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Analise bioquimica de proteoglicanos da matriz extracelular em articulações da asa de frango

by Rodrigues, Edson Delgado

Abstract (Summary)
t: The extracellular matrix is present in every tissue, but it is specially abundant in tendons and cartilages. In articular cartilages, the composition of the matrix determines a structure with elastic and structural properties that facilitate the movements. The physiological role of cartilage depends on the integrity of the matrix, made mainly by type 11 collagen fibers, proteoglycans and non collagen glycoproteins. Variations in the concentration and types of components may result in special biomechanical properties to the tissue. The biochemical analysis of extracellular matrix components has been carried out in several species, but it is scarce in avian. Proteoglycans are important for the tissue physiology and its expression may vary under the influence of different factors. Small proteoglycans, as the fibromodulin and decorin, are differentially distributed in the articular cartilage sub-regions, suggesting a relation among the expression of those molecules and the presence of different biomechanical properties of the tissue. According to that, this work was focused on the biochemical analysis of the extracellular matrix articular cartilages from scapular-humerus, ulnar-humerus and radial-humerus articulations of chicken, aiming to analyze small proteoglycans and identify the type of glycosaminoglycans present in each cartilage. The cartilages obtained from proximal humerus, distal humerus in contact with the radius and distal humerus in contact with the ulna, presented higher content of uronic acid and sulfated glycosaminoglycans, when compared with cartilages obtained from proximal ulna and proximal radius. Significant variations in the concentration of protein, uronic acid and sulfated glycosaminoglycan were obtained from the total extract and in the 04 fraction of each region. The glycosaminoglycan found in the different cartilages was condroitin sulfate, with a predominance of a-L-glucuronic acid and N-acetil _-O-galactosamine 4-0-sulfated residues with a relation of three LlOi-4S for each LlOi -6S in ali regions, with the exception of cartilage from the radium proximal region, where the relation was of 2.5. Samples obtained afier ion exchange and hydrophobic interaction chromatographies from 04 fraction presented the same electrophoretic profile in SDS-PAGE. In the absence of _mercaptoethanol two components of 160 and 200 kDa were detected, which afier treatment with _-mercaptoethanol appear as a faint band; a polypeptide with 57 kDa was also present in reducing conditions. If the 57 kDa component arose from a oligomeric component or from some autoaggregation process remains to be studied. Immunoassays using anti-fibromodulin and anti-decorin, indicated that the components with 57 kDa and 70-90 kDa found in matrix of each joint analyzed are the small proteoglycans fibromodulin and decorin. Despite the different sites and functional properties of the different cartilages, no differences were found in the composition of the extracellular matrix of each one Resumo: A matriz extracelular é essencial para o desenvolvimento do organismo, desempenhando diferentes funções. Nas cartilagens das articulações, a composição da matriz determina uma estrutura com propriedades elásticas e de suporte mecânico que facilita os movimentos. O papel fisiológico da cartilagem depende da integridade dessa matriz, formada em geral por fibras de colágeno, principalmente do tipo 11, proteoglicanos e glicoproteínas não colagênicas. Variações na concentração dos componentes e no tipo de constituição conferem propriedades biomecânicas especiais ao tecido. A análise bioquímica destes componentes tem sido descrita, especialmente em mamíferos, porém pouco se sabe dessa matriz na cartilagem de aves. Os proteoglicanos são importantes para a fisiologia do tecido, e a sua expressão pode variar sob a influência de diferentes fatores. Pequenos proteoglicanos, como fibromodulim e decorim, estão distribuídos de maneira diversa nas sub-regiões articulares, sugerindo uma relação entre a expressão dessas moléculas e as diferentes propriedades biomecânicas do tecido resultantes das forças em ação. Neste contexto, este trabalho teve como finalidade fazer a análise bioquímica da matriz extracelular de cartilagens das articulações escapulo-umeral, úmero-ulnar e úmero-radial de frangos, visando analisar pequenos proteoglicanos e identificar os tipos de glicosaminoglicanos presentes em cada região. As cartilagens provenientes do úmero proximal, úmero distal em contato com o rádio e úmero distal em contato com a ulna apresentaram maior conteúdo de ácido hexurônico e glicosaminoglicanos sulfatados quando comparados com as cartilagens oriundas da ulna proximal e rádio proximal. Variações significativas na concentração de proteína, ácido urônico e glicosaminoglicanos sulfatados foram obtidas no extrato total e na fração 04 de cada região. O glicosaminoglicano encontrado nas cartilagens estudadas foi o condroitim sulfato, com predominância de resíduos de ácido a-L-glicurônico e N-acetil _-O-galactosamina 4-0-sulfatados com uma relação de três _Oi-4S para cada _Oi-6S em todas as regiões, com exceção da cartilagem da região proximal do rádio, onde a razão foi de 2,5. As amostras obtidas, após cromatografias de troca iônica e interação hidrofóbica das frações D4, apresentaram um perfil eletroforético semelhante em SDS-PAGE. Na ausência de _-mercaptoetanol ocorrem duas bandas de 160 e 200 kDa que após tratamento com _-mercaptoetanol ficam tênues e ocorre o aparecimento de uma banda com 57 kDa. Esse fenômeno pode representar interação com outros elementos de matriz ou mesmo auto-agregação. Duas moléculas parcialmente isoladas reagiram com anticorpos anti-fibromodulim e anti-decorim em immunoblotting, sugerindo uma correspondência com fibromodulim e decorim. Os resultados obtidos neste trabalho podem corresponder à fisiologia normal de tecidos sob diferentes condições de pressão mecânica. Esses resultados podem ser representativos para as condições que esses animais se encontravam, porém diferentes variações podem ocorrer quando essas cartilagens forem analisadas em diferentes idades, condições de criação, genótipo, etc
Bibliographical Information:

Advisor:Laurecir Gomes; Laurecir Gomes [Orientador]; Edson Rosa Pimentel; Hernandez Faustino de Carvalho; Paulo Maria Ferreira de Araujo; Sergio Marangoni

School:Universidade Estadual de Campinas

School Location:Brazil

Source Type:Master's Thesis

Keywords:frango de corte cartilagem articular proteoglicanos

ISBN:

Date of Publication:02/05/2001

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