Retículo Endoplasmático Liso

Retículo Endoplasmático Liso

(Parte 1 de 2)

Universidade do Grande Rio Professor José de Sousa Herdy

Organelas Celular Retículo Endoplasmático Liso

Ana Carolina Leite Castello Branco Maia

Karlen Louise Hallais Rodrigues

Patrícia Rita Gonçalves Faitão

Rayane dos Santos Brito Viviane Amália Justino (Unidade Barra da Tijuca – Manhã)

Rio de Janeiro 2010

Ana Carolina Leite Castello Branco Maia

Karlen Louise Hallais Rodrigues

Patrícia Rita Gonçalves Faitão

Rayane dos Santos Brito Viviane Amália Justino

Retículo Endoplasmático Liso Retículo Endoplasmático Agranular

Trabalho sobre a organela celular Retículo Endoplasmático Liso, sua origem, estrutura, funções e patologias relacionadas ao seu mau funcionamento, apresentado à Universidade do Grande Rio Professor José de Sousa Herdy.

Orientação: Profª. Rosely Galvão

Rio de Janeiro 2010

O complicado nome de retículo endoplasmático foi dado à estrutura, ou organela, encontrada no citoplasma das células. Se o nome é complicado, seu papel é ainda mais complexo, mas fundamental para o ser humano.

A organela estudada pertence ao sistema de endomembranas, juntamente com o

Complexo de Golgi, Lisossomos, envoltório nuclear e a variação de Retículo Endoplasmático Rugoso ou granular.

Todas as células eucarióticas contêm um retículo endoplasmático (RE). Tipicamente suas membranas constituem mais do que metade do total de membrana de uma célula animal média e está relacionado com as diversas funções celulares. Com freqüência ele é escasso e pouco desenvolvido em células embrionária ou indiferenciadas, no entanto, aumenta de tamanho e de complexidade com a diferenciação celular.

O objetivo deste trabalho é analisar a origem, a morfologia, as principais funções e as patologias relacionadas ao REL.

Há quase um século os histologistas clássicos puderam visualizar com o microscópio óptico certas estruturas filamentosas e homogêneas no citoplasma das células glandulares do pâncreas e da parótida, que denominaram de ergatoplasma.

Décadas depois, o emprego de métodos histoquímicos e de absorção UV, permitiu reconhecer a presença de ribonucleoproteínas, que foram interpretadas como sítios de síntese de matérias celulares.

Em 1945, Porter – um dos precursores do emprego do microscópio eletrônico para a observação de células -, ao estudar delgadas distensões de fibroblastos em cultura, descreveu um delicado retículo anastomosado que se estendia por todo o citoplasma, ao qual se considerou uma nova organela e lhe conferiu o nome descritivo de retículo endoplasmático.

Trabalhos posteriores de outros investigadores e também de Porter, juntamente com

Palade, permitiram estabelecer a existência do retículo endoplasmático rugoso (ou granular), como uma organela membranosa, com sua face citosólica dotada de inúmeras partículas denominadas ribossomas, responsáveis por sua basofilia.

Na mesma época, reconheceu a existência de uma variedade de retículo endoplasmático desprovido de ribossomos, muitas vezes em continuidade com o anterior, constituído por formações membranosas tubulares ramificadas e anastomosadas, que recebeu o nome de retículo endoplasmático liso (ou agranular), revestido de características especiais, que será a organela estudada neste trabalho.

(http://professornandao.blogspot.com/2009/04/organelas-citoplasmaticas-reticulo.html)

O retículo endoplasmático liso possui uma estrutura diferente do rugoso, que não é constituído por cisternas planas mais ou menos paralelas como as do RER, mas sim por um sistema de labiríntico de túbulos irregulares, ramificados e anastomosados, sem a presença de ribossomas.

O grau de desenvolvimento desta organela é muito variável e em alguns tipos celulares especializados pode superar o RER.

O fato de estas membranas serem desprovidas de ribossomas fez pensar que sua função não estaria diretamente relacionada com a síntese protéica. Ao mesmo tempo, o notável desenvolvimento do REL em células adiposas e sebáceas sugeriu uma possível relação com o metabolismo lipídico; sua presença constante, em grandes quantidades, no citoplasma de células endócrinas sintetizadoras de esteróides – como as do ovário, da suprarenal e do testículo – foi relacionada à síntese destes compostos; a observação do aumento do REL nos hepatócitos nos quais o desenvolvimento do sistema oxidásico de função mista foi induzido sugeriu que estas enzimas residiriam em suas membranas; também a distribuição ordenada e característica do retículo sarcoplasmático – o REL do músculo estriado – levantou a suspeita de que, de alguma maneira, estaria relacionado com os mecanismos de contração muscular.

Estas e outras observações morfológicas, levaram a postular a existência do REL como uma entidade definida e independente do RER. Entretanto, ambas as estruturas têm muitos elementos em comum, as quais não raro se interconectam para formar um sistema contínuo.

Além de certas funções gerais que se aplicam a ambas as porções de RE, a parte lisa

(REL) tem outras que prevalecem, mas vale lembrar, que nenhum dos sistemas enzimáticos é exclusivo da porção lisa, ainda que, quantitativamente, o REL desempenhe a maior parte de cada uma das funções que analisaremos a seguir:

1. Síntese de lipídios: Em grande parte, as enzimas para a biossíntese de fosfolipídios da membrana estão circunscritas ao REL. Os fosfolipídios recém-sintetizados ficam inseridos na metade citosólica da dupla camada. Para assegurar a distribuição adequada dos componentes sintetizados em ambas as lâminas das membranas, o REL contém translocadores fosfolipídicos (flipases) que movem essas moléculas da face citosólica para a luminal. Os estudos com precursores radioativos mostraram que os fosfolipídios recém-sintetizados podem ser transferidos rapidamente a outras membranas celulares, mas ainda não se conhece bem o mecanismo dessa transferência. O REL também contém muitas das enzimas utilizadas na biossíntese dos triglicerídeos, estando bem desenvolvido nos adipócitos brancos e nos da gordura parda. Na fase de absorção intestinal dos lipídios, estes são emulsionados pelos sais biliares e parcialmente hidrolisados pelas lipases digestivas. Os produtos resultantes (principalmente monoglicerídeos e ácidos graxos) se difundem através da membrana e no citoplasma apical destas células são captados pelo REL, que reconstitui os triglicerídeos.

2. Síntese de esteróides: Os estudos bioquímicos demonstram que as enzimas que intervêm na síntese de colesterol, a partir do acetato, residem cm suas membranas. Curiosamente, as enzimas necessárias para a remoção da cadeia lateral de colesterol, de modo a convertê-lo a pregnenolona — o precursor comuns de todos os hormônios do tipo esteróides — existem unicamente nas mitocôndrias, que tomam o colesterol e o devolvem conto pregnenolona às membranas do REL, onde em geral se completa a via biossintética dos androgênios, estrogênios, progesterona ou corticóides suprarenais, de acordo com o órgão considerado.

3. Transformação de substancias químicas ou resíduos metabólicos (“desintoxicação”): O princípio geral da inativação consiste em transformar as moléculas ou substâncias químicas (medicamentos/drogas) lipossolúveis — que tendem a penetrar nas células e a se integrar às suas membranas — em compostos ionizáveis altamente hidrossolúveis, passíveis de serem eliminados rapidamente do organismo por diversas vias, principalmente pela urina. Geralmente isso se cumpre em duas etapas sucessivas: na Fase I, oxida-se a substância - o que por si mesmo aumenta sua solubilidade - e, na fase I, une-se a substância oxidada com outra molécula, do que resulta um conjugado ionizado ainda mais solúvel e excretável. As oxidações características da fase I são consideradas as mais importantes nos processos de desintoxicação. As enzimas envolvidas compõem o chamado Sistema Oxidativo de Função mista, que reside principalmente nas membranas do retículo endoplasmático liso, em particular no fígado, ainda que o RER também apresente alguma atividade. Uma das características das oxidases de função mista é intervir em reações oxidativas de tipos muito variados, transformando as substâncias. Em conseqüência destas diferentes reações, as substâncias químicas oxidadas se tornam constantemente mais hidrossolúveis. Ao contrário do que seria desejável, a atividade biológica da substância original pode não ser afetada; o que é mais grave, em algumas ocasiões a molécula oxidada e decididamente mais perigosa que a original. Consideremos, por exemplo, o caso da desmetilação da codeína, antes mencionada, que produz morfina ou o do benzopireno — que se encontra na carne muito assada na brasa - , que é relativamente inofensivo, embora, depois de sua transformação no ligado, converta-se em 5,6-epóxido, um poderoso cancerígeno (induz o câncer). Por isso, apesar de na maioria dos casos o termo "desintoxicação" poder ser aplicado sem retoques a esta função do REL hepático, seria conveniente falar, em geral, dc transformação de substâncias químicas. Em geral, o sistema desintoxicante do REL hepáticos ativo em recém-nascidos, porém sua capacidade completa é alcançada apenas depois de vários meses.

4. Mobilização de Glicose: Quando existe necessidade de glicose no organismo entre as refeições ou durante o exercício muscular, as reservas hepáticas destes monossacarídeos armazenadas como inclusões de glicogênio são mobilizadas para a corrente sangüínea. Esta mobilização compreende várias etapas sucessivas que analisaremos a seguir, uma das quais tem lugar no REL dos hepatócitos.

a) No primeiro passo, o glicogênio é quebrado por uma ação de enzimas, e esse processo é chamado de glicogenólise, ocorrendo em todas as células e é independente do REL, visto que estas enzimas pertencem ao citosol; b) A segunda etapa na mobilização da glicose é sua desfosforilação, que tem lugar no REL e quase exclusivamente no REL hepatócito. A enzima responsável é a glicose-6-fosfatase (G1-6-pase), uma proteína integral da membrana do retículo; e está ausente em outras células que armazenam glicogênio, como as musculares; c) O terceiro passo consiste na circulação da glicose livre pela interior do retículo até a sua saída deste, nas proximidades da superfície celular; na membrana plasmática, é transportada por difusão facilitada;

Deve-se destacar que a maior parte do glicogênio do organismo é armazenada no músculo esquelético. Todavia, como o REL deste tecido é desprovido de glicose -6- fosfatase, toda a glicose gerada a partir de seu glicogênio permanece aprisionada dentro da célula corno G1-6-P e é consumida na glicólise anaeróbica muscular, sem passar para a corrente sangüínea.

5. Armazenamento e liberação de cálcio: É de grande importância o papel do cálcio como segundo mensageiro da sinalização intercelular. A baixa concentração citosólica deste cátion é obtida por intermédio dos mecanismos combinados de extração ativa através da membrana celular e seu seqüestro para o interior do sistema de endomembranas; Em quase todos os tipos celulares, o acúmulo endomembranoso se produz por transporte ativo mediante uma bomba de cálcio, dependente para pequenos elementos tubulares ou, mais comumente, vesiculares, às vezes denominados calciossomo, que são considerados componentes do REL e integrantes do chamado compartimento seqüestrador de cálcio. Em suas membranas existem canais iônicos de cálcio, cuja abertura possibilita o aumento transitório da concentração citosólica do cátion. Este sistema membranoso especializado alcança seu máximo grau de desenvolvimento no músculo estriado, com o nome de retículo sarcoplasmático.

Icterícia

É o amarelamento da pele, da esclera dos olhos, e das mucosas devido ao alto nível de bilirrubina no sangue. Quando as hemácias morrem, o grupo heme da hemoglobina das hemácias é transformada em bilirrubina no baço. Essa bilirrubina é processada no fígado, e compõe a bile, sendo assim excretada; porém com o mau funcionamento do processamento da bilirrubina no fígado, esta se acumula no sangue. Em recém-nascidos, a icterícia pode ocorrer devido ao subdesenvolvimento do retículo endoplasmático liso dos hepatócitos, o que impede o bom funcionamento do processamento da bilirrubina. Ela pode ser tratada com a exposição à luz azul de lâmpadas fluorescentes, pois esta transforma a bilirrubina em um fotoisômero hidrossolúvel, que permite a sua eliminação pelos rins.

http://www.virtual.epm.br/material/tis/curr-bio/trab2004/1ano/figado/pato.htm

Diabetes

Os primeiros passos para a formação da insulina, hormônio que auxilia na absorção da glicose e controla a quantidade de açúcar no organismo, ocorre no Retículo Endoplasmático (RE) das células β. Estas se localizam nas Ilhotas de Langerhans, no pâncreas e são responsáveis por apresentar um ou mais cristais de insulina. Calculase que as Ilhotas de Langerhans produzam cerca de 10 mg de insulina ou aproximadamente 5 vezes a necessidade diária. Mutações no Retículo Endoplasmático causam profundo impacto nas células das Ilhotas de Langerhans e principalmente nas células β. O maior componentes destas ilhotas afetando o funcionamento e sobrevivência destas. Com recentes estudos Pesquisadores do Instituto Skirbal e Escola de Medicina da Universidade de Nova York, descobriram na rara doença chamada Wolcott-Rallison, síndrome da diabete infantil, é uma desordem caracterizada por uma destruição antecipada das células β, causadas por mutações no gene que codifica a informação para a produção de insulina pelo Retículo Endoplasmático. Assim como nesta doença, a destruição das células β, pode aumentar a concentração de glicose no sangue, causando então a diabete nas suas formas mais normais.

Tolerância ao álcool

O etanol, ou mesmo certas drogas, como sedativos, quando ingeridos em excesso ou com freqüência, induzem a proliferação do retículo não-granuloso e de suas enzimas. Isso aumenta a tolerância do organismo à droga, o que significa que doses cada vez mais altas são necessárias para que ela possa fazer efeito. Esse aumento de tolerância a uma substância pode trazer como conseqüência o aumento da tolerância a outras substâncias úteis ao organismo, como é o caso de antibióticos. Esse é uma alerta importante para que possamos entender parte dos problemas decorrentes da excessiva ingestão de bebidas alcoólicas e do uso de medicamentos sem prescrição,e controle.

Hipertrofia Subcelular

Aumento do R.E.L. após a administração de barbitúricos, esteróides, hidrocarbonetos, explicando a tolerância progressiva a estas substancias (aumento da capacidade de detoxificação por aumento da desmetilação oxidativa).

Estresse O retículo endoplasmático (RE) é uma organela responsável pela síntese e enrolamento de proteínas secretoras. Cerca de 95% das proteínas presentes nas células estão na sua conformação normal, ou seja, estão propriamente enroladas. As outras 5% correspondem a proteínas desenroladas (unfolded protein) e mal enroladas (misfolded protein). A acumulação destas proteínas no lúmen do RE causa o chamado stress nesta organela. Isto vai desencadear uma série e de mecanismos e de reações de onde intervêm enzimas especificas. Ao conjunto destes mecanismos e reações dá-se o nome de UPR, ou resposta a proteínas desenroladas (unfolded protein response). O UPR alivia então este stress através da atenuação da tradução, da ativação dos genes alvo do UPR, da degradação das vias RE e da inibição da síntese protéica. Porém, quando as funcionalidades desta organela são seriamente afetadas, este inicia os sinais apoptoticos. O stress no RE tem vindo a ser relacionado com várias doenças, entre as quais a diabetes, as doenças neurodegenerativas, tais como, a isquemia, a doença de Alzeimer, a doença de Parkis, entre outras.

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