CILIA: CARACTERÍSTICAS, ESTRUTURA, FUNÇÕES E EXEMPLOS - BIOLOGIA - 2025

Os cílios são projeções filamentosas curtas presentes nas superfícies da membrana plasmática de muitos tipos de células. Essas estruturas são capazes de movimentos vibratórios que servem para a locomoção celular e para a criação de correntes no ambiente extracelular.

Muitas células são revestidas por cílios com um comprimento de aproximadamente 10 µm. Em geral, os cílios se movem em um movimento de trás para frente razoavelmente coordenado. Desta forma, a célula viaja através do fluido ou o fluido viaja na superfície da própria célula.

Fonte: Respectivamente: Picturepest, Anatoly Mikhaltsov, Bernd Laber, Deuterostome, Flupke59

Essas estruturas prolongadas da membrana são constituídas principalmente por microtúbulos e são responsáveis ​​pelo movimento em vários tipos de células em organismos eucarióticos.

Cílios são característicos do grupo dos protozoários ciliados. Geralmente estão presentes em eumetazoa (exceto em nematódeos e artrópodes), onde geralmente se localizam em tecidos epiteliais, formando epitélios ciliados.

Caracteristicas

Os cílios e flagelos eucarióticos são estruturas muito semelhantes, cada um com um diâmetro de aproximadamente 0,25 µm. Estruturalmente são semelhantes aos flagelos, porém nas células que os apresentam são muito mais numerosos do que os flagelos, tendo o aparecimento de vilosidades na superfície celular.

O cílio se move primeiro para baixo e, em seguida, endireita-se gradualmente, dando a impressão de um movimento de remo.

Os cílios se movem de tal forma que cada um fica levemente fora de ritmo com seu vizinho mais próximo (ritmo metacrônico), produzindo um fluxo constante de líquido sobre a superfície celular. Essa coordenação é puramente física.

Às vezes, um elaborado sistema de microtúbulos e fibras se junta aos corpos basais, mas não foi provado que eles desempenham um papel coordenador no movimento ciliar.

Muitos cílios não parecem funcionar como estruturas móveis e são chamados de cílios primários. A maioria dos tecidos animais possui cílios primários incluindo células nos ovidutos, neurônios, cartilagem, ectoderma de extremidades em desenvolvimento, células do fígado, dutos urinários, entre outros.

Embora estes últimos não sejam móveis, observou-se que a membrana ciliar possui inúmeros receptores e canais iônicos com função sensorial.

Organismos ciliados

Os cílios são um importante personagem taxonômico para a classificação de protozoários. Aqueles organismos cujo principal mecanismo de locomoção é por meio de cílios pertencem aos "ciliados ou ciliados" (Filo Ciliophora = que carregam ou apresentam cílios).

Esses organismos recebem esse nome porque a superfície da célula é revestida por cílios que batem de maneira rítmica controlada. Dentro deste grupo, a disposição dos cílios varia amplamente e até mesmo alguns organismos não possuem cílios no adulto, estando presentes nas primeiras fases do ciclo de vida.

Os ciliados são geralmente os maiores protozoários com um comprimento que varia de 10 µm a 3 mm, e também são os mais complexos estruturalmente, com uma ampla gama de especializações. Os cílios são geralmente dispostos em fileiras longitudinais e transversais.

Todos os ciliados parecem ter sistemas de parentesco, mesmo aqueles que não possuem cílios em algum ponto. Muitos desses organismos têm vida livre e outros são simbiontes especializados.

Estrutura

Os cílios crescem a partir de corpos basais intimamente relacionados aos centríolos. Os corpos basais têm a mesma estrutura dos centríolos que estão embutidos nos centrossomas.

Os corpos basais têm um papel claro na organização dos microtúbulos do axonema, que representam a estrutura fundamental dos cílios, bem como na ancoragem dos cílios à superfície celular.

O axonema é composto por um conjunto de microtúbulos e proteínas associadas. Esses microtúbulos são arranjados e modificados em um padrão tão curioso que foi uma das revelações mais surpreendentes da microscopia eletrônica.

Em geral, os microtúbulos são arranjados em um padrão característico "9 + 2" no qual um par central de microtúbulos é rodeado por 9 dupletos de microtúbulos externos. Esta conformação 9 + 2 é característica de todas as formas de cílios, desde protozoários até aqueles encontrados em humanos.

Os microtúbulos estendem-se continuamente ao longo do comprimento do axonema, que geralmente tem cerca de 10 µm de comprimento, mas pode ter até 200 µm em algumas células. Cada um desses microtúbulos tem polaridade, as extremidades menos (-) sendo anexadas ao “corpo basal ou cinetossomo”.

Características do microtúbulo

Os microtúbulos do axonema estão associados a numerosas proteínas, que se projetam em posições regulares. Alguns deles funcionam como ligações cruzadas que contêm os feixes de microtúbulos juntos e outros geram a força para gerar o movimento dos mesmos.

O par central de microtúbulos (individual) está completo. No entanto, os dois microtúbulos que constituem cada um dos pares externos são estruturalmente diferentes. Um deles denominado túbulo "A" é um microtúbulo completo composto por 13 protofilamentos, o outro incompleto (túbulo B) é composto por 11 protofilamentos fixados ao túbulo A.

Esses nove pares de microtúbulos externos são conectados entre si e ao par central por meio de pontes radiais da proteína "nexina". Dois braços dineínicos são presos a cada túbulo "A", sendo a atividade motora dessas dineínas axonêmicas ciliares responsáveis ​​por bater os cílios e outras estruturas com a mesma conformação, como os flagelos.

Movimento dos cílios

Os cílios são movidos pela flexão do axonema, que é um feixe complexo de microtúbulos. Aglomerados de cílios se movem em ondas unidirecionais. Cada cílio se move na forma de um chicote, o cílio é totalmente estendido, seguido por uma fase de recuperação de sua posição original.

Os movimentos dos cílios são produzidos basicamente pelo deslizamento dos dubletos externos dos microtúbulos entre si, impulsionados pela atividade motora da dineína axonêmica. A base da dineína liga-se aos microtúbulos A e os grupos da cabeça ligam-se aos túbulos B adjacentes.

Devido à nexina nas pontes que unem os microtúbulos externos do axonema, o deslizamento de um gibão sobre o outro força-os a dobrar. Este último corresponde à base do movimento dos cílios, processo sobre o qual ainda pouco se sabe.

Posteriormente, os microtúbulos retornam à sua posição original, fazendo com que o cílio volte ao estado de repouso. Esse processo permite que o cílio se arqueie e produza o efeito que, junto com os outros cílios da superfície, dá mobilidade à célula ou ao ambiente ao redor.

Energia para movimento ciliar

Como a dineína citoplasmática, a dineína ciliar tem um domínio motor, que hidrolisa ATP (atividade ATPase) para se mover ao longo de um microtúbulo em direção à sua extremidade negativa, e uma região portadora de carga da cauda, ​​que neste caso é um microtúbulo contíguo.

Os cílios se movem quase continuamente e, portanto, requerem um grande suprimento de energia na forma de ATP. Essa energia é gerada por um grande número de mitocôndrias que normalmente abundam perto dos corpos basais, que é onde os cílios se originam.

Recursos

Movimento

A principal função dos cílios é mover o fluido sobre a superfície da célula ou impulsionar células individuais através de um fluido.

O movimento ciliar é vital para muitas espécies em funções como manuseio de alimentos, reprodução, excreção e osmorregulação (por exemplo, em células extravagantes) e o movimento de fluidos e muco sobre a superfície das camadas celulares. epitelial.

Os cílios de alguns protozoários, como o Paramecium, são responsáveis ​​tanto pela mobilidade do organismo quanto pelo deslocamento de organismos ou partículas em direção à cavidade oral para se alimentar.

Respirando e alimentando

Em animais multicelulares, eles funcionam na respiração e nutrição, transportando gases respiratórios e partículas de alimentos sobre a água na superfície da célula, como por exemplo em moluscos cuja alimentação é por filtração.

Nos mamíferos, as vias respiratórias são revestidas por células ciliadas que empurram o muco contendo poeira e bactérias para a garganta.

Os cílios também ajudam a varrer os óvulos ao longo do oviduto, e uma estrutura relacionada, o flagelo, impulsiona o esperma. Essas estruturas são particularmente evidentes nas trompas de Falópio, onde movem o óvulo para a cavidade uterina.

As células ciliadas que revestem o trato respiratório, que o limpam de muco e poeira. Nas células epiteliais que revestem o trato respiratório humano, um grande número de cílios (109 / cm2 ou mais) varre camadas de muco, junto com partículas de poeira e células mortas presas, para a boca, onde são engolidos e eliminados.

Anormalidades estruturais nos cílios

Em humanos, alguns defeitos hereditários da dineína ciliar causam a chamada síndrome de Karteneger ou síndrome dos cílios imóveis. Esta síndrome é caracterizada pela esterilidade masculina devido à imobilidade do esperma.

Além disso, as pessoas com essa síndrome têm alta suscetibilidade a infecções pulmonares devido à paralisia dos cílios do trato respiratório, que não conseguem limpar a poeira e as bactérias que se alojam neles.

Por outro lado, essa síndrome causa defeitos na determinação do eixo esquerdo-direito do corpo durante o desenvolvimento embrionário inicial. Este último foi descoberto recentemente e está relacionado à lateralidade e localização de certos órgãos do corpo.

Outras condições desse tipo podem ocorrer devido ao consumo de heroína durante a gravidez. Os recém-nascidos podem apresentar dificuldade respiratória neonatal prolongada devido à alteração ultraestrutural do axonema dos cílios no epitélio respiratório.

Referências

1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K. & Walter, P. (2004). Biologia celular essencial. Nova York: Garland Science. 2ª Edição.
2. Alberts, B., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., Roberth, K., & Walter, P. (2008). Biologia molecular da célula. Garland Science, Taylor and Francis Group.
3. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologia: ciência e natureza. Pearson Education.
4. Cooper, GM, Hausman, RE & Wright, N. (2010). A célula. (pp. 397-402). Marban.
5. Hickman, C. P, Roberts, LS, Keen, SL, Larson, A., I´Anson, H. & Eisenhour, DJ (2008). Princípios integrados de zoologia. Nova York: McGraw-Hill. 14 ^th Edition.
6. Jiménez García, L. J & H. Merchand Larios. (2003). Biologia celular e molecular. México. Editorial Pearson Education.
7. Sierra, AM, Tolosa, MV, Vao, CSG, López, AG, Monge, RB, Algar, OG & Cardelús, RB (2001). Associação entre o uso de heroína durante a gravidez e anormalidades estruturais dos cílios respiratórios no período neonatal. Annals of Pediatrics, 55 (4) : 335-338).
8. Stevens, A., & Lowe, JS (1998). Histologia humana. Harcourt Brace.
9. Welsch, U., & Sobotta, J. (2008). Histologia. Panamerican Medical Ed.