Complexo de Golgi

 

O Complexo de Golgi é uma organela que está localizada perto do nucleo.

Consiste em um conjunto de saco achatados, chamados de Cisternas, empilhados como pratos.

Nas cisternas ocorrerão outras modificações pós-traducionais nas proteínas,
que foram transportadas a partir do RER.

Cis: Face de entrada das proteinas que vem do RER.

Trans:Face de saída das proteínas que irão ser secretadas.

Funções: completar as modificações pós-tradução, empacotar e colocar um endereço nas moléculas sintetizadas pela célula, fazer hidrólise de lipídios, terminar o processo de glicosilação, de fosforilação e de sulfatação e separar proteínas.

Doença da célula I: ocorre deficiência da enzima que faz fosforização de proteínas no Aparelho de Golgi. Esta patologia se caracteriza por retardo mental e defeito no crescimento. As enzimas lisossomais podem ser encontradas no sangue, entretanto os lisossomos são vazios.

Mitocôndria

-Organelas membranosas com função principal de síntese de ATP;
-Tamanho de aproximadamente 0,5-1um de diâmetro;
-Normalmente apresentam forma cilíndrica, lembrando uma bactéria,
porém podem mudar de forma constantemente.

-As mitocôndrias são encontradas em todas as células eucariontes,

variando segundo o tipo celular (nos hepatócitos pode-se encontrar de

1000 a 2000 mitocôndrias);

-Elas se localizam sempre próximas ao local de maior gasto energético.

Estruturas:
membrana externa lisa e permeável: proteínas transmembranas chamadas porinas,

por onde passam facilmente íons e pequenas moléculas;

membrana interna (com cristas): muito impermeável devido à presença de

cardiolipina (fosfolipídeo com 4 cadeias de ácidos graxos, tornando a membrana

altamente hidrofóbica.

Espaço intermembranoso : com muitos íons e outras moléculas.

Na matriz mitocondrial, presença de grande quantidade de enzimas

que vão participar:

-Da produção de acetil-CoA;

-Do ciclo de Krebs;

-Da b-oxidação dos ácidos graxos (animais);

-Da síntese de proteínas, replicação de DNA e transcrição a RNA.

Inseridas na membrana interna da mitocôndria estão os complexos
proteicos que participam da cadeia transportadora de elétrons e as

partículas sintetizadoras de ATP.

Herança materna – apenas as mães transmitem suas mitocôndrias

para seus filhos (tanto meninos como meninas). Isso porque

apenas o DNA da cabeça do espermatozóide contribui para a

formação do zigoto.

Doenças mitocondriais

Generalidades

As doenças mitocondriais são doenças genéticas que afectam genes que são

expressos na mitocôndria;

 As mitocôndrias possuem o seu próprio genótipo, 

tendo várias moléculas de ADN

e dentro de cada molécula, múltiplas cópias do mesmo gene;

 Só uma parte mínima dos componentes da mitocôndria é codificada por ela

própria, no entanto ela assume uma grande importância em processos metabólicos e na

produção de energia, daí que as doenças mitocondriais caracterizam-se essencialmente

por uma deficiente produção energética (ex: dos genes codificados pela mitocôndria, 13

codificam proteínas da cadeia respiratória; dos mil genes da mitocôndria, só 37 são

codificados por ela e se houver ausência desses 37 genes essa situação vai ser

incompatível com a vida);

 As várias moléculas de ADN dentro da mitocôndria podem ser todas iguais –

Homoplasmia, ou haverem cópias mutadas de ADN mitocondrial e outras de ADN

mitocondrial normal – Heteroplasmia (é nesta situação que se podem desenvolver

células degenerativas, importantes, por exemplo, na formação de ovócitos);

 Na formação de ovócitos a separação das mitocôndrias é feita ao acaso, podendo

surgir ovócitos com maior quantidade de mitocôndrias com ADN mutado – o feto vai

apresentar uma doença generalizada com fenótipo mais grave, ou ovócitos com menor

quantidade de mitocôndrias com menos ADN mutado e assim o feto surge com uma

doença mais restrita, a um ou outro tecido, e por isso, com fenótipo mais atenuado;

 A genética mitocondrial é de herança exclusivamente materna, embora possa

afectar tanto o sexo masculino como sexo feminino;

 Os diversos tecidos têm diferentes requerimentos energéticos- efeito limitante, ou

seja, há tecidos que precisam de muito mais energia do que outros. Desta forma, os

tecidos com menor necessidade energética e que possuam mutações a nível do ADN

mitocondrial, possam não apresentar sintomatologia; por outro lado as carências energéticas em tecidos como o cérebro e o sistema muscular vão ser mais graves, daí

que muitas das doenças mitocondriais sejam encaradas como encefalomiopatias.

Mutações e heteroplasmia

A mesma mutação mitocondrial pode surgir com diferentes manifestações,

associadas a patologias diferentes;

A patologia será tanto mais grave quanto maior for a heteroplasmia (maior a % de

ADN mitocondrial mutado). Assim temos para a mesma mutação (tRNA para a

leucina):

- 90 a 95% de mtADN mutado- Síndroma MELAS (conjunto de doenças muito

graves e altamente limitantes);

- menos de 50% mtADN mutado- Oftalmoplegia externa progressiva (doença

mais restrita, com fenótipo mais atenuado);

Por outro lado, mutações em genes diferentes e diferentes mutações podem

resultar na mesma doença. É o caso da atrofia óptica de Leber (degeneração do nervo

óptico), que pode ser provocada por mutações em genes diferentes ND1, ND4 ou ND6 e

no entanto o resultado final é o mesmo, ou seja, diminuição de rendimento energético

surgindo a mesma doença;

Síndroma de Leigh

 Caracteriza-se por defeitos em proteínas integrantes dos complexos I e II da

cadeia respiratória;

 O complexo II da cadeia respiratória é constituído por proteínas codificadas pelo

núcleo, e por isso uma doença mendeliana; por outro lado os defeitos a nível do

complexo I, cujas proteínas constituintes são de base quer nuclear, quer mitocondrial,

dão origem a uma doença de base mitocondrial. No seu conjunto são designadas por

Síndroma de Leigh.

Fonte http://users.med.up.pt/cc04-10/biopatteoricas/Aula8_MitocondriaisLisossomais.pdf

Ribossomo

·         Única organela não membranosa que é composta de RNA ribossômico e proteínas.

·         Encontrasse presente nos eucariontes e nos procariontes.

·         São encontrados livres no citosol ou na forma de polissomos, na forma de polissomos presos ao retículo endoplasmático rugoso (RER), dentro das mitocôndrias e cloroplastos.

·         Sua função é a sintese protéica. Para a síntese protéica é necessário:

Ribossomos – fornece a maquinaria e suporte para a síntese de proteínas;

RNA mensageiro – fita complementar ao DNA, que contém a informação da

sequência de aminoácidos a ser construída (proteína);

RNA transportador – molécula responsável pelo transporte dos aminoácidos no

citoplasma e entrega no ribossomo. Cada RNA transportador é específico para

cada aminoácido, garantindo assim a entrega do aminoácido correto.

Fatores (proteínas) que vão facilitar a iniciação da síntese protéica, a elongação da cadeia protéica (adição de aminoácidos) e a terminação da síntese.

  

Lisossomo

São organelas responsáveis pela digestão intracelular. Os lisossomos (do grego lise, quebra, destruição) são bolsas membranosas que contêm enzimas capazes de digerir substâncias orgânicas, as hidrolases ácidas, que são ativadas na presença de água e pH ácido ( 4,0 a 5,0).

Funções:

 Uma das funções dos lisossomos é a digestão intracelular. Com a digestão intracelular as partículas capturadas pelas células são quebradas em pequenas moléculas que atravessam a membrana do vacúolo digestivo, passando pelo citosol. Estas moléculas fornecem energia à célula e serão utilizadas na fabricação de novas substâncias. Os materiais não digeridos no processo digestivo permanecem dentro do vacúolo, que passa a ser chamado vacúolo residual.

Outra função do lisossomo é a autofagia (do grego auto, próprio e phagin, comer).É o processo pelo qual as células digerem partes de si mesmas, com o auxílio de seus lisossomos. A autofagia permite destruir organelas celulares desgastadas e reaproveitar alguns de seus componentes.

Alem das funções acima temos a crinofagia, que faz com que os grânulos das células secretoras, que em determinado momento deixaram de receber o estímulo para a secreção, sejam digeridos pela via lisossomal. Assim a célula volta para o estado basal até o próximo estímulo que induza a um novo acúmulo de secreção.

Doenças Lisossomais:

As doenças relacionadas com lisossomos apresentam efeitos cumulativos e resultam em degeneração dos tecidos, podendo levar a óbito.

Há doenças de caráter genético, mas há também doenças adquiridas.

Adiquiridas:

• Pneumoconiose (Silicose, doença dos mineiros, asbestose): corre pela inalação de poeira inorgânica - óxido de silício (silicose), carvão mineral(pulmão negro), cimento amianto ou asbesto (asbestose). Esta poeira se deposita nos alvéolos pulmonares furando células e rompendo os lisossomos que derramam suas enzimas que destroem as células, ação conhecida como apoptose e como conseqüência os alvéolos. A silicose causa dificuldade respiratória e baixa oxigenação do sangue, provocando tontura, fraqueza e náuseas, incapacitando o trabalhador.

Video: Amianto no organismo.

•  Gota: é uma doença caracterizada pela elevação de ácido úrico no sangue, o que leva a um depósito de cristais de mono urato de sódio nas articulações. É este depósito que gera os surtos de artrite aguda secundária que tanto incomodam seus portadores.

  
  

  

  A concentração normal de ácido úrico no sangue é até 7,0 mg/100ml. Dependendo do país estudado, pode chegar a 18% a população com ácido úrico acima de 7mg%. Entretanto, somente 20% dos hiperuricêmicos terão gota. Ou seja, ter ácido úrico alto não é igual a gota.                                                                                                                         É uma doença de homens adultos. As mulheres passarão a ter crise de gota após a menopausa. Pode haver diagnóstico de gota em homem e mulher jovem, mas certamente são situações raras.

Genéticas:

• Doença de Tay-Sachs: é uma doença produzida pela alteração lisossomal: Ausência da enzima lisossomal hexosaminidase A, que catalisa a hidrólise de glicolipídeos do tipo gangliosídeos. Estes glicolipídeos se acumulam nos neurônios causando grave deterioração neurológica.

Crianças com Tay-Sachs aparentam desenvolver-se normalmente nos primeiros meses de vida. Depois, com a distensão de células nervosas com material adiposo, há uma severa deterioração das habilidades mentais e físicas. A criança torna-se cega, surda e incapaz de engolir. Os músculos começam a atrofiar e ocorre a paralisia. Outros sintomas neurológicos incluem demência, convulsões e crescentes "reflexos de susto" a barulhos. A doença torna-se fatal normalmente na faixa de 3 a 5 anos.

Uma forma da doença muito mais rara ocorre em pacientes entre 20 e 30 anos e é caracterizada por andar inconstante e deterioração neurológica progressiva.

•  Doença de Pompe: é uma doença de depósito lisossômico (DDL) causada pela atividade insuficiente da alfa-glicosidase-ácida. Esta enzima lisossômica é responsável pela degradação do glicogênio. A deficiência enzimática resulta no acúmulo do glicogênio nos lisossomos dentro dos vários tipos de células e tecidos. Eventualmente, isto leva a disfunções ou danos celulares, particularmente nos tecidos musculares cardíaco, respiratório e esquelético. A apresentação clínica da doença de Pompe é altamente variável; na faixa mais grave do espectro da doença, a morte ocorre dentro do primeiro ano de vida devido à insuficiência cardiorrespiratória em 80% dos bebês (que tipicamente apresentam envolvimento do músculo cardíaco, e também do esquelético). Nos pacientes com início tardio, a fraqueza muscular esquelética e respiratória é progressiva e implacável, levando à dependência de cadeira de rodas e/ou de respirador e, em última instância, à morte entre o início da infância e o meio da vida adulta.



Cardiomegalia severa.

• Doença de Fabry: se estabelece porque o corpo é incapaz de produzir uma enzima denominada alfa-galactosidase (alfa-galactosidase ou alfa-GAL) em quantidade ou estrutura adequada para realizar a sua função.

  A enzima alfa-GAL é uma das inúmeras enzimas normalmente presentes no lisossomo, que é uma estrutura que existe nas nossas células e parece funcionar como uma usina de reciclagem. A tarefa da enzima é quebrar certas substâncias para que possam ser reutilizadas pela célula ou eliminadas do corpo. Sem a enzima alfa-GAL em quantidade suficiente para realizar a tarefa adequadamente, aquelas substâncias (basicamente a GL-3) se acumulam nos lisossomos, principalmente nas células encontradas nas paredes dos vasos sangüíneos. A doença de Fabry recebe o nome de doença de depósito lisossômico por causa desse acúmulo progressivo de substâncias nos lisossomos.

  O depósito contínuo de GL-3 faz com que o caminho dos vasos sangüíneos fique estreitado com o passar do tempo. Isso significa que os rins, o coração e o cérebro não recebem alimento necessário para funcionar adequadamente. O resultado disso é que as pessoas com doença de Fabry podem apresentar prejuízos muito sérios, como problemas cardíacos, problemas renais, problemas do Sistema Cerebrovascular e do Sistema Nervoso Central.

   

Retículo endoplasmático Rugoso - RER

 É composto por uma rede tridimensional de túbulos e cisternas interconectados, que vai desde amembrana do núcleo, até a membrana plasmática da célula. É denominado rugoso, pois possui poliribossomos aderidos à sua face citosólica, diferentemente do liso,  que além de não possuir polirribossomos aderidos, apresenta diferente composição protéica e enzimática de sua membrana e conteúdo.
A ligação de polirribossomas à superfície citosólica do RER é feita através de proteínas integrais.
A presença de polirribossomas no RER possibilita sua função: síntese de proteínas. Por isto ele e tão desenvolvido em células com intensa síntese protéica, destinada à exportação ou a organelas com membrana. Além disso, o RER também participa de modificações pós-traducionais protéicas: sulfatação, pregueamento e glicosilação.

Funções da membrana plasmática

   A membrana que envolve as células delimita o espaço ocupado pelos constituintes da célula, sua função principal é filtragem de substâncias requeridas pelo metabolismos celular. A permeabilidade proposta pela membrana não é apenas de ordem mecânica pois podemos observar que: 

·         certas partículas de substâncias "grande" passam pela membrana 

·         e que outras de tamanho reduzido são rejeitadas. 

        A membrana possui grande capacidade seletiva possibilitando apenas a passagem de substâncias "úteis", buscando sempre o equilíbrio de cargas elétricas e químicas. Além disso:

·         Contém e delimita o espaço da célula,

·         mantém condições adequadas para que ocorram as reações metabólicas necessárias. 

·         Ela seleciona o que entra e sai da célula, 

·         ajuda a manter o formato celular, 

·         ajuda a locomoção 

·         e muito mais.

       Formada por uma dupla camada de fosfolipídios (fosfato associado a lipídios), bem como por proteínas espaçadas e que podem atravessar de um lado a outro da membrana. Algumas proteínas estão associadas a glicídios, formando as glicoproteínas (associação de proteína com glicídios - açucares- protege a célula sobre possíveis agressões, retém enzimas, constituindo o glicocálix), que controlam a entrada e a saída de substâncias.

       

A membrana apresenta duas regiões distintas:

·      uma polar (carregada eletricamente) 

·      e uma apolar (não apresenta nenhuma carga elétrica).

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO (REL)

          O Retículo Endoplasmático Liso (REL) é uma rede de membranas interconectadas sem ribossomos aderidos em sua superfície. Estão presentes em todas as células, mas são mais abundantes em células que metabolizam lipídios. Como exemplos citam-se hepatócitos, células musculares e gonadais e na glândula suprarrenal.

O REL é responsável pela produção dos lipídeos da membrana celular (fosfolipídeos, colesterol e ceramidas) auxiliado por enzimas da superfície. Outras enzimas auxiliam na remoção de drogas lipo-solúveis e compostos metabólicos tóxicos através da ação de enzimas que tornam as substâncias mais solúveis para que sejam excretadas pela urina. Quando alguma substancia muito tóxica entra na célula o REL duplica sua superfície para eliminá-la. É o REL que armazena e distribui o  Ca⁺² nas contrações musculares e que realiza a detoxificação de compostos lipofílicos ou hidrofóbicos, como herbicidas, derivados de petróleo, conservantes, corantes e fármacos.

Alterações relacionadas ao REL

- Icterícia:  amarelamento da pele, da esclera dos olhos e das mucosas devido ao alto nível de bilirrubina no sangue. A morte das hemáceas  faz com que o grupo heme da hemoglobina das hemáceas seja transformada em bilirrubina no baço. A bilirrubina é sintetizada no fígado e compõe a bile, sendo então excretada. O processamento inadequado da bilirrubina no fígado traz seu acúmulo no sangue. Em recém-nascidos, a icterícia pode apresentar-se devido ao desenvolvimento incorreto do REL dos hepatócitos, o que impede o bom processamento da bilirrubina. A icterícia neonatal pode ser tratada através da fototerapia.

Paciente antes e depois do tratamento com fototerapia

PEROXISSOMOS

Peroxissomos são organelas que contém enzimas que oxidam os substratos e formam peróxido de hidrogênio, sendo este degradado pela enzima catalase. Assim, os peroxissomos desempenham papel na desintoxicação das células (oxidam ácido úrico, alguns aminoácidos, parte do metanol e etanol e peróxido de hidrogênio) e na degradação de ácidos graxos (gerando energia). O acúmulo de catalase e urato oxidase formam estrutura visível ao microscópio eletrônico (cristalóide).

Peroxissomo visualizado em microscópio eletrônico

DOENÇAS RELACIONADAS AOS PEROXISSOMOS

- Cirrose: Um quarto do etanol consumido por uma pessoa é oxidado por estas organelas, principalmente pelos peroxissomos presentes em rins e fígado. O consumo excessivo de álcool provoca desordem nessa função e destruição do tecido, por isso ocorrem cirrose e outros problemas em alcoólicos. Esta doença é irreversível, pois ocorre fibrose do tecido hepático. Os sintomas da doença incluem fraqueza, fadiga, anorexia, má absorção dos nutrientes, redução metabolismo hepático, alteração da atividade dos hormônios insulina, glucagon e tireoideanos, equimoses, sangramentos espontâneos, feminilização por acúmulo de androstenediona (ginecomastia, atrofia testicular, eritema palmar, irregularidade menstrual), atrofia muscular, encefalopatia por acúmulo de substâncias tóxicas que deveriam ser eliminadas pelo fígado (lentificação, redução da atenção, desorientação, alterações de comportamento, mudanças no ciclo do sono, coma), hipertensão portal (ascite, esplenomegalia, hemorróidas, varizes esofágicas), carcinoma. O tratamento consiste na interrupção da progressão de cada uma das complicações e o transplante de fígado tem se tornado cada vez mais recomendado.

         Fígado de aspecto normal                  

Carcinoma de fígado

Ascite

- Adrenoleucodistrofia (ALD): mutação genética relacionada à enzima que oxida os ácidos graxos nos peroxissomos. O acúmulo de ácidos graxos de cadeia longa promove a destruição da bainha de mielina que auxilia na condução dos impulsos nervosos nos neurônios. Ocorre então degeneração do sistema nervoso com espasmos e desorientação. Os ácidos graxos acumulam-se também nas glândulas adrenais e testículos e a doença afeta principalmente homens. Lorenzo – é o caso mais famoso da doença em que contrariou prognósticos de vida curta e morreu aos 30 anos.

        Não existe cura para a adrenoleucodistrofia. Devem-se restringir alimentos ricos em ácidos graxos de cadeia longa como espinafre, queijo e carne vermelha. O óleo de Lorenzo tem sido utilizado com eficiência, tendo em sua composição ácido erúcico e oléico. A administração de hormônios auxilia no tratamento da disfunção adrenal.

Ressonância Magnética sem desmielinização cerebral

Ressonância Magnética mostrando desmielinização cerebral

- Síndrome de Zellweger: As enzimas dos peroxissomos são produzidas no citosol e depois transportadas pelas peroximas para os mesmos. Na Síndrome de Zellweger, as enzimas não têm defeitos e sim as peroxinas, que não efetuam corretamente o transporte e a pessoa afetada tem os peroxissomos vazios, ou seja, sem função. Dessa forma rins, fígado e cérebro funcionam mal e a pessoa morre no primeiro ano de vida. Os sintomas incluem hepatomegalia por inflamação do fígado, níveis sanguíneos de ferro e alumínio elevados, desorganização, atraso mental, perda auditiva e defeitos na retina com perda de visão, aspecto facial semelhante aos portadores de Síndrome de Down, ataques epiléticos, fontanelas maiores que o normal e hipotonia muscular.