Mov. Celular e Citoesqueleto

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Mov. Celular e Citoesqueleto
Definição
Rede complexa de filamentos de proteínas que se estendem por todo citoplasma;
Forma arcabouço interno para o grande vol do citoplasma, sustentando-o (da mesma forma que uma estrutura metálica sustenta um prédio); 
Uma estrutura altamente dinâmica que se reorganiza rápida e continuamente;
Presente em células eucarióticas.
 Citoesqueleto
Citoesqueleto
Composição
Composto por 3 tipos de filamentos protéicos:
1. Microfilamentos ou Filamentos de Actina - 7 nm;
2. Filamentos Intermediários - 10 nm;
3. Microtúbulos - 25 nm;
• Esses 3 tipos interagem entre si conferindo estabilidade e dinâmica ao citoesqueleto.
 Citoesqueleto
Citoesqueleto - Composição
 Microfilamentos
 Filamentos Intermediários
 Microtúbulos
Funções
Dar estrutura e forma a célula;
Permitir que a célula altere sua forma;
Movimento celular;
Fornece a maquinaria necessária para movimentos intracelulares;
Na divisão celular – segregação dos cromossomos;
Interação célula-célula;
Interação célula-matriz extracelular.
 Citoesqueleto
MICROTÚBULOS
Microtúbulos
 - Estruturas cilíndricas, ocas constituídas de inúmeras mols de proteína (tubulina), que se dispõem em um padrão helicoidal, dando origem à parede do túbulo. Essas moléculas podem se dissociar desfazendo o microtúbulo e, em seguida, se reorganizar para formá-lo novamente;
- Geralmente observados em ME;
Espalhados em todo o citoplasma;
Contribuem para manutenção da forma celular.
 Citoesqueleto
Microtúbulos
 
 Citoesqueleto
Microtúbulos
 - Fornecem suporte estrutural para manutenção do formato das células e a disposição interna das organelas. 
- Responsáveis pela formação do fuso meiótico e mitótico e origem de centríolos, flagelos e cílios.
 Citoesqueleto
Microtúbulos
 
 Citoesqueleto
Microtúbulos
 - Crescem a partir de um centrossomo (pequena estrutura situada próxima ao centro da célula);
- Estendem-se para periferia e criam um sistema de trilhos no interior das céls sobre os quais vesículas, organelas e outros componentes podem deslizar ou se locomover.
 
 Citoesqueleto
Microtúbulos
 
 
 Citoesqueleto
FILAMENTOS
 INTERMEDIÁRIOS
Filamentos Intermediários
 - Grande resistência a tração;
Principal função é capacitar as células a suportar a tensão mecânica gerada quando elas sofrem estiramento;
Possuem filamentos finos de actina e filamentos grossos de miosina (céls da mm lisa). 
 Citoesqueleto
Filamentos Intermediários
 - São os mais resistentes e os mais duráveis;
Geralmente são encontrados no citoplasma, formando uma rede, circundando o núcleo e periferia;
 Ancorados a membrana plasmática.
 Citoesqueleto
Filamentos Intermediários
 - Estão no citoplasma de céls sujeitas ao estresse mecânicos;
Presentes em grande número nos axônios de células nervosas, proporcionando um reforço a elas;
Abundantes nas céls mm e epiteliais.
 
 Citoesqueleto
 Citoesqueleto
Filamentos Intermediários
 - Podem ser agrupados em 3 partes:
Filamentos de queratina – céls epiteliais;
Vimentina – céls do TC, céls mm e sustentação dos neurônios (neuroglias);
 Neurofilamentos das céls nervosas.
 
 Citoesqueleto
a) Queratinas
 - Proteína fibrosa, estrutura tridimensional: resistência, elasticidade e impermeabilidade à H20;
- Queratinas especializadas são encontradas nos cabelos, garras e penas;
Mesmo mortas, as camadas de céls queratinizadas detêm os micróbios e impedem a desidratação das células que estão logo abaixo. Isso ocorre porque a queratina é impermeável à água. Além disso, essas células mortas impedem que o atrito prejudique as células vivas servindo-lhes de barreira. É formada de proteína impermeabilizante.
 
 Filamentos Intermediários
 
 
 Queratinas
b) Vimentinas
 -  Caracterizada como o principal filamento intermediário em fibroblastos;
 - A maior parte das céls de origem mesenquimal ou não mesenquimal, que podem ser diferenciados imuno e bioquimicamente das outras classes de filamentos intermediários;
- Função estrutural no citoplasma, forma de suporte e ancoragem da posição das organelas no citosol. Está ligada ao núcleo celular, RE e mitocondria, lateralmente ou terminalmente.
 
 Filamentos Intermediários
b) Vimentinas
 
 
 Filamentos Intermediários
c) Neurofilamentos
 - Os neurofilamentos constituem a terceira classe de filamentos intermediários, sendo encontrados em corpos celulares, dendritos e, principalmente, no citoplasma dos axônios, também conhecido como axoplasma.
 
 Filamentos Intermediários
Microfilamentos
 
 Citoesqueleto
Microfilamentos
 - Microfilamentos são os mais abundantes, constituídos da proteína contráctil actina e encontrados em todas as células eucarióticas;
São extremamente finos e flexíveis, chegando a ter 3 a 6 nm (nanômetros) de diâmetro, cruzando a célula em diferentes direções , embora concentram-se em maior número na periferia, logo abaixo da membrana plasmática;
Muitos movimentos executados por células animais e vegetais são possíveis graças aos microfilamentos de actina.
 
 Citoesqueleto
Actina
 - Movimentos que envolvem a superfície celular;
 - Sem eles não seria possível realizar fagocitose, rastejar sobre uma superfície;
 - Os filamentos de actina estão associados ao grande número de proteínas ligadoras de actina que permitem desenvolver diversas funções.
 
 Microfilamentos
Actina
 - Dependendo das associações;
 - Podem formar estruturas rígidas e relativamente permanentes como as microvilosidades das céls do intestino;
 - Pequenos feixes do citoplasma que podem contrair e funcionar como mm de uma cél.
 
 Microfilamentos
Actina
 
 
 Microfilamentos
Actina – deslocamento celular
Muitas células se deslocam rastejando sobre as superfícies, ao invés de nadarem usando cílios ou flagelos;
 Ex: Neutrófilos.
 As mudanças coordenadas que ocorrem para deslocamento das céls são:
 Filamentos de Actina
Actina – deslocamento celular
(1) céls desenvolvem protrusões na sua região frontal ou borda anterior;
(2) as protrusões aderem à superfície sobre a qual a cél está deslocando;
(3) o restante da cél arrasta-se para a frente tracionando o ponto de ancoragem;
 Todos os processos envolvem a actina.
 Filamentos de Actina
Actina – Estruturas contráteis
A actina se liga a miosina para formar estruturas contráteis;
Todas as proteínas motoras dependentes de actina são chamadas miosinas;
 A proteína miosina é uma ATPase que se movimenta ao longo da actina e em presença de ATP, são responsáveis pela contração muscular. São as principais componentes dos miofilamentos, os organelos que constituem o "esqueleto" das céls mms. Sua forma microscópica lembra um taco de golf.
 Filamentos de Actina
Miosina – Estruturas contráteis
Estudos de seqüência de DNA mostram mais de 10 classes de genes para miosina. Entretanto, três são os mais conhecidos: miosina I, miosina II.
Ambas encontradas em quase todos os tipos celulares.
 Filamentos de Actina
Miosina – Estruturas Molecular
uma "cabeça", onde se encontra o sítio de ligação com ATP e com a actina, sendo o local de geração de força;
um "pescoço", que regula a atividade da "cabeça" ligando-se à calmodulina outra proteína reguladora semelhante;
uma "cauda" que contém sítios de ligação que determina se a molécula vai se ligar à membrana plasmática ou a outras caudas para formar um filamento grosso.
 Filamentos
de Actina
 Miosinas
Um domínio de cabeça e uma cauda
2 domínios de cabeça e uma 
longa cauda – geralmente
mm
Conj. de moléculas de 
Miosina II
Vamos fazer um... 
( )
 Filamentos de Actina
Musculatura
Nos vertebrados, correr, caminhar, nadar e voar dependem da capacidade da mm esquelética de contrair fortemente e movimentar os diferentes ossos;
Mov. Involuntários – batimentos cardíacos (mm cardíaca), peristaltismo intestinas (mm lisa).
 Filamentos de Actina
MM esquelético
O sistema muscular esquelético constitui a maior parte da musculatura do corpo, formando o que se chama “carne”;
Essa musculatura recobre totalmente o esqueleto e está presa aos ossos, sendo responsável pela movimentação corporal.
 Filamentos de Actina
MM esquelético
Os músculos esqueléticos estão revestidos por uma lâmina delgada de tecido conjuntivo, o perimísio;
Manda septos para o interior do músculo, que se derivam divisões sempre mais delgadas; 
O mm fica dividido em feixes (primários, secundários, terciários). O revestimento dos feixes menores (primários), chamado endomísio, manda para o interior do músculo membranas delgadíssimas que envolvem cada uma das fibras musculares.
 Filamentos de Actina
MM esquelético
 Filamentos de Actina
MM esquelético
No citoplasma da fibra muscular esquelética há muitas miofibrilas contráteis, constituídas por filamentos compostos por 2 tipos de proteínas: ACTINA e MIOSINA;
Estão dispostas regularmente originam um padrão bem definido de estrias (faixas) transversais alternadas, claras e escuras;
Essa estrutura existe somente nas fibras que constituem os mm esqueléticos, os quais são por isso chamados músculos estriados.
 Filamentos de Actina
MM esquelético
 Filamentos de Actina
célula
MM esquelético
As miofibrilas são constituídas por unidades que se repetem ao longo de seu comprimento, denominadas sarcômeros. 
A distribuição dos filamentos de actina e miosina varia ao longo do sarcômero.
 Filamentos de Actina
Miofibrilas – Sarcômeros
Arranjos altamente especializados de 2 tipos de filamentos:
Filamentos de actina e de miosina II;
 Miosina (filamentos grossos estão posicionados centralmente em cada sarcômero;
 Actina (filamentos finos que se estendem para dentro, a partir de cada uma das extremidades do mesmo.
 Filamentos de Actina
 Sarcômeros
 Filamentos de Actina
Sarcômeros
Faixas mais extremas e mais claras do sarcômero (banda I), contêm apenas filamentos de actina;
Dentro da banda I existe uma linha que se cora mais intensamente, denominada linha Z, que corresponde a várias uniões entre dois filamentos de actina;
A faixa central, mais escura, é chamada banda A, cujas extremidades são formadas por filamentos de actina e miosina sobrepostos. 
 Filamentos de Actina
 Sarcômeros 
 Filamentos de Actina
Z – PONTOS DE LIGAÇÃO DOS FILAMENTOS DE ACTINA
Sarcômeros
Dentro da banda A existe uma região mediana mais clara – a banda H – que contém apenas miosina;
Um sarcômero compreende o segmento entre duas linhas Z consecutivas e é a unidade contrátil da fibra muscular, pois é a menor porção da fibra muscular com capacidade de contração e distensão.
 Filamentos de Actina
Sarcômeros
 Filamentos de Actina
Sarcômeros – contração mm
A contração das céls é causada pelo encurtamento simultâneo de todos os sarcômeros;
Deslizamento dos filamentos de actina sobre os filamentos de miosina, que não altera seu comprimento;
Durante a contração muscular, o sarcômero diminui devido à aproximação das duas linhas Z, e a zona H chega a desaparecer.
 Filamentos de Actina
Sarcômeros – contração mm
Mov de deslizamento inicia-se pelas cabeças de miosina que se projetam lateralmente dos filamentos de miosina e interagem com filamentos de actina adjacentes.
 Filamentos de Actina
Sarcômeros – contração mm
 Filamentos de Actina
Contração mm – Aumento na [ Ca ]
A contração mm depende da disponibilidade de Ca e o relaxamento na dependência de sua ausência;
O fluxo de íons Ca é regulado pelo Retículo Sarcoplasmático (RS);
Quando despolarizado, o RS libera os íons Ca até os filamentos finos e grossos. Ao ser polarizado novamente, o RS transporta o íon cálcio de volta às cisternas, interrompendo a atividade contrátil.
 Filamentos de Actina
Contração mm – Aumento na [ Ca ]
A contração uniforme de cada fibra muscular é responsabilidade do sistema de túbulos T (Túbulos Transversais);
Esse sistema é constituído por uma rede complexa de invaginações tubulares do sarcolema da fibra muscular;
 Os túbulos T facilitam igual propagação da informação de despolarização, e consequente abertura dos canais de Ca da membrana e do RS, ao longo do sarcolema e de suas invaginações, visando à contração ordenada e concomitante das céls.
 Filamentos de Actina
Contração mm – Aumento na [ Ca ]
 Filamentos de Actina
Contração mm – Aumento na [ Ca ]
Quando ocorre influxo de Ca para interior das céls, as cabeças de miosina podem entrar em contato direto com os filamentos de actina;
 A miosina ligada aos filamentos de actina passa por um processo de rotação, criando uma força que puxa os filamentos de actina em direção ao centro do sarcômero, causando o encurtamento do mesmo;
Com a queda de concentração de Ca no citoplasma, aqueles íons ligados à troponina se desligam da mesma, fazendo com que a mesma volte a impedir que a miosina se ligue à actina.
 Filamentos de Actina
Sarcômeros – contração mm esquelético
Constatou-se, pela M.E. que o sarcolema (membrana plasmática) da fibra muscular sofre invaginações, formando túbulos anastomosados que envolvem cada conjunto de miofibrilas - OK
Essa rede foi denominada sistema T, pois as invaginações são perpendiculares as miofibrilas - OK
É responsável pela contração uniforme de cada fibra muscular estriada esquelética, não ocorrendo nas fibras lisas e sendo reduzido nas fibras cardíacas.
 Filamentos de Actina
Contração mm – Aumento na [ Ca ]
 Filamentos de Actina
Contração mm – Aumento na [ Ca ]
A energia para a contração muscular é suprida por moléculas de ATP produzidas durante a respiração celular; 
 O ATP atua tanto na ligação da miosina à actina quanto em sua separação, que ocorre durante o relaxamento muscular;
Na falta ATP, a miosina mantém-se unida à actina, causando enrijecimento muscular. É o que acontece após a morte, produzindo-se o estado de rigidez cadavérica (rigor mortis).
 Filamentos de Actina
Outros tipos de mm
Músculo liso: o mm involuntário localiza-se na pele, órgãos internos, aparelho reprodutor, grandes vasos sanguíneos e aparelho excretor;
O estímulo para a contração dos músculos lisos é mediado pelo sistema nervoso vegetativo e produzidas durante a respiração celular.
 Filamentos de Actina
Outros tipos de mm
Músculo estriado esquelético: é inervado pelo sistema nervoso central e, como este se encontra em parte sob controle consciente, chama-se músculo voluntário;
As contrações do músculo esquelético permitem os movimentos dos diversos ossos e cartilagens do esqueleto.
 Filamentos de Actina
Outros tipos de mm
Músculo cardíaco: este tipo de tecido muscular forma a maior parte do coração dos vertebrados. O músculo cardíaco carece de controle voluntário. É inervado pelo sistema nervoso vegetativo.
 Filamentos de Actina