Como ocorre o processo de digestão celular?

A digestão intracelular inclui a degradação de partículas alimentares ingeridas para produzir moléculas ricas em energia – heterotrofia, e a reciclagem de estruturas celulares providenciando moléculas estruturais reutilizáveis na síntese de novos organelos – autofagia. Relacionado com os processos de digestão intracelular está o sistema endomembranar, em que existe uma relação funcional entre os seus constituintes nomeadamente o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi e os lisossomas.

Retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático é uma rede de membranas organizada na forma de cisterna achatadas, túbulos e vesículas esféricas, formando um sistema contínuo entre a membrana plasmática e o invólucro nuclear. O espaço interior (lúmen) está separado do citoplasma pela membrana. Existem dois tipos de retículo endoplasmático, o rugoso (RER) e o liso (REL). O retículo endoplasmático rugoso deve a sua denominação aos ribossomas associados à face externa das suas membranas que lhe conferem um aspeto rugoso quando observado ao microscópio eletrónico. O REL, pelo contrario, por não possuir ribossomas e apresenta um aspeto liso.

Os ribossomas associados ao RER são locais de síntese de proteínas (algumas das quais enzimáticas) com funções fora do citossol, i.e. proteínas que serão incorporadas em membranas – proteínas transmembranares, ou transportadas para outros organelos do sistema endomembranar. Estas últimas proteínas sintetizadas entram no lúmen do RER e sofrem várias modificações: conformacionais através da formação de pontes de hidrogénio e dissulfito e enrolamente da hélice adquirindo uma estrutura terciária e químicas pela adição de carbohidratos tornando-se glicoproteínas. Posteriormente, as proteínas agora designadas por proteínas secretoras, são transportadas para zonas da célula onde são necessárias ou então seguem para o complexo de Golgi, em vesículas de transporte. O RER também sintetiza ainda membrana plasmática e proteínas lisossómicas. Nas células dos mamíferos, a maioria das proteínas são transportadas para o lúmem do retículo endoplasmático à medida que são traduzidas nos ribossomas associados à membrana do RE. As proteínas cujo destino é permanecerem no citossol ou serem incorporadas no núcleo, mitoncôndrias, cloroplastos ou peroxissomas são sintetizadas nos ribossomas livres no citossol e libertadas no final do processo de tradução.

O REL é fundamental na síntese de lípidos membranares – fosfolípidos, esteroides e ácidos gordos nas células eucariotas. É também no REL que alguns carbohidratos são metabolizados e algumas substâncias tóxicas são processadas e transformadas em matérias inertes.

Complexo de Golgi

Descoberto em 1898, por Camillo Golgi nas células nervosas, e mais tarde, nos finais da década de 1950, com o auxílio da microscopia eletrónica conclui-se que existia na maioria das células eucariotas. A aparência do complexo de Golgi varia de espécie para espécie mas todos possuem o mesmo tipo de estruturas básicas, os dictiossomas. Cada dictiossoma é composto por grupos de sáculos ou cisternas membranares achatadas e empilhadas de forma regular, e por pequenas vesículas. A face convexa – região cis – virada para o RE é a face de formação das cisternas. A face côncava – face trans – é a face de maturação, onde se formam vesículas, está virada para a membrana plasmática. O complexo de Golgi está envolvido na síntese de proteoglicanos, presentes na matriz extracelular das células animais, de carbohidratos, no transporte de lípidos e na produção de lisossomas.

Algumas das proteínas sintetizadas no RER são transportadas até ao complexo de Golgi em vesículas de transporte, onde sofrem transformações permitindo que algumas proteínas se tornem funcionais e/ou algumas enzimas sejam ativadas. Após terem sofrido as várias transformações ao longo das cisternas do complexo de Golgi no sentido cis-trans, as proteínas são envolvidas em vesículas que se formam na face de maturação do complexo, as vesículas de secreção ou lisossomas.

Lisossoma

Os lisossomas são organelos esféricos membranares existentes em células animais, que contêm vários tipos de enzimas – hidrolases – que se formam na face de maturação do complexo de Golgi. Estas vesículas podem-se fundir com vacúolos ou vesículas endocíticas, formando estruturas de maiores dimensões, os vacúolos digestivos, onde ocorre a digestão – heterofagia – de muitas substâncias captadas por endocitose como proteínas. Também participam na digestão de organelos celulares – autofagia.

A ingestão é o processo que leva à introdução dos alimentos no ser vivo, a digestão é como já referimos e como já estudaste o conjunto de processos que leva à simplificação de macromoléculas em micromoléculas por reações de hidrólise catalisadas pelas enzimas e a absorção é a passagem destes nutrientes simples através das membranas celulares, de forma a poderem ser utilizadas no metabolismo celular.

A digestão pode ocorrer no interior da célula (DIGESTÃO INTRACELULAR) e no exterior da célula (DIGESTÃO EXTRACELULAR).

DIGESTÃO INTRACELULAR__________________________________________________________________________________

Se observarmos uma célula podemos verificar que a maior parte o voluma da célula é ocupado pelo sistema membranar. Este sistema é constituído por organitos que tem comunicação entre si, a membrana nuclear, retículo endoplasmático e o complexo de Golgi.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Ficheiro:C%C3%A9lula_Eucarionte.JPG

RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO__________________________________________________________________________________

Localiza-se entre a membrana nuclear e a membrana celular, é constituído por muitas membranas que delimitam vesículas ou cisternas e túbulos. O interior do R.E. designa-se por Lúmen.

Se estes túbulos e cisternas forem revestidos externamente por ribossomas, chama-se retículo endoplasmático RUGOSO, se não tiver os ribossomas é retículo endoplasmático LISO.

O R.E. Rugoso é onde ocorre a maioria da síntese de proteínas, algumas são enzimas.

O R.E. Liso é onde ocorre a síntese de fosfolípidos, modificação de moléculas que entram na célula, como drogas e pesticidas e formação de novas membranas.

COMPLEXO DE GOLGI __________________________________________________________________________________

É o nome que se dá ao conjunto de todos os dictiossomas (corpos do complexo) de uma célula. Os dictiossomas são as  cisternas achatadas em forma de disco (normalmente em número de 4 a 7 discos)  e rodeadas por vesículas.

Possuem uma face convexa virada para o RE e uma parte concava. A convexa é a fase de formação, onde os dictiossomas recebem as proteínas vindas do RE e a parte convexa é a fase de maturação, onde as vesículas vão sendo substituídas por novas vesículas vindas da parte convexa e esta dará origem a vesículas de secreção.

As proteínas que vão passando do RE para o C.G. vão sofrendo transformações, como por exemplo: enzimas ficam ativas

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clica no aparelho de Golgi para veres como funciona http://gleesonbiology.pbworks.com/w/page/7537850/C2

LISOSSOMAS______________________________________________________________________________________________

Lisossomas são vesículas delimitadas por uma membrana e que contém enzimas. Forma-se na fase de maturação do complexo de Golgi. Podem unir-se a outras vesículas endocíticas (no citoplasma), e originam um VACÚOLO DIGESTIVO.

Os lisossomas intervém nas digestões das substâncias que foram endocitadas (fagocitose e pinocitose) - HETEROFAGIA e também participam na digestão de organelos que necessitam de ser renovados, formando um vacúolo autofágico - AUTOFAGIA.

http://www.infopedia.pt/

Presta atenção à animação (som) [http://highered.mcgraw-hill.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__lysosomes.html]

Procura na célula organito, clica e assiste http://learn.genetics.utah.edu/content/begin/cells/insideacell/

DIGESTÃO EXTRACELULAR__________________________________________________________________________________

Na maioria dos heterotróficos mais complexos a digestão é feita fora das células, extracelular, sendo que há seres em que a digestão é fora do corpo (extracorporal), como por exemplo acontece com alguns fungos.

Conforme a complexidade do ser vai aumentando, também os sistemas digestivos vão evoluindo de forma a um maior aproveitamento dos alimentos.

Os sistemas digestivos podem ser incompletos (hidra e planária), ou seja têm apenas uma abertura por onde entram os alimentos é o mesmo local por onde sai o que não foi digerido) e podem ser completos, têm duas aberturas (uma é a boca e outra é o ânus).

Sistema digestivo incompleto - Hidra e Planária

retirado e adaptado de: http://www.cebatuira.org.br/

A Hidra tem boca circundada por tentáculos e está ligada a uma cavidade em forma de saco (cavidade gastrovascular - funções digestivas e absorção dos nutrientes para as células) onde ocorre a digestão extracelular. Os produtos gerados na digestão extracelular são absorvidos por todas as células onde ocorre a digestão intracelular. Os produtos excretados pelas células passam para a cavidade através da exocitose e são libertado do corpo através da contração do corpo.

O sistema digestivo da Planária é semelhante ao da Hidra, no entanto, já apresenta alguma diferenciação.  A seguir à boca tem uma faringe musculosa que se pode projetar para o exterior e captar o alimento. A cavidade gastrovascular é ramificada, aumentando assim, a área de digestão e absorção. A digestão, tal como na Hidra, começa na cavidade e depois completa-se nas células.

   ficha de apoio:  http://www.netxplica.com/fichas/bio10/10_8_digestao_invertebrados.pdf

Sistemas digestivos completos (digestão exclusivamente extracelular)

Os seres que possuem sistemas digestivos completos têm vantagem dado que o percurso dos alimentos ocorre num só sentido aumentando a eficiência da digestão e absorção; A digestão pode ocorrer em vários órgãos especializados para a digestão específica de determinados nutrientes; A absorção ao dar-se num tubo é mais eficiente e os produtos de excreção são expulsos por um outro orifício (o ânus).

Invertebrado - Minhoca

A captura dos alimentos processa-se através de um mecanismo de sucção devido à contração dos músculos da faringe. Depois os alimentos passam para o esófago e são armazenados no papo. De seguida deslocam-se para a moela onde são triturados devido à contração das paredes. No intestino a ação enzimática faz com que haja a simplificação em moléculas mais simples e ao longo do intestino, a minhoca tem uma prega dorsal que permite aumentar a superfície de absorção. Os produtos a excretar saem, depois, pelo ânus.

Vertebrados

Os vertebrados são os seres mais complexos e o seu sistema digestivo acompanha esta complexidade. Todos apresentam dois órgãos anexos (fígado  e Pâncreas), produtores de substâncias que são lançadas no intestino (bílis do fígado e enzimas do Pâncreas) e misturadas com os produtos alimentares. Alguns têm glândulas salivares.

Como ocorre o processo da digestão celular?

Como e realizado o processo da digestão?

Tem a função de digestão celular?