Qual a importância dos vacúolos para as células vegetais

O vacúolo é uma estrutura presente nas células vegetais. Conheça suas características no artigo abaixo.

Vacúolo vegetal: grande bolsa presente no citoplasma (em azul na imagem)

O que é vacúolo vegetal

O vacúolo é um espaço grande presente na célula vegetal. Neste espaço, que é uma espécie de bolsa, há um fluido aquoso conhecido como suco celular. 

Os vacúolos estão localizados no citoplasma da célula.

Função nas plantas

Assim como as outras organelas celulares, os vacúolos também possuem uma importante função para o funcionamento da célula. Além de atuarem como reservatório de substâncias, também fazem a regulação das trocas de água que ocorrem no processo de osmose.

O vacúolo também é responsável por manter a pressão hidrostática no interior da célula vegetal.

Curiosidade:

- O vacúolo também está presente em algumas células animais, porém possuem tamanho bem inferior do que o da célula vegetal. Um exemplo comum são as células adiposas que possuem vacúolos com presença de gordura.

Vacúolos vegetais (imagem ampliada em microscópio).

Última revisão: 15/03/2021Por Elaine Barbosa de Souza

Graduanda em Ciências Biológicas pela Universidade Metodista de São Paulo.

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Os vacúolos são estruturas celulares de forma esférica ou ovalada que aparecem em diversos tipos de células, principalmente nas vegetais. São estruturas que correspondem a expansões do retículo endoplasmático ou do complexo de Golgi, armazenando um conteúdo fluído com substâncias relacionadas à nutrição ou à digestão celular.

São revestidos por uma membrana e compreendem vários tamanhos, podendo ocupar grande parte do volume do citoplasma. Os vacúolos podem ser classificados em três tipos: de armazenamento, digestivos ou contráteis.

O vacúolo costuma ocupar boa parte do volume celular. Ilustração: brgfx / Shutterstock.com

É o tipo de vacúolo encontrado na grande maioria de células vegetais adultas, chegando a ocupar até 80% do volume celular. À medida que a célula vegetal vai crescendo, os pequenos vacúolos que surgem do retículo endoplasmático ou do complexo de Golgi vão ganhando tamanho até fundirem-se uns aos outros e constituir um vacúolo único central na célula. São delimitados por uma membrana lipoproteica muito semelhante às demais membranas celulares, denominada tonoplasto ou membrana vacuolar.

Contém uma solução aquosa com pH ácido, composta por substâncias como íons inorgânicos, açúcares, proteínas, ácidos orgânicos e enzimas digestivas, que podem assumir função semelhante à dos lisossomos.

Além do armazenamento de substâncias úteis às células vegetais, os vacúolos reservam substâncias potencialmente prejudiciais ao citoplasma, resíduos, produtos do metabolismo celular secundário como compostos fenólicos e alcaloides e pigmentos como as antocianinas, responsáveis pelas cores azul, violeta, púrpura e vermelho das folhas e pétalas de diversas plantas.

Os vacúolos digestivos são originados a partir da fusão de lisossomos com fagossomos ou pinossomos. Em seu interior, as substâncias englobadas pelas células através da fagocitose ou pinocitose são digeridas a partir das enzimas lisossômicas.

Durante o processo de digestão ocorrido nos vacúolos digestivos, as partículas capturadas são quebradas em pequenas moléculas e podem passar para o citosol e serem reaproveitadas para outros processos celulares, mantidas dentro do próprio vacúolo (que passa a ser chamado de vacúolo residual) ou eliminadas para o meio extracelular por meio de um processo denominado clasmocitose ou defecação celular.

Um tipo especial de vacúolo digestivo é o vacúolo autofágico, que digere partes da própria célula por meio de um processo denominado autofagia. Este processo é de fundamental importância para o rejuvenescimento celular, pois elimina partes desgastadas das células e reaproveita alguns de seus componentes.

Algumas células recorrem ao processo de autofagia com grande frequência. As células nervosas do cérebro, por exemplo, que são formadas na fase embrionária e não são renovadas, reciclam seus componentes (com exceção dos genes) a cada mês. Já os componentes das células do fígado são reciclados semanalmente.

Vacúolos contráteis

Também chamados de vacúolos pulsáteis, estes vacúolos estão presentes em seres como protozoários de água doce. Por possuírem o citoplasma hipertônico em relação ao meio externo, a água entra continuamente em suas células por osmose. As células destes protozoários não estouram graças aos vacúolos contráteis, que dispõem de um mecanismo que acumula e elimina a água em excesso. Já protozoários de água marinha não necessitam deste tipo de mecanismo uma vez que o citoplasma de suas células é praticamente isotônico em relação à água do mar.

Referência:

AMABIS, José Mariano; MARTHO, Gilberto Rodrigues. Biologia das Células 1. 4ª edição. São Paulo: Editora Moderna, 2015.

Existe uma segunda organela que diferencia a célula vegetal da célula animal - o vacúolo. Trata-se de uma organela envolta por uma única membrana, denominada tonoplasto ou membrana vacuolar, e preenchida por um líquido aquoso chamado suco celular ou vacuolar. O vacúolo pode se originar diretamente do retículo endoplasmático, mas a maioria das proteínas integrantes da membrana do tonoplasto é oriunda do complexo de Golgi.

Inicialmente, a célula jovem tem numerosos e pequenos vacúolos, que, com a maturação da célula, aumentam em tamanho e fundem-se, formando o vacúolo da célula madura. Esse aumento de volume vacuolar durante a maturação e crescimento celular também tem um papel na economia de energia por parte da célula, pois o gasto energético para o aumento do vacúolo é substancialmente menor do que seria para o aumento do citoplasma.

 Ao final, o pequeno volume de citoplasma acaba sendo comprimido contra a parede celular, formando um filme citoplasmático, que aumenta a superfície de trocas entre a célula e o meio circundante. Assim, o vacúolo de uma célula vegetal adulta pode ocupar de 30 a 90% do volume celular total, dependendo do tipo e função da célula em questão. Os vacúolos têm diversas funções, podendo coexistir, em uma mesma célula, diferentes vacúolos desempenhando papéis distintos. Eles podem atuar como os lisossomos das células animais, que contêm diversas enzimas digestivas em seu interior. Em alguns tipos de sementes, essas enzimas são utilizadas para hidrolisar proteínas estocadas como reserva, disponibilizando energia durante o desenvolvimento do embrião. Outra principal função é a de armazenamento, tanto de metabólitos primários (açúcares, ácidos orgânicos e proteínas) quanto de secundários tóxicos, que precisam ser isolados do citoplasma (nicotina e taninos). Essas toxinas são retidas permanentemente no interior dos vacúolos, de modo que passam a atuar, também, como importantes defensores químicos para a planta contra patógenos, parasitas e/ou herbívoros. Pigmentos também podem ser armazenados no interior dos vacúolos, como as antocianinas, que são as responsáveis pela coloração azul, violeta, roxa, vermelha escura e escarlate de alguns vegetais. Do ponto de vista econômico, podemos dizer que muitas substâncias estocadas nos vacúolos são, também, aproveitadas para consumo humano, como a borracha, o ópio e até mesmo o aroma do alho. Uma importante função dos vacúolos é a manutenção da homeostase da célula, permitindo que as células vegetais tolerem grandes variações de pressão em relação ao meio intersticial. Eles ajudam a controlar o pH do citoplasma, pelo transporte de íons H+ pelo tonoplasto, e a manter a pressão de turgor constante, independentemente da tonicidade dos fluidos de ambientes adjacentes.

Os vacúolos são estruturas celulares envolvidas por membrana plasmática, muito comuns em plantas e presentes também em protozoários e animais. Tem diferentes funções como: regular pH, controlar a entrada e saída de água por osmorregulação, armazenar substâncias, fazer a digestão e excretar os resíduos.

Tipos de Vacúolos e suas Funções

Os vacúolos são envolvidos por membrana e no seu interior há substância diferente do citoplasma. Eles geralmente são esféricos, mas podem ser alongados. São de 3 tipos diferentes, a saber:

Os vacúolos de suco celular, geralmente chamados somente vacúolos, são muito comuns, sendo menores e mais numerosos na planta jovem, se tornam único e grande nas plantas maduras. Tem função de reserva de substâncias, como amido e pigmentos, e atuam no mecanismo de pressão osmótica que regula a entrada e saída de água. ]

Com isso, os vacúolos controlam a turgidez ou flacidez da célula. A turgidez da célula confere rigidez aos tecidos vegetais tornando a planta ereta, por exemplo.

Vacúolos Digestivos

Esses vacúolos realizam a digestão intracelular e estão presentes em protozoários e em células animais e humanas como os macrófagos.

Nas amebas, por exemplo, o alimento é capturado por fagocitose e parte da membrana celular envolve a partícula, formando um fagossomo. Em seguida, esse fagossomo se une ao lisossomo formando o vacúolo digestivo. No interior do vacúolo digestivo as enzimas do lisossomo farão a digestão e depois os restos serão eliminados para fora da célula.

Nas células de defesa do corpo humano acontece situação semelhante. Os agentes invasores, por exemplo bactérias ou vírus, são fagocitados e digeridos dentro dos vacúolos digestivos.

Vacúolos Contráteis

Nos protozoários e em alguns organismos mais simples como os poríferos os vacúolos também estão presentes. São chamados vacúolos contráteis ou pulsáteis e controlam a entrada e saída de água da célula por osmose. Eles também realizam o armazenamento de substâncias.