Junções celulares: tipos e suas características - Ciência - 2023

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As junções celulares eles são as pontes de contato que existem entre as membranas citoplasmáticas entre células adjacentes ou entre uma célula e a matriz. As junções dependem do tipo de tecido estudado, destacando-se as conexões existentes entre as células epiteliais, musculares e nervosas.

Nas células existem moléculas relacionadas à adesão entre elas. No entanto, são necessários elementos adicionais que aumentem a estabilidade da ligação nos tecidos. Isso é realizado com junções de células.

As junções são classificadas em junções simétricas (junções estreitas, desmossomos de cinto e junções de fenda) e junções assimétricas (hemidesmossomos).

Junções apertadas, desmossomos de cinto, desmossomos pontuais e hemidesmossomos são junções que permitem a ancoragem; enquanto as junções fissuradas se comportam como pontes de união entre células vizinhas, permitindo a troca de solutos entre os citoplasmas.

O movimento de solutos, água e íons ocorre através e entre componentes celulares individuais. Assim, existe a via transcelular que é controlada por uma série de canais e transportadores. Em contraste com a via paracelular, que é regulada por contatos entre células - isto é, junções celulares.

Nas plantas, encontramos junções celulares que se assemelham a junções fissuradas, chamadas plasmodesmos. Embora difiram na estrutura, a função é a mesma.

Do ponto de vista médico, certas deficiências nas junções celulares se traduzem em doenças adquiridas ou hereditárias causadas por danos à barreira epitelial.

Caracteristicas

Os organismos vivos são constituídos por estruturas distintas e variadas chamadas células. São delimitados por uma membrana plasmática que os mantém separados do ambiente extracelular.

No entanto, embora sejam componentes de coisas vivas, não se parecem com tijolos, uma vez que não estão isolados uns dos outros.

As células são elementos que se comunicam entre si e com o ambiente extracelular. Portanto, deve haver uma maneira de as células formarem tecidos e se comunicarem, enquanto a membrana permanece intacta.

Este problema pode ser resolvido graças à presença de junções celulares existentes no epitélio. Essas junções são formadas entre duas células adjacentes e são classificadas de acordo com a função de cada uma em junções simétricas e assimétricas.

Os hemidesmossomos pertencem a uniões assimétricas, e uniões justas, desmossomos de cinto, desmossomos e uniões fissuradas a uniões simétricas. Descreveremos cada uma das juntas em detalhes abaixo.

Tipos

- Cruzamentos estreitos

As junções apertadas, também conhecidas na literatura como junções oclusivas, são setores das membranas celulares das células vizinhas que estão intimamente ligados - como indica o nome "junção apertada".

Em condições médias, as células são separadas por uma distância de 10-20 nm. No entanto, no caso de junções fechadas, essa distância é significativamente reduzida e as membranas de ambas as células levam ao toque ou mesmo à fusão.

Uma junção compacta típica está localizada entre as paredes laterais das células vizinhas a uma distância mínima de suas superfícies apicais.

No tecido epitelial, todas as células fazem essas junções para ficarem juntas. Nessa interação, as células são organizadas em um padrão que lembra um anel. Essas uniões cobrem todo o perímetro.

Proteínas envolvidas em junções estreitas

Ocludina e Claudina

As regiões de contato estreito circundam toda a superfície da célula. Essas regiões formam tiras de contato anastomosadas das proteínas transmembrana conhecidas como occludina e claudina. O fim anastomose refere-se à união de certos elementos anatômicos.

Essas duas proteínas pertencem ao grupo das tetraespaninas. Eles são caracterizados por terem quatro domínios transmembranares, dois loops externos e duas caudas citoplasmáticas relativamente curtas.

Foi demonstrado que a ocludina interage com quatro outras moléculas de proteína, chamadas zônula occludina e abreviada como ZO. O último grupo inclui as proteínas ZO 1, ZO 2, ZO 3 e afadina.

Claudin, por sua vez, é uma família de 16 proteínas que constituem uma série de fibrilas lineares em tight junctions, o que permite que essa junção assuma o papel de "barreira" na via paracelular.

Nectinas e JAM

Nectinas e moléculas de adesão de junção (JAMs para abreviar) também aparecem em junções estreitas. Essas duas moléculas são encontradas como homodímeros no espaço intracelular.

As nectinas estão conectadas aos filamentos de actina por meio da proteína afadina. Este último parece ser vital, uma vez que as deleções do gene que codifica a afadina em roedores levam à morte do embrião.

Características de junções estreitas

Este tipo de junção entre as células desempenha duas funções essenciais. O primeiro é determinar a polaridade das células no epitélio, separando o domínio apical do basolateral e evitando a difusão indevida de lipídios, proteínas e outras biomoléculas.

Como mencionamos na definição, as células do epitélio são agrupadas em um anel. Essa estrutura separa a superfície apical da célula das laterais e basais, o que estabelece a diferenciação entre os domínios.

Essa separação é considerada um dos conceitos mais importantes no estudo da fisiologia dos epitélios.

Em segundo lugar, as junções estreitas impedem a passagem livre de substâncias através da camada de células epiteliais, resultando em uma barreira para a via paracelular.

-Uniões em fenda ou lacuna

As junções comunicantes são encontradas em regiões desprovidas de membrana citoplasmática limitante entre as células vizinhas. Em uma junção fendida, os citoplasmas das células se conectam e uma conexão física é criada, onde a passagem de pequenas moléculas pode ocorrer.

Essa classe de junções é encontrada em praticamente todos os epitélios e em outros tipos de tecidos, onde servem para uma variedade de propósitos.

Por exemplo, em vários tecidos, as junções fissuradas podem abrir ou fechar em resposta a sinais extracelulares, como é o caso do neurotransmissor dopamina. A presença dessa molécula reduz a comunicação entre uma classe de neurônios da retina, em resposta ao aumento da intensidade da luz.

Proteínas envolvidas nas junções fissuradas

As junções fissuradas são constituídas por proteínas chamadas conexinas. Assim, um “conexão” é obtido pela união de seis monômeros de conexina. Esta estrutura é um cilindro oco que cruza a membrana citoplasmática.

Os conectores são dispostos de tal forma que um conduto é criado entre os citoplasmas das células adjacentes. Além disso, os conexões tendem a se agregar e formar uma espécie de placas.

Funções de junções comunicantes

Graças à formação dessas junções, pode ocorrer o movimento de certas moléculas entre células vizinhas. O tamanho da molécula a ser transportada é decisivo, o diâmetro ideal é 1,2, assim como os íons de cálcio e o monofosfato de adenosina cíclico.

Especificamente, eles são íons inorgânicos e moléculas solúveis em água que podem ser transferidas do citoplasma de uma célula para o citoplasma contíguo.

As concentrações de cálcio desempenham um papel crucial neste canal. Quando a concentração de cálcio aumenta, os dutos axiais tendem a se fechar.

Dessa forma, as junções comunicantes participam ativamente do processo de acoplamento elétrico e químico entre as células, como ocorre nas células musculares do coração, responsáveis pela transmissão dos impulsos elétricos.

- Âncora ou juntas de colagem

Abaixo das juntas apertadas, encontramos as juntas de ancoragem. Geralmente, eles estão localizados nas proximidades da superfície apical do epitélio. Neste grupo, podemos distinguir três grupos principais, o desmossomo zonula aderente ou cinturão, o desmossoma pontual ou mácula aderente e o desmossomo.

Nesse tipo de junção, as membranas celulares adjacentes que são unidas por zônulas e máculas aderentes são separadas por uma distância celular relativamente grande - em comparação com o espaço mínimo que existe no caso de junções compactas.

O espaço intercelular é ocupado por proteínas pertencentes à família da caderina, desmogleína e desmocolina aderidas a placas citoplasmáticas que apresentam outras proteínas denominadas desmoplacina, placoglobina e placofilina.

Classificação das juntas de ancoragem

Zonula Ades

Como no caso de juntas estanques, nas juntas de ancoragem também observamos o padrão de arranjo em forma de anel ou cinto. A zonula aderens está associada aos microfilmentos de actina, por meio da interação de duas proteínas: caderinas e cateninas.

Macula aderente

Em alguns casos, essa estrutura é conhecida simplesmente como desmossomo, é uma união puntiforme associada a filamentos intermediários formados por queratina. Nesse contexto, essas estruturas de queratina são denominadas "tonofilimanetos". Os filamentos se estendem de ponto a ponto nas células epiteliais.

Point desmossomos

Isso adiciona força e rigidez às células epiteliais. Assim, acredita-se que sua função principal esteja relacionada ao fortalecimento e estabilização das células adjacentes.

Os desmossomos podem ser comparados a uma espécie de rebite ou solda, pois se assemelham a pequenos pontos separados e não a bandas contínuas.

Encontramos esses tipos de junções nos discos intercalados que unem os cardiócitos no músculo cardíaco e nas meninges que revestem a superfície externa do cérebro e da medula espinhal.

-Hemidesmossomos

Os hemidesmossomos se enquadram na categoria de junções assimétricas. Essas estruturas têm a função de ancorar o domínio basal da célula epitelial com a lâmina basal subjacente.

O termo hemidesmossomo é usado porque essa estrutura aparece literalmente como "meio" desmossomo. Porém, do ponto de vista de sua composição bioquímica, os dois sindicatos são totalmente diferentes.

É importante esclarecer que os desmossomos são responsáveis por aderir uma célula vizinha a outra, enquanto a função do hemidesmossomo é unir a célula à lâmina basal.

Ao contrário da mácula aderente ou do desmossomo, os hemidesmossomos têm uma estrutura distinta, composta por: uma lâmina citoplasmática associada a filamentos intermediários e uma placa de membranas externas, que é responsável por unir o hemidesmossomo à lâmina basal, por meio de um filamento de âncora.

Uma das funções dos hemidesmossomos é aumentar a estabilidade geral dos tecidos epiteliais, graças à presença de filamentos citoesqueléticos intermediários fixados aos componentes da lâmina basal.

Junções celulares em plantas

O reino vegetal carece da maioria das junções celulares descritas acima, com exceção de uma contraparte funcional que lembra as junções fissuradas.

Nas plantas, os citoplasmas das células adjacentes são conectados por vias ou canais chamados plasmodesmos.

Essa estrutura cria um continuum de uma célula vegetal para a próxima. Embora difiram estruturalmente das junções fissuradas, têm funções muito semelhantes, permitindo a passagem de pequenos íons e moléculas.

Perspectiva médica

Do ponto de vista médico, as junções celulares são um tópico relevante. As mutações nos genes que codificam as proteínas envolvidas nas junções se traduzem em patologias clínicas.

Por exemplo, se houver uma certa mutação no gene que codifica um tipo específico de claudina (uma das proteínas que medeiam a interação nas junções estreitas), ela causa uma doença rara em humanos.

Esta é a síndrome de perda renal de magnésio e os sintomas incluem baixo nível de magnésio e convulsões.

Além disso, descobriu-se que uma mutação no gene que codifica a proteína nectina 1 é responsável pela síndrome da fenda palatina. Essa condição é considerada uma das malformações mais comuns em recém-nascidos.

Mutações no gene nectina 1 também foram associadas a outra condição chamada displasia ectodérmica, que afeta a pele, cabelo, unhas e dentes humanos.

O pênfigo foliáceo é uma doença cutânea com bolhas determinada por autoanticorpos para desmogleína 1, um elemento-chave responsável por manter a coesão da epiderme.

Referências

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