, a matriz extracelular realmente armazena alguns fatores de crescimento celular, que são então liberados localmente com base nas necessidades fisiológicas do tecido local. Por outro lado, a morfologia de um tecido é outra maneira de descrever a “aparência” ou a aparência do órgão ou tecido. A presença física de proteínas e açúcares na matriz também tem o benefício de amortecer quaisquer forças que possam ser colocadas na área circundante. Isso impede que as estruturas celulares colapsem ou as células delicadas entrem em choque. Como a matriz extracelular é espessa e mineralizada, apesar do conteúdo rico em água, ela tem a função adicional de manter as células em um tecido separado e fisicamente distinto.
As aplicações mais diretas da matriz extracelular incluem seu papel no apoio ao crescimento e na cicatrização de feridas. Por exemplo, o crescimento ósseo depende da matriz extracelular, pois contém os minerais necessários para endurecer o tecido ósseo. O tecido ósseo precisará se tornar opaco e inflexível. A matriz extracelular permitirá que isso permitisse que esses processos de crescimento aproveitem ampla oportunidade para recrutar proteínas e minerais extracelulares para construir e fortalecer o esqueleto em crescimento. Da mesma forma, a formação de tecido cicatricial após uma lesão se beneficiará da matriz extracelular e de sua rica malha de proteínas insolúveis em água.
Componentes da matriz extracelular
A matriz extracelular é composta principalmente por alguns ingredientes importantes: água, proteínas fibrosas e proteoglicanos. As principais proteínas fibrosas que constroem a matriz extracelular são colágenos, elastinas e lamininas. Todos esses são macromoléculas de proteína relativamente resistentes. Sua robustez empresta à matriz extracelular suas propriedades de amortecimento e resistência à força que podem suportar pressões ambientais sem desmoronar. O colágeno é na verdade um componente estrutural principal não apenas da matriz, mas também de animais multicelulares. O colágeno é a proteína fibrosa mais abundante feita por fibroblastos, representando aproximadamente um terço da massa total de proteínas em animais. Na matriz, o colágeno fornecerá a resistência à tração celular e facilitará a adesão e a migração célula a célula. A elastina é outra fibra que emprestará tecidos uma capacidade de recuar e esticar sem quebrar. De fato, é porque elastina e colágeno se ligam e reticulam fisicamente que esse alongamento é limitado a um certo grau por colágeno. A fibronectina é secretada pela primeira vez pelas células de fibroblastos na forma solúvel em água, mas isso muda rapidamente quando elas se reunem em uma malha não dissolvido. A fibronectina regula a divisão e a especialização em muitos tipos de tecidos, mas também tem um papel embrionário especial que vale a pena mencionar onde ajudará no posicionamento das células dentro da matriz. A laminina é uma proteína particularmente importante. É particularmente bom em se montar em redes de proteínas semelhantes a folhas que serão essencialmente a ‘cola’ que associa tipos diferentes de tecidos. Ele estará presente nas junções em que o tecido conjuntivo atende ao tecido muscular, nervo ou de revestimento epitelial.
A imagem mostra uma ilustração computadorizada da estrutura tridimensional da proteína de colágeno
Papéis da proteína fibrosa:
- Colágeno – Resistência ao alongamento e resistência à tração (isto é, formação de cicatrizes durante a cicatrização de feridas)
- Elastina – Alongamento e resiliência
- Fibronectina – migração celular e posicionamento dentro da ECM, divisão celular e especialização em vários tecidos
- Laminin-redes em forma de lençol que “colam” tipos diferentes de tecido
Pelo contrário às proteínas fibrosas que resistem ao alongamento, os proteoglicanos resistirão à compressão. Isso se refere às forças que empurram para baixo no tecido que, de outra forma, a “squash” ou colapsariam. Essa habilidade decorre do grupo glicosaminoglicano no proteoglicano. O glicosaminoglicano, ou piadas, são cadeias de açúcar que variam e, assim, emprestam as moléculas diferentes propriedades químicas. Além disso, as piadas são as células animais de molécula mais altamente carregada por negativamente produzem. Essa cobrança atrairá piadas para os íons de sódio carregados positivamente. No tecido vivo, a água segue o movimento do sódio. Isso nos levará a uma situação em que a água e as piadas também atrairão, o que emprestará água dentro da matriz extracelular uma resistência característica à compressão.
Questionário
1. Qual das alternativas a seguir não é um tipo de proteína fibroso mencionado? A. Elastina B. Proteoglicano C. Colágeno D. Laminina
Resposta à pergunta nº 1
B está correto. Os proteoglicanos são um grupo molecular separado das proteínas fibrosas com características diferentes. Os proteoglicanos terão notavelmente um núcleo de proteína com grupos de açúcar circundantes e, ao contrário da proteína fibrosa, não emprestará resistência à característica do alongamento das células.
2. Identifique a distinção entre proteínas fibrosas e proteoglicanos, de acordo com o artigo: A. A proteína fibrosa é mais capaz de lidar com ambientes aquosos B. Os proteoglicanos desempenham mais um papel de preenchimento nos espaços entre as células em um tecido C. proteínas fibrosas resistem a contra Forças de compressão D. proteoglicanos resistem a forças compressivas
Resposta à pergunta nº 2
D está correto. Ao contrário das proteínas fibrosas, que resistirão ao alongamento com as estruturas que eles formam que realmente emprestam a resistência à tração e rigidez do tecido, os proteoglicanos resistirão a “esmagar” ou forças compressivas.
Referências
- Franz et al (2010). “A matriz extracelular em uma devolução.” J Cell Sci. 123 (24): 4195-4200. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/pmc2995612/
- Alberts, B et al (2002). “A matriz extracelular de animais.” Biologia molecular da célula: 4ª edição. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/nbk26810/
- Estudo (2017). “Matriz extracelular.” Study.com. Recuperado em 2017-08-15 de http://study.com/academy/lesson/extracelular-matrix-function-compponnts-definition.html
Última atualização em 19 de agosto de 2022