189
Acta bot. bras. 15(2): 189-195. 2001
OL
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UTURA E DESENV
CANAIS
SECRETORES
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UTOS
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VIMENTO
AIS SECRET
DE SCHINUS TEREBINTHIFOLIUS RADDI (AN
ACARDIA
CEAE)
(ANA
CARDIACEAE)
Silvia Rodrigues Machado1
Sandra Maria Carmello-Guerreiro2
Recebido em 12/07/00. Aceito em 23/03/01
RESUMO – (Estrutura e desenvolvimento de cavidades secretoras em frutos de Schinus terebinthifolius Raddi
(Anacardiaceae)). As cavidades secretoras no fruto de Schinus terebinthifolius foram analisadas aos microscópios de
luz e eletrônico de transmissão. Estas cavidades são complexas e constituídas por epitélio multiestratificado que
circunda o lume preenchido por secreção viscosa e por células epiteliais isoladas. Cada cavidade é circundada externamente por duas ou três camadas de células menores que as adjacentes achatadas, radialmente e que progressivamente
diferenciam-se em epiteliais. As cavidades secretoras iniciam-se por esquizogênese e desenvolvem-se pelo processo
esquizo-lisígeno. O lume inicia-se pela dissolução da lamela média entre um grupo de células precursoras dispostas em
roseta; sua ampliação é decorrente da separação das células internas desta roseta. As células epiteliais jovens possuem
citoplasma denso com mitocôndrias conspícuas, retículo endoplasmático rugoso extensivo, numerosos corpos
multivesiculares e plastídeos modificados. Grumos de material eletron-denso, destituídos de membrana, ocorrem no
citoplasma periférico, espaço periplasmático, bem como dispersos no lume da cavidade. À medida que a diferenciação
progride, as células epiteliais mais internas são continuamente liberadas para o lume, onde sofrem degeneração. A
lisogênese destas células acrescenta materiais à secreção e permite, também, o alargamento da cavidade. As evidências
deste trabalho indicam que a secreção nos frutos de S. terebinthifolius é eliminada pelos mecanismos écrino e holócrino.
ve – cavidades secretoras, anatomia, ultra-estrutura, frutos, Anacardiaceae
Pala
vr
as-c
ha
alavr
vras-c
as-cha
hav
ABSTRACT
ABSTRA
CT – (Structure and development of the secretory cavities in the fruit of Schinus terebinthifolius Raddi
(Anacardiaceae)). The secreory cavities in fruits of Schinus terebinthifolius Raddi were studied by optical and electron
microscopy. These are complex cavities with a multistratified epithelium, surrounding a lumen filled with whole cells
and viscous fluid. Each cavity is surrounded by two or three layers, radially flattened cells, which will progressively
mature into epithelial cells. The secretory cavities initiate schizogenously and develop schizolysigenously. The lumen
appears by the dissolution of the middle lamela in a group of precursor cells arranged in a rosette, and widens by the
separation of the inner cells of this rosette. The young epithelial cells have dense cytoplasm with large mitochondria,
extensive rough endoplasmic reticulum, numerous multivesicular bodies, and modified plastids. Clumps of electrondense material without a delimiting membrane occur the peripheral cytoplasm, periplasmic space, and scattered in the
cavity lumen. As differentiation progresses, the innermost epithelial cells are continuously released into the lumen and
degenerate. Lysigeny of these cells contributes with materials to secretion, also leading to cavity enlargement. Optical
and ultastructural data indicate that secretion elimination occurs by ecrine and holocrine mechanisms.
Key w
or
ds – secretory cavities, anatomy, ultrastructure, fruits, Anacardiaceae
wor
ords
1
Departamento de Botânica, Instituto de Biociências, UNESP, C. Postal 510, CEP 18618-000, Botucatu, SP, Brasil,
(botanica@ibb.unesp.br). Bolsista de Produtividade em Pesquisa, CNPq
2
Departamento de Botânica, Instituto de Biologia, UNICAMP, Caixa Postal 6109, CEP 13083-970, Campinas, SP, Brasil
(smcg@unicamp.br)
190
Machado & Carmello-Guerreiro : Canais Secretores em Frutos de Anacardiaceae
Introdução
Uma das características da família
Anacardiaceae é a presença de canais/cavidades de goma-resina, geralmente associados
ao floema (Metcalfe & Chalk 1950). Nos frutos, o sistema secretor, bastante desenvolvido e representado por canais ou cavidades,
ocupa quase todo o mesocarpo (CarmelloGuerreiro 1996), o que levou Barroso et al.
(1984) a denominá-lo mesocarpo lacunar.
Schinus terebinthifolius Raddi, uma espécie arbórea comum na América do Sul e
conhecida como pimenta-rosa ou aroeira-vermelha (Carmello-Guerreiro & Paoli 1999), é
uma importante fonte de goma-resina da família Anacardiaceae. Seu exudato tem propriedades febrífuga, homeostática e
antitussígena (Oliveira & Grotta 1965). Seus
frutos são numerosos, pequenos, de coloração vermelho-brilhante e portadores de uma
secreção pegajosa que exerce um efeito
paralisante sobre pássaros, quando ingeridos,
provavelmente devido ao efeito tóxico da
secreção (Kaistha & Kier 1962).
Embora o sistema secretor nesta família
tenha sido estudado por diversos autores
(Fahn & Evert 1974; Fahn 1979; Joel & Fahn
1980a; b; c; Nair et al. 1983; Venkaiah 1992;
Carmello et al. 1995), os trabalhos referemse, em sua maior parte, aos canais secretores
presentes nos órgãos vegetativos, existindo
poucas informações sobre os frutos.
O objetivo deste trabalho foi descrever a
estrutura e o desenvolvimento do sistema
secretor nos frutos de Schinus terebinthifolius.
Material e métodos
Amostras de botões florais, flores e frutos em diferentes estágios de desenvolvimento, foram coletadas de exemplares de Schinus
terebinthifolius crescendo na vegetação natural no município de Botucatu, SP, Brasil
(exsicata BOTU 23419).
Para o estudo anatômico, foram utilizadas amostras de material fresco e fixado em
solução de Karnovsky (Karnovsky 1965). Do
material fresco foram obtidas seções a mão
livre e analisadas ao natural. As amostras fixadas foram desidratadas em série etílica e
incluídas em glicol-metacrilato (Gerrits
1991). Seções com 8-10µm de espessura foram coradas com azul de toluidina a 0,05%
em tampão acetato pH 4,7 (O’Brien et al.
1964).
Para o estudo ultra-estrutural, as amostras
foram fixadas em glutaraldeído a 2,5%, pósfixadas em tetróxido de ósmio a 1%, ambos
preparados em tampão fosfato 0,1M, pH 7,3,
desidratadas em série cetônica e incluídas em
Araldite. As seções ultrafinas foram contrastadas com acetato de uranila (Watson 1958)
e citrato de chumbo (Reynolds 1963) e examinadas em microscópio eletrônico de transmissão Philips EM-301.
Resultados
Nos frutos de S. terebinthifolius o sistema
secretor é representado por inúmeras cavidades que ocupam quase todo o mesocarpo.
Essas cavidades variam de circulares a ovaladas, tanto em seções transversais quanto
longitudinais e ocorrem associadas ao floema
(Fig. 1). Cada cavidade é constituída por lume
e epitélio secretor formado por células conspícuas, variando de cuneiformes a esféricas,
dispostas em uma ou mais camadas (Fig. 1,
6). As células epiteliais apresentam citoplasma
denso e abundante, núcleo esférico e nucléolo
evidente (Fig. 7). Circundando cada cavidade ocorrem duas a três camadas de células
parenquimáticas achatadas e menores que as
epiteliais, com núcleo volumoso, esférico e
nucléolo evidente, dispostas regularmente,
formando uma bainha com característica
meristemática (Fig. 5, 7).
As cavidades se formam precocemente no
botão floral e desenvolvem-se nas adjacências
Acta bot. bras. 15(2): 189-195. 2001
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Figuras 1-10. Fotomicrografias de seções de frutos de S. terebinthifolius. Fig. 1. Seção longitudinal do fruto imaturo, mostran
do cavidades secretoras (CS) na região mais interna do mesocarpo e exocarpo (EX). Endocarpo (EN). Barra=500µm. Fig. 2
10. Seções transversais. Fig. 2-4. Células precursoras (CP) da cavidade, dispostas em roseta. As pontas de seta indicam a
presença de um espaço intercelular no cento da roseta. Barra=40µm. Fig. 5. Parte de uma cavidade secretora com bainha de
células com característica meristemática (seta). Células epiteliais (CE). Barra=40µm. Fig. 6. Células epiteliais (pontas de seta)
com arranjo laxo ou dispersas no lume da cavidade. Barra=50µm. Fig. 7. Cavidade recém formada.Células epiteliais (CE)
protuberantes e bainha celular (BC) bisseriada. Barra=30µm. Fig. 8. Células epiteliais (pontas de seta) em processo de
liberação para o lume; células da bainha em divisão (setas). Barra=10µm. Fig. 9. Parte de uma cavidade, mostrando células
epiteliais (CE) senescentes. Barra=40µm. Fig. 10. Glóbulos densos (pontas de seta) dispersos no lume e aderidos à superfície
de células epiteliais degeneradas. Barra=40µm.
192
Machado & Carmello-Guerreiro : Canais Secretores em Frutos de Anacardiaceae
Figuras 11-18. Eletron-micrografias de cavidades secretoras de frutos de S. terebinthifolius. Fig. 11. Formação de espaço
triangular (seta) entre células precursoras da cavidade. Paredes celulares eletron-densas e lamela média (LM) intumescida.
Barra=0,3µm. Fig. 12. Células precursoras, mostrando plastídeos (P) amebóides e corpos multivesiculares (setas) nas
adjacências da parede tangencial. Lume da cavidade (LC) com material eletron-denso disperso. Barra=1µm. Fig. 13. Parte de
uma cavidade secretora, mostrando lume (LC) preenchido por secreção de aspecto heterogêneo. Células epiteliais
protuberantes com paredes tangenciais convexas, núcleo (N) central esférico, vacúolos (V) e células da bainha (CB) em
divisão. Barra=3,6µm. Fig. 14. Parte de células epiteliais mostrando mitocôndrias (M), corpos multivesiculares (MV) e
plasmodesmos (setas) nas paredes radiais. Barra=0,3µm. Fig. 15. Parte do citoplasma de célula epitelial, mostrando retículo
endoplasmático rugoso (RER). Barra=0,4µm. Fig. 16. Acúmulos de material eletron-denso no citoplasma periférico da célula
epitelial. Lume da cavidade (LC). Barra=0,4µm. Fig. 17. Início de separação de paredes radiais (seta) e corpo multivesicular
(MV) adjacente à parede. Barra=0,4µm. Fig. 18. Parte de cavidade secretora mostrando célula epitelial e restos celulares
dispersos no lume. Barra=0,3µm.
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Acta bot. bras. 15(2): 189-195. 2001
do procâmbio do mesofilo ovariano. As células precursoras da cavidade sofrem sucessivas divisões, originando grupos de células
dispostas em roseta (Fig. 2). No centro da
roseta, ocorre a formação de um pequeno
espaço intercelular triangular iniciando-se
assim, o lume (Fig. 2, 3, 4, 11); as células
centrais sofrem um pronunciado aumento de
tamanho (Fig. 2, 4), seguido do
escurecimento, intumescimento e dissolução
da lamela média (Fig. 4, 11). A ampliação do
lume é o resultado da separação de uma ou
mais células internas desta roseta (Fig. 3-5).
Simultaneamente à diferenciação das células
precursoras, as células da bainha subjacente
sofrem constantes divisões nos planos
periclinal e anticlinal e suas derivadas diferenciam-se, passando a integrar o epitélio
secretor (Fig. 5, 7, 8), cuja diferenciação se
dá centripetamente em direção ao lume.
À medida que ocorre formação e diferenciação de novas células epiteliais, há progressiva liberação das células epiteliais mais internas para o lume. Esta liberação é resultante
da dissolução da lamela média em toda a extensão da célula (Fig. 5-8). Em seções tanto
de material fresco quanto fixado as células
epiteliais mais internas mostram arranjo laxo
(Fig. 8, 9), podendo ser observadas células
inteiramente livres no lume sem qualquer
conexão umas com as outras (Fig. 6, 18). As
células epiteliais senescentes mostram paredes sinuosas, glóbulos densos no citoplasma
e núcleo lobado com cromatina granulada
(Fig. 8). Finalmente, estas células entram em
colapso e liberam o conteúdo no lume da
cavidade (Fig. 10).
As células epiteliais jovens apresentam espaço periplasmático conspícuo com acúmulos
de material fortemente eletron-denso (Fig.
11), citoplasma abundante com ribossomos
livres (Fig. 11-15), mitocôndrias (Fig. 14),
retículo endoplasmático rugoso (Fig. 15),
plastídeos amebóides (Fig. 12, 13, 18) e numerosos corpos multivesiculares (Fig. 12, 14,
17). Os corpos multivesiculares são fortemente eletron-densos e situam-se nas adjacências
das paredes celulares, preferencialmente nas
proximidades dos plasmodesmos (Fig. 14,
17). Estes se tornam progressivamente
obstruídos por substâncias eletron-densas
(Fig. 14). Acúmulos de material eletron-denso, destituídos de membrana limitante, ocorrem no pólo distal da célula epitelial, dispersos
no citoplasma periférico, no interior do espaço periplasmático e na superfície externa da
parede que faceia o lume (Fig. 13, 16).
Discussão
As análises estruturais mostraram que as cavidades secretoras no pericarpo de S.
terebinthifolius iniciam-se por esquizogênese
e sua ampliação é decorrente da formação e
liberação, também por esquizogênese, de
células epiteliais mais internas para o lume
da cavidade. A lisogênese posterior dessas
células epiteliais contribui com materiais para
a secreção e permite, também, a ampliação
da cavidade.
Processos esquizógeno, lisígeno e esquizolisígeno de formação do lume de canais
secretores são comuns em Anacardiaceae
(McNair 1918; Harada 1937; Venning 1948;
Paula & Alves 1973; Carmello et al. 1995),
sendo que, em diferentes órgãos de uma mesma espécie, os canais podem desenvolver-se
de diferentes maneiras (Venning 1948).
Esquizogênese acompanhada da liberação das
células epiteliais mais internas para o lume
da cavidade, onde sofrem lise, como verificado no presente trabalho, é um padrão que
foi descrito uma única vez na família por
Bhatt & Mohan Ram (1992) em Semecarpus
anacardium. Padrão semelhante já havia sido
observado por Mauseth (1980) em canais
secretores de mucilagem de duas espécies de
Nopalea (Cactaceae) e por Wittler & Mauseth
(1984b) em ductos laticíferos de Mammilaria
guerreronis (Cactaceae). Mauseth (1980) re-
194
Machado & Carmello-Guerreiro : Canais Secretores em Frutos de Anacardiaceae
fere a ocorrência de cavidades secretoras em
frutos de Pereskia pilitache onde células ou
grupos de células vivas flutuam livremente
no lume da cavidade. Segundo este mesmo
autor, a liberação de células íntegras, isoladas ou agrupadas, para o lume de sistemas
secretores é pouco comum e seu significado
é desconhecido.
É importante ressaltar que células livres no
lume da cavidade secretora dos frutos de S.
terebinthifolius foram observadas tanto em
cortes de material fresco quanto de material
fixado, em Karnovsky ou em glutaraldeído e
tetróxido de ósmio, reduzindo, assim, a
possibilidade de representarem um artefato
de técnica, conforme observações de Turner
et al. (1998).
As características ultra-estruturais mais
marcantes das células epiteliais, desde o início da diferenciação da cavidade secretora,
incluem a ocorrência de corpos
multivesiculares, plastídeos amebóides e
acúmulos de material eletron-denso no
protoplasto, no espaço periplasmático e na
superfície externa das paredes que faceiam o
lume. Características similares foram descritas para canais secretores de goma-resina de
outras Anacardiaceae (Joel & Fahn 1980 a;
b; c; Nair et al. 1983; Venkaiah 1992;
Carmello et al. 1995). A abundância de corpos multivesiculares no citoplasma periférico das células epiteliais pode estar relacionada com processos de dissolução da lamela
média, uma vez que estas estruturas participam da síntese e eliminação de enzimas líticas
(Hall et al. 1984).
Algumas evidências como presença de
grumos de material eletron-denso dispersos
no citoplasma periférico e no espaço
periplasmático, e a ocorrência de lisogênese
de células epiteliais livres no lume sugerem
que a eliminação da secreção nos frutos de
S. terebinthifolius ocorre por mecanismos
écrino e holócrino, respectivamente (Fahn
1979).
A presença de uma bainha multiestratificada
ao redor da cavidade secretora, produzindo
novas células epiteliais, possibilita a renovação de células e a manutenção da atividade
secretora durante o desenvolvimento dos frutos de S. terebinthifolius. A formação e diferenciação de novas células epiteliais, a partir
da bainha celular subjacente à cavidade, formando um epitélio multisseriado, já foi verificado em espécies de Asteraceae como
Tagetes minuta (Fueyo 1986) e Porophyllum
lanceolatum (Monteiro et al. 1994).
Este padrão de desenvolvimento aberto, onde
células do tecido fundamental mantêm o potencial para diferenciação em células
epiteliais, sem uma aparente desdiferenciação,
foi igualmente observado em ductos
laticíferos de Mammilaria heyderi por Wittler
& Mauseth (1984a).
Agradecimentos
À equipe técnica do Centro de Microscopia
Eletrônica do Instituto de Biociências, UNESP,
Câmpus de Botucatu, pelo auxílio no preparo das amostras.
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