Grânulo de secreção (latim: granulum secretorium)

Também chamado vesícula secretora (grânulo de núcleo denso)

Visão geral

O grânulo de secreção é uma das organelas da célula: um pequeno pacote no citoplasma que armazena e transporta substâncias produzidas na célula até que um sinal as libere da célula.
Organela: envolta por uma única membrana de bicamada lipídica; seu conteúdo concentrado muitas vezes aparece denso nas eletromicrografiasSubstâncias: hormônios, enzimas (digestivas), neurotransmissores e outras

· Nem toda célula tem grânulos de secreção; na verdade, as células sem eles são muito mais numerosas no corpo.

As células mais numerosas do corpo humano, as hemácias, não têm grânulos de secreção.

Esquema de uma célula exócrina do pâncreas mostrando o retículo endoplasmático rugoso, o complexo de Golgi e os grânulos de secreção deslocando-se para a superfície luminal para a exocitose, com as etapas da formação dos grânulos e um grânulo ampliado.
Célula com grânulos de secreção (clique para ampliar)

Como se forma

As principais etapas, da formação de um grânulo de secreção até sua liberação, são mostradas abaixo. Os grânulos são formados pelo complexo de Golgi a partir de proteínas produzidas no retículo endoplasmático rugoso e são liberados por exocitose: a membrana do grânulo funde-se com a membrana plasmática e o conteúdo sai da célula.

Sequência em cinco etapas: síntese de proteínas no retículo endoplasmático rugoso, processamento no complexo de Golgi, armazenamento dos grânulos, deslocamento após um sinal e liberação por exocitose.
Da formação à liberação (clique para ampliar)
Esquema da transcrição no núcleo, da tradução no retículo endoplasmático rugoso, das vesículas de transporte até o complexo de Golgi e da formação de grânulos de secreção imaturos e em maturação.
Do núcleo ao grânulo (clique para ampliar)
  • Síntese: as proteínas de secreção são produzidas pelos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso e entram em seu lúmen.
  • Processamento: vesículas de transporte levam-nas ao complexo de Golgi, onde são modificadas (por exemplo, pela adição de cadeias de açúcares), separadas e concentradas.
  • Empacotamento: o complexo de Golgi forma por brotamento grânulos imaturos, que amadurecem à medida que seu conteúdo se torna mais concentrado.
  • Armazenamento: os grânulos maduros aguardam no citoplasma, muitas vezes perto da superfície celular voltada para o lúmen.
  • Liberação: um sinal, como um impulso nervoso, um hormônio ou um aumento do cálcio dentro da célula, desloca os grânulos até a membrana celular, onde liberam seu conteúdo por exocitose.

Células com grânulos de secreção

Em uma lista abrangente, as principais células com grânulos de secreção distribuem-se em cerca de 7–8 grandes grupos, que contêm mais de 20–30 tipos de células (os números dependem do grau de detalhe do agrupamento).

Células típicas com grânulos de secreção estão listadas abaixo.

Grupo Células (exemplos) Principais produtos (conteúdo dos grânulos)
1 Células de glândulas exócrinas Células acinares do pâncreas (as células serosas das porções terminais), células serosas das glândulas salivares, células principais do estômago Enzimas digestivas (amilase, pepsinogênio e outras), armazenadas em grânulos de zimogênio
2 Células endócrinas Células alfa e beta das ilhotas pancreáticas, células da adeno-hipófise, células enteroendócrinas do intestino Hormônios peptídicos (insulina, glucagon, hormônio do crescimento e outros)
3 Células nervosas Terminações nervosas no encéfalo e na periferia; células neurossecretoras do hipotálamo Neurotransmissores (acetilcolina e outros, em vesículas sinápticas), neuro-hormônios (ocitocina e outros)
4 Células imunes Granulócitos (neutrófilos, eosinófilos, basófilos), mastócitos, linfócitos T citotóxicos, células NK Enzimas bactericidas, histamina, proteínas citotóxicas (perforina e outras)
5 Células e fragmentos do sangue e dos vasos Plaquetas (e megacariócitos), células endoteliais dos vasos (corpos de Weibel–Palade) Fatores de coagulação, substâncias vasoconstritoras, fatores de crescimento
6 Células musculares (determinados locais) Células musculares atriais Peptídeo natriurético atrial (ANP, um hormônio que reduz a pressão arterial)
7 Células germinativas Óvulo (grânulos corticais), espermatozoide (acrossomo) Enzimas que bloqueiam a polispermia; enzimas que dissolvem os envoltórios do óvulo
8 Outras células epiteliais especiais Células alveolares tipo II do pulmão, melanócitos (células pigmentares) da pele Surfactante pulmonar (lipídios e proteínas), pigmento melanina
Seis exemplos de células com seus grânulos: uma célula exócrina do pâncreas, uma célula nervosa, um mastócito, um espermatozoide com seu acrossomo, um óvulo com grânulos corticais e uma célula endotelial com corpos de Weibel–Palade.
Células com grânulos de secreção (clique para ampliar)

Conteúdo

Substâncias típicas armazenadas nos grânulos de secreção estão listadas abaixo.

1. Hormônios (sistema endócrino)
Mensageiros químicos levados pelo sangue a órgãos distantes.
Hormônios peptídicos e proteicos:
· Insulina / glucagon (pâncreas: controle do nível de glicose no sangue)
· Ocitocina / vasopressina (hipotálamo e neuro-hipófise: parto, reabsorção de água)
· Hormônio do crescimento (GH) / prolactina (adeno-hipófise: crescimento, secreção de leite)
· Paratormônio (PTH) (glândulas paratireoides: controle do nível de cálcio)
· Peptídeo natriurético atrial (ANP) (coração: controle da pressão arterial e do volume de líquidos)
Fontes: ScienceDirect, Diabetes, PMC
Hormônios derivados de aminoácidos (catecolaminas e outros):
· Adrenalina / noradrenalina (medula da glândula suprarrenal: resposta simpática, aumento da pressão arterial)
2. Neurotransmissores e neuropeptídeos (sistema nervoso)
Substâncias que transmitem sinais entre células nervosas (através da fenda sináptica).
Neurotransmissores de pequenas moléculas (armazenados com hormônios em grandes grânulos de secreção):
· Serotonina (encéfalo, células enterocromafins do intestino e outros)
· Dopamina (encéfalo, medula da glândula suprarrenal e outros)
· Acetilcolina (terminações nervosas e outros; principalmente em vesículas sinápticas comuns, em parte em grânulos de secreção)
Fontes: ScienceDirect, Diabetes
Neuropeptídeos:
· Encefalinas / dinorfinas (encéfalo: substâncias semelhantes aos opioides, envolvidas no alívio da dor e no prazer)
· Substância P (um peptídeo envolvido na transmissão da dor)
· Colecistocinina (CCK) (encéfalo e trato digestório: sinais de saciedade e de secreção dos sucos digestivos)
3. Enzimas exócrinas (digestão e defesa)
Proteínas secretadas para fora do corpo (no lúmen do trato digestório, na superfície do corpo etc.) que degradam ou processam substâncias.
Enzimas digestivas (e seus precursores):
· Pepsinogênio (estômago: convertido em pepsina pelo ácido gástrico; digere proteínas)
· Amilase / tripsinogênio / quimotripsinogênio (pâncreas: digestão de carboidratos e proteínas)
· Amilase salivar (glândulas salivares: degrada o amido na saliva)
Enzimas de defesa e processamento:
· Renina (rim: cliva um peptídeo precursor para elevar a pressão arterial; é liberada no sangue, sendo, a rigor, um produto endócrino)
· Lisozima (glândulas lacrimais, glândulas salivares, leucócitos: enzima antibacteriana que degrada a parede celular das bactérias)
4. Substâncias relacionadas à imunidade e à alergia
Armazenadas nos grânulos das células imunes (mastócitos, leucócitos e outras); atacam material estranho e desencadeiam inflamação.
Mediadores químicos:
· Histamina (mastócitos e basófilos: dilata os vasos e causa reações alérgicas e inflamatórias)
· Serotonina (grânulos das plaquetas: constrição dos vasos, formação do coágulo)
Proteínas citotóxicas (para ataque):
· Perforina / granzimas (linfócitos T citotóxicos e células NK: abrem poros nas células-alvo e as levam à morte)
Citocinas inflamatórias:
· TNF-α (fator de necrose tumoral) (em parte armazenado em mastócitos e outras células e liberado de imediato)
Fonte: Annals of Allergy, Asthma & Immunology
5. Proteínas da matriz e de sustentação dos grânulos
Proteínas que funcionam como arcabouço para acondicionar hormônios e outros produtos de forma densa e estável (em forma quase cristalina) dentro do grânulo. São liberadas junto com o conteúdo.
Família das graninas:
· Cromogranina A / cromogranina B (amplamente presentes nos grânulos de secreção das células endócrinas e das células nervosas)
· Secretograninas

Secreção sem grânulos

Todas as substâncias produzidas em uma célula e secretadas por ela são transportadas em grânulos de secreção?

Não. Armazenar os produtos em grânulos permite que a célula libere rapidamente uma grande quantidade quando é estimulada (secreção regulada), mas os hormônios, as enzimas e os neurotransmissores produzidos em uma célula nem sempre são acondicionados em grânulos de secreção. Há quatro vias ou exceções principais em que nenhum grânulo é usado:

1. 1. Secreção constitutiva (liberação logo após a produção): as substâncias secretadas dessa forma não formam grânulos de secreção.

Mecanismo: depois de produzidas no retículo endoplasmático rugoso e no complexo de Golgi, não são concentradas em grânulos, mas transportadas continuamente em pequenas vesículas membranosas até a membrana celular e liberadas.

Exemplos: anticorpos (imunoglobulinas) produzidos por células imunes como os plasmócitos, colágeno produzido pelos fibroblastos e alguns hormônios secretados continuamente.

2. 2. Hormônios lipossolúveis: a insulina e outros hormônios peptídicos dissolvem-se em água, mas os hormônios que se dissolvem em gordura atravessam as membranas, de modo que não podem de forma alguma ser retidos dentro dos grânulos de secreção.

Mecanismo: a membrana do grânulo é formada por lipídios, de modo que as substâncias lipossolúveis a atravessam livremente. Por isso, não são armazenadas depois de produzidas, mas saem da célula diretamente pela membrana celular.

Exemplos:

Hormônios esteroides: hormônios do córtex da glândula suprarrenal (cortisol e outros) e hormônios sexuais (estrogênios, testosterona e outros).

Hormônios tireoidianos: derivados de um aminoácido, mas lipossolúveis; não são armazenados em grânulos de secreção (seu depósito é o coloide dos folículos da tireoide) e saem da célula pela membrana celular, principalmente por meio de transportadores.

3. 3. Neurotransmissores transportados para fora por transportadores: nem todos os neurotransmissores são liberados por exocitose.

Mecanismo: alguns neurotransmissores ficam livres no citoplasma, fora de qualquer vesícula, e são transportados para fora por proteínas carreadoras específicas (transportadores) da membrana celular.

Exemplo: transporte reverso. Quando o encéfalo está superexcitado, ou sob a ação de certos fármacos (anfetamina e outros), a dopamina e a noradrenalina podem ser liberadas diretamente para fora da célula por transportadores que funcionam em sentido inverso, sem vesículas.

4. 4. Neurotransmissores e moléculas de sinalização gasosos: sabe-se hoje que algumas moléculas gasosas atuam como neurotransmissores e substâncias de sinalização.

Mecanismo: um gás não pode ser retido dentro de um grânulo envolto por membrana. Assim que é produzido na célula, atravessa a membrana celular e difunde-se para as células vizinhas.

Exemplos: óxido nítrico (NO) e monóxido de carbono (CO). Dilatam os vasos sanguíneos e transmitem sinais nervosos, mas não usam nenhum grânulo de secreção.

Referências e fontes

  1. Leitura adicional: Secretory vesicle, Wikipedia (em inglês).
  2. Federative International Programme for Anatomical Terminology (FIPAT). Terminologia Anatomica, 2ª ed. (TA2), 2019.