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O arquiteto do mundo microscópico: como as conexões celulares constroem a base dos organismos multicelulares?
No mundo dos organismos multicelulares, as interações entre as células não são acidentais, mas essenciais para a saúde e o desenvolvimento dos organismos. Essas interações permitem que as células transmitam sinais de forma eficaz e se comuniquem em mudanças no microambiente, ajudando assim a manter as funções normais e o equilíbrio fisiológico dos organismos. Quer se trate de conexões celulares estáveis ou de interações celulares transitórias, elas desempenham papéis indispensáveis em diferentes processos fisiológicos.
Interações celulares estáveis
As interações célula-célula estáveis são críticas para a adesão celular e o controle da forma e função dos tecidos. A maioria dessas interações depende de junções intercelulares, que são complexos de proteínas que proporcionam contato entre células vizinhas.
As junções celulares não apenas garantem a integridade da camada de células epiteliais, mas também auxiliam na organização dos tecidos.
Conexões estreitas
As junções apertadas são complexos multiproteicos que conectam firmemente as células do mesmo tecido e impedem o movimento de água e de moléculas solúveis em água entre as células. Essas junções nas células epiteliais também separam o líquido extracelular que envolve suas membranas apicais e basais. Além disso, a permeabilidade dessas conexões pode ser afetada por fatores como composição proteica, tipo de tecido e sinalização célula-célula.
Conexão âncora
Dos três tipos de junções de ancoragem, apenas duas estão envolvidas nas interações célula-célula: junções aderentes e desmossomos. As junções aderentes são encontradas em uma variedade de células e sua função é dar forma e tensão às células e tecidos. Além disso, os desmossomos também são um local chave para a sinalização célula a célula, fornecendo suporte para manter a força e a resiliência celular.
Junção de lacuna
As junções comunicantes são o principal local de sinalização entre as células, permitindo que pequenas moléculas se difundam entre as células adjacentes. Nos vertebrados, as junções comunicantes são compostas de proteínas transmembrana chamadas conexinas, que formam poros hexagonais que permitem a passagem de íons, açúcares e outras moléculas pequenas.
Interação instantânea
Sistema imunológico
Os glóbulos brancos desempenham um papel vital na proteção do corpo contra ameaças de substâncias estranhas. As interações dessas células são transitórias, mas críticas para desencadear uma resposta imunológica. Quando ocorre uma infecção, os glóbulos brancos precisam passar do sangue para o tecido afetado, um processo denominado extravasamento.
Processo de coagulação
A coagulação depende da interação entre as plaquetas além da produção de fibrina. No caso de lesão endotelial, as plaquetas aderem imediatamente ao tecido conjuntivo exposto e liberam sinais para recrutar mais plaquetas para participarem.
Interações entre bactérias
As interações entre as populações bacterianas são semelhantes às das células dos tecidos. Eles se comunicam por meio de interações físicas e moléculas sinalizadoras para regular o metabolismo e o crescimento um do outro. A formação de biofilme é um bom exemplo, que aumenta a capacidade das bactérias de se adaptarem às mudanças ambientais.
Efeitos patológicos
Câncer
O câncer geralmente surge da perda de interações célula-célula. As células normais são impedidas de crescer quando entram em contato com as células vizinhas, mas as células cancerígenas muitas vezes perdem esse mecanismo.
Patógenos bacterianos
Bactérias patogênicas requerem interação com células hospedeiras para invadir. Essas interações envolvem fortes propriedades de fixação que permitem que as bactérias se fixem firmemente à superfície da célula hospedeira.
Doença
A perturbação das interações célula-célula pode levar à ocorrência de uma variedade de doenças. Por exemplo, doenças autoimunes e função celular anormal causada por mutações genéticas estão associadas a interrupções nas interações célula-célula.
As conexões e interações celulares no mundo microscópico moldam todos os aspectos de nossas vidas. Então, quantos segredos biológicos não resolvidos estão escondidos entre essas pequenas estruturas e funções?
