Endocitose e digestão celular

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MAÍZA SANTANA - NUT/UFJF
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Existem dois principais tipos de endocitose: pinocitose e fagocitose
Fagocitose
É a internalização de partículas maiores, microorganismos e debris celulares via
fagossomos
Pode ocorrer em organismos unicelulares de vida livre ou em células especializadas
Está restrita a algumas células de mamíferos como macrófagos e neutrófilos
➔ Macrófago: uma das principais células fagocíticas e é encontrado frequentemente no
baço, onde fagocita hemácias velhas
É o “comer celular”
É um meio controlado, regulado, envolve receptores específicos de membrana e ativação
através de proteínas de sinalização intracelular
Há a deformação da membrana plasmática e formação dos pseudópodes com auxílio dos
filamentos de actina
Formação de fagossomos
Fagossomos são estruturas formadas imediatamente após a internalização dos
microorganismos
É considerada organela por estar desprendida da membrana plasmática
Para ser fagocitado, o material deve conter ou adquirir certos sinais que são reconhecidos
por receptores localizados na membrana plasmática das células fagocíticas
Pinocitose
É a maneira mais comum de endocitose
É a internalização de fluidos e solutos via pequenas vesículas - forma-se o pinossomo
Ocorre em todos os tipos de células
É o “beber celular”
Está relacionada com as invaginações de membrana com auxílio das proteínas de
estruturação
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Tipos de pinocitose
Macropinocitose
Envolve a formação de grandes profusões e não é dependente de ligante ou receptor (não
precisa de sinalização, acontece a todo momento)
Não há a formação de um pseudópode, apenas um único prolongamento, um brotamento
de membrana como se fosse um dedo que faz o englobamento das partículas
Mediada por receptores
Ocorre através de receptores na superfície celular que reconhecem e internalizam
hormônios, colesterol etc
As células utilizam a endocitose mediada por receptores para importar macromoléculas
extracelulares selecionadas
Pinocitose mediada por clatrina
Ocorre de forma constitutiva em todas as células de mamíferos
Liga a maquinaria endocítica a molécula-carga
Um exemplo é a captação de colesterol a partir de LDL (lipídeo com proteína associada) no
sangue. Os vasos são revestidos pelas células endoteliais que são receptores de LDL.
Desse modo, quando há o contato dessas células com o LDL, inicia-se o processo de
recepção da clatrina nas regiões específicas e inicia-se o processo de invaginação.
Problemas nessa captação podem levar a doenças como a aterosclerose
➔ Aterosclerose
◆ Processo inflamatório associado à diabetes causado pela deposição em
excesso de LDL, que sofre oxidação e ativa os monócitos da circulação
sanguínea com o objetivo de combater o excesso. Isso causa um
espessamento da parede, podendo até mesmo ser obstruída.
◆ Isso acontece por excesso de LDL na alimentação ou até mesmo por um
processo fisiológico, onde ocorrem mutações do receptor do LDL, alternado o
sítio de ligação e consequentemente impedindo que a clatrina se ligue ao
receptor e internaliza a LDL. Chega LDL e se acumula, o que pode gerar o
processo inflamatório
Mediada por cavéola
É um fenômeno altamente regulado e dirigido pela molécula-carga
A caveolina se insere na bicamada lipídica enquanto a clatrina se associa à proteínas
acessórias
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Obs.: Transporte e cobertura de vesícula
Existem dois tipos de vesículas recobertas
● Cobertas por clatrina: transporte seletivo de receptores transmembrana a partir da
membrana da rede Trans-Golgi e da membrana plasmática
● Cavéola: a partir da membrana plasmática envolve associação da proteína caveolina.
A proteína caveolina forma as cavéolas. A caveolina se insere de maneira diferente,
formam “linhas”, mas a deformação acontece de maneira semelhante à invaginação
por clatrina
Independente de clatrina e cavéola
Ainda não se sabe que processo regula essa invaginação
A membrana não se invagina sozinha, precisa de um auxílio, mas ainda não se sabe quem é
esse auxílio
Agora que a invaginação foi formada, como ela se solta?
A proteína dinamina com auxílio da energia proveniente do GTP (molécula que fornece
energia) faz uma torção em volta do “pescoço” da invaginação (estrangula-o), fazendo com
que a membrana se encoste e fusione
Formam-se os pinossomos
Destinos endossomais
Via endocítica: endossomo primário, secundário e o lisossomo
1. O endossomo primário recebe o material e gera dois tipos de vesículas
transportadoras, uma recicladora e outra que se dirige ao endossomo secundário. É
um pouco ácido (importante para dissociar o receptor da partícula de LDL). As
estruturas conduzem o material a ser digerido para a via endocítica e o material a ser
reciclado (receptores) voltam para a membrana para ser novamente utilizado
(reciclagem é importante para economia de energia). Há a possibilidade de ocorrer a
transcitose, que é a endocitose em um pólo da célula e a liberação no outro)
2. O endossomo secundário recebe as vesículas com o material a ser digerido e as
vesículas com hidrolases ácidas - são convertidas em lisossomos
3. O lisossomo é o principal sítios de digestão intracelular e tem nele mais de 40
enzimas que podem digerir diferentes tipos de moléculas. São heterogêneos e
apresentam a bomba de prótons (também para manter o pH ácido e facilitar a
digestão)
➔ O que diferencia o endossomo primário, secundário e o lisossomo é o pH. Existem
duas teorias quanto a isso. A primeira é que o endossomo primário, secundário e os
lisossomos são organelas distintas e cada uma tem seu conteúdo de enzimas. Já a
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segunda teoria é que a medida que as enzimas vão chegando, vão se acidificando, se
transformando
Lisossomos
As enzimas do lisossomo chegam à ele através da “etiqueta” recebida no complexo de
Golgi; todas as enzimas que irão atuar no lisossomo recebem a “etiqueta” (uma manose 6
fosfato) e vão para o lisossomo
Autofagia: digestão celular sem formação de endossomos, não envolve a membrana
plasmática
Doenças relacionadas à alterações lisossômicas:
Doença de inclusão celular: quase todas as enzimas hidrolíticas estão ausentes nos
lisossomos de algumas células, causando o acúmulo de material não digerido
Silicose: está associada com a endocitose de material indigerível na pessoa com o contato
constante com partícula indigerível. O macrofago fagocita e direcina para o lisossomo, mas
o lisossomo não consegue digerir e acumula dentro dos lisossomos até que ele explode e
todo o conteúdo enzimático do lisossomo é liberado no citoplasma, causando a morte da
célula. Esse contato ao longo do tempo pode gerar uma fibrose pulmonar
Importância da via
O aleitamento materno é importante por ter os anticorpos da mãe que são passados para o
recém nascido. O leite ingerido é absorvido no intestino e os anticorpos passam pelo
processo de transcitose. Existe um receptor para o anticorpo na luz do intestino que
reconhece os anticorpos endocitados. O endossomo direciona o material para a via de
transcitose e o anticorpo cai na circulação sanguínea
Uma importante função do processo de reciclagem além do receptor de LDL são os
transportadores de glicose. Quando há a sinalização de insulina em uma célula muscular
esquelética ou adipócito (que demandam muita energia), há a indução do aumento de
captação da glicose. As células têm transportadores de glicose na superfície.
Como a glicose em excesso no sangue é tóxica, deve ser rapidamente captada; assim, as
células beta do pâncreas são sinalizadas de tal excesso e produzem a insulina.
A insulina é liberada na corrente sanguínea e age nos receptores específicos,
proporcionando o aumento da captação de glicose pela célula.
Quando chega o sinal da insulina na célula, os endossomos que armazenavam
temporariamente as proteínas de membrana (GLUT), excretam-as, direcionando os
transportadores para a superfície da célula.
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Com esse controle a partir da função do endossomo reciclador, ela guarda temporariamente
as proteínas e garanteque isso não se perca, evitando que ocorra um processo de digestão
equivocado
Exocitose
As moléculas intracelulares são enviadas para o meio extracelular através de vesículas
secretórias que fusionam-se com a membrana plasmática
Peroxissomos
São organelas responsáveis pelo armazenamento de enzimas oxidativas envolvidas com o
metabolismo celular (catalase e urato oxidase), importante para a desintoxicação celular
É uma organela semelhante ao lisossomo, só que ao invés de fazer digestão faz
desintoxicação
Utilizam oxigênio molecular e peróxido de hidrogênio para realizar as reações oxidativas
A catalase utiliza a H2O2 gerada na organela para oxidar várias substâncias,
transformando-as em água e oxigênio
Esse tipo de reação oxidativa é muito presente no fígado