Lisossomos: Estrutura e Função

Prévia do material em texto

Os lisossomos são organelas com características 
morfológicas e dimensões variáveis, delimitados por 
membranas de fosfolipídios, glicolipídios, colesterol e 
proteínas altamente glicosiladas (camada de açúcar 
grande fornece proteção). 
Possui hidrolases ácidas, que são enzimas que irão 
realizar a quebra do material que se adentrar na célula. 
Existem cerca de 40 tipos de hidrolases, como as 
nucleases (digestão de proteínas), proteases, 
glicosilases, lipases, fosfolipases, fosfatases, sulfatases, 
sendo, portanto, tecido-específicas. Além disso, 
possuem atividade ótima em pH ácido (4,5 – 5,0) como 
outro fator de proteção (se há extravasamento para o 
citosol, que tem o pH em torno de 7,0, as enzimas não 
agem). 
Estão presentes em todas as células animais, exceto em 
hemácias e ausentes em células vegetais. Nessas, o 
vacúolo substitui os lisossomos na digestão 
intracelular. 
 FUNÇÃO 
 Digestão intracelular (principal); 
o Eliminação de organelas 
(autofagia)/moléculas citoplasmáticas; 
o Degradação de material oriundo de 
endocitose. 
 
 
Na chamada via biossintética, hidrolases lisossômicas 
com oligossacarídeos N ligados (no RE) sofrem 
posterior adição de fosfato no resíduo de manose (no 
CG). Em seguida, esse produto de manose-6-fosfato, 
que é formado na rede cis do Complexo de Golgi é 
reconhecido por receptores de M6P na rede trans e é 
encaminhado aos endossomos. Para que isso aconteça, 
na membrana do Golgi existe o revestimento de 
clatrina para brotamento de uma vesícula. Sabe-se que 
o pH no CG é cerca de 6,5 – 6,7 e o do endossomo é 
cerca de 6,0 (menos ácido que o lisossomo ainda). Ao 
se fundir ao endossomo, a vesícula encontra um 
ambiente mais ácido e, por isso, ocorre a dissociação 
entre o receptor e a carga de M6P, havendo nesse 
endossomo primário a remoção do fosfato da proteína. 
Por que essa remoção é importante? 
Esse receptor, agora livre, brota uma vesícula que é 
transportada de volta para o CG, no transporte 
retrógrado por meio da COP1. Isso só é possível porque 
a acidez “segura” a enzima, permitindo que o receptor 
deixe a organela. 
 
LISOSSOMOS 
Figura 1: as proteínas transmembrana com açúcares (glicosiladas) na 
face luminal para proteção contra a ação enzimática; [H+] 
intralisossomal se deve às bombas de H+ transmembrana, que 
mantêm o pH ótimo para atividade enzimática bombeando prótons 
para dentro do lisossomo (mantém a diferença de Ph entre o lisossomo 
ácido e o citosol neutro). 
Obs. 1: Algumas enzimas (hidrolases), ao invés de 
se fundirem ao endossomo, se fundem à membrana 
plasmática, sendo, então, liberadas no meio 
extracelular. Isso não causa dano ao meio porque a 
enzima não se encontra em pH ótimo para sua 
atividade, no entanto, pode fazer falta dentro do 
endossomo que irá para o lisossomo (poucas enzimas 
podem causar algumas doenças). Quando isso 
acontece, a enzima pode ser captada de volta. O 
receptor pode se desviar para a MP ao invés de 
retornar ao CG, deixando sua porção reconhecedora da 
M6P voltada para o meio extracelular. Se há 
reconhecimento, acontece endocitose: formação de 
vesículas por meio de clatrina.
 
Obs. 2: Algumas células possuem lisossomos que 
liberam seu conteúdo para o meio extracelular: 
a. Melanócitos produzem lisossomos 
(melanossomos) contendo pigmento melanina, 
os quais sofrem exocitose e liberam o 
pigmento que é captado pelos queratinócitos. 
O albinismo consiste em uma condição clínica 
na qual os lisossomos são incapazes de 
produzir o pigmento. 
b. Espermatozoides possuem a vesícula 
acrossomal, a qual contém muitas enzimas que 
precisam ser liberadas para digerir a zona 
pelúcida. 
c. Osteoclastos possuem lisossomos que liberam 
as enzimas para o meio extracelular para 
realizar a digestão da matriz óssea 
(remodelação óssea).
Defeitos lisossomais são geralmente causados por defeitos nas hidrolases lisossomais. Esses defeitos, como a 
ausência de enzimas, gera um acúmulo de material dentro do lisossomo que não é digerido, o que perturba a 
organela, levando ao desenvolvimento de algumas doenças, conhecidas como doenças de armazenamento. 
 Doença de Hurler: 
∟ Deformações esqueléticas e um atraso no 
desenvolvimento motor e intelectual; 
∟ Acumulação lisossomal de sulfato dermatano 
e sulfato de heparano principalmente em 
células relacionadas ao sistema cardiovascular 
e respiratório, prejudicando o 
desenvolvimento; 
∟ Morte antes da adolescência. 
 Doenças de inclusão: 
∟ Formam corpos de inclusão dentro dos 
lisossomos que não são digeridos devido à 
ausência de enzimas; 
∟ Deficiência na enzima N-acetilglicosamina-
fosfotransferase (ausência de fosforilação da 
manose): se encontra na fase cis do CG, se não 
são marcadas com fosfato, as enzimas são 
secretadas ao invés de serem encaminhadas 
ao lisossomo; 
∟ Enzimas lisossomais sofrem secreção 
constitutiva (altas concentrações no plasma); 
∟ Acúmulo de partículas no lisossomo devido à 
ausência de enzimas formam corpos de 
inclusão → lesão tecidual; 
∟ Anormalidades neurológicas e fisiológicas. 
 Doença de Gaucher: 
∟ Ausência de beta-glicosidade (digere o 
esfingolipídeo) leva ao acúmulo de 
esfigolipídeo 
∟ Acomete principalmente o baço, fígado, 
pulmão, medula óssea, rins, SNC; 
∟ Bem característico: a criança apresenta um 
abdome bem inchadinho, pois causa 
esplenomegalia; 
∟ Terapia de reposição enzimática (TER): 
reposição da enzima para minimizar os efeitos. 
 Doença de Tay-Sachs: 
∟ Ausência de beta-hexosaminidase leva ao 
acumulo de gangliosídeo 
∟ FATAL ainda na infância: perda progressiva das 
funções neuronais no SNC. 
 Cistinose ou Síndrome de Fanconi: 
∟ Doença autossômica recessiva: 1:100000 ou 
200000; 
∟ Acúmulo de cistina intralisossomal que causa 
a formação de cristais e consequentes lesões/ 
danos teciduais; 
∟ Perda excessiva de sais, água e glicose 
(disfunção nos túbulos proximais); 
∟ Insuficiência renal (2 a 10 anos de idade); 
 Silicose: 
∟ Característica de pessoas que trabalham em 
minas e em lugares com muita areia e pedras; 
∟ Partículas de sílica aspiradas e acumuladas no 
lisossomo nos macrófagos pulmonares; 
∟ Lisossomos não conseguem digerir toda a 
sílica, formando corpos de acúmulo, que 
levam à morte celular e lesão tecidual. 
 
 
Processo pelo qual as células eucariontes capturam fluidos, moléculas e até outras células (interiorização de 
material extracelular) por meio de invaginações ou evaginações da membrana plasmática e levam à formação de 
vesículas citoplasmáticas. Por esses motivos há sempre “consumo de MP”. 
Por que a membrana não encolhe? 
Existem vesículas de reciclagem, as quais voltam para a superfície após englobarem e entregarem o que foi 
endocitado e, além disso, existe a exocitose. 
 
 
 
 
 
O material endocitado não vai direto para o 
lisossomo, pois ele passa pela via endossomal: 
endossoma precoce → endossoma tardio → 
lisossomo. 
 Endossomos precoces (pH 6,5): o pH é 
suficiente para separar receptor da carga; 
 Endossomos de reciclagem: devolução de 
membranas para a superfície celular; 
 Vesículas endossômicas carreadoras (EVC) 
contêm moléculas endocitadas; 
 Endossomos tardios (pH 6,0) onde há início 
da digestão hidrolítica; 
 Lisossomo (pH 5,0) possui enzimas 
hidrolíticas + material endocitado, mas 
não possui receptores de receptores M6P. 
Obs. 3: Algumas moléculas podem não seguir a via endocítica (aquela que termina nos lisossomos) e, portanto, 
não sofrem degradação, como na regulação do número de receptores na membrana (ex.: GLUT4). Existem 
receptores para a glicose, que fazem com que a glicose entre na célula, guardados dentro das células em vesículas 
endocíticas. A insulina, então, faz eles se fundirem na MP e, na ausência dessa insulina eles voltam para vesículas 
 
Compartimento endossômico: conjunto 
de túbulos de diferentes tamanho e 
formas que se estende desde a periferiado citoplasma até proximidades do CG e 
núcleo; bombas de H+ causam 
acidificação progressiva das cisternas. 
 
 DESTINOS POSSÍVEIS DE ESTRUTURAS 
RECEPTORAS ENDOCITADAS 
I. Reciclagem: devolvidos ao mesmo domínio de 
membrana; 
II. Degradação: lisossomos (regulação de número de 
receptores celulares); 
III. Transcitose: transportados para outro domínio de 
membrana, como na absorção de anticorpos por 
recém-nascidos: no processo de amamentação, no 
leite materno tem anticorpos. Em resumo, “vem de 
um lugar e é transportado para outro”. 
Obs. 4: Transferência de membranas endocitadas 
para o interior do lisossomo: formação de CORPOS 
MULTIVESICULARES (essencial para a completa 
digestão das proteínas de membranas endocitadas, 
pois os domínios citosólicos das proteínas 
transmembrana não seriam hidrolisados. 
 
 PINOCITOSE 
A pinocitose é basicamente definida como o “beber celular”, que se constitui na 
ingestão de fluidos e sólidos de pequeno diâmetro, formando vesículas 
pinocíticas de até 100nm de diâmetro. Trata-se de um processo constitutivo e 
inespecífico, com formação de fossas revestidas por clatrina. Quando há 
ausência dessa proteína, proteínas estruturais chamadas calveolinas são as 
responsáveis pelo processo de invaginação, formando os calvéolos. Em vasos 
sanguíneos, por exemplo, as vesículas de pinocitose estão presentes porque as 
moléculas precisam ser absorvidas e encontram dificuldade para atravessar as 
paredes dos vasos (acontece a transcitose). 
Obs. 5: Macropinocitose se trata da 
internalização de patógenos, bactérias, vírus e 
protozoários, receptação de 
neurotransmissores/receptores, nutrição de células 
cancerosas. Nela há emissão de partes da 
membrana. Essas protusões servem para capturar 
partículas, orientadas por filamentos de actina. 
 ENDOCITOSE MEDIADA POR RECEPTOR 
Na endocitose mediada por receptores existe uma 
captação eficiente de macromoléculas do fluido extracelular, pois existem proteínas receptoras transmembrana 
localizadas em fossas revestidas de clatrina. 
Existem vários exemplos dessa via, como a internalização do LDL, a hipercolesteromia familiar (HF), a absorção de 
ferro pelo organismo e a entrada do vírus HIV na célula. 
Na hipercolesteromia familiar, 
mutações no gene do LDLR 
(receptor de LDL) podem levar à 
ausência do receptor, redução da 
afinidade com LDL, enovelamento 
não adequado e a defeitos no 
processo de endocitose. Esse 
problema leva ao desenvolvimento 
de doenças cardiovasculares 
precocemente e pode, também, 
levar ao ataque cardíaco fatal antes 
dos 20 anos. 
 FAGOCITOSE 
Fagocitose se trata, basicamente, do “comer celular”. Nesse processo há 
ingestão de grandes partículas e formação de um vacúolo ou de vesículas 
chamadas fagossomos (>250nm de diâmetro). Para isso, existem células 
especializadas, diferentemente da pinocitose, que são as células de defesa 
do organismo, como macrófagos e neutrófilos. Na fagocitose há a 
internalização de organismos invasores, células em apoptose ou até mesmo 
outras células, formando o fagossomo (depende da reorganização dos 
filamentos de actina). 
 
Único mecanismo apropriado que remove organelas inteiras ou 
grandes agregados proteicos dentro das células. A dupla 
membrana que envolve a organela tem origem, provavelmente, no 
RE. 
 Organelas obsoletas ou senescentes 
 Estresse celular 
 Proteínas citosólicas solúveis 
 Baixa disponibilidade de nutrientes 
 Desenvolvimento embrionário 
Protozoários: 
alimentação; 
Macrófagos e leucócitos: 
microorganismos 
invasores, remoção de 
células mortas ou 
defeituosas. 
Exocitose consiste na fusão de vesículas com a MP, liberando 
seu conteúdo para o meio extracelular. As vesículas deixam 
a TGN (rede trans do Golgi) e partem por duas vias: 
 VIA CONSTITUTIVA 
Proteínas e lipídeos de membrana: novos componentes 
para a MP (receptores, transportadores, canais iônicos) 
ajudam no crescimento das células. 
Proteínas solúveis: secreção no ambiente aquoso 
extracelular (enzimas digestivas, hormônios, proteínas 
séricas, colágeno). 
 VIA REGULADA 
Células secretoras produzem e armazenam seu produto em vesículas de secreção, mas há necessidade de 
sinal extracelular para a exocitose. Participam dessa via alguns hormônios e enzimas. 
No processo de exocitose, principalmente a controlada, 
acontece uma concentração da carga. Vesículas secretoras 
imaturas sofrem remoção de membranas e acidificação do 
lúmen vesicular para formação de vesículas secretoras 
maduras, onde há concentração de carga para que o 
processo seja mais efetivo. 
Por que a exocitose é importante? 
 Além da função secretora: processos que envolvam a 
modificação do tamanho da membrana plasmática, 
fagocitose por emissão dos pseudópodes, processos de lesão 
e celularização.