Movimentos Celulares ATP. ADP + Pi + Energia.

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1 Movimentos Celulares 1 Conceito movimento é o estado em que um corpo muda continuamente de posição com relação a um ponto fixo. 2 Movimento e Vida: 2.1 A vida depende de movimento. 2.2 O movimento depende de energia. 2.3 A Energia depende de ATP. ATP ATPase ADP + Pi + Energia. 3 Estruturas Celulares Relacionadas com Movimento: 3.1 Microtúbulos: Conceito são estruturas submicroscópicas formadas por feixes ordenados de cilindros muito delgados e longos, com diâmetro de 20 a 30 nanômetros Ocorrência os microtúbulos foram encontrados na maioria das células estudadas. São numerosos em células vegetais, em certos epitélios e neurônios. Constituem também os microtúbulos do fuso e do aparelho centrossômico, além de existirem em células pigmentares (melanóforos de peixes e anfíbios), células embrionárias e protozoários Morfologia quanto à morfologia neuronal deve se levar em consideração dois tipos de microscopia: óptica e eletrônica Na Microscopia Óptica neste tipo de microscopia, os microtúbulos só são vistos quando aglutinados em feixes, formando as fibrilas, existindo em: A Epitélios estes possuem as tonofibrilas que constituem uma trama que percorre o citoplasma em todas as direções. Entram na estrutura do desmosoma e zona de adesão. Formam também a tela ou trama terminal dos epitélios prismáticos, acumulando se nos ápices das células. B Neurônios formado pelas neurofibrilas que são constituídas pela aglutinação dos neurotúbulos (microtúbulos) e neurofilamentos (microfilamentos), percorrendo todo o citoplasma celular (inclusive dendritos e axônios). São evidenciáveis pela coloração de prata metálica.

2 2 C Células e Divisão existem dois elementos fundamentais: a astrosfera e o fuso acromático. As fibrilas do aparelho centrossômico irradiam se a partir de um corpúsculo conhecido como centríolo Na Microscopia Eletrônica os microtúbulos são delgadíssimos cilindros longos e retos, possuindo uma parede em volta de uma cavidade central, conforme indica o nome Composição Química os microtúbulos são formados por uma glicoproteína denominada tubulina, formando duas subunidades idênticas A e B, cada uma com Peso Molecular em torno de A porção glicídica da glicoproteína é formada por uma cadeia complexa de seis ou mais tipos diferentes de açúcares. Cortando se transversalmente um microtúbulo, observa se que o mesmo é formado por 13 filamentos que se distribuem radialmente contornando uma luz central. Esses filamentos são na verdade, as proteínas tubulinas, mas é provável que existam também outras proteínas desconhecidas. A espessura da parede varia entre 4,5 e 7 nanômetros (nm) e corresponde as subunidades protéicas que se polimerizam para formar o microtúbulo. É possível que a espessura da parede corresponda ao volume de uma tubulina Origem é possível que se origina de proteínas da matriz citoplasmática Funções: A Sustentação (mecânica) os microtúbulos e os microfilamentos formam uma trama intracitoplasmática de sustentação chamada citoesqueleto e desta forma contribuem também para manter a morfologia celular. B Diferenciação Celular os microtúbulos são responsáveis pelas mudanças que ocorrem nas células durante a fase de diferenciação. Deste modo, o alongamento das células do placódio do cristalino acompanha o aparecimento de numerosos microtúbulos. Outro caso interessante é o alongamento do núcleo da espermátide que ocorre simultaneamente da produção de microtúbulos. C Motilidade os microtúbulos estão relacionados com o movimento ciliar e flagelar, conforme veremos adiante. D Deslocamento dos Cromossomos na Anáfase será discutido adiante. E Transporte Intracelular de Partículas idem. F Extrusão dos Grânulos de Secreção idem Despolimerização existem dois alcalóides que possuem a capacidade de afetar os microtúbulos de maneira diferente: a colchicina impede a polimerização das tubulinas que vão

3 3 formar os microtúbulos, enquanto que a vimblastina atua no microtúbulo formado causando a sua despolimerização. 3.2 Microfilamentos: Conceito são estruturas submicroscópicas formadas por feixes de fibrilas, possuindo um diâmetro de 1 a 10 nm Ocorrência é a mesma que foi relatada para os microtúbulos Morfologia: A Na Microscopia Óptica é a mesma que foi dita para os microtúbulos. B Na Microscopia Eletrônica os microfilamentos são finíssimos filamentos sólidos, sem cavidade, com monômeros protéicos que se organizam em 3 ou mais fios, enrolando se para constituir uma estrutura muito fina e compacta Composição Química os microfilamentos são formados por actina e miosina ou proteínas semelhantes Origem os microfilamentos também se originam de proteínas na matriz citoplasmática Funções aqui falar se á apenas citando as respectivas funções. Adiante discutir se á em pormenores cada função. São elas: A Sustentação semelhante os microtúbulos. B Contração Celular. C Movimento Muscular. D Citodiérese (Citocinese). E Contração dos Microvilos do Epitélio Intestinal. F Movimentos Morfogenéticos. G Ciclose. H Deslocamento dos Cromossomos na Anáfase. I Transporte Intracelular de Partículas. J Extrusão dos Grânulos de Secreção. K Ameboidismo. 3.3 Centro Celular: Conceito é uma organela citoplasmática de dimensão menor que 1.um, e relacionado com a divisão celular e movimentos celulares Localização é encontrado em todas as células, fazendo se exceção ao grupo dos organismos procariontes e de vegetais superiores (Angiospermas). Na célula, se localiza

4 4 geralmente nas proximidades do núcleo, ou seja, próximo ao centro da célula, daí sua denominação Estrutura é variável, possuindo duas fases: Fase de Não Divisão Celular (Interfase) observe o que ocorre com o centro celular, bem como a sua constituição na microscopia óptica: A Arcoplasma é a esfera que forma o centro celular, formada por uma porção citoplasmática concentrada. Apresenta duas regiões distintas que são: Zona Central ou Medular menos opaca e localizada mais no centro; Zona Cortical ou Superficial localizada mais na periferia, sendo mais opaca (escura). B Microcentro ou Centrossomo é um nódulo encontrado no interior do centro celular, encerrando no seu interior o centríolo. C Esfera Atrativa ou Centrosfera corresponde à zona mais escura (cortical) do conjunto arcoplasma. D Centríolo é um corpúsculo que se encontra localizado no interior do centrossoma, sendo a mais importante estrutura do centro celular. O centríolo geralmente é duplo e por isto recebe o nome de Diplossomo. A união existente entre os dois centríolos recebe a denominação de centrodesmose Fase de Divisão Celular a única diferença entre esta fase a interfase é que na divisão celular, além de todas as estruturas descritas, o centro celular apresenta a astrosfera. Portanto: I Astrosfera é o conjunto de filamentos que se formam em torno do centro celular. II Áster é apenas cada filamento de natureza protéica do conjunto astrosfera. Adiante ver se á como se forma cada áster Funções: A Auxilia a Divisão Celular embora o centro celular não seja um orgânulo essencial à reprodução celular dos seres vivos, sabe se que ele é importante nos seres que o possui, orientando a sua divisão celular. B Movimentos Celulares os centríolos participam diretamente da formação dos corpúsculos basais que por sua vez origina os cílios e flagelos que são elementos responsáveis pelos movimentos celulares C Induz a Síntese e Organização dos Microtúbulos os microtúbulos estão relacionados com o estrangulamento do citoplasma na divisão celular, além de outras funções dentro do contexto celular que se verá adiante.

5 5 3.4 Estudo dos Centríolos: Ultra Estrutura do Centríolo na microscopia eletrônica, os centríolos se apresentam formados por um conjunto de nove grupos de três túbulos (microtúbulos). Possui uma estrutura com aspecto de cilindro, apresentando um diâmetro de 150 m e um comprimento de 400 m. Como foi visto anteriormente, quando o centríolo é duplo recebe a denominação de diplossomo e geralmente se apresentam dispostos perpendicularmente um ao outro. Os três túbulos estão ligados uns aos outros através de pontes de natureza protéica. Outras pontes comunicam os microtúbulos com as chamadas Coroas ou Másulas que provavelmente se prolongariam formando a astrosfera. Em torno das Másulas podem se encontrar estruturas com aspecto denso conhecido como Zona Pericentriolar ou Zona Satélite Composição Química o isolamento dos centríolos foi possível, através da chamada centrifugação fracionada de células que possuíam muitas destas estruturas. A análise química revelou um conteúdo de 97% de proteínas e 3% de ácidos nucléicos (DNA e RNA). Foram encontradas também pequenas frações glicídicas e lipídicas Origem a síntese de um centríolo ocorre por indução, isto é, um centríolo mãe induz a formação de um centríolo filho (pró centríolo). Esta estrutura forma se e cresce no interior de cada centríolo mãe ao se preparar a divisão celular. Origina se em ângulo reto da parede do centríolo mãe e ao completar sua formação, dele se destaca. Observações: 1 O conjunto de centros celulares recebe a denominação de Cinetossoma. 2 Durante a divisão celular, os centríolos são responsáveis pela formação do fuso acromático ou mitótico (Aparelho Mitótico), ajudando e orientando a divisão celular. 3 A presença de DNA evidenciada nos centríolos isolados, confere a estas estruturas o poder de auto reprodução (autoduplicação) e isto foi comprovado isolando se cinetossoma, incorporando se timidina tritiada e em seguida aplicando se desoxirribonuclease. Neste isolamento, constatou se a presença de RNA e também a capacidade de síntese de proteínas nestas organelas. 3.5 Cílios e Flagelos: Conceito são estruturas filamentosas, citoplasmáticas e autoduplicáveis, encontradas em muitos seres unicelulares e em algumas células de metazoários Estrutura tanto os cílios como os flagelos são formados a partir dos corpúsculos basais. Estes por sua vez, são originados dos centríolos, uma vez que possui uma estrutura semelhante, ou seja, nove grupos de 3 túbulos. Vale salientar que estruturalmente falando existe

6 6 uma certa diferença entre a estrutura ciliar e flagelar com relação aos corpúsculos basais. Tanto os cílios como os flagelos são formados por um conjunto de nove pares de microtúbulos dispostos de maneira circular, envolvendo um par central. Cada par de microtúbulo periférico é unido entre si através de pequenas pontes. O que se sabe é que existe pequenos braços que são constituídos por uma proteína com atividade ATPásica chamada, dineína, prendendo os microtúbulos emparelhados. Já as pontes, ligam cada par de microtúbulo periférico entre si. Estas pontes ou ligações laterais é constituída por uma proteína chamada nexina. Cada par periférico está unido ao par central. Os pares periféricos são ligados ao par central através de formações protéicas conhecidas como pedúnculos radiais. Estas estruturas dão aos cílios e flagelos uma certa rigidez sem prejudicar os seus movimentos Funções as principais funções são: Movimentos Celulares a locomoção celular se faz através de vários tipos de movimentos. No caso em questão existem dois tipos de movimentos: Movimento Ciliar alguns seres unicelulares possuem cílios vibráteis que favorecem o seu deslocamento na onda líquida. Como exemplo pode se citar o Paramecium e o Balantidium coli Movimento Ciliar Movimento Flagelar existem células de organismos pluricelulares que se locomovem graças ao movimento flagelar. É o caso dos espermatozóides Funções de Transportes destacando se as seguintes: A Excreção de Substâncias nos seres metazoários encontra se células ciliadas responsáveis pelo transporte de substâncias estranhas ao organismo. Isto acontece, por exemplo, com a remoção do muco juntamente com partículas estranhas através do epitélio ciliado da traquéia. B Transporte do Óvulo as células ciliadas das trompas de Falópio, através de movimentos ciliares, conduzem o óvulo que foi eliminado pelo ovário, até a cavidade uterina. 3.6 Diferenças entre Cílios e Flagelos: Quanto ao Tamanho os flagelos são maiores que os cílios Quanto ao Número os cílios são mais numerosos que os flagelos Quanto ao Tipo de Movimento: A No Cílio o movimento do cílio é do tipo pendular. B No Flagelo o movimento flagelar é do tipo ondulante. Observação adiante ver se á isto com mais detalhes

7 7 3.7 Origem conforme foi visto anteriormente, os cílios e os flagelos se originam dos chamados corpúsculos basais. Observações: 1 Os movimentos ciliares e flagelares não são os únicos movimentos celulares que se conhece. Adiante falar se á nos demais tipos de movimentos das células. 2 Foi evidenciada a presença de muitas mitocôndrias em torno dos cílios e flagelos, provando desta maneira que os processos relacionados com os movimentos celulares consomem energia. 3.8 Tipos de Movimentos Celulares: Movimentos que Alteram a Morfologia Celular: Contração Celular ocorre em células com capacidade contrátil como, por exemplo: células musculares, células mioepiteliais presentes em certas glândulas exócrinas, células mióides dos túbulos seminíferos e células endoteliais dos capilares Movimento Amebóide ou Ameboidismo é o processo pelo qual uma célula emite pseudópodes, conduzindo a um verdadeiro deslocamento celular Divisão Celular na mitose e meiose, as células ao se dividirem modificam a sua morfologia Movimentos que não Alteram a Morfologia Celular: Ciclose ou Corrente Citoplasmática Transporte Intracelular de Partículas Extrusão dos Grânulos de Secreção. Observação esses três tipos de movimento citados acima, serão vistos detalhadamente mais adiante. 3.9 Movimentos Exercidos por Microtúbulos: Movimento Ciliar: Conceito é o movimento exercido pelos cílios Mecanismo Fisiológico os cílios contraem se em forma de gancho, fazendo um movimento ondulatório em direção ao meio exterior. Este mecanismo ocorre devido ao deslizamento de microtúbulos entre si, com energia fornecida pelo ATP Ocorrência: A Protozoários os cílios são responsáveis pela locomoção de animais tais como: Paramecium, Balantidium coli, entre outros.

8 8 B Metazoários várias larvas de invertebrados se locomovem por meio de cílios vibráteis. Nos vertebrados superiores, existe uma movimentação de correntes líquidas no trato respiratório e reprodutor, com finalidade de transportar partículas de um local para outro Movimento Flagelar: Conceito é o movimento executado pelo flagelo Mecanismo Fisiológico o batimento flagelar é uma ondulação simétrica que se propaga ao longo do seu comprimento e origina uma força na água Ocorrência: A Protozoários alguns protozoários se locomovem através de flagelos. B Algas Unicelulares se locomovem através de flagelos. C Metazoários locomoção dos gametas masculinos. D Metáfitos locomoção de alguns gametas masculinos (anterozóides). Observação em muitos organismos aquáticos fixos, como esponjas e mexilhões, flagelos e cílios criam uma constante corrente de água imprescindível para a nutrição, respiração e excreção desses animais Movimentos Exercidos por Microfilamentos: Contração Celular: A Conceito é a diminuição do volume celular. B Mecanismo Fisiológico ocorre devido o deslizamento de actina e miosina. C Unidade de Contração é o sarcômero. Ocorrência células musculares, mioepiteliais, mióides e endoteliais Ciclose: A Conceito é um tipo de movimento intracelular que afeta o endoplasma de células vivas, especialmente nos vegetais. B Mecanismo Fisiológico está relacionado com os microfilamentos que produzem movimentos nas organelas celulares. C Ocorrência em todas as células, especialmente nas células vegetais. D Ativadores alguns tipos de auxinas, que são hormônios ou substâncias naturais ou sintéticas que promovem o crescimento das plantas.. E Inibidores lesões mecânicas, anestésicos, choques elétricos, fatores que diminuem a viscosidade celular, entre outros Ameboidismo:

9 Conceito é o processo pelo qual uma célula emite pseudópode que conduz a um verdadeiro deslocamento celular Mecanismo Fisiológico ocorre devido a transformação do ectoplasma em plasmasol, do endoplasma em plasmagel e vice versa Propriedades: A É ativado pelo ATP. B Depende da aderência celular a um substrato (suporte sólido) para sua locomoção Ocorrência ocorrem em amebas, leucócitos, macrófagos, epitélios (as células se liberam e deslizam ativamente para o fundo da ferida), mixomicetos, etc. Em mixomicetos existem vários pseudópodes que se movimentam às vezes em várias direções Funções: A Locomoção Celular em amebas, mixomicetos, e outros. B Defesa (fagocitose) leucócitos, macrófagos, entre outros Inibidores lesões mecânicas, choques, radiações, entre outros Citodiérese (Citocinese): Conceito é a divisão do citoplasma de uma célula, ocorrendo consequentemente a separação das células filhas no fim da divisão celular Ocorrência em células no momento da divisão Mecanismo Fisiológico ocorre devido a contração dos microfilamentos na região equatorial da célula, provocando o seu estrangulamento Movimentos Morfogenéticos: Conceito são movimentos que ocorrem com os tecidos durante o desenvolvimento embrionário Ocorrência estes movimentos ocorrem no embrião Função formação das partes constituintes do novo ser Contração dos Microvilos do Epitélio Intestinal: A Conceito é a capacidade que possui os microvilos do intestino de se encurtar e alongar. B Mecanismo Fisiológico deslizamento dos filamentos de actina e miosina. Foi encontrado recentemente através da microscopia eletrônica e de imunofluorescência, a presença de actina, miosina e alfa actina, no pólo apical das células absortivas intestinais. C Função absorção de alimentos que foram digeridos pelo intestino Movimentos Exercidos Por Microtúbulos e Microfilamentos:

10 Transporte Intracelular de Partículas: A Conceito é o deslocamento de material sob a forma de partículas de uma região para outra da célula. B Ocorrência células em geral, melanóforos, neurônios, e outras Extrusão dos Grânulos de Secreção: A Conceito é o processo pela qual o material produzido pelas células secretoras é eliminado para o meio exterior, através de um fenômeno conhecido como exocitose. B Ocorrência em células secretoras que produzem material exportável, ou seja, substâncias que vão atuar fora da célula Deslocamento dos Cromossomos na Anáfase: A Conceito é o processo pelo qual os cromossomos atingem os pólos no final da telófase. B Mecanismo Fisiológico ainda é desconhecido. C Ocorrência em células que estão em divisão. Observação percorrendo a maior parte da literatura, observa se que os microtúbulos e os microfilamentos são a sede das transduções quimiomecânicas responsáveis pela maioria dos movimentos celulares conhecidos, sugerindo ao mesmo tempo em que compostos fosforilados fornecem energia para estas transduções. Os movimentos celulares resultam, pois na sua grande maioria da interação entre macromoléculas. Nota este texto é, na realidade, uma breve introdução, por isso queremos esclarecer aos interessados no assunto, que para obter o texto na íntegra (total), basta solicitá-lo, que atenderemos todos os pedidos e enviaremos os mesmos pelos Correios e Telégrafos; portanto, entre em contato conosco através dos nossos telefones ou . À Direção. Maceió, Janeiro de Autor: Mário Jorge Martins. Prof. Adjunto de Saúde Coletiva da Universidade Estadual de Ciências da Saúde de Alagoas (UNCISAL). Mestre em Parasitologia pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG). Médico da Fundação Nacional de Saúde (FUNASA).