Ciclo I - Módulo I - Citologia

CITOLOGIA

É o estudo da célula.

Morfologia: é o estudo da forma.

Função: papel que vai exercer.

CELULA

É a menor unidade morfofuncional (funcional e estrutural0 dos seres vivos.

Tipos de Células:

Células Procariontes: não contém núcleo estruturado (bactérias e algas marinhas)

Células Eucariontes: contém núcleo estruturado.

Diferenciação celular:

É um processo de especialização que ocorre a partir da nona semana de desenvolvimento. São alterações químicas, morfológicas e funcionais que ocorrem na diferenciação celular. Esse processo se inicia a partir do oitavo dia de desenvolvimento e finaliza na nona semana de gestação. Até a oitava semana de gestação a célula é indiferenciada e exerce as funções de respiração, catabolismo e metabolismo. A partir da nona semana de gestação as células são diferenciadas com funções diferentes (ex: neurônios, célula muscular).

Constituição da Célula:

Citoplasma: membrana plasmática (separa o meio intracelular do meio extracelular), organelas (mitocôndria, retículo endoplasmático rugoso e liso, complexo de golgi e lisossomo), matriz mitocondrial ou citosol (organiza o meio intracelular).

Núcleo: carioteca (envoltório nuclear), cromatina (filamentos de DNA), nucléolo (sintetiza o RNA), nucleoplasma (sintetiza os ribossomos e organiza os componentes dentro da célula)

Com exceção das hemácias que não tem núcleo (com o núcleo ela não seria capaz de transportar oxigênio).

Composição química da célula:

Inorgânica: 75 a 85% de água e 2 a 3% de sais minerais

Orgânicas: ácidos nucléicos, proteínas, monossacarídeos (açucar e carboidrato) e lipídeos.

Carioteca = envoltório

Nucleoplasma = organiza

MEMBRANA PLASMÁTICA

Composição química:

1 - Proteínas Intrínsecas ou Integrais: estão diretamente incorporadas na estrutura da membrana. Só podem ser extraídas após a destruição da estrutura da membrana, algumas atravessam inteiramente a membrana.

2 - Fosfolipídeos

3 - Proteínas Extrínsecas ou Periféricas: estão apenas fracamente associada a membrana, pode facilmente serem extraídas, podem ser chamadas também de periféricos.

Lipoproteína = lipídeos e proteínas

Mosaico = proteínas

Fluído = lipídeos (maleável)

São 2 camadas de lipídeos e 1 camada de proteína.

Funções da Membrana Plasmática:

- mantém o equilíbrio;

- separa o meio intracelular do extracelular;

- permeabilidade seletiva (semipermeabilidade): permite ou impede a entrada de substâncias;

- reconhecimento celular: reconhece os sinais de outras células. Por ex: sinaliza que está morrendo e que a outra célula precisa proliferar para surgir uma nova célula;

- separação do meio intracelular e do meio extracelular.

Mecanismos de Passagem de Substâncias pela Membrana Plasmática

Existem 2 mecanismos

1 - Transporte de Substâncias:

Passivo: não há gasto de energia. A célula fica passiva, não precisa se preocupar. Passa do mais concentrado para o meio menos concentrado. A favor do gradiente de concentração.

Facilitado: não há gasto de energia. A proteína apenas muda de posição. As proteínas facilitam as passagens de substâncias. É facilitado tanto para sair como para entrar. Pode ocorrer tanto do meio menos concentrado para o mais concentrado como do meio mais concentrado para o menos concentrado. A proteína transportadora facilita a passagem de substâncias.

Ativo: há gasto de energia. A célula participa. Passa do meio menos concentrado para o mais concentrado. Contra o gradiente de concentração. A célula tem que ser ativa porque ninguém vai facilitar. Quando sai é contra o gradiente de concentração e por isso há gasto de energia.

Moléculas de baixo peso molecular

- não há modificação morfológica da membrana plasmática

Observações:

Passivo: dá-se de acordo com um gradiente de concentração

Ativo: dá-se e sentido contrário ao gradiente de concentração

2 - Fluxo de Substâncias:

2.1 - Endocitose: passagem de substâncias para dentro da célula.

Entrada de macromoléculas. Entrada de substâncias.

Sempre terá perda de membrana plasmática para envolver a macromolécula.

Pinocitose: entrada de macromoléculas líquidas

Fagocitose: entrada de macromoléculas sólidas

Pseudópodes ou Pseudópodos = falsos pés.

2.2 - Exocitose: saída de substâncias.

Sempre terá modificação da membrana plasmática - ganho de membrana plasmática.

A membrana se adere a membrana plasmática e só sai a macromolécula.

Moléculas de alto peso molecular
- há modificação na morfologia da membrana plasmática

Exemplo de questionamento:

- Qual é o mecanismo utilizado para uma macromolécula? Fluxo

- Que tipo de fluxo? Fluxo de Substâncias

- Qual o subtipo permite a entrada de substâncias? Endocitose

- Quem permite a entrada de substâncias líquidas? Pinocitose

- Qual a modificação que sempre ocorre na endocitose? Perda de membrana plasmática para envolver a substância.

Observação:

Entrada de substância: perda de membrana plasmática

Saída de substância: ganho de membrana plasmática

Especializações da membrana plasmática:

Na maioria dos tecidos, as células se prendem umas às outras através de modificações de suas membranas, conhecidas coletivamente como junções celulares. Muitas vezes, a função principal dessas estruturas é apenas a aderência entre as células, como acontece com os desmossomos; outras vezes, seu papel é vedar o espaço intercelular, impedindo o trânsito molecular extracelular de tal modo que a passagem tem que ser feita por via intracelular e, portanto, sob o controle das próprias células. A especialização da membrana para constituir essa estrutura de vedação chama-se zônula oclusiva ou zônula de oclusão. Há também, em alguns locais, modificações das membranas de céluloas adjacentes para permitir a passagem de uma célula para a outra, de íons e moléculas pequenas, que transferem informações através desses sinais químicos, integrando a atividade de conjuntos celulares. Esses conjuntos apresentam acentuada unidade funcional, porque todas as células respondem aos estímulos (hormonais, nervosos) recebidos, mesmo que esses estímulos sejam captados por apenas algumas células do conjunto.

- Zônula de oclusão: impede a penetração de substâncias entre as células.

É uma estrutura em torno da porção apical de curtas células epiteliais adjacentes que cria uma barreira, vedando o espaço intercelular, evitando a passagem de íons e moléculas entre as células

Função: funciona como barreira à entrada de macromoléculas entre células vizinhas. Impede a penetração de substâncias.

Junção entre as camadas mais externas das membranas de células adjacentes

Barreira protetora para impedir a entrada de substâncias nocivas.
As células são adjacentes (lado a lado)
Justaposição (ou sobreposição) das membranas laterais. Estão na mesma posição.
A zona de oclusão sempre ocorre na parte apical.

- Zônula de adesão, desmossomas e hemidesmossomas. Em certos epitélios de revestimento, circunda a parte apical da célula, como um cinto contínuo. Além da forma de cinto pode ocorrer também na forma circular ou oval como as desmossomas. Na altura da junção aderente existe deposição de material amorfo na face citoplasmática de cada membrana celular formando placas, onde se inserem microfilamentos de actina que fazem parte do citoesqueleto e são contráteis. Geralmente, as junções aderentes se localizam imediatamente abaixo das zônulas oclusivas. Permite a união das células, justa próximas, proximidade das células. Células vizinhas estão firmemente unidas por uma substância intercelular adesiva, mas suas membranas não passam a se tocar. Com o acúmulo de material no qual se inserem microfilamentos de actina.

Bolsa com material;
Filamentos protéicos de actina;
Uma bolsa que no interior possui um material eletro denso e na superfície externa tem filamentos protéicos de actina.

- Gap junctions ou junções comunicantes. Trata-se de uma estrutura para estabelecer comunicação entre as células. Cada junção, geralmente circular, é constituída por conjunto de tubos proteicos paralelos que atravessam as membranas das duas células. Através dessas conexões passam nucleotídeos, aminoácidos, íons de uma célula para outra. Macromoléculas, porém, não conseguem atravessar as conexões. Espaço entre as células para permitir a comunicação entre as células. Permite a passagem de uma célula para a outra.

- Interdigitações. Dobras entre as células. Aumenta a superfície de contato entre as células. Ficam mais próximas. Dobras entre as células adjacentes: faz com que as céllulas fiquem mais próximas.

Desmossomo ou Mácula de adesão: a própria membrana forma um emaranhado (células adjacentes) Hemidesmossomos: células subjacentes localizados no polo basal.

Membrana plasmática ao redor da célula:
Parte de cima da célula (parte apical)
Parte de baixo da célula (parte basal)
do lado da célula (membrana lateral)

Sinalização ou Comunicação Celular:

Proteínas receptoras é a parte da membrana plasmática que reconhece os sinais.

Moléculas sinalizadoras: nome dos sinais (hormônios, mediadores químicos e etc...)

Tipos de sinais:

- migração

- apoptose

- diferenciação

- divisão

Os mensageiros químicos influenciam o metabolismo, a multiplicação celular, a secreção, a fagocitose, a contração, a produção de anticorpos e muitas outras atividades celulares. Quase todas as funções celulares são reguladas pela troca de sinais químicos entre elas.

M. Sinalizadoras (os sinais):

1 - Hidrofóbicas (apolar): aversão a água = insolúveis a água e solúveis a lipídeos.

Ativam os receptores no interior da membrana plasmática.

2 - Hidrofílicas (polar): solúveis em água.

Portanto, moléculas de sinalização que são solúveis em água usualmente medeiam respostas de curta duração, enquanto moléculas de sinalização que não são solúveis em água medeiam respostas bem mais longas. Todas as moléculas hidrofílicas e as prostaglandinas efetuam sua resposta celular por se ligarem a receptores proteicos específicos localizados na membrana da célula-alvo. Estes receptores se ligam a moléculas sinalizadoras com grande afinidade e transduzem o sinal em sinais intracelulares que afetam o desenvolvimento celular.

Comunicação (sinalização):

- Endócrina (hormônios): células distantes;

Essa comunicação só é possível se liberar o hormônio na corrente sanguínea.

Ocorre quando substâncias chamadas hormônios são secretadas por células e viajam através da corrente sanguinea até células-alvo.

- Parácrina: células próximas. Duas células se comunicam. A célula secreta mediadores químicos locais que ajem somente em células vizinhas.

- Autócrina: células próximas. A própria célula libera molécula sinalizadora e ela mesma recebe o sinal e ela mesma responde.

- Sináptica: entre os neurônios. Os neurônios liberam uma substância química chamada neurotransmissor.

Ocorre quando moléculas são liberadas de vesículas em junções neuronais chamadas sinapses.

Todas essas sustâncias químicas se ligam a receptores de dentro ou de fora da célula alvo iniciando a resposta celular.

Sinalização celular:

1 - 0 sinal (molécula sinalizadora) interage com um receptor (que está na membrana).

2 - o receptor ativa mecanismos celulares, produzindo um segundo sinal ou uma mudança na atividade de uma proteína celular.

3 - a atividade metabólica da célula alvo se altera.

4 - o evento de tradução cessa e a célula retorna ao seu estado pré-estímulo.

Quais são os mediadores hidrofóbicos?

Quais são os mediadores hidrofílicos?

MITOCONDRIAS

Morfologia:

membrana externa (lisa)

membrana interna (dobras - crista)

Funções:

acúmulo de ATP

reserva de energia

atividade celular

Responsável pela produção e armazenamento de energia.

Respiração celular

A maior parte da respiração celular (produção de energia) ocorre na mitocôndria.

Quem quebra o ATP? ATPase (enzima que quebra o ATP em ADP, radical fosfato)

ATP = adenosina trifosfato

ADP = adenosina difosfato

Componentes:

membrana interna

membrana externa

cristas mitocondriais

matriz mitocondrial (DNA, RNA, proteínas, enzimas). Possui um material genético mitocondrial (DNA (é circular), RNA mitocondrial).

Produção de energia (respiração celular)

Etapas:

- Glicólise (citoplasma) - anaeróbica. Citosol ou Matriz citoplasmática

- Ciclo de Krebs (matriz mitocondrial)

- Cadeia respiratória (cristas mitocondriais)

Respiração celular (aeróbia) = mitocôndria.

Depende de oxigênio.

A matriz mitocondrial fica entre a membrana interna. A produção de ATP é 18x menor na glicólise do que nos outros processos.

Libera oxigênio ou energia - transporte ativo. Por que?

SINTESE E SECREÇÃO CELULAR

Organelas que participam da síntese:

- Ribossomas;

- Retículo Endoplasmático;

- Complexo de Golgi.

RIBOSSOMAS

Síntese de Proteínas

Ribossomos livres = citoesqueleto (esqueleto da célula - sustenta a célula e é composto de proteínas).

Livres: citosol --> proteínas citoplasmáticas, proteínas do citoesqueleto, mitocondrias e do núcleo.

Ribossomos aderidos = fica aderido na parte externa do Retículo Endoplasmático Rugoso. Os ribossomos que ficam aderidos na superfície externa do retículo endoplasmático chama-se granular ou rugoso.

Aderidos: R E rugoso --> proteínas de exportação, proteínas do retículo e complexo de golgi, proteínas da membrana e proteínas lisossômicas.

RNA Ribossômico ou RNA Ribossomal e proteínas constituem os ribossomos.

Polirribossomas ou polissomas --> varios ribossomos associados ou seja, na superfície externa do R E Rugoso tenho polirribossomas.

Componente que permite a associação de vários ribossomos --> RNA mensageiro (transmite as mensagens para unir os ribossomos).

- Associação de ribossomas com RNAm (RNA mensageiro);

- Polissomo;

- Função: síntese protéica

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO

Consiste em uma rede membranosa que se estende pelo citoplasma organizada em cisternas e vesículas.

Vesícula = uma bolsa membranosa

Cisternas = uma bolsa membranosa maior que a vesícula e em formato achatado.
Morfologia: rede vesículas

Funções: síntese, conjugação e modificação de moléculas.

Tipos:

Rugoso (proteínas) ou Granular: síntese, conjugação e modificação de proteínas. Possui grânulos que são os ribossomos aderidos à sua superfície.

Liso (lipídeos): síntese, conjugação e modificação de lipídeos. Não contém ribossomos aderidos.

RETICULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO

Presença de ribossomas aderidos;

Funções: tradução ou síntese de proteínas, glicosilação inicial (adição de açucares iniciais), proteólise do sinal (feita pela enzima peptidase sinalizadora).

Teoria do Sinal: teoria que explica a síntese protéica dentro da cisterna do R E Rugoso

Quais proteínas são sintetizadas quando os ribossomos estão livres e quais são quando estão aderidos a superfície externa?

O ribossomo le a molécula de RNA mensageiro e vai adicionando aminoácidos, formando então a proteína de acordo com o RNA mensageiro.

Quando a proteína tiver uma sequencia sinal - indica então que a proteína deve ser enviada para o RER ou REG se ligando então a partículas receptoras de sinal na membrana do REG.

RETICULO ENDOPLASMATICO LISO

Semelhante ao rugoso, sem ribossomas.

Funções: síntese (triglicerideos, hormônios esteróides e fosfolípides), controla a liberação de CALCIO para a contração muscular e participa do metabolismo do glicogênio hepático.

Controla o metabolismo do glicogênio.

Controla a entrada e saída de íon cálcio nas celulas musculares (retículo sarcoplasmático)

SRP - Partícula Reconhecedora do Sinal

O ribossomo muda do estágio livre para aderido na superfície externa através da SRP.

COMPLEXO DE GOLGI

Conjunto de cisternas e vesículas localizadas próximo do REG.

Responsável pela modificação / processamento, empacotamento e direcionamento de proteínas aos seus devidos destinos. Responsável pela secreção celular e pela produção dos lisossomos.

Conjunto de vesículas separadas

Morfologia: 2 faces - CIS e TRANS

Organelas polarizadas - faces diferentes

Côncavo (libera) - TRANS

Convexo (recebe) - CIS

Funções: segrega, concentra e dá acabamento nas moléculas secretadas pelos RE(s). Ou seja, recebe e libera as moléculas sintetizadas pelo RE.

A mesma quantidade que tenho de RE tenho de Complexo de Golgi.

LISOSSOMOS

Morfologia: vesículas (enzimas hidrolíticas)

Funções: digestão intracelular e renovação de organelas

Lisossomo Primário: está apto a exercer a sua função mas não exerce

Lisossomo Secundário: exerce a função

Relação Funcional:

O RER através dos ribossomos ou granular sintetiza a proteína, as proteínas são encaminhadas ao CG e estão aptas a realizar sua função como enzima.

Enzimas hidrolíticas ou Digestivas: fazem a digestão do meio intracelular. A limpeza.

Toda enzima é uma proteína. Foram produzidas pelo RER e depois passou pelo complexo de golgi para então depois fazer a sua função.

FAGOSSOMO

Material englobado fundido ao lisossomo para ocorrer a digestão intracelular.

DIGESTÃO INTRACELULAR

Corpo Residual: material resistente ao processo de digestão celular. Ex: grânulos de lipofuscina (coloração / gordura).

Autofagia: degradação de porções do citoplasma e organelas através de enzimas lisossômicas = autofagossoma. Possibilita a eliminação de substâncias.As vesículas de endocitose podem-se fundir com lisossomos, organelas ricas em enzimas digestivas, que atacam as macromoléculas introduzidas nas células. Outra função dos lisossomos é digerir, nos autofagossomos, partes da células que perderam o significado funcional. Algumas vezes, as enzimas lisossômicas são secretadas e vão digerir macromoléculas da matriz extracelular.

A mesma quantidade que tenho de RER tenho de CG.

CITOESQUELETO

Constituição: filamentos protéicos. São constituídos de proteínas.

Componentes: microtúbulos, proteínas motoras, microfilamentos, filamentos grossos e filamentos intermediários.

Funções: suporte, morfologia, movimento celular e deslocamento intracelular. Movimentos celulares, suporte e sustentação das células, deslocamento intracelular.

Determinados componentes dos citoesquelétos fazem os movimentos celulares (ex: espermatozóides).

Para que as células consigam ter o seu formato e para dar suporte e sustentação a essa forma é que precisa do citoesqueleto.

1 - MICROTÚBULOS

Podem ser fixos ou transitórios.

O microtúbulo é formado por proteínas.

Funções: estabilidade e mobilidade.

Polimerização (montagem): regulada pela concentração de ÍONS CÁLCIO e pelas MAPS (Proteínas responsáveis pela formação dos microtúbulos).

Polimerização da união dos microtúbulos: os microtúbulos formam um conjunto de microtúbulos. O íon cálcio e várias proteínas (MAPS) são responsáveis pela união dos microtúbulos, permitem a junção e organização delas. Túbulos pequenos que constituem os citoesqueletos. Ele sempre vai estar unido, nunca estará sozinho.

Tubulina = proteína.

Os microtúbulos são formados por dímero de tubulina (alfa e beta)

beta monomero de tubulina (azul)

alfa monomero de tubulina (amarelada)

Os componentes formados pela união dos microtúbulos são:

1.1 - Microtúbulos Fixos = 9 conjuntos

Sempre terá e sempre forma 9 conjuntos

- centríolos(3): 9 conjuntos de trincas

- cílios(2): 9 conjuntos de duplas

- flagelos(2): 9 conjuntos de duplas: nos cílios e flagelos sempre tem 1 par a mais de microtúbulos no centro.

Nos cílios tem maior quantidade de tubulina alfa (amarelada)

Nos flagelos tem maior quantidade de tubulina beta (azul)

Os centríolos ficam em movimento (deslocamento) para organização da divisão celular para renovação das células.

Os cílios não estão presentes em todas as células. Especialização da membrana plasmática. A partir do momento que as células possuem funções específicas, possuem componentes específicos. Os cílios eliminam substâncias nocivas no sistema respiratório (250 cílios por célula). Os cílios é uma proteção que as células da traquéia adquiriram durante a diferenciação celular. Os cílios também existem nas células que revestem a tuba uterina.

Os flagelos se encontram apenas nas caudas dos espermatozóides. Permite a movimentação para o espermatozóide fecundar o óvulo. Sempre para formar um flagelo é necessário o microtúbulo.

1.2 - Microtúbulos transitórios (vida curta): aparecem em alguns momentos do ciclo de vida das células em apenas algumas fases.

Fuso mitótico é microtúbulos transitórios. Fuso mitótico: só aparecem em algumas fases da divisão celular (mitose). Durante a separação dos centríolos, deslocamentos dos centríolos, para as extremidades.

2 - Microfilamentos (ACTINA)

Também é uma proteína.

Microfilamentos ou filamentos finos.

Associa-se a vários tipos de proteínas.

Funções: estabilidade e movimento (quando associada com miosina). Também é responsável pela morfologia das células: dá sustentação e suporte para as células através da estabilidade que a ACTINA dá.

3 - Filamentos Intermediários

Permite estabilidade para as células.

Diâmetro intermediário entre filamentos de ACTINA (mais fino) e MIOSINA (mais grosso).

Mais abundante em células que sofrem atrito (Epiderme - camada mais externa da pele).

Função: estabilidade

Não é nem muito fino e nem muito grosso.

Em raras exceções a ACTINA pode estar sozinha mas na maioria das vezes está associada.

A contração muscular ocorre se tiver a associação da ACTINA com MIOSINA. A ACTINA sempre se associa com outra proteína.

4 - Filamentos Grossos (MIOSINA)

Somente tem função quando está associada a ACTINA: contração muscular.

Função: contração, motilidade (movimentação através da contração).

Filamentos grossos

5 - Proteínas Motoras

Possibilitam o deslocamento de substâncias e é formada por dois componentes: Dineína e Cinesina

Função: motilidade (centrífuga e centrípeta)

Possuem componentes: adaptador e motor.

O componente motor tem a função de mobilidade (transportar a proteína).

CITOPLASMA

Separa e organiza os componentes do meio intracelular.

Matriz Citoplasmática: hialoplasma ou substância fundamental.

Enzimas + metabólicos + íons + água

Citosol

Referência:

JUNQUEIRA, L.C. & CARNEIRO, J. Histologia Básica.