Junções celulares: tipos e suas características

As junções celulares são pontes de contacto entre as membranas citoplasmáticas entre células adjacentes ou entre uma célula e a matriz. As articulações dependem do tipo de tecido estudado, destacando as conexões entre células epiteliais , musculares e nervosas.

Nas células existem moléculas relacionadas à adesão entre elas. No entanto, são necessários elementos adicionais que aumentam a estabilidade da ligação dos tecidos. Isso é alcançado com junções celulares.

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Principais tipos de junções celulares.
Fonte: Boumphreyfr [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0) ou GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)], do Wikimedia Commons

As juntas são classificadas em juntas simétricas (juntas estreitas, desmossomas de correia e juntas de fenda) e juntas assimétricas (hemidesmossomas).

Junções estreitas, desmossomas de correia, desmossomas pontuais e hemidesmossomas são uniões que permitem ancoragem; enquanto as articulações do sulco se comportam como pontes entre as 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 dutos 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 nos lembram junções fissuradas, chamadas plasmodesmos . Embora eles diferem em sua estrutura, a função é a mesma.

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

Caracteristicas

Os organismos vivos são compostos de estruturas discretas e variadas chamadas células. Estes são delimitados por uma membrana plasmática que os mantém separados do ambiente extracelular.

No entanto, embora sejam os componentes dos seres vivos, eles não se parecem com tijolos, uma vez que não são isolados um do outro.

Células são elementos que são comunicados 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.

As juntas assimétricas pertencem aos hemidesmossomos, e as juntas simétricas são juntas apertadas, desmossomas de correia, desmossomas e juntas de fenda. A seguir, descreveremos em detalhes cada um dos sindicatos.

Tipos

-Juntas fortes

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Esquema das células epiteliais intestinais e vias de permeabilidade seletiva. BallenaBlanca [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) ou CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

Junções estreitas, também conhecidas na literatura como junções oclusivas, são setores nas membranas celulares de células vizinhas que estão intimamente ligadas – como indica o nome “junção estanque”.

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

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

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No tecido epitelial, todas as células estabelecem junções desse tipo para permanecerem ligadas. Nesta interação, as células estão localizadas formando um padrão que se assemelha a um anel. Essas uniões cobrem todo o perímetro.

Proteínas envolvidas em junções estreitas

Ocludin e Claudin

As regiões de contato próximo estão circundando toda a superfície da célula. Essas regiões formam tiras de contato anastomose das proteínas transmembranares conhecidas como ocludina e claudina. O termo anastomose refere-se à união de certos elementos anatômicos.

Essas duas proteínas pertencem ao grupo das tetraespaninas. Eles são caracterizados por ter quatro domínios transmembranares, duas alças externas e duas caudas citoplasmáticas relativamente curtas.

Foi observado que a ocludina interage com outras quatro moléculas de proteína, chamadas zonula ocludin e abreviadas como ZO. Este último grupo inclui as proteínas ZO 1, ZO 2, ZO 3 e afadina.

Claudin, por outro lado, é uma família de 16 proteínas que constituem uma série de fibrilas lineares nas junções estreitas, o que permite que essa união assuma o papel de “barreira” na via paracelular.

Nectinas e JAM

As nectinas e moléculas de adesão das junções (abreviadas pela sigla JAM em inglês) também aparecem nas junções estreitas. Essas duas moléculas são encontradas como homodímeros no espaço intracelular.

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

Funções de junções apertadas

Esses tipos de articulações entre as células desempenham duas funções essenciais. O primeiro é determinar a polaridade das células no epitélio, separando o domínio apical do basolateral e evitar a difusão indevida de lipídios, proteínas e outras biomoléculas.

Como mencionamos na definição, as células epiteliais são agrupadas em um anel. Essa estrutura separa a superfície apical da célula da lateral e da basal, 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 celular epitelial, que se traduz em uma barreira para a via paracelular.

-Uniões na fenda ou no espaço

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Estrutura e localização de junções de gap em células adjacentes. Traduzido por Kalpo, com base em uma imagem de Mariana Ruiz LadyofHats. [Domínio público], via Wikimedia Commons

Junções de fenda ou gap são encontradas em regiões desprovidas de membrana citoplasmática limitante entre células vizinhas. Em uma junção de fenda, os citoplasmas das células são conectados e uma conexão física é criada onde a passagem de pequenas moléculas pode ocorrer.

Essa classe de articulações é encontrada virtualmente em todos os epitélios e em outros tipos de tecidos, onde eles servem a propósitos bastante variados.

Por exemplo, em vários tecidos, as articulações das ranhuras podem ser abertas ou fechadas em resposta a sinais extracelulares, como é o caso do neurotransmissor dopamina . A presença desta molécula reduz a comunicação entre uma classe de neurônios na retina, em resposta ao aumento da intensidade da luz.

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Proteínas envolvidas nas articulações

As junções de clivagem são formadas por proteínas chamadas conexinas. Assim, uma “conexão” é obtida pela união de seis monômeros de conexinas. Essa estrutura é um cilindro oco que atravessa a membrana citoplasmática.

As conexões são organizadas de modo que um conduto seja criado entre os citoplasmas das células adjacentes. Além disso, as conexões tendem a agregar e formar uma espécie de placas.

Funções das juntas de ranhura

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

Especificamente, são os íons inorgânicos e as moléculas solúveis em água que podem ser transferidos de um citoplasma celular para o citoplasma adjacente.

As concentrações de cálcio desempenham um papel crucial nesse canal. Quando a concentração de cálcio aumenta, os ductos axiais tendem a fechar.

Dessa maneira, as articulações do sulco participam ativamente do processo de acoplamento elétrico e químico entre as células, como ocorre nas células musculares do coração, responsáveis ​​pela transmissão de impulsos elétricos.

-Juntas de âncora ou aderentes

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Abaixo das junções estreitas, encontramos as junções âncora. Geralmente, eles estão localizados perto da superfície apical do epitélio. Nesse grupo, podemos distinguir três grupos principais, a zonula aderente ou desmosoma no cinto, a mácula aderida ou desmosoma pontual e o desmosoma.

Nesse tipo de junção, as membranas celulares adjacentes que são unidas por meio de zônulas e máculas aderentes são separadas por uma distância celular que é relativamente larga – se as compararmos com o espaço mínimo que existe no caso de junções estreitas.

O espaço intercelular é ocupado por proteínas pertencentes à família das caderinas, desmogleinas e desmocolinas ligadas a placas citoplasmáticas que possuem outras proteínas chamadas desmoplaquina, placoglobina e placofilina.

Classificação das juntas de ancoragem

Zonula adherens

Como no caso de juntas estreitas, nas juntas de ancoragem também observamos o padrão de disposição na forma de um anel ou cinto. Zonula adherens está associado a microfilamentos de actina, através da interação de duas proteínas: caderinas e cateninas.

Macula adherens

Em alguns casos, essa estrutura é conhecida simplesmente como desmossoma, é uma junção pontual que está associada a filamentos intermediários formados de queratina. Nesse contexto, essas estruturas de queratina são chamadas “tonofilimanetos”. Os filamentos se estendem de um ponto para outro nas células epiteliais.

Desmossomas pontuais

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

Os desmossomas podem ser comparados com uma espécie de rebites ou soldas, pois se assemelham a pequenos pontos separados e não a faixas contínuas.

Encontramos esse tipo de junção nos discos intercalados que ligam os cardiócitos no músculo cardíaco e nas meninges que cobrem a superfície externa do cérebro e da medula espinhal.

-Hemidesmossomas

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Miguelferig [CC0], do Wikimedia Commons

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.

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O termo hemidesmossoma é usado porque essa estrutura parece literalmente desmossoma “médio”. No entanto, do ponto de vista de sua composição bioquímica, ambos os 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 desmossoma, os hemidesmossomas têm uma estrutura diferente, consistindo em: uma lâmina citoplasmática associada a filamentos intermediários e uma placa de membrana externa, responsável por unir o hemidesmossoma à lâmina basal, por meio de um filamento de âncora

Uma das funções dos hemidesmossomas é aumentar a estabilidade geral dos tecidos epiteliais, graças à presença de filamentos intermediários do citoesqueleto ligados aos componentes da lâmina basal.

Junções celulares em plantas

O reino vegetal não possui a maioria das junções celulares descritas acima, com exceção de uma contraparte funcional que lembra as junções fendas.

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

Essa estrutura cria um continuum de uma célula da planta para a próxima. Embora difira estruturalmente das junções de clivagem, elas têm papéis muito semelhantes, permitindo a passagem de pequenos íons e moléculas.

Perspectiva médica

Do ponto de vista da medicina, as junções celulares são uma questão relevante. Verificou-se que mutações nos genes que codificam as proteínas envolvidas nas junções se traduzem em patologias clínicas.

Por exemplo, se existe uma certa mutação no gene que codifica um tipo específico de claudina (uma das proteínas que medeia a interação em junções do tipo estreito), ela causa uma doença rara nos seres humanos.

Esta é a síndrome da perda renal de magnésio e os sintomas incluem uma baixa quantidade de magnésio e convulsões.

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

Mutações no gene da nectina 1 também foram associadas a outra condição chamada displasia ectodérmica que afeta a pele, cabelos, unhas e dentaduras de seres humanos.

O pênfigo foliáceo é uma patologia da pele determinada por autoanticorpos contra a desmogleína 1, um elemento-chave responsável por manter a coesão da epiderme.

Referências

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