Qual é a importância do transporte de moléculas dentro de uma célula?

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TRANSPORTES TRANSMEMBRANARES

A c�lula, como sistema aberto que �, necessita, para o seu normal funcionamento e reprodu��o, de captar mat�ria, do meio exterior. A mat�ria captada destina-se n�o s� a criar novas estruturas celulares, como tamb�m ao fornecimento de energia. Sob a forma de pequenas mol�culas ou de i�es, de macromol�culas ou mesmo de part�culas complexas, a mat�ria transita do exterior para o interior, transpondo a membrana, barreira f�sica selectiva, recorrendo a mecanismos de complexidade variada e com encargos energ�ticos diferenciados para a economia celular. Se h� mol�culas, como a �gua, o anidrido carb�nico ou o oxig�nio, que transitam com extrema facilidade atrav�s da membrana plasm�tica, por simples difus�o, outras h� que, pela sua dimens�o ou lipofobia, implicam a instala��o, na membrana, de mecanismos espec�ficos. No caso de part�culas complexas ou mesmo de macromol�culas, a capta��o tira partido da plasticidade da membrana, que se deforma especialmente para abra�ar os corpos a captar e os interiorizar, submetendo-os de seguida, em geral, a um processo interno de digest�o que faz apelo � interven��o dos lisossomas.

Embora o enfoque seja colocado nos transportes que se operam atrav�s da membrana plasm�tica, isto �, entre a c�lula e o meio circundante, importa ter presente que id�nticos mecanismos ocorrem nas membranas citoplasm�ticas, entre a fase interna e a fase externa (ver Conceito Trif�sico da C�lula Eucari�tica).

Difus�o

O mecanismo f�sico mais simples de tr�fego molecular atrav�s da membrana, � a difus�o. As mol�culas, quer se encontrem de um lado, quer do outro da membrana, s�o objecto de intensa agita��o (fun��o da temperatura); consequentemente, s�o portadoras de energia cin�tica. Em caso de choque com a membrana, poder�o passar atrav�s dos fosfol�pidos, rompendo, por ventura, instant�nea e pontualmente algumas das liga��es l�beis que os unem .

A maior ou menor facilidade com que as mol�culas transitam atrav�s da membrana traduz-se pelo coeficiente de permeabilidade, determinado em rela��o a uma dupla camada fosfolip�dica artificial e expresso em mm.s-1 .  

O coeficiente de permeabilidade �, compreensivamente, fun��o essencialmente de tr�s factores:

1. a dimens�o da mol�cula (existindo uma correspond�ncia, ainda que grosseira, entre dimens�o e peso molecular, � habitualmente a este �ltimo que nos referimos) ;

2. o seu estado de ioniza��o;

3. a afinidade para com os l�pidos. Esta traduz-se pelo seu coeficiente de parti��o, o qual se calcula pela raz�o entre a solubilidade num �leo determinado e a solubilidade na �gua.

Permeabilidade diferenciada de diferentes categorias de mol�culas

Finalmente, tratando-se de i�es, a permeabilidade reduz-se drasticamente, ao ponto de ser praticamente nula a probabilidade de difus�o dos cati�es e ani�es habituais (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, etc.) atrav�s da camada de fosfol�pidos. Assim, a maior ou menor permeabilidade que caracteriza uma determinada mol�cula ser� fun��o destas suas caracter�sticas, sendo expect�vel, por exemplo, que uma mol�cula de maior peso molecular, mas francamente lip�fila, apresente um coeficiente de permeabilidade superior a uma mol�cula de menor dimens�o, mas lip�foba.

Assim sendo, dever�o coexistir, na membrana, a par da simples difus�o, outros mecanismos que proporcionem o abastecimento da c�lula em mol�culas necess�rias ao metabolismo mas que, pelas suas caracter�sticas f�sicas, apresentam uma permeabilidade fraca ou mesmo nula. Aos sistemas, mais ou menos complexos, atrav�s dos quais as mol�culas franqueiam a barreira membranar, atribui-se a designa��o gen�rica de transportes. Uns, n�o consomem energia; s�o designados por transportes passivos, mesmo quando essa "passividade" encerra uma elevada complexidade . Outros, pelo contr�rio, consomem energia; s�o por isso designados por transportes activos.

Transportes passivos

Designam-se genericamente por transportes passivos, todos aqueles que n�o impliquem, por parte da c�lula, disp�ndio de energia. Englobam-se nesta categoria, os transportes de electr�litos ou de n�o electr�litos que se efectuam, respectivamente, a favor do gradiente de potenciais electroqu�micos ou de concentra��es. H� todavia que distinguir duas situa��es distintas, decorrentes da natureza das mol�culas e das suas permeabilidades: ou se trata de entidades que podem atravessar a membrana por simples difus�o ou, pelo contr�rio, de mol�culas que o n�o podem e, para as quais, a c�lula disp�e de mecanismos que facilitam o respectivo tr�fego.

Transporte da �gua e dos gases

a) �gua

A mol�cula da �gua possui um elevado coeficiente de permeabilidade (127 mm.s-1). A sua difus�o atrav�s da membrana (assimilada, em termos te�ricos, a uma membrana semi-perme�vel) designa-se por osmose. A osmose justifica a varia��o do volume das c�lulas quando estas entram em contacto com meios quer hipert�nicos (de mais elevada concentra��o, relativamente a solutos), quer hipot�nicos (de menor concentra��o).

Duas situa��es ilustram as consequ�ncias da osmose. A primeira � relativa aos gl�bulos vermelhos (hem�cias); a outra, tem a ver com o comportamento da c�lula vegetal em confronto com meios n�o isot�nicos.

� sabido que a concentra��o em cloreto de s�dio do nosso plasma sangu�neo � aproximadamente de 0,9%. As hem�cias, em equil�brio isot�nico, assumem normalmente a forma de discos, relativamente c�ncavos no centro. Por�m, quando confrontados com um plasma (ou uma solu��o salina) hipot�nico, as hem�cias incham e tendem para a esfericidade, em virtude da entrada de �gua por osmose. Caso a ten��o interna venha a superar as for�as de coes�o que ligam os fosfol�pidos membranares entre si, o que acontece quando a concentra��o do meio atinge cerca de 0,5%, a membrana rompe-se e a hemoglobina perde-se no meio exterior. Este fen�meno � designado por hem�lise. Em situa��o inversa, as hem�cias colocadas num meio hipert�nico, tendem a perder a pouca �gua que possuem e mirrarem.

Hem�lise

A: perfil habitual de um gl�bulo vermelho;

B: Gl�bulo vermelho “inchado” em consequ�ncia da hipotonicidade do meio;

C: Hem�lise

Ao inv�s, a c�lula vegetal � vulner�vel aos ambientes hipert�nicos. A sa�da da �gua contida no seu vac�olo, provoca uma diminui��o do volume celular e, consequentemente, o afastamento da membrana plasm�tica relativamente � parece celular. Este fen�meno designa-se comumente por plasm�lise.

Plasm�lise. A: Conforma��o habitual de uma c�lula vegetal; B: c�lula vegetal sujeita um meio hipert�nico

As varia��es de volume que se referiram s�o consequ�ncia das diferen�as de press�o osm�tica entre as duas faces da membrana plasm�tica

Demonstra-se experimentalmente que a permeabilidade da membrana � �gua aumenta com a sua fluidez, induzida por um incremento do n�mero de liga��es n�o saturadas nas cadeias alif�ticas dos fosfol�pidos. Pela mesma raz�o, assiste-se a uma diminui��o da permeabilidade com o aumento do teor em colesterol incorporado na membrana.

A grande diferen�a que se observa entre o coeficiente de permeabilidade da �gua medido na situa��o real de uma membrana plasm�tica e o respectivo coeficiente de difus�o (53, derminado em condi��es ideais, leva a concluir que a passagem da �gua n�o se opera exclusivamente por difus�o atrav�s da bicamada lip�dica, mas que dever�o existir poros ou canais por onde as mol�culas de �gua possam transitar mais facilmente. Trabalhando com eritr�citos humanos (hem�cias), foi poss�vel deduzir teoricamente que os referidos canais dever�o possuir di�metros da ordem dos 700 pm.

Por sua vez, demonstra-se experimentalmente, que a disposi��o das prote�nas intr�nsecas pode tamb�m, em certas circunst�ncias, favorecer o fluxo de �gua atrav�s da membrana. Tal facto foi posto em evid�ncia na bexiga de determinados anf�bios

Disposi��o de prote�nas intr�nsecas na membrana das c�lulas epiteliais da bexiga de anf�bios. A: antes da administra��o da hormona antidiur�tica; B: depois da ac��o da hormona (compara��o do esquema com imagens de microscopia electr�nica) anf�bios, onde, por raz�es de estrita economia de �gua, se opera correntemente concentra��o da urina, por reabsor��o da �gua pelo organismo, atrav�s das membranas plasm�ticas das c�lulas epiteliais da bexiga.

Este fen�meno pode ser incrementado atrav�s da administra��o de uma hormona antidiur�tica. Com o aux�lio de t�cnicas de microscopia electr�nica, � poss�vel p�r em evid�ncia a forma��o de agregados part�culas intr�nsecas (prote�nas), ap�s a administra��o da hormona. Sup�e-se que a esses agregados correspondem s�tios de tr�nsito preferencial da �gua.

b) Gases

A exig�ncia de que a permuta de gases como o oxig�nio e o di�xido de carbono, se opere com grande rapidez e o facto de as velocidades de difus�o do di�xido de carbono e do oxig�nio serem praticamente id�nticas, apesar de serem significativas as diferen�as dos respectivos di�metros (CO2: 450 pm; O2: 358 pm), sugerem que o esquema de transporte deste gases envolve tamb�m a exist�ncia de canais como os referidos para a �gua.

c) Transporte de outras mol�culas (n�o electr�litos)

N�o sendo a membrana plasm�tica, no plano real, uma membrana semi-perme�vel ideal, outras mol�culas, para al�m das do solvente (�gua), difundem atrav�s dela.  O fluxo de difus�o � fun��o da diferen�a de concentra��es entre os dois lados da membrana. Consideremos o caso de duas solu��es, A e B, de concentra��es diferentes, separadas por uma membrana. Num dado instante, a probabilidade de que uma mol�cula da solu��o A possa chocar com a membrana sendo portadora de energia cin�tica suficiente para a transpor, � id�ntica a probabilidade que assiste �s mol�culas da solu��o B, em sentido inverso.

Difus�o, em fun��o dos gradientes de concentra��o: conceito de equil�brio din�mico.

Todavia, se a concentra��o de A for superior � concentra��o de B, o n�mero de mol�culas que transita de A para B ser� superior ao n�mero das mol�culas que efectuam a difus�o em sentido inverso. Dito de outro modo, as intensidades dos fluxos s�o diferentes, mas tendem a igualar-se quando as concentra��es de ambos os lados da membrana tamb�m o forem. Quando tal se verifica, atinge-se o equil�brio; equil�brio din�mico, e n�o est�tico, pois as mol�culas continuam a atravessar a membrana.

Em termos cin�ticos, a velocidade com que se opera a difus�o � proporcional � diferen�a de concentra��es. Se, por hip�tese, n�o se verificasse uma acumula��o das mol�culas entradas, mantendo a concentra��o interna constante, ent�o o fen�meno comportar-se-ia de acordo com o gr�fico da figura seguinte.

Varia��o do fluxo de transporte passivo em fun��o da concentra��o

d) Transporte de electr�litos

Vimos atr�s que, para uma subst�ncia n�o electol�tica, a condi��o de equil�brio, isto �, em que o fluxo global � nulo, � aquela em que h� igualdade das concentra��es ou, melhor dizendo, dos potenciais qu�micos da mesma subst�ncia dos dois lados da membrana.

No caso dos electr�litos, interv�m um factor suplementar e a condi��o an�loga � a aus�ncia de diferen�a de potenciais electroqu�micos (�1 e �2). Este define-se relativamente a um potencial padr�o m0 de acordo com a equa��o:

� = �0 + RT ln C + z EF

onde: z � a carga do i�o considerado; F, a constante de Faraday; E, o potencial el�ctrico; R e T, respectivamente, a constante dos gases perfeitos e a temperatura absoluta.

No equil�brio, os potenciais electroqu�micos dos dois lados da membrana (1 e 2) atingem a igualdade:

�1 = �2 . Ent�o:

RT ln C1 + z E1F = RT ln C2 + z E2F

de onde se extrai a express�o do potencial de membrana no equil�brio Em :

                Em = E1 - E2 = RT/ zF . ln C2/C1     (f�rmula de Nerst)

Assim, compreende-se que as condi��es de equil�brio estabelecidas para um electr�lito podem compreender uma desigualdade de concentra��es, desde que seja contrabalan�ada por uma diferen�a de potencial el�ctrico entre os dois compartimentos

Nos casos em que z=1 e admitindo-se uma temperatura de 20 �C, ent�o:

Em voltes = 0,058 log C2/C1

Canais i�nicos. A: canais simples; B: canais “activador dependentes”, podendo assumir a configura��o alost�rica aberta (A) ou fechada (F) consoante se encontrem associados ou n�o ao “activador” (Ac)

Ainda que a barreira fosfolip�dica seja praticamente imperme�vel aos i�es, estes atravessam a membrana gra�as a canais i�nicos. Estes s�o constitu�dos por prote�nas intr�nsecas, que estabelecem entre si uma passagem, a qual poder� ser franqueada por diversos i�es, com graus de especificidade vari�veis.

Alguns desses canais, tirando partido das propriedades alost�ricas das prote�nas, podem assumir configura��es alternativas de “aberto” ou “fechado”. Essas alternativas alost�ricas s�o determinadas por factores externos, como a liga��o de uma das prote�nas constitutivas do canal a uma outra mol�cula ou a exist�ncia de um determinado potencial de membrana.

Transportes facilitados

Para as circunst�ncias em que a permeabilidade de uma determinada mol�cula essencial � vida da c�lula, n�o permite a sua capta��o com a destreza requerida pelo metabolismo, a c�lula disp�e  de mecanismos membranares espec�ficos. Se tais mecanismos n�o despenderem energia, designam-se por transportes facilitados e enquadram-se, portanto, na classe dos transportes passivos. S�o objecto de transporte facilitado, entre outras mol�culas, os monossac�ridos, como a glucose, e os amino�cidos. Mas tamb�m, em certas circunst�ncias, os i�es s�o benefici�rios destes sistemas de transporte

a)  N�o electr�litos

O exemplo cl�ssico que ilustra as caracter�sticas deste tipo de transporte, � precisamente o da glucose. Reconhecendo as caracter�sticas que lhe est�o associadas, concebe-se um modelo baseado na exist�ncia de prote�nas membranares transportadoras, suscept�veis de assumirem duas configura��es tridimensionais.

Modelo de transporte facilitado da glucose

O transportador de membrana pode assumir duas configura��es alost�ricas consoante se encontre ligado ou n�o a uma mol�cula de glucose. O sentido global do transporte obedece ao gradiente de concentra��es. Tal sistema n�o oferece qualquer prefer�ncia de sentido, podendo promover tanto a sa�da como a entrada de mol�culas de glucose. O sentido do fluxo � apenas determinado pelo gradiente de concentra��o, tal como da difus�o simples. Com a diferen�a, por�m, de que permite o tr�nsito de mol�culas que, de outra forma, n�o transporiam a barreira membranar.

Estes sistemas de transporte membranar facilitado s�o caracterizados por (i) serem altamente espec�ficos e (ii) satur�veis.

A alta especificidade pode ser posta em evid�ncia, recorrendo aos is�meros �pticos da glucose: D-glucose e L-glucose. De facto, os transportadores da glucose, apenas reconhecem a D-glucose; a L-glucose, que todavia se distingue apenas pela posi��o de um grupo oxidrilo, n�o beneficia do transporte facilitado. Aplica-se ao transporte facilitado, o conhecido princ�pio de Fisher formulado para ilustrar a especificidade dos enzimas relativamente aos respectivos substratos : o substrato est� para o enzima, como a chave, para a fechadura.

 Florizina

Tal como as fechaduras se podem encravar com falsas chaves, tamb�m o mesmo pode suceder aos transportadores. Refira-se a t�tulo de exemplo que, administrando florizina a um animal, se obt�m o bloqueamento dos transportadores de glucose, induzindo-se, deste modo, um aumento do teor de glucose no sangue. Tal fen�meno fica a dever-se ao facto de a mol�cula de florizina comportar uma D-glucose. O sistema activado reconhece e aceita a D-glucose, mas � de seguida encravado pela restante parte da mol�cula.

Fluxos de transporte da glucose em fun��o da glucose: transporte facititado e passivo

Por sua vez, a saturabilidade do sistema resulta do facto de o n�mero de transportadores de membrana de que uma c�lula disp�e, ser limitado. Por conseguinte, a partir do momento em que todos os transportadores de membrana tiverem entrado em ac��o, atinge-se a velocidade m�xima de transporte, independentemente do grandeza do gradiente de concentra��o em causa.

b)   electr�litos

Certas subst�ncias podem tornar as membranas perme�veis aos i�es. S�o geralmente produzidas por microorganismos e actuam como antibi�ticos j� que t�m como efeito, contrariar drasticamente os equil�brios i�nicos funcionais das c�lulas. Interv�m enquanto tal na competi��o entre microorganismos, mas as suas potencialidades antibi�ticas s�o igualmente exploradas pela medicina. Designam-se pelo termo gen�rico de ion�foros e podem apresentar estruturas muito diversas. Apresentam em comum a caracter�stica de serem pequenas edifica��es moleculares hidr�fobas, que se dissolvem facilmente na bicamada lip�dica da membrana plasm�tica.

Distinguem-se essencialmente duas categorias de ion�foros: (i) aqueles que determinam a forma��o transit�ria de um canal e (ii) os que, sendo m�veis, se comportam como barquetas, assegurando o transporte os i�es entre as duas faces da membrana. Enquanto que o fluxo i�nico proporcionado pelos

Ion�foros. A: ion�foros tipo “canal”, de exist�ncia transit�ria; B: ion�foros tipo “barqueta”, dotados de elevada mobilidade na camada lip�dica

primeiros n�o � afectado por um abaixamento da temperatura, o fluxo assegurado pelos ion�foros m�veis, diminui em id�nticas circunst�ncias. Compreende-se que assim seja, dado que a “agilidade” das barquetas depende da fluidez da membrana e esta caracter�stica � fun��o da temperatura. Em ambos os casos, o transporte respeita o gradiente electroqu�mico que, como se sabe, em condi��es naturais, � bastante assentuado, e garantido pelas bombas de transporte activo de i�es.

A valinomicina � um exemplo de ion�foro m�vel. Com uma forma de anel, a valinomicina manifesta uma prefer�ncia pelo i�o K+ ,10.000 superior � que oferece ao i�o Na+. O anel � bordejado exteriormente por grupos hidr�fobos que contactam com as cadeias alif�ticas dos fosfol�pidos. No interior, seis �tomos de oxig�nio constituem o s�tio de fixa��o do K+.

As gramicidina (A,B e C) s�o exemplos de ion�foros de tipo canal. S�o formadas por p�ptidos lineares constitu�dos por apenas 15 amino�cidos. S�o necess�rias duas mol�culas de gramicidina para formar um canal, mas a associa��o � inst�vel, pelo que os canais s�o transit�rios, formando-se e desmanchando-se, instantaneamente. Em m�dia,  um canal  permanece  funcional  durante um segundo. Neste lapso de tempo, a gramicidina A pode transportar 2x107 cati�es monovalentes.

Transporte activo

Em alternativa aos diferentes tipos de transporte que se referiram e que t�m entre si a caracter�stica comum de promoverem o tr�fego molecular “a favor” dos gradientes, quer de concentra��es, quer electroqu�micos, sem consumo energ�tico, outros h� que actuam “contra” os gradientes. Poder-se-ia dizer, em linguagem comum, que “remam contra a mar�”. Consequentemente, consomem energia; designam-se por transportes activos.

a) electr�litos

Os transportes activos melhor conhecidos s�o os dos i�es, cujos sistemas membranares s�o designados habitualmente por bombas i�nicas. Existem bombas para transportarem prot�es, cati�es de c�lcio, cati�es de s�dio e de pot�ssio, etc. A t�tulo ilustrativo, iremos referir a bomba de s�dio/pot�ssio, por ventura a mais abundante e de exist�ncia obrigat�ria em todas (ou quase) as c�lulas.

A necessidade da exist�ncia de bombas i�nicas decorre do facto de, por exig�ncias funcionais, deverem manter-se elevados desn�veis dos teores relativos a diferentes i�es, entre o interior da c�lula e o exterior. No quadro seguinte revelam-se alguns valores t�picos das c�lulas de mam�feros.

No caso espec�fico do s�dio e do pot�ssio, seria expect�vel, tendo presentes os valores indicados no quadro anterior, que, a n�o existirem mecanismos de bombeamento de i�es que contrariem o gradiente, rapidamente se atingiria o equil�brio, gra�as � simples difus�o dos i�es atrav�s dos respectivos canais. � ali�s o que, experimentalmente, se consegue, quer baixando a temperatura al�m do limiar de funcionamento dos enzimas, quer impedindo o fornecimento de energia �s bombas. Gra�as por�m �s bombas de s�dio/pot�ssio, os fluxos passivos de sa�da do pot�ssio e de entrada do s�dio, s�o constantemente contrariados por fluxos activos. Assim se mant�m os desn�veis de teor destes dois i�es.

Bomba de s�dio/pot�ssio: esquema de funcionamento

Ainda que se desconhe�a a mec�nica �ntima destas bombas, demonstra-se experimentalmente que os transportes antag�nicos de s�dio e de pot�ssio s�o (i) interdependentes e (ii) consumidores de energia, sob a forma de ATP, de tal modo que, por cada mol�cula de ATP hidrolizada, s�o bombeados 3Na+ para fora da c�lula e 2K+ para o seu citossol.

b)  N�o electr�litos

Os n�o electr�litos podem ser activamente transportados gra�as � energia potencial subjacente a gradientes i�nicos, em lugar do disp�ndio directo de ATP. Nestes casos o transporte de uma mol�cula � associado ao transporte de um i�o, quer no mesmo sentido (symport) ou em sentidos contr�rios (antiport). Nas c�lulas animais, o i�o co-transportador � geralmente o Na+. Por exemplo, o transporte activo de alguns a��cares e amino�cidos nas c�lulas animais � usualmente potenciado pelo gradiente do i�o Na+ .

Capta��o da glucose pelas c�lulas do epit�lio intestinal

Exemplo concreto � o transporte activo da glucose que ocorre na fase de assimila��o p�s-digestiva, ao n�vel do intestino. Na membrana apical das c�lulas absorventes do intestino, localizam-se mecanismos de co-transporte facilitado do Na+ e da glucose. Esses mecanismos s�o constitu�dos por unidades proteicas intr�nsecas, dotadas de propriedades alost�ricas e detentoras de s�tios de fixa��o espec�ficos para a D-glucose e para o i�o Na+. O s�tio de fixa��o da glucose s� estar� receptivo ap�s a fixa��o do Na+. Uma vez ambos “instalados”, a prote�na altera a sua conforma��o espacial, por forma a expor o Na+ e a glucose ao citossol.

A labilidade das liga��es em causa e o contexto de agita��o molecular, fazem com que tanto o i�o como o a��car se libertem no citossol. A face oposta da c�lula, limitada pela membrana basal, contacta com a rede de capilares sangu�neos, atrav�s dos quais os nutrientes assimilados s�o veiculados para o organismo. A esse n�vel, a glucose � transportada para fora da c�lula por transporte facilitado e as bombas de s�dio/pot�ssio eliminam, da c�lula, o excedente de Na+ . Ainda que na etapa propriamente dita de capta��o da glucose, n�o se tenha verificado consumo directo de ATP, o certo � que, globalmente, o processo � consumidor de energia, pois implica, de forma diferida � certo, o funcionamento das bombas de s�dio/pot�ssio.

Mecanismo membranar do co-transporte da glucose e do s�dio.

A: transportador acess�vel ao meio externo com s�tios de fixa��o do s�dio, activos, e s�tios de fixa��o da glucose, inactivos; B: a fixa��o do s�dio induz a altera��o alost�rica que permite fixa��o da glucose; C: transportador sofre altera��o alost�rica, exp�e-se ao citossol e liberta a glucose e o s�dio; D: retorno � situa��o inicial.

Transportes em massa

Os sistemas que se descreveram anteriormente, destinam-se todos ao transporte de mol�culas ou i�es de porte relativamente pequeno. Quando por�m se trata de captar uma macromol�cula, tal como uma prote�na, ou mesmo uma part�cula maior, que pode mesmo ser uma bact�ria, os mecanismos descritos j� n�o s�o adequados. Nestes casos, a c�lula recorre ao mecanismo da endocitose, que consiste basicamente na forma��o de uma depress�o membranar, seguida do envolvimento de uma por��o do meio extracelular onde a(s) part�cula(s) se encontra(m), da invagina��o da membrana e, finalmente, a forma��o de numa ves�cula, denominada genericamente por endossoma.

a) Fagocitose e pinocitose

Na sua express�o mais simples, a endocitose � um mecanismo pouco ou nada espec�fico do objecto a captar. Distinguem-se habitualmente duas modalidades em fun��o da escala: a fagocitose (do grego phagein: comer) e a pinocitose (do grego pinein: beber). A primeira, se o destinat�rio � uma part�cula de grande porte, uma bact�ria por exemplo, de tal modo que o fen�meno seja observ�vel em microscopia fot�nica; a segunda, se os objectos a captar s�o macromol�culas e, consequentemente, o fen�meno n�o ser� observ�vel em microscopia fot�nica.

Endocitoses.  A: pinocitose; B: fagocitose

A aus�ncia de especificidade destes mecanismos � posta em evid�ncia atrav�s de experi�ncias simples que consistem em fornecer a protozo�rios “de laborat�rio” como amibas ou param�cias, suspens�es de elementos nutritivamente neutros tal como microsferas de latex ou part�culas de carbono (tinta da China). Observa-se que os animais capturam indiferentemente essas part�culas como outras com valor nutritivo.

A observa��o do fen�meno, em microscopia electr�nica, com recurso a part�culas neutras (marcadores), como as microsferas de latex, ouro coloidal ou ferritina, uma prote�na rica em ferro, permite distinguir a exist�ncia de duas fases do fen�meno: uma fase de ader�ncia das part�culas ao cell coat da membrana, seguida da fase de ingest�o.

b) Endocitose por receptores

 Contrariamente �s endocitoses correntes que n�o aparentam qualquer grau de especificidade, outras h� que s�o altamente espec�ficas, devido � presen�a, em certas zonas da superf�cie membranar, de receptores. Estes s�o constitu�dos por prote�nas intr�nsecas e possuem s�tios de fixa��o espec�ficos de determinada subst�ncia. Gra�as �s suas propriedades alost�ricas, estas prote�nas s�o suscept�veis de assumir configura��es tridimensionais alternativas. Quando ligadas ao substrato, as altera��es estruturais que as prote�nas receptoras sofrem, manifestam-se do lado oposto da membrana, onde interactuam com uma malha proteica que reveste a membrana. Este revestimento � observado em microscopia electr�nica e aparentemente encontra-se confinado a determinadas zonas deprimidas da membrana, raz�o pela qual estas se  designam por coated pits. Esta malha de revestimento relaciona-se, segundo se sup�e, com as deforma��es da membrana inerentes ao processo de endocitose e � forma��o dos endossomas; � formada por uma prote�na fibrosa designada por clatrina, cuja mol�cula � caracterizada por possuir tr�s bra�os atrav�s dos quais se associam umas �s outras e que se designa por trisqu�lion.

Estrutura da clatrina e forma��o da malha de revestimento dos coated pits e das coted vesicles .

Sup�e-se que os receptores se relacionam com a malha de clatrina por interm�dio de outras prote�nas designadas por adaptinas. Ap�s a endocitose, formam-se endossomas que mant�m o mesmo aspecto de revestimento, pelo que se designam por coated vesicles

Endocitose por receptores: estrutura e forma��o dos endossomas

              Cl : clatrina; C.P : Coated pits ; En: endossomas; Mv: microvilosidades; R: ribossomas

As mol�culas de colesterol, quando em circula��o no organismo, entre outras, beneficiam destes mecanismos de capta��o por parte das c�lulas. Com efeito, o colesterol, dada a sua hidrofobia, n�o pode circular livremente no sangue. Habitualmente, as mol�culas deste l�pido pesado, ap�s serem esterificadas por �cidos gordos, associam-se em aglomerados aproximadamente esf�ricos e recobertos externamente por uma camada de fosfol�pidos. Estes disp�em-se de forma a expor as “cabe�as” hidr�filas ao meio e a virar as “caudas” hidr�fobas, para o interior, isto �, para a massa de colesterol. Em associa��o com o recobrimento de fosfol�pidos, encontra-se uma prote�na. Em fun��o da propor��o entre l�pidos e prote�nas, assim estes corp�sculos ser�o mais ou menos densos, distinguindo-se quatro categorias, em ordem crescente de densidades

: os quilomicra, os VLDL (Very Light Density Lipoprotein), os LDL e os HDL. Os LDL (Light Density Lipoprotein) s�o provavelmente os melhor conhecidos do ponto de vista estrutural e dos mecanismos de endocitose disponibilizados pelas c�lulas para os captarem.

Os receptores dos LDL reconhecem especificamente as lipoprote�nas perif�ricas e � atrav�s delas, consequentemente, desencadeia-se o processo de endocitose .

Estrutura de um LDL. Col.: colesterol; P.l : prote�na ligante

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