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HISTOLOGIA E EMBRIOLOGIA M.V. BRUNO CABRAL PIRES UNIVERSIDADE ESTÁCIO DE SÁ BCABRALPIRES@GMAIL.COM SITUAÇÃO PROBLEMA "O que aconteceria se qualquer substância pudesse penetrar em uma célula animal? Por que isso não acontece?" COMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULA Proteínas Dupla Camada fosfolipideos Membrana Celular Plasmalema Película delgada (≈7,5 nm de espessura) PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Assimetria dos lipídeos na bicamada Composição diferente dos lipídios nas duas camadas: ✓ Folheto externo: Fosfatidilcolina e Esfingomielina ✓ Folheto interno: Fosfatidilserina, fosfatidilinositol e fosfatidiletalonamina PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Assimetria das proteínas na bicamada Distribuição diferente entre as 2 camadas: proteínas integrais e periféricas PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Fluidez das membranas = capacidade de movimentação dos diferentes componentes. Ambiente aquoso tanto no meio extra quanto no intracelular favorece a permanência dos lipídeos na membrana Movimentação no plano da membrana Movimentos laterais e rotacionais PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA MOSAICO FLUIDO Proteínas X Mosaico Fluido • Interação entre proteínas (se difundem pela bicamada) • Impulsionadas pelo citoesqueleto = deslizam PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA MOSAICO FLUIDO PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA Fatores que podem interferir na fluidez da membrana - Fluidez é dada pelas características lipídicas 1. Presença ou não de insaturações nas cadeias dos ácidos graxos 2. Tamanhos das cadeias carbônicas de ácidos carbônicos 3. Temperatura 4. Moléculas interpostas na bicamada lipídica 5. Dieta alimentar PROPRIEDADES DA MEMBRANA PLASMÁTICA ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA RECEPTORES: Proteínas Receptoras – geralmente ptns integrais Grande variedade de moléculas participam da sinalização celular Ligantes: Polipeptídios, pequenas moléculas polares - Não são lipossolúveis e não atravessam a camada de lipídios = INTERAÇÃO com proteínas da membrana ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA Manutenção da constância intracelular = importante função da membrana plasmática. Troca constante de água entre a célula e o meio externo através da osmose. OSMOSE - Difusão de água através da membrana de acordo com gradiente de concentração (do meio menos concentrado para o mais concentrado, até atingir um equilíbrio). ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA OSMOSE Meio Isotônico: célula e ambiente em isotonia: concentração de soluto = do solvente – homeostase (equilíbrio) Meio Hipertônico: concentração de soluto é maior que a de solvente. Meio Hipotônico: concentração de soluto menor que de solvente ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA PERMEABILIDADE DA MEMBRANA PLASMÁTICA = SELETIVA Impermeável a moléculas polares, moléculas apolares grandes e íons Barreira que permite que a célula mantenha diferentes concnetrações de soluto no citoplasma em relação ao fluido extracelular H2O = molécula polar pequena; baixa massa molecular - atravessa a membrana ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA PROTEÍNAS - exercem atividades de diferentes maneiras. PROTEÍNAS TRANSPORTADORAS DE MEMBRANA: Atravessam a bicamada lipídica = passagem de diferentes moléculas (Pequenas moléculas polares: açúcares, aminoácidos, nucleotídeos, metabólitos. ◦ Proteínas de canais: Espaços hidrofílicos = canais para deslocamento de íons e moléculas. Sem ligação do soluto com as proteínas que os compõem – TRANSPORTE RÁPIDO, PROPORCIONAL À CONCENTRAÇÃO DE SOLUTO ◦ Proteínas carreadoras ou Permeases: interagem com moléculas solúveis ocorrendo alterações estruturais nas proteínas. Alterações que permitem o deslocamento dos solutos através da membrana ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ◦ A FAVOR DO GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO = SEM GASTO DE ENERGIA ◦ CONTRA O GRADIENTE DE CONCENTRAÇÃO = GASTO DE ENERGIA ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA TRANSPORTE ATIVO DA MEMBRANA CELULAR Em condições normais, a concentração de Na+ é mais baixa dentro da célula do que no ambiente extracelular. Nessa situação, naturalmente, o Na+ entra na célula e o K+ sai da célula, por difusão. Isso porque os solutos tendem a se manter em equilíbrios de concentração. https://www.todamateria.com.br/difusao-simples/ ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA TRANSPORTE ATIVO DA MEMBRANA CELULAR Para realizar o seu metabolismo, a célula precisa manter as diferenças de concentração entre os dois íons. Isso quer dizer que o Na+ precisa se manter em baixa concentração dentro da célula e o K+ em alta concentração. Para isso, a célula precisa de proteínas transmembranas específicas e uso de energia As proteínas transmembranas expulsam o Na+ que entra na célula e buscam o K+ que sai da célula. OCORRE GASTO DE ENERGIA ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA ATIVIDADE FUNCIONAL DA MEMBRANA PLASMÁTICA Transporte de grandes quantidades e/ou moléculas grandes Macromoléculas e partículas maiores – entrada ou saída em blocos = processos que envolvem modificações visíveis na membrana plasmática – OCORRE GASTO DE ENERGIA. Endocitose = entrada de macromoléculas com modificações na membrana Exocitose = saída de macromoléculas com modificações na membrana ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA Estruturas associadas a membrana que desempenham diversas funções para a célula – principalmente do tecido epitelial Pólo apical: cavidade (lúmen) ou superfície Pólo basal: tecido conjuntivo (elementos especializados que compõem a MEMBRANA BASAL). Função: melhorar a eficiência de suas interações com a superfície luminal e/ou com o tecido conjuntivo, locomoção. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA Borda Apical, Livre ou Luminal Estruturas para aumentar a superfície ou movimentar partículas: ▪ Microvilos ▪ Estereocílios ▪ Cílios e Flagelos ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA ▪ MICROVILOSIDADES - número variável de projeções da superfície em forma de dedo de luva. Função de absorção; células epitélio intestinal e dos túbulos contorcidos do rim. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA ESTEREOCÍLIOS - Imóveis. Longos prolongamentos citoplasmáticos que podem se anastomosar entre si. Possuem função de absorção, secreção e sensorial. Células de revestimento do epidídimo e canal deferente, pavilhão auricular interno. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA CÍLIOS - Formações cilíndricas; revestidas de membrana celular. 2 pares de microtúbulos no centro isolados 9 pares de microtúbulos fundidos 2 a 2 na periferia Movimento ciliar é coordenado = corrente de fluido em uma só direção na superfície celular. Encontrados no trato respiratório. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA FLAGELOS - Presente nos espermatozoides; similares aos cílios. Muito longos. ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA Borda Lateral e Borda Basal Junções celulares ◦ Complexos unitivos – células unidas ◦ Interação entre células vizinhas e com componentes da matriz celular ◦ Bem desenvolvidas no epitélio de revestimento. ◦ Funções de Adesão, Vedação ou Comunicação ESPECIALIZAÇÕES DA MEMBRANA Borda Lateral No epitélio de revestimento simples COMPLEXO UNITIVO = Junção de oclusão + junção de adesão + desmossomo Junções Comunicantes Junções GAP Borda basal - Hemidesmossomos SINALIZAÇÃO CELULAR Interação Substâncias sinalizadoras X Receptor Substâncias Hidrossolúveis X Substâncias Lipossolúveis O CITOPLASMA O CITOPLASMA Organização estrutural complexa Água compõe parte do citoplasma UNIÃO DE ORGANELAS + CITOSOL O CITOPLASMA CITOSOL Organelas citoplasmáticas: pequenos “órgãos” = funções específicas para o metabolismo da célula; Citoesqueleto: conjunto de elementos que participam da integridade estrutural das células e de processos dinâmicos (aquisição da forma; movimentação celular; transporte de organelas e de outras estruturas citoplasmáticas. O CITOPLASMA CITOESQUELETO ❑ Sistema integrado de filamentos constituídosde proteínas ❑ Distingue células eucarióticas das células procarióticas ❑ Presente em todas as células eucarióticas (quantidade e distribuição variam nos diferentes tipos celulares) ❑ 3 tipos de filamentos: 1. Microtúbulos = TUBULINA 2. Microfilamentos = ACTINA 3. Filamentos intermediários = diferentes classes ptns Número variável de proteínas acessórias associadas a cada tipo, modula a estrutura e função dos filamentos principais O CITOPLASMA Filamentos de Actina ou microfilamentos ✓ compostos pela proteína ACTINA ✓ Espessura ≈ 8nm ✓ Formam diversas estruturas ✓ Distribuídos por todo citoplasma ✓ Maior concentração abaixo da membrana plasmática O CITOPLASMA Filamentos intermediários ✓ Composição variável – proteínas fibrosas com características semelhantes ✓ Espessura ≈ 10 nm ✓ Lâmina nuclear, junções intercelulares ✓ Distribuídos por toda a célula; maior resistência a estresses mecânicos O CITOPLASMA Microfilamentos ✓ Composto pela TUBULINA ✓ Estruturas cilíndricas longas ✓ Espessura ≈ 24 nm ✓ Distribuição variável; irradiam de um dos centros de organização dos microtúbulos, os centrossomos. O CITOPLASMA Centríolos ❖ Par de cilindros ocos constituídos por microtúbulos. ❖ Participam da divisão celular – formação do fuso mitótico para separação dos cromossomos em lados opostos da célula. ❖ Originam os cílios e flagelos – estruturas móveis: Protozoários, gametas masculinos, células da traqueia O CITOPLASMA ORGANELAS RIBOSSOMOS o Partículas pequenas o Compostos por proteínas e RNA ribossômico (rRNA) o Grânulos especializados na produção de proteínas o Livres no citosol ou aderidos à membrana do Retículo Endoplasmático Rugoso o Única organela presente também nas células procarióticas O CITOPLASMA ORGANELAS RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO Rede de tubos e bolsas membranosas interligados – maior sistema de membranas da célula ➢ Retículo Endoplasmático Rugoso ou Granuloso: apresenta ribossomos aderidos a sua membrana ➢ Retículo Endoplasmático Liso ou Não Granuloso: ausência de ribossomos O CITOPLASMA ORGANELAS RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO • Ribossomos aderidos atuam na síntese de proteínas destinadas à exportação • Produz enzimas que digerem os alimentos consumidos na dieta (RER de glândulas) sendo liberadas na cavidade do tubo digestório • Produz proteínas estruturais das biomembranas e enzimas lisossômicas (digestão intracelular) • Células secretoras O CITOPLASMA ORGANELAS RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO Síntese de lipídios (ácidos graxos, fosfolipídios e esteroides); • Células hepáticas – inativação de substâncias tóxicas (medicamentos, sedativos, álcool e drogas) • Produção de hormônios sexuais - estradiol, progesterona e testosterona • Células musculares – armazenamento de Ca+ (contração muscular) O CITOPLASMA ORGANELAS COMPLEXO DE GOLGI Cisternas membranosas achatadas e empilhadas. Responsável pela secreção celular: ◦ Recebe proteínas e lipídios produzidas no RE ◦ Empacotamento em vesículas e modificações químicas ◦ Liberação para o citoplasma ou para fora da célula Enzimas do tubo digestório, substâncias mucosas do trato respiratório e hormônios; Síntese de carboidratos; produção de lisossomos) O CITOPLASMA ORGANELAS LISOSSOMOS ➢ Vesículas membranosas produzidas pelo Complexo de Golgi; relacionados a ingestão e degradação de substâncias, realizam a digestão intracelular – Contem enzimas digestivas = (sintetizadas e segregadas no RER); ✓ Nucleases – digerem ácidos nucleicos (DNA e RNA) ✓ Proteases – digerem proteínas ✓ Lipases ➢ pH ácido ➢ Realizam a remoção de componentes celulares O CITOPLASMA ORGANELAS LISOSSOMOS Função autofágica (Autofagia) Digerem partes desgastadas da própria célula (renovação de organelas) ou destruição celular (APOPTOSE) Função heterofágica Digestão de materiais de fagocitose ou pinocitose (fagossomos e pinossomos) O CITOPLASMA ORGANELAS PEROXISSOMOS Organelas esféricas e membranosas que contêm enzimas: ➢ Oxidases – utilizam O2 e oxidam substâncias orgânicas = formam H2O2 (peróxido de hidrogênio – tóxico para as células) ➢ Catalases – transformam H2O2 em H2O + O2 Oxidam ácidos graxos para serem utilizados na respiração celular e na síntese de outros compostos ❖ Abundantes nas células do fígado e rins – desintoxicação celular (oxidam substâncias tóxicas absorvidas do sangue, transformando-as em produtos inativos) No fígado: síntese de ácidos biliares e colesterol O CITOPLASMA ORGANELAS MITOCÔNDRIAS Organelas em forma esférica ou de bastonete, delimitadas por duas membranas lipoproteicas ▪ Membrana externa: permeável e lisa = forma da mitocôndria; porina (ptn de transporte) ▪ Membrana interna: pouco permeável; pregueada – forma projeções para o interior da organela = Cristas Mitocondriais ▪ Espaço intermembranoso ▪ Matriz mitocondrial: limitado pela membrana interna O CITOPLASMA ORGANELAS MITOCÔNDRIAS ▪ Entre as cristas = Matriz amorfa = DNA e RNA; rica em proteínas ▪ Capacidade de autoduplicação; tem origem materna – mitocôndrias dos gametas masculinos são degeneradas após a fecundação ▪ Constituída por proteínas e lipídios O CITOPLASMA ORGANELAS MITOCÔNDRIAS ▪ Locais do citoplasma em que o gasto de energia é mais intenso (pólo apical de células ciliadas, base dos sptz) ▪ Produção de energia para a célula – respiração aeróbia (presença de O2) ▪ Realizam fosforilação oxidativa e síntese de lipídeos. ▪ Produção de energia (ATP) = catabolismo de nutrientes. Carboidratos, Aminoácidos e Ácidos Graxos ▪ Glicose proveniente dos carboidratos = principal fonte de energia O CITOPLASMA O NÚCLEO CELULAR Estrutura encontrada apenas em células eucariontes, geralmente arredondada ou alongada (depende do tipo celular) – centro de controle das atividades celulares. Envolto por um sistema de dupla camada fosfolipídica (semelhante à membrana plasmática) - CARIOTECA Na carioteca, ocorre o controle de entrada e saída de substâncias através de poros nessa membrana O NÚCLEO CELULAR O nucléolo é uma formações arredondada, densas e formadas por RNA ribossômico e proteínas. Sua função principal é garantir a produção adequada de ribossomos, organelas relacionadas com a síntese de proteínas para a célula. Ainda dentro do nucleoplasma encontramos a CROMATINA, que é o material genético na forma de DNA condensado. A cromatina pode ser encontrada na forma de heterocromatina ou eucromatina. OBRIGADO