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CITOPLASMA
Prof. Maria de Fátima Lino Coelho
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INTRODUÇÃO
Primeiros citologistas acreditavam que o interior da célula viva era
preenchido por um fluido homogêneo e viscoso, no qual estava
mergulhado o núcleo. Esse fluido recebeu o nome de citoplasma
As organelas membranosas formam uma complexa rede de comunicação
e transporte denominada sistema vacuolar citoplasmático (SVC):
envoltório nuclear, RE, CG e vacúolos.
Microtúbulos (tubulina), microfilamentos protéicos (actina e miosina) -
citoesqueleto, auxiliando na manutenção da forma celular e apoiando o
movimento das organelas citoplasmáticas.
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Citoplasma
Composto de um colóide aquoso: citossol.
Células eucariontes: mergulhadas estruturas membranosas, as
organelas.
Citossol (hialoplasma), e organelas (orgânulos ou organóides).
Dissolvidas no citossol: enzimas, moléculas de ARN-mensageiro,
açúcares pequenos, íons, AA, nucleotídeos, proteínas, ribossomos.
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Componentes do citoplasma
Constituído: material mais ou menos viscoso - hialoplasma. Contêm
estruturas consideradas vivas, orgânulos do citoplasma. Citoesqueleto são
fibras de proteínas finíssimas no hialoplasma.
Hialoplasma - Quimicamente constituído de água e moléculas de proteína,
formando uma dispersão que os químicos chamam de colóide. A região maisexterna do citoplasma (ectoplasma - bastante viscoso). Parte interna
(endoplasma ou citossol - fluida)
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Ciclose
Citossol: encontra-se em contínuo movimento,impulsionado pela contração rítmica de certos fios de
proteínas presentes no citoplasma.
Fluxos de citossol - ciclose. Sua velocidade aumenta
com a elevação da temperatura e diminui em
temperaturas baixas, assim como na presença de
anestésicos e na falta de oxigênio.
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Movimento Amebóide
Capacidade que alguns tipos de células têm de alterarrapidamente a consistência de seu citossol, gerandofluxos internos que permitem à célula mudar de formae se movimentar.
Protozoários e em alguns tipos de células de animaismulticelulares.
Além da parte fluida, o citoplasma contém bolsas ecanais membranosos e organelas ou orgânuloscitoplasmáticos, que desempenham funçõesespecíficas no metabolismo da célula eucarionte.
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Citoplasma e arquitetura celular
1929: citoplasma consistia de uma grande malha
extremamente organizada que preenchia praticamente
todos os espaços livres existentes no meio interno da
célula, deixando pequenos compartimentos
intracelulares. Essa malha organizada recebeu a
denominação de Citoesqueleto, termo adotado pela
comunidade científica internacional.
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DIGESTÃO INTRACELULAR
LISOSSOMOS
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Lisossomos
Pequenas vesículas (esféricas, 0,5-3µm ), contendo enzimas
digestivas; destacam-se do complexo de Golgi e juntam-se aos
vacúolos digestivos. Fazem a digestão intracelular; em alguns casos,
extracelular.
Abundantes em células fagocitárias (macrófagos, leucócitos,
neutrófilos)
Estrutura e função: vesículas – lisossomos (liso =degradar; soma
=corpo) – corpos destruidores
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Formação do Lisossomo a partir doAparelho de Golgi
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Estrutura dos lisossomos
Geralmente esféricos e de tamanho variável,
delimitados por uma membrana.
Identificação necessita de marcadores específicos
como a fosfatase ácida.
Apresentam uma cobertura de carboidratosassociados a face interna da membrana.
Esta é responsável por evitar a digestão da própriamembrana do lisossomo.
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Lisossomos: ricos em enzimas digestivas para quase todas as
macromoléculas biológicas, e as células seriam facilmente
destruídas se essas enzimas não estivessem contidas numaorganela envolta por membrana
Quando o pH do citossol é neutro, constitui uma proteçãoadicional contra os efeitos dessas enzimas na ocorrência
eventual de ruptura de lisossomos.
O elenco de enzimas presentes no lisossomo é variável de
acordo com o tipo celular e depende da especialização funcional
de cada célula.
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Enzimas lisossômicas
Produzidas no retículo endoplasmático rugoso, passam para o complexode golgi, onde são empacotadas e liberadas na forma de vesículas (
lisossomos primários).
Quando uma partícula de alimentos é englobadas (endocitose) - forma-se
um vacúolo alimentar, um ou mais lisossomos fundem-se no fagossomo
despejando enzimas digestivas nele, assim forma-se o vacúolo digestivo e
as moléculas provenientes da digestão se fundem no citoplasma.
Vacúolo cheio de resíduos é chamado de vacúolo residual.
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Na membrana dos lisossomos existe uma enzima que utiliza energia
liberada de ATP para bombear prótons (H+) para dentro dos lisossomos,
estabelecendo um pH entre 4,5 e 5 – ideal para atividade das hidrolases
ácidas.
Alguns tipos celulares que não se dividem (neurônios e células do músculo
cardíaco) - os corpos residuais se agregam (partículas grandes – MO),
contendo lipídeos complexos de cor parda e chamado de grânulos de
lipofuscina (aumentam com o envelhecimento)
Acumulo de corpos residuais é conseqüência de um defeito hereditário dos
lisossomos. Nesses casos falta uma ou várias das enzimas que normalmente
existem nos lisossomos.
Ex: doença de Pompe
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Certas condições fisiológicas: aumento da autofagia.
Ex: Glândulas mamárias quando termina a lactação. Durante a
gravidez aumenta o número das células secretoras (leite),
terminado a lactação, tem lugar a destruição autofágica dos
restos de secreção e das organelas não mais são necessárias
Enzimas lisossômicas - participam da digestão de moléculas
extracelulares.
Mesma membrana dos lisossomos se funde com a MP e asenzima são jogadas no meio extracelular.
Ex: eosinófilos secretam enzimas lisossômicas nos locais onde
ocorrem certos tipos de infecção.
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Enzimas lisossomais e substratos
Classes das enzimas Lisossomais substratosNucleases DNA/RNA
Glicosidases DNA
Arilsulfatases GRUPAMENTO FOSFATO
Colagenases CARBOIDRATOS E SULTATO
Catepsinas PROTEÍNAS
fosfolipases FOSFOLIPÍDIOS
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Condições normais: haver secreção de enzimas dos lisossomos
Ex: remodelação dos ossos (durante o crescimento) - enzimas
lisossômicas digerem a matriz ósseas – possibilitando o crescimento doesqueleto
Responsáveis: digestão de materiais exógenos (função heterofágica) e
materiais endógeno (função atofágica)
Vacúolo Autofágico: vesícula lisossômica digere uma partícula da própria
célula
Autofagia: atividade indispensável á sobre da célula
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FORMAS
1. Lisossomo primário (apenas enzimas digestivas );
2. Secundário ou vacúolo digestivo: bolsa resultante daunião (lisossomo/fagossomo/pinossomo), no interior daqual está ocorrendo a digestão.
3. Término da digestão: lisossomo secundário podeacumular moléculas que não foram digeridas (corposresiduais).
Corpos residuais são eliminadas (clasmocitose – defecçãocelular).
Ex: neurônios e células musculares cardíacas – grânulos delipofuscina
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Lisossomos e morte celular
Célula morre - lisossomos rompem - liberando enzimas -
processo de degradação do material celular (autólise).
Simultaneamente á ação das bactérias da decomposição.
Apoptose: morte celular programada. Tipo de
“autodestruição celular”, energia e síntese protéica para
sua execução. Não sofre autólise é fragmentada.
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Funções dos Lisossomos
1. Heterofágica: substancias que entram na célula e são
digeridas pelos lisossomos. Ex: fagocitose e pinocitose
2. Autofágica: lisossomos digerem estruturas da própriacélula. Ex: organelas que perdem sua função e são
digeridas ou em casos de subnutrição celular.
3. Autólise: lisossomos rompem-se e matam as células como
caso da silicose, doença pulmonar causada por inalação de
pó de sílica, destruindo regiões do pulmão.
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Origem e destino do materialdigerido
Alguns produtos podem ser armazenados e somentedigeridos conforme a necessidade da célula.
Na autofagia os lisossomos digerem organelas emacromoléculas da própria célula.
Crinofagia é um tipo especial de autofagia onde ocorre
a digestão do granulo de secreção
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Crinofagia
As células secretoras em determinado momentodeixam de receber o estímulo para a secreção enão eliminam os grânulos oriundos da digestão.
Neste caso ocorre a crinofagia, onde os grânulossão digeridos pela via lisossomal e vão para a viabiossintética.
A célula volta para o estado basal até o próximoestímulo induza novo acúmulo de secreção.
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PEROXISSOMOS
• Organelas esféricas (0,5 a 1 μm de diâmetro) que contém enzimas
oxidativas;
• As enzimas oxidam substratos em presença de 02 e produzem
peróxido de hidrogênio que é degradado a pela catalase;
• Presentes em todas as células eucariotas e estão envolvidos na oxidação de ácidos gráxos, detoxificação celular, além de
outras funções;
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Presentes nas células de defesa (macrófagos)
Função: metabolismo celular, pouco conhecida e desempenha papel importante
na desintoxicação da
Ex: metade do etanol consumido por uma pessoa é oxidado – peroxissomos,
principalmente: hepáticos e renais.
Certos processos químicos oxidativos, como a degradação de aminoácidos,
produzem peróxido de hidrogênio (H2 O2) que pode lesar os componentes
celulares.
Para proteger a célula: peroxissomos, organelas que possuem a enzima
catalase que catalisa a reação de degradação de moléculas de peróxido de
hidrogênio em água e oxigênio molecular.
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Possuem enzimas oxidativas que transferem átomos de
hidrogênio de diversos substratos para o oxigênio, segundo a
reação:
RH2 +O2 → R + H2O2
Atividade da catalase quebrar o peróxido de oxigênio que se
forma nos peroxissomos, oxidante energético e prejudicaria a
célula se não sofre eliminado rapidamente.
Estruturas em forma de vesículas, semelhantes ao
lisossomos, contendo certas enzimas relacionadas a reações
que envolvem oxigênio.ME: matriz granulosa envolta por membrana 0,3 a 1µm,
reação positiva para a catalase.
Peroxissomos: rins e no fígado - papel na destruição de
moléculas tóxicas.
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Enzimas: catalase, enzimas B-oxidação (ácidos
graxos), urato-oxidase (ácido úrico) e D-aminoácido-
oxidase.
Composição enzimática diferentes em uma mesma
célula.
Enzimas (polirribossomos) – produzidas de acordo
com as necessidades da célula e como uma adaptação
para a destruição de moléculas estranhas que
penetram na célula (álcool etílico e drogas diversas).
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Doenças humanas por defeitos nosperoxissomos
Síndrome cérebro-hepatorrenal ou síndrome deZellweger: distúrbio hereditário (raro) – em diversosdefeitos neurológicos, hepáticos e renais, levando o
paciente Morte – cedo).
Fígado e rins: peroxissomos vazios (c/membranas),sem enzimas, essas estão livres (citossol), onde não
podem funcionar normalmente. Não há perda decapacidade de sintetização de enzimas, mas sim detransferir para os peroxissomos as enzimasproduzidas.
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Enzimas dos peroxissomos são sintetizadas em
polirribossomos livres no citossol
Destino dessas moléculas é determinado por uma
sequência de aa próximo a extremidade carboxílica da
molécula enzimática, que funciona como um sinal para
a importação pelo peroxissomo