Lisossomos e Endossomos

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Leonardo Vinícius Ribeiro Moreira 
BBPM I - Biologia Celular 
 
Lisossomos e Endossomos 
O sistema de endomembranas é 
responsável pela síntese, destinação e 
degradação de macromoléculas. 
A degradação de macromoléculas fica 
por conta do sistema endossômico 
lisossômico. 
 
São organelas com características 
morfológicas e dimensões variáveis. São 
delimitados por membrana, com proteínas 
altamente glicosiladas, proporcionando 
proteção. 
Além disso, possui hidrolases ácidas em seu 
lúmen (40 tipos) como proteases, 
nucleases, glicosidases, lipases, 
fosfolipases, fosfatases, sulfatases, etc.) 
Estão presentes em todas as células 
animais e tem atividade ótima em pH 
ácido (entre 4,5 e 5). 
Sua principal função é a digestão celular, 
eliminando organelas e moléculas 
citoplasmáticas, degradando material 
oriundo de endocitose e autofagia 
(moléculas, outras células e 
microrganismos). 
As hidrolases ácidas fazem disgestão de 
proteínas, lipídeos, ácidos nucleicos e 
oligossacarídeos. 
Toda enzima hidrolítica enviada ao 
lisossomo possui um fosfato adicionado 
pelo Golgi em uma manose (M6P: manose-
6-fosfato). 
 
Ocorre primeiro a adição do fosfato na 
manose formando M6P, na rede CIS do 
Golgi. Logo depois, a M6P na enzima 
lisossomal é reconhecida por receptores 
de M6P na rede TRANS do Golgi, de onde 
brotam vesículas (pH 6,5 a 6,7) contendo 
enzimas marcadas com M6P (participação 
de clatrinas). 
Ao fundir com um endossoma tardio 
(lisossomo imaturo) a manose-6-fostato se 
separa do receptor por conta do ambiente 
ácido (pH 5,5 a 6,0) e, além disso, o lúmen 
do endossoma possui enzimas fosfatases 
que vão degradar o fosfato, impedindo a 
conexão com os receptores. 
No endossoma tardio, por conta do seu 
ambiente ácido, ocorre a dissociação da 
hidrolase ácida se seu receptor. As 
fosfatases lisossomais removem o fosfato 
da manose (perda de afinidade com o 
receptor). Além disso, ocorre a 
reocupação do receptor de M6P para a 
rede TRANS do Golgi. 
Leonardo Vinícius Ribeiro Moreira 
BBPM I - Biologia Celular 
 
1) Brotamento de vesículas (clatrinas) 
contendo enzimas marcadas com M6P 
(receptores para M6P - rede TRANS do 
Golgi; 
2) Desorganização do revestimento de 
clatrina e reciclagem de proteínas de 
revestimento; 
3) Vesículas se fundem com endossomos 
tardios (ph baixo) e fosfatases 
removem P da manose; 
4) Endossomos se fundem com lisossomos 
(finalização da digestão) e receptor 
para M6P é reciclado para o Golgi; 
5) Enzimas lisossomais podem ser 
secretadas para o meio extracelular, 
via secreção constitutiva; 
6) Receptores de manose são enviados 
para a membrana plasmática; 
7) Enzimas lisossomais recuperadas por 
endocitose mediada por receptor e 
encaminhadas aos endossomas 
tardios. 
Existem alguns lisossomos especializados 
em exocitose, ou seja, exercem funções 
fora da célula de origem. Como exemplo, 
tem-se: 
Melanossomos: lisossomos contendo 
pigmentos (melanócitos) que sofrem 
exocitose e são incorporados pelos 
queratinócitos; 
Osteoclastos: lisossomos contendo enzimas 
que fazem a remodelação óssea; 
Espermatozoides: enzimas acrossômicas. 
 
Defeitos nas hidrosilases lisossomais levam a 
doenças de armazenamento nos 
lisossomos. 
Doença de Gaucher: ocorre devido à 
ausência de beta-glicosidase, levando ao 
acúmulo de esfingolipídios. Essa doença 
causa esplenomegalia, cirrose, anemia, 
fragilidade óssea, convulsões e necessita 
de terapia de reposição enzimática (TRE); 
 
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Tay-sachs: Se desenvolve devido à falta de 
beta-hexosaminidade levando ao 
acúmulo de gangliosídeo. Essa doença é 
fatal, por conta da perda progressiva de 
funções neuronais no SNC, provocando 
morte ainda na infância. 
A endocitose é um processo pelo qual as 
células capturam fluidos, macromoléculas 
e até mesmo outras células. 
 Fagocitose (“o comer celular”); 
 Pinocitose (“o beber celular”); 
 Endocitose mediada por receptores 
(presença de receptores nas fossas de 
clatrinas). 
 
É um processo constitutivo e inespecífico. 
Ocorre a formação de fossas de clatrinas e 
posteriormente, vesículas pinocíticas com 
líquido extracelular e substancias 
dissolvidas. 
A membrana não encolhe porque existe o 
ciclo endocítico exocítico que devolve 
conteúdo membranar. 
A macropinocitose diz respeito ao 
processo de internalização de grande 
quantidade de meio extracelular. Ocorre 
devido o rearranjo de filamentos de actina 
para formar o macropinossomo. É diferente 
da pinocitose porque não há revestimento 
de clatrinas e também de fagocitose pois 
não engloba somente objetos sólidos. 
 
 Nutrição de células cancerosas; 
 Internalização de patógenos, 
bactérias, vírus e protozoários; 
 Células dentríticas - apresentação de 
antígenos; 
 Recaptação de neurotransmissores e 
receptores. 
Calvéolos: regiões de invaginações na 
membrana plasmática com a presença de 
calveolinas (proteínas estruturais mantidas 
e organizadas por balsas lipídicas). 
Ausência de clatrinas. 
 Proteínas receptoras transmembrana; 
 Fossas revestidas de clatrina; 
 Ligações e concentração de 
moléculas-carga a serem 
interiorizadas; 
 Mecanismo seletivo de concentração 
que aumenta a eficiência da 
internalização em mais de 100X; 
 Fossa de clatrina pode conter até 1.000 
receptores variados. 
 
Mutações no receptor de LDL leva a 
hipercolesterolemia familiar (FH): 
 Ausência do receptor; 
 Enovelamento não adequado 
(degradação); 
 Redução de afinidade com LDL; 
 Defeitos no processo de endocitose. 
Heterozigotos para essa doença tem 
desenvolvimento precoce de doenças 
cardiovasculares 10 anos antes do restante 
da população, enquanto homozigotos 
tem ataque cardíaco fatal antes dos 20 
anos de idade. 
Leonardo Vinícius Ribeiro Moreira 
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A fagocitose serve para alimentação de 
protozoários, células de defesa 
(macrófagos e neutrófilos), internalização 
de organismos invasores, células em 
apoptose ou até mesmo outras células e 
formam um vacúolo chamado de 
fagossomo, dependente de 
reorganização de filamentos de actina. 
 
A fagocitose requer ativação de 
receptores para iniciar a resposta que leva 
à fagocitose. Ocorre a polimerização 
localizada de filamentos de actina para a 
formação de pseudópodos. 
 Interiorização de material extracelular; 
 Formação de vesículas endocíticas; 
 Vesículas endossomais com lúmen 
progressivamente mais ácido; 
 Reciclagem de membrana 
plasmática. 
As vesículas endocíticas encaminham o 
material para endossomos iniciais (ou 
precoces) que ficam próximos à 
membrana plasmática com pH 6,5 onde 
ocorre a separação entre receptores e 
moléculas endocitadas. 
Os endossomas tardios ficam próximos ao 
Golgi e ao núcleo com pH entre 6,0 e 5,5 e 
recebem o conteúdo dos endossomas 
iniciais e inicia o processo de digestão. 
Além disso, recebem enzimas hidrolíticas 
da rede TRANS do Golgi. 
Os endossomos de reciclagem carregam 
receptores e membranas de volta para a 
membrana plasmática. 
Existem teorias sobre a origem dos 
lisossomos, uma vez que eles podem surgir 
da fusão de endossomas tardios com 
lisossomos pré-existentes ou da 
acidificação progressiva do endossoma 
tardio. 
 
Quais são os destinos possíveis de estruturas 
receptoras endocitadas? 
1) Reciclagem: devolvidos ao mesmo 
domínio de membrana através de 
vesículas transportadoras, como receptor 
de LDL, receptor de transferrina, etc. 
 
Os endossomos de reciclagem podem 
regular a concentração de receptores de 
membrana plasmática, como os 
receptores de glicose. 
2) Transcitose: transportados para outro 
domínio de membrana através de 
vesículas de transporte, como anticorpos 
do TGI para a corrente sanguínea. 
3) Degradação: os receptores podem ser 
degradados pelos lisossomos, regulandoo 
número de receptores celulares 
(receptores de opióides e fatores de 
crescimento). 
Leonardo Vinícius Ribeiro Moreira 
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Como os receptores transmembranas 
podem ser digeridos? 
Corpos multivesiculares: invaginação da 
membrana do endossomo, em regiões 
onde as proteínas transmembranas a 
serem digeridas estão localizadas. Isso é 
essencial para a completa digestão das 
proteínas de membranas endocitadas 
(receptores). Domínios citosólicos das 
proteínas transmembranas não seriam 
hidrolisados. 
 
Via secretora construtiva: essa via opera 
continuamente, inserindo lipídeos e 
proteínas de membranas. Além disso, 
secretam componentes da MEC como 
proteoglicanos, glicoproteínas e fibras 
elásticas e colágenos. 
Via secretora regulada: estoque de 
vesículas secretoras no citosol. Liberam seu 
conteúdo após o sinal específico, como 
hormônios, neurotransmissores, enzimas 
digestivas, etc. 
 
 
A exocitose é importante para eventos 
importantes e essenciais, como: 
 Citocinese; 
 Fagocitose; 
 Reparo da membrana plasmática; 
 Celularização. 
Além disso, esse processo faz parte da 
sinapse, comunicação neuronal: 
 
 
Leonardo Vinícius Ribeiro Moreira 
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1) Entrega de componentes da 
membrana da vesícula sináptica para 
a membrana plasmática pré-sináptica; 
2) Endocitose de componentes da 
membrana da vesícula sináptica para 
formar novas vesículas sinápticas 
diretamente; 
3) Endocitose de componentes da 
membrana da vesícula sináptica e 
entrega ao endossomo; 
4) Brotamento da vesícula sináptica a 
partir do endossomo; 
5) Carregamento de neurotransmissores 
para a vesícula sináptica; 
6) Secreção de neurotransmissores por 
exocitose em resposta a um potencial 
de ação; 
As células nervosas (e algumas células 
endócrinas) contêm dois tipos de vesículas 
secretoras. Como todas as células 
secretoras, essas células empacotam 
proteínas e neuropeptídeos em vesículas 
secretoras para a liberação pela via 
secretora regulada. Adicionalmente, 
entretanto, elas fazem uso de outra classe 
especializada de vesículas secretoras 
minúsculas chamadas de vesículas 
sinápticas. 
As vesículas sináticas armazenam 
neurotransmissores como acetilcolina, 
glutamato, glicina e ácido gama-
aminobutírico (GABA), que são 
mediadoras da rápida sinalização da 
célula nervosa para sua célula-alvo nas 
sinapses químicas. Quando um potencial 
de ação chega a um terminal nervoso, ele 
causa um influxo de Ca2+ através dos 
canais de Ca2+ dependentes de voltagem, 
o que aciona as vesículas sinápticas a se 
fundirem com a membrana plasmática e 
liberar seu conteúdo ao espaço 
extracelular. Essa fusão acontece devido a 
proteínas SNARES que fazem ancoragem 
da vesícula com a membrana plasmática. 
 
Único mecanismo apropriado para 
remover organelas inteiras ou grandes 
adregados proteicos. 
 Organelas obsoletas ou senescentes; 
 Estresse celular; 
 Proteínas citosólicas solúveis; 
 Baixa disponibilidade de nutrientes; 
 Desenvolvimento embrionário. 
 
Acredita-se que podem agir como fonte 
de membrana para a formação do 
fagossomo: 
 Complexo de Golgi; 
 RER; 
 Membrana plasmática; 
 Endossomos de reciclagem; 
 Mitocôndrias.