Junções de Oclusão
Definição
As junções de oclusão (junções estreitas ou zônula oclusiva) são complexos de adesão intercelular compostos por proteínas cuja função principal é regular a passagem de água e solutos entre as células epiteliais (permeabilidade paracelular).
Localização
- Encontradas nos lados apical e basolateral das células epiteliais
- Presentes principalmente na mucosa gástrica, túbulos renais, capilares cerebrais
Composição
As junções celulares são redes ramificadas de bandas, cada uma formada por várias proteínas transmembranares e proteínas intracelulares associadas.
Proteínas transmembranares:
- Incorporadas na membrana plasmática de 2 células adjacentes: Os domínios extracelulares das proteínas numa célula são contínuos com os das proteínas transmembranares na célula oposta.
- As proteínas ocludinas possuem
ansas extra e intracelulares que regulam a permeabilidade paracelular.
- Influenciam a atividade intracelular, como a expressão génica e o metabolismo energético
- Possuem 9 domínios principais, distribuídos intra e extracelularmente
- Estabilizam as junções de oclusão
- Apoiam a função de barreira das junções de oclusão
- As proteínas claudinas são consideradas a espinha dorsal das junções de oclusão.
- Selam o espaço paracelular
- 4 domínios transmembranares, com ambas as extremidades situadas dentro do citoplasma
- Têm a capacidade de se ligar a proteínas de scaffolding
- Moléculas de adesão juncional regulam a via paracelular.
- Possuem apenas 1 domínio transmembranar
- Ajudam a manter a polaridade da célula
Ilustração a representar as cadeias de proteínas transmembranares (claudinas e ocludinas) que se ligam firmemente às membranas plasmáticas adjacentes
Imagem: “Types of Cell Junctions” por OpenStax College. Licença: CC BY 3.0, editado por Lecturio.Função
- Barreira de difusão entre células adjacentes
- Impedir a passagem de iões e moléculas entre as células
- As moléculas têm uma permissividade seletiva com base no tamanho e na carga.
- Geralmente, os catiões têm uma permissividade preferencial para estarem em trânsito.
- Separar os compartimentos teciduais em apicais e basais e manter a polaridade das células
- Prevenir a difusão lateral de proteínas entre as superfícies apical e basolateral
- Preservar o funcionamento de atividades especializadas, como a endocitose mediada por recetor
- Manter o equilíbrio osmótico
- Geralmente, as células são classificadas como sendo apertadas ou com vazamento. As junções de oclusão têm um papel importante em determinar se as células têm células epiteliais apertadas ou com vazamento.
- As células epiteliais apertadas incluem células dos túbulos contornados distais renais, células dos ductos biliares e células que compõem a barreira hematoencefálica (BHE).
- As células epiteliais com vazamento incluem células dos túbulos proximais renais. Estas células contêm menos junções de oclusão, contribuindo para a sua capacidade de vazamento.
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Junções de Ancoragem
Aderentes
Definição:
As junções aderentes são junções entre células ligadas ao citoesqueleto de actina. Estas junções são, também, conhecidas como zônula aderente, junções intermediárias ou desmossomas em cinturão.
Localização:
- Entre células epiteliais adjacentes
- Principalmente vistas em células endoteliais e epiteliais
- Mais basais do que as junções apertadas
Composição:
- Filamentos de actina
- Intracelular
- Parte do citoesqueleto
- E-caderinas
- Proteínas de adesão transmembranar
- Dependentes de cálcio
- Forma homodímeros
- Os filamentos de actina e E-caderinas são conectados por vinculina e catenina.
- As cateninas ligam-se à caderina.
- As cateninas também podem ligar-se ao citoesqueleto de actina.
Função:
- Manter as células em forma de cinturão
- Células de ancoragem
- Fornecer robustez
- Manter a forma da célula (pode desempenhar um papel no anel contrátil de actina)
As junções aderentes interagem com os filamentos de actina através das suas proteínas, como a caderina e a catenina.
Imagem: “Principal interactions of structural proteins at cadherin-based adherens junction” por Mariana Ruiz. Licença: Domínio PúblicoDemossoma
Definição:
Os desmossomas são estruturas fortes que auxiliam na adesão celular, prendendo filamentos intermediários à membrana plasmática. Estas estruturas também são conhecidas como mácula aderente ou desmossomas pontuais.
Localização:
- Localizado entre células adjacentes
- Encontrado em células epiteliais, cardiomiócitos (discos intercalados)
- Geralmente, encontrado em células que estão sob elevados níveis de stress mecânico
Composição:
- Placa desmossómica:
- Composta por proteínas caderinas
- Desmogleína: proteína de adesão celular
- Desmocolina: proteína de adesão celular
- Localizada no lado citoplasmático da membrana celular
- Composta por proteínas caderinas
- Filamentos intermediários de queratina
- Filamentos de desmina
Função:
- Suporte estrutural
- Mantém a estrutura celular contra forças mecânicas
Doença:
Várias doenças estão associadas aos desmossomas. A cardiomiopatia e as condições bolhosas têm sido associadas a mutações na família das proteínas dos desmossomas.
- Cardiomiopatia (CM) arritmogénica
- Pênfigo vulgar
- Pênfigo foliáceo
Desmossomas a ligar células adjacentes
Hemidesmossoma
Definição:
Hemidesmossomas são pequenas estruturas especializadas que permitem conectar uma célula à matriz extracelular.
Localização:
- Encontrado no lado basal da célula epitelial
- Localizado entre a célula e a matriz extracelular, a conectar as células epiteliais basais à lâmina lúcida
- Encontrado principalmente nos queratinócitos da pele
Composição:
- 2 classificações de hemidesmossomas:
- Tipo 1
- Localizado no epitélio estratificado e pseudoestratificado
- Contém 5 proteínas principais
- Tipo 2: contém menos proteínas
- Tipo 1
- Complexo multiproteico:
- Integrina (ligante transmembranar)
- Filamentos de queratina
- Membrana basal (laminina, colágeno)
- As integrinas integram o citoesqueleto intracelular (queratina) à membrana basal.
Função:
- Forma a junção dermo-epidérmica
- Adesão firme das células à membrana basal
Doença:
Os hemidesmossomas são importantes para manter os queratinócitos ligados à lâmina basal. A doença destas estruturas leva a condições bolhosas (epidermólise bolhosa)
Ilustração dos 3 tipos de junções de ancoragem que mantêm a forma da célula
Imagem: “Types of Cell Junctions” por OpenStax College. Licença: CC BY 3.0, editado por Lecturio.Junções Comunicantes
Definição
As junções comunicantes são canaisproteicos que conectam o citoplasma de 2 células para permitir a passagem molecular. Esta estrutura também pode ser chamada de nexo ou mácula comunicante.
Junções comunicantes entre 2 células adjacentes com múltiplos conexons
Imagem: “Gap cell junction” por Mariana Ruiz. Licença: Public Domain, editado por Lecturio.Localização
- Localizadas entre células epiteliais adjacentes
- Encontradas em qualquer célula imóvel do corpo (não encontradas em células móveis, como o esperma)
- Mais frequentemente encontradas em células cardíacas e células da retina
Composição
- Os conexons compõem a junção comunicante.
- Composta por 6 proteínas conexinas transmembranares
- Formam um tubo com poros em cada extremidade
- Um par de conexons conecta-se dentro do espaço intercelular.
- O espaço intercelular está entre 2 e 4 nm.
- Hemicanais constituídos pelas mesmas proteínas são chamados de homoméricos.
- Hemicanais constituídos por diferentes proteínas são chamados de heteroméricos.
Ilustração de uma junção comunicante
Imagem: “Types of Cell Junctions” por OpenStax College. Licença: CC BY 3.0, editado por Lecturio.Função
- Atuar como forma de comunicação entre as células
- Formar canais que permitam a troca de:
- Iões (impulsos elétricos)
- Moléculas reguladoras (citocinas)
- Metabolitos
- Permite o acoplamento de funções elétricas e metabólicas entre as células
- Mediar a ativação de 2º mensageiros e dos seus impactos na função celular
- Capacidade de adesão entre células vizinhas
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Relevância Clínica
- Metástase: a perda da função da E-caderina resulta no enfraquecimento da ancoragem das células através das junções de oclusão. A perda de E-caderina mostrou aumentar a invasão de células neoplásicas. Na presença de junções de oclusão disfuncionais as células neoplásicas podem migrar, causando metástases.
- Pênfigo vulgar: reação de hipersensibilidade do tipo II em que os autoanticorpos têm como alvo o complexo desmossómico (desmogelina), resultando na perda da integridade estrutural, principalmente aquando de forças de cisalhamento na epiderme, fazendo com que a camada dérmica deslize e forme bolhas. Apesar de ser uma condição rara, o pênfigo vulgar é a forma mais comum de pênfigo. A condição é progressiva sem tratamento. O tratamento primário é um corticosteroide.
- Penfigoide bolhoso: reação de hipersensibilidade tipo II em que os autoanticorpos têm como alvo o complexo hemidesmossoma (desmogelina), o que resulta na perda de conexão da epiderme com a membrana basal dérmica. O diagnóstico requer uma apresentação clínica clássica e achados confirmatórios na biópsia. Os doentes apresentam bolhas tensas que se rompem. Os esteroides tópicos são a principal modalidade de tratamento.
Referências
- Alberts, B, Johnson, A, Lewis, J, et al. (2002). Cell junctions. Molecular Biology of the Cell, 4th Edition. New York: Garland Science. Available from: //www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK26857/.
- (2016). Guyton and Hall textbook of medical physiology (13th edition.). Philadelphia, PA: Elsevier.
- Goodenough, DA, & Paul, DL. Gap junctions. (2009). Cold Spring Harb Perspect Biol. 2009;1(1):a002576. doi:10.1101/cshperspect.a002576
- Meng, W, & Takeichi, M. (2009). Adherens junction: Molecular architecture and regulation. Cold Spring Harb Perspect Biol. 2009;1(6):a002899. doi:10.1101/cshperspect.a002899
- Muse, ME, & Crane, JS. Physiology, epithelialization. [Updated 2021 Apr 29]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2021 Jan-. Available from: //www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK532977/.