Secreção e Digestão Celular

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Secreção, endocitose e digestão celular
Introdução 
 Retículo endoplasmático: extremamente 
extenso, com uma porção granular e uma 
porção lisa. O RER é responsável pela síntese 
de proteínas, principalmente as de 
exportação e integrais de membrana. O REL 
é responsável pela produção de fosfolipídios, 
lipídios de exportação e hormônios esteroides. 
 Complexo de Golgi: separação e 
endereçamento de substâncias produzidas 
no RE. Modifica essas substâncias em suas 
cisternas – aprimora – e depois as manda 
para o citoplasma ou para o meio 
extracelular através do mecanismo de 
secreção celular. A rede TRANS direciona as 
substâncias ao lisossomo, vesícula secretora 
ou membrana plasmática. 
 Via endocítica acontece por um mecanismo 
de endocitose. Esse mecanismo gera 
substâncias capturadas que serão digeridas 
em uma organela chamada de lisossomo. 
Vias de distribuição 
 
 Em vermelho destacam-se os caminhos da 
via secretora de substâncias da célula. Em verde, a 
representação da via endocítica. As setas em azul 
representam rotas de reciclagem de receptores e 
outros marcadores inerentes às duas vias. 
Exocitose 
 A saída de substâncias da célula, também 
chamada de exocitose ou via secretora, ocorre 
seguindo o caminho complexo de Golgi – membrana 
plasmática (Via constitutiva) ou complexo de Golgi – 
vesículas secretoras – membrana plasmática. 
Via constitutiva: direta, contínua para a 
membrana plasmática da célula. A substância sai da 
face TRANS do CG em uma vesícula e essa vesícula 
vai diretamente à membrana plasmática, realizando 
uma fusão de membrana não regulada. 
Não existem vesículas de secreção nas 
células de secreção constitutiva células. Nelas, pode 
haver grande desenvolvimento de retículo 
endoplasmático. Isso significa que essas células estão 
envolvidas no processo de síntese de 
macromoléculas, mas essa síntese é contínua. 
Exemplo: plasmócito – altamente secretor de 
anticorpos. 
Via regulada ou descontínua: a 
vesícula se desprende da rede TRANS do CG; esta 
vesícula estoca as substâncias de secreção. 
Medicante à presença de um sinal externo – como 
um neurotransmissor ou um hormônio – há uma 
sinalização intracelular que permite a fusão regulada 
de membrana. Atua apenas em células que são 
especializadas em secreção. 
 
Um aumento na glicose do sangue, por exemplo, sinaliza para as células 
endócrinas produtoras de insulina do pâncreas que elas devem 
secretar o hormônio 
 Os grânulos de secreção apresentam 
eletrondensidades diferentes devido ao processo de 
amadurecimento dessas cargas, também chamado 
de concentração de carga. Essas substâncias vão 
sendo acumuladas na vesícula e esta irá 
amadurecendo. Havendo alta concentração de carga 
em uma vesícula, ela se torna madura – e assim, 
adquire maior eletrondensidade. 
 Ainda relacionado ao processo de secreção 
celular, o local de secreção do produto pode ser 
diferente. 
 Célula polarizada: a secreção ocorre em um 
polo celular definido. Exemplo: ápice das 
células caliciformes ou os ácinos pancreáticos 
(imagem). 
 
 Célula não-polarizadas: a secreção ocorre 
em toda a superfície celular. As vesículas não 
se concentram em um local específico da 
célula. 
Endocitose 
 A endocitose é a entrada de substâncias da 
célula. Essa entrada pode estar relacionada a 
diversas substâncias. Captação de: 
 Componentes de membrana plasmática; 
 Fluídos extracelulares; 
 Substâncias particuladas; 
 Solutos; 
 Nutrientes; 
 Macromoléculas; 
 Restos celulares; 
 Bactérias; 
 Vírus; 
 Outras células. 
Esses elementos são captados por endossomos 
que possuem localização específica no citoplasma, 
próximos a membrana plasmática (endossomos 
primários) ou mais aprofundados/próximos do núcleo 
(endossomo secundário ou tardio). 
Pinocitose 
 
Captação de fluídos e pequenas partículas em 
solução 
 
Invaginação da membrana plasmática e captação 
de substâncias 
 
Formação de pequenas vesículas pinocíticas, 
trazendo para dentro do citoplasma 
 
Fusão com compartimentos endossômicos, já 
existentes no interior da célula 
 
Digestão ou degradação dessas substâncias por 
enzimas 
Pinocitose não seletiva 
Existem pinocitoses inespecíficas, ou seja, não 
seletivas. Nelas, há a captação de fluídos e partículas 
em solução do meio extracelular. Qualquer coisa que 
esteja no ambiente extracelular e possa ser 
pinocitada será captada pela célula e internalizada. 
Acontece de forma contínua na célula. A membrana 
plasmática se invagina e forma vesículas com 
substâncias, trazendo-as para o interior da célula. 
 Essas vesículas são produzidas graças a 
atuação de algumas proteínas citoplasmáticas que 
são chamadas de caveolinas e cavinas – revestem 
de uma maneira bastante simples (não são 
consideradas vesículas revestidas como a clatrina), 
promovendo a formação das cavéolas (vesículas). 
Pinocitose seletiva 
Há também a pinocitose seletiva (específica e 
regulada), em que o conteúdo a ser internalizado é 
bastante específico, além de ser altamente regulada. 
Envolve a ativação de receptores de membrana na 
célula por ligantes e a atuação da clatrina – 
proteínas tríceras – para revestir as vesículas. 
Um exemplo desse tipo de pinocitose 
(específica) é a captação do LDL colesterol. O LDL 
colesterol é capturado pelas células através da 
pinocitose seletiva – o colesterol é selecionado no 
meio extracelular por receptores específicos de 
membrana, que uma vez ligados a ele, recrutam as 
catrinas e formam as vesículas para que estas sejam 
internalizadas. 
O revestimento de clatrina é perdido assim 
que há o destaque da vesícula da membrana 
plasmática. A vesícula pinocítica se funde com o 
compartimento endossomico primário, que se 
encontra na periferia da célula. Assim, no endossomo 
primário, o receptor de membrana que estava na 
vesícula pinocítica é destacado do endossomo 
primário e retorna para a membrana plasmática 
para um novo ciclo (processo de reciclagem). 
O endossomo primário segue para um outro 
compartimento chamado de endossomo tardio (um 
pouco mais ácido) e se funde, finalmente com os 
lisossomos para que haja o processo de digestão. O 
resultado da fusão do lisossomo com o endossomo 
forma o endolisossomo, onde as enzimas hidrolíticas 
fazem a digestão final e libera-se o colesterol livre 
no citosol. 
Macropinocitose 
 Uma outra forma de pinocitose é a 
macropinocitose (regulada e independente da 
clatrina). Nela, há a captação inespecífica de grande 
volume de fluidos e partículas em solução do meio 
extracelular. É regulada através da ativação do 
receptor sinalizador em local diferente da membrana 
de protusão. Ou seja, o receptor de membrana não 
está na membrana de protusão. A membrana de 
protusão é a estrutura da membrana plasmática 
alongada que captura as substâncias. 
 Na macropinocitose ocorre um rearranjo de 
actina cortical em resposta à ativação do receptor, 
promovendo a modificação de uma porção pequena 
do citoplasma, formando uma onda que se fecha em 
volta de uma área que possui grande quantidade de 
partículas com substâncias em solução. Esses fluidos 
seguem no macropinossomo para serem digeridos. 
 
Fagocitose 
 Outro tipo de entrada de substâncias na 
célula; neste caso, ocorre a captação de grandes 
partículas, macromoléculas e outras células ou restos 
celulares. Para que aconteça a captação dessas 
grandes substâncias não é suficiente apenas a 
invaginação da membrana. É necessária a formação 
de pseudópodes pela célula. Pseudópodes são 
prolongamentos enormes do citoplasma cortical. 
 Com a captura dessas partículas pelos 
pseudópodes, há a formação de vesículas chamadas 
de fagossomos. Esses fagossomos se fundem com 
os 
compartimentos endossômicos que trazem enzimas 
que promoverão a digestão das partículas. 
 Um exemplo de fagocitose é a entrada de 
bactérias revestidas por anticorpos para ser 
degradada na célula. Esses anticorpos são 
reconhecidos porsítios de ligação na membrana 
plasmática por células fagocitárias e, assim que isso 
ocorre, inicia-se a formação de pseudópodes. Esses 
pseudópodes formam um fagossomo, que se funde 
com compartimentos endossõmicos para que seu 
conteúdo – bactéria – seja digerido por enzimas. 
 
Captação de grandes partículas, macromoléculas e 
outras células 
 
Formação de pequenas vesículas – fagossomos 
 
Fusão com compartimentos endossômicos 
 
Digestão ou degradação 
Filamentos de actina participam da formação 
dos pseudópodes ao se rearranjarem no citoplasma 
cortical. 
 
Etapas da fagocitose 
 1. Adesão: a junção entre a partícula a ser 
fagocitada com a membrana plasmática da 
célula fagocitária através da interação entre 
o receptor de membrana e a partícula. 
Ocorre uma transformação no citoplasma 
cortical – rearranjo dos filamentos de actina 
– para que haja a formação de 
prolongamentos citoplasmáticos. 
 2. Internalização: a formação dos 
pseudópodes e de um vacúolo fagocitário ao 
redor da partícula, trazendo-a para dentro 
do citoplasma. 
 3. Fagossoma: uma vesícula com a partícula 
dentro, já dentro do citoplasma da célula 
fagocitária. 
 4. Fagolisossomo: fusão entre o fagossoma e 
lisossomos preexistentes dentro da célula, 
que possuem enzimas hidro líticas. 
 5. Degradação: as enzimas hidro líticas 
degradam a partícula fagocitada. 
 
Tanto a via secretora quanto a via endocítica só 
ocorrem por conta da existência do transporte 
vesicular. 
 
Transporte vesicular 
 Há diferentes tipos de 
vesículas transportadoras de 
substâncias nas células. Aquelas 
que são revestidas por clatrinas, 
aquelas que são revestidas por 
COPI e COPII. 
Vesícula revestida por clatrina 
 Há um conjunto de proteínas adaptadoras – 
promovem a intermediação entre o receptor que 
está trazendo a substância e a capa que envolve a 
vesícula – chamadas de proteínas adaptadoras do 
complexo AP. Essas vesículas são revestidas por 
exemplo por clatrina. + complexo AP Existem algumas 
proteínas adaptadoras que promovem a interação 
com o receptor de um lado e com a clatrina de um 
outro lado, favorecendo a formação dessas vesículas. 
 
Na via endocítica também há a participação 
de proteínas específicas para o ancoramento e 
fusão de vesículas. Pode-se citar os marcadores de 
superfície RAB, que funcionam como proteínas de 
aprisionamento (RAB5 – endossomo primário; RAB7 
– endossomo tardio) e SANAREs (v-SNARE e t-
SNARE). 
Proteína de conexão = efetor de Rab = proteína 
de aprisionamento 
 Há a grande participação do citoesqueleto no 
transporte vesicular, assim como das proteínas 
motoras. 
 
Compartimentos 
endossômicos 
 São compartimentos membranosos 
resultantes da endocitose, e têm um formato 
irregular. Possuem enzimas hidro líticas no seu 
interior. 
Atuam na separação e endereçamento das 
substâncias internalizadas levando reciclagem de 
receptores para a membrana plasmática; levando 
material para ser degradado no lisossomo ou mesmo 
liberar materiais no citoplasma. 
 Esses compartimentos atuam em um pH 
ácido, que é mantido por uma bomba de H+, da 
membrana desses compartimentos, que transporta 
ativamente hidrogênio para dentro. Essa bomba tem 
uma eficiente altíssima, principalmente nos lisossomos 
– que possuem o pH mais ácido e que participam do 
processo de digestão celular. 
 
Maturação endossômica 
Esses compartimentos, enquanto são aprofundados 
no citoplasma, sofrem um processo de maturação 
endossômica. A maturação endossõmica está 
relacionada à capacidade de atuar em um pH cada 
vez mais ácido. 
O endossomo primário, que é um conjunto de 
túbulos altamente irregulares que está presente mais 
próximo da membrana plasmática vai sofrendo 
modificações até formar o endossomo maduro ou 
tardio. Durante esse processo, esses endossomos 
recebem enzimas hidro líticas da rede trans do 
complexo de Golgi. 
 O endossomo tardio segue até o lisossomo. 
Quando ele se funde ao lisossomo, ele dá origem ao 
endolisossomo, finalizando esse processo de 
degradação. 
 Na maturação há também a participação de 
microtúbulos e também do complexo de Golgi 
(alimenta os compartimentos com enzimas). 
 
Destinos possíveis 
Existem diferentes destinos para os receptores 
transmembrana que foram endocitados. 
 Reciclagem: o receptor entra junto com a 
partícula endocitada e segue junto até o 
endossomo primário. Lá, ele se destaca em 
vesículas transportadoras que os levam de 
volta para a mesma região da membrana 
plasmática de onde entrou. A substância 
Endossomo 
primário 
Endossomo 
secundário 
endocitada segue a via de degradação 
normalmente. 
 Transcitose: o receptor foi internalizado a 
partir de uma região da membrana 
plasmática, passou para o endossomo 
primário e ao invés de ser reciclado para a 
mesma região da membrana plasmática, foi 
reciclado para outra região de membrana 
plasmática. 
Aqui podemos resgatar o conceito de 
domínio de membrana. Quando um receptor 
entra por um domínio de membrana e depois 
é reciclado por um domínio de membrana 
diferente. 
 Degradação: o receptor não é reciclado por 
nenhuma das duas vias anteriores; é 
degradado juntamente com as substâncias 
endocitadas no endolisossomo. 
 
 
 
 
Lisossomos 
 Principais sítios de digestão intracelular; 
 São produzidos no complexo de Golgi, porque 
no CG há o encaminhamento de enzimas 
específicas – hidrolases ácidas – para o 
lisossomo. 
 Degradam nucleotídeos, proteínas, lipídios, 
fosfolipídios.... 
 Atuam em um pH de 4.7 a 5, muito baixos 
em comparação com o pH do citoplasma. 
 As enzimas que se encontram no lisossomo 
– nucleases, proteases, glicosidases, lipases, 
fosfatases, sulfatases, fosfolipases – só são 
capazes de atuar em um pH baixo, próximo 
de 5. 
 As bombas de hidrogênio mantêm o pH do 
lisossomo ácido através do bombeamento de 
prótons H+ para dentro do lisossomo, com 
gasto de energia. 
 Na microscopia eletrônica de transmissão, 
podemos ver o lisossomo como um 
compartimento vesicular de conteúdo de 
eletrondensidade heterogênea., devido às 
diferentes fases da degradação de 
substâncias e às diferentes substâncias que 
estão sendo degradadas. 
 
Os lisossomos são produzidos e mantidos pelo 
complexo de Golgi através da liberação de vesículas 
da face TRANS contendo enzimas lisossomais 
marcadas com a manose-6-fosfato. A manose-6-
fosfato, enquanto marcador de superfície, possui 
receptores específicos e essa marcação encaminha 
a vesícula do CG para os compartimentos 
endossõmicos, incluindo os lisossomos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Autofagia 
 Mecanismo de reciclagem de organelas. 
Envolve a formação de vacúolos em torno de 
organelas que devam ser degradadas. As organelas 
são englobadas por estruturas membranosas, 
cisternas, geralmente derivadas de retículo 
endoplasmático – formadas através de sítios de 
nucleação pela fusão de várias vesículas. 
 Há, então, a formação de grandes vacúolos 
(autofagossomos) que contém as organelas a serem 
recicladas e esses vacúolos se fundem com 
lisossomos e as enzimas hidro líticas são lançadas 
sobre as organelas. 
 Os resíduos resultantes dessa degradação 
são liberados no citoplasma para serem reutilizados 
pela célula. 
 
Corpo residual 
 Em alguns tecidos, há a possibilidade de se 
formarem corpos residuais dentro de células de vida 
longa como os neurônios e as células do músculo 
cardíaco. O processo de degradação dos lisossomos 
mantém substâncias que não são degradadas na 
forma de corpos residuais. Esses corpos residuais são 
os resultados do final do processo de degradação 
dos lisossomos. 
 
Os lisossomos degradam o que é possível e o 
que sobra fica estocado em grânulos de lipofucsina. 
Esses grânulos, que possuem a coloração amarelo 
amarronzada ficam acumulados no citoplasma de 
células de vida longa e podem servir como 
marcadores da idade da célula. É comum visualizaresses grânulos em tecidos de animais mais velhos. 
 
 
Tecido muscular cardíaco com acúmulo de corpos residuais 
 
Imagens 
Exemplo de pinocitose seletiva