Nas células procariotas, o citoplasma compreende toda a região interna da célula delimitada pela membrana plasmática; nas células eucariotas, o citoplasma é a região compreendida entre a membrana plasmática e a membrana nuclear.
Quando observado em microscopia óptica, ele apresenta um aspecto homogêneo. Entretanto, ao ser observado em microscopia eletrônica, revela a presença de diversas estruturas de aspectos diferentes.
COMPONENTES DO CITOPLASMA
Hialoplasma
Também conhecido por matriz citoplasmática, citoplasma fundamental, citosol, está presente em qualquer tipo de célula (procariotas e eucariotas) e se constitui numa mistura formada por água, proteínas, aminoácidos, açucares, ácidos nucleicos e íons minerais. é na realidade um sistema coloidal, no qual a fase dispersante é constituída por água, e a fase dispersa é constituída, principalmente, por proteínas.
Três tipos de filamentos proteicos podem ser encontrados imersos no hialoplasma das células eucariotas: microfilamentos, microtúbulos e filamentos intermediários. Os microfilamentos são constituídos por uma proteína contrátil chamada actina, embora, às vezes, encontre-se também outra proteína, a miosina. Os microtúbulos são constituídos por uma proteína chamada tubulina. Tanto os microfilamentos como os microtúbulos resultam da associação de proteínas globulares, que podem se juntar ou se separar, rapidamente, no interior da célula.
Os filamentos intermediários, formados por uma grande e heterogênea família de proteínas, estende-se desde a região junto à membrana plasmática até o núcleo. Aumentam a resistência da célula às tensões e ajudam na sustentação mecânica do núcleo e das organelas citoplasmáticas.
Os microfilamentos, os microtúbulos e os filamentos intermediários formam uma complexa rede de finíssimos filamentos e túbulos entrelaçados e interligados, constituindo o chamado citoesqueleto.
Citoesqueleto é responsável pela manutenção da forma da célula e por determinados tipos de movimentos celulares, como a ciclose e os movimentos ameboides.
OBSERVAÇÃO.:
As células procariotas não possuem citoesqueleto.
O hialoplasma da porção mais interna do citoplasma encontra-se em contínuo movimento de circulação, impulsionado pela contração rítmica de microfilamentos proteicos. Esse movimento de circulação, observado, notadamente, em células vegetais, tem o nome de ciclose e ajuda a distribuir substâncias através do citoplasma. A velocidade da ciclose pode aumentar ou diminuir em função de determinados fatores, por exemplo, a temperatura. sua velocidade aumenta com a elevação da temperatura e diminui em temperaturas baixas.
Ciclose - Nas células vegetais, devido à presença do grande vacúolo de suco celular, o hialoplasma fica restrito a uma pequena faixa entre o vacúolo e a membrana plasmática, tornando a ciclose bastante evidente, deslocando núcleo e organelas, como mitocôndrias e cloroplastos. Em função da ciclose, as células vegetais são capazes de aproveitar melhor a quantidade de luz que recebem, espalhando seus cloroplastos uniformemente no citoplasma quando há pouca luz, e agrupando-os, quando há excesso de luz.
Algumas células conseguem se deslocar através da formação de pseudópodos: é o chamado movimento ameboide, realizado pelas amebas, macrófagos e leucócitos. Os movimentos que levam à formação dos pseudópodos também são de responsabilidade dos microfilamentos.
Os microtúbulos, além de participarem da formação do citoesqueleto, também participam da formação dos centríolos, do fuso da divisão celular e da formação dos cílios e flagelos.
No hialoplasma, ocorrem importantes reações do metabolismo celular, como as reações da glicólise (1ª etapa da respiração celular), nas quais a glicose é transformada em moléculas menores de ácido pirúvico. É também no hialoplasma que muitas substâncias de reserva, como as gorduras, o amido e o glicogênio, ficam armazenadas.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Também chamado de retículo endoplasmático, é encontrado apenas em células eucariotas (animais e vegetais), sendo constituído por um sistema de túbulos (canalículos) cisternas de paredes membranosas e intercomunicantes que percorrem todo o citoplasma, estendendo-se, muitas vezes, desde a superfície externa da membrana plasmática até a membrana nuclear. É subdividido em não granuloso (liso) e granuloso (rugoso).
Retículo endoplasmático liso - não possui ribossomos aderidos às suas paredes.
Retículo endoplasmático rugoso - possui ribossomos aderidos às suas paredes.
Entre as funções desempenhadas pelo retículo endoplasmático, destacamos:
- Transporte ou distribuição de substâncias - Através do citoplasma, auxilia a circulação intracelular de partículas pelo interior de seus túbulos ou canalículos.
- Facilitar o intercâmbio (troca) de substâncias - Muitos dos canalículos que constituem o meio extracelular estendem-se desde a superfície externa da membrana plasmática até a membrana nuclear.
- Armazenamento de substâncias - substâncias produzidas no interior da célula ou vindas do meio extracelular podem ser armazenadas no interior do retículo endoplasmático até serem utilizadas pela célula. Isso acontece, por exemplo, nas células musculares, nas quais íons Ca++ ficam armazenados no interior do retículo até serem utilizados no mecanismo da contração muscular.
- Neutralização de toxinas - Nos hematócitos (células do fígado), o retículo endoplasmático não granuloso absorve substâncias tóxicas, modificando-as ou destruindo-as, de modo a não causarem danos ao organismo. É a atuação do retículo das células hepáticas que permite eliminar parte do álcool, medicamentos e outras substâncias nocivas que ingerimos. Nos hepatócitos, portanto, o retículo endoplasmático realiza uma função de desintoxicação.
- Síntese de substâncias - O retículo liso destaca-se na fabricação de lipídios, principalmente esterídeos. Já o retículo rugoso, devido à presença dos ribossomos, destaca-se na síntese de proteínas.
COMPLEXO GOLGIENSE (COMPLEXO DE GOLGI, SISTEMA GOLGIENSE, APARELHO DE GOLSI)
Encontradas apenas em células eucariotas, essa organela é, na realidade, uma região modificada do retículo endoplasmático liso, constituída por unidades denominadas sáculos lameliformes (ou dictiossomos ou golgissomos).
Dictiossomo - Cada dictiossomo é uma pilha de sáculos achatados de onde se desprendem pequenas vesículas; nas células dos animais vertebrados, os dictiossomos se concentram numa mesma região do citoplasma, que é variável de um tipo celular para outro. Nos neurônios, por exemplo, eles se concentram ao redor do núcleo (posição porinuclear); nas células glanulares, ficam entre o núcleo e o polo secretor (posição apical). Nas células dos vegetais, os dictissomos estão separados e espalhados pelo citoplasma. Nesse caso, diz-se que o complexo golgiense é difuso (espalhado).
O complexo golgiense realiza as seguintes funções:
- Armazenamento de secreções - Secreções são substâncias que as células produzem e "exportam" para o meio extracelular. As secreções, portanto, exercem suas ações em um outro local, e não no interior das células que form produzidas. As proteínas tipo "exportação", por exemplo, são sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso e enviadas para o sistema golgiense, onde são armazenadas para posterior eliminação, por clasmocitose, para o meio extracelular.
- Síntese de mucopolissacarídeos (muco) - Mucopolissacarídeos são substâncias formadas pela associação de proteínas com polissacarídeos. Tais substâncias possuem um aspecto viscoso e são encontradas, por exemplo, em nossas vias respiratórias e digestivas, exercendo função de proteção e lubrificação das mucosas. Os mucopolissacarídeos são formados da seguinte maneira: no sistema golgiense, os monossacarídeos sofrem polimerização (ligam-se uns aos outros), formando polissacarídeos. Em seguida, esses polissacarídeos combinam-se com proteínas provenientes do retículo granuloso, formando-se, assim, as glicoproteínas, que constituem os mucopolissacarídeos. Um bom exemplo de células produtoras de muco são as células caliciformes, encontradas, por exemplo, nas vias respiratórias.
- Síntese de lipídeos - Em determinadas células, como nas células foliculares dos ovários, nas células de Leydig dos testículos e nas células do córtex das glândulas suprarrenais, o sistema golgiense está relacionado com a produção de lipídeos esterídeos. Os hormônios sexuais, como o estrógeno e a testosterona, assim como os corticosteroides (hormônios do córtex das suprarrenais) são esterídeos produzidos no sistema golgiense das células.
- Formação da lamela média nos vegetais - A união de células vegetais vizinhas é feita através de uma espécie de "cimento" intercelular: a lamela média. Quimicamente, a lamela média é constituída por substâncias pécticas ou pectinas (pectatos de cálcio e magnésio), que são polissacarídeos associados a minerais. O sistema golgiense das células vegetais é a organela responsável pela secreção dessas substâncias.
- Formação do acrossomo no espermatozoide - O acrossomo é um corpúsculo contendo a enzima hialuronidase, encontrado na cabeça do espermatozoide. A enzima hialuronidase é liberada por ocasião da fecundação, pois é necessária para promover a perfuração da camada de ácido hialurônico que envolve e protege o gameta feminino, permitindo, assim, a penetração do espermatozoide.
MITOCÔNDRIAS (os)
Estão presentes apenas no citoplasma de células eucariotas. .São orgânulos esféricos, ovalados ou alongados, delimitados por duas membranas lipoproteicas: membrana externa e membrana interna. A membrana externa é lisa e contínua, enquanto que a interna apresenta invaginações ou dobras, denominadas cristas mitocondriais. Nas cristas mitocondriais, encontra-se as partículas elementares, enzimas que têm importante papel nas reações da cadeia respiratória.
O espaço interno das mitocôndrias é preenchido por um material de consistência fluida, denominado matriz mitocondrial, constituído por água, carboidratos, íons minerais, moléculas de RNA e DNA. Imersos nessa matriz também são encontrados ribossomos (mitorribossomos).
apesar de seu tamanho reduzido, as mitocôndrias podem ser evidenciadas em microscopia óptica, uma vez que podem ser coradas em células vivas com o verte-janus, corante específico para sua evidenciação.
O número de mitocôndrias numa célula é muito variável, oscilando entre algumas dezenas e várias centenas. Como as mitocôndrias relacionam-se com os processos energéticos (produção de ATP), quanto maior é a atividade metabólica de uma célula, maior é o número de mitocôndrias. O conjunto de todas as mitocôndrias de uma célula tem o nome de condrioma.
As mitocôndrias, devido à presença de DNA em sua estrutura, são capazes de autoduplicarem. A autoduplicação ou duplicação das mitocôndrias recebe o nome de condriocinese.
Quanto à função, mitocôndrias estão diretamente envolvidas no processo de respiração celular aeróbica, que tem por objetivo obter energia para as atividades celulares.
PLASTOS
Encontrados apenas em células eucariotas vegetais, os plastos estão subdivididos em dois grandes grupos: Leucoplastos e cromoplastos.
- Leucoplastos - São incolores, isto é, desprovidos de pigmentos (apigmentados) e relacionam-se com armazenamento de reservas nutritivas. Conforme o tipo de substâncias armazenada neles, recebem uma denominação especial: amiloplastos, (armazenam amido), oleoplastos (armazenam óleos) e proteoplastos (armazenam proteínas).
- Cromoplastos - São coloridos, isto é, possuem pigmentos. Relacionam-se com a absorção de luz e com a fotossíntese. De acordo com sua coloração, recebem uma denominação especial: Cloroplastos (verdes, devido à presença do pigmento verde clorofila), xantoplastos (amarelos, devido a presença do pigmento amarelo xantofila) e eritroplastos (vermelhos, devido à presença do pigmento vermelho licopeno, ficoeritrina ou eritrofila).
Numa célula, podem existir diferentes tipos de plastos, e o conjunto de todos eles recebe o nome de plastidoma.
De todos os tipos de plastos, os cloroplastos são os mais importantes, uma vez que neles ocorre a reação de fotossíntese.
Os cloroplastos podem apresentar morfologia variada: em certas algas, podem ser espiralados ou estrelados; nas células dos vegetais superiores, normalmente são esféricos ou ovoides.
Quanto à sua estrutura, os cloroplastos estão delimitados por duas membranas lipoproteicas: membrana externa e membrana externa. A membrana interna forma invaginações (dobras) para o interior da organela. Essas dobras se dispõem paralelamente e receberam o nome de lamelas. Sobre essas lamelas, encontramos pequenas estruturas discoides, constituídas de clorofila, denominadas tilacoides. Os tilacoides se dispõem uns sobre os outros, formando pilhas. Cada pilha de tilacoides recebe o nome de granum, cujo plural é grana. O espaço interno do cloroplasto é preenchido por uma mistura denominada estroma, constituída por água, proteínas, carboidratos, lipídeos, RNA e DNA. No estroma, também existem ribossomos. A presença de DNA nessa organela justifica sua capacidade de autoduplicação, enquanto que a presença de ribossomos permite a realização de síntese de proteínas em seu interior.
Os plastos podem se transformar uns nos outros. Assim, cloroplastos podem se transformar em xantoplastos e eritroplastos (no processo de amadurecimento de certos frutos, por exemplo) e, pela ausência de luz, podem se transformar em leucoplastos.
LISOSSOMOS
Pequenas vesículas delimitadas por membrana lipoproteica originárias do sistema golgiense, contendo enzimas digestivas (hidrolíticas), que têm atividade máxima em meio ácido e, por isso, também são genericamente denominadas de hidrolases ácidas. Essas enzimas são produzidas no retículo endoplasmático granuloso e daí vão para o sistema golgiense, do qual desprendem pequenas vesículas, os lisossomos, contendo as referidas enzimas. As enzimas lisossômicas são ativas em meio ácido (pH entre 4,5 e 5,0).
A acidez do interior do lisossomo é obtida do bombeamento de íons H+ para o interior dessas organelas. Na membrana do lisossomo, existe uma enzima que, utilizando energia liberada de ATP, bombeia íons H+ para dentro dos lisossomos. Como o hialoplasma é um meio neutro (pH = 7,0), se a membrana de um lisossomo se rompe liberando suas enzimas, isso não acarretará grandes danos à célula, uma vez que as enzimas lisossômicas são pouco ativas em um meio neutro. Entretanto, havendo ruptura simultânea de muitos lisossomos, haverá extravasamento excessivo de enzimas, podendo pôr em risco a integridade da célula, levando-a inclusive à morte.
Os lisossomos são organelas típicas de células eucariotas animais e têm como função realizar a digestão intracelular. Essa digestão pode ser dos seguintes tipos: heterofagia e autofagia.
- Heterofagia (digestão heterofágica) - Consiste na digestão de material exógeno, isto é, material proveniente do meio extracelular e que penetra na célula por endocitose (fagocitose ou pinocitose). Trata-se, portanto, da digestão do fagossomo ou do pinossomo. Uma vez dentro da célula, o fagossomo (ou o pinossomo) junta-se a um lisossomo (lisossomo primário) e, dessa união, surge o vacúolo digestivo ou lisossomo secundário. No interior do vacúolo digestivo, o material englobado por fagocitose ou pinocitose é digerido pelas enzimas lisossômicas. Os nutrientes resultantes dessa digestão são liberados no hialoplasma e aproveitados pela célula. O material que não foi digerido, isto é, as sobras ou resíduos dessa digestão permanecem dentro do vacúolo, que passa, então, a ser chamado de vacúolo residual ou corpo residual. Uma vez formado, o vacúolo residual funde-se à membrana plasmática da célula e, por clasmocitose, libera os resíduos no meio extracelular. Alguns autores chamam essa clasmocitose realizada pelo vacúolo residual de defecação celular.
- Autofagia (digestão autofágica) - consiste na digestão de material endógeno, isto é, material do próprio meio intracelular. Às vezes, certas organelas citoplasmáticas tornam-se inativas, deixando de realizar suas funções. Nesse caso, a organela inativa será digerida pelas enzimas lisossômicas. Na autofagia, o lisossomo primário junta-se à organela inativa, formando o vacúolo autofágico ou autofagossomo. No vacúolo autofágico, a organela é digerida. Os nutrientes provenientes dessa digestão são repassados para o hialoplasma e aproveitados pela célula, enquanto as "sobras" contidas no vacúolo residual são eliminadas por clasmocitose, no meio extracelular.
Os lisossomos também estão relacionados com o processo da autólise, fenômeno que consiste na destruição da célula por suas próprias enzimas, ou seja, é uma autodestruição celular. Para que isso ocorra, é preciso que haja ruptura da membrana de vários lisossomos com consequente extravasamento de suas enzimas para o hialoplasma. Em contato direto com o hialoplasma, as enzimas lisossômicas iniciam o processo de digestão de toda a célula.
A autólise é um processo que ocorre, normalmente, após a morte do organismo. Após nossa morte, por exemplo, as células entram em processo de autólise (autodestruição), o que aliás, justifica, em parte, a degeneração cadavérica. Sabe-se que, assim que a célula morre, os lisossomos se rompem, aos poucos, liberando suas enzimas que, evidentemente, aceleram o processo de degradação do material celular, simultaneamente à ação dos micro-organismos decompositores.
A autólise também acontece em alguns processos patológicos (doenças), como na silicose. Na silicose, doença pulmonar causada pela inalação constante de pó de sílica, muito comum em trabalhadores de pedreiras e minas, as células pulmonares e, assim, há o extravasamento das enzimas que, então, iniciam o processo de autólise, que leva à destruição e à morte das células pulmonares.
PEROXISSOMOS
São pequenas vesículas membranosas, originárias do retículo endoplasmático não granuloso, encontradas em células eucariotas de animais e vegetais. Tais vesículas armazenam em seu interior determinadas enzimas, as oxidases, que catalisam reações que modificam substâncias tóxicas, tornando-as inofensivas para as células.
Nas células dos rins e do fígado, por exemplo, existem grandes peroxissomos que tem importante papel na destruição de moléculas tóxicas, como o etanol das bebidas alcoólicas ingeridas pelo organismo. Aproximadamente 25% do álcool ingerido pelo ser humano é degradado pelos peroxissomos. O restante é degradado pelo retículo endoplasmático não granuloso. Nas reações de degradação das moléculas tóxicas que ocorrem nos peroxissomos, átomos de hidrogênio presentes na molécula da substância tóxica são transferidos ao oxigênio, originando, como resíduo, a água oxigenada ou o peróxido de hidrogênio. Entretanto, a água oxigenada formada como subproduto dessas reações também é uma substância tóxica para a célula tendo, inclusive, ação mutagênica. No entanto, nos peroxissomos também existe uma enzima, a catalase, que rapidamente promove o desdobramento da água oxigenada, transformando-a em água e oxigênio.
Um tipo particular de peroxissomos, os glioxissomos, são encontrados em células vegetais de sementes oleaginosas (algodão, amendoim, girassol, etc.). Os glioxissomos possuem oxidases que atuam em reações que transformam lipídios em açucares, que são utilizados como fontes de energia para o metabolismo celular. A glicose produzida a partir dos lipídios de reserva nas sementes é distribuída para a plântula em formação e serve de fonte energética até que os cloroplastos se formem nas folhas jovens e iniciem a fotossíntese.
VACÚOLOS
São vesículas membranosas de diferentes tamanhos e relacionadas com diferentes funções. Podem ser subdivididos em:
- Vacúolos relacionados com os processos de digestão intracelular - Nesse grupo, temos os vacúolos alimentares (fagossomos e pinossomos), os vacúolos autofágicos e os vacúolos residuais.
- Vacúolos contráteis ou pulsáteis - Aparecem em seres unicelulares dulcícolas desprovidos de parede celular e têm a finalidade de bombear, por transporte ativo, água para o meio extracelular, impedindo, assim, que a célula "estoure" devido a excesso de água em seu interior.
- Vacúolos de suco celular ou vacúolos vegetais - São encontrados apenas em células eucariotas vegetais. Estão delimitados por uma membrana lipoproteica, denominada tonoplasto, e contêm em seu interior o suco vacuolar, solução aquosa na qual, muitas vezes, estão dissolvidos açucares, sais minerais e pigmentos.
Vacúolo de suco celular - Nas células vegetais jovens, os vacúolos de suco celular são pequenos e numerosos. À medida que a célula vai se desenvolvendo, os vacúolos se fundem uns com os outros, formando vacúolos maiores. Assim, na célula vegetal adulta, normalmente, aparece um único e volumoso vacúolo de suco celular que ocupa uma grande área do citoplasma. Esse vacúolo, na célula adulta, é um reservatório de água, sais, pigmentos e açucares. A concentração da solução existente dentro desse vacúolo exerce importante papel no mecanismo osmótico da célula vegetal.
RIBOSSOMOS
Estruturas não membranosas, encontradas em células procariotas e eucariotas, foram descobertos em 1953 por George Palade, razão pela qual foram inicialmente denominados grânulos de ribonucleoproteínas, pois são constituídos por RNA-r e proteínas.
Nas células procariotas, os ribossomos são encontrados dispersos pelo hialoplasma. Nas eucariotas, além de serem encontrados dispersos pelo hialoplasma, também estão presentes no retículo endoplasmático rugoso, na matriz mitocondrial e no estroma dos cloroplastos.
A função dos ribossomos é a síntese de proteínas. Para exercer essa função, precisam estar ligados a uma fita de RNA-m. Muitas vezes, vários ribossomos ligam-se a uma mesma molécula de RNA-m. O complexo formado pela molécula de RNA-m e de diversos ribossomos a ela associados recebem o nome de polissomo ou polirribossomo. No polissomo, todos os ribossomos percorrem a mesma fita de RNA-m e, assim, os peptídeos por eles produzidos serão idênticos, uma vez que terão a mesma sequência de aminoácidos.
CENTRÍOLOS
São estruturas não membranosas encontradas em células eucariotas de animais e de vegetais (exceto angiospermas).
Em geral, a célula apresenta um par de centríolos dispostos perpendicularmente um ao outro, ocupando, normalmente, uma posição próxima ao núcleo celular em uma região denominada centro celular (centrossomo). Esse par de centríolos é denominado diplossomo.
Centríolos - Cada centríolo é formado por 27 túbulos proteicos, organizados em nove grupos de três túbulos cada. Esses túbulos proteicos são, na realidade, microtúbulos, constituídos por proteínas denominadas tubulinas. Tem sido descrita, também, a ocorrência de duas outras proteínas: a nexina e a dineína, que fazem a ligação entre os dois centríolos constituintes do diplossomo, bem como a ligação entre os microtúbulos de cada centríolo.
Os centríolos podem se duplicar por montagem molecular, isto é, podem orientar a formação de novos microtúbulos a partir da associação de moléculas de tubulinas e, consequentemente, formar novos centríolos.
Nas células eucariotas, os centríolos são responsáveis pela formação dos cílios e flagelos, estruturas filamentosas móveis que se projetam da superfície celular. Os cílios e os flagelos são centríolos modificados. A parte basal dos cílios e dos flagelos é denominada cinetossomo e tem a mesma estrutura do centríolo.
Os cílios e os flagelos das células eucariotas têm a mesma origem e a mesma estrutura interna. A diferença entre eles deve-se basicamente a três fatores: os cílios são mais curtos que os flagelos; os cílios são mais numerosos do que os flagelos; o movimento dos cílios é diferente do movimento flagelar.
Os cílios e os flagelos das células eucariotas têm a mesma origem e a mesma estrutura interna. A diferença entre eles deve-se basicamente a três fatores: Os cílios são mais curtos
APOPTOSE
é um fenômeno que consiste na morte celular geneticamente programada como parte de um processo normal, ou seja, é uma autodestruição celular geneticamente programada. Muitas células, durante os diferentes processos de formação dos organismos pluricelulares, são programadas para morrer. Uma das razões da apoptose é o fato de a célula, em determinado momento, não ser mais necessária ao organismo. Por exemplo, antes do nascimento, o feto humano apresenta mãos com membrana interdigital (entre os dedos). Com a continuidade do desenvolvimento, as células que constituem essa membrana sofrem apoptose e desaparecem.
A apoptose também acontece nas alterações estruturais que se verifica na metamorfose de certos animais. É por apoptose, por exemplo, que ocorre o desaparecimento da cauda do girino quando ele começa a transformar-se num animal adulto. Na apoptose, a célula fragmenta-se em vesículas revestidas por membranas denominadas corpos apoptóticos. Por serem revestidos por membranas, esses fragmentos são reconhecidos e fagocitados por macrófagos ou por células vizinhas. Assim, as células que morreram por apoptose são removidas do tecido sem que haja extravasamento do conteúdo celular, o que evita a ocorrência de processo inflamatório. Quando danificadas por substância tóxica, veneno, ou então quando são privadas de nutrientes essenciais, as células podem morrer por necrose e se romper, liberando seu conteúdo no meio extracelular, o que frequentemente resulta em inflamação. Na morte celular por apoptose, não ocorre esse extravasamento.