Tráfego Vesicular. As células captam macromoléculas. via endocítica O sistema de membranas permite á célula. via biossintética-secretora

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1 Tráfego Vesicular BCM I T.06 As células captam macromoléculas após ingestão são passadas aos lisossomas são digeridas os metabolitos gerados são disponibilidados via endocítica O sistema de membranas permite á célula modificar as macromoléculas produzidas em etapas sequenciais regular a sua distribuição armazenar as que lhe são úteis excretar as que não necessita em domínios específicos da membrana via biossintética-secretora

2 num processo de ingestão ocorre endocitose os materiais a ingerir são envolvidos pela plasmalema, por invaginação as invaginações formadas, separam-se da membrana formam-se vesículas contendo os materiais ingeridos num processo de excreção ocorre exocitose as moléculas a ser excretadas são incluídas em vesículas as vesículas fundem-se com a membrana após a fusão as vesículas abrem para o exterior libertando o material excretado são processos mecanicamente inversos

3 ambos envolvem a fusão de porções da membrana segundo 2 etapas subsequentes adesão membranar junção membranar mediadas por proteínas especializadas clatrina, COPI e II, dinamina

4 em ambos os processos durante o transporte, os materiais estão sequestrados incluídos em vesículas não se misturam com os conteúdos hialoplasmáticos podem manter-se armazenados em concentrações muito elevadas sem provocar desequilíbrio osmótico as vesículas apenas se fundem com membranas compatíveis os materiais (membranas e conteúdos) são transferidos directamente de um compartimento para outro transporte vesicular

5 Via biossintética tica- secretora Em todas as células eucariotas ocorre um fluxo (± contínuo) de vesículas para o exterior estas vesículas contêm componentes membranares materiais para outros organelos ou para a matriz extra celular e fluido intersticial os materias têm origem no RE as proteínas no RER os lípidos no REL do RE passam ao aparelho de Golgi em vesículas transportadoras

6 no aparelho de Golgi as moléculas são modificadas diferenciadas (seleccionadas) e direccionadas concentradas (acondicionadas) em vesículas excretoras, secretoras, hidrolíticas (lisossomas)

7 Há dois tipos de exocitose exocitose constitutiva ocorre em todas as células éum processo contínuo e não localizado os materiais (constitutivos) são exteriorizados logo após a respectiva produção a membrana da vesícula fica incorporada na membrana exocitose regulada (secreção) ocorre só em células especializadas - células secretoras só mediante a activação da célula por um sinal extracelular os materiais (e.g., hormonas, neurotransmissores, enzimas digestivas, ) ficam armazenados em vesículas secretoras após a produção, até à estimulação para a secreção éum processo temporário e localizado

8 na secreção a célula reage a um sinal específico o mensageiro químico (e.g., hormona) liga-se a receptores na superfície celular, activando-os a activação gera uma cascata de sinais intracelulares os sinais desencadeiam o processo de secreção éuma resposta localizada da membrana e do hialoplasma subjacente a membrana das vesículas é recuperada selectivamente por endocitose e reincorporada em novas vesículas quando uma célula pancreática é estimulada, ao secretar as enzimas digestivas, incorpora 900 µm 2 de membrana vesicular no plasmalema apical (30 µm 2 )

9 Via endocítica As células eucariotas mantêm um fluxo (± contínuo) de incorporação de materiais, de 2 modos distintos endocitose constitutiva efectuada por todas as células ingestão de fluidos e solutos vesículas pequenas vesículas endocíticas (< 150 nm) endocitose regulada (fagocitose) por células especiais - fagócitos ingestão de grandes partículas microrganismos, outras células inteiras, restos celulares, vesículas grandes fagossomas (> 250 nm)

10 O caminho dos materiais incorporados é diferente na endocitose o conteúdo das vesículas endocíticas é transferido para organelos intermédios - endossomas daqui ocorre a recuperação específica dos componentes membranares, por exocitose os endossomas fundem-se com lisossomas na fagocitose os fagossomas fundem-se com lisossomas - fagolisossomas nos fagolisossomas ocorre a reciclagem da generalidade dos componentes membranares, por exocitose

11 Consideram-se duas formas de endocitose de fase fluida (pinocitose) substâncias dissolvidas no fluido extracelular mediada por receptores macromoléculas específicas do fluido extracelular as macromoléculas ligam-se a receptores membranares acumulam-se em depressões revestidas por clatrina (±2500/min) os solutos são incorporados em complexos macromolécula-receptor

12 a endocitose mediada permite a concentração selectiva dos materiais a ingerir aumenta a eficácia da ingestão ( 1000 vezes) componentes extracelulares menores são ingeridos em grande quantidade sem grande volume de fluido a regulação (controlo) da ingestão de solutos a acumulação de um dado soluto bloqueia a síntese do receptor específico o bloqueio da via acumulação de colesterol no sangue formação de placas arteroscleróticas nos vasos sanguíneos

13 todos os receptores têm funcionamento análogo uma depressão revestida pode conter até 1000 moléculas receptoras de diferentes tipos Apesar de a maioria dos materiais endocitados acabar nos lisossomas é degradado (hidrolisado) parte é recuperada para vesículas transportadoras, sem passar pelos lisossomas para o mesmo domínio da membrana celular reciclagem para outro domínio transcitose

14 A fagocitose é um tipo particular de endocitose nos protozoários éuma forma de nutrição neutrófilos (no sangue) nos organismos multicelulares a fagocitose é atributo exclusivo de fagócitos profissionais leucócitos defesa contra microrganismos invasores macrófagos (em todos os tecidos) defesa contra invasores limpeza de resíduos celulares (apoptose) e de células inteiras, senescentes ou danificadas

15 em qualquer dos casos é sempre um processo estimulado a activação de receptores membranares gera sinais intracelulares que desencadeiam a resposta fagocitária conhecem-se três grupos de estímulos fagocitários oligossacáridos superficiais de certos microorganismos componentes do sistema complemento anticorpos (imunoglobulinas) o exemplo melhor caracterizado é o mediado por IgG as IgG ligam-se ao microrganismo os receptores membranares dos fagócitos reconhecem a cauda das IgG a ligação dos receptores com as IgG induz a formação de pseudópodes estes envolvem a partícula (zipper) forma-se o fagossoma

16 Lisossomas e digestão o transporte vesicular está intimamente ligado ao processo de digestão intracelular a origem dos lisossomas do aparelho de Golgi é um mecanismo regulado via biossintética os materiais endocitados são, em geral, dirigidos para os lisossomas, onde são decompostos os compostos resultantes da hidrólise lisossomal são, muitas vezes, exteriorizados por exocitose

17 as vesículas hidrolíticas, logo após a sua origem no aparelho de Golgi, dizem-se lisossomas primários logo que se envolvem no processo digestivo consideram-se lisossomas secundários se resultam da fusão com um endossoma ou um fagossoma lisossomas heterofágicos se resultam da fusão com um autofagossoma lisossomas autofágicos

18 ambos os processos digestivos são característicos de um normal funcionamento celular a heterofagia permite a digestão das macromoléculas e partículas ingeridas as hidrolases ácidas decompõem lípidos, carbohidratos, proteínas e nucleótidos nos elementos base utilizados no metabolismo a autofagia promove a destruição de territórios celulares usados ou com deficiências é um processo fundamental de renovação celular os constituintes celulares (e.g., membranas, organelos, proteínas) estão em permanente estado de fluxo (i.e., em constante síntese e degradação) a interrupção do processo provoca doença

19 após a acção lisossomal os produtos da digestão podem ser permeabilizados e subsequentemente utilizados pela célula e.g., lípidos permanecer armazenados no lisossoma vacúolo ou corpo residual ou ser expelidos da célula por exocitose (sobretudo os resíduos não aproveitados, i.e., detritos)