Ciências 7ª série ou 8º ano

Digestão

 

Nos seres unicelulares, todos os problemas de sobrevivência são resolvidos pela única célula. Nos pluricelulares, a execução de todas as tarefas relacionadas à sobrevivência é dificultada pelo grande número de células. Nem todas ficam próximas das fontes de alimento e oxigênio. A distância das células mais internas em relação ao meio ambiente é grande. A remoção das excretas passa a ser trabalhosa. A divisão do trabalho, exercida por diferentes tecidos e sistemas, passou a ser uma das principais características desses seres.

A adaptação à vida pluricelular envolveu, então, a organização de diferentes sistemas, cada qual destinado a determinada tarefa, mas todos mantendo relações de interdependência a fim de exercerem eficazmente suas funções.

 

Digestão: Quebra de Alimentos

Digestão: é o processo de transformação de moléculas de grande tamanho, por hidrólise enzimática, liberando unidades menores que possam ser absorvidas e utilizadas pelas células.

Dessa forma, proteínas, gorduras e carboidratos, por exemplo, são desdobrados em aminoácidos, ácidos graxos e glicerol, glicose e outros monossacarídeos, respectivamente.

 

Dois tipos de digestão: Extra e Intracelular

Nos protozoários, a digestão do alimento deve ser efetuada no interior da célula, caracterizando o processo de digestão intracelular. De modo geral, são formados vacúolos digestivos no interior dos quais a digestão é processada.

Nos animais pluricelulares mais simples, como as esponjas, a digestão é exclusivamente intracelular e ocorre no interior de células especiais conhecidas como coanócitos e amebócitos. Nos celenterados e platelmintos, já existe uma cavidade digestiva incompleta, isto é, como uma única abertura – a boca. Nesses animais, mas o término ainda é intracelular.

À medida que os grupos animais ficam mais complexos, a digestão ocorre exclusivamente na cavidade digestiva, ou seja, é totalmente extracelular. É o que acontece a partir dos nematelmintos, nos quais a eficiência do processo digestivo garante a fragmentação total do alimento na cavidade digestiva.

Os resíduos alimentares não digeridos são eliminados pelos ânus. Os primeiros animais com cavidade digestiva completa (boca e ânus) pertencem ao grupo dos nematelmintos.

No homem e em todos os vertebrados, a digestão é extracelular e ocorre inteiramente na cavidade do tubo digestório.

 

Características do Sistema Digestório

 

O tubo digestivo humano apresenta as seguintes regiões; boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso e ânus. A parede do tubo digestivo tem a mesma estrutura da boca ao ânus, sendo formada por quatro camadas: mucosa, submucosa, muscular e adventícia.

 

 

 

Os dentes e a língua preparam o alimento para a digestão, por meio da mastigação, os dentes reduzem os alimentos em pequenos pedaços, misturando-os à saliva, o que irá facilitar a futura ação das enzimas. A língua movimenta o alimento empurrando-o em direção a garganta, para que seja engolido. Na superfície da língua existem dezenas de papilas gustativas, cujas células sensoriais percebem os quatro sabores primários: doce, azedo, salgado e amargo.

A presença de alimento na boca, como sua visão e cheiro, estimula as glândulas salivares a secretar saliva, que contém a enzima amilase salivar ou ptialina, além de sais e outras substâncias.

 

 

Saliva e peristaltismo

 

A amilase salivar digere o amido e outros polissacarídeos (como o glicogênio), reduzindo-os em moléculas de maltose (dissacarídeo). Os sais, na saliva, neutralizam substâncias ácidas e mantêm, na boca, um pH levemente ácido (6, 7), ideal para a ação da ptialina. O alimento, que se transforma em bolo alimentar, é empurrado pela língua para o fundo da faringe, sendo encaminhado para o esôfago, impulsionado pelas ondas peristálticas (como mostra a figura a baixo), levando entre 5 e 10 segundos para percorrer o esôfago.

Através dos peristaltismos, você pode ficar de cabeça para baixo e, mesmo assim, seu alimento chegará ao intestino.

 

Entra em ação um mecanismo para fechar a laringe, evitando que o alimento penetre nas vias respiratórias. Quando a cárdia (anel muscular, esfíncter) se relaxa, permite a passagem do alimento para o interior do estômago.

 

Estômago e suco gástrico

No estômago, o alimento é misturado com a secreção estomacal, o suco gástrico (solução rica em ácido clorídrico e em enzimas (pepsina e renina).

A pepsina decompõe as proteínas em peptídeos pequenos. A renina, produzida em grande quantidade no estômago de recém-nascidos, separa o leite em frações líquidas e sólidas. Apesar de estarem protegidas por uma densa camada de muco, as células da mucosa estomacal são continuamente lesadas e mortas pela ação do suco gástrico. Por isso, a mucosa está sempre sendo regenerada. Estima-se que nossa superfície estomacal seja totalmente reconstituída a cada três dias.

O estômago produz cerca de três litros de suco gástrico por dia. O alimento pode permanecer no estômago por até quatro horas ou mais e se mistura ao suco gástrico auxiliado pelas contrações da musculatura estomacal. O bolo alimentar transforma-se em uma massa acidificada e semi-líquida, o quimo. Passando por um esfíncter muscular (o piloro), o quimo vai sendo, aos poucos, liberado no intestino delgado, onde ocorre a parte mais importante da digestão.

 

Intestino delgado, suco pancreático e bile

O intestino delgado é dividido em três regiões: duodeno, jejuno e íleo. A digestão do quimo ocorre predominantemente no duodeno e nas primeiras porções do jejuno. No duodeno atua também o suco pancreático, produzido pelo pâncreas, que contêm diversas enzimas digestivas. Outra secreção que atua no duodeno é a bile, produzida no fígado, que apesar de não conter enzimas, tem a importante função, entre outras, de transformar gorduras em gotículas microscópicas.

 

O suco pancreático

O pâncreas secreta o suco pancreático, uma solução alcalina formada por sais (dentre eles o bicarbonato de sódio), água e diversas enzimas, cujas principais são:

  • tripsina e quimiotripsina, duas proteases que desdobrem as proteínas em peptídeos. Essas enzimas são liberadas pelo pâncreas na forma inativa de tripsinogênio e quimotripsinogênio, respectivamente;
  • lipase pancreática, que atua na digestão de lipídios (triglicerídeos);
  • amilase pancreática (ou amilopsina) que atua sobre o amido, transformando-o em maltose;
  • diversas peptidases, que rompem ligações peptídicas existentes nos peptídeos formados na digestão de proteínas, levando à liberação de aminoácidos;
  • nucleases, que digerem ácidos nucléicos.

 

Bile: ação física na digestão dos lipídeos

A bile é um líquido esverdeado produzido no fígado. Não contém enzimas digestivas. É rica em água e sais minerais de natureza alcalina. É armazenada na vesícula biliar, onde é concentrada para posterior liberação no intestino delgado.

A ação da bile no processo digestivo é física. Age como um detergente e provoca a emulsificação das gorduras ao reduzir a tensão superficial existente entre as moléculas lipídicas. Isso promove a formação de gotículas, o que aumenta a superfície total de exposição dos lipídios, favorecendo, assim, a ação das lípases.

O suco entérico

O suco entérico (ou intestinal) é produzido pelas células da parede do intestino delgado.  Em sua composição, existem muco e enzimas que deverão completar a digestão dos alimentos. As principais enzimas presentes são:

  • sacarase, que atua na digestão da sacarose, liberando glicose e frutose;
  • lactase, que atua na lactose (dissacarídeo presente no leite), desdobrando-a em galactose e glicose;
  • maltase, que atua nas moléculas de maltose formadas na digestão prévia doa amido, liberando moléculas de glicose;
  • nucleotidases, que atuam nos nucleotídeos formados na digestão dos ácidos nucléicos, liberando pentoses, fosfatos e bases nitrogenadas;
  • peptidases, que atuam nos peptídeos, levando à liberação de aminoácidos.

 

Hormônios

Durante a digestão, ocorre a formação de certos hormônios. Veja na tabela abaixo, os principais hormônios relacionados à digestão:

Hormônio Fonte Estímulo Modo de ação
Gastrina Estômago contato de alimentos protéicos com as paredes do estômago eastimula a secreção de suco gástrico e a contração da musculatura estomacal
Secretina Intestino delgado contato do HCl estomacal com o duodeno estimula o pâncreas a produzir suco rico em bicarbonato e o fígado a secretar bile
Colecistoquininaou Pancreozimina Intestino delgado contato de lipídios e aminoácidos na parede duodenal estimula a liberação de enzimas digestivas e liberação de bile no duodeno
Enterogastrona Intestino delgado presença de gordura no intestino delgado inibe a secreção de suco gástrico bem como a motilidade do estômago

 

 

Absorção de nutrientes no intestino delgado

O álcool etílico, alguns sais e a água, podem ser absorvidos diretamente no estômago. A maioria dos nutrientes são absorvidos pela mucosa do intestino delgado, de onde passa para a corrente sanguínea.

Aminoácidos e açúcares atravessam as células do revestimento intestinal e passam para o sangue, que se encarrega de distribuí-los a todas as células do corpo. O glicerol e os ácidos graxos resultantes da digestão de lipídios são absorvidos pelas células intestinais, onde são convertidos em lipídios e agrupados, formando pequenos grãos, que são secretados nos vasos linfáticos das vilosidades intestinais, atingindo a corrente sanguínea.

Depois de uma refeição rica em gorduras, o sangue fica com aparência leitosa, devido ao grande número de gotículas de lipídios. Após uma refeição rica em açúcares, a glicose em excesso presente no sangue é absorvida pelas células hepáticas e transformada em glicogênio e sendo convertida em glicose novamente assim que a taxa de glicose no sangue cai.

 

Absorção de água e de sais

 

Os restos de uma refeição levam cerca de nove horas para chegar ao intestino grosso, onde permanece por três dias aproximadamente. Durante este período, parte da água e sais é absorvida. Na região final do cólon, a massa fecal (ou de resíduos), se solidifica, transformando-se em fezes. Cerca de 30% da parte sólida das fezes é constituída por bactérias vivas e mortas e os 70% são constituídos por sais, muco, fibras, celulose e outros não digeridos. A cor e estrutura das fezes são devido à presença de pigmentos provenientes da bile.

 

 

Flora intestinal

No intestino grosso proliferam diversos tipos de bactérias, muitas mantendo relações amistosas, produzindo as vitaminas K e B12, riboflavina, tiamina, em troca do abrigo e alimento de nosso intestino. Essas bactérias úteis constituem nossa flora intestinal e evitam a proliferação de bactérias patogênicas que poderiam causar doenças.

Defecação

O reto, parte final do intestino grosso, fica geralmente vazio, enchendo-se de fezes pouco antes da defecação. A distensão provocada pela presença de fezes estimula terminações nervosas do reto, permitindo a expulsão de fezes, processo denominado defecação.

Resumo

Suco digestivo Enzima pH ótimo Substrato Produtos
Saliva Ptialina neutro polissacarídeos maltose
Suco gástrico Pepsina ácido proteínas oligopeptídeos
Suco pancreático Quimiotripsina

Tripsina

Amilopepsina

Rnase

Dnase

Lipase

alcalino

alcalino

alcalino

alcalino

alcalino

alcalino

proteínas

proteínas

polissacarídeos

RNA

DNA

lipídeos

peptídeos

peptídeos

maltose

ribonucleotídeos

desoxirribonucleotídeos

glicerol e ácidos graxos

Suco intestinal ou entérico Carboxipeptidase

Aminopeptidase

Dipeptidase

Maltase

Sacarase

Lactase

alcalino

alcalino

alcalino

alcalino

alcalino

alcalino

oligopeptídeos

oligopeptídeos

dipeptídeos

maltose

sacarose

lactose

aminoácidos

aminoácidos

aminoácidos

glicose

glicose e frutose

glicose e galactose

 

Digestão comparada

 

Os mamíferos necessitam de uma dieta nutritiva e abundante pois os custos metabólicos da manutenção de temperatura são muito elevados, mas de acordo com o regime alimentar, o tubo digestivo pode apresentar adaptações específicas.

Nos carnívoros o aparelho digestivo é simples pois as proteínas, lípidios e sais minerais que se encontram na carne não necessitam de digestão especializada. Nos onívoros o estômago é um saco de paredes musculosas e com glândulas produtoras de ácido clorídrico e enzimas. A parede do estômago não é destruída por estes fluidos devido à proteção da mucina, outra secreção gástrica. As plantas contêm glícidios complexos, como a celulose. Assim, nos herbívoros o intestino é proporcionalmente maior, pois os vegetais são menos nutritivos e de digestão difícil. Dado que nenhum vertebrado produz enzimas capazes de hidrolisar este polissacárideo, muitos herbívoros albergam bactérias em diversos compartimentos, nomeadamente no ceco ou no próprio estômago, que nesse caso é subcompartimentado:

  • rúmen – onde se localizam as bactérias capazes de fermentar a celulose, que se reproduzem a uma taxa suficientemente elevada para compensar as que são “perdidas” com a deslocação do bolo alimentar. O conteúdo deste compartimento (bactérias e material vegetal) é regurgitado regularmente para a boca, quando o animal, num local seguro, mastiga demoradamente o alimento ingerido apressadamente;
  • retículo – igualmente rico em bactérias fermentativas, recebe o bolo alimentar depois de remastigado na boca, permitindo uma maior área de ataque às celulases bacterianas;
  • omaso – a pasta alimentar contendo enorme quantidade de bactérias fermentativas é “concentrada”, devido à reabsorção de água;
  • abomaso – compartimento correspondente ao estômago nos restantes mamíferos, secreta ácidos e proteases que completam a digestão da forma tradicional.

 

Deste modo, estes animais ingerem maiores quantidades de alimentos, que permanecem muito tempo no tubo digestivo. Este método digestivo é muito eficiente para uma dieta pobre em proteínas, pois as próprias bactérias são igualmente digeridas tornando-se uma fonte de proteínas para o ruminante (uma vaca pode obter cerca de 100 g de proteínas por dia da digestão das suas bactérias endossimbióticas).

Alguns herbívoros não ruminantes, como os coelhos e lebres, também contêm a sua própria flora fermentativa, geralmente em divertículos especializados – ceco. No entanto, como o ceco abre no intestino grosso a absorção de nutrientes digeridos pelos microrganismos é pouco eficaz e incompleta. Para o compensar, muitos destes animais ingerem as suas fezes – coprofagia. Existem geralmente dois tipos de fezes nestes casos, um composto exclusivamente por detritos e outro, que é ingerido diretamente do ânus, composto por material cecal, que irá então passar pelo estômago e intestino delgado, sendo os seus nutrientes absorvidos.

 

O dióxido de carbono e o metano são produtos secundários do metabolismo fermentativo destas bactérias, podendo um ruminante típico (uma vaca, por exemplo) produzir até 400 litros de metano por dia. Este fato torna o gado doméstico a segunda mais importante causa do efeito de estufa na Terra (logo após a indústria).

O tamanho do animal é decisivo no tipo de dieta, e, logo, no tipo de sistema digestivo que irá apresentar. Nos pequenos mamíferos a razão área/volume é elevada, significando que perdem grande quantidade de calor para o meio. Assim, devem apresentar grandes necessidades calóricas e metabolismo elevado. Como não poderão tolerar uma digestão lenta como a dos herbívoros, os mamíferos com menos de 500 g são quase todos insetívoros.

Pelo contrário, os mamíferos de maior porte geram mais calor e perdem menos calor, tolerando um processo de recolha de alimento mais demorado (carnívoros que atacam presas de grande porte) ou uma digestão lenta (herbívoros).

Além disso, animais com mais de 500 g não conseguiriam recolher uma quantidade de insetos suficiente durante o dia. A única exceção são os mamíferos que se alimentam de grandes quantidades de insetos coloniais (formigas ou térmitas).

O tubo digestivo humano pode ser considerado típico da classe dos mamíferos. O alimento introduzido na boca progride no tubo pelos movimentos peristálticos involuntários. Embora a digestão se inicie na boca, é no estômago e intestino delgado que ela se processa, com intervenção de grande variedade de enzimas. Estas são produzidas por glândulas gástricas e intestinais, além de órgãos anexos como as glândulas salivares, pâncreas e fígado (a bílis não apresenta, no entanto, enzimas).  A absorção é facilitada pela presença no intestino delgado de pregas cobertas com vilosidades intestinais em forma de dedo de luva, cujas células epiteliais ainda apresentam microvilosidades. Todo este conjunto aumenta grandemente a área de contato entre os alimentos e a parede, facilitando a absorção, que se realiza por difusão ou por transporte ativo.

 

Animal
Habitat
Tubo digestivo

Compartimentos

Órgãos anexos

Tipo de digestão

Platelmintes

Água doce
Incompleto
Cavidade gastrovascular
-
Intra e extracelular
Anelídeos

Aquático ou terrestre
Completo
Faringe, esôfago, papo, moela, intestino com tiflosole
-
Extracelular
Insetos

Terrestre
Completo
Faringe, esôfago, papo, estômago, intestino e reto
Glândulas salivares, cecos gástricos
Extracelular
Peixes cartilaginosos
Água salgada
Completo
Faringe, esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso
Glândulas salivares, fígado e pâncreas
Extracelular
Peixes ósseos

Aquático
Completo
Faringe, esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso
Fígado e pâncreas
Extracelular
Anfíbios

Água doce e terrestre
Completo
Faringe, esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso
Fígado e pâncreas
Extracelular
Répteis

Terrestre
Completo
Faringe, esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso
Glândulas salivares, fígado e pâncreas
Extracelular
Aves

Terrestre
Completo
Faringe, esôfago, papo, proventrículo, moela, intestino delgado e intestino grosso
Glândulas salivares, cecos intestinais, fígado e pâncreas
Extracelular
Mamíferos
Aquático ou terrestre
Completo
Faringe, esôfago, estômago, intestino delgado e intestino grosso
Glândulas salivares, cecos intestinais, fígado e pâncreas
Extracelular

 

A necessidade de sais Minerais

 

Cada vez mais fica evidente a importância  de certos elementos químicos e substâncias minerais para o metabolismo humano. A tabela abaixo resume os principais elementos químicos necessários ao organismo humano. Dentre eles, os macronutrientes são os que utilizamos em grande quantidade, enquanto os micronutrientes, em pequenas quantidades.

 

Macronutrientes
Elementos
Fontes principais
Funções principais
Cálcio
Leite, ovos, verduras, cereais integrais.
Fortalecer ossos e dentes; atuar na coagulação do sangue e na contração muscular.
Cloreto (íon Cl-)
Carne, sal de cozinha.
Atuar na digestão (componente do HCl do suco gástrico) e na condução nervosa.
Magnésio
Verduras, Carnes, Cereais integrais, leite, legumes.
Auxiliar do trabalho de muitas enzimas.
Fósforo
Ovos, carnes, cereais integrais.
Constituintes dos ácidos nucléicos e do ATP, constituinte dos ossos, juntamente com o cálcio.
Potássio
Carnes, cereais integrais, frutas, ovos e verduras.
Participar da condução nervosa e da contração muscular.
Sódio
Sal de cozinha, ovos, carnes, verduras.
Participar da condução nervosa e da contração muscular.
Enxofre
Ovos, carnes e legumes.
Participar de importantes aminoácidos; atuar como coenzima.

 

 

Micronutrientes
Elementos
Fontes principais
Funções principais
Cromo
Carnes, cereais integrais, levedura de cerveja.
Atuar no metabolismo da glicose.
Cobalto
Carnes.
Essencial para a síntese da Vitamina B12 e para a formação de glóbulos vermelhos.
Cobre
Fígado, peixes, cereais integrais, carnes em geral.
Produção de hemoglobina, ativador de muitas enzimas.
Iodeto (Íon I)
Peixes, mariscos.
Componente dos hormônios tireoidianos.
Fluoreto (Íon F)
Água de abastecimento.
Fortalecer os dentes e prevenir as cáries.
Manganês
Vísceras, cereais integrais, legumes, café, chás.
Ativador de muitas enzimas.
Molibdênio
Vísceras, verduras, cereais integrais, legumes.
Essencial para o funcionamento de algumas enzimas.
Selênio
Carnes, frutos do mar, ovos, cereais integrais.
Participar do metabolismo de gorduras.
Ferro
Fígado, carnes, verduras, ovos, cereais integrais.
Constituintes da hemoglobina.
Zinco
Fígado, peixes, mariscos.
Participar do metabolismo da insulina.

 

 

Vitaminas

 

As vitaminas são substâncias utilizadas em pequenas doses pelo metabolismo celular. Quase sempre atuam como coenzimas de importantes sistemas enzimáticos do nosso metabolismo.

Como não as produzimos – a exceção é a vitamina D, que depende, para sua síntese, de exposição ao Sol, é preciso obtê-las dos alimentos que consumimos, frequentemente crus, uma vez que algumas são muito sensíveis a altas temperaturas, que provocam a sua inativação. As vitaminas de utilização mais frequentes são divididas em dois grupos:

  • Lipossolúveis, cuja absorção pelo intestino é facilitada pela existência de lipídios na alimentação. São as vitaminas A, D, E e K;
  • Hidrossolúveis, as que são absorvidas em solução aquosa. São as vitaminas do complexo B e a vitamina C.
Vitaminas

Principais Fontes

Doenças de Carência

A (Retinol ou Axeroftol)
Vegetais verdes e amarelos; óleo de fígado de peixes; gema de ovo; leite.
Hemeralopia (cegueira noturna), xeroftalmia (cegueira total por ressecamento da córnea), pele seca e escamosa, diminuição da resistência a infecções.
D (Calciferol)

Óleo de fígado de peixes; gema de ovo; produzida na pele pela ação de raios solares.
Raquitismo (encurvamento de ossos por deficiência de cálcio).
E (Alfatocoferol)

Vegetais verdes; óleos vegetais; cereais; fígado bovino.
Anemia (diminuição de glóbulos vermelhos no sangue)
K (Naftoquinona)

Vegetais verdes; produzida por bactérias no intestino.
Enfraquecimento do processo de coagulação sanguínea, levando à hemorragia.
B¹ (Tiamina)
Cereais; legumes; nozes, fígado bovino.
Beribéri (fraqueza e inflamação dos nervos)
B² (Riboflavina)

Leite; hortaliças; ovo; queijo.
Rachamento da pele; deficiência visual.
B³ (Niacina ou nicotinamida)

Carne; cereais; peixes; levedura.
Pelagra (diarréia e lesões cutâneas)
B6 (Piridoxina)

Cereais; gema de ovo; fígado bovino.
Anemia; convulsões (contrações musculares agitadas e desordenadas independentes da vontade).
B¹² (Cianocobalamina)

Fígado bovino; ovos; leite; carnes; peixes; ostras.
Anemia; lesões do sistema nervoso.
C (Ácido ascórbico)

Frutos cítricos e outros (tomate, acerola, camu-camu); batata; hortaliças.
Escorbuto (hemorragias internas e edemas articulares); gengivite; hemorragias nasais.
Biotina

Fígado bovino; leite; cereais; levedura; produzidas por bactérias intestinais.
Fadiga; depressão; náuseas; lesões cutâneas.
Ácido fólico

Hortaliças; germe de trigo; frutos; levedura; fígado bovino.
Anemia
Ácido pantotênico

Carne; cereais; ovos; legumes; levedura; nozes.
Lesões dos sistemas nervoso e digestivo.

 

 

Problemas da digestão

 

Indigestão é uma perturbação das funções digestivas. É muito difícil encontrar uma pessoa que alguma vez não teve indigestão, sendo que para a maioria das pessoas não passa de um incômodo passageiro. No entanto, para algumas pessoas os sintomas da indigestão podem ser tão severos que interferem na atividade diária, prejudicando a qualidade de vida.

Na indigestão breve, podemos nos sentir estufados depois de uma refeição opulenta, daí sentirmos certo alívio depois de eliminarmos alguns “arrotos”. Uma parte do ar arrotado provém do próprio ar engolido e uma outra parte, significativa, resulta das reações químicas nos estômago e também da ingestão de bebidas gaseificadas.

Uma indigestão mais persistente pode ocasionar graves problemas de saúde que estão ligados à produção excessiva de ácido pelo estômago. Assim, se “a válvula” que separa o esôfago do estômago estiver com problema, o suco produzido pelo estômago pode subir para o esôfago, provocando sensação de “queimação”, que pode se irradiar até a garganta. À noite, esse fato costuma ser um problema, pois prejudica o descanso.

O refluxo constante de ácido e pepsina no esôfago pode provocar uma inflamação conhecida como esofagite. Além disso, a indigestão mais persistente pode ocasionar uma doença muito disseminada na população, a úlcera

 

 

Úlcera

As úlceras são rupturas na superfície de um órgão ou tecido inflamado ou não. Normalmente, aparecem na parede do estômago, é a doença mais comum do aparelho digestivo. Desenvolve-se em forma de uma cratera esbranquiçada com uma orla avermelhada e áspera. Podem ser rasas ou profundas, do tamanho de uma moeda.

Pode ser provocada pelo desequilíbrio entre a ação do ácido e a proteção da mucosa que reveste o órgão. Seu sintoma mais comum é a dor que aparece aproximadamente de uma a três horas depois das refeições, todos os dias e no mesmo horário. Esta dor pode sumir, mas isso não quer dizer que esta cicatrizou, pois a qualquer momento a dor volta sob forma intensa.

A úlcera pode ser descoberta através de exames de raios-X, endoscopia ou gastroscopia. Pode ainda combinar a biópsia ao exame de gastroscopia para verificar a presença ou não de câncer estomacal. A alimentação de uma pessoa ulcerosa deve ser feita em três pequenas refeições seguidas de refeições leves nos intervalos e antiácidos evitando sempre os alimentos que estimulam a produção de ácido.

 

O tratamento é feito com antiácidos, antibióticos e com reeducação alimentar. O repouso é um fator importante no tratamento, pois evita o estresse, o cansaço, as tensões e ajuda o estômago a não empurrar os vasos sanguíneos. Em casos graves, a cirurgia é necessária.

Entre metade e um terço da população mundial é portadora da bactéria Helicobacter pylory, uma bactéria lenta que infecta alguns estômagos e pode provocar úlceras e câncer neste local.

Para podermos prevenir a doença devemos tomar alguns cuidados alimentares, por exemplo:

  • diminuir frituras (dar preferência aos cozidos, assados ou grelhados) e alimentos gordurosos em geral, carne vermelha, café, chás e bebidas alcoólicas em demasia;
  • nas saladas, diminuir ou evitar pimenta, sal e vinagre;
  • reduzir a ingestão de líquidos às refeições

Circulação

 

As células de todos os seres vivos precisam receber nutrientes e eliminar os resíduos de seu metabolismo. Nos animais mais complexos e que possuem sistemas especializados no transporte de inúmeras substâncias, há um coração que bombeia o líquido circulante para as células com uma determinada frequência. O líquido circulante pode ser incolor, chamado de hemolinfa, presente nos insetos, ou colorido e neste caso recebe o nome de sangue. A cor é determinada pela existência de pigmentos, como é o caso da hemoglobina presente em muitos invertebrados e em todos os vertebrados, que contêm átomos de ferro responsáveis pela coloração avermelhada do sangue.

Como se dá a circulação nos diferentes filos animais.

 

Filo
Como é a circulação
Poríferos
Circulação de água pelo átrio, amebócitos móveis na camada gelatinosa da parede do corpo.
Cnidários
Cavidade gastrovascular – digestão de alimento e circulação de água e substâncias dissolvidas.
Platelmintos
Cavidade digestiva ramificada (cavidade gastrovascular).
Anelídeos em diante
Sistema circulatório – vasos favorecem o fluxo contínuo de material dissolvido em água.

 

 

Os dois tipos de sistemas circulatórios

Nos animais, há dois tipos de sistema circulatório: sistema aberto e sistema fechado. No sistema circulatório aberto, o líquido bombeado pelo coração periodicamente abandona os vasos e cai em lacunas corporais. Nessas cavidades, as trocas de substâncias entre o líquido e as células são lentas. Vagarosamente, o líquido retorna para o coração, que novamente o bombeias para os tecidos. Esse sistema é encontrado entre os artrópodes e na maioria dos moluscos. A lentidão de transporte de materiais é fator limitante ao tamanho dos animais. Além disso, por se tratar de um sistema aberto, a pressão não é grande, suficiente apenas para o sangue alcançar pequenas distâncias.

 

O gafanhoto possui circulação aberta

 

No sistema fechado, o sangue nunca abandona os vasos. No lugar das lacunas corporais, existe uma grande rede de vasos de paredes finas, os capilares, pelos quais ocorrem troca de substâncias entre o sangue e os tecidos. Nesse tipo de sistemas, o líquido circulante fica constantemente em movimento, a circulação é rápida. A pressão desenvolvida pela bomba cardíaca é elevada e o sangue pode alcançar grandes distâncias. O tamanho dos animais pode ser maior. Esse tipo de sistema circulatório é encontrado nos anelídeos, em alguns moluscos ágeis (lulas e polvos) e em todos os vertebrados.

 

Circulação fechada de um anelídeo.

 

 

A circulação humana

No ser humano, como em todos os mamíferos, a circulação é feita através de um sistema fechado de vasos sanguíneos, cujo núcleo funcional é o coração. A circulação é responsável pela disseminação de alimentos e de oxigênio e retirada dos restos formados pelas atividades celulares, esse trabalho é executo pelo sangue.

Coração Humano

- Tamanho: aproximadamente o de um punho fechado.
– Peso: cerca de 300 gramas.
– Número de batimentos cardíacos por minuto: bate ente 72 e 80 vezes/min.
– Função: mantém uma corrente constante de sangue venoso para os pulmões e outra de sangue arterial para as diferentes partes do corpo.

O coração é um músculo oco, de fibras estriadas, revestido externamente pelo pericárdio (serosa) e dividido por um septo vertical em duas metades. Cada metade consiste de duas câmaras: 1 aurícula superior e 1 ventrículo inferior. Entre cada câmara há uma válvula, a tricúspide do lado direito do coração e a bicúspide ou mitral, do lado esquerdo.

Estas válvulas abrem-se em direção aos ventrículos durante a contração das aurículas e, em seguida, fecham-se, impedindo o refluxo do sangue. Na aurícula direita chegam às veias cavas superior e inferior e na aurícula esquerda, as quatro veias pulmonares.

Do ventrículo direito sai a artéria pulmonar e do ventrículo esquerdo sai a artéria aorta. Em cada contração, o sangue é bombeado, com certa pressão, para o interior dos vasos sanguíneos (artérias, arteríola, capilares vênulas e veias).

O coração funciona como uma bomba e seu trabalho resulta na circulação do sangue no organismo. Esse trabalho é possível graças à presença de uma musculatura cardíaca chamada miocárdio. Quando o coração se relaxa (diástole), enche-se de sangue, que chega através das veias; ao contrair os vasos, artérias, o sangue é levado para todo o organismo.

Os movimentos cardíacos: Sístole e Diástole

 

A contração ventricular é conhecida como sístole e nela ocorre o esvaziamento dos ventrículos. O relaxamento ventricular é conhecido como diástole e é nessa fase que os ventrículos recebem sangue dos átrios.

A contração ventricular força, então, a passagem de sangue para as artérias pulmonar e aorta, cujas válvulas semilunares (três membranas em forma de meia lua) se abrem para permitir a passagem de sangue. Uma vez no interior desses vasos, o retorno do sangue (refluxo) para os ventrículos a partir das artérias aorta e pulmonar é evitado pelo súbito fechamento dessas mesmas válvulas.

 

O sangue

Os glóbulos vermelhos, glóbulos brancos e plaquetas são como as peças de um carro. Cada um tem uma função definida. Os glóbulos vermelhos levam oxigênio. Os brancos combatem infecções, ou seja, vírus e bactérias que atacam o corpo e nos deixam doentes. E as plaquetas ficam responsáveis por parar os sangramentos, como quando alguém faz um corte na mão – ou seja, a plaqueta ajuda na coagulação do sangue. Os três estão misturados numa substância líquida chamada plasma. Um homem tem em média 5 milhões de glóbulos vermelhos por milímetro cúbico de sangue.

 

O sangue não anda só por avenidas. Existem também as ruas, que são as vênulas e as arteríolas – veias e artérias menores. E ainda há ruazinhas chamadas de vasos capilares. Tudo isso porque o sangue tem que chegar em cada pequeno quarteirão do nosso corpo, na mais remota periferia.

 

Olhe para sua mão: tem um monte de veias e artérias debaixo da pele. É assim no seu corpo inteiro. Por isso, quando você leva um corte – não importa onde seja – sempre sai sangue.  Tudo bem, o sangue está por todo o corpo. Mas quanto sangue, exatamente?

Depende do tamanho da pessoa. Um adulto tem cinco litros, em média.

 

Características dos vasos

As artérias: Sua função é transportar sangue oxigenado sob uma pressão elevada aos tecidos, por esta razão as artérias têm paredes vasculares fortes e o sangue flui rapidamente nelas. As artérias são tubos expansíveis que têm três capas:

  • Interna ou íntima: formada por tecido endotelial.
  • Média: composta principalmente por fibras elásticas.
  • Externa ou adventícia: composta principalmente por tecido fibroso. Pela presença do tecido elástico as artérias respondem de forma passiva à pressão do sangue contido.

O tecido elástico perde a flexibilidade com a velhice e então as artérias tendem a encolher-se, tornando-se tortas e endurecidas, o que faz com que a pressão se modifique.

As arteríolas: São as últimos partes do sistema arteriolar. Sua estrutura é similar às artérias, sendo a capa média principalmente muscular, pelo que se espera que haja mudanças ativas e não passivas em seu calibre. Portanto a quantidade de sangue que chega à camada capilar pode aumentar ou diminuir em resposta às necessidades dos tecidos e, às vezes, em resposta à atividade emocional. Por exemplo: a palidez provocada pelo medo, a frieza das mãos devida à apreensão ou o rubor facial ante a vergonha.

Os capilares: Os capilares são compostos de uma só capa: o endotélio. Em média, não medem mais do que 1mm de comprimento e servem de conexão entre arteríolas e vênulas. A função dos capilares é intercambiar líquidos, nutrientes, eletrólitos, hormônios e outras substâncias entre o sangue e o líquido intersticial ou tissular. Para esta função as paredes capilares são muito finas e permeáveis às moléculas pequenas.

As vênulas e veias: As vênulas recolhem o sangue dos capilares. Estas se unem para formar veias. Possuem três capas como as artérias, porém mais finas, especialmente a capa média. A pressão nelas é mais baixa em comparação com as artérias. As veias atuam como condutoras para o transporte do sangue dos tecidos até o coração mas, de forma igualmente importante, servem como reserva fundamental do sangue. As veias têm um calibre muito maior do que as artérias, sendo seu fluxo muito mais lento. Estas devolvem ao coração o sangue contra a gravidade e, por isso, têm válvulas que fomentam o fluxo de retorno venoso ao coração.

A congestão venosa que se sente nos pés quentes e cansados ao fim de um dia movimentado diminui colocando-se os pés em posição mais alta do que o tronco.

 

 

A pequena circulação

A artéria pulmonar parte do ventrículo direito e se bifurca logo em artéria pulmonar direita e artéria pulmonar esquerda, que vão aos respectivos pulmões. Uma vez dentro dos pulmões, ambas se dividem em tantos ramos quantos são os lobos pulmonares; depois uma posterior subdivisão ao nível dos lóbulos pulmonares, estes se resolvem na rede pulmonar.

As paredes dos capilares são delgadíssimas e os gases respiratórios podem atravessá-las facilmente: o oxigênio do ar pode assim passar dos ácinos pulmonares para o sangue; ao contrário, o anidrido carbônico abandona o sangue e entra nos ácinos pulmonares, para ser depois lançado para fora. Aos capilares fazem seguimento as vênulas que se reúnem entre si até formarem as veias pulmonares. Estas seguem o percurso das artérias e se lançam na aurícula esquerda. A artéria pulmonar contém sangue escuro, sobrecarregado de anidrido carbônico (sangue venoso). As veias pulmonares contêm, contrariamente, sangue que abandonou o anidrido carbônico e se carregou de oxigênio, tomando a cor vermelha (sangue arterial).

 

A grande circulação

A aorta, ponto de início da grande circulação, parte do ventrículo esquerdo. Forma um grande arco, que se dirige para trás e para a esquerda, segue verticalmente para baixo, seguindo a coluna vertebral, atravessa depois o diafragma e penetra na cavidade abdominal. Ao fim do seu trajeto, a aorta se divide nas duas artérias ilíacas, que vão aos membros inferiores. Da aorta se destacam numerosos ramos que levam o sangue a várias regiões do organismo. Da aorta partem as artérias subclávias que vão aos membros superiores e as artérias carótidas que levam o sangue à cabeça. Da aorta torácica partem as artérias bronquiais, que vão aos brônquios e aos pulmões, as artérias do esôfago e as artérias intercostais.

 

Órgãos dos sentidos

 


Há várias maneiras de classificar os órgãos dos sentidos. Uma delas leva em conta a localização dos estímulos:

  • Receptores de contato: informam a respeito de estímulos que incidem sobre a superfície do organismo. São enquadrados nesse tipo os receptores de pressão (tácteis), térmicos (termorreceptores) e químicos (quimiorreceptores);
  • Receptores de distância: informam a respeito de estímulos que se desenvolvem sem estarem em contato direto com o organismo: luz, som e alguma substância química (olfato)
  • Proprioceptores: os que fornecem informações a respeito do próprio organismo (equilíbrio, postura, dor, etc).

Quanto aos proprioceptores, é importante lembrar a existência de receptores desse tipo em vertebrados e invertebrados.

 

Receptores de contato
Formados por células espalhadas ou localizadas, recebem estímulos específicos de pressão, térmicos e químicos, enviando-os a centros superiores de comando do organismo.

A língua de muitos vertebrados possui grupos de células, organizadas em papilas gustativas (ou gustatórias), responsáveis pelo reconhecimento do sabor de determinadas substâncias, evidentemente em solução aquosa.

 

 

 

Receptores de distância

 

Os receptores olfativos
O epitélio olfativo localizado nas fossas nasais da maioria dos vertebrados, por exemplo, é dotado de células especializadas na captação de odores de vários tipos, mesmo em concentrações muito pequenas.

 

Há dois tipos de materiais no ambiente: os que desprendem partículas (como as rosas, os  perfumes, o pão quentinho sendo assado no forno) e outros que não (como o aço e o vidro). Essas particularidades fazem com que sintamos o cheiro das rosas, mas não do vidro.

É isso mesmo: há coisas que cheiram e outros que não. No ar atmosférico, além de gases (oxigênio, nitrogênio, hélio, gás carbônico) há inúmeras partículas voláteis, mas nem todas estimulam o sentido da olfação (o sentido do “cheiro”). Podemos sentir em torno de 2000 a 4000 odores diferentes.

 

O órgão da olfação localiza-se dentro do nariz e capta as substâncias químicas voláteis  do ar inspirado.

 

Quando um determinado cheiro nos chama a atenção, o investigamos olfatoriamente, aumentando a frequência de inspirações curtas e dilatamos as narinas.

Como as células olfatórias detectam as substâncias odoríferas?

Os cílios das células olfatórias possuem moléculas receptoras especificas para determinadas moléculas odoríferas e quando ambos se encaixam, a célula sensorial gera impulsos elétricos (ou impulso nervoso). O sinal nervoso é enviado para o cérebro, onde, finalmente, a interpretação ocorre. A especificidade entre o receptor e molécula odorífera é tanta que a molécula d-carvona evoca o cheiro da semente de alcaravia (um tipo de cominho árabe) mas se ela for modificada para l-carvona, evocará o cheiro de hortelã!

 
Como os impulsos nervosos chegam ao cérebro?
Os impulsos olfatórios viajam pelo nervo olfatório e chegam ao cérebro através do bulbo olfatório. Mas é no córtex olfatório que as informações odoríferas são interpretadas, identificando o cheiro que entrou pelo nariz. As informações sensoriais são armazenadas pelo hipocampo para serem lembradas e também são enviadas ao hipotálamo para a organização de funções viscerais (procurar alimento se for cheiro de comida ou apresentar náuseas (ânsia) e até vomito se for carniça). Assim como toda experiência sensorial, a percepção olfativa desperta experiências emocionais e comportamentais.

A experiência olfativa varia de uma pessoa para a outra e da concentração do odor.

Por exemplo, João não sente cheiro nenhum e Maria pode ser extremamente sensível a uma grande variedade de odores. O cianido de hidrogênio (gás utilizado na tentativa de exterminação de judeus durante a Segunda Grande Guerra Mundial pelos nazistas) é um poderoso veneno: a cada 10 pessoas uma não consegue senti-lo. Ou seja, há pessoas com anosmia (déficit do sentido olfatório) para um determinado grupo de substâncias como pessoas daltônicas. Além disso, para cada grupo de odorantes a sensibilidade depende da concentração química: para sentir o éter etílico, é necessário uma concentração de 5,8 mg/litro mas para o  metil mercaptano bastam apenas 0,5 ng/litro. Essa substância é adicionada ao gás de cozinha para detectarmos um eventual vazamento!

As frutas e as flores produzem ésteres que evocam seus cheiros típicos.  Ao cheirar uma banana madura, o seu epitélio olfatório estará decodificando o acetato de isoamila! E se estiver cheirando uma laranja, o éster acetato de octila! A indústria química produz vários flavorizantes (aromas artificiais) que são acrescentados na constituição de alimentos industrializados com a finalidade de estimular o sentido olfatório e gustativo do consumidor.

 

Por que não sentimos o cheiro das coisas quando estamos resfriados?

Você já deve ter ficado resfriado com o nariz ‘entupido’ e percebido que não está sentindo direito os cheiros e nem o gosto dos alimentos. Isto acontece porque os odorantes, não alcançam os receptores olfatórios, por causa da intensa secreção mucosa vindo das vias aéreas do trato respiratório.

Se não é possível realizar a transformação do estimulo químico em sinal sensorial, a via olfatória não poderá ativar o córtex olfatório. Alem disso, quando a comida está dentro da boca, há liberação de partículas voláteis que chegam até o epitélio olfatório, através da comunicação que se dá entre a faringe e a cavidade nasal.

Em outras palavras, o gosto do alimento não depende apenas do sentido gustativo mas também do seu aroma. Quando estamos resfriados, o aroma do alimento não alcança o epitélio olfatório, prejudicando a interpretação gustativa!

 

Os receptores de luz
Praticamente todos os animais possuem mecanismos para reconhecer luz. Poucos, porém, têm olhos. Na base qualquer estrutura receptora de estímulos luminosos, entretanto, existem pigmentos fotossensíveis que, ao serem atingidos por radiações de determinados comprimentos de onda, sofrem modificações energéticas, transmitindo-as a células sensitivas.

Nos cnidários medusóides, encontram-se grupos de células dotadas de pigmentos que simplesmente reconhecem a existência de luz. A partir daí, na escala zoológica, observam-se estruturas cada vez mais complexas.

Sempre que existe olho na escala animal, sua estrutura assemelha-se bastante à de um cálice voltado para o interior do corpo, sendo a superfície coberta pela epiderme ou cutícula. Qualquer olho funciona como uma máquina fotográfica. Na superfície interna do cálice existem células pigmentadas ligadas a sensitivas, que levam informações a centros superiores.

 

De modo geral, na frente do olho existe uma córnea, membrana epitelial protetora e transparente. A seguir, há um músculo, a Iris, que funciona como se fosse um diafragma de máquina fotográfica. O orifício central é a pupila. A íris possui fibras musculares lisas dispostas em círculo e radialmente. O diâmetro da pupila é regulado pela ação conjunta desses músculos, de acordo com a luminosidade do ambiente, ajustando, assim, a quantidade de radiação luminosa que incide sobre a parte sensível do globo ocular.

A variação do diâmetro da pupila regula a quantidade de luz que incide no interior do olho. Em seguida, vem uma lente, o cristalino, ligada a músculos que regulam a sua curvatura, o que é importante para o mecanismo de focalização de objetos. Junto com a córnea e com líquidos que existem no olho, essa lente constitui o meio a ser atravessado pela luz, no caminho em direção a uma camada contendo células pigmentadas, chamada retina.

Na retina, dois tipos de células que contêm pigmentos em seu interior chamam a atenção: os cones e os bastonetes. Os bastonetes existem em maior quantidade na periferia da retina e são estimulados com luz de baixa intensidade. É frequente dizer que são usados para a visão no escuro e não registram cores. Os cones, por sua vez, ocorrem principalmente na região central da retina e seu estímulo depende de altas intensidades luminosas, reconhecem cores e diz-se que são células utilizadas quando há claridade.

 

 
Quando os pigmentos são estimulados, eles geram modificações energéticas, que são transmitidas as células sensitivas, cujos prolongamentos se reúnem, formando o nervo óptico. Este conecta-se com o cérebro, conduzindo os impulsos para determinada área do lobo occipital, onde as informações são decodificadas e as imagens são reconhecidas.

Observe que no ponto de onde sai o nervo óptico em direção ao cérebro não há bastonetes ou cones – portanto nesse local não há formação de imagens, sendo chamado de ponto cego.

Os receptores auditivos

Audição em peixes
Os ouvidos dos peixes são embutidos nos ossos do crânio, um em cada lado da cabeça. São constituídos por um sáculo, um utrículo e três canais semicirculares. Por causa de sua localização são denominados ouvidos internos.

 


As ondas sonoras transmitidas pela água atingem o corpo do peixe, propagando-se pelos ossos do crânio até o sáculo. As vibrações sonoras são transmitidas ao líquido que preenche o sáculo e, com isso, células sensoriais localizadas na parede do sacúolo são estimuladas. Os impulsos nervosos gerados nessas células são conduzidos pelo nervo auditivo até o encéfalo, que os interpreta como sons.

A bexiga natatória também vibra em resposta a sons e pode transferir essas vibrações para o sáculo. Alguns peixes tem uma série de ossos estrategicamente dispostos, que conduzem as vibrações da bexiga natatória até o ouvido interno.

Linha lateral
Os ouvidos dos peixes captam apenas sons de alta frequência; sons de baixa frequência são percebidos por um conjunto de sensores localizados na linha lateral. A linha lateral consiste em uma série de poros interconectados por canais, dispostos sob a pele, nas laterais do corpo. No interior desses canais existem agrupamentos de células sensoriais ciliadas, que respondem à movimentação da água. Quando a água se move dentro dos canais, os pêlos sensoriais se dobram gerando impulsos nervosos que são enviados ao sistema nervoso central. Por meio das informações recebidas na linha lateral, um peixe detecta correntes de água e pequenas vibrações, relacionadas com a presença de obstáculos e de corpos em movimento, tais como predadores, presas etc.

 

 

Audição dos anfíbios
O ouvido interno dos anfíbios é semelhante ao dos peixes. Os anfíbios, porém, também possuem ouvido médio – um tubo cheio de ar que comunica a parede do sáculo com a superfície do corpo. A abertura exterior do ouvido médio é guarnecida pela membrana timpânica. No interior do ouvido médio dos anfíbios existe um pequeno osso cujas extremidades ficam presas à membrana timpânica e à parede do sáculo.

Os sons fazem a membrana timpânica vibrar e, com isso, o ossículo do ouvido médio também vibra, transmitindo a vibração à parede do sáculo e ao líquido presente em seu interior. Isso estimula as células sensoriais ciliadas a gerar impulsos nervosos que, atingindo o centro auditivo do encéfalo, produzem a sensação de sons.

 

Como os artrópodes ouvem

Muitos insetos têm pelos corporais capazes de vibrar em resposta a ondas sonoras de determinadas frequências, o que permite detectar diversos tipos de som. Outros possuem órgãos mais elaborados de captação de sons – os órgãos timpânicos – localizados geralmente nas patas.

Os órgãos timpânicos são constituídos por uma membrana (tímpano) que vibra em resposta a determinadas frequências sonoras. A vibração estimula mecanorreceptores localizados sob a membrana timpânica, gerando impulsos nervosos que são transmitidos até os gânglios cerebrais, onde serão interpretados como sons.

Graças a seus pêlos sensoriais e órgãos timpânicos, certas mariposas conseguem detectar os sons de alta frequência emitidos pelos morcegos, seus predadores. Dessa forma, localizam o inimigo e podem realizar uma fuga estratégica.

 

 

Audição de répteis e aves
Nos répteis e aves, e também nos mamíferos, além dos ouvidos interno e médio, há o ouvido externo. A membrana timpânica não se encontra exposta, mas localizada em uma depressão tubular da cabeça, que constitui o ouvido externo.

O ouvido médio de aves e répteis assemelha-se ao dos anfíbios. Consistem em um tubo cheio de ar com um ossículo no interior. Esse ossículo tem uma das extremidades presa à membrana timpânica e a outra, à uma projeção do sáculo denominada cóclea.

As ondas sonoras que se propagam pelo canal do ouvido externo atingem a membrana timpânica, fazendo-a vibrar. Essas vibrações se transmitem, pelo ossículo do ouvido médio, até a cóclea. A vibração da parede da cóclea movimenta o líquido presente em seu interior estimulando as células sensoriais ali presentes.

 

Audição em mamíferos
Nos mamíferos, bem como nos répteis e aves, as estruturas responsáveis pela a audição são o ouvido externo, o ouvido médio e a cóclea. Os canais semi-circulares, o sáculo e o utrículo, como já vimos, são responsáveis pelo equilíbrio.

O ouvido externo dos mamíferos é um canal que se abre para o meio exterior na orelha. A orelha, é uma projeção da pele, sustentada por tecido cartilaginoso, que funciona como uma concha captadora de sons. O epitélio que reveste o canal auditivo externo é rico em células secretoras de cera, cuja função é reter partículas de poeira e microorganismos, protegendo assim, as partes internas do ouvido.

O ouvido médio, separado do ouvido externo pelo tímpano (membrana timpânica), é um canal estreito e cheio de ar, localizado dentro do osso temporal. No interior do ouvido médio dos mamíferos existem três pequenos ossos, alinhados, em sequência, do tímpano ao ouvido interno. Esses ossículos são denominados martelo, bigorna e estribo.

 

 

 

Trompa de Eustáquio
O ouvido médio possui uma comunicação com a garganta através de um canal flexível, a trompa de Eustáquio. A função da trompa de Eustáquio é equilibrar as pressões do ouvido e do meio externo. Quando subimos ou descemos rapidamente uma serra, temos uma sensação de pressão nos ouvidos, que resulta do desequilíbrio entre a pressão atmosférica e a pressão do ar em nosso ouvido médio. Quando subimos, a pressão atmosférica diminui em relação à do ouvido, de modo que o tímpano é pressionado de dentro para fora. Quando descemos, ocorre o inverso: a pressão atmosférica aumenta, em relação à do ouvido, e o tímpano é pressionado para dentro. Quando as trompas de Eustáquio se abrem, as pressões dentro e fora do ouvido se igualam. A abertura da trompas é facilitada pela deglutição, de modo que comer, mascar chiclete, ou mesmo engolir saliva, facilita a ambientação dos ouvidos às variações de pressão externa.

 

 

Cóclea
A cóclea é a parte do ouvido interno responsável pela audição. É um longo tubo cônico, enrolado como uma concha de um caracol. No interior da cóclea há uma estrutura complexa, denominada órgão de Corti, responsável pela captação dos estímulos produzidos pelas ondas sonoras.

 

 

Como ouvimos os sons
A orelha funciona como uma concha acústica, que capta os sons e os direciona para o canal auditivo. As ondas sonoras fazem vibrar o ar dentro do canal do ouvido e a vibração é transmitida ao tímpano. Esticada como a pele de um tambor, a membrana timpânica vibra, movendo o osso martelo, que faz vibrar o osso bigorna, que por sua vez, faz vibrar o osso estribo. Esses ossículos funcionam como amplificadores das vibrações. A base do osso estribo se conecta a uma região da membrana da cóclea denominada janela oval, e a faz vibrar, comunicando a vibração ao líquido coclear. O movimento desse líquido faz vibrar a membrana basilar e as células sensoriais. Os pelos dessas células, ao encostar levemente na membrana tectórica, geram impulsos nervosos, que são transmitidos pelo nervo auditivo ao centro de audição do córtex cerebral.

 

 

 

 

 

Equilíbrio e audição
Tanto o sentido do equilíbrio como a da audição dependem da ação de mecanorreceptores, células dotadas de pelos que detectam a movimentação de partículas sólidas ou de líquido.

 

Os sentidos de equilíbrio e de audição nos invertebrados
A maioria dos animais mantém uma orientação definida em relação à gravidade da Terra; quando tirados de sua posição típica, tentam retornar a ela. Isso acontece graças a presença de receptores especiais, os estatorreceptores, que informam continuamente o sistema nervoso a respeito da posição do corpo.
Estatocistos
Alguns celenterados (medusas), diversos moluscos, diversos anelídeos e a maioria dos artrópodos possuem órgãos de equilíbrio, denominados estatocistos, cuja função é perceber o sentido em que a força da gravidade está agindo no corpo. Um estatocisto é, basicamente, uma bolsa interna forrada por células estatorreceptoras, dotadas de pêlos sensoriais. Dentro dessa bolsa está uma estrutura chamada estatólito, formada por uma ou mais pedrinhas aderidas entre si. O estatólito, atraído pela força da gravidade, pressiona e estimula as células sensoriais que entram em contato com ele.

Quando o animal altera a sua posição, as células em contato com o estatólito mudam, é essa alteração no padrão de estimulação que permite ao sistema nervoso reconhecer a mudança de posição do animal.

 

Órgãos de equilíbrio dos vertebrados
Nos vertebrados, o equilíbrio e a sensação de movimentos resultam da ação de mecanorreceptores localizados em três tipos de estruturas presentes no ouvido interno: o sáculo, o utrícolo e os canais semicirculares.
O sáculo e o utrículo são duas bolsas cheias de líquido, cujas paredes internas possuem aglomerados de células sensoriais ciliadas. Os canais semicirculares são três tubos curvos, também cheio de líquido, localizados acima do utrículo. Na base de cada canal semicircular existe uma dilatação chamada ampola, onde há um aglomerado de células sensoriais ciliadas, envoltas em uma massa gelatinosa.

 

 

 

Canais semicirculares e percepção de movimento
Os canais semicirculares estão relacionados com a percepção dos movimentos que o corpo executa. Quando a cabeça de um vertebrado se movimenta, a inércia do líquido no interior dos canais semicirculares exerce pressão sobre a massa gelatinosa que envolve os cílios das células sensoriais, localizadas nas ampolas. A pressão faz com que os cílios se curvem, estimulando as células sensoriais a gerar impulsos nervosos e transmiti-los ao encéfalo.

Se rodarmos a cabeça a uma velocidade constante, o líquido no interior dos canais semicirculares vai passando a se mover em consonância com os canais, o que diminui a pressão sobre as células sensoriais. Se pararmos bruscamente de rodopiar, porém, o liquido dos canais semicirculares continua a se mover devido a inércia estimulando as células sensoriais. A sensação de tontura que sentimos resulta do conflito de duas percepções: os olhos informam ao sistema nervoso que paramos de rodopiar, mas o movimento inercial do líquido nos canais semicirculares do ouvido interno informam que a nossa cabeça ainda está em movimento.
Sáculo, utrículo e percepção da força gravitacional
O sáculo e o utrículo informam ao encéfalo a posição da cabeça em relação a força da gravidade. Esses órgãos, porém, também detectam movimentação, informando ao encéfalo sobre as mudanças na posição da cabeça , quando o animal se desloca.

As células sensoriais do sacúolo e do utrículo estão agrupadas em estruturas denominadas máculas. Estas são recobertas por uma camada de gelatina, sobre a qual ficam aderidas pedrinhas de carbonato de cálcio, os otólios. As máculas ficam posicionadas em diferentes graus de inclinação em relação ao corpo, de tal forma que, quando uma está em posição horizontal, uma outra fica em posição vertical. Mudanças na posição da cabeça fazem com que a força da gravidade, atraindo os otólitos, estimule os cílios das células sensoriais. Os impulsos nervosos produzidos nas máculas permitem ao sistema nervoso central calcular a orientação da força gravitacional. Assim, o animal percebe se está de cabeça para cima ou para baixo e em que velocidade está se deslocando.
Outros órgãos que contribuem para o equilíbrio
A manutenção do equilíbrio do corpo não depende apenas do ouvido interno. Além da posição da cabeça, o encéfalo também calcula as posições relativas do pescoço, das pernas e dos braços. Isso é feito a partir de informações transmitidas por células propriorreceptoras, localizadas nos músculos, nos tendões e em órgãos internos.

Os olhos também participam do sentido do equilíbrio. As imagens captadas pela visão são combinadas no encéfalo com as informações provenientes do ouvido interno. Em geral essas informações são coincidentes, isto é, quando o ouvido informa ao encéfalo que estamos de cabeça para baixo, as imagens virtuais confirmam a informação auditiva.

 

As drogas “bagunçam” os sentidos
O aumento do uso de drogas tem se tornado um fato preocupante. A imensa maioria das pessoas entra nesse perigoso caminho sem nenhum conhecimento dos graves problemas que estão por trás de alguns momentos de aparente bem-estar e euforia. Torna-se imperioso abrir essa discussão em sala de aula, buscando esclarecer as pessoas de maneira que elas possam dizer não as drogas de modo consciente e definitivo:

“Drogas: Tô fora, gosto mais de mim”

 

O ecstasy
Uma das drogas ilegais que tem sido muito utilizada é o ecstasy, ou simplesmente “E”, também conhecida como “pílula do amor”.

Os riscos para a saúde de quem utiliza o ecstasy não são poucos. A substância que define o ecstasy é o MDMA, sigla de metilenodioximetanfetamina. Com esse nome, a droga é confundida com as anfetaminas ou metaanfetaminas, outros estimulantes sintéticos ilegais que deixam as pessoas “ligadas”.

Apesar de ser derivado da anfetamina, o composto MDMA tem uma parte de sua molécula semelhante à de um alucinógeno. Essa substância atua sobre três neurotransmissores: a serotonina, a dopamina e a noradrenalina.

O mais atingido é a serotonina, que controla as emoções e também regula o domínio sensorial, o domínio motor e a capacidade associativa do cérebro. O MDMA provoca uma descarga de serotonina nas células nervosas do cérebro para produzir os efeitos de bem estar e leveza.

Como a serotonina também é reguladora da temperatura do corpo, outro risco imediato de quem ingere ecstasy é o da hipertermia, ou superaquecimento do organismo. As mortes associadas a essa droga são decorrentes quase sempre da elevação da temperatura do corpo acima dos 41ºC. A partir dessa temperatura, os riscos são iminentes. O sangue pode coagular, provocando convulsões e parada cardíaca.

 

 

Outras drogas
Detivemo-nos um pouco mais na análise do ecstasy por se tratar de uma droga muito disseminada nesse momento. Porém, vamos agora analisar resumidamente outras drogas que atuam sobre os neurônios imitando os neurotransmissores:

Cigarro: a nicotina encaixa-se nos receptores destinados à acetilcolina, atenuando a fome e a fadiga e gerando uma leve sensação de euforia. Ela desempenha também o papel da dopamina, neurotransmissor associado à satisfação, e tem efeito inibidor sobre o apetite. Fumar aumenta a chance de desenvolvimento de câncer de boca, de faringe, de pulmão, além de muitos outros problemas de saúde, como enfarto do miocárdio e enfisema pulmonar.

 

Álcool: age de modo destrutivo, atacando diretamente o glutamato, um neurotransmissor envolvido em diversas funções, como o raciocínio e o movimento.

Quando não destrói as moléculas de glutamato, o álcool provoca danos que dificultam o seu encaixe nos receptores. O álcool pode causar diversos tipos de doenças, como é o caso da cirrose hepática, em que o fígado fica seriamente prejudicado.

 

Maconha: A substância ativa da maconha, o THC (tetra-hidrocanabiol) encaixa-se nos receptores destinados à anandamida, um neurotransmissor que provoca euforia, alteração da memória e hipersensibilidade.

Causa dependência e pode levar a impotência sexual masculina.

 

Cocaína (droga ilegal): provoca o aumento da produção de dopamina e de noradrenalina, substâncias químicas estimulantes. A dopamina cria uma sensação de satisfação e, em doses mais altas, de euforia. Os efeitos da cocaína são muito rápidos e intensos. Causa dependência e pode levar à morte.

 

O quadro abaixo resume alguns efeitos e perigos de outras drogas, as duas primeiras ilegais e as demais de uso controlado como medicamento, e pode ser o ponto de partida para discussões:

 

Droga
Efeitos
Perigos
LSD Superexcitação, distorções sensoriais, alucinações, dilatação das pupilas, aumento da pressão arterial e dos batimentos cardíacos. Tolerância (a pessoa precisa de doses cada vez maiores para obter o mesmo efeito), dependência física, comportamento irracional, morte por overdose.
Crack (uma forma de cocaína de cinco a dez vezes mais forte que as demais) Aumento da autoconfiança, sensação de poder e euforia, seguida de depressão profunda. Provoca depressão, fadiga, perda de memória, insônia, paranóia, perda de apetite sexual, comportamento violento, tendência ao suicídio, morte por overdose.
Barbitúricos Sedativos, reduzem a ansiedade e induzem ao sono, reduzem a pressão sanguínea e diminuem o ritmo respiratório. Tolerância, dependência física, morte por overdose, especialmente se combinados com álcool.
Analgésicos narcóticos (por exemplo, morfina) Euforia, redução da dor, redução de reflexos, contração das pupilas, perda de coordenação. Tolerância, dependência física, convulsão e morte por overdose.
Anfetamina Euforia, excitação, hiperatividade, aumento do ritmo respiratório e da pressão sanguínea, dilatação das pupilas. Tolerância, dependência física, alucinações, morte por overdose.

 

 

Respiração

 

O processo respiratório

As células obtêm energia necessária à manutenção do metabolismo por meio da respiração celular. Nesse processo, moléculas orgânicas de alimento reagem com moléculas de gás oxigênio (O2), produzindo moléculas e água e de gás carbônico (CO2), além de energia.

Excetuando alguns vermes intestinais, que independem de oxigênio para sobreviver, a maioria dos animais precisa obter do meio o gás oxigênio e conduzi-lo às células para utilização no metabolismo aeróbio.
A tomada de oxigênio e a remoção de gás carbônico, ou seja, as trocas gasosas efetuadas pelos animais caracterizam o que se conhece por respiração.
O local do corpo do animal onde ocorrem as trocas gasosas com o meio é chamado de superfície respiratória. Gás oxigênio do meio se difunde através das membranas das células que reveste a superfície respiratória, sendo daí distribuído para todas as células do corpo; o gás carbônico faz o caminho inverso.

 

Trocas gasosas

Nos organismos de pequeno porte e/ou com atividade metabólica menor, que vivem em ambiente aquático, as trocas gasosas não constituem problema. Elas simplesmente ocorrem pela superfície do corpo, por simples difusão. É o que acontece com a única célula dos protozoários e com os invertebrados como esponjas, cnidários, platelmintos e nematelmintos.

 


Nos animais de organização mais complexa, muitas vezes maiores em tamanho e mais ativos, a distância entre as células mais internas e o meio aumenta, o que constitui um fator limitante da difusão de gases pelo corpo. Nesse caso diversas adaptações, representadas pelos órgãos respiratórios, como pele, traquéias, brânquias e pulmões, facilitam a ocorrência de trocas gasosas. Neles uma característica básica é mantida: as trocas gasosas continuam se realizando por simples difusão, através de superfícies finas, úmidas e permeáveis. Os gases precisam estar em solução na água para entrar ou sair das células, por isso a superfície de trocas gasosas deve estar sempre umedecida.

 

Respiração cutânea

 

No caso de a troca de gases respiratórios ocorrer por toda a superfície do corpo, fala-se em respiração cutânea. Animais que apresentam esse tipo de respiração são geralmente pequenos e possuem corpo cilíndrico ou achatado. Sua pele é ricamente vascularizada e contém inúmeros capilares sanguíneos espalhados por ela, o que amplia consideravelmente a capacidade para a troca de gases.

A respiração cutânea pode estar presente tanto em animais aquáticos (poríferos, celenterados e platelmintos aquáticos) como em animais terrestres (platelmintos terrestres, minhocas e anfíbios). O ambiente úmido é fundamental para a respiração cutânea ocorrer, uma vez que a superfície do corpo deve estar umedecida para permitir a difusão dos gases. Nos anfíbios a respiração cutânea complementa a respiração pulmonar.

 

 

Respiração Branquial

As brânquias (popularmente conhecidas como guelras) dos peixes ósseos são projeções laterais da faringe, localizadas em uma câmera branquial. Para encontrá-las é preciso levantar o opérculo uma tampa óssea protetora situada lateralmente, próxima à cabeça. Cada brânquia é constituída por delicados filamentos branquiais. Por sua vez, esses filamentos contêm várias lamelas, ricamente vascularizadas. Através dessa rede capilar, de paredes extremamente finas, dá-se a troca de gases do sangue.

 

 

 

O fluxo de sangue em cada lamela segue em direção o posta à direção da água que a banha. Esse fluxo em contracorrente garante a perfeita oxigenação. Ao mesmo tempo o gás carbônico é expulso para a água. Depois de passar pelas brânquias, o sangue ricamente oxigenado é conduzido diretamente para todo o corpo, sem passar pelo coração.
A maioria dos animais aquáticos respira através de brânquias. A estrutura das brânquias varia em complexidade, desde tipos simples, como a dos equinodermos, até os complexos, como a presente em crustáceos e peixes.

Nos equinodermos o gás captado pelas brânquias difunde-se para o fluido celômico, de onde si distribui para todo o corpo. Nos outros animais que respiram através das brânquias a distribuição do gás oxigênio para as células do corpo é feita pelo sistema circulatório.

 

Respiração traqueal
Diversos artrópodos terrestres, tais como insetos, quilópodos, diplópodos, alguns carrapatos e algumas aranhas, respiram por meio de traquéias.

As traquéias dos insetos são finíssimos túbulos condutores. Originam-se de minúsculos orifícios, os espiráculos, localizados nas regiões laterais do tórax e abdômen e terminam nas células. As contrações da musculatura corporal funcionam como fole, bombeando e expulsando ar dos túbulos. Dessa forma o ar entra com oxigênio e sai com gás carbônico.

As traquéias estão diretamente em contato com os tecidos. Isso quer dizer que, nos insetos, o sistema respiratório funciona independentemente do sistema circulatório.

 

Respiração Pulmonar
Diversos animais terrestres, tais como caracóis, algumas aranhas, escorpiões e vertebrados, respiram por meio de pulmões. Estes são bolsas de ar localizadas no interior do corpo. O gás oxigênio presente no ar que penetra nos pulmões difunde-se para o sangue ou para a hemolinfa, distribuindo-se pela circulação.
Caracóis, aranhas e escorpiões não apresentam nenhum mecanismo especial para forçar a entrada e saída de ar dos pulmões; a renovação de gases ocorre por simples difusão. Já os vertebrados dispõem de mecanismo de ventilação pulmonar que garantem a constante renovação do ar nos pulmões.

 

Trocas Gasosas e Transporte de Gases

 

Difusão de gases nas superfícies respiratórias
As trocas gasosas entre o meio e as superfícies respiratórias ocorrem por meio da difusão. Em linhas gerais, difusão é o movimento de partículas de uma região, em que elas estão em maior concentração, para outra em que estão em menor concentração.
Para que o gás oxigênio possa se difundir da água para as brânquias de um peixe, por exemplo, é preciso haver concentração mais elevada do gás na água que no sangue que circula nas brânquias. Por outro lado, para que o gás carbônico difunda-se das brânquias para a água circundante é necessário que a concentração desse gás seja mais elevada no sangue que no meio circundante.
A concentração de um determinado gás, seja no ar ou na água, é expressa em termos de sua pressão parcial. As pressões parciais do gás oxigênio (PO2) e do gás carbônico (PCO2) no ar atmosférico são, respectivamente, da ordem de 160 mmHg e 0,23 mmHg.
Esses valores são obtidos da porcentagem em que cada gás está presente no ar pela pressão atmosférica ao nível do mar. Veja no quadro:

Gás
Concentração no ar
Fração X Pressão atmosférica
Pressão parcial
O2
21%
0,21 X 760 mmHg
= 160 mmHg
CO2
0,03%
0,003 X 760 mmHg
= 0,23 mmHg

O ar que inspiramos possui PO2 igual a 160 mmHg e PCO2 igual a 0,23 mmHg. No interior dos pulmões o ar inspirado se mistura com o ar residual ali presente, de modo que as pressões parciais do gás oxigênio e do gás carbônico passam a ser, respectivamente, 104 mmHg e 40 mmHg.

 

 

 
O sangue venoso que chega aos capilares sanguíneos dos pulmões, por sua vez tem PO2 igual a 40 mmHg e PCO2 igual a 45 mmHg. Como o PO2 do ar pulmonar (104 mmHg) é maior que a do sangue dos capilares pulmonares (40 mmHg), ocorre difusão de gás oxigênio do ar pulmonar para o sangue. Por outro lado, como a PCO2 do sangue dos capilares (45 mmHg) é maior que a PO2 do ar pulmonar(40 mmHg), ocorre difusão do gás oxigênio do sangue para os pulmões. Ao passar pelos capilares dos tecidos corporais, o sangue cede o gás oxigênio obtido nos pulmões e adquire gás carbônico.

 

 

Transporte de O2
Muitos a animais apresentam no sangue ou na hemolinfa, substâncias coloridas denominadas pigmentos respiratórios. Essas substâncias são capazes de se combinar com o gás oxigênio, aumentando significantemente a capacidade de transporte desse gás pelo corpo. Os principais pigmentos respiratórios presentes no animais são a hemoglobina e a hemocianina.
Se o sangue humano não tivesse hemoglobina ele seria capaz de transportar apenas 2% do gás oxigênio de que o corpo necessita.

 

 

Hemoglobina

 

 

 

A hemoglobina é uma proteína constituída por quatro cadeias polipeptídicas associadas a um grupamento químico denominado grupo heme, que contém ferro. Uma molécula de hemoglobina (Hb) é capaz de se combinar com quatro moléculas de gás oxigênio, formando a oxiemoglobina.
Hb + 4 O2 ——-> Hb (O2)4
A hemoglobina está presente no sangue de todos os vertebrados, alojada no interior das hemácias. Alguns invertebrados como certas espécies de anelídeos, de nematelmintos, de moluscos e de artrópodos, possuem hemoglobina dissolvida na hemolinfa.


Hemocianina
A hemocianina é uma proteína que contém átomos de cobre em sua composição. É encontrada em muitas espécies de moluscos e de artrópodes dissolvida na hemolinfa. Quando combinadas com moléculas de gás oxigênio, a hemocianina se torna azulada. Em sua forma livre, entretanto, ela é incolor.
Transporte de CO2
No homem e em outros mamíferos, cerca de 5 a 7% do gás carbônico liberado pelos tecidos dissolvem-se diretamente no plasma sanguíneo e assim é transportado até os pulmões. Outros 23% se associam a grupos amina da própria hemoglobina e de outras proteínas do sangue, sendo por elas transportados.

A maior parte do gás carbônico liberado pelos tecidos (cerca de 70%) penetra nas hemácias e é transformado, por ação da enzima anidrase carbônica , em ácido carbônico, que posteriormente se dissocia nos íons H+ e bicarbonato.

 

CO2 + H2O ——–> H2CO3 ——–> H+ + HCO3
Os íons H+ se associam a  moléculas de hemoglobina e de outras proteínas, enquanto os íons bicarbonato se difundem para o plasma sanguíneo, onde auxiliam na manutenção do grau de acidez do sangue.

 

Condição de transporte
Porcentagem
Dissolvido no Plasma
7%
Associado à proteínas
23%
Na forma de bicarbonato
70%

Um processo inverso ao que ocorre nos capilares dos tecidos acontece nos pulmões. Aí as moléculas de gás carbônico e os íons H+ se dissociam das proteínas. No interior das hemácias os íons H+ se combinam ao bicarbonato, reconstituindo o ácido carbônico. Este por ação da enzima anidrase carbônica, é, então, decomposto em gás carbônico e água.

 

 

O sistema respiratório humano
As fossas nasais (ou cavidades nasais) e a boca são os locais de entrada do ar que se dirige ao nosso sistema respiratório. O ar que entra pelas fossas nasais é filtrado, umedecido e aquecido, antes de ir para a traquéia. Cílios que revestem o epitélio das fossas nasais retêm partículas de sujeira e microorganismos que existem no ar. As partículas aderem ao muco produzido pelas células epiteliais e, posteriormente, são expelidas das fossas nasais.

 

 

 

Em seguida o ar passa pela laringe (local onde se encontram as nossas cordas vocais – ou pregas vocais), atravessando a glote que é a entrada da laringe. Logo acima dela há uma estrutura cartilaginosa, a epiglote, que fecha a passagem do alimento para a laringe, não havendo perigo do alimento entrar nas vias respiratórias. A seguir o ar penetra na traquéia, que se bifurca em dois brônquios principais. Cada brônquio ramifica-se inúmeras vezes e origina bronquíolos progressivamente  menos calibrosos, até se formarem os bronquíolos terminais. Estes, por sua vez, terminam em bolsinhas, de parede extremamente delgada, os alvéolos pulmonares.

 

 

Trocas gasosas: acontecem nos alvéolos

As trocas gasosas se dão entre o ar alveolar e o sangue contido nos capilares. O sangue proveniente dos tecidos é rico em gás carbônico e pobre em oxigênio. O ar alveolar é rico em oxigênio e pobre em gás carbônico.
O gás carbônico se difunde do sangue para o ar alveolar, deixando livres as moléculas de hemoglobina existentes nas hemácias. Por sua vez, o oxigênio difunde-se do ar alveolar para o sangue, ocupando os lugares vagos existentes nas moléculas de hemoglobina.

Legenda:

1- Oxigênio 2- Gás carbônico

3- Sangue arterial 4- Ar inalado/ exalado

5- Sangue venoso 6- Capilar sanguíneo

Ventilação pulmonar humana: a ação do diafragma
No homem e nos demais mamíferos a ventilação pulmonar depende dos músculos intercostais (situados entre as costelas) e do diafragma.

A entrada de ar nos pulmões, a inspiração, se da pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas se elevam, o que aumenta o volume da caixa torácica, forçando o ar a entrar nos pulmões.

 


A saída de ar dos pulmões, a expiração, se dá pelo relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma se eleva e as costelas abaixam, o que diminui o volume da caixa torácica, forçando o ar a sair dos pulmões.
Capacidade pulmonar
A cada movimento respiratório, um homem jovem inala e exala, em média, cerca de meio litro de ar; esse valor é um pouco menor para a média das mulheres.

O volume máximo de ar que pode ser inalado e exalado em uma respiração forçada é denominado capacidade vital, algo em torno de 4 a 5 L, para um homem jovem. Os pulmões, no entanto, contêm mais ar que a sua capacidade vital, pois é impossível expirar a totalidade de ar contido nos alvéolos.  Mesmo quando se força ao máximo a expiração, ainda resta cerca de 1,5 L de ar nos pulmões; esse é o ar residual.
Mais de 10 mil litros de ar entram e saem de nossos pulmões, a cada 24 horas. Nesse período os pulmões absorvem entre 450 e 500 L  de gás oxigênio e expelem entre 400 e 450 L de gás carbônico.

 

Controle da respiração

 

O que aconteceria a uma pessoa se ela tentasse segurar a respiração voluntariamente por algum tempo?

Imediatamente, um comando localizado no bulbo – ou medula oblonga (um órgão componente do nosso sistema nervoso central) enviaria a mensagem aos músculos respiratórios, fazendo com que se contraíssem. Esse centro de comando, conhecido como centro respiratório bulbar, é altamente sensível ao aumento de CO2 no sangue e à diminuição do pH sanguíneo decorrente do acúmulo desse gás.

Lembre-se que o CO2 em solução aquosa forma H2CO3, ácido carbônico, que se ioniza em H+ e H2CO3-. O aumento da acidez e o próprio CO2 em solução física no plasma estimulam os neurônios do centro respiratório.

Consequentemente, impulsos nervosos seguem pelo nervo que inerva o diafragma e a musculatura intercostal, promovendo a sua contração e a realização involuntária dos movimentos respiratórios.

De início, ocorre uma hiperventilação, ou seja, o ritmo dos movimentos respiratórios aumenta na tentativa de expulsar o excesso de gás carbônico. Lentamente, porém, a situação se normaliza e a respiração volta aos níveis habituais.

 

Distúrbios do Sistema Respiratório

 

Sinusite

A sinusite é uma inflamação de cavidades existentes nos ossos da face, o seio da face ou sinus. Essas cavidades têm comunicação com as fossas nasais e podem ser invadidas por bactérias, que desencadeiam um processo infeccioso. Na sinusite aguda, a pessoa tem dor em diversas regiões da face e há corrimento nasal mucoso e, às vezes, purulento (com pus).

 

Resfriado

O resfriado comum pode ser causado por diversos tipos de vírus e é mais propício no inverno, época em que as células do corpo se tornam mais susceptíveis a infecções. Os vírus se instalam nas células da cavidade nasal e da faringe, provocando inflamações. A coriza (corrimento de líquido pelas narinas durante o resfriado), é conseqüência dessas inflamações.

Além da coriza, podem aparecer outros sintomas, tais como sensação de secura na garganta, espirros, olhos lacrimejantes e febre.

Coqueluche
É uma das mais famosas doenças da infância, causada pela bactéria Haemophilus pertussi, que se instala na mucosa das vias respiratórias (laringe, traquéia, brônquios e bronquíolos).

A proliferação das bactérias causa forte irritação, com grande produção de muco (catarro). Toxinas produzidas pelas bactérias irritam terminações nervosas, desencadeando acessos de tosse, típicos da doença.

A coqueluche é prevenida pela vacina tríplice, que protege também contra a difteria e o tétano. Essa vacina é administrada em três doses, uma a cada trinta dias, a partir do segundo mês de vida.

 

Pneumonia

A pneumonia é uma infecção pulmonar causada por diversas espécies de bactérias e, às vezes, por fungos. A bactéria se instala nos pulmões, provocando aumento da secreção de muco e ruptura das paredes dos alvéolos. Os sintomas da doença são febre alta, falta de ar, dores no peito e expectoração de catarro viscoso e, às vezes, sanguinolento. Em geral, atinge pessoas que estão com sua resistência orgânica debilitada.

 

Tuberculose
Tuberculose é uma infecção causada pela bactéria Mycobacterium tuberculosis que se instala geralmente nos pulmões. Os alvéolos pulmonares inflamam-se e sofrem necrose (morte celular). A região necrosada é circundada por um tecido fibroso que limita e isola o foco infeccioso. Em geral, as lesões de uma primeira infecção tuberculosa regridem espontaneamente. No caso de uma reinfecção, pode ocorrer de os focos infecciosos atingirem, além dos pulmões, outros órgãos, causando lesões nos tecidos.

Os sintomas da tuberculose pulmonar são febre, sudorese noturna, fraqueza e perda de apetite e de peso.

A prevenção consiste em evitar o convívio com pessoas doentes e só consumir leite pasteurizado ou adequadamente fervido, pois a bactéria pode estar presente no leite. O tratamento é feito com antibióticos.

Bronquite Crônica
Mais de 75% dos pacientes com bronquite crônica são ou foram fumantes. Os bronquíolos secretam quantidade excessiva de muco, tornando-se comprimidos e inflamados. Os cílios do epitélio bronquiolar deixam de bater, e muco e partículas de sujeira vão se acumulando, dificultando a passagem do ar. A respiração torna-se curta e os acessos de tosse são constantes. Pessoas com bronquite crônica, em geral, acabam por desenvolver enfisema.

 

Enfisema
O enfisema é muito raro em pessoas que nunca fumaram. É a obstrução completa dos bronquíolos, com aumento da resistência à passagem de ar, principalmente durante as expirações. Pode ocorrer, então, rompimento das paredes dos alvéolos, com formação de grandes cavidades. Isso diminui a eficiência dos pulmões em absorver oxigênio e há sobrecarga do coração como forma de compensar a deficiência pulmonar. A sobrecarga leva a maioria dos pacientes com enfisema a morrer de insuficiência cardíaca.

 

Câncer de Pulmão
O hábito de fumar é a principal causa do câncer de pulmão, 80% desse tipo de câncer poderia ser evitado se as pessoas parassem de fumar. Diversas substâncias contidas no cigarro são cancerígenas. Células cancerosas originadas nos pulmões se multiplicam descontroladamente, podendo invadir outros tecidos do corpo, onde originam novos tumores.
Embolia Pulmonar
É o fechamento repentino da artéria pulmonar ou de um de seus ramos, provocado por bolhas de ar, fragmentos de tumores ou freqüentemente por coágulos sanguíneos.

O fechamento de uma artéria de pequeno calibre pode passar despercebido, mas se uma grande artéria for atingida, a pessoa é acometida por dor súbita no peito, falta de ar, aumento da transpiração, palpitações, cianose e eventualmente é levada à morte. A embolia pulmonar é responsável por cerca de 4% dos óbitos ocorridos nos grandes hospitais.

 

 

 

 

Rinite Alérgica
É uma inflamação das mucosas que revestem as cavidades nasais devido a processos alérgicos. Como consequência da inflamação, as células passam a produzir excesso de muco, que escorre pelas narinas.

Surtos repetidos de renite alérgica em crianças podem causar obstrução nasal definitiva, que leva a alterações ósseas na base do crânio. Como as rinites tem forte componente emocional, o afeto e as boas condições psicológicas fazem parte do tratamento da doença.

 

Asma Brônquica
É uma doença respiratória em que o espasmo e a constrição dos brônquios e a inflamação de sua mucosa limita a passagem do ar, provocando dificuldade respiratória. Com frequência, deve-se a uma alergia, em particular ao pó, pêlo ou penas de animais, mofo e pólen. Muitos pacientes de asma alérgica, chamada de asma atópica ou extrínseca, sofrem também de febre do feno, que é uma forma de rinite sazonal causada por alergia ao pólen. Seus sintomas são ataques intensos de espirros, inflamação da mucosa nasal e olhos, e respiração difícil.

É uma doença pulmonar que se caracteriza pela diminuição de calibre (constrição) dos bronquíolos. A asma pode ter diversas causas, sendo a alérgica a mais comum. Tendo também forte desencadeamento da crise de asma.

A crise asmática ocorre quando a musculatura lisa dos bronquíolos se contrai espasmodicamente. A mucosa que reveste internamente os bronquíolos incha e passa a produzir mais secreção, o que contribui para diminuir o calibre dos condutos respiratórios. A dificuldade respiratória prejudica a oxigenação do sangue e, em casos muito graves, pode ocorrer cianoses (coloração azulada da pele e das mucosas), provocada pelo acúmulo de gás carbônico no sangue.

 

 

 

 

Sistema nervoso
O relacionamento do organismo com o ambiente e a coordenação do trabalho dos diversos órgãos internos ficam a cargo de dois importantes sistemas: o nervoso e o hormonal. A coordenação nervosa envolve a participação das células nervosas, os chamados neurônios. A coordenação hormonal conta com a participação de hormônios, substâncias químicas que se espalham pelo sangue e conectam diversos órgãos, controlando as suas ações.

O aumento da complexidade do sistema nervoso
A coordenação nervosa dos animais pluricelulares surge pela primeira vez nos cnidários e é representada por um tecido formado por células nervosas que se organizam como uma rede. Tocando-se uma hidra com uma pequena agulha em determinado ponto do corpo, o impulso nervoso gerado se propaga como uma onda. Não existe um centro de comando do organismo.
Com o aparecimento de animais de simetria bilateral, há duas novidades: uma cabeça (cefalização) e a centralização do sistema nervoso. A cabeça passa a abrigar a porção mais desenvolvida do sistema nervoso. A planária, por exemplo, um platelminto, inicia-se uma central de coordenação do organismo, na forma de massas globosas, os gânglios cerebróides, que atuam como um “cérebro”. Os movimentos já são mais coordenados e as respostas, mais controladas e eficientes.

 


Nos anelídeos e artrópodes, além das centrais representadas pelos gânglios “cerebrais”, existem gânglios segmentares na região ventral do corpo, constituindo um sistema de coordenação do organismo mais eficiente, ampliando a capacidade de resposta frente aos estímulos ambientais.

 


Nos moluscos, a coordenação nervosa continua a ser feita por um sistema ganglionar, nos mais complexos, como polvos e lulas, há verdadeiros “cérebros” controladores das atividades dos animais, que são capazes de executar ações altamente complexas, como, por exemplo, o reconhecimento da forma de objetos e de cores.

 


Nos vertebrados o sistema nervoso é muito mais elaborado e complexo. O tubo nervoso central sobre considerável aperfeiçoamento desde os grupos mais simples até os mais complexos, formando-se órgãos especializados no controle de diversas funções sensoriais e motoras facilitando o ajuste do organismo desse animal aos mais diversos meios.
Foi no homem, porém, que o sistema nervoso atingiu o máximo em complexidade, dotando-nos de uma característica inexistente nos outros vertebrados: a capacidade de discernimento, de julgamento e de raciocínio lógico, que nos habilita a pensar e a elaborar ações conscientes frente aos estímulos ambientais, favorecendo sobremaneira a dominação do ambiente, típica da espécie humana.

 

Células nervosas
O neurônio, a célula comum a todo e qualquer sistema nervoso existente no reino Animalia, assemelha-se, em sua função, a um fio condutor de eletricidade.

Um neurônio típico apresenta três partes distintas: corpo celular, dendritos e axônio.

 

 

  • No corpo celular, a parte mais volumosa da célula nervosa, se localizam o núcleo e a maioria das estruturas citoplasmáticas.
  • Os dendritos (do grego dendron, árvore) são prolongamentos finos e geralmente ramificados, que conduzem os estímulos captados do ambiente ou de outras células em direção ao corpo celular.
  • O axônio é um prolongamento fino, geralmente mais longo que os dendritos, cuja função é transmitir para as outras células os impulsos nervosos provenientes do corpo celular.

A rede de neurônios
Os neurônios que constituem o sistema nervoso formam uma intrincada rede, comparável, em certos aspectos, ao sistema telefônico de uma grande cidade. A rede nervosa é formada pelos axônios e dendritos, que atuam como cabos de transmissão de impulsos nervosos, e por corpos celulares de neurônios, que atuam com estações de processamento e de transmissão de informações.

 

 
Nos vertebrados, os corpos celulares dos neurônios estão concentrados no sistema nervoso central, ou seja, no encéfalo e na medula, e também em pequenas estruturas globosas espalhadas pelo corpo, os gânglios nervosos. Os dendritos e os axônios, geralmente chamados de fibras nervosas, estendem-se por todo o corpo, conectando os corpos celulares dos neurônios entre si e às células sensoriais, musculares e glandulares.

Células da glia
Nos vertebrados, além dos neurônios, o sistema nervoso apresenta-se constituído pelas células da glia ou células gliais. A função dessas células é dar sustentação aos neurônios e auxiliar o seu funcionamento. As células da glia constituem cerca da metade do volume dos nosso encéfalo.
Há diversos tipos de células gliais. Os astrócitos, por exemplo, dispõem-se ao longo dos capilares sanguíneos do encéfalo, controlando a passagem de substâncias no sangue para as células do sistema nervoso. Os oligodendrócitos e as células de Schwann enrolam-se sobre os axônios de certos neurônios, formando envoltórios isolantes.

 

O caminho do impulso nervoso
Toda a célula viva e em particular as células nervosas apresentam diferença de potencial elétrico (DDP) entre as faces interna e externa de sua membrana celular. Essa DDP é gerada pela diferença na concentração de íons dentro e fora da célula. Como o citoplasma contém, proporcionalmente menor quantidade de íons positivos que o líquido externo, a superfície interna da membrana é negativa em relação à externa.
Potencial de repouso
Potencial de repouso é a diferença de potencial elétrico que as faces internas e externas na membrana de um neurônio que não está transmitindo impulsos nervosos. O valor do potencial de repouso é da ordem de -70mV (miliVolts). O sinal negativo indica que o interior da célula é negativo em relação ao exterior.
A existência do potencial de repouso deve-se principalmente a diferença de concentração de íons de sódio (Na+) e de potássio (K+) dentro e fora da célula. Essa diferença é mantida por meio de um mecanismo de bombeamento ativo de íons pelas membranas celulares, em que o sódio é forçado a sair da célula e o potássio a entrar.
Apesar do nome a manutenção do potencial de repouso demanda gasto de energia pela célula, uma vez que o bombeamento de íons é um processo ativo de transporte que consome ATP.

 
Despolarização
A membrana celular possui inúmeras estruturas protéicas que funcionam como “portas” de passagem de íons de sódio e potássio. Essas portas ficam normalmente fechadas em um neurônio em repouso, abrindo-se quando ele é estimulado.

 


Quando um estímulo apropriado atinge o neurônio, as portas de passagem de sódio abrem-se imediatamente na área da membrana que foi estimulada: o íon sódio, por estar em maior concentração no meio celular externo, penetra rapidamente através dessas aberturas na membrana. O brusco influxo de cargas positivas faz com que potencial da membrana, que era da ordem de -70mV (potencial de repouso), passe a aproximadamente +35mV. Essa mudança de potencial denomina-se despolarização.

 

 

Potencial de ação
Essa transição abrupta de potencial elétrico que ocorre durante a despolarização, e cuja a amplitude é da ordem de 105 mV (de -70mV a +35 MV), é o potencial de ação.
Na área afetada pelo estímulo, a membrana permanece despolarizada, apenas 1,5 ms (milésimo de segundo). Logo as portas de potássio se abrem, permitindo a saída desse íon, que está em maior concentração no interior da célula. Com isso, ocorre a repolarização da membrana, que retorna a condição de repouso.
Propagação do impulso nervoso
O potencial de ação que se estabelece na área da membrana estimulada perturba a área vizinha, levando à sua despolarização. O estímulo provoca, assim, uma onda de despolarizações e repolarizações que se propaga ao longo da membrana plasmática do neurônio. Essa onda de propagação é o impulso nervoso.

 


O impulso nervoso se propaga em um único sentido na fibra nervosa. Dendritos sempre conduzem o impulso em direção ao corpo celular. O axônio, por sua vez, conduz o impulso em direção as extremidades, isto é, para longe do corpo celular.

 

 
Lei do tudo ou nada
A estimulação de um neurônio segue a lei do tudo ou nada. Isso significa que ou o estímulo é suficientemente intenso para excitar o neurônio, desencadeando o potencial de ação, ou nada acontece. Não existe potencial de ação mais forte ou mais fraco; ele é igual independente da intensidade do estímulo. O menor estímulo capaz de gerar potencial de ação é denominado estímulo limiar.

 

 

Bainha de mielina e condução do estímulo nervoso

A velocidade de propagação dos estímulo nervoso na membrana de um neurônio varia entre 10cm/s e 1m/s. Tais velocidades no entanto são insuficientes para coordenar as ações de animais de grande porte. Em uma girafa, por exemplo, um impulso que viajasse à velocidade de 1m/s levaria entre três e quatro segundos para percorrer a distância que vai da pata traseira ao encéfalo. Se fosse essa realmente a velocidade de condução nervosa na girafa, ela seria um animal lento e descoordenado, incapaz de enfrentar situações que exigissem respostas rápidas.

A propagação rápida dos impulsos nervosos é garantida pela presença da bainha de mielina que recobre as fibras nervosas. A bainha de mielina é constituída por camadas concêntricas de membranas plasmáticas de células da glia, principalmente células de Shwann. Entre as células gliais que envolvem o axônio existem pequenos espaços, os nódulos de Ranvier, onde a membrana do neurônio fica exposta.

 


Nas fibras nervosas mielinizadas, o impulso nervoso, em vez de se propagar continuamente pela membrana do neurônio, pula diretamente de um nódulo de Ranvier para outro. Nesses neurônios mielinizados , a velocidade de propagação do impulso pode atingir  velocidades de até 200 m/s (720 km/h).

 

 

Sinapses: Neurônios em Comunicação
A comunicação de um neurônio com o corpo celular ou dendritos do outro, ou mesmo com a membrana de uma célula muscular, ocorre através de uma região  conhecida como sinapse (do grego, synapsis = ação de juntar). Nesta, uma diminuta fenda sináptica de aproximadamente 20 nm separa as duas células. A mensagem do axônio é liberada na forma de mediadores químicos, também conhecidos como neurotransmissores ou neurormônios, substâncias químicas que entram  em contato com receptores localizados nas membranas pós-sinápticas e desencadeiam uma alteração no comportamento do segundo neurônio ou célula muscular. Os neurotransmissores mais conhecidos no sistema nervoso dos vertebrados são a acetilcolina e a noradrenalina (ou epinefrina).

 

Arco reflexo
Nenhum outro tecido ilustra tão bem o conceito de trabalho em equipe quanto o tecido nervoso. A transmissão de informação pelas células nervosas lembra uma verdadeira corrida de revezamento, em que um neurônio fica conectado a outro, cada qual executando determinado papel no circuito por eles organizado.

Três tipos de neurônios podem ser reconhecidos com relação à atividade que desenvolvem:

  • Neurônios sensoriais: transmitem impulsos dos receptores sensoriais (por exemplo, nos órgãos do sentido) aos outros neurônios do percurso.
  • Neurônios de associação (interneurônios): recebem a mensagem dos neurônios sensoriais, processam-na e transferem um comando para as células nervosas seguintes do circuito. Alguns circuitos nervosos podem não ter esse tipo de neurônio.
  • Neurônios efetores (ou motores): são os que transmitem a mensagem para as células efetoras de resposta, isto é, células musculares ou glandulares que respondem por meio de contração ou secreção, respectivamente.

 

Suponha que você receba uma pancada no joelho, logo a baixo da rótula ou da patela (nomes dados a um osso que fica na frente do joelho).

A pancada estimula um receptor localizado no interior do músculo da coxa (o quadríceps). Esse receptor está ligado aos dendritos de um neurônio sensorial – aferente – também chamado de neurônio sensitivo, que recebe a mensagem e a encaminha para o corpo celular e, deste, para o axônio. Por sua vez, o axônio do neurônio sensorial estabelece uma sinapse com um neurônio motor – eferente (um neurônio de resposta).

O axônio do neurônio motor é conectado ao músculo quadríceps e encaminha a resposta “mexa-se”. De imediato, esse músculo se contrai e você movimenta a perna. Perceba que o ato de mexer a perna para frente envolve o trabalho de apenas dois neurônios: o sensorial e o motor. No entanto, para que isso possa acontecer, é preciso que o músculo posterior da coxa permaneça relaxado.

Então, ao mesmo tempo, o axônio do neurônio sensorial estabelece uma sinapse com um interneurônio (neurônio de associação) que, por sua vez, faz uma conexão com um segundo neurônio motor. O axônio desse neurônio motor se dirige para o músculo posterior da coxa, inibindo a sua contração.

 

 

Organização do Sistema Nervoso
Dois grandes componentes fazem parte do sistema nervoso humano: sistema nervoso central (SNC) e o sistema nervos periférico (SNP).
O sistema nervoso central é formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo é composto por vários órgãos, entre eles os dois hemisférios cerebrais (conjuntamente conhecidos como “cérebro”), o diencéfalo, o cerebelo e o bulbo. O encéfalo e a medula espinhal são os locais para onde são encaminhadas todas as informações captadas pelo organismo, quer se originem no meio externo, quer surjam no próprio organismo. São também os centros de processamento dessas informações e de elaboração de respostas.

O sistema nervoso periférico inclui os receptores espalhados pelo corpo, além dos gânglios nervosos e todos os nervos que chegam aos órgãos centrais trazendo informações ou que deles se originam, levando respostas.

 

 

Sistema Nervoso Central (SNC)
Nos vertebrados, o encéfalo se aloja no interior do crânio e a medula espinhal, no interior de um canal existente na coluna vertebral. O encéfalo e a medula são formados por células da glia, por corpos celulares de neurônios e por feixes de dendritos e axônios.

 

Substância branca e cinzenta

A camada mais externa do encéfalo tem cor cinzenta e é formada principalmente por corpos celulares de neurônios. Já a região encefálica mais interna tem a cor branca e é constituída principalmente por fibras nervosas (dendritos e axônios). A cor branca se deve à bainha de mielina que reveste as fibras.

Na medula espinhal, a disposição das substâncias cinzenta e branca se inverte em relação ao encéfalo: a camada cinzenta é interna e a branca, externa.

 

 

 

Meninges
Tanto o encéfalo quanto a medula espinhal são protegidos por três camadas de tecido conjuntivo, genericamente denominadas meninges. A meninge externa, mais espessa, é a dura-máter; a meninge mediana é a aracnóide; e a mais interna é a pia-máter, firmemente aderida ao encéfalo e à medula. A pia-máter contém vasos sanguíneos, responsáveis pela nutrição e oxigenação das células do sistema nervoso central.

 


Entre as membranas aracnóides e pia-máter há um espaço preenchido pelo líquido cerebrospinal (ou líquido cefaloraquidiano), que também circunda nas cavidades internas do encéfalo e da medula. O liquido cefalorraquidiano amortece os choques mecânicos do sistema nervoso central contra os ossos do crânio e da coluna vertebral.

 

Partes do encéfalo
O encéfalo de todos os vertebrados, desde peixes até mamíferos, tem a mesma estrutura básica. Suas partes fundamentais são o lobo olfativo, o cérebro, o tálamo, o lobo óptico, o cerebelo e o bulbo raquidiano (ou medula ablonga).

 

 
O tamanho relativo e a complexidade de cada uma dessas partes variam nos diferentes grupos de vertebrados e essa variação está relacionada à evolução de cada grupo e ao seu modo de vida.

Principais órgãos do sistema nervoso central

 

Bulbo
O bulbo (ou medula ablonga) é o órgão que está em contato direto com a medula espinhal, é via de passagem de nervos para os órgãos localizados mais acima.

No bulbo estão localizados corpos celulares de neurônios que controlam funções vitais, como os batimentos cardíacos, o ritmo respiratório e a pressão sanguínea. Também contém corpos celulares de neurônios relacionados ao controle da deglutição, da tosse e do vômito.

 

Cerebelo
Órgão que regula o equilíbrio e a postura corporal no ambiente. Está ligado a receptores periféricos, localizados no ouvido interno (labirinto), que enviam mensagens ao centro de controle do equilíbrio localizados no cerebelo. O sucesso de um equilibrista que cruza dois prédios, apoiado em um simples fio esticado entre eles, depende de uma boa atividade cerebelar.

Atenção! O álcool interfere nas atividades cerebelares, o que é fácil notar em pessoas que abusam da bebida.

 

Diencéfalo
Órgão encefálico formado principalmente pelo tálamo e hipotálamo. O hipotálamo contém centros de controle da temperatura corporal, do apetite, da sede, do sono e de certas emoções. Principal intermediário entre o sistema nervoso e o sistema hormonal, o hipotálamo está ligado à hipófise, principal glândula endócrina. Quando o hipotálamo detecta alterações no corpo, libera neurotransmissores que atuam sobre a hipófise. Por sua vez, esta libera ou inibe a secreção de seus próprios hormônios que regulam diversas atividades metabólicas.

 

Cérebro
É o centro do intelecto, da memória, da consciência e da linguagem. Controla as nossas sensações e funções motoras. Cerca de 70% das células nervosas do encéfalo estão localizadas, no cérebro, a parte mais desenvolvida do nosso sistema nervoso e que é separada em dois hemisférios, unidos um ao outro por uma região conhecida como corpo caloso. Cada hemisfério cerebral, por sua vez, possui inúmeras invaginações chamadas sulcos.
Sulcos mais profundos dividem cada hemisfério em quatro regiões denominada lobos: o frontal, o parietal, o temporal e o occipital. O sulco central é o mais acentuado e separa os lobos frontal e parietal.

 

Córtex Cerebral
A superfície do cérebro, de 2mm a 4mm de espessura, é conhecida como córtex cerebral, e consiste de várias camadas de corpos celulares de milhões de neurônios, dando a essa região uma coloração acinzentada, de onde vem a dominação de substância cinzenta do cérebro.

As fibras (axônios e dendritos) dos neurônios que saem e chegam ao córtex cerebral estão localizados mais internamente, e constituem a substância branca do cérebro, em função da existência de mielina que envolve essas fibras.

 

Medula espinhal

 

Cortada transversalmente, a medula espinhal revela uma estrutura em forma de H que corresponde à substância cinzenta e onde estão localizados corpos celulares de neurônios. Externamente a esse H medular, fica a substância  branca, compostas de fibras mielinizadas que levam informações às partes superiores do SNC e de outras que trazem as respostas destinadas aos órgãos motores.

Note que a disposição interna da substância cinzenta e externa da substância branca é o oposto da encontrada no cérebro.

Ao longo da medula, há 31 pares de nervos. Cada nervo está ligado à medula como um “Y”, isto é, apresenta duas raízes: como uma raiz dorsal na qual existe um gânglio (dilatação), que contém os corpos celulares de neurônios sensoriais provenientes da periferia do corpo, e uma raiz ventral pela qual emergem feixes de axônios de neurônios motores, cujos corpos celulares estão localizados na substância cinzenta da medula. Essas duas raízes se juntam formando o “cabo” único do “Y”, percorrido tanto pelos feixes sensitivos como pelos feixes motores.

 

 

Sistema Nervoso Periférico
O sistema nervoso periférico é constituído pelos nervos e pelos gânglios nervosos, e sua função é conectar o sistema nervoso central às diversas partes do corpo do animal.

 

Nervos e gânglios nervosos

 

Nervos são feixes de fibras nervosas envoltos por uma capa de tecido conjuntivo. Nos nervos, há vasos sanguíneos responsáveis pela nutrição das fibras nervosas.

As fibras presentes nos nervos podem ser tanto dendritos como axônios, que conduzem, respectivamente, impulsos nervosos das diversas regiões do corpo ao sistema nervoso central. Os gânglios aparecem como pequenas dilatações em certos nervos.

 

Nervos sensitivos, motores e mistos

De acordo com o tipo de fibras nervosas que apresentam, os nervos podem ser classificados em sensitivos (ou aferentes), motores (ou eferentes) e mistos.

  • Nervos sensitivos são os que contêm somente fibras sensitivas, ou seja, que conduzem impulsos dos órgãos dos sentidos para o sistema nervoso central.
  • Nervos motores são os que contêm somente fibras motores, que conduzem impulsos do sistema nervoso central até os órgãos efetuadores (músculos ou glândulas).
  • Já os nervos mistos contêm tanto fibras sensitivas quanto motoras e conduzem impulsos nos dois sentidos, das diversas regiões do corpo para o sistema nervoso central e vice-versa.

 

Nervos cranianos

 

Nervos ligados ao encéfalo são denominados nervos cranianos, enquanto nervos ligados à medula espinhal são denominados nervos espinhais ou raquidianos.

Mamíferos, aves e répteis possuem doze pares de nervos cranianos, responsáveis pela inervação dos órgãos dos sentidos, dos músculos e glândulas da cabeça, e também de alguns órgãos internos. Anfíbios e peixes têm apenas dez pares de nervos cranianos.

 

Nervos espinais e raquidianos
Os nervos espinais dispõem-se em partes ao longo da medula, um par por vértebra. Cada nervo do par liga-se lateralmente à medula por meio de duas “raízes”, uma localizada em posição mais dorsal e outra, em posição mais ventral.

 

 
A raiz dorsal de um nervo espinal é formada por fibras sensitivas e a raiz ventral, por fibras motoras. Se a raiz dorsal (sensitiva) de um nervo espinal for lesada a parte inervada por ele perderá a sensibilidade sem sofrer, no entanto, paralisia muscular. Já se houver lesão na raiz ventral (motora), ocorrerá paralisia dos músculos inervados, sem perda, porém, das sensações de pressão, temperatura, dor etc.

Gânglios espinais
Na raiz dorsal de cada nervo espinal há um gânglio, o gânglio espinal, onde se localizam os corpos celulares dos neurônios sensitivos. Já os corpos celulares dos neurônios motores localizam-se dentro da medula, na substância cinzenta.

 

Divisão funcional do sistema nervoso periférico (SNP)
Na espécie humana, diversas atividades do sistema nervoso são conscientes e estão sob controle da vontade. Pensar, movimentar um braço ou mudar a expressão facial são exemplos de atividades voluntárias. Muitas outras ações, porém, são autônomas ou involuntárias, isto é, ocorrem independentemente de nossa vontade.  Exemplos de atividades involuntárias são os batimentos cardíacos, o processo de digestão, a excreção etc.

 

As ações voluntárias resultam da contração de músculos estriados esqueléticos, que estão sob o controle do sistema nervoso periférico voluntário ou somático. Já as ações involuntárias resultam da contração da musculatura lisa e cardíaca, controladas pelo sistema nervoso periférico autônomo, também chamado involuntário ou visceral.

SNP voluntário
O SNP voluntário ou somático tem por função reagir a estímulos provenientes do ambiente externo. Ele é constituído por fibras motoras que conduzem impulsos do sistema nervoso central aos músculos esqueléticos. O corpo celular de uma fibra motora do SNP voluntário fica localizado dentro do sistema nervoso central e o axônio vai diretamente do encéfalo ou da medula até o órgão que inerva.

 

SNP autônomo
O SNP autônomo ou visceral tem por função regular o ambiente interno do corpo, controlando a atividade dos sistemas digestivos, cardiovascular, excretor e endócrino. Ele contém fibras motoras que conduzem impulsos do sistema nervoso central aos músculos lisos das vísceras e à musculatura do coração.

Um nervo motor do SNP autônomo difere de um nervo motor do SNP voluntário pelo fato de conter dois tipos de neurônios, um neurônio pré-gânglionar e outro pós-gânglionar. O corpo celular do neurônio pré-gânglionar fica localizado dentro do sistema nervoso central e seu axônio vai até um gânglio, onde um impulso nervoso é transmitido sinapticamente ao neurônio pós-gânglionar. O corpo celular do neurônio fica no interior do gânglio nervoso e seu axônio conduz o estímulo nervoso até o órgão efetuador, que pode ser um músculo liso ou cardíaco.

 

SNP autônomo simpático e SNP autônomo parassimpático
O SNP autônomo (SNPA) é dividido em dois ramos: simpático e parassimpático, que se distinguem tanto pela estrutura quanto pela função. Quanto à estrutura, os ramos da SNPA simpático e parassimpático diferem pela localização do gânglio na via nervosa. Enquanto os gânglios das vias simpáticas localizam-se ao lado da medula espinal, distantes do órgão efetuador, os gânglios das vias parassimpáticas estão longe do sistema nervoso central e próximos ou mesmo dentro do órgão efetuador.
As fibras nervosas simpáticas e parassimpáticas inervam os mesmo órgãos, mas trabalham em oposição. Enquanto um dos ramos estimula determinado órgão, o outro inibe. Essa situação antagônica mantém o funcionamento equilibrado dos órgãos internos.

 

 
O SNPA simpático, de modo geral, estimulam ações que mobilizam energia, permitindo ao organismo responder a situações de estresse. Por exemplo, o sistema simpático é responsável pela aceleração dos batimentos cardíacos, pelo aumento da pressão sanguínea, pelo aumento da concentração de açúcar no sangue e pela ativação do metabolismo geral do corpo.
Já o SNPA parassimpático, estimula principalmente atividades relaxantes, como as reduções do ritmo cardíaco e da pressão sanguínea entre outras.
Os nervos espinais se ramificam perto da medula e os diferentes ramos inervam os músculos, a pele e as vísceras. Ramos de diferentes nervos podem ainda se juntar, formando verdadeiras redes nervosas, chamadas plexos nervosos.

Mediadores químicos no SNPA simpático e parassimpático
Tanto nos gânglios do SNPA simpático como nos do SNPA parassimpático ocorrem sinapses químicas entre os neurônios pré-gânglionares e pós-gânglionares. Nos dois casos, a substância neurotransmissora da sinapse é a acetilcolina.

 

 

 

Nas terminações dos neurônios pós-gânglionares, que fazem sinapse com os órgãos efetuadores, porém, a substância neurotransmissora não é a mesma para os dois ramos do SNPA. No SNPA parassimpático o neurotransmissor é a acetilcolina, como nas sinapses ganglionares. Já no SNPA simpático o neurotransmissor é, com poucas exceções, a noradrenalina. Uma dessas exceções é a fibra parassimpática pós-gânglionar que inerva as glândulas sudoríparas, cujo neurotransmissor é a acetilcolina.

 

 

Revestimento, suporte e movimento
Dentre as diversas adaptações que favorecem a conquista do meio terrestre pelos vertebrados destacam-se um eficiente revestimento corporal impermeabilizado, um adequado sistema esquelético de suporte do organismo e de seus órgãos e um hábil mecanismo que permite a movimentação do organismo pelo meio. No homem, essas três tarefas são desempenhadas, na ordem, pela pele, pelo conjunto de ossos do sistema esquelético e pelos inúmeros músculos componentes do sistema muscular. Ossos e músculos constituem o sistema locomotor.

 

Revestimento corporal: tegumento
Os animais apresentam um revestimento corporal cuja principal função é proteger o organismo contra a entrada de corpos estranhos: o tegumento (do latim tegumentum, cobertura, envoltório). Além da função protetora, o tegumento também pode, dependendo da espécie de animal, realizar trocas gasosas, secretar substâncias, perceber estímulos e regular a temperatura do corpo, entre outras funções.

O tegumento dos invertebrados geralmente é um epitélio simples, constituído por uma única camada de células cúbicas ou colunares. Já o tegumento dos vertebrados, a pele, é formada por duas camadas de tecidos, com glândulas e estruturas anexas.

Pele
A pele dos vertebrados é formada por dois tecidos distintos, firmemente unidos entre si. O tecido mais externo, epitelial, é a epiderme. O mais interno, conjuntivo, é a derme.

 

Epiderme

A epiderme é um epitélio multiestratificado, isto é, formado por várias camadas (estratos) de células justapostas. A camada epidérmica mais interna é denominada estrato germinativo, sendo formada por células que se multiplicam continuamente, de tal maneira que as novas células geradas empurram as mais velhas para cima, em direção à superfície do corpo. À medida que envelhecem, as células epidérmicas tornam-se achatadas e passam a fabricar e a acumular dentro de si uma proteína resistente, a queratina.

As células mais superficiais, ao se tornar repletas de queratina, morrem e constituem um revestimento resistente ao atrito e altamente impermeável a perda de água.

 

Derme

A derme, localizada imediatamente sob a epiderme, é um tecido conjuntivo que contém fibras protéicas, vasos sanguíneos, terminações nervosas, órgãos sensoriais e glândulas. As principais células da derme são os fibroblastos, responsáveis pela produção de fibras e de uma substância gelatinosa, a substância amorfa, na qual os elementos dérmicos estão mergulhados. São as fibras da derme que conferem resistência e elasticidade à pele.

Os vasos sanguíneos da derme são responsáveis pela nutrição e oxigenação tanto das células dérmicas quanto das células epidérmicas. Nos mamíferos os vasos sanguíneos da derme desempenham um importante papel na manutenção da temperatura corporal. Quando a temperatura do corpo sobe, impulsos nervosos provocam a dilatação dos vasos sanguíneos da derme; com isso, maior quantidade de sangue passa a circular na pele, levando ao aumento da irradiação de calor para o meio, o que faz o corpo esfriar. Já quando a temperatura corporal diminui, os vasos sanguíneos da pele se contraem; com isso, menos sangue passa a circular na superfície do corpo, o que reduz a perda de calor.

Terminações nervosas e órgãos sensoriais presentes na derme são responsáveis pelas percepções de calor, frio, viscosidade, dureza, umidade, aspereza, maciez, etc.

 

Tecido subcutâneo (hipoderme)

Sob a pele há uma camada de tecido conjuntivo frouxo – o tecido subcutâneo – rico em fibras e em células que armazenam gordura (células adiposas). A gordura armazenada no tecido subcutâneo constitui reserva de energia e atua como isolante térmico.

 

 

Diferenciações tegumentares
A pele dos vertebrados pode apresentar diversos tipos de diferenciações, que auxiliam o desempenho de suas funções. As principais diferenciações tegumentares são escamas, pelos, penas, unhas, garras, cascos e cornos, além de vários tipos de glândulas.

 

Escamas

Escamas são estruturas em forma de placa achatada, que se dispõe no tegumento como uma armadura protetora. Estão presentes em peixes, répteis e aves.

Peixes cartilaginosos (cações, tubarões e raias) possuem escamas placóides semelhantes, em origem e estrutura, a um dente. A parte externa de uma escama placóide é constituída por esmale, formado pelas células epidérmicas, e a parte interna é constituída por dentina, formada pelas células dérmicas.

Escamas dérmicas

Peixes ósseos apresentam escamas dérmicas, originadas pelas células da derme e recobertas por uma fina camada de células epidérmicas. Répteis e aves têm escamas córneas, formações de queratina originadas pelas células epidérmicas.

 

Pelos

Pelos são estruturas filamentosas de queratina, presentes exclusivamente em mamíferos. Certas espécies têm pelos abundantes, que constituem uma pelagem protetora isolante. Na espécie humana, com exceção dos cabelos, os pelos são curtos e ralos, concentrando-se nas axilas e em torno dos órgãos genitais.

Os pêlos são constituídos por células epidérmicas queratinizadas, mortas e compactas. O pêlo nasce dentro de uma pequena depressão da pele, o folículo piloso.  No fundo do folículo, células em contínua multiplicação fabricam queratina, morrem e se compactam, originando o pelo.

As células que originam o pelo são nutridas e oxigenadas por capilares sanguíneos presentes junto ao folículo. Cada pelo está ligado a um pequeno músculo eretor, que permite sua movimentação, e a uma ou mais glândulas sebáceas, que se encarregam de sua lubrificação.

 

Penas
As penas estão presentes exclusivamente nas aves. São constituídas de queratina e se formam de maneira semelhante aos pêlos dos mamíferos. Tudo indica que penas e pelos evoluíram a partir das escamas que recobriam o corpo dos répteis ancestrais de aves e mamíferos.

 

 

Unhas
Unhas são estruturas achatadas, formadas por queratina altamente compactada, presente na ponta dos dedos de mamíferos e primatas, como macacos, artrópodes e o homem. As unhas garantem firmeza à ponta dos dedos. Nos pés dão mais equilíbrio ao caminhar; nas mãos auxiliam a apreenção e a manipulação de objetos.

As unhas crescem a apartir de uma dobra epidérmica localizada próxima à ponta dos dedos, onde células epidérmicas se dividem intensamente, acumulando queratina. As células queratinizadas morrem e se compactam formando a unha.

 

 

 

Garras
As garras diferem das unhas por serem agudas e afiadas. Estão presentes em diversos grupos de animais, como répteis, aves e mamíferos. As garras são usadas, entre outras funções, para agarrar e como armas de ataque e defesa.

 

 

Cascos
Cascos são estruturas queratinizadas maciças e compactas, presentes nas extremidades dos membros locomotores de certos mamíferos, tais como cavalos, bois, porcos, girafas etc.

Animais dotados de casco são genericamente denominados ungulados (do latim úngula, unha).

Cornos

Os cornos são estruturas cônicas e pontiagudas, formada por queratina altamente compactada, presentes na cabeça dos mamíferos como bois, búfalos, antílopes, carneiros, cabras, etc. Os cornos se desenvolvem tanto em machos quanto em fêmeas e nunca são substituídos. Nisso diferem dos chifres, estruturas ramificadas presentes apenas em machos de alces e veados. Os chifres são formados por tecido calcificado recoberto de pele, sendo substituído anualmente.

 

 

Glândulas
O tegumento dos vertebrados apresenta diversos tipos de glândulas, especializadas na produção e secreção de substâncias. Peixes e anfíbios, por exemplo, possuem glândulas de muco que lubrificam a pele. Algumas espécies de anfíbios possuem glândulas de veneno, que secretam substâncias tóxicas contra predadores.

Aves possuem uma glândula localizada na calda, a glândula uropigeana, que produz uma secreção oleosa usada na lubrificação e impermeabilização das penas. Mamíferos possuem glândulas sebáceas, cuja a secreção gordurosa lubrifica os pelos e a pele, e glândulas sudoríparas, que secretam suor.

As glândulas sudoríparas estão presentes em poucas categorias de mamíferos, das quais o cavalo e o homem são os melhores exemplos; cães e gatos não têm glândulas sudoríparas.
As glândulas sudoríparas situam-se imediatamente abaixo da derme, no tecido subcutâneo. Sua porção mais profunda tem forma enovelada, ligada, o um fino canal, a um poro que se abre na superfície da pele. A secreção das glândulas sudoríparas é o suor, composto de água, sais e um pouco de uréia. O suor tem por função refrescar o corpo, seja quando a temperatura do ambiente se eleva, seja quando a temperatura interna sobe devido ao aumento da atividade.

 

Sistema esquelético
O conjunto de ossos e cartilagens que protegem os órgãos e permitem os movimentos forma o sistema esquelético, cujas as funções básicas são suporte, proteção, movimento, reserva de minerais (principalmente cálcio e fósforo) e produção de células sanguíneas (hematopoiese).

 

Tipos de ossos

Quase todos os ossos do corpo podem ser classificados em 4 tipos, de acordo com a sua forma:
Longos – mais compridos do que largos. Por exemplo, ossos da perna, braços, antebraços e dedos;
Curtos – aproximadamente mesmo comprimento e largura. Por exemplo, ossos do calcanhar e do pulso;
Chatos ou achatados – finos, em forma de lâmina. Por exemplo, ossos do crânio, costelas e externo;
Irregulares – não podem ser inseridos nos grupos anteriores. Por exemplo, vértebras e ossos da face.

 

 

A formação do tecido ósseo

 

A ossificação – formação do tecido ósseo – pode se dar por dois processos: ossificação intramembranosas e ossificação endocrondal.

No primeiro caso, o tecido ósseo surge aos poucos em uma membrana de natureza conjuntiva, não cartilaginosa. Na ossificação endoncondral, uma peça de cartilagem, com formato de osso, serve de molde para a confecção de tecido ósseo. Nesse caso, a cartilagem é gradualmente destruída e substituída por tecido ósseo.

Crescimento nos ossos longos
A ossificação endocondral ocorre na formação de ossos longos, como os das pernas e os dos braços.

Nesses ossos, duas regiões principais sofrerão a ossificação: o cilindro longo, conhecido como diáfise e as extremidades dilatadas, que correspondem às epífises. Entre a epífese de cada extremidade e a diáfise é mantida uma região de cartilagem, conhecida como cartilagem de crescimento, que possibilitará a ocorrência de crescimento ósseo durante a fase de crescimento de uma pessoa.

Novas células cartilaginosas são constantemente geradas, seguidas da ocorrência constante de ossificação endocondral, levando a formação de mais osso. Nesse processo, os osteoclastos desempenham papel importante. Eles efetuam constantemente a reabsorção de tecido ósseo, enquanto novo tecido ósseo é formado.
Os osteoclastos atuam como verdadeiros demolidores de osso, enquanto os osteoblastos exercem papel de construtores de mais osso. Nesse sentido o processo de crescimento de um osso depende da ação conjunta de reabsorção de osso preexistente e da deposição de novo tecido ósseo. Considerando, por exemplo, o aumento de diâmetro de um osso longo, é preciso efetuar a reabsorção da camada interna da parede óssea, enquanto na parede externa deve ocorrer deposição de mais osso.

O crescimento ocorre até que se atinja determinada idade, a partir da qual a cartilagem de crescimento também sofre ossificação e o crescimento do osso em comprimento cessa.

 

Remodelação óssea
A quantidade de massa óssea presente no esqueleto é o resultado da formação e da reabsorção. Este turnover está diretamente relacionado à necessidade corporal de manter uma concentração fisiológica de cálcio ionizado nos fluidos orgânicos e, especialmente, à necessidade de manter a integridade estrutural do esqueleto.

No processo fisiológico normal, a reabsorção e a formação ósseas estão intimamente relacionadas em tempo, grau e espaço, tanto que a formação óssea só é ativada depois que estiver estabelecida uma área de absorção. O metabolismo ósseo é influenciado por vários fatores hormonais, locais, comportamentais e ambientais, além de forças mecânicas, elétricas, químicas e magnéticas. Esse mecanismo é relativamente rápido no osso trabecular e mais lento no osso cortical.

Os osteoclastos são recrutados para a superfície (processo chamado de ativação) e reabsorvem uma quantidade de mineral, criando uma cavidade – lacuna de Howship – no osso trabecular. Essa fase dura em torno de duas semanas e é seguida por um período de aparente inatividade no sítio da reabsorção. Durante essa fase, os osteoclastos desaparecem e são substituídos por macrófagos, cuja função não está inteiramente elucidada, mas que parece ser a de depositar uma substância que inicia a cimentação.

Como esse processo ocorre entre a remoção do osso e sua subsequente substituição, ele é chamado de fase de reversão. Por um sinal desconhecido, os osteoblastos – células que sintetizam a nova matriz – aderem-se à superfície da cavidade. Essas células sintetizam colágeno e outras proteínas não colagenosas, que são secretadas dentro da cavidade para formar o osteóide, uma matriz não mineralizada, que o será mais tarde, formando osso novo. Essa fase de formação pode levar vários meses para se estabelecer. Sob condições normais, a quantidade de osso novo sintetizado em cada sítio de remodelação é exatamente igual àquela que foi removida pelos osteoclastos.

Calcula-se que os adultos remodelem de 10 a 30% da sua massa óssea a cada ano. Esta ¨manutenção preventiva¨ faz com que o esqueleto tenha uma idade média em torno de oito anos

 

Fraturas e osteoclastos
De forma bem simplificada, podemos dizer que fratura é a quebra de um osso. Quando ocorre, o procedimento normal é a redução dessa fratura, isto é, a aproximação dos cotos (partes fraturadas), e a imobilização até a formação do calo ósseo e sua completa calcificação.


Os osteoclastos também estão envolvidos na reparação de fraturas. Após a quebra do osso, ocorre uma intensa proliferação do periósteo. Isso leva a formação de uma anel, o calo ósseo, que envolve os pedaços quebrados. Simultaneamente, os osteoclastos iniciam a remoção de células ósseas mortas e do coágulo formado, já que na fratura há uma hemorragia considerável.

O periósteo fornece novas células iniciadoras de osso imaturo, que une provisoriamente os pedaços separados. Com o passar do tempo, ocorre uma remodelação do calo ósseo e, aos poucos, a estrutura óssea é refeita com a participação de osteoclastos e osteoblastos, até que a fratura esteja consolidada.

 

 

O esqueleto humano
Além de dar sustentação ao corpo, o esqueleto protege os órgãos internos e fornece pontos de apoio para a fixação dos músculos. Ele constitui-se de peças ósseas (ao todo 208 ossos no indivíduo adulto) e cartilaginosas articuladas, que formam um sistema de alavancas movimentadas pelos músculos.

O esqueleto humano pode ser dividido em duas partes:

  1. Esqueleto axial: formado pela caixa craniana, coluna vertebral caixa torácica (em amarelo).
  2. Esqueleto apendicular: compreende a cintura escapular, formada pelas escápulas e clavículas; cintura pélvica, formada pelos ossos ilíacos (da bacia) e o esqueleto dos membros (superiores ou anteriores e inferiores ou posteriores).

 

1-Esqueleto axial
1.1-Caixa craniana

Possui os seguintes ossos importantes: frontal, parietais, temporais, occipital, esfenóide, nasal, lacrimais, malares (“maçãs do rosto” ou zigomático), maxilar superior e mandíbula (maxilar inferior).

 

Observações:

  • Primeiro – no osso esfenóide existe uma depressão denominada de sela turca onde se encontra uma das menores e mais importantes glândulas do corpo humano – a hipófise, no centro geométrico do crânio.
  • Segundo – Fontanela ou moleira é o nome dado à região alta e mediana, da cabeça da criança, que facilita a passagem da mesma no canal do parto; após o nascimento, será substituída por osso.

 

Coluna vertebral
É uma coluna de vértebras que apresentam cada uma um buraco, que se sobrepõem constituindo um canal que aloja a medula nervosa ou espinhal; é dividida em regiões típicas que são: coluna cervical (região do pescoço), coluna torácica, coluna lombar, coluna sacral, coluna cocciciana (coccix).

 

 

1.3-Caixa torácica
É formada pela região torácica de coluna vertebral, osso externo e costelas, que são em número de 12 de cada lado, sendo as 7 primeiras verdadeiras (se inserem diretamente no esterno), 3 falsas (se reúnem e depois se unem ao esterno), e 2 flutuantes (com extremidades anteriores livres, não se fixando ao esterno).

 

 

 
2- Esqueleto apendicular
2-1- Membros e cinturas articulares

Cada membro superior é composto de braço, antebraço, pulso e mão. O osso do braço – úmero – articula-se no cotovelo com os ossos do antebraço: rádio e ulna. O pulso constitui-se de ossos pequenos e maciços, os carpos. A palma da mão é formada pelos metacarpos e os dedos, pelas falanges.
Cada membro inferior compõe-se de coxa, perna, tornozelo e pé. O osso da coxa é o fêmur, o mais longo do corpo. No joelho, ele se articula com os dois ossos da perna: a tíbia e a fíbula. A região frontal do joelho está protegida por um pequeno osso circular: a rótula. Ossos pequenos e maciços, chamados tarsos, formam o tornozelo. A planta do pé é constituída pelos metatarsos e os dedos dos pés (artelhos), pelas falanges.
Os membros estão unidos ao corpo mediante um sistema ósseo que toma o nome de cintura ou de cinta. A cintura superior se chama cintura torácica ou escapular (formada pela clavícula e pela escápula ou omoplata); a inferior se chama cintura pélvica, popularmente conhecida como bacia (constituída pelo sacro - osso volumoso resultante da fusão de cinco vértebras, por um par de ossos ilíacos e pelo cóccix, formado por quatro a seis vértebras rudimentares fundidas). A primeira sustenta o úmero e com ele todo o braço; a segunda dá apoio ao fêmur e a toda a perna.

 

 

Pelve
Os ossos do quadril, sacro e cóccix formam uma bacia, chamada de pelve. A pelve feminina é a mais arredondada e larga que a masculina, característica que permite uma melhor acomodação durante ser desenvolvimento e o parto.

 


Juntas e articulações
Junta é o local de junção entre dois ou mais ossos. Algumas juntas, como as do crânio, são fixas; nelas os ossos estão firmemente unidos entre si. Em outras juntas, denominadas articulações, os ossos são móveis e permitem ao esqueleto realizar movimentos.

 

 

Ligamentos
Os ossos de uma articulação mantêm-se no lugar por meio dos ligamentos, cordões resistentes constituídos por tecido conjuntivo fibroso. Os ligamentos estão firmemente unidos às membranas que revestem os ossos.
Principais doenças relacionadas ao sistema esquelético

A tabela abaixo apresenta os principais problemas relacionados com a ossificação, esqueleto axial e articulações presentes nos seres humanos.

 

Disturbio em:
Doença
Característica
Ossificação
Raquitismo
  • Causa: deficiência de vitamina D.
  • Os ossos não são tão fortes em decorrência da falta de calcio e de fósforo.
  • Pernas arqueadase pode ocorrer má-formação na cabeça, peito e pelvis
Osteomalacia
  • Desmineralização dos ossos por falta de vitamina D.
  • Mesmos efeitos do raquitismo.
Osteomielite
  • Doenças infecciosas dos ossos.
Osteoporose
  • Decréscimo da massa óssea.
  • Relacionada com a idade, mas também pode ocorrer durante a gravidez.
  • Afeta, principalmente, quadris, coluna, pernas e pés.

 

Sistema muscular
O movimento é uma função essencial do corpo, resultante de contrações e relaxamento musculares. Com exceção das esponjas e de alguns celenterados, que não possuem tecido muscular, todos os outros animais utilizam-se de músculos para movimentar o corpo. É graças a contração muscular que os animais podem nadar, respirar, voar, nadar, mover o alimento na cavidade digestiva, bombear o sangue dentro dos vasos sanguíneos etc.

 

 
O tecido muscular representa de 40% a 50% do peso corporal total e é composto de células altamente especializadas.Os músculos estão relacionados basicamente com as funções de movimento, manutenção da postura e produção de calor.

Foi estimado que 85% de todo o calor gerado no corpo vem de contrações musculares.

 

Tipos de tecido muscular
Os músculos podem ser formados por três tipos básicos de tecido muscular: estriado esquelético, liso e estriado cardíaco.

 

Musculatura estriada esquelética

O tecido muscular estriado esquelético apresenta, sob observação microscópica, faixas alternadas transversais, claras e escuras. Essa estriação resulta do arranjo regular de microfilamentos formados pela proteínas actina e miosina, responsáveis pela contração muscular. A célula muscular estriada, também chamada fibra muscular, possui inúmeros núcleos e pode atingir comprimentos que vão de 1mm a 60 cm.

 

 

Musculatura lisa

O tecido muscular liso está presente em diversos órgãos internos (tubo digestivo, bexiga, útero etc.) e também nas paredes dos vasos sanguíneos. As células musculares lisas são uninucleadas e os filamentos de actina e miosina dispões em hélice em seu interior, sem formar padrão estriado como no tecido muscular esquelético.

A contração dos músculos lisos é geralmente involuntária, ao contrário da contração dos músculos esqueléticos, que está sob o controle da vontade.

 

Musculatura estriada cardíaca

O tecido muscular cardíaco está presente apenas no coração dos vertebrados. Ao microscópio, o tecido muscular cardíaco apresenta estriação transversal. Suas células são uninucleares e têm contração involuntária.

 

 

A contração muscular
A grande maioria dos animais possuem células nervosas e musculares. Em todos eles, o mecanismo de funcionamento dessas células é exatamente o mesmo. A coordenação interna do organismo e o seu relacionamento com o meio ambiente são funções exercidas pelo sistema nervoso. Ao sistema sensorial cabe a recepção das mensagens provenientes do meio ambiente. A resposta, muitas vezes representada por um movimento, é papel dos tecidos musculares.

 

Os miofilamentos: actina e miosina

 

Toda a célula muscular contém filamentos protéicos contráteis de dois tipos: actina e miosina. Esses miofilamentos (ou miofibrilas) são diferenciados um do outro pelo peso molecular, maior no filamento de miosina.
Ao microscópio eletrônico, a actina aparece sob a forma de filamentos finos, enquanto a miosina é representada por filamentos grossos. A interação da actina com a miosina é o grande evento desencadeador da contração muscular.

A disposição regular dessas proteínas ao longo da fibra produz o padrão de faixas claras e escuras alternadas, típicas do músculo estriado.

As unidades de actina e miosina que se repetem ao longo da miofibrila são chamadas, sarcômeros. As faixas mais externas dos sarcômeros, claras, são denominadas de banda I e contêm apenas filamentos de actina. A faixa central mais escura é denominada banda A. As extremidades da banda A são formadas por filamentos de actina e miosina sobrepostos, enquanto a sua região mediana mais clara, denominada banda H, contém apenas miosina.

 

 

 
As linhas Z constituem o ponto onde se originam os filamentos de actina. Os filamentos de miosina ficam intercalados com os de actina. Note que de ambos os lados dos filamentos de miosina existe um espaço. Essa é a conformação quando a célula muscular está relaxada. Na contração, o sarcômero encurta e as moléculas de miosina “encostam” nas linhas Z. Neste caso, a estriação típica modifica-se momentaneamente. Retornando ao estado de relaxamento.

 

 

 

O mecanismo da contração muscular
Na contração das fibras musculares esqueléticas, ocorre o encurtamento dos sarcômeros: os filamentos de actina “deslizam” sobre os de miosina, graças a certos pontos de união que se formam entre esses dois filamentos, levando á formação da actomiosina. Para esse deslizamento acontecer, há a participação de grande quantidade de dois elementos importantes : íons Ca ++ e ATP. Nesse caso cabe à molécula de miosina o papel de “quebrar” (hidrolisar) o ATP, liberando a energia necessária para a ocorrência de contração.

 

 

 

 

Resumidamente, a atividade de contração muscular pode ser representada por:

 

 
O estímulo a contração muscular

 

A musculatura lisa é controlada pelos nervos do sistema nervoso autônomo. As divisões simpática e parassimpática atuam sobre a atividade da musculatura lisa dos órgãos digestivos  e excretores. No entanto, o tecido muscular liso também pode ser estimulado a funcionar pela distensão da parede do órgão. É o que acontece, por exemplo, quando o bolo alimentar está passando pelo tubo digestivo. A distensão causada pelo aumento na parede intestinal provoca uma resposta de contração na musculatura lisa dessa parede. Como resultado, gera-se uma onda de peristaltismo, que impulsiona o alimento “para frente”.

Por outro lado, a musculatura estriada, na maior parte das vezes, fica sob controle voluntário. Ramos nervosos se encaminham para o tecido muscular e se ramificam, atingindo células musculares individuais ou grupos delas.

Cada ponto de junção entre uma terminação nervosa e a membrana plasmática da célula muscular corresponde a uma sinapse. Essa junção é conhecida pelo nome de placa motora. O impulso nervoso propaga-se pelo neurônio e atinge a placa motora. A membrana da célula muscular recebe o estímulo. Gera-se uma corrente elétrica que se propaga por essa membrana, atinge o citoplasma e desencadeia o mecanismo de contração muscular.

 

Circuito Músculo-Cérebro

Os nervos estão conectados e comunicam seus sinais através de sinapses. O movimento de um músculo envolve duas vias nervosas complexas: a via nervosa sensitiva até o cérebro e a via nervosa motora até o músculo. Esse circuito é composto por doze etapas básicas, as quais são indicadas a seguir:

 

  1. Os receptores sensitivos da pele detectam as sensações e transmitem um sinal ao cérebro.
  2. O sinal é transmitido ao longo de um nervo sensitivo até a medula espinhal.
  3. Uma sinapse na medula espinhal conecta o nervo sensitivo a um nervo da medula espinhal.
  4. O nervo cruza para o lado oposto da medula espinhal.
  5. O sinal é transmitido e ascende pela medula espinhal.
  6. Uma sinapse no tálamo conecta a medula espinhal às fibras nervosas que transmitem o sinal até o córtex sensitivo.
  7. O córtex sensitivo detecta o sinal e faz com que o córtex motor gere um sinal de movimento.
  8. O nervo que transmite o sinal cruza para o outro lado, na base do cérebro.
  9. O sinal é transmitido para baixo pela medula espinhal.
  10. Uma sinapse conecta a medula espinhal a um nervo motor.
  11. O sinal prossegue ao longo do nervo motor.
  12. O sinal atinge a placa motora, onde ele estimula o movimento muscular.

Tecido muscular estriado cardíaco
Esse tecido é o principal constituinte da parede do coração. Embora ele seja estriado, seu controle é involuntário (ele é inervado pelos dois ramos do sistema nervoso autônomo – o simpático e o parassimpático). As fibras do músculo cardíaco são quadrangulares e apresentam um ou dois núcleos localizados no centro da fibra. Já as células musculares esqueléticas contêm vários núcleos distribuídos pela periferia da célula.

 

 
As fibras cardíacas são interconectadas umas com as outras. Essas fibras estão organizadas paralelamente, e fisicamente conectadas por junções que permitem a condução de um estímulo de uma fibra para a outra. Entre as fibras, há a interposição de um disco intercalar, que nada mais é do que o espessamento da membrana da célula. Esse disco é característico do tecido muscular cardíaco. Sua função é aumentar a força do músculo é facilitar a condução do impulso de uma fibra para a outra. Quando uma fibra do tecido é estimulada, todas as outras também o serão.

O tecido muscular cardíaco normal se contrai e se relaxa de forma rápida, contínua e rítmica por volta de 75 vezes por minuto. Para esse trabalho, a demanda por oxigênio é bem maior do que a do tecido muscular esquelético. As mitocôndrias também são maiores e em grande número quando comparadas às dos músculos esqueléticos.

 

 

Tecido Muscular Liso
As células musculares lisas são involuntárias, não-estriadas e menores do que as fibras estriadas esqueléticas. Elas apresentam um núcleo único e central. Seus filamentos de actina e miosina estão espalhados no citoplasma, sem o arranjo visto para as células musculares esqueléticas. A contração muscular se dá de modo semelhante ao visto anteriormente

A musculatura lisa é controlada pelos nervos do sistema nervoso autônomo (simpático e parassimpático). A musculatura lisa está presente, por exemplo, na parede dos órgãos digestivos, dos vasos sanguíneos, da bexiga urinária e do útero. O tecido muscular liso também pode ser estimulado a funcionar pela distensão da parede do órgão.

 

Grupos de Ação Muscular
O músculo esquelético é um agrupamento de células musculares (fibras) envoltas em um delicado tecido nervoso. À medida que um músculo esquelético se aproxima da sua inserção, a massa formada por elementos contráteis, chamada de ventre, termina abruptamente e é continuada por fibras do tecido conjuntivo, conhecidas como tendões de inserção. Os tendões planos se chamam aponeuroses. As fibras colágenas do tendão se ligam com as do periósteo e do osso propriamente dito, fazendo a união entre os sistemas ósseo esquelético e muscular.

A maioria dos movimentos é coordenada por vários músculos esqueléticos atuando em grupos. Dependendo do tipo de movimento, há diferentes grupos de músculos em cada lado de uma articulação. Assim, em uma articulação, os músculos flexores estão do lado oposto ao dos extensores, o dos adutores em oposição ao dos abdutores etc.

O músculo que causa a ação desejada é chamado de agonista. Simultaneamente, o grupo que faz oposição ao agonista é chamado de antagonista. Assim, se o grupo agonista se contrai, o antagonista se relaxa e permite o movimento desejado.

Além dos agonistas e antagonistas, existem os sinergistas. Esses músculos servem para firmar, uniformizar o movimento, além de prevenir movimentos indesejados e promover uma ação agonista eficiente. O último grupo é o dos fixadores. Sua função é estabilizar a origem dos movimentos agonistas para que eles sejam realizados de forma eficiente.

 

Histologia

 

A histologia (do grego: hydton = tecido + logos = estudos) é a ciência que estuda os tecidos biológicos, desde a sua formação (origem), estrutura (tipos diferenciados de células) e funcionamento.

 

Mas o que é tecido?

O corpo de um organismo multicelular é constituído por diferentes tipos de células, especializadas em realizar diversas funções. As células com determinado tipo de especialização organizam-se em grupos, constituindo os tecidos. Alguns tecidos são formados por células que possuem a mesma estrutura; outros são formados por células que têm diferentes formas e funções, mas que juntas colaboram na realização de uma função geral maior.

 

 

 

A diferenciação dos tecidos e a conquista do ambiente terrestre

Dentre as diversas adaptações que favoreceram a conquista do meio terrestre pelos vertebrados destacam-se um eficiente revestimento corporal impermeabilizado, um adequado sistema esquelético de suporte do organismo e de seus órgãos e um hábil mecanismo que permite a movimentação do organismo pelo meio. No homem, essas três tarefas são desempenhadas, na ordem, pela pele, pelo conjuntivo de ossos do sistema esquelético e pelos inúmeros músculos componentes do sistema muscular. Ossos e músculos constituem o sistema locomotor.

 

Como são formados os tecidos?

Todos os tecidos presentes nos vertebrados adultos são formados a partir de três tipos de folhetos germinativos: endoderma, ectoderma e mesoderma. Cada um desses, durante o desenvolvimento embrionário, é responsável por uma genealogia de células especializadas quanto à forma e função.

Os destinos finais (organogênese) desses folhetos germinativos, na formação dos tecidos e órgão humanos, são:

 

Ectoderma

  • Epiderme e anexos cutâneos (pêlos e glândulas mucosas);
  • Todas as estruturas do sistema nervoso (encéfalo, nervos, gânglios nervosos e medula espinhal);
  • Epitélio de revestimento das cavidades nasais, bucal e anal.

Mesoderma

  • Forma a camada interna da pele (derme);
  • Músculos lisos e esqueléticos;
  • Sistema circulatório (coração, vasos sangüíneos, tecido linfático, tecido conjuntivo);
  • Sistema esquelético (ossos e cartilagem);
  • Sistema excretor e reprodutor (órgãos genitais, rins, uretra, bexiga e gônadas).

Endoderma

  • Epitélio de revestimento e glândulas do trato digestivo, com exceção da cavidade oral e anal;
  • Sistema respiratório (pulmão);
  • Fígado e pâncreas.

Tipos de Tecidos

 

Nos animais vertebrados há quatro grandes grupos de tecidos: o muscular, o nervoso, o conjuntivo (abrangendo também os tecidos ósseo, cartilaginoso e sanguíneo) e o epitelial, constituindo subtipos específicos que irão formar os órgãos e sistemas corporais.

Por exemplo: O sangue é considerado um tecido conjuntivo, com diversificadas células (as hemácias, os leucócitos e as plaquetas) e o plasma (água, sais minerais e diversas proteínas).

Nos invertebrados estes tipos de tecido são basicamente os mesmos, porém com organizações mais simples. A maioria dos tecidos além de serem compostos de células, apresentam entre elas substâncias intracelulares (intersticiais).

 

 

 

Especificação dos tecidos básicos



Epitélio → revestimento da superfície externa do corpo (pele), os órgãos (fígado, pulmão e rins) e as cavidades corporais internas;

Conjuntivo → constituído por células e abundante matriz extracelulas, com função de preenchimento, sustentação e transporte de substâncias;

Muscular → constituído por células com propriedades contráteis;

Nervoso → formado por células que constituem o sistema nervoso central e periférico (o cérebro, a medula espinhal e os nervos).

 

Tecido epitelial

 

A superfície externa do corpo e as cavidades corporais internas dos animais são revestidas por este tecido. O tecido epitelial desempenha várias funções no organismo, como proteção do corpo (pele), absorção de substâncias úteis (epitélio do intestino) e percepção de sensações (pele), dependendo do órgão aonde se localizam.

Os tecidos epiteliais ou epitélios têm células perfeitamente justapostas, unidas por pequena quantidade de material cimentante, com pouquíssimo espaço intercelular. Os epitélios não são vascularizados e não sangram quando feridos. A nutrição das células se faz por difusão a partir dos capilares existentes em outro tecido, o conjuntivo, adjacente ao epitélio a ele ligado. O arranjo das células epiteliais pode ser comparado ao de ladrilhos ou tijolos bem encaixados.

 

 

Os epitélios podem ser classificados quanto ao número de células:

  • Quando os epitélios são formados por uma só camada de células, são chamados de epitélios simples ou uniestratificados (do latim uni, um, e stratum, camada).
  • Já os epitélios formados por mais de uma camada de células são chamados estratificados.
  • Existem ainda epitélios que, apesar de formados por uma única camada celular, têm células de diferentes alturas, o que dá a impressão de serem estratificados. Por isso, eles costumam ser denominados pseudo-estratificados.

Quanto à forma das células, os epitélios podem ser classificados em:

  • Pavimentosos, quando as células são achatadas como ladrilhos;
  • Cúbicos, quando as células tem forma de cubo, ou
  • Prismáticos, quando as células são alongadas , em forma de coluna.

No epitélio que reveste a bexiga, a forma das células é originalmente cúbica, mas elas se tornam achatadas quando submetidas ao estiramento causado pela dilatação do órgão. Por isso, esse tipo de epitélio é de denominado, por alguns autores, epitélio de transição.

Os tecidos epiteliais, também chamados epitélios, são classificados em dois tipos principais: epitélios de revestimento e epitélios glandulares.

 

Epitélios de revestimento

 

Funciona como uma membrana que isola o organismo, ou parte dele, do meio externo. Está relacionado ao revestimento e proteção de superfícies externas (por exemplo, na pele) e internas (por exemplo, no estômago). Atua, também, na absorção de substâncias, na secreção de diversos produtos, na remoção de impurezas e pode conter vários tipos de receptores sensoriais (notadamente na pele).

 

Pele: Órgão de contato

Nos vertebrados, a pele é importante órgão de contato com o meio. A conquista do ambiente terrestre pelos vertebrados tornou-se possível, entre outras coisas, a partir do isolamento e proteção do corpo e de mecanismos de relação do ser vivo com o meio. O tato, a visão, a olfação, a gustação e a audição são úteis no relacionamento do animal com o ambiente. A pele, órgão responsável pelas sensações táteis, apresenta diferentes tipos de “sensores”, que registram e informam ao ser vivo variações de temperatura (calor ou frio) e pressão (toques, choques, pancadas). A pele é, ainda, importante órgão de defesa contra diversos tipos de agentes infecciosos.

 

Tecido Epitelial de Revestimento Pluriestratificado Pavimentoso Queratinizado. Microscopia óptica. (E) Epiderme, (D) Derme, (SC) Células queratinizadas e cera.

Considerando o corpo inteiro, a pele de uma pessoa chega a pesar 5 Kg e tem uma área total de 18 m2. É, portanto o maior órgão do nosso corpo.

 

A histologia da pele

Nos mamíferos, a pele é órgão composto por duas camadas: epiderme e derme.

A epiderme é um tecido epitelial pluriestratificado. É formada por estratos (ou camadas), dos quais destacam-se o estrato basal (também chamado de estrato germinativo), que fica apoiado na derme e é formado por células de aspecto cúbico. Nessa camada é intensa a atividade de divisão celular mitótica, que repõe constantemente as células perdidas no desgaste diário a que a superfície desse tecido está sujeito. À medida que novas células são formadas, elas vão sendo “empurradas” para formar as demais células, até ficarem expostas na superfície da pele.

A derme é uma camada formada por tecido conjuntivo do tipo denso, cujas fibras ficam orientadas em diversas direções. Vários tipos de células são encontrados, destacando-se os fibroblastos e os macrófagos. Nervos, terminações nervosas, diferentes tipos de corpúsculos sensoriais e uma ampla rede de capilares sangüíneos cruzam a derme em várias direções. Ela é um importante tecido de manutenção e de apoio. Os nutrientes existentes no sangue difundem-se para as células epidérmicas.

Nos mamíferos, a derme é atravessada por finas faixas de células musculares, os músculos eretores dos pêlos, cuja contração é involuntária e permite aumentar a camada de ar retirada entre os pêlos, que contribui para o isolamento térmico. Mecanismo semelhante ocorre nas aves, com as penas.

Abaixo da derme, há uma camada de tecido conjuntivo frouxo, o tecido celular subcutâneo (também conhecido como tela subcutânea e hipoderme), que não faz parte da pele, mas estabelece a sua ligação com as estruturas adjacentes, permitindo o seu deslizamento. Em determinadas regiões do corpo, a hipoderme contém um número variável de camadas de células adiposas, formando o panículo adiposo (o popular “toucinho de porco”), importante como reserva de energia, isolante térmico e facilitador da flutuação na água.

Sensores da pele

 

Diversos tipos de estruturas sensoriais conferem à pele a função de relacionamento com o meio ambiente. Distribuído por toda a pele, são basicamente dendritos de neurônios sensoriais (terminações nervosas livres), sendo que alguns são envoltos por uma cápsula de células conjuntivas ou epiteliais e, por isso, esses receptores são capsulados.

 

 

 

Anexos da Pele

Três estruturas da pele, derivadas da epiderme, são extremamente importantes na adaptação dos mamíferos ao meio terrestre: pêlos, que auxiliam no isolamento térmico; glândulas sudoríparas, que desempenham o papel importante na regulação da temperatura corpórea; e glândulas sebáceas, que lubrificam a pele e estruturas anexas.

 

A pele é um tipo de tecido epitelial chamado epitélio de revestimento. Os tecidos epiteliais de revestimento são também encontrados revestindo as cavidades corporais internas dos animais.

 

 

Epitélio de revestimento intestinal

 

O tecido que reveste internamente o intestino delgado é um bom exemplo de epitélio especializado em absorver nutrientes e permitir que eles passem da cavidade intestinal para o sangue. A alta capacidade de absorção do epitélio intestinal se deve ao fato de suas células possuírem, na membrana a borda livre (isto é, a borda voltada para a cavidade intestinal), muitas projeções finas e alongadas, que lembrem dedos de uma luva, chamadas microvilosidades.

 

 

Cálculos da área de membrana que constitui as microvilosidades mostram que elas aumentam quinhentas vezes a área superficial de cada célula, em comparação com a área de células que têm a borda lisa. O mesmo tipo de cálculo nos leva a concluir que o intestino delgado humano apresenta uma superfície de absorção de mais de 300 m2, equivalente à área de uma quadra de esportes de 20 m de comprimento por 15 m de lado.

 

A renovação das células epiteliais

A mitose é um processo freqüente nas células epiteliais, as quais têm vida curta e precisam ser constantemente renovadas. A velocidade dessa renovação varia de epitélio para epitélio. As células que se renovam mais rapidamente são do epitélio intestinal: num prazo de 2 a 5 dias são substituídas por células novas. As que se renovam mais lentamente são as células do pâncreas que demoram 50 dias para serem substituídas.

 

Para saber mais sobre mitose, clique aqui!

 

Na pele, a renovação da epiderme ocorre em média a cada 30 dias. No couro cabeludo, pode ocorrer uma disfunção em que a descamação de parte da epiderme acontece a cada 3 ou 4 dias, formando as caspas.

 

 

Especialização das células epiteliais

 

As células dos tecidos epiteliais mantêm-se aderidas umas às outras por meio de estruturas especializadas, genericamente chamadas junções celulares.

 

 

Desmossomos

Uma das mais importantes junções celulares é o desmossomo (do grego desmos, ligação, e somatos, corpo). Um desmossomo pode ser comparado a um botão de pressão constituído por duas metades que se encaixam, estando uma metade localizada na membrana de uma das células e a outra na célula vizinha.

Em cada célula existe uma placa circular de proteína, situada bem junto à membrana. Das placas partem substâncias colantes, chamadas desmogleínas, que atravessam as membranas e grudam as células na região de contato. As placas também estão ligadas a um grande número de filamentos constituídos da proteína queratina.

 

 

 

Microscopia eletrônica da célula mostrando a placa circular


Zona de oclusão

Outro tipo de junção celular presente em muitos epitélios é a zona de oclusão, uma espécie de cinturão adesivo situado junto a borda livre das células epiteliais. A zona de oclusão mantém as células vizinhas tão encostadas que impede a passagem de moléculas entre elas. Assim, substâncias eventualmente presentes em uma cavidade revestida por tecido epitelial não podem penetrar no corpo, a não ser atravessando diretamente as células.

 

 

Lâmina basal e hemidesmossomos

Sob um tecido epitelial há sempre uma espécie de tapete de moléculas de proteínas ao qual as células se ligam: a lâmina basal. As bases das células epiteliais ficam aderidas a lâmina basal por meio de estruturas celulares especiais, denominadas hemidesmossomos. Estes lembram desmossomos, mas possuem estrutura e função diferentes, conectando as bases das células epiteliais à lamina basal, em vez de ligarem as membranas de células vizinhas, como fazem os desmossomos.

 

Junções gap ou comunicantes

Conhecidas também por nexos, junção em hiato ou gap junction, são partículas cilíndricas que fazem com que as células entrem em contato umas com as outras, para que funcionem de modo coordenado e harmônico. Esses canais permitem o movimento de moléculas e íons, diretamente do citosol de uma célula para outra.

 

 

 

Interdigitações: aumento da superfície de contato

É comum observar-se a ocorrência de pregueamento entre as membranas plasmáticas de duas células adjacentes. Esses pregueamentos, conhecidos como interdigitações (à maneira dos dedos das mão colocadas uns entre os outros), ampliam a superfície de contato entre as células e facilitam a passagem de substâncias de uma para a outra.

 

A transformação dos epitélios

Assim como outros tecidos, os epitélios podem sofrer metaplasia, que é a substituição patológica de um tipo de tecido por outro. No caso de fumantes crônicos, por exemplo, o epitélio pseudo-estratificado ciliado da traquéia e dos brônquios pode se transformar em pavimentoso pela ação irritante nos elementos presentes na composição do cigarro. Essa transformação altera a função desses órgãos, trazendo prejuízos à saúde.

 

 

Tecido epitelial glandular

 

As células do tecido epitelial glandular produzem substâncias chamadas secreções, que podem ser utilizadas e outras partes do corpo ou eliminadas do organismo. Essas secreções podem ser:

  • mucosas, quando espessas e ricas em muco, Ex. glândulas salivares
  • serosas, quando fluidas, aquosas, claras e ricas e proteínas. Ex. glândulas secretoras do pâncreas
  • Podem também ser mistas, quando ocorrem secreções mucosas e serosas juntas. Ex. Glândulas salivares parótidas.

As glândulas podem ser unicelulares, como a glândula caliciforme (que ocorre por exemplo, no epitélio da traquéia), ou multicelulares, como a maioria das glândulas.

Em amarelo glândulas caliciformes do intestino.
Em verde a parte secretora de glândulas multicelulares exócrina e endócrina, respectivamente.

 

As glândulas multicelulares originam-se sempre dos epitélios de revestimento, por proliferação de suas células para o interior do tecido conjuntivo subjacente e posterior diferenciação.

 

Três tipos de glândulas multicelulares

Glândulas exócrinas: apresentam a porção secretora associada a dutos que lançam suas secreções para fora do corpo (como as glândulas sudoríparas, lacrimais, mamárias e sebáceas) ou para o interior de cavidades do corpo (como as glândulas salivares);

Glândulas endócrinas: não apresentam dutos associados à porção secretora. As secreções são denominadas hormônios e lançadas diretamente nos vasos sanguíneos e linfáticos. Exemplos, hipófise, glândulas da tireóide, glândulas paratireódeas e glândulas adrenais;

Glândulas mistas: apresentam regiões endócrinas e exócrinas ao mesmo tempo. É o caso do pâncreas, cuja porção exócrina secreta enzimas digestivas que são lançadas no duodeno, enquanto a porção endócrina é responsável pela secreção dos hormônios insulina e glucagon. Esses hormônios atuam, respectivamente, na redução e no aumento dos níveis de glicose no sangue.

 

 

 

 

Tecido conjuntivo

 

Os tecidos conjuntivos tem origem mesodérmica. Caracterizam-se morfologicamente por apresentarem diversos tipos de células imersas em grande quantidade de material extracelular, substância amorfa ou matriz, que é sintetizado pelas próprias células do tecido.

A matriz é uma massa amorfa, de aspecto gelatinoso e transparente. É constituída principalmente por água e glicoproteínas e uma parte fibrosa, de natureza protéica, as fibras do conjuntivo.

As células conjuntivas são de diversos tipos. As principais são:

Célula
Função
  Fibroblasto

Célula metabolicamente ativa, contendo longos e finos prolongamentos citoplasmáticos. Sintetiza o colágeno e as substãncias da matriz (substância intercelular).

  Macrófago

Célula ovóide, podendo conter longos prolongamentos citoplasmáticos e inúmeros lisossomos. Responsável pela fagocitose e pinocitose de pertículas estranhas ou não ao organismo. Remove restos celulares e promove o primeiro combate aos microrganismos invasores do nosso organismo. Ativo no processo de involução fisiológica de alguns órgãos ou estrutura. É o caso do útero que, após o parto, sofre uma redução de volume.

  Mastócito

Célula globosa, grande, sem prolongamentos e repleta de grânulos que dificultam, pela sua quantidade, a visualização do núcleo. Os grânulos são constituídos de heparina (substãncia anticoagulante) e histamina (substãncia envolvida nos processos de alergia). Esta última substãncia é liberada em ocasiões de penetração de certos antígenos no organismo e seu contato com os mastócitos, desencadeando a conseqüênte reação alérgica.

  Plasmócito

Célula ovóide, rica em retículo endoplasmático rugoso (ou granular). Pouco numeroso no conjunto normal, mas abundante em locais sujeitos à penetração de bactérias, como intestino, pele e locais em que existem infecções crônicas. Produtor de todos os anticorpos no combate a microorganismos. É originado no tecido conjuntivo a partir da diferenciação de células conhecidas como linfócitos B.

 

Os diferentes tipos de tecido conjuntivo estão amplamente distribuídos pelo corpo, podendo desempenhar funções de preenchimento de espaços entre órgãos, função de sustentação, função de defesa e função de nutrição.

A classificação desses tecidos baseia-se na composição de suas células e na proporção relativa entre os elementos da matriz extracelular. Os principais tipos de tecidos conjuntivos são: frouxo, denso, adiposo, reticular ou hematopoiético, cartilaginoso e ósseo.

 

 

Tecido conjuntivo frouxo

 

O tecido conjuntivo frouxo preenche espaços não-ocupados por outros tecidos, apóia e nutre células epiteliais, envolve nervos, músculos e vasos sanguíneos linfáticos. Além disso, faz parte da estrutura de muitos órgãos e desempenha importante papel em processos de cicatrização.

 

 

 

É o tecido de maior distribuição no corpo humano. Sua substância fundamental é viscosa e muito hidratada. Essa viscosidade representa, de certa forma, uma barreira contra a penetração de elementos estranhos no tecido. É constituído por três componentes principais: células de vários tipos, três tipos de fibras e matriz.

 

Tipos de fibras

As fibras presentes no tecido conjuntivo frouxo são de três tipos: colágenas, elásticas e reticulares.

 

As fibras colágenas são constituídas de colágeno, talvez a proteína mais abundante no reino animal. São grossas e resistentes, distendendo-se pouco quando tensionadas. As fibras colágenas presentes na derme conferem resistência a nossa pele, evitando que ela se rasgue, quando esticada.
As fibras elásticas são longos fios de uma proteína chamada elastina. Elas conferem elasticidade ao tecido conjuntivo frouxo, completando a resistência das fibras colágenas. Quando você puxa e solta à pele da parte de cima da mão, são as fibras elásticas que rapidamente devolvem à pele sua forma original. A perda da elasticidade da pele, que ocorre com o envelhecimento, deve-se ao fato de as fibras colágenas irem, com a idade, se unindo umas às outras, tornando o tecido conjuntivo mais rígido.
As fibras reticulares são ramificadas e formam um trançado firme que liga o tecido conjuntivo aos tecidos vizinhos.

 

 

Tipos de células

 

O tecido conjuntivo frouxo contém dois principais de células: fibroblastos e macrófagos.

Os fibroblastos têm forma estrelada núcleo grande. São eles que fabricam e secretam as proteínas que constituem as fibras e a substância amorfa.

Os macrófagos são grandes e amebóides, deslocando-se continuamente entre as fibras à procura de bactérias e restos de células. Sua função é limpar o tecido, fagocitando agentes infecciosos que penetram no corpo e, também, restos de células mortas. Os macrófagos, alem disso identificam substâncias potencialmente perigosas ao organismo, alertando o sistema de defesa do corpo.

 

 

Outros tipos celulares presentes no tecido conjuntivo frouxo são as células mesenquimatosas e os plasmócitos. As células mesenquimatosas são dotadas de alta capacidade de multiplicação e permitem a regeneração do tecido conjuntivo, pois dão origem a qualquer tipo de célula nele presente. Os plasmócitos são células especializadas em produzir os anticorpos que combatem substâncias estranhas que penetram no tecido.

 

Tecido conjuntivo denso

No tecido conjuntivo denso há predomínio de fibroblastos e fibras colágenas.

 

Dependendo do modo de organização dessas fibras, esse tecido pode ser classificado em:

  • não modelado: formado por fibras colágenas entrelaçadas, dispostas em feixes que não apresentam orientação fixa, o que confere resistência e elasticidade. Esse tecido forma as cápsulas envoltórias de diversos órgãos internos, e forma também um a derme, tecido conjuntivo da pele;

 

  • modelado: formado por fibras colágenas dispostas em feixes com orientação fixa, dando ao tecido características de maior resistência à tensão do que a dos tecidos não-modelados e frouxo; ocorre nos tendões, que ligam os músculos aos ossos, e nos ligamentos, que ligam os ossos entre si.

 

Tecido conjuntivo adiposo

 

Nesse tecido a substância intracelular é reduzida, e as células, ricas em lipídios, são denominadas células adiposas. Ocorre principalmente sob a pele, exercendo funções de reserva de energia, proteção contra choques mecânicos e isolamento térmico. Ocorre também ao redor de alguns órgãos como os rins e o coração.

 

 

As células adiposas possuem um grande vacúolo central de gordura, que aumenta ou diminui, dependendo do metabolismo: se uma pessoa come pouco ou gasta muita energia, a gordura das células adiposas diminui; caso contrário, ela se acumula. O tecido adiposo atua como reserva de energia para momentos de necessidade.

 

 

Tecido conjuntivo cartilaginoso

 

O tecido cartilaginoso, ou simplesmente cartilagem, apresentam consistência firme, mas não é rígido como o tecido ósseo. Tem função de sustentação, reveste superfícies articulares facilitando os movimentos e é fundamental para o crescimento dos ossos longos.

Nas cartilagens não há nervos nem vasos sanguíneos. A nutrição das células desse tecido é realizada por meio dos vasos sanguíneos do tecido conjuntivo adjacente.

A cartilagem é encontrada no nariz, nos anéis da traquéia e dos brônquios, na orelha externa (pavilhão auditivo), na epiglote e em algumas partes da laringe. Além disso, existem discos cartilaginosos entre as vértebras, que amortecem o impacto dos movimentos sobre a coluna vertebral. No feto, o tecido cartilaginoso é muito abundante, pois o esqueleto é inicialmente formado por esse tecido, que depois é em grande parte substituído pelo tecido ósseo.

O tecido cartilaginoso forma o esqueleto de alguns animais vertebrados, como os cações, tubarões e raias, que são, por isso, chamados de peixes cartilaginosos.

Há dois tipos de células nas cartilagens: os condroblastos (do grego chondros, cartilagem, e blastos, “célula jovem”), que produzem as fibras colágenas e a matriz, com consistência de borracha. Após a formação da cartilagem, a atividade dos condroblastos diminui e eles sofrem uma pequena retração de volume, quando passam a ser chamados de condrócitos (do grego chondros, cartilagem, e kytos, célula). Cada condrócito fica encerrado no interior de uma lacuna ligeiramente maior do que ele, moldada durante a deposição da matriz intercelular.

As fibras presentes nesse tecido são as colágenas e as reticulares.

 

 

Legenda:

  1. Condroblasto
  2. Condrócito
  3. Grupo Isógeno
  4. Matriz Cartilaginosa

Tecido conjuntivo sanguíneo

 

O sangue (originado pelo tecido hemocitopoiético) é um tecido altamente especializado, formado por alguns tipos de células, que compõem a parte figurada, dispersas num meio líquido – o plasma -, que corresponde à parte amorfa. Os constituintes celulares são: glóbulos vermelhos (também denominados hemácias ou eritrócitos); glóbulos brancos (também chamados de leucócitos).

O plasma é composto principalmente de água com diversas substâncias dissolvidas, que são transportadas através dos vasos do corpo.

 

Todas as células do sangue são originadas na medula óssea vermelha a partir das células indiferenciadas pluripotentes (células-tronco). Como consequência do processo de diferenciação celular, as células-filhas indiferenciadas assumem formas e funções especializadas.

 

Plaquetas

Plaquetas são restos celulares originados da fragmentação de células gigantes da medula óssea, conhecidas como megacariócitos. Possuem substâncias ativas no processo de coagulação sanguínea, sendo, por isso, também conhecidas como trombócitos (do grego, thrombos = coágulo), que impedem a ocorrência de hemorragias.

 

Glóbulos vermelhos

Glóbulos vermelhos, hemácias ou eritrócitos (do grego, eruthrós = vermelho, e kútos = célula) são anucleados, possuem aspecto de disco bicôncavo e diâmetro de cerca de 7,2 m m. São ricos em hemoglobina, a proteína responsável pelo transporte de oxigênio, a importante função desempenhada pelas hemácias.

 

Glóbulos brancos

Glóbulos brancos, também chamados de leucócitos (do grego, leukós = branco), são células sanguíneas envolvidas com a defesa do organismo.

Essa atividade pode ser exercida por fagocitose ou por meio da produção de proteínas de defesa, os anticorpos.

Costuma-se classificar os glóbulos brancos de acordo com a presença ou ausência, em seu citoplasma, de grânulos específicos, e agranulócitos, os que não contêm granulações específicas, comuns a qualquer célula.

Glóbulos Brancos
Características
Função
G
R
A
N
U
L
Ó
C
I
T
O
S
Célula com diâmetro entre 10 e 14 mm; nucleo pouco volumoso, contendo 2 a 5 lóbulos, ligados por pontes cromatínicas. Cerca de 55% a 65% dos glóbulos brancos.
Atuam ativamente na fagocitose de microorganismos invasores, a partir da emissão de pseudópodes. Constituem e primeira linha de defesa do sangue.

Célula com diâmetro entre 10 e 14 mm, núcleo contendo dois lóbulos. Cerca de 2% a 3% do total de leucócitos.

Células fagocitárias. Atuação em doênças alérgicas. Abundantes na defesa contra diversos parasitas.
A
G
R
A
N
U
L
Ó
C
I
T
O
S
Célula com diâmetro que varia entre 10 e 14 mm. Núcleo volumoso com forma de S. Cerca de 0,5 % do total dos glóbulos brancos.
Acredita-se que atuem em processos alérgicos, a exemplo dos mastócitos.
Célula com diâmetro que varia entre 8 a 10 mm. Dois tipos básicos: B e T. Núcleo esférico. Cerca de 25% a 35% do total de leucócitos.

 

Responsáveis pela defesa imunitária do organismo. Linfócitos B diferenciam-se em plasmócitos, as células produtoras de anticorpos.

Linfócitos T amadurecem no timo, uma glândula localizada no tórax.

Célula com diâmetro entre 15 e 20 mm. Núcleo em forma de ferradura. Cerca de 10 % do total dos glóbulos brancos.
Acredita-se que atravessem as paredes dos capilares sanguíneos e, nos tecidos, diferenciam-se em macrófagos ou osteoclastos, células especializadas em fagocitose.

 

 

 

Tecido conjuntivo ósseo

 

O tecido ósseo tem a função de sustentação e ocorre nos ossos do esqueleto dos vertebrados. É um tecido rígido graças à presença de matriz rica em sais de cálcio, fósforo e magnésio. Além desses elementos, a matriz é rica em fibras colágenas, que fornecem certa flexibilidade ao osso.

Os ossos são órgãos ricos em vasos sanguíneos. Além do tecido ósseo, apresentam outros tipos de tecido: reticular, adiposo, nervoso e cartilaginoso.

Por serem um estrutura inervada e irrigada, os ossos apresentam sensibilidade, alto metabolismo e capacidade de regeneração.

Quando um osso é serrado, percebe-se que ele é formado por duas partes: uma sem cavidades, chamada osso compacto, e outra com muitas cavidades que se comunicam, chamada osso esponjoso.

 

Essa classificação é de ordem macroscópica, pois quando essas partes são observadas no microscópio nota-se que ambas são formadas pela mesma estrutura histológica. A estrutura microscópica de um osso consiste de inúmeras unidades, chamadas sistemas de Havers. Cada sistema apresenta camadas concêntricas de matriz mineralizada, depositadas ao redor de um canal central onde existem vasos sanguíneos e nervos que servem o osso.

 

Os canais de Havers comunicam-se entre si, com a cavidade medular e com a superfície externa do osso por meio de canais transversais ou oblíquos, chamados canais perfurantes (canais de Volkmann). O interior dos ossos é preenchido pela medula óssea, que pode ser de dois tipos: amarela, constituída por tecido adiposo, e vermelha, formadora de células do sangue.

 

 

 

Tipos de células do osso

 

As células ósseas ficam localizadas em pequenas cavidades existentes nas camadas concêntricas de matriz mineralizada.

Quando jovens, elas são chamadas osteoblastos (do grego osteon, osso, e blastos, “célula jovem”) e apresentam longas projeções citoplasmáticas, que tocam os osteoblastos vizinhos. Ao secretarem a matriz intercelular ao seu redor, os osteoblastos ficam presos dentro de pequenas câmeras, das quais partem canais que contêm as projeções citoplasmáticas.

Quando a célula óssea se torna madura, transforma-se em osteócito (do grego osteon, osso, e kyton, célula), e seus prolongamentos citoplasmáticos se retraem, de forma que ela passa a ocupar apenas a lacuna central. Os canalículos onde ficavam os prolongamentos servem de comunicação entre uma lacuna e outra, e é através deles que as substâncias nutritivas e o gás oxigênio provenientes do sangue até as células ósseas.

 

Além dos osteoblastos e dos osteócitos, existem outras células importantes no tecido ósseo: os osteoclástos (do grego klastos, quebrar, destruir). Essas células são especialmente ativas na destruição de áreas lesadas ou envelhecidas do osso, abrindo caminho para a regeneração do tecido pelos osteoblastos. Os cientistas acreditam que os ossos estejam em contínua remodelação, pela atividade conjunta de destruição e reconstrução empreendidas, respectivamente, pelos osteoclastos e osteoblastos. Você encontrará mais informações sobre os osteoclastos no texto sobre remodelação óssea.

 

 

 

 

A formação do tecido ósseo

 

A ossificação – formação de tecido ósseo – pode se dar por dois processos: ossificação intramenbranosa e ossificação endocondral.

No primeiro caso, o tecido ósseo surge aos poucos em uma membrana de natureza conjuntiva, não cartilaginosa. Na ossificação endocondral, uma peça de cartilagem, com formato de osso, serve de molde para a confecção de tecido ósseo. Nesse caso, a cartilagem é gradualmente destruída e substituída por tecido ósseo.

 

 

 

Crescimento nos ossos longos

A ossificação endocondral ocorre na formação de ossos longos, como os das pernas e os dos braços.

Nesses ossos, duas regiões principais sofrerão a ossificação: o cilindro longo, conhecido como diáfise e as extremidades dilatadas, que correspondem as epífises.

Entre a epífise de cada extremidade e a diáfise é mantida uma região de cartilagem, conhecida como cartilagem de crescimento, que possibilitará a ocorrência constante de ossificação endocondral, levando à formação de mais osso. Nesse processo, os osteoclastos desempenham papel importante. Eles efetuam constantemente a reabsorção de tecido ósseo, enquanto novo tecido ósseo é formado.

 

 

Os osteoclastos atuam como verdadeiros demolidores de osso, enquanto os osteoblastos exercem papel de construtores de mais osso. Nesse sentido, o processo de crescimento de um osso depende da ação conjunta de reabsorção de osso preexistente e da deposição de novo tecido ósseo. Considerando, por exemplo, o aumento de diâmentro de um osso longo, é preciso efetuar a reabsorção de camada interna da parede óssea, enquanto na parede externa deve ocorrer deposição de mais osso.

O crescimento ocorre até que se atinja determinada idade, a partir da qual a cartilagem de crescimento também sofre ossificação e o crescimento do osso em comprimento cessa.

 

 

Remodelação óssea

 

Depois que o osso atinge seu tamanho e forma adultos, o tecido ósseo antigo é constantemente destruído e um novo tecido é formado em seu lugar, em um processo conhecido como remodelação.

A remodelação ocorre em diferentes velocidades nas várias partes do corpo. Por exemplo, a porção distal do fêmur é substituída a cada 4 meses; já os ossos da mão são completamente substituídos durante a vida inteira do indivíduo. A remodelação permite que os tecidos já gastos ou que tenham sofrido lesões sejam trocados por tecidos novos e sadios. Ela também permite que o osso sirva como reserva de cálcio para o corpo.

Em um adulto saudável, uma delicada homeostase (equilíbrio) é mantida entre a ação dos osteoclastos (reabsorção) durante a remoção de cálcio e a dos osteoblastos (aposição) durante a deposição de cálcio. Se muito cálcio for depositado, podem se formar calos ósseos ou esporas, causando interferências nos movimentos. Se muito cálcio for retirado, há o enfraquecimento dos ossos, tornando-os flexíveis e sujeitos a fraturas.

 

 

O crescimento e a remodelação normais dependem de vários fatores

  • suficientes quantidades de cálcio e fósforo devem estar presentes na dieta alimentar do indivíduo;
  • deve-se obter suficiente quantidade de vitaminas, principalmente vitamina D, que participa na absorção do cálcio ingerido;
  • o corpo precisa produzir os hormônios responsáveis pela atividade do tecido ósseo:

- Hormônio de crescimento (somatotrofina): secretado pela hipófise, é responsável pelo crescimento dos ossos;

- Calcitonina: produzida pela tireóide, inibe a atividade osteoclástica e acelera a absorção de cálcio pelos ossos;

- Paratormônio: sintetizado pelas paratireóides, aumenta a atividade e o número de osteoclastos, elevando a taxa de cálcio na corrente sanguínea;

- Hormônios sexuais: também estão envolvidos nesse processo, ajudando na atividade osteoblástica e promovendo o crescimento de novo tecido ósseo.

Com o envelhecimento, o sistema esquelético sofre a perda de cálcio. Ela começa geralmente aos 40 anos nas mulheres e continua até que 30% do cálcio nos ossos seja perdido, por volta dos 70 anos. Nos homens, a perda não ocorre antes dos 60 anos. Essa condição é conhecida como osteoporose.

Outro efeito do envelhecimento é a redução da síntese de proteínas, o que diminui a produção da parte orgânica da matriz óssea. Como consequência, há um acúmulo de parte inorgânica da matriz. Em alguns indivíduos idosos, esse processo causa uma fragilização dos ossos, que se tornam mais susceptíveis a fraturas.

O uso de aparelhos ortodônticos é um exemplo de remodelação dos ossos, neste caso, resultando na remodelação da arcada dentária.

Os aparelhos exercem forças diferentes daquelas a que os dentes estão naturalmente submetidos. Nos pontos em que há pressão ocorre reabsorção óssea, enquanto no lado oposta há deposição de matriz. Assim, os dentes movem-se pelos ossos da arcada dentária e passam a ocupar a posição desejada.

 

 

Tecidos musculares

 

Os tecidos musculares são de origem mesodérmica e relacionam-se com a locomoção e outros movimentos do corpo, como a contração dos órgãos do tubo digestório, do coração e das artérias.

As células dos tecidos musculares são alongadas e recebem o nome de fibras musculares ou miócitos. Em seu citoplasma, são ricas em dois tipos de filamento protéico: os de actina e os de miosina, responsáveis pela grande capacidade de contração e distensão dessas células.

 

Quando um músculo é estimulado a se contrair, os filamentos de actina deslizam entre os filamentos de miosina. A célula diminui em tamanho, caracterizando a contração.

 

Tipos de tecido muscular

Há três tipos de tecido muscular: estriado esquelético, estriado cardíaco e liso. Cada um deles tem características próprias, adequadas ao papel que desempenham no organismo.

 

Tecido muscular estriado esquelético

 

O tecido muscular estriado esquelético constitui a maior parte da musculatura do corpo dos vertebrados, formando o que se chama popularmente de carne. Essa musculatura recobre totalmente o esqueleto e está presa aos ossos, daí ser chamada de esquelética. Esse tipo de tecido apresenta contração voluntária (que depende da vontade do indivíduo).

Um músculo esquelético é um pacote de longas fibras. Cada uma delas é uma célula dotada de muitos núcleos, chamado miócitos multinucleados. Um fibra muscular pode medir vários centímetros de comprimento, por 50 mm de espessura.

 

 

A célula muscular estriada apresenta, no seu citoplasma, pacotes de finíssimas fibras contráteis, as miofibrilas, dispostas longitudinalmente. Cada miofibrila corresponde a um conjunto de dois tipos principais de proteínas: as miosina, espessas, e as actinas, finas. Esses proteínas estão organizados de tal modo que originam bandas transversais, claras e escuras, características das células musculares estriadas, tanto as esqueléticas como as cardíacas.

 

 

Os filamentos de miosina formam bandas escuras, chamadas anisotrópicas (banda A), e os de actina, bandas claras, chamadas isotrópicas (banda I).

No centro de cada banda I aparece uma linha mais escura, chamada linha Z. O intervalo entre duas linhas Z consecutivas constitui um miômetro ou sarcômero e correspondem à unidade contrátil da célula muscular.

No centro de cada banda A existe uma faixa mais clara, chamada banda H, bem visível nas células musculares relaxadas e que vai desaparecendo à medida que a contração muscular ocorre.

 

Na contração muscular, os miofilamentos não diminuem de tamanho, mas os sarcômeros ficam mais curtos e toda a célula muscular se contrai.

O encurtamento dos sarcômeros ocorre em função do deslizamento dos miofilamentos finos sobre os grosso, havendo maior sobreposição entre eles: a banda I diminui de tamanho, pois os filamentos de actina deslizam sobre os de miosina, penetram na banda A e reduzem a largura da banda H.

A membrana plasmática da célula muscular estriada esquelética costuma ser chamada sarcolema (do grego, sarcos, carne).

 

 

Exercícios e o aumento da musculatura esquelética

 

Sabemos que exercícios físicos promovem o aumento da musculatura esquelética.

Mas o que aumenta: o número de células no músculo ou o volume das células já existentes?

A atividade física estimula as células musculares esqueléticas já existentes a produzirem novas miofibrilas, o que ocasiona aumento do volume da célula e conseqüentemente do músculo.

 

 

No indivíduo adulto, as células da musculatura esquelética não se dividem mais. No entanto, existem células especiais, chamadas satélites, que são mononucleadas e pequenas e se localizam no conjuntivo que envolve os miócitos. Em situações muito especiais, quando o músculo é submetido a exercícios intensos, essas células podem se multiplicar e algumas delas se fundir com as fibras musculares já existentes, contribuindo também para o aumento do músculo.

As células satélites são importantes nos processos de regeneração da musculatura esquelética quando ocorrem lesões.

Tecido muscular estriado cardíaco

 

Apresenta miócitos estriados com um ou dois núcleos centrais. Esse tecido ocorre apenas no coração e apresenta contração independente da vontade do indivíduo (contração involuntária). No músculo cardíaco essa contração é vigorosa e rítmica.

 

 

Essas células musculares são menores e ramificadas, intimamente unidas entre si por estruturas especializadas e típicas da musculatura cardíaca: os discos intercalares, que fazem a conexão elétrica entre todas as células do coração. Assim, se uma célula receber um estímulo suficientemente forte, ele é transmitido a todas as outras células e o coração como um todo se contrai. Essa transmissão do estímulo é feita por canais de passagem de água e íons entre as células, que facilita a difusão do sinal iônico entre uma célula e outra, determinando a onda rítmica de contração das células. Os discos intercalares possuem estruturas de adesão entre células que as mantêm unidas mesmo durante o vigoroso processo de contração da musculatura cardíaca.

 

 

As células musculares cardíacas são capazes de auto-estimulação, não dependendo de um estímulo nervoso para iniciar a contração. As contrações rítmicas do coração são geradas e conduzidas por uma rede de células musculares cardíacas modificadas que se localizam logo abaixo do endocárdio, tecido que reveste internamente o coração.

Existem numerosas terminações nervosas no coração, mas o sistema nervoso atua apenas regulando o ritmo cardíaco às necessidades do organismo.

 

Tecido muscular liso ou não-estriado

 

As células musculares lisas não apresentam estriação transversal, característica das células musculares esqueléticas e cardíacas. A razão disso é que os filamentos de actina e miosina não se encontram alinhados ao longo do comprimento da célula. Acredita-se que eles estejam arranjados em espiral dentro da fibra muscular lisa.

 

Os miócitos se apresentam uninucleados e fusiformes, isto é, alongadas e coam as extremidades afiladas. Nessas células a contração é involuntária e lenta. Você pode decidir quando lavar as suas mãos, mas não controla conscientemente os movimentos de seu estômago ou a contração de seu coração. Ocorre nas artérias, sendo responsável por sua contração; ocorre também no esôfago, no estômago e nos intestinos, sendo responsável pelo peristaltismo (ou peristalse) nesses órgãos. Os movimentos peristálticos são contrações em ondas que deslocam o material alimentar dentro desses órgãos do sistema digestório.

 

 

 

 

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Ciências 6ª série parte II

Condrictes: Os Peixes Cartilaginosos

 

Os tubarões, raias e quimeras (peixes de águas profundas, também chamados de peixes-rato) desta classe (do grego chondros = cartilagem + ichthys = peixe) são os vertebrados vivos mais primitivos com vértebras completas e separadas, mandíbulas móveis e barbatanas pares.

Quimera

Este grupo é antigo e representado por numerosos restos fósseis. Pertencem-lhe alguns dos maiores e mais eficientes predadores marinhos. Todos possuem um esqueleto cartilagíneo, dentes especializados que se renovam ao longo da vida e uma pele densamente coberta por escamas em forma de dente.

Praticamente todos são marinhos, embora existam espécies de tubarões e raias que penetram regularmente em estuários e rios, e, em regiões tropicais, espécies de água doce.

 

Todos os peixes cartilaginosos são predadores, embora os filtradores também ingerem fitoplâncton. Neste caso existem projeções rígidas dos arcos branquiais, que funcionam como filtros. Grande parte da sua dieta é composta por presas vivas, embora consumam igualmente cadáveres, quando disponíveis.

 

Tubarão filtrador

 

A maioria dos tubarões não apresenta mais de 2,5 m de comprimento mas alguns atingem 12 m e o tubarão-baleia 18 m, sendo estes os maiores vertebrados vivos, com exceção das baleias.

As raias são igualmente pequenas, com cerca de 60-90 cm de comprimento, mas a raia-jamanta atinge 5 m de comprimento e 6 m de envergadura.

Arraia

 

Caracteristicas

Os tubarões, com o seu corpo fusiforme e aerodinâmico, têm grande interesse biológico, pois apresentam características anatômicas básicas presentes em embriões de vertebrados superiores.

Esqueleto cartilagínoso

Sem ossos verdadeiros mas compostos por cartilagem resistente e flexível, mais ou menos reforçados por depósitos calcários, o esqueleto é composto por um crânio ligado a uma coluna vertebral e cinturas peitoral e pélvica. A mandíbula (não fundida ao crânio) e a maxila estão presentes. A notocorda é persistente nos espaços intervertebrais. Algumas espécies possuem coluna vertebral rija, em tudo semelhante à dos peixes ósseos. Este tipo de esqueleto apenas suporta animais com mais de 10 metros de comprimento em meio aquático, cuja densidade é superior à do ar.

 

Escamas placóides

A pele é rija e está coberta com escamas semelhantes a dentes (são compostas por uma placa de dentina na derme, revestida por esmalte) com um espinho orientado para trás, bem como numerosas glândulas mucosas. Este revestimento confere à pele uma textura de lixa, o que torna o animal mais hidrodinâmico. Algumas espécies de raias apresentam escamas grandes e espinhosas, enquanto outras não apresentam escamas de todo.

Sistema nervoso

Encéfalo distinto e órgãos sensoriais muito desenvolvidos, que lhes permitem localizar presas mesmo quando muito distantes ou enterradas no lodo do fundo. Estes órgãos incluem:

Narinas: localizadas ventralmente na extremidade arredondada da cabeça, capazes de detectar moléculas dissolvidas na água em concentrações mínimas;

Ouvidos: com três canais semicirculares dispostos perpendicularmente uns aos outros (funcionando como um órgão de equilíbrio, portanto, tal como em todos os vertebrados superiores);

Olhos: laterais e sem pálpebras, cuja retina geralmente apenas contém bastonetes (fornecendo uma visão a preto-e-branco mas bem adaptada á baixa luminosidade);

Linha lateral: um fino sulco ao longo dos flancos contendo muitas pequenas aberturas, contém células nervosas sensíveis á pressão (algo como um sentido do tacto á distância);

Ampolas de Lorenzini: localizadas na zona ventral da cabeça, são outros canais sensitivos ligados a pequenas ampolas que contém eletrorreceptores capazes de detectar as correntes elétricas dos músculos de outros organismos;

Sistema digestivo

A boca é ventral com fileiras de dentes revestidos de esmalte (desenvolvidos de escamas placóides). Os dentes estão implantados na carne e não na mandíbula, sendo substituídos continuamente a partir da parte traseira da boca, à medida que são perdidos.

A forma dos dentes revela os hábitos alimentares dos animais, dentes pontiagudos e serrilhados nos tubarões, que os usam para agarrar e cortar, e pequenos e em forma de ladrilho nas raias, que os usam para partir as carapaças e conchas dos moluscos e crustáceos de que se alimentam no fundo.

O intestino apresenta válvula em espiral (para aumentar a área de absorção) e fígado, grande e muito rico em óleo o que confere grande flutuabilidade, chegando por vezes a compor 20% do peso do corpo. No entanto, em algumas espécies tal não é suficiente, pois se pararem de nadar afundam-se. O ânus abre para a cloaca.

 

Sistema circulatório

Coração com 2 câmaras (aurícula e ventrículo) por onde circula apenas sangue venoso.

 

Sistema respiratório

As brânquias estão presas à parede de 5 a 7 pares de sacos branquiais, cada um com uma abertura individual em forma de fenda, abrindo á frente da barbatana peitoral nos tubarões ou na superfície ventral das raias. Nas quimeras apenas existe uma fenda branquial.

As narinas não comunicam com a cavidade bucal mas com a faringe.

Os sacos branquiais podem contrair-se para expelir a água ou, como acontece na maioria dos tubarões, o animal usa uma espécie de respiração a jacto, nadando ativamente com a boca e as fendas brânquiais abertas, mantendo um fluxo constante de água. Por esse motivo, é frequente os tubarões afogarem-se quando presos em redes de pesca perdidas.

Geralmente existe um par de espiráculos atrás dos olhos, em ligação á faringe, que, nas espécies bentônicas, permitem a entrada de água sem detritos para as brânquias. Não existe bexiga natatória;

 

Sistema excretor

Rins mesonéfricos

 

Reprodução

 

Clásperes

Os tubarões e raias têm os sexos separados, gônadas tipicamente pares, em que os ductos abrem na cloaca e a fecundação é interna. Os clásperes, barbatanas ventrais modificadas, são introduzidos na cloaca da fêmea e o esperma escorre pelo canal formado pelas duas estruturas unidas.

Podendo ser ovíparos (ovos são libertados envoltos em cápsulas semi-rigídas), vivíparos (jovens desenvolvem-se dentro de uma estrutura semelhante a uma placenta, o que lhes permite ser alimentados diretamente pelo corpo da mãe) ou ovovivíparos (retêm os ovos no interior da fêmea, nascendo filhotes completamente formados, cauda primeiro), produzem ovos são muito ricos em vitelo mas sem anexos embrionários.

O desenvolvimento é direto, não existindo nunca estados larvares. Os filhotes nascem com os dentes funcionais e são capazes de caçar de imediato, embora, devido ao seu tamanho, sejam eles próprios potenciais presas.

 

O saco de ovos de um tubarão esqualídeo,popularmente conhecido como “Bolsa de Sereia”

 

Os tubarões são perseguidos, por pura ignorância ou para a obtenção das suas barbatanas (para sopa e utilização em poções “afrodisíacas” asiáticas) ou mortos por acidente em redes de arrasto. Atualmente, grande número de espécies corre sério perigo de extinção.

Com o aumento da população humana e a redução dos cardumes de peixes ósseos, os peixes cartilagíneos têm sido pescados em grande número. Todos os anos se matam cerca de 100 milhões de tubarões e afins, dos quais cerca de 6 milhões são tubarões azuis, mortos apenas pelas suas barbatanas.

Sendo estes animais fundamentais ao correto “funcionamento” do ecossistema marinho, esta matança deve, em curo prazo, provocar desequilíbrios muito graves.

Osteictes: Os Peixes Ósseos

 

Os peixes ósseos são o grupo mais vasto (correspondem a 9 em cada 10 espécies) e diverso de peixes atuais. Estes animais habitam todos os tipos de água, doce, salobra, salgada, quente ou fria (embora a maioria seja limitada a temperaturas entre 9 e 11ºC). Esta é a classe mais recente do ponto de vista filogenético, bem como a considerada mais evoluída. A taxonomia dentro desta classe tem sido frequentemente alterada, devido à descoberta de novas espécies, bem como de novas relações entre as já conhecidas.

Tipicamente os peixes ósseos não são maiores que 1 m de comprimento mas existem formas reduzidas (certos gobies têm apenas 10 mm de comprimento) e gigantescas (espadarte com 3,70 m, o esturjão com 3,80 m e 590 Kg de peso ou o peixe-lua com 900 Kg de peso).

Adaptaram-se a viver em condições por vezes difíceis, como lagos a grande altitude, zonas polares, fontes hidrotermais, charcos com elevada salinidade ou pobres em oxigênio, etc.

Muitos peixes realizam migrações periódicas, seja de local para local, seja de águas profundas para a superfície, tanto para desovar como para se alimentar.

As suas características principais incluem um corpo, mais alto que largo e de silhueta oval, o que facilita a deslocação através da água.

A cabeça estende-se da ponta do focinho á abertura do opérculo, o tronco daí ao ânus, para trás do qual se tem a cauda. O corpo apresenta uma forte musculatura segmentar – miomeros -, separados por delicados septos conjuntivos.

O esqueleto é formado por ossos verdadeiros, embora algumas espécies possam apresentar ossos cartilagíneos (esturjão, por exemplo), com numerosas vértebras distintas, embora seja frequente a persistência de notocorda nos espaços intervertebrais.

O esqueleto apresenta 3 partes principais: coluna vertebral, crânio e raios das barbatanas. Da coluna vertebral partem as costelas e a cintura peitoral (não existe cintura pélvica, ligando-se essas barbatanas por meio de tendões, sem ligação á coluna vertebral). Numerosos outros pequenos ossos sustentam os raios das barbatanas.

 

 

 

O crânio é articulado com as maxilas e mandíbulas, ambas bem desenvolvidas, e suporta os arcos branquiais. A articulação do crânio com a coluna vertebral é tão forte que os peixes não podem virar a cabeça. A cauda é geralmente homocerca.

A pele cobre todo o corpo e contém inúmeras glândulas mucosas, cuja secreção facilita o deslizar através da água e protege contra infecções, e está coberta de no tronco e cauda. As escamas podem ser de várias formas, mas são sempre de origem dérmica. Algumas espécies não apresentem escamas ou estas podem estar revestidas de esmalte.

As escamas são finas, arredondadas e implantadas em fileiras longitudinais e diagonais, imbricadas como as telhas de um telhado. As extremidades livres das escamas estão cobertas por uma fina camada de pele que protege de parasitas e doenças. Em algumas espécies, esta camada de pele ajuda a manter a humidade quando o animal está emerso.

Cada escama está fixa numa bolsa dérmica e cresce durante a vida do animal, o que geralmente origina anéis de crescimento (maiores no verão e muito pequenos no inverno). Estes anéis são mais notórios em peixes de regiões temperadas. Devido ao padrão de distribuição, forma, estrutura e número das escamas ser quase constante em cada espécie, esta é uma importante característica sistemática desta classe.

As barbatanas são sustentadas por raios ósseos ou por vezes cartilagíneos. As barbatanas impares incluem duas dorsais e uma anal, bem como barbatana caudal simétrica. A forma da barbatana caudal condiciona a forma de deslocação do animal: barbatanas arredondadas aumentam a capacidade de manobra mas geralmente a velocidade é baixa, enquanto barbatanas bifurcadas ou em forma de foice permitem grandes velocidades. A barbatana dorsal tem suporte esquelético e varia grandemente de forma, de acordo com os hábitos do animal. As barbatanas pares são as peitorais, logo atrás do opérculo, e as pélvicas. Cada barbatana tem o seu próprio conjunto de músculos, o que permite um movimento independente, aumentando a capacidade de manobra.

Ao contrário dos peixes cartilagíneos, e devido à presença de bexiga natatória, os peixes ósseos não necessitam das barbatanas para se manterem a flutuar, usando-as apenas para manobrar na água.

 

Sistema nervoso

Inclui um encéfalo distinto e órgãos dos sentidos desenvolvidos, nomeadamente:

  • Olhos – grandes, laterais e sem pálpebras, provavelmente apenas capazes de focar com precisão objetos próximos, mas que percebem facilmente movimentos distantes, incluindo acima da superfície da água. A retina contém cones e bastonetes, o que permite visão a cores na maioria dos casos;
  • Ouvidos – com três canais semicirculares dispostos perpendicularmente uns aos outros (funcionando como um órgão de equilíbrio, portanto, tal como em todos os vertebrados superiores), permitem uma audição apurada, até porque o som se propaga bastante bem dentro de água. Muitos peixes comunicam entre si produzindo sons, seja esfregando partes do corpo entre si, seja com a bexiga natatória;
  • Narinas – localizadas na parte dorsal do focinho, comunicam com uma cavidade coberta de células sensíveis a moléculas dissolvidas na água;
  • Linha lateral – localizada longitudinalmente ao longo do flanco do animal, é composta por uma fileira de pequenos poros, em comunicação com um canal abaixo das escamas, onde se encontram mecanorreceptores. A eficácia deste sistema para detectar movimentos e vibrações por ele causadas na água permite a formação de cardumes, fundamental como estratégia de defesa destes animais.

Sistema digestivo

Tem a boca grande em posição terminal, rodeada de maxilas e mandíbulas distintas, onde estão implantados dentes cônicos e finos. Existem outros dentes, localizados nos primeiros arcos branquiais, úteis para prender e triturar o alimento. Na boca existe ainda uma pequena língua, ligada ao chão da cavidade e que ajuda nos movimentos respiratórios.

 

Sistema circulatório

Tem um coração com duas cavidades (aurícula e ventrículo) por onde circula apenas sangue venoso. O sangue é pálido e escasso, quando comparado com um vertebrado terrestre.

 

Sistema respiratório

Apresenta tipicamente brânquias em forma de pente, sustentadas por arcos branquiais ósseos ou cartilagíneos e localizadas no interior de uma câmara comum de cada lado da faringe. Essa câmara está coberta por um opérculo, fino e de margens livres abaixo e atrás. Os arcos branquiais apresentam expansões que protegem os filamentos brânquiais de partículas duras e evitam a passagem de alimento pelas fendas branquiais.Nas branquias existe um mecanismo de contracorrente entre a água e o sangue que as irriga, aumentando a eficiência das trocas gasosas.

 

Geralmente existe bexiga natatória, um grande saco de paredes finas e irrigadas derivado da zona anterior do intestino, que ocupa a zona dorsal da cavidade do corpo. Esta cavidade está preenchida com gases (O2, N2, CO2), atuando como um órgão hidrostático, ajustando o peso do corpo do peixe consoante a profundidade. O ajuste faz-se por secreção ou absorção dos gases para o sangue.

A capacidade da bexiga natatória é superior nos peixes de água doce pois esta é menos densa que a salgada, não podendo sustentar o peixe com a mesma facilidade. A bexiga natatória pode ajudar na respiração (peixes pulmonados) ou como caixa de ressonância de órgãos dos sentidos ou produção de sons.

 

Sistema excretor

É formado por rins mesonéfricos.

 

Sistema reprodutor

Os sexos são separados, apresentando cada indivíduo gônadas geralmente pares. A grande maioria é ovípara com fecundação externa, embora existam espécies com fecundação interna e hermafroditas.

Algumas espécies passam por mudanças de sexo, com machos que passam a fêmeas aumentando de tamanho e as fêmeas que se tornam dominantes nos cardumes, ao passarem a machos.  Os ovos são pequenos e sem anexos embrionários mas com quantidade de vitelo muito variável. As espécies de mar alto produzem enormes quantidades de ovos, pois a maioria não sobrevive, que passam a fazer parte do plâncton, enquanto espécies costeiras os colocam entre detritos e folhas ou no fundo. Algumas espécies cuidam dos ovos e/ou dos juvenis, guardando os ninhos e mantendo-os oxigenados com jorros de água. Outros incubam os ovos na boca ou permitem que os jovens lá se recolham quando ameaçados.

Várias espécies migram grandes distâncias (tanto de água salgada para doce, como algumas espécies de salmões, ou o inverso, como as enguias) para desovar.

Os peixes ósseos são os únicos que formam cardumes, por vezes com dezenas de milhar de indivíduos. Nos cardumes os peixes deslocam-se sincronizadamente, como se fossem um só. Cada peixe segue paralelamente ao seu vizinho, a uma distância de cerce de um comprimento do corpo e mantém a sua posição devido à ação da visão, audição e linha lateral.  A cor prateada da maioria dos peixes que fazem cardumes é fundamental pois ajuda a detectar os movimentos uns dos outros (uma pequena mudança de direção produz uma grande diferença a nível da luz refletida).

Num cardume os peixes estão mais seguros pois há mais sentidos atentos a um potencial predador e torna-se mais difícil escolher a presa no meio de tantos corpos em movimento. A vida em grupo também ajuda a encontrar alimento e parceiros sexuais.

 

Anfíbios: O início da Conquista do Meio Terrestre

 

Os anfíbios não são encontrados no ambiente marinho, apenas na água doce e em ambiente terrestre. O nome do grupo, anfíbios (do grego, amphi – dos dois lados + bios = vida), foi dado em razão da maioria de seus representantes possuírem a fase larval aquática e de respiração branquial (lembre-se dos girinos) e uma fase adulta, de respiração pulmonar e cutânea, que habita o meio terrestre úmido. São heterotermos, como os peixes.

 

Perereca

Salamandra

Sapo

Cobra-cega ou Cecília

 

 

Trocas gasosas

Os anfíbios adultos precisam viver perto da umidade: sua pele é fina e pobremente queratinizada, muito sujeita à perda de água. Uma delgada epiderme, dotada de inúmeras glândulas mucosas, torna a pele úmida e lubrificada, constituindo-se de um importante órgão respiratório.

Nos sapos, os pulmões são extremamente simples, equivalem a dois “sacos” de pequeno volume e de pequena superfície de trocas gasosas. Essa característica é que aumenta a importância da pele como órgão respiratório.

 

A circulação

O coração apresenta três cavidades: dois átrios (um direito e um esquerdo) e um ventrículo. O sangue venoso, pobre em O2, vindo dos pulmões, penetra no átrio esquerdo. Os dois tipos de sangue passam para o único ventrículo onde se misturam, ainda que parcialmente. Do ventrículo, o sangue é bombeado para um tronco arterial (conjunto de vasos) que distribui sangue para a cabeça, tronco e pulmões.

A circulação é dupla e incompleta: dupla, porque o sangue passa duas vezes pelo coração a cada ciclo de circulação, incompleta, porque o ventrículo é único e nele o sangue arterial e venoso se misturam.

 

 

 

A reprodução

Nos sapos, rãs e pererecas, os sexos são separados. A fecundação é externa, em meio aquático. As fecundações vão ocorrendo, e cada ovo possui uma membrana transparente que contém, no seu interior, um embrião em desenvolvimento que consome, para a sua sobrevivência, alimento rico em reservas originadas do óvulo.

 

Após certo tempo de desenvolvimento, de cada ovo emerge uma larva sem patas, o girino, contendo cauda e brânquias. Após certo tempo de vida na água, inicia-se uma série de modificações no girino, que prenunciam a fase adulta. A metamorfose consiste na reabsorção da cauda e das brânquias e no desenvolvimento dos pulmões e das quatro patas.

 

Répteis

Primeiros Vertebrados Bem-Sucedidos no Meio Terrestre

 

Os répteis foram os primeiros vertebrados a conquistar, com sucesso e definitivamente, o ambiente terrestre. Isto porque desenvolveram algumas características adaptativas, tais como: presença de casca calcária envolvendo o ovo e pele impermeável, seca, sem glândulas, revestida por escamas epidérmicas (nas cobras e lagartos), por placas córneas (nos crocodilos e jacarés) ou ainda por placas ósseas (nas tartarugas), formando uma carapaça que protege o animal contra a desidratação.

A impermeabilização da pele ocorreu graças à intensa produção de uma molécula protéica, a queratina, a grande novidade bioquímica produzida em grande quantidade pela epiderme dos répteis, fato que se repetirá também nas aves e nos mamíferos. Na verdade, na pele dos anfíbios, essa molécula já existe, só que em pequeníssima quantidade, sendo incapaz de tornar a pele impermeável à água e aos gases da respiração.

Essa adaptação permitiu aos répteis a economia de água, possibilitando a vida em habitat dos mais diversos, inclusive desérticos. Por outro lado, a falta de umidade da pele e a riqueza em queratina impedem as trocas gasosas que, assim, passam a ser executadas exclusivamente por pulmões.

Os pulmões têm maior superfície relativa e são mais eficientes que os anfíbios, dispensando a pele da função respiratória. A entrada e saída do ar é também mais eficiente, devido ao auxílio dos músculos das costelas.

Até mesmo a excreção dos répteis está adaptada á mínima perda de água possível. O produto de excreção nitrogenado é o ácido úrico, eliminado pela cloaca, juntamente com as fezes, na forma de uma pasta semi-sólida.

Fig. 1, escamas epidérmicas (presente nas cobras e lagartos); fig. 2, placas córneas (presente nos crocodilos e jacarés); fig.3 placas ósseas (presente nas tartarugas)

 

 

Reprodução

Outra adaptação importante à vida no ambiente terrestre é fecundação interna, independente da água, na qual os gametas (óvulos e espermatozóides) ficam protegidos das influências do meio externo. As fêmeas são geralmente ovíparas, isto é, quando fecundadas põem ovos e os embriões se desenvolvem dentro deles, portanto fora do corpo materno.

O desenvolvimento embrionário ocorre inteiramente no interior de um ovo dotado de casca protetora calcária porosa, que permite a ocorrência de trocas gasosas.

Uma bolsa cheia de líquido, a vesícula amniótica, garante o desenvolvimento do embrião em meio aquoso. Uma vesícula vitelínica repleta de reservas alimentares, o vitelo, garante a sobrevivência do embrião com alimentos provenientes do óvulo. E, para completar a eficiência desse novo método reprodutivo, uma bolsa excretora, o alantóide, recolhe o ácido úrico e o imobiliza na forma de cristais que não interferem na vida do embrião.

Aderido à membrana da casca, encontra-se mais um anexo embrionário, o cório, sob a forma de uma membrana ricamente vascularizada, que garante as trocas gasosas respiratórias com o sangue que encaminha o oxigênio para as células embrionárias.

 

 

Não há fase larval. Terminando o desenvolvimento, o jovem indivíduo, com mas características do adulto, quebra a casca e sai do ovo.

Alguns lagartos e cobras peçonhentas podem ser ovovivíparos (o ovo é posto pela fêmea depois de permanecer durante um certo tempo do desenvolvimento do embrião dentro do corpo da mãe) ou vivíparos (o desenvolvimento do embrião ocorre totalmente dentro do organismo da fêmea).

 

Esqueleto

O nome répteis deriva do modo de locomoção: as quatro patas (ausentes nas cobras) situam-se no mesmo plano do corpo, determinando o rastejamento do ventre no solo (do latim reptare = rastejar). Para a realização desses movimentos, apresentam músculos bem desenvolvidos. O esqueleto dos répteis é totalmente ósseo. A Terra já conheceu formas gigantescas desses animais, como os dinossauros, que povoaram e dominaram nosso planeta durante anos, como indiscutível superioridade.

Digestão

Alguns desses vertebrados apresentam dentes (cobras, crocodilos e jacarés), sendo que certas cobras têm presas inoculadoras de veneno. Associadas à presença de glândulas salivares modificadas em glândulas de veneno, essas presas caracterizam o que chamamos de cobras peçonhentas. Se não possuírem os dentes inoculadores, mesmo tendo glândulas de veneno na boca são conhecidas como não-peçonhentas. As cobras são predadoras e ingerem suas presas inteiras, sem usar os dentes na mastigação. O aparelho digestivo é completo, terminando em cloaca.

 

A figura ao lado mostra as glândulas de veneno presentes nas cobras peçonhentas.

 

Circulação

 

Como nos anfíbios, o coração dos répteis apresenta três cavidades: um átrio ou aurículas e um ventrículo. O coração dos répteis crocodilianos apresenta quatro cavidades: dois átrios e dois ventrículos (como o das aves e dos mamíferos). No entanto, mesmo nos crocodilianos observa-se  mistura dos tipos de sangue (venoso e arterial) que passam pelo coração, embora em proporção menor do que nos anfíbios.

Assim, podemos considerar a circulação dos répteis dupla e incompleta. Em função disso, os animais desse grupo são pecilodérmicos, isto é, adaptam a temperatura do corpo a temperatura do ambiente.

No ambiente terrestre, as variações de temperatura são maiores do que no ambiente aquático. Para manter a temperatura do corpo próximo à do ambiente, os répteis costumam recorrer a fontes externas de calor, como o sol ou a superfície quente de uma rocha. É comum ver répteis expostos ao sol durante o dia. O termo “lagartear” é aplicado às pessoa que preguiçosamente se deitam ao sol, a maneira dos lagartos.

Quando os répteis sentem-se muito aquecidos, geralmente procuram locais de sombra.  Com esse comportamento mantêm a temperatura do corpo praticamente constante, em torno dos 37ºC.

 

Fosseta Loreal – oríficio a frente do olho

Muitas espécies de cobras e lagartos são úteis ao ser humano, pois caçam roedores e outros animais que prejudicam a agricultura e causam doenças ao homem. Entre as cobras, porém, há espécies cujo veneno pode ser fatal, causando a morte de um grande número de pessoas a cada ano.

No Brasil, as cobras venenosas podem ser reconhecidas, geralmente, pela presença de um pequeno orifício situado entre a narina e a boca: a fosseta loreal, um órgão sensorial sensível ao calor. Com ele estas cobras detectam a presença de animais de “sangue quente” (aves e mamíferos), suas presas preferidas. A fosseta loreal está ausente na coral-verdadeira, apesar de ser venenosa.

 

 

Veja na tabela a seguir outras características utilizadas para diferenciar uma cobra venenosa de uma não-venenosa

Características Não-peçonhenta Peçonhenta
Cauda Longa (afina lentamente) Curta (afina abruptamente)
Cabeça Arredondada Triangular achatada
Olhos Com pupilas arredondadas Com pupilas em fenda vertical
Escamas da cabeça Grandes Pequenas
Escamas do corpo Lisas Com nervuras
Fosseta Loreal Ausente Presente

 

Os critérios utilizados para a diferenciação entre os dois tipos de cobras apresentam exceções, por isso não devem ser seguidos à risca. Por exemplo: a cobra coral-verdadeira é peçonhenta, no entanto, não apresenta fosseta loreal e tem cabeça arredondada.

 

Para prevenir acidentes com cobras, é muito importante:

  • Usar botas e perneiras sempre que se estiver caminhando em ambientes propícios à presença desses animais, uma vez que a maioria das picadas atinge as pernas, abaixo dos joelhos;
  • Usar luvas de couro ao mexer em montes de lixo, folhas secas, palha ou buracos, para evitar picadas nas mãos e antebraços;
  • Ter cuidado ao mexer em pilhas de lenha, milho ou cana e ao revirar cupinzeiros, pois as cobras gostam de se abrigar em locais quentes e úmidos;
  • Fique atento ao calçar sapatos e botas, pois animais peçonhentos podem se abrigar dentro deles.

Em casos de picadas de cobras, procure assistência médica imediata. A pessoa  acidentada deve receber a dose adequada de soro antiofídico específico, que contém anticorpos (antitoxinas) capazes de neutralizar o efeito tóxico do veneno. O membro atingido pela picada deve ser mantido em posição bem elevada e imóvel, pois a locomoção facilita a absorção de veneno. Não coloque no ferimento nenhum tipo de material (folhas, pó-de-café, terra, etc), pois estes podem causar infecção, agravando a situação. Não corte o local da picada com canivetes ou outros objetos não desinfetados, pois estes podem causar infecção ou agravar o efeito hemorrágico de certos venenos.

Algumas cobras temidas nem sequer são peçonhentas. É o caso da sucuri, que pode atingir até dez metros de comprimento e mata suas presas por estrangulamento.  A jibóia, que chega a ter até 3 metros, não é peçonhenta e não ataca o homem, fugindo quando provocada. A muçurana é uma cobra não venenosa que se alimenta principalmente de cobras venenosas.

Entra as cobras peçonhentas, podemos citar a jararaca, jararacuçu, jararaca-ilhoa, a urutu, a cascavel, a surucucu, etc. A cobra-cipó, a muçurana e a falsa coral apresentam as presas inoculadoras de veneno localizadas na região posterior da boca. Esta localização dificulta a inoculação eficiente do veneno. Por isto, estas cobras não representam perigo para o homem, se puderem ser reconhecidas.

Os jacarés e crocodilos, assim como as cobras, têm sua pele utilizada na confecção de bolsas e sapatos. Por isso, no pantanal brasileiro, estes animais correm o risco de extinção. O homem vem promovendo uma grande matança e a venda ilegal dessas peles pelos contrabandistas e comerciantes estrangeiros. Uma conseqüência da diminuição do número de jacarés no Pantanal já pode ser observada: multiplica-se a quantidade de piranhas, das quais o jacaré é predador. O aumento de piranhas constitui um grande problema para as pessoas da região, que desenvolvem suas atividades na água (lavar roupa, banhar-se, atravessar o rio com boiadas…).

Além dos répteis já citados, são também exemplos de seres desse grupo o cágado, o jabuti, o camaleão, a iguana, a cobra de duas cabeças, a cobra de vidro e a lagartixa.

 

Aves – vertebrados homeotermos com corpo coberto por penas

 

As aves (latim científico: Aves) constituem uma classe de animais vertebrados, tetrápodes, endotérmicos, ovíparos, caracterizados principalmente por possuírem penas, apêndices locomotores anteriores modificados em asas, bico córneo e ossos pneumáticos. São reconhecidas aproximadamente 9.000 espécies de aves no mundo.

As aves conquistaram o meio terrestre de modo muito mais eficiente que os répteis. A principal característica que permitiu essa conquista foi, sem dúvida, a homeotermia, a capacidade de manter a temperatura corporal relativamente constante à custa de uma alta taxa metabólica gerada pela intensa combustão de alimento energético nas células.
Essa característica permitiu às aves, juntamente com os mamíferos, a invasão de qualquer ambiente terrestre, inclusive os permanentemente gelados, até então não ocupados pelos outros vertebrados.

As aves variam muito em seu tamanho, dos minúsculos beija-flores a espécies de grande porte como o avestruz e a ema. Note que todos os pássaros são aves, mas nem todas as aves são pássaros.

Avestruz

 

Os pássaros estão incluidos na ordem Passeriformes, constituindo a ordem mais rica, ou seja, com maior número de espécies dentro do grupo das aves.

Enquanto a maioria das aves são caracterizadas pelo vôo, as ratitas não podem voar ou apresentam vôo limitado, uma característica considerada secundária, ou seja, adquirida por espécies “novas” a partir de ancestrais que conseguiam voar.

Muitas outras espécies, particularmente as insulares, também perderam essa habilidade. As espécies não-voadoras incluem o pinguim, avestruz, quivi, e o extinto dodo. Aves não-voadoras são especialmente vulneráveis à extinção por conta da ação antrópica direta (destruição e fragmentação do habitat, poluição etc.) ou indireta (introdução de animais/plantas exóticos, mamíferos em particular).

Pinguin

A circulação

Uma característica que favorece a homeotermia nas aves é a existência de um coração totalmente dividido em quatro cavidades: dois átrios e dois ventrículos.

 

 

Não ocorre mistura de sangues. A metade direita (átrio e ventrículo direitos) trabalha exclusivamente com sangue pobre em oxigênio, encaminhando-o aos pulmões para oxigenação. A metade esquerda trabalha apenas com sangue rico em oxigênio. O ventrículo esquerdo, de parede musculosa, bombeia o sangue para a artéria aorta. Assim, a todo o momento, os tecidos recebem sangue ricamente oxigenado, o que garante a manutenção constante de altas taxas metabólicas. Esse fato, associado aos mecanismos de regulação térmica, favorece a sobrevivência em qualquer tipo de ambiente. A circulação é dupla e completa.

 

A respiração: pulmões e sacos aéreos

O sistema respiratório também contribui para a manutenção da homeotermia. Embora os pulmões sejam pequenos, existem sacos aéreos, ramificações pulmonares membranosas que penetram por entre algumas vísceras e mesmo no interior de cavidades de ossos longos.

 

A movimentação constante de ar dos pulmões para os sacos aéreos e destes para os pulmões permite um suprimento renovado de oxigênio para os tecidos, o que contribui para a manutenção de elevadas taxas metabólicas.

A pele das aves é seca, não-dotada de glândulas e rica em queratina que, em alguns locais do corpo, se organiza na forma de placa, garras, bico córneo e é constituinte fundamental das pernas.

As aves não têm glândulas na pele. No entanto, há uma exceção: a glândula uropigial (ou uropigiana), localizada na porção dorsal da cauda e cuja secreção oleosa lubrificante é espalhada pela ave, com o bico, nas penas. Essa adaptação impede o encharcamento das penas em aves aquáticas e ajuda a entender por que as aves não se molham, mesmo que fiquem desprotegidas durante uma chuva.

 

 

Exclusividade das aves: corpo coberto por penas

 

 

Digestão e excreção em aves

As aves consomem os mais variados tipos de alimentos: frutos, néctar, sementes, insetos, vermes, crustáceos, moluscos, peixes e outros pequenos vertebrados. Elas possuem um sistema digestivo completo, composto de boca, faringe, esôfago, papo, proventrículo, moela, intestino, cloaca e órgãos anexos (fígado e pâncreas).

 

Ao serem engolidos os alimentos passam pela faringe, pelo esôfago e vão para o papo, cuja função é armazenar e amolecer os alimentos. Daí eles vão para o proventrículo, que é o estômago químico das aves, onde sofrem a ação de sucos digestivos e começam a ser digeridos. Passam então para a moela (estômago mecânico) que tem paredes grossas e musculosas, onde os alimentos são triturados.

 

Finalmente atingem o intestino, onde as substâncias nutritivas são absorvidas pelo organismo. Os restos não aproveitados transformam-se em fezes.

 

As aves possuem uma bolsa única, a cloaca, onde desembocam as partes finais do sistema digestivo, urinário e reprodutor e que se abre para o exterior. Por essa bolsa eles eliminam as fezes e a urina e também põem os ovos.

 

Sistema Reprodutor

 

Diferentes de seus parentes répteis, que às vezes dão à luz a seus filhotes, todas as espécies de aves põem ovos. Apesar dos ovos parecerem bastante frágeis, seu formato oval oferece grande resistência e eles podem suportar grandes pressões sem quebrar. Como os ovos são pesados e incômodos de carregar, as fêmeas colocam os ovos assim que são fertilizadas, quase sempre em um ninho construído para proteger o ovo contra predadores e para mantê-lo aquecido durante o desenvolvimento do embrião.

 

Diferentes espécies de aves põem números diferentes de ovos – os pinguins normalmente põem um único ovo, enquanto o chapim azul europeu põe entre 18 e 19 ovos. A construção de um ninho é uma das grandes façanhas de design e engenharia do reino animal. Espécies diferentes mostram uma diversidade extraordinária na construção de seus ninhos. Algumas aves constroem ninhos minúsculos tão bem escondidos, que nem mesmo o caçador mais determinado pode encontrá-los, mas outras espécies constroem ninhos enormes, altamente visíveis, que elas defendem corajosamente contra qualquer criatura que se aproxime.

Os cisnes frequentemente constroem ninhos com vários centímetros de diâmetro, enquanto que o Scopus umbretta africano constrói ninhos em forma de cúpula, que podem pesar até 50 quilos, levando várias semanas para serem construídos. Os pássaros usam uma grande variedade de materiais para construir seus ninhos.

Algumas espécies usam apenas galhos e ramos para construir os tipos de ninhos normalmente vistos em jardins e cercas vivas. Outras usam um pouco de tudo: de folhas a penas, debarro a musgos, e até mesmo objetos feitos pelo homem, como papel laminado.

O Collocalia maxima do sudeste da Ásia faz seus ninhos inteiramente de sua própria saliva, e os constrói nos tetos de cavernas. Nem todas as aves constroem ninhos. O cuco, em particular, usa o ninho de outras aves em vez de construir o seu. A fêmea voa rapidamente para um ninho apropriado, retirando um dos ovos da “hospedeira” e coloca seu próprio ovo, normalmente do mesmo tamanho e forma do que ela retirou. O pinguim imperador sequer usa um ninho: ele coloca seu seu único ovo diretamente sobre neve, e o incuba com a temperatura de seu corpo.

 

Adaptações ao vôo

No seu caminho evolutivo, as aves adquiriram várias características essenciais que permitiram o vôo ao animal. Entre estas podemos citar:

  1. Endotermia
  2. Desenvolvimento das penas
  3. Aquisição de ossos pneumáticos
  4. Perda, atrofia ou fusão de ossos e órgãos
  5. Aquisição de um sistema de sacos aéreos.
  6. Postura de ovos
  7. Presença de quilha, expansão do osso esterno, na qual se prendem os músculos que movimentam as asas
  8. Ausência de bexiga urinária

As penas, consideradas como diagnóstico das aves atuais, estão presentes em outros grupos de dinossauros, entre eles o próprio Tyrannosaurus rex. Estudos apontam que a origem das penas se deu a partir de modificações das escamas dos répteis, tornando-se cada vez mais diferenciadas, complexas e, posteriormente, vieram a possibilitar os vôos planado e batido.

Acredita-se que as penas teriam sido preservados na evolução por seu valor adaptativo, ao auxiliar no controle térmico dos dinossauros – uma hipótese que aponta para o surgimento da endotermia já em grupos mais basais de Dinosauria (com relação às aves) e paralelamente com a aquisição da mesma característica por répteis Sinapsida, que deram origem aos mamíferos.

Os ossos pneumáticos também são encontrados em outros grupos de répteis. Apesar de serem ocos (um termo melhor seria “não-maciços”), os ossos das aves são muito resistentes, pois preservam um sistema de trabéculas ósseas arranjadas piramidalmente em seu interior.

 

 

Mamíferos

 

As aves e os mamíferos são os únicos homeotermos da Terra atual e os únicos a apresentar glândulas mamárias. A capacidade de manter a temperatura do corpo elevada e constante foi o principal fator adaptativo dos representantes desse grupo à praticamente qualquer ambiente terrestre.

Muitos mamíferos voltaram para o meio aquático (baleias, foca, golfinho, peixe-boi) e outros adaptaram-se ao vôo (morcego) e compartilham o meio aéreo com as aves e os insetos.

 

 

As características dos mamíferos

Algumas características diferenciam os mamíferos de todos os outros vertebrados:

  • glândulas mamárias produtoras de leite com substâncias nutritivas para alimentação dos recém-nascidos;
  • corpo coberto por pêlos, estruturas de origem epidérmica, ricas em queratina, e elaboradas por folículos pilosos;
  • artéria aorta voltada para o lado esquerdo do coração (nas aves, a aorta é voltada para o lado direito do coração);
  • pele contendo glândulas sebáceas, cuja secreção oleosa lubrifica os pelos e a própria pele, e glândulas sudoríparas, produtoras de suor (na verdade, um filtro de água, sais e uréias), recurso de manutenção da homeotermia e via de eliminação de excretas. Ambas as glândulas têm origem epidérmica;
  • músculo diafragma, localizado entre o tórax e o abdômen, utilizado na ventilação pulmonar;
  • placenta, órgão que regula as trocas de alimento entre o sangue materno e o sangue fetal, presente na maioria dos mamíferos chamados placentários.

 

 

Feto humano e de golfinho envoltos pela placenta

 

 

Respiração, excreção e circulação em mamíferos

As trocas gasosas respiratórias ocorrem exclusivamente nos pulmões, cuja superfície é ampliada por alvéolos ricamente vascularizados. Os movimentos respiratórios de inspiração e expiração ocorrem graças à ação de músculos localizados entre as costelas (musculatura intercostal) e, também, pela ação do diafragma, importante músculo estriado que separa o tórax do abdômen.

Nos mamíferos, o principal produto de excreção nitrogenada é a ureia, substância sintetizada no fígado e filtrada no rim.

O coração dos mamíferos, a exemplo das aves, possui quatro cavidades: dois átrios e dois ventrículos. Não há misturas de sangues. A diferença em relação ao coração das aves é que a artéria aorta, que encaminha o sangue oxigenado para o corpo, é curvada para o lado esquerdo do coração. A circulação é dupla e completa.

 

 

Os dentes

Os mamíferos apresentam uma grande variedade de dentes com funções específicas. Os incisivos são planos e servem para cortar; os caninos são pontiagudos e são usados para estraçalhar a carne. Os molares são largos e com protuberâncias e servem para mastigar. O número e o tipo de dentes variam de acordo com a alimentação de cada espécie. Os carnívoros possuem os caninos e os molares muito desenvolvidos; os herbívoros não têm caninos, já que não precisam deles para cortar o pasto.

 

 

 

 

Sistema nervoso

 

O cérebro dos mamíferos possui muitas circunvoluções ou dobras, que aumentam a superfície do órgão e o número de células nervosas. Por esta razão, os mamíferos desenvolveram um comportamento complexo, que pode ser percebido em atitudes como as estratégias de caça, o cuidado com os filhotes, a adaptação a qualquer ambiente e os diferentes sistemas de comunicação estabelecidos entre os indivíduos da mesma espécie.

 

Circunvoluções do cérebro

 

 

A reprodução: surge a placenta

 

Os sexos são separados. O dimorfismo sexual é acentuado, isto é, as fêmeas possuem características externas que as diferenciam dos machos e vice-versa. A fecundação é interna. Na grande maioria, o desenvolvimento embrionário ocorre no interior do corpo materno, em um órgão musculoso chamado útero. Surge um órgão de trocas metabólicas, a placenta organizada por tecidos maternos e tecidos do embrião. Alimentos, oxigênio, anticorpos e hormônios são passados do sangue materno para o embrionário que, em troca, transfere para a mãe excretas e gás carbônico.

A vesícula amniótica, muito desenvolvida, desempenha importante papel protetor ao amortecer choques que incidem contra a parede abdominal da fêmea e também ao possibilitar um meio aquático para o desenvolvimento embrionário. A vesícula vitelínica e alantóide perdem sua função, que passa a ser desempenhada pela placenta.

 

Classificação dos mamíferos

Na Terra atual existem três subclasses de mamíferos:

  • monotremados. São mamíferos primitivos cuja boca possui bico córneo e que se reproduzem por meio da postura de ovos. Os representantes atuais, os ornitorrincos e as equidnas restringem-se à região australiana (Austrália e Nova Guiné);

Ornitorrinco

  • marsupiais. Esse grupo inclui representantes da fauna australiana, como os cangurus e os coalas, e representantes norte-americanos e sul-americanos, como os nossos gambás e cuícas. Após curta fase de desenvolvimento em uma dobra da pele do abdômen da mãe, com aspecto de bolsa, o marsúpio;

Ogato-tigre, Dasyurus maculatus, um dos maiores marsupiais carnívoros da Austrália.

  • placentários. Inclui a maioria dos mamíferos, separados em ordens como a dos carnívoros, roedores, ungulados, cetáceos, quirópteros e a dos primatas, à qual pertence a espécie humana. Nesses animais, útero e placenta são bem desenvolvidos, o que permite o desenvolvimento no interior do organismo materno.

 

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Ciências 6ª série ou 7º ano

Reino Protista

A complexidade da célula eucariótica de um protozoário é tão grande, que ela – sozinha – executa todas as funções que tecidos, órgãos e sistemas realizam em um ser pluricelular complexo. Locomoção, respiração, excreção, controle hídrico, reprodução e relacionamento com o ambiente, tudo é executado por uma única célula, que conta com algumas estruturas capazes de realizar alguns desses papéis específicos, como em um organismo pluricelular.

Segundo a classificação dos seres vivos em cinco reinos (Whittaker – 1969), um deles, o dos Protistas, agrupa organismos eucariontes, unicelulares, autótrofos e heterótrofos. Neste reino se colocam as algas inferiores: euglenófitas, pirrófitas (dinoflagelados) e crisófitas (diatomáceas), que são protistas autótrofos (fotossintetizantes). Os protozoários são protistas heterótrofos.

 

A célula

 

A célula de um protista é semelhante às células de animais e plantas, mas há particularidades. Os plastos das algas são diferentes dos das plantas quanto à sua organização interna de membranas fotossintéticas.

Ocorrem cílios e flagelos para a locomoção. A célula do protozoário tem uma membrana simples ou reforçada por capas externas protéicas ou, ainda, por carapaças minerais, como certas amebas (tecamebas).

Os radiolários e heliozoários possuem um esqueleto intracelular composto de sílica.

Os foraminíferos são dotados de carapaças externas feitas de carbonato de cálcio. As algas diatomáceas possuem carapaças silicosas.

Os protistas podem ainda ter adaptações de forma e estrutura de acordo com o seu modo de vida: parasita, ou de vida livre.

O citoplasma está diferenciado em duas zonas, uma externa, hialina, o ectoplasma, e outra interna, granular, o endoplasma. Nesta, existem vacúolos digestivos e inclusões.

 

Origem

Os protozoários constituem um grupo de eucariontes com cerca de 20 mil espécies. É um grupo diversificado, heterogêneo, que evoluiu a partir de algas unicelulares. Em alguns casos essa origem torna-se bem clara, como por exemplo no grupo de flagelados. Há registro fóssil de protozoários com carapaças (foraminíferos), que viveram há mais de 1,5 bilhão de anos, na

Era Proterozóica. Grandes extensões do fundo dos mares apresentam espessas camadas de depósitos de carapaças de certas espécies de radiolários e foraminíferos. São as chamadas vasas.

Ao lado: Microscopia eletrônica da carapaça presente externamente à célula de uma espécie de radiolário.

 

Habitat

Os protozoários são, na grande maioria, aquáticos, vivendo nos mares, rios, tanques, aquários, poças, lodo e terra úmida. Há espécies mutualísticas e muitas são parasitas de invertebrados e vertebrados. Eles são organismos microscópicos, mas há espécies de 2 a 3 mm. Alguns formam colônias livres ou sésseis.

Fazem parte do plâncton (conjunto de seres que vivem em suspensão na água dos rios, lagos e oceanos, carregados passivamente pelas ondas e correntes). No plâncton distinguem-se dois grupos de organismos:

  • fitoplâncton: organismos produtores (fotossintetizadores), representados principalmente por dinoflagelados e diatomáceas, constituem a base de sustentação da cadeia alimentar nos mares e lagos . São responsáveis por mais de 90% da fotossíntese no planeta.
  • zooplâncton: organismos consumidores, isto é, heterótrofos, representados principalmente por protozoários, pequenos crustáceos e larvas de muitos invertebrados e de peixes.

Digestão

Nas espécies de vida livre há formação de vacúolos digestivos. As partículas alimentares são englobadas por pseudópodos ou penetram por uma abertura pré-existente na membrana, o citóstoma.

 

Já no interior da célula ocorre digestão, e os resíduos sólidos não digeridos são expelidos em qualquer ponto da periferia, por extrusão do vacúolo, ou num ponto determinado da membrana, o citopígio ou citoprocto.

 

Respiração

A troca de gases respiratórios se processa em toda a superfície celular.

 

Excreção

Os produtos solúveis de excreção podem ser eliminados em toda a superfície da célula. Nos protozoários de água doce há um vacúolo contrátil, que recolhe o excesso de água absorvido pela célula, expulsando-a de tempos em tempos por uma contração brusca. O vacúolo é, portanto, osmorregulador.

 

Classificação

A classificação dos protozoários baseia-se fundamentalmente nos tipos de reprodução e de organelas locomotoras.

A locomoção se faz por batimento ciliar, flagelar, por emissão de pseudópodos e até por simples deslizamento de todo o corpo celular. Em alguns ciliados há, no lugar do citoplasma, filamentos contráteis, os mionemas. Os pseudópodos, embora sendo expansões variáveis do citoplasma, podem se apresentar sob diferentes formas.

Na tendência moderna, os protozoários estão incluídos no Reino Protista, subdivididos em quatro filos:

 

Rizópodes ou Sacorníceos

São amebas (“nus”); radiolários e foraminíferos (têm carapaças com formas bastante vistosas, feitas de calcário ou de sílica – importantes indicadores da existência de jazidas de petróleo)

São marinhos, de água doce ou parasitas (Entamoeba histolytica). Têm um ou mais núcleos, vacúolos digestivos e vacúolos contráteis (apenas nos de água doce).

Os Rizópodes caracterizam-se por apresentarem pseudópodes como estrutura de locomoção e captura de alimentos. São projeções da célula, que se deforma toda, que encaminham a ameba para várias direções. O mecanismo que leva à formação dos pseudópodes está hoje razoavelmente esclarecido: na região de formação de uma dessas projeções, a parte viscosa do citoplasma se torna fluida, permitindo que o restante da célula flua nessa direção. Vários pseudópodos podem ser formados ao mesmo tempo, modificando constantemente a forma da ameba. Os pseudópodos, na ameba, não servem apenas para a locomoção. Também são utilizados para a captura de alimento: pequenas algas, bactérias, partículas soltas na água etc. Eles rodeiam o alimento  e o englobam.

O vacúolo alimentar formado (também chamado de fagossomo) une-se a lisossomo e se transforma em vacúolo digestivo. Inicia-se a digestão, a partir de enzimas lisossômicas que atuam em meio ácido. Progressivamente, o conteúdo do vacúolo digestivo torna-se alcalino, até completar-se a digestão. As partículas digeridas atravessam a membrana do vacúolo, espalham-se pelo citoplasma e vão participar do metabolismo celular. Partículas residuais são expelidas da célula pela fusão da parede do vacúolo com a superfície da célula, em um processo inverso ao da fagocitose.

As amebas de vida livre que vivem em água doce apresentam vacúolo contrátil ou pulsátil para osmorregulação, eliminando o excesso de água que vai entrando no seu citoplasma (hipertônico), vindo do ambiente mais diluído (hipotônico).

 


Microscopia de um risópode.

 

Em condições desfavoráveis, por exemplo sujeita à desidratação, a Entamoeba produz formas de resistência, os cistos, com quatro núcleos no seu interior (partição múltipla).

A reprodução assexuada é por bipartição simples ou cissiparidade (mecanismo semelhante a mitose).

Dentre as amebas é importante a Entamoeba histolytica, que parasita o intestino humano, causando a disenteria amebiana ou amebíase.

Flagelados

Sua célula é alongada, podem ter um ou mais flagelos e em alguns há também pseudópodos. No gênero Trypanosoma há uma membrana ondulante que auxilia na locomoção. Próximo ao ponto de origem do flagelo, existe o cinetoplasto, organela que contém o DNA, capaz de se autoduplicar e que fica incluído no interior de uma longa mitocôndria de formato irregular que se estende ao longo da célula.

Existem flagelados de vida livre (Euglena – possuem clorofila e realizam fotossíntese; podem, também, nutrir-se de forma heterótrofa = zooflagelados), mutualísticos (Trichonympha, no intestino de cupins – fornecem a enzima celulase) e parasitas (Trypanosoma cruzi).

Nos coanoflagelados, há uma espécie de colarinho que serve para a captura de partículas alimentares; têm estrutura muito semelhante aos coanócitos, células típicas das esponjas.

Devido a isso, há teorias que sugerem uma relação filogenética entre coanoflagelados e esponjas.

 

Coanoflagelado

 

 

A reprodução é sexuada ou assexuada por divisão longitudinal.

Este filo tem muitos importantes parasitas humanos:

- Leishmania braziliensis: Causa a leishmaniose tegumentar ou úlcera de Bauru (‘ferida brava’). Vive no interior das células da pele e é transmitida pelo mosquito-palha (birigui).

- Trypanosoma cruzi: Causa a doença de Chagas, comum em nosso país e na América do Sul é transmitida por percevejos popularmente conhecidos como barbeiros.

- Giardia lamblia: Causa a giardíase (intestinal).

- Trichomonas vaginalis: Causa a tricomoníase (no aparelho genital).

No intestino dos cupins e das baratas que comem madeira existem flagelados. Essa convivência é pacifica e caracteriza uma associação em que ambos os participantes são beneficiados (mutualismo). A madeira ingerida pelos insetos é digerida por enzimas produzidas pelos flagelados. Ambos aproveitam os produtos da digestão.

 

Esporozoários ou Apicomplexos: são todos parasitas

Não possuem orgânulos para locomoção.

São todos parasitas e apresentam um tipo de reprodução assexuada especial chamada de esporulação: uma célula divide seu núcleo numerosas vezes; depois, cada núcleo com um pouco de citoplasma é isolado por uma membrana, formando assim vários esporos a partir de uma célula

No ciclo vital apresentam alternância de reprodução assexuada e sexuada.

O principal gênero é o Plasmodium, com várias espécies causadoras da malária. O Toxoplasma gondii, causador da doença toxoplasmose, é de grande seriedade em mulheres grávidas até o terceiro mês.

 

 

 

Ciliados

É o grupo mais altamente especializado. Apresentam cílios, cirros e membranelas. Estas duas últimas estruturas resultam da concrescência (união) de muitos cílios. Entre eles estão os protozoários “gigantes” como os paramécios (Paramecium) muito usados em estudos; aqui estão os protozoários de organização mais complexa. Os paramécios deslocam-se muito mais rapidamente que os flagelados e as amebas por causa dos inúmeros cílios que se projetam da parede do corpo. A maioria é de vida livre.

Além de orgânulos especializados, possuem dois núcleos: macronúcleo (funções vegetativas) e micronúcleo (funções genéticas: hereditariedade e reprodução); apresentam extremidades anterior e posterior; na membrana, a entrada do alimento se dá pelo citóstoma e a saída de resíduos pelo citopígio (= citoprocto).

Possuem dois vacúolos pulsáteis que funcionam alternadamente efetuando a regulação osmótica e possivelmente a expulsão de toxinas. Cada vacúolo possui canais que recolhem a água celular, encaminhando-a para um reservatório que efetua a sua expulsão da célula.

 

 

Trocas gasosas e excreção, como nos demais protozoários, ocorre pela superfície da célula. A reprodução assexuada, como na ameba e na euglena, ocorre por divisão binária.

A reprodução sexuada por conjugação consiste no pareamento de dois paramécios, com fusão das membranas e em seguida troca de material genético dos micronúcleos. Depois os paramécios se separam e se reproduzem assexuadamente por cissiparidade.

 

 

Algas

Nos sistemas aquáticos marinhos, existe uma comunidade formadora de uma verdadeira floresta. Ela é constituída por inúmeros protistas conhecidos simplesmente por algas. Assim como as florestas terrestres, essa comunidade aquática contribui para o abastecimento do oxigênio da biosfera.

 

O habitat e a Importância das Algas

Sob a denominação algas enquadram-se diversos grupos de protistas diferentes entre si, mas que mantém uma característica em comum: são todos eucariontes, autótrofos fotossintetizantes dotados de clorofila.

Existem algumas algas formadas apenas por uma célula. Outras são organizadas em diferentes tipos de colônias. E ainda há as que são macroscópicas pluricelulares, sem, porém formar tecidos ou órgãos. O corpo de uma alga é um talo, ou seja não possui raiz, caule ou folha, mesmo que seja gigante.

Embora sejam encontradas no meio terrestre úmido, é nas águas doces e no mar que as algas são mais abundantes.

No meio aquático, dependendo do local onde vivem, podem constituir comunidades conhecidas como fitoplâncton e fitobentos.

O fitoplâncton é uma comunidade formada principalmente por numerosas microalgas que flutuam livremente ao sabor das ondas. São importantes produtoras de alimento orgânico e liberam oxigênio para a água e a atmosfera. Constitui a base das cadeias alimentares aquáticas, formando o que se denomina “pasto marinho”.

O fitobentos é uma comunidade de algas, em geral macroscópicas (algumas atingem dezenas de metros) fixas no solo marinho (principalmente em rochas).


Algas unicelulares.


Algas com diversos pigmentos.

 

 

Reprodução Assexuada

Nas algas há dois tipos básicos de reprodução assexuada:

  • divisão binária: comum nas formas unicelulares, que ocorrem à mitose para efetuar a divisão da célula.

 

  • zoosporia: comum em algas multicelulares aquáticas. Cada zoósporo, dispersando-se pelo meio, é capaz de gerar nova alga.


Zoosporia das algas

Reprodução Sexuada

Os gametas e os ciclos reprodutivos:

Em muitas algas aquáticas há a produção de gametas que, fundindo-se, originarão zigotos. Esses zigotos, após curto período de dormência, sofrem meiose com produção de quatro células (zoósporos). Cada uma dessas células originará nova alga, necessariamente haplóide. Note que, neste caso temos um ciclo reprodutivo no qual o organismo adulto é haplóide.

O ciclo é chamado de haplobionte (ou haplonte). A meiose ocorre na fase de zigoto, sendo chamada zigótica. Também é chamada de meiose inicial, uma vez que cada célula iniciará a formação de novo organismo adulto.

 

 

Em outras algas, a geração adulta é diploide e produz gametas por meiose. Do encontro de gametas, na fecundação, surge um zigoto que acaba originando um adulto diplóide. O ciclo reprodutivo é diplobionte (ou diplonte). A meiose é gamética, pois serviu para formar gametas. Também é chamada de meiose final por que ocorre no fim do período de desenvolvimento do indivíduo adulto diplóide.

 

Alternância de gerações

A maioria das algas multicelulares apresentam alternância de gerações, ou seja, em seu ciclo de vida alternam–se gerações de indivíduos haplóides e diplóides.

Ex: Alga verde talosa do gênero Ulva

 

 

O ciclo haplodiplobionte ocorre também nas algas e pode ser visto na página que trata de Gimnospermas.

Quanto aos gametas produzidos pelas algas, há casos de:

  • Isogamia – gametas masculinos e femininos iguais;
  • Heterogamia – gametas masculinos e femininos móveis, flagelados, porém o masculino bem menor em tamanho que o feminino.
  • Oogamia- gameta masculino é pequeno e móvel e o gameta feminino é grande e imóvel.

 

A conjugação

Em algumas algas filamentosos de água doce ocorre pareamento de dois indivíduos com a passagem, por um canal de comunicação, de células inteiras de um para outro filamento. As células são haplóides e após se juntarem originam zigotos. Os zigotos dividem-se por meiose e a cada célula formada será capaz de originar novo filamento haplóide. Note que essa conjugação faz parte do ciclo haplobionte e a meiose do zigoto contribui para o surgimento de variabilidade.

 

Reino Animal

Características que Distinguem os Animais

 

O Reino Animalia é definido segundo características comuns a todos os animais: organismos eucariontes, multicelulares, heterotróficos, que obtêm seu alimento por ingestão de nutrientes do meio.

Mesmo dentro de critérios assim tão amplos, podemos encontrar exceções, em funções de fatores diversos, como a adaptação de organismos a meios de vida especiais. É o que ocorre, por exemplo, com alguns endoparasitas que perderam a capacidade de ingestão de nutrientes, obtendo-os por absorção direta dos líquidos do corpo dos organismos parasitados. Todos os animais começam seu desenvolvimento a partir de uma célula-ovo ou zigoto, que surge da fecundação do óvulo pelo espermatozóide. Assim, a reprodução sexuada sempre está presente nos ciclos de vida dos animais. Isso não significa que a reprodução assexuada não aconteça; ela ocorre e é muito importante em alguns grupos.

A partir do zigoto, inicia-se o desenvolvimento embrionário, que passa pelas fases de mórula, blástula e gástrula. São vários os tipos de desenvolvimento embrionário, mas, apenas para exemplificação, vamos representar a seguir todas essas fases, desde o zigoto até a gástrula, considerando o padrão mais fácil para o entendimento básico de como elas ocorrem.

 

 

Alguns animais desenvolvem-se até um conjunto de células que não chega a formar tecidos verdadeiros, enquanto a maioria atinge niveis de organização superiores a tecidos, tais como órgãos e sistemas. É possivel, assim, distinguir dois grandes grupos:

  • Parazoa (parazoário; pará = ao lado, zoa = animal): representado pelos Porifera (esponjas), no qual não há a formação de tecidos verdadeiros.
  • Eumetazoa (eumetazoários; eu = verdadeiros, metazoário = animal): representados por todos os outros animais que possuem tecido diferenciado.

Dentre os Eumetazoa distinguem-se dois outros grupos: o dos organismos que não passam do nível de organização superior a tecidos, do qual fazem parte os cnidários, e o dos organismos que já apresentam os órgãos em sistemas definidos, compreendendo a maioria dos Eumetazoa.

O ramo da biologia qe estuda os animais é denominado Zoologia (zoo = animal, logus = estudo).

É muito comum, em Zoologia falar-se em animais invertebrados e animais vertebrados.

 

Os invertebrados são todos os animais que não possuem vértebras e, consequentemente, coluna vertebral. A maior parte dos animais é formada pelos invertebrados, caso das esponjas, medusas, planárias, vermes, minhocas, insetos, siris, estrelas-do-mar e outros.

O termo invertebrado não tem nenhum valor taxonômico e não corresponde a grupos como filo, classe, ordem ou outros; é simplismente um termo vulgar aplicado a todos esses animais.

Os vertebrados correspondem a todos os animais que possuem vértebras, caso dos peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Os vertebrados correspondem a um subfilo dentro do filo dos cordados. Dentre os cordados, existem animais invertebrados, como é o caso do anfioxo, que vive enterrado na areia, no ambiente marinho.

 

 

Simetria e Locomoção

Animais de organização mais simples, como diversas esponjas, possuem formas irregulares, sendo, por isso, chamados assimétricos.

Em outros animais, podemos passar por seus corpos diversos planos verticais de simetria que passam pelo eixo central longitudinal (como nos tipos de esponjas que crescem com a forma aproximada de vaso, nos cnidários e na maioria dos equinodermos, por exemplo); cada plano permite a separação do animal em metades equivalentes. São os chamados simétricos radiais, em geral animais cilíndricos ou em forma de sino. Os animais simétricos radiais, em sua maioria, são fixos ao substrato (esponjas adultas, pólipos de cnidários etc.), ou movem-se com lentidão (medusas, estrelas e ouriços-do-mar etc.).

No entanto, a simetria predomina no reino animal é a bilateral. Os animais bilaterais possuem lados esquerdo e direito, faces ventral e dorsal e extremidades anterior e posterior. A extremidade anterior é aquela em que fica localizada a cabeça, que contém o centro de comando nervoso.

 

A extremidade posterior é aquela em que, na maioria das vezes, situa-se o ânus e os orifícios reprodutores.

Nesse tipo de simetria existe um plano sagital que divide o animal em duas metades equivalentes. De modo geral, a simetria bilateral é relacionada ao modo de vida de “ir em busca” do alimento de uma forma mais dirigida.

Número de Folhetos Germinativos

 

Alguns animais são formados, em sua fase embrionária, por apenas duas camadas de células (derivadas da ectoderme e da endoderme). Esses animais são considerados diblásticos (ou diploblásticos), como, por exemplo, os cnidários.

Outros animais, em sua fase embrionária, são constituídos por três camadas de células, derivadas da ectoderme, da endoderme e da mesoderme. São os chamados triblásticos (ou triploblásticos), como, por exemplo, os vermes, os moluscos, os artrópodes, os equinodermos e os cordados.

 

 

Celoma

Nos animais triblásticos, pode ou não existir celoma, a cavidade geral do corpo, que serve de espaço para os órgãos internos (vísceras). Quando não há celoma, os animais são ditos acelomados, como os vermes de corpo achatado – os platelmintos.

 

 

Entre os que possuem cavidade geral do corpo, é possivel destinguir entre os pseudocelomados e os celomados verdadeiros (ou, simplismente, celomados). Os primeiros possuem falso celoma, assim chamado por não ser uma cavidade inteiramente forrada por tecido mesodérmico. A mesoderme apenas revestre a superfície interna da parede do corpo, deixando de faze-lo na parede intestinal, como acontece com os vermes de corpo cilídrico, chamados nemaltelmintos.

 

 

Nos celomas verdadeiros, tanto a face interna da parede do corpo como a face externa da parede intestinal são revestidas por mesoderme e a cavidade geral do corpo é, assim, um verdadeiro celoma – como, por exemplo, nos vermes segmentados, nos artrópodes, nos moluscos, nos equinodermos e nos cordados.

 

 

 

Destino do Blastóporo

Outra característica embriológica dos animais triblásticos é a relacionada ao surgimento da boca.

Quando a boca é derivada do blastóporo (a abertura do arquêntero para o meio externo), dizemos que os animais são protostômios (do grego, proto = primitivo, stoma = boca), o que inclui desde os platelmintos até os artrópodes. Se o blastóporo originar o ânus (e a boca se originar na extremidade oposta, como um novo orifício), dizemos que os animais são deuterostômios (do grego, deutero = secundário, o que veio depois).

 

 

 

Filo Porifera

 

Acredita-se que os primeiros animais que surgiram na face da Terra tenham sido os poríferos. Várias são as hipóteses sobre a origem dos animais. Uma das mais aceitas propõe que eles teriam derivado de protistas flagelados coloniais, dando origem primeiramente à linhagem dos parazoários (sub-reino Parazoa), representada pelos poríferos, e depois à linhagem dos eumetazoários.

As esponjas são animais sem simetria ou com simetria radiada, diploblásticos, acelomados e sem cavidade digestiva.

Todas as esponjas são fixas na fase adulta e coloniais, vivendo em meio aquático (água doce ou salgada), geralmente da linha da maré baixa até profundidades que atingem os 5500 metros. Crescem sempre aderidas a substratos imersos, como madeira, conchas, rochas, etc. Muitas apresentam um aspecto quase vegetal (tendo sido consideradas plantas durante muitos séculos), embora possam ser brilhantemente coloridas.

A sua natureza animal apenas foi reconhecida em 1765 mas a sua posição sistemática permaneceu incerta até 1857.

A simplicidade da estrutura das esponjas é tal que, se forem trituradas e passadas por uma peneira, de modo a separar as suas células, estas poderão reagrupar-se e formar novamente uma esponja, em tudo semelhante á original. As células do corpo das esponjas apresentam mesmo um certo grau de independência, sem coordenação por células nervosas.

Não apresentam, portanto, tecidos verdadeiros, nem sistemas de órgãos. Outro aspecto intrigante da biologia das esponjas é o fato de serem os únicos animais cuja abertura principal do corpo é exalante. No entanto, a maioria das esponjas reage ao toque, especialmente em volta da sua abertura principal, embora os estímulos sejam conduzidos lentamente, provavelmente célula a célula.

As esponjas são organismos imóveis, mas capazes de movimentar a água em seu redor. As partículas alimentares em suspensão penetram no corpo da esponja através de poros microscópicos – poros inalantes – na sua parede lateral e a água filtrada é retirada através de uma abertura maior – ósculo – na zona oposta á base. Em certas espécies, o ósculo pode ser lentamente fechado. O ósculo encontra-se quase sempre acima do resto do corpo do animal, uma adaptação importante, pois evita a recirculação de água á qual já foram retirados alimento e oxigênio e adicionados resíduos.

 

A parede do corpo das esponjas delimita uma cavidade central, o átrio ou espongiocélio. Em certas esponjas mais complexas não existe apenas uma cavidade central, mas um labirinto de canais e câmaras cobertas de células flageladas – câmaras vibráteis. A respiração e a excreção são feitas diretamente por difusão com o meio aquático, pelo que as esponjas não suportam águas estagnadas.

 

 

A parede do corpo das esponjas é formada por diversos tipos de células, sustentadas por elementos esqueléticos de vários tipos:

  • Pinacócitos – células achatadas de revestimento da parte externa, formando uma espécie de epiderme designada pinacoderme (embora não seja um verdadeiro tecido);

 

  • Coanócitos– células flageladas com uma expansão membranosa em forma de colarinho,  que revestem o espongiocélio e outras câmaras vibráteis internas das esponjas. O movimento dos seus flagelos cria a corrente de água que traz nutrientes e gases. Os nutrientes são filtrados pelo “colarinho” da célula, que não é uma estrutura sólida, mas antes um conjunto de pequenos bastonetes erectos e separados por espaços. Qualquer partícula orgânica ou microrganismo plantônico aprisionado no colarinho é encaminhado para baixo, em direção ao corpo celular e endocitado, ocorrendo uma digestão intracelular, em vacúolos digestivos. Posteriormente os nutrientes são difundidos para a mesogleia ou célula a célula.

 

  • Amebócitos– células livres de vários tipos que se deslocam por movimentos amebóides, presentes no mesênquima ou mesogleia (substância gelatinosa localizada entre as camadas de pinacócitos e coanócitos) e que são responsáveis pelo crescimento e capacidade de regeneração, pois podem originar todos os restantes tipos de célula (exceto os coanócitos) e produzir as espículas do esqueleto. Estas células podem, ainda, transferir os nutrientes presentes na mesogleia para as restantes células e retirar os produtos de excreção para o espongiocélio. São, ainda, responsáveis pela formação dos gametas;

 

  • Porócitos– células dotadas de um poro central, designado poro inalante, que as atravessa de lado a lado. Localizam-se a espaços regulares na parede do corpo da esponja, sendo através delas que a água penetra no espongiocélio. Estas microscópicas aberturas podem ser reguladas pelo animal.

Os elementos esqueléticos das esponjas podem ser de dois tipos básicos:

  • Fibras proteicas – formadas por uma proteína córnea designada espongina, uma substância insolúvel e resistente á digestão por enzimas proteolíticas. A espongina dispõe-se irregularmente no mesênquima;
  • Espículas minerais– estes elementos podem ser compostos por dois tipos de minerais:
  • Carbonato de cálcio– espículas formadas por CaCO3, podem apresentar formas variadas, desde simples eixos rectos a formas complexas e ramificadas;
  • Sílica– espículas formadas principalmente por H2Si3O7, são geralmente complexas e podem fundir-se, originando uma estrutura relativamente sólida nas chamadas esponjas-de-vidro.

 

 

A reprodução das esponjas pode ser assexuada, por brotamento ou gemulação, originando colônias de grandes dimensões.

Este tipo de reprodução ocorre por agrupamento de amebócitos e outras células não diferenciadas que se isolam e elaboram uma espessa membrana protetora contendo espongina e espículas. Isto acontece à medida que a esponja morre e se desintegra.

Essas gêmulas, formadas principalmente em épocas de condições ambientais defavoráveis, são verdadeiras formas de resistência – persistem longo tempo no ambiente e ficam em estado de repouso metabólico até que as condições externas ambientais voltem ao normal.

Nesse momento, a espessa membrana é rompida e as células retomam a atividade normal e reorganizam uma ou mais novas esponjas.

 

A reprodução por brotamento é a forma mais comum de reprodução assexuada. A partir desse processo, uma esponja produz brotos, que se desenvolvem a partir da esponja-mãe. Esses brotos podem ficar ligados uns com os outros, organizando uma colônia.

A reprodução sexuada é bastante peculiar, principalmente a nível do desenvolvimento larvar.

As esponjas podem ser monóicas (hermafroditas) ou dióica (sexos separados), permanecendo os óvulos na mesogleia e sendo os espermatozóides libertados para o espongiocélio e daí para o exterior.

Os óvulos têm origem em amebócitos e os espermatozóides podem ter origem em amebócitos ou coanócitos. Se estes espermatozóides encontrarem outra esponja da mesma espécie, ocorrerá a fecundação e formar-se-á um zigoto.

A fecundação é geralmente interna. O zigoto vai originar uma larva nadadora designada anfiblástula, não mais que uma pequena bola de células flageladas do tipo coanócito.

Esta larva liberta-se do corpo da esponja-mãe e sai pelo ósculo, acabando por se fixar a um substrato e sofrer uma inversão, em que as células flageladas migram para o interior da bola e as achatadas para o exterior.

Por este motivo, diz-se que o desenvolvimento é indireto neste filo.

 

Filo Cnidaria

 

O filo Cnidária (cnidários) está representado pelas hidras, medusas ou água-vivas, corais e anêmonas-do-mar.

Os cnidários são os primeiros animais a apresentarem uma cavidade digestiva no corpo, fato que gerou o nome celenterado, destacando a importância evolutiva dessa estrutura, que foi mantida nos demais animais. A presença de uma cavidade digestiva permitiu aos animais ingerirem porções maiores de alimento, pois nela o alimento pode ser digerido e reduzido a pedaços menores, antes de ser absorvido pelas células.

Com base no aspecto externo do corpo, os cnidários apresentam simetria radial. Eles são os primeiros animais na escala evolutiva a apresentarem tecidos verdadeiros, embora ainda não cheguem a formar órgãos.

No filo cnidária existem basicamente dois tipos morfológicos de indivíduos: as medusas, que são natantes e os pólipos, que são sésseis. Eles podem formar colônias, como é o caso dos corais (colônias sésseis) e das caravelas (colônias flutuantes).

Os polipos e as medusas, formas aparentemente muito diferentes entre si, possuem muitas características em comum e que definem o filo, como veremos.

Nos cnidários existe um tipo especial de célula denominada cnidócito, que apesar de ocorrer ao longo de toda a superfície do animal, aparece em maior quantidade nos tentáculos. Ao ser tocado o cnidócito lança o nematocisto, estrutura penetrante que possui um longo filamento através do qual o líquido urticante contido em seu interior é eliminado. Esse líquido pode provocar sérias queimaduras no homem.

Essas células participam da defesa dos cnidários contra predadores e também da captura de presas. Valendo-se das substâncias produzidas pelos cnidócitos, eles conseguem paralisar imediatamente os pequenos animais capturados por seus tentáculos.

Foi a presença do cnidócito que deu o nemo ao filo Cnidaria (que têm cnida = urtiga)

 

 

Tanto o pólipo como a medusa apresentam uma boca que se abre na cavidade gastrovascular, mas não possuem ânus. O alimento ingerido pela boca, cai na cavidade gastrovascular, onde é parcialmente digerido e distribuido (daí o nome gastro, de alimentação, e vascular, de circulação).

Após a fase extracelular da digestão, o alimento é absorvido pelas células que revestem a cavidade gastrovascular, completando a digestão.

A digestão é portanto, em parte extracelular e em parte intracelular. Os restos não-aproveitáveis são liberados pela boca. Na região oral, estão os tentáculos, que participam na captura de alimentos.

As camadas de célula que ocorrem nos cnidários são: a epiderme, que reveste o corpo externamente, e a gastroderme, que reveste a cavidade gastrovascular. Entre a epiderme e a gastroderme existe uma camada gelatinosa denominada mesogléia. Essa camada é mais abundante nas medusas do que nos pólipos e, por isso, as medusas têm aspecto gelatinoso, fato que lhes rendeu a denominação popular de “águas-vivas”.

 

 

A epiderme e a gastroderme são duas camadas celulares derivadas de tecidos embrionários denominados genericamente folhetos germinativos. A epiderme deriva do folheto germinativo chamado ectoderme (ecto = externo, derme = tecido de revestimento), que reveste externamente o corpo do embrião; a gastroderme deriva do folheto denominado endoderme (endo=interno), que reveste o tubo digestivo do embrião. Os cnidários são considerados animais diblásticos.

Os poriferos, apesar de não formarem tecido verdadeiros, são considerados animais diblásticos, pois durante o desenvolvimento embrionário surgem apenas duas camadas de células – uma externa e outra interna -, que corresponde às duas camadas de células que formam o corpo do adulto: a externa formada pelos pinacócitos e a interna formada pelos coanócitos ou coanócitos e pinacócitos internos.

Os demais animais são triblásticos ou triploblasticos, pois possuem três folhetos germinativos: a ectoderme, a endoderme e a mesoderme (meso=no meio), que se desenvolve entre a ecto e a endoderme.

 

 

Os cnidários são os primeiros animais a apresentarem células nervosas (neurônios). Nesses animais, os neurônios dispõem-se de modo difuso pelo corpo, o que é uma condição primitiva entre os animais.

Os cnidários apresentam movimentos de contração e de extensão do corpo, além de poderem apresentar deslocamentos. São, portanto, os primeiros animais a realizarem essas funções.

Deslocamento tipo mede-palmos

Os poríferos são animais que vivem fixos ao substrato, não apresentando deslocamentos.

Nos pólipos, a capacidade de locomoção é reduzida, podendo ser do tipo “mede-palmos” ou “cambalhota”. Nas medusas, a locomoção é mais ativa, sendo realizada por um mecanismo denominado jato propulsão: os bordos do corpo se contraem, e a água acumulada na fase oral da medusa é expulsa em jato, provocando o deslocamento do animal no sentido oposto.

 

A capacidade de alterar a forma do corpo, determinando movimentos e deslocamentos, deve-se à presença de células especiais com funções de contração e distensão, mas que não são células musculares verdadeiras, na medida em que estas surgem a partir da mesoderme, que só ocorre em animais triblásticos.

A respiração e a excreção ocorrem por difusão através de toda a superfície do corpo. Não existem estruturas especiais relacionadas a esses processos, como também é o caso das esponjas.

 

A reprodução assexuada

 

A reprodução assexuada em hidras pardas ou verdes é, em geral, feita por brotamento. Brotos laterais, em várias fases de crescimento, são comumente vistos ligados à hidra-mãe e dela logo se destacam.

Esse processo de multiplicação, em que não ocorre variabilidade genética, é propício nos ambientes estáveis e em épocas favoráveis do ano, em que as hidras estão bem alimentadas.

 

 

 

A reprodução sexuada

A hidra é hermafrodita. Alguns testículos e apenas um ovário são formados, principalmente em épocas desfavoráveis do ano, a partir de células indiferenciadas existentes no corpo.

 

 

O único óvulo produzido é retirado do ovário. Os espermatozóides são liberados na água e vão a procura do óvulo. A fecundação ocorre no corpo da hidra. O zigoto formado é circundado por uma espessa camada quitinosa (de consistência semelhante ao esqueleto de quitina dos insetos) e, após certo tempo de desenvolvimento, o embrião, envolto pela casca protetora, destaca-se do corpo da hidra e permanece dentro da casca durante toda a época desfavorável.

Com a chegada da estação favorável, rompe-se a casca e emerge uma pequena hidra que cresce até atingir a fase adulta. Não há larva. O desenvolvimento é direto.

 

 

 

Classificação dos cnidários

As principais classes dos cnidários são:

  • Hydrozoa – hidras e caravelas;
  • Scyphozoa - águas -vivas
  • Anthozoa – anêmonas e corais; e
  • Cubozoa – cubozoárioa, como a vespa do pacífico.

Classe Hydrozoa

A classe dos hidrozoários possui inúmeros representantes, além da hidra. Todos os demais componentes dessa classe são marinhos. Dentre eles, podemos citar como exemplo a Obelia e a caravela (Physalia), este um indivíduo colonial muito comum nos mares tropicais e temperados.

Na Obelia, a reprodução ocorre durante um ciclo em que se alternam pólipos (fase assexuada e duradoura) e medusas (fase sexuada e pouco duradoura). Dois tipos de pólipos existem em um polipeiro (colônia): o nutridor e o reprodutor. Os reprodutores geram medusas por brotamento. Essas, de pequeno tamanho, produzem gametas que se encontram na água (fecundação externa). Forma-se o zigoto, ocorre o desenvolvimento embrionário e surge uma larva ciliada, a plânula, que constitui uma importante forma de dispersão da espécie. Fixando-se a um substrato apropriado, a larva transforma-se em um novo pólipo, que acaba gerando novo polipeiro.

 

Classe Scyphozoa

 

Na classe dos cifozoários, as formas predominantes e sexuadas são bonitas medusas de cores variadas, as verdadeiras “águas-vivas”, freqüentemente vistas em nosso litoral. Os pólipos são pequenos e correspondem a fase assexuada, pouco duradoura.

As medusas têm formato de guarda-chuva e são diferentes das do grupo dos hidrozoários. Podem alcançar de 2 a 40 cm de diâmetro. A gigante do grupo é uma medusa do Atlântico Norte, que chega a 2 metros de diâmetro.

No caso da espécie Aurelia aurita, a fecundação é interna. A plânula nada durante um certo tempo e origina um pólipo fixo, o cifístoma. Esse pequeno pólipo é a geração assexuada e se reproduz por um processo conhecido por estrobilação. Nesse processo, fragmentações sucessivas do corpo do pólipo formam uma pilha de discos que permanecem amontoados uns sobre os outros. Cada disco, uma éfira (medusa jovem), destaca-se e, após certo tempo de crescimento, origina uma medusa adulta, fechando-se o ciclo.

 

 

Classe Anthozoa

Anêmonas e corais são os representantes mais conhecidos dessa classe. As anêmonas são facilmente vistas no nosso litoral, principalmente na maré baixa, sobre rochas emersas ou enterradas na areia por ente as rochas.

 

Corais Cérebro

A forma de muitos corais é variada. Alguns possuem formato de pequenas árvores, outros lembram grandes penas coloridas e outros, ainda, possuem formato escultural, como é o caso do famoso coral “cérebro”, cujo aspecto lembra os sulcos e circunvoluções existentes no cérebro humano.

Os antozoários freqüentemente se reproduzem por brotamento ou fragmentação. A reprodução sexuada envolve a formação e a fusão dos gametas e habitualmente existe uma larva plânula antecedendo a fase adulta.

Como na classe dos antozoários só há a forma pólipo, não existe metagênese. Após a reprodução sexuada dos pólipos, as larvas plânulas se diferenciam diretamente em novos pólipos. A organização dos pólipos dessa classe é mais complexa que nas outras classes.

 

 

Anêmonas

Peixe palhaço protegido pela anêmona

 

 

Os corais

 

Ao contrário das anêmonas, geralmente solitárias, os corais são coloniais na imensa maioria das espécies. São pólipos muito pequenos, bem menores que as anêmonas.

Como se reproduzem assexuadamente por brotamento e os brotos não se separam, eles vão constituindo grandes agrupamentos coloniais. E, como cada pólipo constrói ao redor de si um esqueleto geralmente constituído de calcário (carbonato de cálcio), todos os esqueletos acabam se juntando, o que origina uma grande formação calcária comum à colônia.

 

Vermes

As pessoas costumam reagir com alguma repugnância ao ouvirem a palavra “vermes”. A impressão que se têm é de algo viscoso, rastejante e perigoso à saúde. A palavra verminose, aplicada as doenças causadas por alguns desses animais, contribui para essa noção. Realmente, alguns vermes são causadores de doenças, principalmente em populações que vivem em condições de saúde precárias. No entanto, há numerosos vermes que são totalmente inofensivos e de aparência não-repugnante.

Três são os filos de animais que mais frequentemente são reconhecidos como vermes: Platyhelminthes, Nematoda e Annelida.

 

Filo Platyhelminthes: Vermes achatados

 

Os platelmintos são vermes de corpo achatado dorso-ventralmente (platy= chato; helminto= verme), com simetria bilateral (aparece pela primeira vez na escala evolutiva). Existem aproximadamente 20 mil espécies descritas de platelmintos. Podem ser parasitas ou de vida livre, estes podendo ocorrer nos mares, água doce ou em ambientes terrestres úmidos. Como parasitas de seres humanos podemos citar a tênia e o Schistosoma mansoni, causador da esquistossomose. Outros animais também podem ser parasitados como o boi, o porco, os cachorros, gatos, etc. O corpo pode ou não possuir uma segmentação. A maioria das espécies são monóicas.

 

Embriologia

São acelomados (não possuem celoma) e triblásticos (possuem os três folhetos germinativos: ectoderme, mesoderme e endoderme). Possuem simetria bilateral.
A ectoderme dá origem ao revestimento externo, a mesoderme dá origem à musculatura e ao parênquima, que é um tecido que preenche todo o espaço entre o intestino e a parede do corpo. A endoderme dá origem ao intestino e seu revestimento.

 

 

 

Tegumento

Os platelmintos possuem um epitélio simples, sendo a epiderme formada por uma camada simples de células. As espécies parasitas apresentam uma cutícula de proteção e, em alguns casos, ventosas para fixação. Alguns apresentam cílios na região ventral, para fins de locomoção. Podem possuir células mucosas, que produzem lubrificação para facilitar a locomoção.

 

Digestão

Os sistema digestório dos platelmintos é incompleto, ou seja, a boca é a única abertura para o exterior, não possuindo ânus. A digestão pode ser intra ou extracelular. O intestino é bastante ramificado, o que facilita a distribuição do alimento digerido. O que não é utilizado na digestão é eliminado pela boca.  As planárias possuem a boca na região ventral e uma faringe protátil (exteriorizada), o que facilita a captação de alimento, sugando.
As tênias não possuem sistema digestório, se alimentam por difusão, absorvendo os nutrientes pré-digeridos do hospedeiro.

 

Respiração

Não possuem sistema respiratório, e as trocas gasosas são feitas pela epiderme, por difusão. Este tipo de respiração recebe o nome de tegumentar ou cutânea e ocorre nas espécies de vida livre, pois as parasitas fazem respiração anaeróbia.

Circulação

Os platelmintos não possuem sistema circulatório. O alimento digerido é enviado para as células por difusão, graças a um intestino bem ramificado, pois ele é gastrovascular.

 

Excreção

São os primeiros animais a apresentar sistema excretor: o protonefrídio, que é formado por vários túbulos excretores com células-flama. As células-flama são fundamentais neste sistema excretor. Apresentam vários flagelos que promovem a movimentação dos fluidos, fazendo com que eles sejam muito bem filtrados.

Os resíduos caem em um sistema de ductos ou túbulos, que se abrem para o exterior através de estruturas chamadas nefridióporos, que são poros excretores. Estes poros situam-se na superfície dorsal do corpo, lateralmente.

 

 

Esqueleto

Não possuem esqueleto.

 

Sistema Nervoso

Apresentam um processo chamado cefalização, ou seja, uma cabeça com estruturas nervosas e sensoriais. O sistema nervoso dos platelmintos é chamado ganglionar, formado por dois gânglios nervosos, que estão ligados a dois cordões nervosos ventrais e longitudinais, que são ligados por comissuras transversais e que percorrem toda a região ventral, até a parte posterior do verme.

As planárias de água doce possuem dois ocelos na região da cabeça, estruturas foto-receptoras. Estas estruturas não são capazes de formar imagens, apenas perceber luz.

Nas aurícolas, regiões laterais da cabeça, estão presentes células quimiorreceptoras, capazes de perceber várias substâncias químicas que se encontram dissolvidas na água.

Musculatura

A musculatura é do tipo lisa, que favorece a movimentação e locomoção do animal, podendo ter a colaboração de cílios, caso estejam presentes. Essa musculatura lisa forma o túbulo músculo-dermático, que é uma unidade funcional com a pele.

 

 

Reprodução

Estudaremos a reprodução de acordo com cada classe.

 

Classificação dos Platelmintos

A cerca de 20.000 espécies de platelmintos podem ser agrupados em três grandes classes:

  • Classe Cestoda – endoparasitas, geralmente com hospedeiros intermediários. Exemplo: tênias
  • Classe Trematoda – parasitas, a maioria dos ciclos de vida inclui a presença de um hospedeiro intermediário. Exemplo: Schistosoma mansoni;
  • Classe Turbellaria – animais de vida livre, sendo a maioria de ambiente aquático, apenas alguns terrestres, são predadores e necrófagos. Exemplo: planárias.

 

Classe Turbellaria

 

São animais de vida livre, possuem cílios para locomoção e um aspecto foliáceo. Um exemplo de representante desta classe é a planária.

São hermafroditas e fazem fecundação cruzada, a autofecundação é rara. Os dois indivíduos que estão acasalando ficam unidos pelos poros genitais. Cada um introduz o pênis na abertura genital do outro, trocam espermatozóides e se separam. Vários óvulos são fecundados e lançados para o exterior pelo poro genital. Os zigotos possuem uma cápsula protetora e vão eclodir planárias jovens, evidenciando um desenvolvimento direto.

As planárias possuem um grande poder de regeneração, e se reproduzem assexuadamente por fissão transversal. Se cortarmos uma planária em vários pedaços, cada um irá ser regenerar e dar origem a um novo indivíduo.

 

 

Reprodução assexual por fissão transversal.

 

Se cortarmos uma planária em vários pedaços, cada um irá ser regenerar e dar origem a um novo indivíduo.

 

 
Classe Trematoda

 

São endo ou ectoparasitas. Possuem ventosas para fixação, uma na região oral, outra ventral. Possuem cutícula protetora na epiderme e não possuem cílios. São hermafroditas, mas o S. mansoni é dióico. A fêmea vive numa cavidade do macho chamada canal ginecóforo. Fazem fecundação cruzada e interna. Como representante hermafrodita temos a Fasciola hepatica, que parasita o fígado de carneiros e eventualmente o ser humano.

 

Macho e fêmea (na cavidade ventral do macho) de Schistossoma mansoni . Note a ventosa na parte anterior.

Classe Cestoda

 

São endoparasitas de corpo alongado, representados pelas tênias. Não possuem cílios, o corpo é metamerizado e não possuem tubo digestivo, alimentando-se por difusão dos nutrientes pré-digeridos pelo hospedeiro.

As tênias podem atingir até 8 metros de comprimento. O corpo delas é dividido em três partes: Cabeça ou escólex, que possui ventosas para a fixação no hospedeiro. A Taenia solium apresenta ganchos e ventosas; pescoço ou colo, região mais afilada e estróbilo, responsável pelo crescimento do organismo.

Aí estão as proglótides, estruturas que possuem sistemas reprodutores feminino e masculino, ou seja, são hermafroditas. Após a fecundação as proglótides cheias de ovos se desprendem e são eliminadas com as fezes.

Esquitossomos e a Esquistossomose / barriga d’água

 

Infecção causada por verme parasita da classe Trematoda. Ocorre em diversas partes do mundo de forma não controlada (endêmica). Nestes locais o número de pessoas com esta parasitose se mantém mais ou menos constante.

Os parasitas desta classe são cinco, e variam como agente causador da infecção conforme a região do mundo. No nosso país a esquistossomose é causada pelo Schistossoma mansoni. O principal hospedeiro e reservatório do parasita é o homem sendo a partir de suas excretas (fezes e urina) que os ovos são disseminados na natureza.

Possui ainda um hospedeiro intermediário que são os caramujos, caracóis ou lesmas, onde os ovos passam a forma larvária (cercária). Esta última dispersa principalmente em águas não tratadas, como lagos, infecta o homem pela pele causando uma inflamação da mesma.

Já no homem o parasita se desenvolve e se aloja nas veias do intestino e fígado causando obstrução das mesmas, sendo esta a causa da maioria dos sintomas da doença que pode ser crônica e levar a morte.

As fezes de pessoas infectadas contaminam os rios e lagos com os ovos do Schistossoma mansoni.

 

Os sexos do Schistossoma mansoni são separados. O macho mede de 6 a 10 mm de comprimento. É robusto e possui um sulco ventral, o canal ginecóforo, que abriga a fêmea durante o acasalamento. A fêmea é mais comprida e delgada que o macho. Ambos possuem ventosas de fixação, localizadas na extremidade anterior do corpo e que facilitam a adesão dos vermes às paredes dos vasos sanguíneos.

 

 

Como se adquire?

Os ovos eliminados pela urina e fezes dos homens contaminados evoluem para larvas na água, estas se alojam e desenvolvem em caramujos. Estes últimos liberam a larva adulta, que ao permanecer na água contaminam o homem. No sistema venoso humano os parasitas se desenvolvem até atingir de 1 a 2 cm de comprimento, se reproduzem e eliminam ovos. O desenvolvimento do parasita no homem leva aproximadamente 6 semanas (período de incubação), quando atinge a forma adulta e reprodutora já no seu habitat final, o sistema venoso. A liberação de ovos pelo homem pode permanecer por muitos anos. (VEJA MAIS DETALHES DO CICLO)

 

 

 

O que se sente?

No momento da contaminação pode ocorrer uma reação do tipo alérgica na pele com coceira e vermelhidão, desencadeada pela penetração do parasita. Esta reação ocorre aproximadamente 24 horas após a contaminação. Após 4 a 8 semanas surge quadro de febre, calafrios, dor-de-cabeça, dores abdominais, inapetência, náuseas, vômitos e tosse seca.

O médico ao examinar o portador da parasitose nesta fase pode encontrar o fígado e baço aumentados e ínguas pelo corpo (linfonodos aumentados ou linfoadenomegalias).

Estes sinais e sintomas normalmente desaparecerem em poucas semanas. Dependendo da quantidade de vermes a pessoa pode se tornar portadora do parasita sem nenhum sintoma, ou ao longo dos meses apresentar os sintomas da forma crônica da doença: fadiga, dor abdominal em cólica com diarréia intermitente ou disenteria.

Outros sintomas são decorrentes da obstrução das veias do baço e do fígado com consequente aumento destes órgãos e desvio do fluxo de sangue que podem causar desde desconforto ou dor no quadrante superior esquerdo do abdômen até vômitos com sangue por varizes que se formam no esôfago.

 

 

Como se faz o diagnóstico?

Para diagnosticar esquistossomose a informação de que o suspeito de estar infectado esteve em área onde há muitos casos de doença (zona endêmica) é muito importante, além dos sintomas e sinais descritos acima (quadro clínico). Exames de fezes e urina com ovos do parasita ou mesmo de pequenas amostras de tecidos de alguns órgãos (biópsias da mucosa do final do intestino) são definitivas. Mais recentemente se dispõe de exames que detectam, no sangue, a presença de anticorpos contra o parasita que são úteis naqueles casos de infecção leve ou sem sintomas.

 

Como se trata?

 

O tratamento de escolha com antiparasitários, substâncias químicas que são tóxicas ao parasita.

Atualmente existem três grupos de substâncias que eliminam o parasita, mas a medicação de escolha é o Oxaminiquina ou Praziquantel ou, que se toma sob a forma de comprimidos na maior parte das vezes durante um dia.

Isto é suficiente para eliminar o parasita, o que elimina também a disseminação dos ovos no meio ambiente. Naqueles casos de doença crônica as complicações requerem tratamento específico.

 

 

Como se previne?

Por se tratar de doença de acometimento mundial e endêmica em diversos locais (Penísula Arábica, África, América do Sul e Caribe) os órgãos de saúde pública (OMS – Organização Mundial de Saúde – e Ministério da Saúde) possuem programas próprios para controlar a doença. Basicamente as estratégias para controle da doença baseiam-se em:

  • Identificação e tratamento de portadores.
  • Saneamento básico (esgoto e tratamento das águas) além de combate do molusco hospedeiro intermediário
  • Educação em saúde.

Não evacue próximo a lagoas, rios ou represas.

Utilize um banheiro com rede de esgoto

 

 

A saúde começa na sala de aula

CICLO DA ESQUISTOSSOMOSE

 

 

 

  1. Os vermes adultos vivem no interior das veias do interior do fígado. Durante o acasalamento, encaminham-se para as veias da parede intestinal executando, portanto, o caminho inverso ao do fluxo sanguíneo.
  2. Lá chegando, separam-se e a fêmea inicia a postura de ovos (mais de 1.000 por dia) em veias de pequeno calibre que ficam próximas a parede do intestino grosso. Os ovos ficam enfileirados e cada um possui um pequeno espinho lateral. Cada um deles produz enzimas que perfuram a parede intestinal e um a um vão sendo liberados na luz do intestino.
  3. Misturados com as fezes, alcançam o meio externo. Caindo em meio apropriado, como lagoas, açudes e represas de água parada, cada ovo se rompe e libera uma larva ciliada, o miracídio, que permanece vivo por apenas algumas horas.
  4. Para continuar o seu ciclo vital, cada miracídio precisa penetrar em um caramujo do gênero Biomphalaria. Dentro do caramujo, perde os cílios e passa por um ciclo de reprodução assexuada que gera, depois de 30 dias, numerosas larvas de cauda bifurcada, as cercárias.
  5. Cada cercária permanece viva de 1 a 3 dias. Nesse período, precisa penetrar através da pele de alguém, por meio de movimentos ativos e utilizando enzimas digestivas que abrem caminho entre as células da pele humana. No local de ingresso, é comum haver cosera. Atingindo o sangue, são encaminhadas ao seu local de vida.

As Tenias e a Teníase

 

A teníase é uma doença causada pela forma adulta das tênias, Taenia solium, do porco e Taenia saginata, do boi). Muitas vezes, o paciente nem sabe que convive com o parasita em seu intestino delgado.

As tênias também são chamadas de “solitárias”, porque, na maioria dos caso, o portador traz apenas um verme adulto.

São altamente competitivas pelo habitat e, sendo hermafroditas com estruturas fisiológicas para autofecundação, não necessitam de parceiros para a cópula e postura de ovos.

O homem portador da verminose apresenta a tênia no estado adulto de seu intestino, sendo, portanto, o hospedeiro definitivo. Os últimos anéis ou proglótides são hermafroditas e aptos à fecundação. Geralmente, os espermatozóides de um anel fecundam os óvulos de outro segmento, no mesmo animal.

A quantidade de ovos produzidos é muito grande (30 a 80 mil em cada proglote), sendo uma garantia para a perpetuação e propagação da espécie. Os anéis grávidos se desprendem periodicamente e caem com as fezes.

O hospedeiro intermediário é o porco, animal que, por ser coprófago (que se alimenta de fezes), ingere os proglótides grávidos ou os ovos que foram liberados no meio. Dentro do intestino do animal, os embriões deixam a proteção dos ovos e, por meio de seis ganchos, perfuram a mucosa intestinal. Pela circulação sangüínea, alcançam os músculos e o fígado do porco, transformando-se em larvas denominadas cisticercos, que apresentam o escólex invaginado numa vesícula.

Quando o homem se alimenta de carne suína crua ou mal cozida contendo estes cisticercos, as vesículas são digeridas, liberando o escólex que se everte e fixa-se nas paredes intestinais através dos ganchos e ventosas.

O homem com tais características desenvolve a teníase, isto é, está com o helminte no estado adulto, e é o seu hospedeiro definitivo.

Os cisticercos apresentam-se semelhantes a pérolas esbranquiçadas, com diâmetros variáveis, normalmente do tamanho de uma ervilha. Na linguagem popular, são chamados de “pipoquinhas” ou “canjiquinhas”.

 

CICLO DA TENÍASE

 

 

  1. Ao se alimentar de carnes cruas ou mal passadas, o homem pode ingerir cisticercos (lasvas de tênia).
  2. No intestino, a larva se liberta, fixa o escólex, cresce e origina a tênia adulta.
  3. Proglotes maduras, contendo testículos e ovários, reproduzem-se entre si e originam proglotes grávidas, cheias de ovos. Proglotes grávidas despremdem-se unidas em grupos de 2 a 6 e são liberados durante ou após as evacuações.
  4. No solo, rompem-se e liberam ovos. Cada ovo é esférico, mede cerca de 30 mm de diâmetro, possui 6 pequenos ganchos e é conhecido como oncosfera. Espalha-se pelo meio e podem ser ingeridos pelo hospedeiro intermediário.
  5. No intestino do animal, os ovos penetram no revestimento intestinal e cae no sangue. Atingem principalmente a musculatura sublingual, diafragma, sistema nervoso e coração.
  6. Cada ovo se transforma em uma larva, uma tênia em miniatura, chamada cisticerco, cujo tamanho lembra o de um pequeno grão de  canjica. Essa larva contém escólex e um curto pescoço, tudo envolto por uma vesícula protetora.
  7. Por autoinfestação, ovos passam para a corrente sangüínea e desenvolvem-se em cisticercos (larvas) em tecidos humanos, causando uma doenças – a cisticercose que pode ser fatal.

 

Sintomatologia

Muitas vezes a teníase é assintomática. Porém, podem surgir transtornos dispépticos, tais como: alterações do apetite (fome intensa ou perda do apetite), enjôos, diarréias freqüentes, perturbações nervosas, irritação, fadiga e insônia.

 

Profilaxia e Tratamento

A profilaxia consiste na educação sanitária, em cozinhar bem as carnes e na fiscalização da carne e seus derivados (lingüiça, salame, chouriço,etc.)

Em relação ao tratamento, este consiste na aplicação de dose única (2g) de niclosamida. Podem ser usadas outras drogas alternativas, como diclorofeno, mebendazol, etc.
O chá de sementes de abóbora é muito usado e indicado até hoje por muitos médicos, especialmente para crianças e gestantes.

 

Filo Nematoda (Nemata): vermes em forma de fio

 

Os nematódeos ou nemátodos (Nemathelminthes) (também chamados de vermes cilíndricos) são considerados o grupo de metazoários mais abundante na biosfera, com estimativa de constituírem até 80% de todos os metazoários com mais de 20.000 espécies já descritas, de um número estimado em mais de 1 milhão de espécies atuais, que incluem muitas formas parasitas de plantas e animais. Apenas os Arthropoda apresentam maior diversidade. O nome vem da palavra grega nema, que significa fio.

Os nematódeos conquistaram com sucesso os habitats marinho, de água doce e terrestre. Embora a maioria seja de vida livre, há muitos representantes parasitas de praticamente todos os tipos de plantas e animais. Seu tamanho é muito variável, indo de aproximadamente 1 mm até cerca de oito metros de comprimento.

 

 

Embriologia

São animais triblásticos (possuem os 3 folhetos germinativos: ectoderme, mesoderme e endoderme), pseudocelomados (cavidade do corpo é delimitada pelos tecidos da mesoderme e tecidos da endoderme), protostômios (quando o blastóporo dá origem à boca) e possuem simetria bilateral.

 

Tegumento

O corpo desses vermes é coberto por uma cutícula protetora muito resistente, produzida pela epiderme, composta principalmente de colágeno. Essa cutícula protege contra as enzimas produzidas pelo sistema digestório do organismo hospedeiro. A epiderme é composta por uma camada de células simples.

Musculatura

A musculatura dos nematódeos é composta por uma única camada de células que se distribui longitudinalmente pelo corpo. Essa musculatura lisa é responsável pelos movimentos desses animais. Provocam flexões dorsoventrais. A movimentação também vai depender da elasticidade da cutícula e do esqueleto hidrostático, líquido presente no pseudoceloma.

Respiração

Os nematódeos não possuem sistema respiratório, e a respiração é cutânea ou tegumentar, feita através de difusão.

 

Digestão

Os nematódeos são os primeiros animais a apresentarem sistema digestório completo, ou seja, possuem boca e ânus.
A boca possui lábios ao redor. Esses lábios possuem papilas sensoriais, dentes ou placas cortantes seguidas de uma faringe musculosa que efetua sucção do alimento, bombeando para o intestino. Os parasitas alimentam-se de produtos pré-digeridos pelo hospedeiro, mas há também espécies fitófagas e carnívoras.

 

Circulação

Não possuem sistema circulatório. A circulação de gases, nutrientes e substâncias tóxicas é feita pelo pseudoceloma.

 

Excreção

Possuem uma célula especializada, com um formato que lembra a letra H. Possuem dois canais longitudinais, que percorrem a lateral do corpo do verme, unidas por um canal transversal, que emite um ducto que elimina excretas pelo poro excretor. A principal excreta desses animais é a amônia.

 

Sistema Nervoso

Possuem dois cordões nervosos que percorrem o corpo do animal, ventral ou longitudinalmente. Da faringe partem os cordões nervosos. O cordão nervoso dorsal é responsável pela função motora, enquanto a ventral é sensorial e motora, sendo considerada a mais importante.

 

Reprodução

São animais dióicos, em sua grande maioria, possuem sexos separados. Apresentam dimorfismo sexual. Ou seja, a fêmea é diferente do macho. Normalmente os machos são menores e sua porção posterior é afilada e curva, para facilitar a cópula. A fecundação é cruzada e o desenvolvimento é indireto.

Diferenciação entre macho (ponta enrolada) e fêmea (ponta reta) do Ascaris.

 

Filo Mollusca

Os moluscos são o segundo maior grupo de animais em número de espécies (cerca de 100.000 espécies), sendo suplantado apenas pelos artrópodes. Apresentam uma disparidade morfológica sem comparação dentre os demais filos de animais, reunindo os familiares caracóis (reptantes), ostras e mariscos (sésseis) e lulas e polvos (livre-natantes), assim como formas pouco conhecidas, como os quítons, conchas dente-de-elefante (Scaphopoda) e espécies vermiformes (Caudofoveata e Solenogastres).

Os moluscos invadiram quase todos os ambientes; costuma-se dizer que só não há moluscos voando. Ocorrem das fossas abissais até as mais altas montanhas; das geleiras da Antártica até desertos tórridos. Vários grupos de bivalves e gastrópodes saíram do mar e invadiram a água doce e, no caso dos gastrópodes, o ambiente terrestre. Existem moluscos predadores (até mesmo de vertebrados), herbívoros, ecto e endoparasitas, filtradores, comensais, sésseis, vágeis, pelágicos, neustônicos etc. Em certos ambientes representam grande biomassa e podem ser importantes na reciclagem de nutrientes.

Provas do contato do homem com os moluscos remontam a épocas pré-históricas. Conchas de moluscos fazem parte de jazigos arqueológicos, incluindo, aqui no Brasil, os “sambaquis”.

Os moluscos serviam de alimento e suas conchas eram utilizadas como ornamento e para a confecção de utensílios de corte, abrasão etc.

Há relatos de muitas culturas em que conchas eram usadas como moedas ou mesmo ostentação de poder e sabedoria. Ainda hoje os moluscos são extremamente importantes na economia de muitos países, como fonte de alimento rico em proteínas, sendo coletados diretamente da natureza ou mesmo cultivados. Em muitos países, possibilitam até a existência de uma indústria de pérolas e de adornos de madrepérola. Apresentam interesse médico-sanitário, pois muitas espécies são vetores de doenças, enquanto outras, aparentemente, podem ser usadas no controle destas.

Morfologia

 

Organização de um bivalve, note a presença do sifão inalante e exalante.

Os moluscos são animais triblásticos, celomados e protostômios. Apresentam o corpo mole, não segmentado, e com simetria bilateral. A cabeça ocupa posição anterior, onde abre-se a boca, entrada do tubo digestivo. Muitas estruturas sensoriais também localizam-se na cabeça, como os olhos. Sensores químicos também estão presentes nos moluscos e permitem pressentir a aproximação de inimigos naturais, quando o molusco rapidamente fecha sua concha, colocando-se protegido.

O pé é a estrutura muscular mais desenvolvida dos moluscos. Com ele, podem se deslocar, cavar, nadar ou capturar suas presas. O restante dos órgãos está na massa visceral.

Nela, estão os sistemas digestivo, excretor, nervoso e reprodutor. Ao redor da massa visceral, está o manto, responsável pela produção da concha.

Entre a massa visceral e o manto, há uma câmara chamada cavidade do manto. Nos moluscos aquáticos, essa cavidade é ocupada pela água que banha as brânquias; nos terrestres, é cheia de ar e ricamente vascularizada, funcionando como órgão de trocas gasosas, análoga a um pulmão.

 

 

Organização de um gastrópoda

 

 

 

Uma característica marcante da maioria dos moluscos é a presença da concha. Trata-se de uma carapaça calcária, que garante boa proteção ao animal. Nas lesmas e nos polvos, ela está ausente; nas lulas, é pequena e interna.

Os moluscos são enterozoários (que têm cavidade digestiva) completos. Muitos deles possuem uma estrutura raladora chamada rádula. Com ela, podem raspar pedaços de alimentos, fragmentando-os em pequenas porções. A digestão dos alimentos se processa quase totalmente no interior do tubo digestivo (digestão extracelular). Algumas macromoléculas só completam a sua fragmentação no interior das células de revestimento do intestino (digestão intracelular).

A maioria dos moluscos apresentam sistema circulatório aberto ou lacunar, no qual o sangue é impulsionado pelo coração, passa pelo interior de alguns vasos e depois alcança lacunas dispostas entre os vários tecidos, nas quais circula lentamente, sob baixa pressão, deixando nutrientes e oxigênio, e recolhendo gás carbônico e outros resíduos metabólicos.

 

A rádula é uma estrutura que se situa na base da boca dos moluscos.

Essas lacunas são as hemoceles. Os cefalópodos constituem uma exceção, pois têm sistema circulatório fechado. 

Na cavidade celomática abrem-se os nefrídios, as estruturas excretoras. Pela abertura interna dos nefrídios (o nefróstoma), penetram substâncias presentes no sangue e no líquido celomático. Em alguns moluscos, como nos cefalópodos, os nefrídios encontram-se bastante agrupados, formando um “rim” primitivo.

Em quase todos os moluscos, a membrana do manto é vascularizada e permite a ocorrência de trocas gasosas entre o sangue e a água. Nos moluscos terrestres, como o caramujo-de-jardim (Helix sp.), a cavidade do manto é cheia de ar e comporta-se como um pulmão. Trata-se, portanto, de uma forma particular de respiração pulmonar. Nos moluscos aquáticos, existem lâminas ricamente irrigadas por vasos sanguíneos, no manto, e que formam as brânquias desses animais. Portanto, entre os moluscos podemos encontrar respiração pulmonar e respiração branquial.

O sistema nervoso dos moluscos é ganglionar, com três partes de gânglios nervosos de onde partem nervos para as diversas partes do corpo. Os cefalópodos possuem um grande gânglio cerebróide, semelhante ao encéfalo dos vertebrados o que permite a execução de atividades altamente elaboradas.

A locomoção da maioria dos representantes é lenta devida ao pé musculoso. Os que são rápidos, como as lulas e os polvos, locomovem-se graças à expulsão de jatos de água que saem através de um sifão. Muitos, porém, são fixos ao substrato, como as ostras e os mariscos na fase adulta.

 

Reprodução

A reprodução dos moluscos é sexuada e, na maioria dos representantes do grupo, a fecundação é interna e cruzada. O caramujo-de-jardim, por exemplo, é monóico. Na cópula, dois indivíduos aproximam-se e encostam seus poros genitais, pelos quais fecundam-se reciprocamente. Os ovos desenvolvem-se e, ao eclodirem, liberam novos indivíduos sem a passagem por fase larval (desenvolvimento direto).

Nos cefalópodes, o macho carrega um pacote de espermatozóides que é introduzido na cavidade do manto da fêmea para as fecundações. Após as fecundações, são liberados milhares de ovos, dotados de casca gelatinosa. As fêmeas de muitas espécies depositam os ovos em lugares protegidos , debaixo de rochas, no interior de cavernas etc. Certas fêmeas de polvos até cuidam dos ovos “arejando-os” com jatos de água expelidos pelo sifão. O desenvolvimento é direto, sem larva. A maioria dos filhotes que nasce servirá de alimento para diversos predadores. Poucos polvos e lulas chegam à vida adulta, pois a morte da progenitora coincide com o nascimento dos filhotes

Classificação

Classe Polyplacophora (“muitas placas”): a superfície dorsal desses moluscos apresenta uma armadura calcária composta por placas parcialmente sobrepostas. Um representante é o quíton. São todos marinhos.

Quíton

 

Classe Scaphopoda (“pé em forma de canoa”): pequenos animais dotados de uma concha cônica e alongada. São marinhos, e vivem parcialmente enterrados na areia. Conhecidos, em geral, por dentálios.

 

Dentalium (dentálio ou dente-de-elefante)

 

Classe Gastropoda (“estômago nos pés”): corresponde ao maior grupo de moluscos, marinhos, de água doce e de ambientes terrestres. São os conhecidos caramujos, os caracóis e as lesmas. A concha, quando presente, tem formato helicoidal.

 

Caracol

Lesma

 

 

 

Classe Bivalvia (duas metades de concha): também são encontrados em água doce ou salgada. Sua concha possui duas partes que encerram completamente o corpo do animal. Os exemplos mais familiares são as ostras, os mexilhões e os mariscos. Apresentam as brânquias recobertas por uma camada de muco; ao passar pelas brânquias, partículas alimentares ficam aderidas ao muco e são levadas para a boca.

 

Marisco

Ostra

Mexilhão

 

Os bivalos são os responsáveis pela produção das pérolas de valor comercial, embora qualquer molusco dotado de concha possa fabricá-las. As pérolas são formadas pela deposição de nácar ao redor de uma partícula estranha que penetra entre o manto e a concha.

 

 

Classe Cephalopoda (“pés na cabeça”): moluscos sem concha externa, que apresentam uma estrutura interna e uma morfologia bastante diferentes dos demais. São o polvo, a lula, o náutilo e o calamar, animais exclusivamente marinhos. O pé dos cefalópodes é dividido em tentáculos.

 

Polvo

Lulas gigantes encalhadas na praia

 

 

Na lula, existem 10 tentáculos e dois deles são mais desenvolvidos que os demais. No polvo, os tentáculos são oito e todos iguais. Em cada tentáculo existe ventosas que aderem ao substrato, o que favorece a locomoção do polvo sobre rochas. As ventosas também são úteis na apreensão do alimento que, depois, é conduzido à boca pelos tentáculos.

 

Bolsa de Tinta: Proteção

Entre os órgãos que compõe a massa viceral, a lula possui uma bolsa de tinta. Esta é comprimida toda vez que o animal se sente ameaçado por algum inimigo, o que provoca a liberação de tinta que sai em jatos pelo sifão. A mancha que a tinta deixa na água confunde o predador, enquanto a lula escapa rapidamente.

 

Anelídeos

 

Contrariamente aos filos anteriormente discutidos, os anelídeos (annelus = pequeno anel), apresentam o corpo dividido em segmentos ou metâmeros, essencialmente semelhantes entre si e em forma de anel.  Estes animais são bastante antigos na Terra, existindo fósseis deste o período Pré-Câmbrico, embora os primeiros vermes segmentados indubitáveis sejam do Câmbrico médio. Considera-se que terão evoluído a partir de um ancestral do tipo platelminte.

 

Caracterização do filo

 

O corpo segmentado é visível externamente na forma de anéis, com sulcos bem marcados separados um dos outros. Algumas estruturas, como os órgãos excretores e os gânglios do sistema nervoso, se repetem internamente em cada segmento, também chamado de metâmero.

Dizemos por isso que o corpo dos anelídeos é metamerizado. Internamente, os metâmeros são separados uns dos outros por paredes divisórias conhecidas como septos.

 

A compartimentalização do celoma aumenta a precisão dos movimentos pois pode-se aplicar pressão sobre diferentes zonas do líquido. Ondas de contração muscular, controladas pelo sistema nervoso, passam pelo corpo, alongando e contraindo alternadamente grupos de segmentos, forçando o corpo do animal a deslocar-se.
O deslocamento dos anelídeos é, ainda, ajudado pela presença de cerdas, na parte ventral dos animais (exceto em sanguessugas). Estas cerdas quitinosas impedem o animal de deslizar para trás, reforçando o movimento para diante das camadas musculares circulares e longitudinais.

 

Nas minhocas existem 4 fileiras de cerdas, enquanto nos poliquetas existem muitas mais, aplicadas em expansões da parede do corpo designadas parápodes, localizadas lateralmente em cada segmento e consideradas esboços de órgãos locomotoras.

A metamerização apresenta a vantagem adicional de permitir a especialização de segmentos ou grupos de segmentos para diferentes funções, embora este aspecto não tenha sido muito desenvolvido nos anelídeos (ao contrário dos artrópodes).

Os anelídeos terrestres apresentam uma epiderme com células sensoriais, coberta por uma cutícula fina e transparente, que os protegem da dessecação. Existem igualmente glândulas mucosas que ajudam a manter a superfície umedecida, fundamental para a respiração cutânea. Por este motivo a epiderme é muito vascularizada.

Os anelídeos apresentam sistema excretor segmentado, com pares de metanefrídeos em cada segmento. Os nefrídeos são túbulos finos e enovelados (em contato com os vasos sanguíneos, de onde retiram excreções), com um funil ciliado aberto numa extremidade – nefróstoma – que se abre no líquido celômico (de onde retiram igualmente excreções) de cada segmento. A outra extremidade – nefridióporo ou poro excretor – abre na superfície corporal.

O sistema nervoso tem na parte anterior um par de gânglios cerebrais ligados a um anel circunfaríngico e gânglios em cada segmento, que se ligam a um cordão nervoso duplo e maciço ventral. No seu conjunto, o sistema nervoso assemelha-se a uma escada de corda.

O sistema digestivo é completo e apresenta diferentes regiões especializadas, nomeadamente:

  • faringe sugadora;
  • papo;
  • moela – esmaga o alimento, actuando como os dentes, realizando uma digestão mecânica;
  • intestino – onde se realiza a digestão, extracelular e química. No intestino existe, caracteristicamente, uma prega dorsal, designada tiflosole, que permite um aumento da área de absorção de nutrientes.

 

A maioria dos anelídeos alimenta-se de partículas em decomposição, microrganismos e larvas.

O sistema circulatório é fechado e complexo, apresentando vasos longitudinais dorsal, onde o sangue circula em direcção á parte anterior, e ventral, onde o sangue circula para a região posterior, ligados por vasos transversais em cada segmento.

Na região anterior, alguns (quatro ou cinco, dependendo da espécie) desses vasos laterais estão rodeados por células musculares, funcionando como corações laterais ou arcos aórticos.

 

 

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A Reprodução

A reprodução é sexuada, sendo os animais frequentemente (oligoquetos e irudíneos) hermafroditas e com desenvolvimento direto, através de uma larva trocófora. Existem, no entanto, formas com sexos separados e desenvolvimento indireto, geralmente poliquetas. A fecundação é sempre externa.

A reprodução sexuada pode ser ilustrada com o processo em minhocas hermafroditas:

 

 

Na zona anterior ventral existem 3 ou 4 pares de aberturas para bolsas musculosas designadas receptáculos seminais. Estas bolsas armazenam o esperma recebido de um parceiro durante a cópula. Na região do clitélo existe um par de gonóporos femininos, ligados internamente a oviductos em forma de funil. Estes captam do celoma os óvulos produzidos pelos ovários.

O aparelho masculino consiste em dois pares de testículos, associados a 2 a 4 pares de vesículas seminais através de um par de tubos seminíferos ou espermiductos. Existe ainda um par de glândulas prostáticas. Este sistema abre no exterior, no segmento seguinte ao das aberturas femininas, em gonoporos masculinos.

Os espermatozóides produzidos pelos testículos migram para as vesículas seminais, onde sofrem maturação e aguardam o acasalamento. Durante a cópula, passam pelas glândulas prostáticas, misturando-se com os líquidos nutritivos por elas produzidos, e são eliminados pelos gonoporos masculinos.

Para facilitar o alinhamento dos animais durante a cópula, existem estruturas semelhantes a ventosas designadas papilas genitais, associadas às aberturas sexuais masculinas. O clitelo tem, igualmente, função a esse nível, com as suas secreções mucosas a manterem os animais juntos.

A cópula decorre entre dois animais unidos ventralmente e orientados em sentidos opostos. Deste modo os gonoporos masculinos estão alinhados com as aberturas dos receptáculos seminais. Após a troca recíproca de esperma, as minhocas separam-se.

Cada animal irá, então, produzir um anel mucoso a partir do clitelo. Por contrações do corpo, este anel é empurrado para a zona anterior, passando pelas aberturas sexuais femininas, que libertam os óvulos, e pelas aberturas dos receptáculos seminais, que libertam os espermatozóides.

 

 

 

De seguida, o anel será libertado pela extremidade anterior do animal e formará um casulo protetor onde decorre a fecundação externa. Este casulo tem cerca de 1 cm de comprimento e parece um pequeno anel branco. Dele surgirão diretamente pequenas minhocas, sem estágios larvares.

 

Os vermes poliquetas são a maior e mais diversificada classe de anelídeos mas embora abundantes e freqüentemente de cores marrons raramente são vistos pois vivem quase sempre enterrados e fogem rapidamente quando perturbados. Existem dois principais, os de vida livre como o nereis, carnívoros de vida ativa e com parápodes, e os tubícolas, sedentários que vivem em túneis ou tubos por eles segregados, filtrando o seu alimento com parápodes especializados.     

Os clitelados compõem o outro grande grupo de anelídeos e incluem as minhocas e as sanguessugas. O nome deriva da presença do clitelo, uma banda glandular, que segrega um casulo onde se desenvolvem os ovos fertilizados. Esta estrutura é, obviamente, uma adaptação á vida em meio terrestre, onde as larvas aquáticas não sobreviveriam. Ao contrário dos poliquetas, os clitelados não apresentam parápodes nem tentáculos na cabeça.

Os anelídeos podem ser terrestres (solo húmido) como as minhocas, marinhos como os vermes poliquetas, que podem ser encontrados junto das praias ou em águas profundas, ou de água doce, como as sanguessugas. Podem, ainda, ser de vida livre, comensais de outros animais aquáticos ou ecto e endoparasitas.  Alguns dos menores representantes deste filo medem menos de 1 mm de comprimento, mas as minhocas gigantes do Brasil e Austrália medem 2 m de comprimento e 2,5 cm de diâmetro. Igualmente gigantescos são alguns vermes poliquetas com 3 m de comprimento e algumas sanguessugas com 20 cm.

A presença de alguns tipos de minhocas vermelhas em zonas lodosas é um indicador positivo da presença de poluição por detritos orgânicos.

Dos três grupos principais de animais protostômios, os anelídeos são o filo menor, conhecendo-se apenas cerca de 15000 espécies. No entanto, são o grupo mais avançado e mais bem sucedido de vermes, tendo sofrido a sua maior radiação adaptativa no mar, embora sejam abundantes em terra e na água doce.

Os Hirudíneos: Sugadores de Sangue

 

As sanguessugas pertencem à classe dos hirudíneos e são encontrados no mar, na água doce e em meio terrestre úmido. Do mesmo modo que as minhocas, possuem corpo segmentado, clitélo e não tem cabeça diferenciada e muito menos parapódios. São hermafroditas e a reprodução sexuada inclui os mesmos passos descritos para as minhocas. Diferentemente das minhocas, porém não possuem cerdas nos segmentos, sendo por isso também chamadas de anelídeos aquetas (= sem cerdas). O corpo é levemente achatado dorsiventralmente.

A principal diferença, porém, entre as sanguessugas e outros anelídeos é a presença de ventosas fixadoras que funcionam como “desentupidoras de pia” e que se localizam nas duas extremidades do corpo. A da região anterior abriga a boca e possui alguns dentículos raspadores. A da extremidade posterior não abriga o ânus, que se abre dorsalmente, antes da ventosa.

Sanguessuga

A maioria das sanguessugas, como o nome deixa claro, atua como ectoparasita de outros animais. Algumas espécies são predadoras de pequenos invertebrados. Quanto a locomoção, ela se dá com a utilização das duas ventosas alternadamente, em um mecanismo conhecido por “mede-palmos”, embora muitos hirudíneos possam nadar por ondulações dorsiventrais do corpo. Em alguns lagos e riachos do nosso país, é muito comum ver animais vertebrados e mesmo pessoas saindo da água com sanguessugas, presas nas mucosas bucal e nasal ou na pele.

Uma sanguessuga é capaz de ingerir um peso de sangue três vezes  maior que seu próprio peso. Dessa forma o animal pode ficar bastante tempo sem se alimentar, podendo, muitas vezes, levar até 9 meses para nutrir-se novamente.

Artrópodes

O filo Arthropoda (do grego, arthron = articulação + podos = pés) é o mais numerosos da Terra atual. Contém cerca de 1.000.000 de espécies conhecidas, o que é pelo menos quatro vezes o total de todos os outros grupos de animais reunidos. Além disso, possuem boa adaptação a diferentes ambientes; vantagens em competição com outras espécies; excepcional capacidade reprodutora; eficiência na execução de suas funções; resistência a substâncias tóxicas e perfeita organização social, caso das abelhas, formigas e cupins.

 

Características gerais

Os artrópodes possuem corpo segmentado (corpo metamerizado), apêndices articulado (patas, antenas e palpos etc.) e corpo coberto com exoesqueleto formado por uma substância resistente e impermeável, chamada quitina. A quitina é um polímero nitrogenado de polissacarídeos, impregnada de camadas de cera.

Em alguns, o exoesqueleto é reforçado pela deposição de carbonato de cálcio (calcário). O esqueleto cobre todo o corpo, menos nas articulações, formando, nos seguimentos corporais, verdadeiras placas.

Ao crescer, os artrópodes precisam abandonar o esqueleto velho, pequeno, e fabricar outro, maior. Esse fenômeno é chamado muda ou ecdise e ocorre diversas vezes até cessar o crescimento na fase adulta. As carapaças deixadas por ocasião das mudas são as exúvias (do latim exuviae, “vestidos largados”).

Os artrópodes, no entanto, não possuem apenas patas articuladas, mas sim todas as suas e extremidades, como as antenas e as peças bucais. Os seus membros inferiores são formados por partes que se articulam, ou seja, que se movimentam umas em relação às outras: os seus pés se articulam com suas pernas, que se articulam também com suas coxas, que também se articulam com os ossos do quadril.

Classificação dos Artrópodes

Costuma-se classificar os artrópodes levando em conta as divisões do corpo, o número de patas e a existência ou não de antenas e de outros apêndices (pedipalpos e quelíceras, por exemplo). Levando-se em conta esses elementos e a abordagem evolutiva, os representantes do filo Arthropoda seriam agrupados em cinco subfilos, sendo um desses já extinto, e algumas classes principais.

Insetos

São artrópodes com seis patas distribuída em três pares ligadas ao tórax. Os insetos apresentam o corpo subdividido cabeça, tórax e abdome. Possuem um par de antenas, dois pares de asas, na maioria das vezes, mas há espécies com apenas um par e outras sem asas.

Os metâmeros são desiguais em tamanho e, durante o desenvolvimento embrionário, alguns deles podem se fundir. Essa fusão acontece na formação da cabeça, resultando em uma peça de pequeno tamanho. Nela a boca é ventral e rodeada por pares de peças bucais de função mastigadora e outros apêndices articulados, modificados para apreensão do alimento, os chamados palpos maxilares.

 

 

Na cabeça encontram-se ainda um par de antenas articuladas (de função sensorial) e, lateralmente, duas manchas correspondentes aos olhos. São olhos compostos de diversas unidades hexagonais, conhecidas como omatídeos, responsáveis pela composição da imagem de objetos vistos pelos insetos.

 

 

 

Sistema digestório dos insetos

 

Didaticamente, podemos distinguir três porções do tubo digestório: anterior, médio e posterior. As porções anterior e posterior são revestidas internamente por quitina. A porção anterior é responsável principalmente pelo tratamento mecânico dos alimentos, embora possa haver atuação de enzimas digestivas produzidas na porção média. É na porção média que acontece a digestão química, apartir de enzimas provenientes de suas paredes ou de pregueamentos formados nessa região. A porção anterior é responsável pela reabsorção de água e elaboração das fezes.

 

 

Na boca, desembocam duas glândulas salivares cuja secreção inicia o processo de digestão química. Destaca-se ainda, no tubo digestório, um papo de paredes finas, e uma moela de paredes grossas. No papo ocorre a ação de diversas enzimas digestivas e na moela se dá a trituração do alimento.

A seguir, o alimento é conduzido ao intestino, onde existem algumas projeções tubulares em fundo cego, os cecos. Nesses dois locais, a digestão química prossegue e ocorre a absorção do alimento digerido, que é enviado para o sangue.

 

 

Sistema excretor dos insetos

 

Os túbulos de Malpighi se localizam no limite entre a porção média e a porção posterior do intestino. Cada túbulo possui fundo cego e mergulha nas lacunas do corpo, de onde retira as impurezas e as descarrega no intestino para serem eliminadas com as fezes.

O produto de excreção nitrogenada dos insetos é o ácido úrico, substância que requer pequeníssima quantidade de água para a sua eliminação (outro fator importante na adaptação dos insetos ao meio terrestre).

 

 

Sistema circulatório dos insetos

Na maioria dos insetos, o “sangue” é incolor e chamado de hemolinfa. A circulação é do tipo lacunar ou aberta. O coração é dorsal e bombeia a hemolinfa para a extremidade anterior, fazendo-a atingir lacunas corporais ou hemocelas onde, lentamente, ocorrem as trocas (nutrientes por excretas) nos tecidos. Nos insetos as trocas de gases na respiração não é feito pelo sistema circulatório. O retorno da hemolinfa ao coração se dá por pequenos orifícios laterais (óstios) existentes nas paredes do órgão.
Sistema respiratório dos insetos

Os insetos respiram por traquéias, pequenos canais que ligam as células do interior do corpo com o meio ambiente. Cada túbulo traqueal se ramifica e gera túbulos cada vez mais delgados que penetram nas células, oxigenando-as e removendo o gás carbônico como produto da respiração. Movimento de contração dos músculos abdominais renovam continuamente o ar das traquéias, de mode semelhante a um fole.

 

 

 

Sistema reprodutor dos insetos

Os insetos têm sexos separados e a sua fecundação é interna. São animais ovíparos, que podem apresentar três tipos de desenvolvimento:

  • Direto, sem metamorfose: desenvolvido ametábolo (a = sem, metábolo = mudança). Ex.: traça-dos-livros. Do ovo eclode um jovem semelhante ao adulto.
  • Indireto, com metamorfose gradual ou incompleta: desenvolvimento hemimetábolo (hemi = meio). Exs.: gafanhoto, barata, percevejo. Do ovo eclode uma forma chamada ninfa, que é semelhante ao adulto (ou imago), mas que não tem asas desenvolvidas.

  • Indireto, com metamorfose completa: desenvolvimento holometábolo (holo = total). Exs: Borboletas, moscas e pulgas. Do ovo eclode uma larva, também chamada lagarta, bastante distinta do adulto. Essa larva passa por um período que se alimenta ativamente, para depois entrar em estágio denominado pupa, quando ocorre a metamorfose: a larva se transforma no adulto ou imago, que emerge completamente formado. As larvas de algumas espécies de borboleta ou de mariposas produzem um casulo que protege a pupa. Depois de adulto, o inseto holometábolo não sofre mais mudas e, portanto, não cresce mais. A fase da larva pode durar de meses até mais de um ano, e a fase adulta pode durar de uma semana á alguns meses. A duração dessas fases depende da espécie.

 

Alguns insetos holometábolos possuem fase larval aquática, como é o caso de importântes mosquitos vetores de doenças. Exs.: Culex, que transmite a elefantíase, Anopheles, que transmite a malária, Aedes aegypti, que transmite a gengue e a febre amarela.

Crustáceos

 

Os crustáceos são componentes da classe Crustacea que deriva do fato de muitas espécies que compõem esse grupo possuirem um exoesqueleto enriquecido com carbonato de cálcio, formando uma crosta. É o que ocorre nas lagostas, camarões, siris e caranguejos, os representantes mais conhecidos do grupo.

Além do exoesqueleto os crustáceos possuem apêndices articulados e corpo segmentado. Nos crustáceos a cabeça e o tórax estão fundidos em uma peça única, o cefalotórax; na cabeça, há dois pares de antenas e o abdômen apresenta apêndices articulados natatórios birremes (dois ramos presos a uma base). Na cabeça, estão presentes, além dos dois pares de antenas, dois olhos compostos, geralmente pedunculados, e, ao redor da boca, um par de mandíbulas e outros apêndices acessórios na obtênção do alimento.

 

 

 

 

Sistema respiratório dos crustáceos

Os crustáceos são animais adaptados à vida no ambiente aquático, respirando através de brânquias que geralmente se desenvolvem na base dos apêndices torácicos.

A maioria dos crustáceos vive em ambiente marinho, embora existam muitos representantes de água doce. Entre eles verificam-se desde formas microscópicas que abundam no plâncton, até formas maiores, adaptadas a nadar, a andar sobre o fundo, e até mesmo forma sésseis, cujos adultos vivem fixos nas rochas. Além das formas de vida livre, há crustáceos que parasitam outros animais.

Embora a maioria dos crustáceos seja aquática, ha espécies que invadiram o meio terrestre, como é o caso do tatuzinho de jardim (ou tatu-bola), da barata-da-praia (gênero Ligia) e dos caranguejos terrestres ou caranguejo-fantasma (gênero Ocypode), muito comum nas partes secas das nossas praias e dunas de areia.

Estas formas, entretanto, não têm adaptações completas ao meio terrestre, dependendo de brânquias para a sua respiração, que devem ser sempre umedecidas ou mantidas úmidas para as trocas gasosas.

 

Sistema excretor dos crustáceos

A excreção dos crustáceos é feita através de um par de glândulas verdes ou antenas, localizado próximo às antenas e abrindo-se para o exterior através de um poro excretor na base ventral das segundas antenas.

 

 

 

Reprodução dos crustáceos

A maioria dos crustáceos é de sexos separados, embora existam espécies hermafroditas, a fecundação é cruzada, envolvendo copulação. Em geral, as fêmeas de crustáceos incubam seus ovos em apêndices do corpo, como ocorre com as lagostas e caranguejos, ou em sacos ovígeros formados quando os ovos são expelidos, como ocorre em copépodes. Na maioria dos casos, o desenvolvimento é indireto, com larvas livre-natantes, podendo existir mais de um tipo de larva no mesmo ciclo de vida. Em geral, do ovo surge uma larva náuplio, que se transforma em uma larva zoez, mas esse padrão varia muito de grupo para grupo.

Em algumas espécies, como é o caso do lagostim, as fases larvais são suprimidas, sendo que do ovo emerge um jovem: o desenvolvimento, nesses casos, é direto.

 

 

 

Aracnídeos

 

A classe Arachnida inclui as aranhas, os escorpiões, os ácaros e os carrapatos. Apesar de existir grande diversidade de formas entre os aracnídios, eles apresentam muitas características em comum.

O corpo é geralmente dividido em cefalotórax e abdome, que, nos aracnídeos, pode também receber os nomes de prossomo e opistossomo, respectivamente. Nos escorpiões, o abdome encontra-se diferenciado em pré-abdome, mais alargado, e pós-abdome alongado e muitas vezes chamado de cauda. Nos ácaros, não se percebe a divisão entre cefalotórax e abdome, que formam uma estrutura única.

 

 

Os aracnídeos diferem dos outros artrópodes por não possuírem antenas nem mandíbulas. Eles possuem, como estrutura desenvolvida com a manipulação do alimento ao redor da boca, as quelíceras, fato que deu ao grupo o nome de animais quelicerados, ao contrário dos insetos, crustáceos e miriápodes, que, por possuírem mandíbulas, são chamados de mandibulados. Além das queliceras, os aracnídeos possuem ao redor da boca, um par de pedipalpos, estrutura que pode ter funções das mais variadas dependendo do grupo. Os pedipalpos também são estruturas exclusivas dos quelicerados, não ocorrendo nos mandibulados.

Outra característica importante dos aracnídeos é a presença de quatro pares de pernas no cefalotórax. O abdome não contém apêndices, embora nos escorpiões exista uma par de apêndices sensoriais denominado pente, localizado logo no início do pré-abdome. Verifica-se, na região posterior e ventral do abdome das aranhas, as fiandeiras, estruturas associadas a glândulas de seda, que produzem os fios de seda com os quais elas tecem as teias.

Ao contrário dos insetos e crustáceos, que possuem olhos compostos, os aracnídeos possuem apenas olhos simples.

Os aracnídeos são artrópodes terrestres, embora exista um grupo de ácaros adaptados ao ambiente de água doce e marinho: o grupo dos Hydracarina, com 2800 espécies. A maioria dos aracnídeos é predadora, mas no grupo dos ácaros ocorre espécies parasitas de planta e de animais.

É o caso do ácaro causador da sarna (Sarcoptes scabiei), do ácaro dos folículos pilosos e glândulas sebáceas do homem, popularmente chamado de cravo (Demodex foliculorum), e dos carrapatos, como é o caso do gênero Dermacentor.

Ao lado: O ácaro causador da Sarna

 

Alimentação e veneno

 

As aranhas e os escorpiões são basicamente carnívoros, predando outros artrópodes e pequenos animais. Muitos possuem glândulas de veneno, que utilizam para paralisar a suas presas. Nas aranhas, estas glândulas estão associadas às quelíceras e, nos escorpiões, ao aguilhão ou télson, que corresponde a uma modificação do ultimo segmento do pós-abdome.

O veneno da maioria das aranhas e dos escorpiões não é tóxico para o homem, mas existem espécies que podem representar algum perigo, especialmente para crianças. Entretanto, o número de casos fatais é baixo e existem soros contra a picada desses animais.

Os aracnídeos são possuem mandíbulas para triturar o alimento, utilizando-se de suas quelíceras para segurar e dilacerar a presa. Eles ingerem somente alimento liquefeito e, para isso, lançam enzimas digestivas sobre os tecidos dilacerados da presa. O alimento é, então, parcialmente digerido fora do corpo do aracnídeo (digestão extracorpórea), formando um “caldo” que é sugado para o interior do estômago (estômago bombeador), associados a músculos. A digestão prossegue no interior do trato digestivo, e os restos não aproveitáveis são eliminados através do ânus.

 

Sistema excretor dos aracnídeos

A excreção nos aracnídeos é feitas por túbulos de Malpighi, semelhantes aos dos insetos, e também por glândulas localizadas na base das pernas, denominadas glândulas coxais.

 

Sistema respiratório dos aracnídeos

 

A respiração é feita por filotraquéias, também denominadas “pulmões foliáceos”. Essas estruturas são formadas por lamelas irrigadas, que se comunicam com o exterior do corpo, através de um orifício denominado estigma.

As trocas gasosas ocorrem nas lamelas, e o oxigênio passa para o sangue. Nos escorpiões, essas são as únicas estruturas respiratórias, mas nas aranhas além das filotraquéias, existem as traquéias, semelhantes às dos insetos.

 

 

Sistema nervoso dos aracnídeos

Muitos gânglios fundidos estão concentrados em determinados pontos do cefalotórax. O sistema nervoso da aranha é bem desenvolvido. De modo geral, existem oito olhos simples, localizados dorsalmente na metade anterior da placa cefalotorácica, com variada capacidade de elaboração de imagens, nem sempre bem interpretadas. Porém, são capazes de discriminar movimentos, razão pela qual devemos oferecer-lhes presas vivas, que se movam.

Nas aranhas há muitos pêlos sensoriais (cerdas táteis) espalhadas pelo corpo, principalmente nos apêndices articulados. Como as aranhas não têm antenas, esses pêlos e outras estruturas sensoriais representam importante mecanismo de relacionamento desses animais com o meio ambiente e são excelentes auxiliares na percepção da existência de presas e inimigos. Certas estruturas sensoriais em forma de fendas, localizadas nas patas, são responsáveis pela percepção de vibrações. É por isso que se diz que as aranhas “ouvem” pelas patas.

 

Sistema reprodutor dos aracnídeos

Os aracnídeos são animais de sexos separados, e a sua fecundação é interna. Os machos são geralmente menores do que as fêmeas, com as quais desenvolvem todo um comportamento de “corte”. Eles não possuem pênis para introduzir os espermatozóides no corpo das fêmeas, mas desenvolveram outro mecanismo para isso.

Nas aranhas, os machos desenvolvem, na extremidade dos pedipalpos, uma dilatação bulbosa onde armazena os espermatozóides; usam, então, os pedipalpos para fecundar a fêmea. As fêmeas põem os ovos fecundados no interior de sacos de seda construídos por elas. Dos ovos eclodem jovens semelhantes aos adultos. O desenvolvimento é direto.

Nos escorpiões, o macho une-se à fêmea e deposita no solo uma massa de espermatozóides dentro de um envoltório. Em seguida posiciona a fêmea sobre essa massa, de modo que os espermatozóides penetrem seu orifício genital. A fecundação é interna, nascendo os jovens escorpiões direto do corpo da fêmea; eles são vivíparos.

 

 

Miriápodes: Quilópodes e Diplópodes

 

Se você comparar um piolho-de-cobra e uma lacraia, notará algumas semelhanças: ambos possuem um grande número de patas locomotoras, corpo alongado contendo muitos segmentos e uma cabeça com um par de olhos e um par de antenas.

Diferem, no entanto, em muitos aspectos: a lacraia é achatada e tem corpo dividido em cabeça, tórax (contendo quatro segmentos) e abdômen. No primeiro segmento do corpo da lacraia há um par de garras inoculadoras de veneno. Nos demais, excetuando-se o último, há um par de patas locomotoras por segmento. O piolho de cobra não possui garras inoculadoras de veneno (ele não é venenoso) e dois dos segmentos torácico apresentam um par de patas cada um. Já no abdômen, cada segmento possui dois pares de patas cada um.

 

 

 

A lacraia atua como predadora e se move rapidamente em busca de presas, pequenos roedores, insetos e minhocas; os piolhos -de-cobra movem-se lentamente e são comedores de detritos vegetais.

Ambos preferem lugares úmidos e escuros, sob troncos caídos, madeira, pedras, vasos e têm hábito predominantemente noturno.

Respiram por traquéias, excretam por meio de túbulos de Malpighi. Os sexos são separados (dióicos) e os jovens, quanto à forma, se assemelham aos adultos.

 

 

Equinodermos

O filo Echinodermata é constituído por cerca de 7.000 espécies distribuídas em cinco classes: Crinoidea, Asteroidea, Ophiuroidea, Echinoidea e Holothuroidea. O nome do grupo é derivado de duas palavras gregas: echinos, que significa espinho, e derma, que significa pele, e se refere às projeções em forma de espinhos ou tubérculos presentes na superfície do corpo.

 

Estrela-do-mar

Pepino-do-mar

 

Todos os representantes do filo são de vida livre, sendo raras as espécies comensais. Muitos são adaptados para se fixar a substratos rochosos, enquanto outros vivem em substratos lodosos, arenosos, em madeira submersa ou em epibiose. Embora a grande maioria das espécies seja marinha, algumas toleram a água salobra. Podem ser encontrados em todos os oceanos, latitudes e profundidades, da zona entremarés às regiões abissais, sendo mais abundantes na região tropical do que nas águas polares.

 

Classe dos equinodermos

Os equinodermos compreendem cinco classes, relacionadas no quadro a seguir:

Classes
Características
Exemplos
Echinoidea corpo quase esférico, com espinhos grandes e móveis (ouriços), ou achatado, com espinhos curtos e fixos (bolachas-do-mar) ouriços-do-mar,
bolachas-do-mar ou corrupios.
Asteroidea corpo esrelado, com cinco ou mais braços; espinhos pequenos e fixos estrelas-do-mar
Crinoidea corpo estrelado, com braços ramificados; sem espinhos lírios-do-mar
Holothuroidea corpo cilíndrico e sem espinhos; ausência de braços pepinos-do-mar
Ophiuroidea corpo estrelado, com disco central bem delimitado; espinhos curtos ou longos situados nos braços serpentes-do-mar

 

 
Sistema digestivo: É completo, isto é, após a boca seguem-se o esôfago, estômago, intestino e ânus.. Nos ouriços-do-mar a face oral (inferior ) possue a boca, uma estrutura raspadora dotada de cinco dentes, chamada lanterna-de-Aristóteles. Essa estrutura é responsável pela obetnção do alimento  e pela corrosão da rocha que o animal se instala.  na face oposta, a aboral (superior), fica o ânus.

 

Anatomia do ouriço do mar

 

A estrela-do-mar alimenta-se principalmente de pequenos moluscos, como mariscos. Com os seus pequenos pés, a estrela do mar força a abertura das conchas das ostras, em seguida vira o seu próprio estômago do avesso e lança um suco digestivo dentro das conchas. Depois, é só engolir a massa, isto é, o corpo do molusco já digerido. Essa é, portanto, uma digestão extracorpórea.

 

 

Sistema circulatório

Ausente ou é rudimentar, e a distribuição de materiais faz-se através da cavidade celomática. A excreção é feita diretamente através da água que ocupa o sistema ambulacrário, não havendo nenhuma outra estrutura excretora especializada.

Sistema nervoso

Formado por nervo anelar ao redor da faringe e nervos radiais, é rudimentar e não apresenta cefalização. Há células táteis e olfativas em toda a superfície do corpo. As estrelas-do-mar possuem células fotorreceptoras nas extremidades dos braços.

 

Sistema respiratório

Ocorre por difusão, entre a água do mar e a que ocupa o sistema ambulacrário. Nos pepinos-do-mar, há uma série de filamentos ao redor da boca, pelos quais passa o líquido celomático, que funcionam como brânquias. Não há pigmentos transportadores de oxigênio.

Os ouriços-do-mar possuem brânquias dérmicas, análogas às brânquias periorais dos pepinos-do-mar e também ocupadas por líquido celomático. Entre as brânquias dérmicas e os numerosos espinhos, os ouriços-do-mar possuem apêndices chamados pedicelárias, dotados de pinças nas extremidades e empregados na limpeza de detritos que se depositam no corpo. Em algumas espécies, essas pedicelárias inoculam veneno.

 

 

 

Sistema esquelético

O endoesqueleto é constituído por placas calcárias, distribuídas em cinco zonas ambulacrais alternadas com cinco zonas interambulacrais.

As zonas ambulacrais possuem numerosos orifícios, por onde se projetam os pés ambulacrais, estruturas relacionadas com a locomoção. Na face dorsal do esqueleto há uma placa central ou disco (onde se abre o ânus), rodeada por cinco placas, cada uma com um orifício genital. Uma dessas placas exibe, além do orifício genital, numerosos poros ligados ao sistema ambulacral: trata-se da placa madrepórica.

Assentados sobre as placas estão os espinhos, dotados de mobilidade graças aos músculos presentes em sua base. Entre os espinhos, pequenas estruturas com a extremidade em forma de pinça, as pedicelárias, constituídas por dois ou três artículos, com funções de defesa e limpeza da superfície corporal.

 

Reprodução

Os sexos são separados e a fecundação é externa. Os gametas são liberados na água, onde ocorre a fecundação. Após o desenvolvimento embrionário, forma-se uma larva que possui simetria bilateral.

Metamorfoseando-se, a larva origina o adulto de simetria pentarradial, ou seja, muitas das estruturas e órgão que participam da organização desses indivíduos aparecem em número de 5 ou múltiplo de 5: 5 dentes ao redor do orifício bucal, 5 ovários, 5 zonas ambulacrais, 5 nervos radiais etc.

É interessamte lembrar que os equinodermos, juntamente com os cordados, são deuterostômios, ou seja, o blastóporo, durante o desenvolvimento embrionário, diferencia-se em ânus e a boca surge na extremidade oposta, a partir de um novo orifício.

 

 

Ouriço e o endoesqueleto cacário

 

Briofitas – Plantas sem vasos condutores

 

Essa divisão compreende vegetais terrestres com morfologia bastante simples, conhecidos popularmente como “musgos” ou “hepáticas”.

São organismos eucariontes, pluricelulares, onde apenas os elementos reprodutivos são unicelulares, enquadrando-se no Reino Plantae, como todos os demais grupos de plantas terrestres.

 

Ocorrência

As briófitas são características de ambientes terrestre úmidos, embora algumas apresentem adaptações que permitem a ocupação dos mais variados tipos de ambientes, resistindo tanto à imersão, em ambientes totalmente aquáticos, como a desidratação quando atuam como sucessores primários na colonização, por exemplo, de rochas nuas ou mesmo ao congelamento em regiões polares. Apresenta-se, entretanto sempre dependentes da água, ao menos para o deslocamento do anterozoide flagelado até a oosfera.

Esta Divisão não possui representantes marinhos.

Morfologia

As briófitas são plantas avasculares de pequeno porte que possuem muitos e pequenos cloroplastos em suas células. O tamanho das briófitas está relacionado à ausência de vasos condutores, chegando no máximo a 10 cm em ambientes extremamente úmidos. A evaporação remove consideravelmente a quantidade de água para o meio aéreo. A reposição por absorção é um processo lento. O transporte de água ao longo do corpo desses vegetais ocorre por difusão de célula a célula, já que não há vasos condutores e, portanto, é lento.

Reprodução

O ciclo haplodiplobionte nos musgos

Nos musgos e em todas as briófitas, a metagênese envolve a alternância de duas gerações diferentes na forma e no tamanho. Os gametófitos, verdes, são de sexos separados e duram mais que os esporófitos.

Existem órgãos especializados na produção de gametas chamados gametângios e que ficam localizados  no ápice dos gametófitos. O gametângio masculino é o anterídio e seus gametas, os anterozoides. O gametângio feminino é o arquegônio que produz apenas um gameta feminino, a oosfera.

Para ocorrer o encontro dos gametas é preciso, inicialmente, que os anterozoides saiam dos anterídios. Gotículas de água do ambiente que caem nos anterídios libertam os gametas masculinos. Deslocando-se na água, os anterozoides entram no arquegônio e apenas um deles fecunda a oosfera. Forma-se o zigoto que, dividindo-se inúmeras vezes, origina o embrião. Este, no interior do arquegônio, cresce e forma o esporófito.

 

 

O jovem esporófito, no seu crescimento, rompe o arquegônio e carrega em sua ponta dilatada um pedaço rompido do arquegônio, em forma de “boné”, conhecido como caliptra. Já como adulto, o esporófito, apoiado no gametófito feminino, é formado por uma haste e, na ponta, uma cápsula (que é um esporângio) dilatada, dotada de uma tampa, coberta pela caliptra.

No esporângio células 2n sofrem meiose e originam esporos haploides. Para serem liberados, é preciso inicialmente que a caliptra seque e caia. A seguir, cai a tampa do esporângio. Em tempo seco e, preferencialmente, com vento os esporos são liberados e dispersam-se. Caindo em locais úmidos, cada esporo germina e origina um filamento semelhante a uma alga, o protonema. Do protonema, brotam alguns musgos, todos idênticos geneticamente e do mesmo sexo. Outro protonema, formado a partir de outro esporo, originará gametófitos do outro sexo e, assim, completa-se o ciclo. Note que a determinação do sexo ocorre, então, já na formação dos esporos.

 

Classificação das briófitas

As briófitas mais conhecidas são as hepáticas e os musgos. As hepáticas são tanto aquáticas quento terrestres e seu talo é uma lâmina extremamente delgada. Seu talo lembra muito um vegetal superior: apresenta-se ereto, crescendo a partir do solo.

 

Hepáticas

 

Nos musgos, como, aliás, em todas as briófitas, há duas gerações adultas somáticas com aspectos totalmente diferentes e que se alternam em um ciclo reprodutivo (gametófito e o esporófito).

 

Musgo

 

Importância dos musgos

Apesar do aspecto modesto, os musgos têm grande importância para os ecossistemas. Juntamente com os liquens, os musgos foram as primeiras plantas a crescer sobre rochas, as quais desgastam por meio de substâncias produzidas por sua atividade biológica. Desse modo, permitem que, depois deles, outros vegetais possam crescer sobre essas rochas. Daí seu importante papel nas primeiras etapas de formação dos solos.

Pteridófitas

 

Samambaias, avencas, xaxins e cavalinhas são alguns dos exemplos mais conhecidos de plantas do grupo das pateridófitas. A palavra pteridófita vem do grego pteridon, que significa ‘feto'; mais phyton, ‘planta’. Observe como as folhas em brotamento apresentam uma forma que lembra a posição de um feto humano no útero materno.

Cavalinha, pteridófita do gênero Equisetum.

Antes da invenção das esponjas de aço e de outros produtos, pteridófitas como a “cavalinha”, cujo aspecto lembra a cauda de um cavalo e tem folhas muito ásperas, foram muito utilizadas como instrumento de limpeza. No Brasil, os brotos da samambaia-das-roças ou feto-águia, conhecido como alimento na forma de guisados.

Atualmente, a importância das pteridófitas para o interesse humano restringe-se, principalmente, ao seu valor ornamental. É comum casas e jardins serem embelezados com samambaias e avencas, entre outros exemplos.

Ao longo da história evolutiva da Terra, as pteridófitas foram os primeiros vegetais a apresentar um sistema de vasos condutores de nutrientes. Isso possibilitou um transporte mais rápido de água pelo corpo vegetal e favoreceu o surgimento de plantas de porte elevado. Além disso, os vasos condutores representam uma das aquisições que contribuíram para a adaptação dessas plantas a ambientes terrestres.

 

O corpo das pteridófitas possui raiz, caule e folha. O caule das atuais pteridófitas é em geral subterrâneo, com desenvolvimento horizontal. Mas, em algumas pteridófitas, como os xaxins, o caule é aéreo. Em geral, cada folha dessas plantas divide-se em muitas partes menores chamadas folíolos.

A maioria das pteridófitas é terrestre e, como as briófitas, vive preferencialmente em locais úmidos e sombreados.

Xaxin

 

Pteridófitas mais conhecidas

Cavalinha: porte pequeno, caule subterrâneo e que formam ramos eretos que lembram vagamente um caule de cana-de-açúcar com cerca de 1 cm de diâmetro. Folhas em forma de fios, agrupadas em feixes, emergem do caule e lembram uma cauda de cavalo (veja foto acima).

Selaginela: erroneamente vendida como musgo nas floriculturas. Folhas miúdas que saem do caule cilíndrico bem fino.

Licopódio: caule subterrâneo e que dá ramos aéreos eretos dos quais saem folhas bem menores que as da selaginela. É comum formarem-se “buquês” de rosa acompanhados de ramos de licopódios.

 

Selaginela

Licopódio

 

Samambaias: as pteridófitas mais modernas são popularmente conhecidas como samambaias e pertencem à classe das filícíneas. Incluem as rendas portuguesas, as avencas, os xaxins, as samambaias de metro etc. Na maioria delas, o caule subterrâneo, chamado rizoma, forma folhas aéreas. No xaxim o caule é aéreo e estéreo e pode atingir cerca de 2 a 3 metros. As folhas são muitas vezes longas, apresentam divisões (folíolos) e crescem em comprimento pelas pontas, que são enroladas, lembrando a posição do feto no interior do útero. Na época de reprodução, os folíolos ficam férteis e neles surgem pontos escuros, os soros, verdadeiras unidades de reprodução.

 

Soros nas folhas de samabaia

Samambaia

 

 

Reprodução das pteridófitas – Ciclo haplodiplobionte

 

Da mesma maneira que as briófitas, as pteridófitas se reproduzem num ciclo que apresenta uma fase sexuada e outra assexuada. Para descrever a reprodução nas pteridófitas, vamos tomar como exemplo uma samambaias comumente cultivada (Polypodium vulgare).

A samambaia é uma planta assexuada produtora de esporos. Por isso, ela representa a fase chamada esporófito.

Em certas épocas, na superfície inferior das folhas da samambaias formam-se pontinhos escuros chamados soros. O surgimento dos soros indica que a samambaias está em época de reprodução – em cada soro são produzidos inúmeros esporos. Quando os esporos amadurecem, os soros se abrem. Então os esporos caem no solo úmido; cada esporo pode germinar e originar um protalo, aquela plantinha em forma de coração mostrada no esquema. O protalo é uma planta sexuada, produtora de gametas; por isso, ele representa a fase chamada de gametófito.

 

Ciclo reprodutivo das samambaias

 

O protalo da samambaias contém estruturas onde se formam anterozóides e oosferas. No interior do protalo existe água em quantidade suficiente para que o anterozóide se desloque em meio líquido e “nade” em direção à oosfera, fecundado-a. Surge então o zigoto, que se desenvolve e forma o embrião. O embrião, por sua vez, se desenvolve e forma uma nova samambaias, isto é, um novo esporófito. Quando adulta, a samambaias forma soros, iniciando novo ciclo de reprodução.

Como você pode perceber, tanto as briófitas como as pteridófitas dependem da água para a fecundação. Mas nas briófitas, o gametófito é a fase duradoura e os esporófito, a fase passageira. Nas pteridófitas ocorre o contrário: o gametófito é passageiro – morre após a produção de gametas e a ocorrência da fecundação – e o esporófito é duradouro, pois se mantém vivo após a produção de esporos.

 

 

Reprodução das pteridófitas – Ciclo haplodiplobionte

 

Da mesma maneira que as briófitas, as pteridófitas se reproduzem num ciclo que apresenta uma fase sexuada e outra assexuada. Para descrever a reprodução nas pteridófitas, vamos tomar como exemplo uma samambaias comumente cultivada (Polypodium vulgare).

A samambaia é uma planta assexuada produtora de esporos. Por isso, ela representa a fase chamada esporófito.

Em certas épocas, na superfície inferior das folhas da samambaias formam-se pontinhos escuros chamados soros. O surgimento dos soros indica que a samambaias está em época de reprodução – em cada soro são produzidos inúmeros esporos. Quando os esporos amadurecem, os soros se abrem. Então os esporos caem no solo úmido; cada esporo pode germinar e originar um protalo, aquela plantinha em forma de coração mostrada no esquema. O protalo é uma planta sexuada, produtora de gametas; por isso, ele representa a fase chamada de gametófito.

 

Ciclo reprodutivo das samambaias

 

O protalo da samambaias contém estruturas onde se formam anterozóides e oosferas. No interior do protalo existe água em quantidade suficiente para que o anterozóide se desloque em meio líquido e “nade” em direção à oosfera, fecundado-a. Surge então o zigoto, que se desenvolve e forma o embrião. O embrião, por sua vez, se desenvolve e forma uma nova samambaias, isto é, um novo esporófito. Quando adulta, a samambaias forma soros, iniciando novo ciclo de reprodução.

Como você pode perceber, tanto as briófitas como as pteridófitas dependem da água para a fecundação. Mas nas briófitas, o gametófito é a fase duradoura e os esporófito, a fase passageira. Nas pteridófitas ocorre o contrário: o gametófito é passageiro – morre após a produção de gametas e a ocorrência da fecundação – e o esporófito é duradouro, pois se mantém vivo após a produção de esporos.

Angiospermas

 

Atualmente são conhecidas cerca de 350 mil espécies de plantas – desse total, mais de 250 mil são angiospermas.

A palavra angiosperma vem do grego angeios, que significa ‘bolsa’, e sperma, ‘semente’. Essas plantas representam o grupo mais variado em número de espécies entre os componentes do reino Plantae ou Metaphyta.

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Características principais de uma angiospermas

As angiospermas arborescentes possuem três componentes principais: raízes, tronco e folhas.

  • As raízes são os órgãos fixadores da árvore ao solo e absorvem água e sais minerais, indispensável para a sobrevivência da planta.
  • O tronco, constituído de inúmeros galhos, é o órgão aéreo responsável  pela formação das folhas, efetuando também a ligação delas com as raízes.
  • E as folhas são os órgãos onde ocorrerá a fotossíntese, ou seja, o processo em que se produzem os compostos orgânicos essenciais para a manutenção da vida da planta.
Cada flor, que aparece periodicamente nos galhos, é um sistema de reprodução e é formado pela reunião de folhas modificadas presas ao receptáculo floral, que possui formato de um disco achatado. Por sua vez o receptáculo floral fica no topo do pedúnculo floral, que é o “cabinho” da flor. No receptáculo há uma série de círculos concêntricos nos quais estão inseridas as peças florais. De fora para dentro, são quatro os tipos de folhas modificadas constituintes da flor: sépalas, pétalas, estames e carpelos.

As sépalas são as mais externa, geralmente de cor verde, e exercem a função de proteção do botão floral, fase em que a flor ainda não se abriu. O conjunto de sépalas é chamado  de cálice. As pétalas vêm a seguir. São brancas ou coloridas e formam a corola (nome derivado de coroa), com função de atrair os chamados agentes polinizadores, muitas vezes insetos. O alimento que esses insetos procuram é uma solução açucarada, o néctar, produzido por glândulas de modo geral existentes na base das pétalas.

Os estames ficam dispostos mais internamente no receptáculo. Cada estame possui aspecto de um palito, com uma haste, o filete, sustentando uma porção dilatada, a antera. O conjunto de estames forma o androceu, considerado o componente masculino da flor. Na antera são produzidos os grãos de pólen.

O carpelo ocupa o centro do receptáculo floral. É longo notando-se no seu ápice uma ligeira dilatação, o estigma, continuando com um curto estilete, vindo a seguir o ovário. No interior do ovário, existem os óvulos. O carpelo solitário é componente do gineceu, a parte feminina da flor.

 

Classificação das flores
As flores são classificadas de acordo com vários critérios. Vejamos alguns deles.

1- Quanto ao número de verticilos externos

  • Aclamídeas: sem cálice e sem corola. Exemplo: gramíneas.
  • Monoclamídeas: possuem cálice ou corola.
  • Diclamídeas: quando possuem cálice e corola.

Obs: – Cálice e corola diferentes: Perianto, típico de dicotiledôneas. Ex.: rosa

- Cálice e corola iguais (tépalas): Perigônio, típico de monocotiledôneas. Ex.: lírio

 

2- Quanto ao sexo das flores

  • Monóclinas ou Hermafroditas: possuem os dois sexos, androceu e gineceu. Ex.: cravo, laranjeira.
  • Díclina ou Unissexuada: possui apenas androceu ou gineceu. Ex.: abóbora, mamão.
  • Estéreis: não possuem androceu ou gineceu, ou se apresentam, mas não são férteis. Ex. margarida.

Obs: – Vegetais Monóicos: apresentam flores monóclinas ou díclinas.
– Vegetais Dióicos: apresentam flores díclinas.
3- Quanto ao número de peças por verticilo

  • Trímeras: três ou múltiplo de três peças. Ex.: Monocotiledôneas.
  • Dímeras, Tetrâmeras, Pentâmeras: duas, quatro, cinco peças, respectivamente, por verticilo. Ex.: Dicotiledôneas.

4- Quanto ao agente polinizador

  • Ornitófila – polinizada por pássaros
  • Anemófila – polinizada pelo vento
  • Quiropterófila – polinizada por morcegos
  • Entomófilas – polinizada por insetos
  • Antropófila – polinizada pelo homem

Órgãos reprodutores da flor

 

Androceu – Estames e pólen

Estames são folhas alongadas que durante a evolução dobraram-se sobre si mesmas, diferenciando-se em duas regiões: o filete, porção delgada e alongada que suporta a antera, que por sua vez protege bolsas produtoras de grãos de pólen, conhecidas como sacos polínicos.

Formação do grão de pólen

Os grãos de pólen formam-se nos sacos polínicos da antera. Os sacos polínicos estão envolvidos por um tecido denominado tapetum, que também nutre as células. São quatro sacos polínicos, cada dois em uma teca. Quando a antera se torna adulta os sacos polínicos se rompem liberando os grãos de pólen.

Estrutura do grão de pólen

Os grãos de pólen são formados por células haplóides com dois núcleos: um vegetativo com função de formar o tubo polínico e outro reprodutivo com função de fecundar o óvulo.

 

 

Polinização

É o processo de liberação do pólen da parte masculina onde foi formado, transporte e deposição sobre uma superfície estigmática receptora. Em condições favoráveis e compatíveis este pólen irá germinar, iniciando a formação do tubo polínico (fase gametofítica) e posteriormente a fecundação.

Pode ser realizada por um agente abiótico ou biótico que associados aos aspectos morfológicos da flor determinam as chamadas síndromes florais. A anemofilia e a hidrofilia são síndromes abióticas.

Na polinização biótica, as plantas desenvolveram estruturas ou elementos atrativos aos diferentes tipos de animais, que estimulam a alimentação, a atividade sexual ou ainda a criação de ninhos onde novos indivíduos de desenvolverão. Dentre estes elementos, podemos citar, cores (atrativo visual), odor, pólen, néctar, óleo, resina, etc. Os insetos desenvolveram grande interação com as plantas, sendo a entomifilia a principal síndrome biótica. Os animais vertebrados também participam deste processo, a ornitofilia (aves) e a quiropterofilia (morcegos), são exemplos.

 

 

Gineceu – Carpelo e ovário

O carpelo ou pistílo é uma folha modificada que durante a evolução dobrou-se sobre si mesma, diferenciando-se em três regiões:

  • ovário, região dilatada que protege os óvulos;
  • estigma, a porção superior, é a receptora de grãos de pólen;
  • estilete, a peça intermediária que liga o estigma ao ovário.

O carpelo assim modificado passa a ter aspecto de um instrumento muito utilizado na química, conhecido como pistili, motivo pelo qual também é assim denominado. Uma flor pode ter um só carpelo ou vários que, fundindo-se totalmente ou parcialmente, formam lojas.

 

Tipos de carpelos

 

O gineceu pode ser simples, quando é formado por um só carpelo, apocárpico, quando o gineceu é formado por vários carpelos separados e sincárpico, quando o gineceu é formado por vários carpelos unidos.

 

Simetria da flor

Importante para o estudo da sistemática vegetal, pode ser:

  • radial ou actinomorfa: quando a forma da flor permite que se tracem vários planos de simetria.
  • bilateral ou zigomorfa: com apenas um plano de simetria.
  • assimétrica: sem nenhum plano de simetria.

 

 

Diagrama floral
Pode-se representar uma flor através do seu diagrama floral. Observe o diagrama abaixo:

De fora para dentro, representa-se: as sépalas, (cálice) as pétalas (corola), os estames (androceu) e os carpelos (gineceu). Existe também a fórmula floral, que pode ser exemplificada abaixo:
K5 C(5) A10 G2
Onde:
K: representa o número de sépalas
C: representa o número de pétalas
A: representa o número de estames
G: representa o número de carpelos
( ): peças unidas (prefixo gamo ou sin)

 

 

Reprodução Sexuada nas Angiospermas

A reprodução sexuada, neste grupo, incluiu os seguintes fenômenos: esporogênese, gametogênese, polinização, fecundação e desenvolvimento da semente e do fruto.

Esporogênese e Gametogênese

A partir das Pteridófitas a fase esporofítica no ciclo de vida das plantas, passa a ser a dominante ou duradoura, representada pelo indivíduo em si. Nas angiospermas, a produção das flores representa o estado final na maturação do esporófito.

Durante o processo de microsporogênese, dá-se no interior das anteras, isto é, nos sacos polínicos (microsporângios), a formação dos grãos de pólen ou micrósporos, a partir de divisões meióticas dos microsporócitos. Os grãos de pólen maduros, envoltos por uma parede não contínua de exina, apresentam em seu interior um núcleo vegetativo e um núcleo germinativo. Ao ser depositado sobre o estigma receptivo da flor, este grão de pólen germinará, formando o tubo polínico, que corresponde ao microgametófito, onde se dará a gametogênese. O núcleo germinativo se divide originando os núcleos espermáticos (=gametas).

A megasporogênese é um processo efêmero que ocorre no início da formação do óvulo, que se encontra preenchido por um tecido denominado nucela. É a partir deste tecido que se diferencia a célula-mãe do saco embrionário ou megasporócito. Por divisões meióticas formam-se 4 células, das quais 3 degeneram-se, a restante forma o megásporo que logo passa à fase gametofítica por divisões mitóticas de seu núcleo, originando o saco embrionário, dentro de um óvulo agora maduro. O saco embrionário é formado por 7 células, antípodas (3), sinérgides (2), 2 núcleos polares em uma grande célula central e a oosfera (=gameta).

 

Fecundação

É a união íntima entre duas células sexuais, gametas, até a fusão de seus núcleos. Deste processo resulta a formação da semente e fruto nas angiospermas.

Após a deposição do pólen sobre o estigma receptivo, este germina, produzindo o tubo polínico, que cresce através do estilete, penetrando o ovário e através da micrópila, o óvulo. Ao atingir o saco embrionário, o tubo se rompe liberando os dois núcleos espermáticos, sendo que um fecundará a oosfera, originando um zigoto e o outro se unirá aos 2 núcleos polares, originando um tecido de reserva, o endosperma (3n). Tal processo denomina-se dupla fecundação e é um caráter exclusivo das angiospermas.

A dupla fecundação no saco embrionário desencadeia uma séria de mudanças no óvulo e gineceu, e mesmo na flor como um todo, resultando no fruto e semente.

 

Frutos e sementes

Para que servem as flores?

Após a polinização e a fecundação, a flor sofre uma modificação extraordinária. De todos os componentes que foram vistos anteriormente, acabam sobrando apenas o pedúnculo e o ovário. Todo o restante degenera. O ovário sofre uma grande modificação, se desenvolve e agora dizemos que virou fruto. Em seu interior, os óvulos viraram sementes.

Assim, a grande novidade das angiospermas, em termos de reprodução, é a presença de frutos.

Os frutos serão a proteção e o veículo de dispersão da semente madura, portadora do embrião de um novo indivíduo, fechando o ciclo de vida das angiospermas.

 

A semente e a futura planta

A semente é o óvulo modificado e desenvolvido. Toda semente possui um envoltório, mais ou menos rígido, um embrião inativo da futura planta e um material de reserva alimentar chamado endosperma ou albúmen. Em condições ambientais favoráveis, principalmente de umidade, ocorre a hidratação da semente e pode ser iniciada a germinação.

Os cotilédones

Todo embrião contido em uma semente de angiosperma é um eixo formado por duas extremidades:

  • a radícula, que é a primeira estrutura a emergir quando o embrião germina; e
  • o caulículo, responsável pela formação das primeiras folhas embrionárias.

Uma “folha” embrionária merece especial atenção. É o cotilédone. Algumas angiospermas possuem dois cotilédones são chamadas eudicotiledôneas e plantas que possuem um cotilédone são chamadas de monocotiledônias.

 

Os dois grandes grupos de angiospermas

 

As angiospermas foram subdivididas em duas classes: as monocotiledôneas e as dicotiledôneas.

São exemplos de angiospermas monocotiledôneas: capim, cana-de-açúcar, milho, arroz, trigo, aveias, cevada, bambu, centeio, lírio, alho, cebola, banana, bromélias e orquídeas.

São exemplos de angiospermas dicotiledôneas: feijão, amendoim, soja, ervilha, lentilha, grão-de-bico, pau-brasil, ipê, peroba, mogno, cerejeira, abacateiro, acerola, roseira, morango, pereira, macieira, algodoeiro, café, jenipapo, girassol e margarida.

 

Diferenças entre monocotiledôneas e dicotiledôneas

 

 

 

Vírus

Vírus são os únicos organismos acelulares da Terra atual.

 

Os vírus são seres muito simples e pequenos (medem menos de 0,2 µm), formados basicamente por uma cápsula proteica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, pode ser o DNA, RNA ou os dois juntos (citomegalovirus). A palavra vírus vem do Latim virus que significa fluído venenoso ou toxina. Atualmente é utilizada para descrever os vírus biológicos, além de designar, metaforicamente, qualquer coisa que se reproduza de forma parasitária, como ideias. O termo vírus de computador nasceu por analogia. A palavra vírion ou víron é usada para se referir a uma única partícula viral que estiver fora da célula hospedeira.

Das 1.739.600 espécies de seres vivos conhecidos, os vírus representam 3.600 espécies.


Ilustração do vírus HIV mostrando as proteínas do capsídeo responsáveis pela aderencia na célula hospedeira.
Vírus é uma partícula basicamente proteica que pode infectar organismos vivos. Vírus são parasitas obrigatórios do interior celular e isso significa que eles somente se reproduzem pela invasão e possessão do controle da maquinaria de auto-reprodução celular. O termo vírus geralmente refere-se às partículas que infectam eucariontes (organismos cujas células têm carioteca), enquanto o termo bacteriófago ou fago é utilizado para descrever aqueles que infectam procariontes (domínios bacteria e archaea).

Tipicamente, estas partículas carregam uma pequena quantidade de ácido nucleico (seja DNA ou RNA, ou os dois) sempre envolto por uma cápsula proteica denominada capsídeo. As proteínas que compõe o capsídeo são específicas para cada tipo de vírus. O capsídeo mais o ácido nucleico que ele envolve são denominados nucleocapsídeo. Alguns vírus são formados apenas pelo núcleo capsídeo, outros no entanto, possuem um envoltório ou envelope externo ao nucleocapsídeo. Esses vírus são denominados vírus encapsulados ou envelopados.

 

O envelope consiste principalmente em duas camadas de lipídios derivadas da membrana plasmática da célula hospedeira e em moléculas de proteínas virais, específicas para cada tipo de vírus, imersas nas camadas de lipídios.

São as moléculas de proteínas virais que determinam qual tipo de célula o vírus irá infectar. Geralmente, o grupo de células que um tipo de vírus infecta é bastante restrito. Existem vírus que infectam apenas bactérias, denominadas bacteriófagos, os que infectam apenas fungos, denominados micófagos; os que infectam as plantas e os que infectam os animais, denominados, respectivamente, vírus de plantas e vírus de animais.

 


Esquema do Vírus HIV

 

Os vírus não são constituídos por células, embora dependam delas para a sua multiplicação. Alguns vírus possuem enzimas. Por exemplo o HIV tem a enzima Transcriptase reversa que faz com que o processo de Transcrição reversa seja realizado (formação de DNA a partir do RNA viral). Esse processo de se formar DNA a partir de RNA viral é denominado retrotranscrição, o que deu o nome retrovírus aos vírus que realizam esse processo. Os outros vírus que possuem DNA fazem o processo de transcrição (passagem da linguagem de DNA para RNA) e só depois a tradução. Estes últimos vírus são designados de adenovírus.

Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios: a falta de hialoplasma e ribossomos impede que eles tenham metabolismo próprio. Assim, para executar o seu ciclo de vida, o vírus precisa de um ambiente que tenha esses componentes. Esse ambiente precisa ser o interior de uma célula que, contendo ribossomos e outras substâncias, efetuará a síntese das proteínas dos vírus e, simultaneamente, permitirá que ocorra a multiplicação do material genético viral.

Em muitos casos os vírus modificam o metabolismo da célula que parasitam, podendo provocar a sua degeneração e morte. Para isso, é preciso que o vírus inicialmente entre na célula: muitas vezes ele adere à parede da célula e “injeta” o seu material genético ou então entra na célula por englobamento – por um processo que lembra a fagocitose, a célula “engole” o vírus e o introduz no seu interior.

 

Virus seres vivos ou não?

Vírus não têm qualquer atividade metabólica quando fora da célula hospedeira: eles não podem captar nutrientes, utilizar energia ou realizar qualquer atividade biossintética. Eles obviamente se reproduzem, mas diferentemente de células, que crescem, duplicam seu conteúdo para então dividir-se em duas células filhas, os vírus replicam-se através de uma estratégia completamente diferente: eles invadem células, o que causa a dissociação dos componentes da partícula viral; esses componentes então interagem com o aparato metabólico da célula hospedeira, subvertendo o metabolismo celular para a produção de mais vírus.

Há grande debate na comunidade científica sobre se os vírus devem ser considerados seres vivos ou não, e esse debate e primariamente um resultado de diferentes percepções sobre o que vem a ser vida, em outras palavras, a definição de vida. Aqueles que defendem a ideia que os vírus não são vivos argumentam que organismos vivos devem possuir características como a habilidade de importar nutrientes e energia do ambiente, devem ter metabolismo (um conjunto de reações químicas altamente inter-relacionadas através das quais os seres vivos constroem e mantêm seus corpos, crescem e performam inúmeras outras tarefas, como locomoção, reprodução, etc.); organismos vivos também fazem parte de uma linhagem continua, sendo necessariamente originados de seres semelhantes e, através da reprodução, gerar outros seres semelhantes (descendência ou prole), etc.

Os vírus preenchem alguns desses critérios: são parte de linhagens contínuas, reproduzem-se e evoluem em resposta ao ambiente, através de variabilidade e seleção, como qualquer ser vivo. Porém, não têm metabolismo próprio, por isso deveriam ser considerados “partículas infecciosas”, ao invés de seres vivos propriamente ditos. Muitos, porém, não concordam com essa perspectiva, e argumentam que uma vez que os vírus são capazes de reproduzir-se, são organismos vivos; eles dependem do maquinário metabólico da célula hospedeira, mas até ai todos os seres vivos dependem de interações com outros seres vivos. Outros ainda levam em consideração a presença massiva de vírus em todos os reinos do mundo natural, sua origem-aparentemente tão antiga como a própria vida – sua importância na história natural de todos os outros organismos, etc. Conforme já mencionado, diferentes conceitos a respeito do que vem a ser vida formam o cerne dessa discussão. Definir vida tem sido sempre um grande problema, e já que qualquer definição provavelmente será evasiva ou arbitraria, dificultando assim uma definição exata a respeito dos vírus.

 

 

Doenças humanas virais

 

No homem, inúmeras doenças são causadas por esses seres acelulares. Praticamente todos os tecidos e órgãos humanos são afetados por alguma infecção viral. Abaixo você encontra as viroses mais frequentes na nossa espécie. Valorize principalmente os mecanismos de transmissão e de prevenção. Note que a febre amarela e dengue são duas viroses que envolvem a transmissão por insetos (mosquito da espécie Aedes aegypti). Para a primeira, existe vacina. Duas viroses relatadas abaixo, AIDS e condiloma acuminado, são doenças sexualmente trasmissíveis (DSTs). A tabela também relaciona viroses comuns na infância, rubélola, caxumba, sarampo, poliomelite – para as quais exiestem vacinas.

Algumas das principais viroses que acometem os seres humanos:

 

Prevenção e tratamento de doenças virais

Devido ao uso da maquinaria das células do hospedeiro, os vírus tornam-se difíceis de matar. As mais eficientes soluções médicas para as doenças virais são, até agora, as vacinas para prevenir as infecções, e drogas que tratam os sintomas das infecções virais. Os pacientes frequentemente pedem antibióticos, que são inúteis contra os vírus, e seu abuso contra infecções virais é uma das causas de resistência antibiótica em bactérias. Diz-se, às vezes, que a ação prudente é começar com um tratamento de antibióticos enquanto espera-se pelos resultados dos exames para determinar se os sintomas dos pacientes são causados por uma infecção por vírus ou bactérias.

Bacteriófagos

 

Os bacteriófagos podem ser vírus de DNA ou de RNA que infectam somente organismos procariotos. São formados apenas pelo nucleocapsídeo, não existindo formas envelopadas. Os mais estudados são os que infectam a bactéria intestinal Escherichia coli, conhecida como fagos T. Estes são constituídos por uma cápsula protéica bastante complexa, que apresenta uma região denominada cabeça, com formato poligonal, envolvendo uma molécula de DNA, e uma região denominada cauda, com formato cilíndrico, contendo, em sua extremidade livre, fibras protéicas.

A reprodução ou replicação dos bacteriófagos, assim como os demais vírus, ocorre somente no interior de uma célula hospedeira.

Existem basicamente dois tipos de ciclos reprodutivos: o ciclo lítico e o ciclo lisogênico. Esses dois ciclos iniciam com o fago T aderindo à superfície da célula bacteriana através das fibras protéicas da cauda. Esta contrai-se, impelindo a parte central, tubular, para dentro da célula, à semelhança, de uma microsseringa. O DNA do vírus é, então, injetado fora da célula a cápsula protéica vazia. A partir desse momento, começa a diferenciação entre ciclo lítico e ciclo lisogênico.

No ciclo lítico, o vírus invade a bactéria, onde as funções normais desta são interrompidas na presença de ácido nucléico do vírus (DNA ou RNA). Esse, ao mesmo tempo em que é replicado, comanda a síntese das proteínas que comporão o capsídeo. Os capsídeos organizam-se e envolvem as moléculas de ácido nucléico. São produzidos, então novos vírus. Ocorre a lise, ou seja, a célula infectada rompe-se e os novos bacteriófagos são liberados. Sintomas causados por um vírus que se reproduz através desta maneira, em um organismo multicelular aparecem imediatamente. Nesse ciclo, os vírus utilizam o equipamento bioquímico(Ribossomo)da célula para fabricar sua proteína (Capsídeo).

 

 

No ciclo lisogênico, o vírus invade a bactéria ou a célula hospedeira, onde o DNA viral incorpora-se ao DNA da célula infectada. Isto é, o DNA viral torna-se parte do DNA da célula infectada. Uma vez infectada, a célula continua suas operações normais, como reprodução e ciclo celular. Durante o processo de divisão celular, o material genético da célula, juntamente com o material genético do vírus que foi incorporado, sofrem duplicação e em seguida são divididos equitativamente entre as células-filhas. Assim, uma vez infectada, uma célula começará a transmitir o vírus sempre que passar por mitose e todas as células estarão infectadas também. Sintomas causados por um vírus que se reproduz através desta maneira, em um organismo multicelular podem demorar a aparecer. Doenças causadas por vírus lisogênico tendem a ser incuráveis. Alguns exemplos incluem a AIDS e herpes.

 

Sob determinadas condições, naturais e artificiais (tais como radiações ultravioleta, raios X ou certos agentes químicas), uma bactéria lisogênica pode transformar-se em não-lisogênica e iniciar o ciclo lítico.

 

 

A Diversidade Metabólica das Bactérias

 

Se há um grupo de seres que apresenta grande diversidade metabólica, certamente é o das bactérias. Existem espécies heterótrofas e espécies autótrofas. Dentre as primeiras, destacam-se as parasitas, as decompositoras de matéria orgânica e as que obtêm matéria orgânica de outros seres vivos, com os quais se associam sem prejudicá-los. Dentre as autótrofas, existem espécies que produzem matéria orgânica por fotossíntese e outras que produzem por quimiossíntese.

 

As bactérias Heterótrofas

As bactérias parasitas são as que, por meio de inúmeros mecanismos, agridem outros seres vivos para a obtenção de alimento orgânico e causam inúmeras doenças. As decompositoras (frequentemente denominadas sapróvoras, saprofíticas ou saprofágicas) obtêm o alimento orgânico recorrendo à decomposição da matéria orgânica morta e são importântes na reciclagem dos nutrientes minerais na biosfera.

As que são associadas as outros seres vivos são denominadas de simbiontes, e não agridem os parceiros. É o caso das bactérias encontradas no estômago dos ruminantes (bois, cabras), que se nutrem da celulose ingerida por esses animais, fornecendo, em troca, aminoácidos essenciais para o metabolismo protéico do mesmo.

Muitas bactérias heterótrofas são anaeróbias obrigatórias, como o bacilo do tétano. São bactérias que morrem na presença de oxigênio. Nesse caso a energia dos compostos orgânicos é obtida por meio de fermentação. As anaeróbicas facultativas, por outro lado, vivem tanto na presença como na ausência de oxigênio.

Outras espécies só sobrevivem em presença de oxigênio – são as aeróbias obrigatórias. Um curioso grupo de bactérias é o que realiza a respiração aeróbia. Nessa modalidade de metabolismo energético existem todas as etapas típicas da respiração celular. Muda apenas o aceptor final de elétrons na cadeia respiratória. No lugar do oxigênio, essas bactérias utilizam nitrato, nitrito ou sulfato, obtendo no final, praticamente o mesmo rendimento energético verificado na respiração celular aeróbia. É o que ocorre com as bactérias desnitrificantes que participam do ciclo do nitrogênio na natureza. Nelas o aceptor final de elétrons é o nitrato.

 

Bactérias Autótrofas

 

Fotossintetizantes

Nas bactérias que realizam fotossíntese, a captação da energia solar fica a cargo de uma clorofila conhecida como bacterioclorofila. A partir da utilização de substâncias simples do meio, ocorre a síntese do combustível biológico. De maneira geral, não há liberação de oxigênio. Como exemplo, podemos citar as bactérias sulforosas do gênero Chlorobium, que efetuam esse processo com a utilização de H2S e CO2, segundo a equação:

2H2S + CO2 + luz ——bacterioclorofila————> (CH2) + 2S + H20

 

Note que é o gás sulfídrico, e não a água, que atua como fornecedor dos hidrogênios que servirão para a redução do gás carbônico. Não há a liberação de oxigênio. O enxofre permanece no interior  das células bacterianas sendo, posteriormente eliminado para o meio em que vivem esses microorganismos, em geral fontes sulfurosas. Nesse processo, CH2O representa a matéria orgânica produzida.

 

Quimiossíntese

A quimiossíntese é uma reação que produz energia química, convertida da energia de ligação dos compostos inorgânicos oxidados. Sendo a energia química liberada, empregada na produção de compostos orgânicos e gás oxigênio (O2), a partir da reação entre o dióxido de carbono (CO2) e água molecular (H2O), conforme demonstrado abaixo:

- Primeira etapa

Composto Inorgânico + O2 → Compostos Inorgânicos oxidados + Energia Química

- Segunda etapa

CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2

 

Esse processo autotrófico de síntese de compostos orgânicos ocorre na ausência de energia solar. É um recurso normalmente utilizado por algumas espécies de bactérias e arqueobactérias (bactérias com características primitivas ainda vigentes), recebendo a denominação segundo os compostos inorgânicos reagentes, podendo ser: ferrobactérias e nitrobactérias ou nitrificantes (nitrossomonas e nitrobacter, gênero de bactérias quimiossíntetizantes).

As ferrobactérias oxidam substâncias à base de ferro para conseguirem energia química, já as nitrificantes, utilizam substâncias à base de nitrogênio.

Presentes no solo, as nitrossomonas e nitrobacter, são importantes organismos considerados biofixadores de nitrogênio, geralmente encontradas livremente no solo ou associadas às plantas, formando nódulos radiculares.

A biofixação se inicia com a assimilação no nitrogênio atmosférico (N2), transformando-o em amônia (NH3), reagente oxidado pela nitrossomona, resultando em nitrito (NO2-) e energia para a produção de substâncias orgânicas sustentáveis a esse gênero de bactérias.

O nitrito, liberado no solo e absorvido pela nitrobacter, também passa por oxidação, gerando energia química destinada à produção de substâncias orgânicas a esse gênero e nitrato (NO3-), aproveitado pelas plantas na elaboração dos aminoácidos.

Reação quimiossintética nas Nitrossomonas:

NH3 (amônia) + O2 → NO2- (nitrito) + Energia

6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 (Glicose – Compostos Orgânicos) + 6 O2

 

Reação quimiossintética nas Nitrobacter:

NO2- (nitrito) + O2 → NO3- (nitrato) + Energia

6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 + 6 O2

 

Assim, podemos perceber que o mecanismo de quimiossíntese, extremamente importante para a sobrevivência das bactérias nitrificantes, também é bastante relevante ao homem. Conforme já mencionado, o nitrito absorvido pelas plantas, convertidos em aminoácidos, servem como base de aminoácidos essenciais à nutrição do homem (um ser onívoro: carnívoro e herbívoro).

Dessa forma, fica evidente a interdependência existente entre os fatores bióticos (a diversidade dos organismos) e os fatores abióticos (aspectos físicos e químicos do meio ambiente).

Reprodução das Bactérias

A reprodução mais comum nas bactérias é assexuada por bipartição ou cissiparidade. Ocorre a duplicação do DNA bacteriano e uma posterior divisão em duas células. As bactérias multiplicam-se por este processo muito rapidamente quando dispõem de condições favoráveis (duplica em 20 minutos).

A separação dos cromossomos irmãos conta com a participação dos mesossomos, pregas internas da membrana plasmática nas quais existem também as enzimas participantes da maior parte da respiração celular.

Repare que não existe a formação do fuso de divisão e nem de figuras clássicas e típicas da mitose. Logo, não é mitose.

 

 

Esporulação

Algumas espécies de bactérias originam, sob certas condições ambientais, estruturas resistentes denominadas esporos. A célula que origina o esporo se desidrata, forma uma parede grossa e sua atividade metabólica torna-se muito reduzida. Certos esporos são capazes de se manter em estado de dormência por dezenas de anos. Ao encontrar um ambiente adequado, o esporo se reidrata e origina uma bactéria ativa, que passa a se reproduzir por divisão binária.

Os esporos são muito resistentes ao calor e, em geral, não morrem quando expostos à água em ebulição. Por isso os laboratórios, que necessitam trabalhar em condições de absoluta assepsia, costumam usar um processo especial, denominado autoclavagem, para esterilizar líquidos e utensílios. O aparelho onde é feita a esterilização, a autoclave, utiliza vapor de água a temperaturas da ordem de 120ºC, sob uma pressão que é o dobro da atmosférica. Após 1 hora nessas condições, mesmo os esporos mais resistentes morrem.

A indústria de enlatados toma medidas rigorosas na esterilização dos alimentos para eliminar os esporos da bactéria Clostridium botulinum. Essa bactéria produz o botulismo, infecção frequentemente fatal.

 

Reprodução sexuada

Para as bactérias considera-se reprodução sexuada qualquer processo de transferência de fragmentos de DNA de uma célula para outra. Depois de transferido, o DNA da bactéria doadora se recombina com o da receptora, produzindo cromossomos com novas misturas de genes. Esses cromossomos recombinados serão transmitidos às células-filhas quando a bactéria se dividir.

A transferência de DNA de uma bactéria para outra pode ocorrer de três maneiras: por transformação, transdução e por conjugação.

 

Transformação

Na transformação, a bactéria absorve moléculas de DNA dispersas no meio e são incorporados à cromatina. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. Esse processo ocorre espontaneamente na natureza.

Os cientistas têm utilizado a transformação como uma técnica de Engenharia Genética, para introduzir genes de diferentes espécies em células bacterianas.

 


Transdução

Na transdução, moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores (bactériófagos). Estes, ao se montar dentro das bactérias, podem eventualmente incluir pedaços de DNA da bactéria que lhes serviu de hospedeira. Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA bacteriano o transfere junto com o seu. Se a bactéria sobreviver à infecção viral, pode passar a incluir os genes de outra bactéria em seu genoma.

 

 
Conjugação

Na conjugação bacteriana, pedaços de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o “macho”, para uma receptora, a “fêmea”. Isso acontece através de microscópicos tubos protéicos, chamados pili, que as bactérias “macho” possuem em sua superfície.

O fragmento de DNA transferido se recombina com o cromossomo da bactéria “fêmea”, produzindo novas misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas na próxima divisão celular.

 


Conjugação bacterian mostrando o pili sexual.

 

 

 

As Cianobactérias

 

Extremamente parecidas com as bactérias, as cianobactérias são também procariontes. São todas autótrofas fotossintetizantes, mas suas células não possuem cloroplastos. A clorofila, do tipo a, fica dispersa pelo hialoplasma e em lamelas fotossintetizantes, que são ramificações da membrana plasmática.

Além da clorofila, possuem outros pigmentos acessórios, como os carotenóides (pigmentos semelhantes ao caroteno da cenoura), ficoeritrina (um pigmento de cor vermelha, típico das cianobactérias encontradas no Mar vermelho) e a ficocianina (um pigmento de cor azulada, que originou o nome das cianobactérias, anteriormente denominadas “algas azuis”) . Elas vivem no mar, na água doce e em meio terrestre úmido.

Há espécies que possuem células isoladas e outras que formam colônias de diferentes formatos.

A reprodução nas cianobactérias

Nas cianobactérias unicelulares, a reprodução assexuada dá-se por divisão binária da célula. Nas espécies filamentosas, é comum a ocorrência de fragmentação do filamento, produzindo-se vários descendentes semelhantes geneticamente uns aos outros. A esses fragmentos contendo muitas células dá-se  o nome de homogônios.

 

 

As Arqueobactérias e seu Incrível Modo de Viver

 

Atualmente muitos autores consideraram oportuna a separação das Arqueobactérias (bactérias primitivas) das chamadas Eubactérias (bactérias verdadeiras).

Com base em estudos bioquímicos (sequências de RNA ribossômico, ausência de ácido murâmico na parede, composição lipídica da membrana), concluiu-se que há mais de 3000 M.a. teria ocorrido uma divergência na evolução dos organismos procariotas, tendo surgido duas linhagens distintas.

Até este momento não foi identificada recombinação genética neste grupo de organismos. O ramo que originou as Arqueobactérias teria, mais tarde, originado os eucariotas.

Considera-se que as arqueobactérias atuais pouca alteração sofreram, em relação aos seus ancestrais. Estes procariontes vivem em locais com condições extremamente adversas para outros seres vivos, provavelmente semelhantes às que existiriam na Terra primitiva.

As arqueobactérias podem ser divididas em três grandes grupos principais:

  • Halófilas – vivem em concentrações salinas extremas, dezenas de vezes mais salgadas que a água do mar, em locais como salinas, lagos de sal ou soda, etc. A sua temperatura ótima de crescimento é entre 35 e 50ºC.

Estas bactérias são autotróficas, mas o seu mecanismo de produção de ATP é radicalmente diferente do habitual, pois utilizam um pigmento vermelho único – bacteriorrodopsina – que funciona como uma bomba de prótons (como os da fosforilação oxidativa nas mitocôndrias) que lhes permite obter energia;

  • Metanogeneas – este grupo de bactérias foi o primeiro a ser reconhecido como único. Vivem em pântanos, no fundo dos oceanos, estações de tratamento de esgotos e no tubo digestivo de algumas espécies de insetos e vertebrados herbívoros, onde produzem metano (CH4) como resultado da degradação da celulose.

As reservas de gás natural que conhecemos são o resultado do metabolismo anaeróbio obrigatório e produtor de metano de bactérias deste tipo no passado. Algumas conseguem produzir metano a partir de CO2 e H2, obtendo energia desse processo.

O gênero Methanosarcina consegue fixar azoto atmosférico, capacidade que se julgava única das eubactérias;

  • Termoacidófilas -vivem em zonas de águas termais ácidas, com temperaturas ótimas entre 70 e 150ºC e  valores de pH ótimo perto do 1. Na sua grande maioria metabolizam enxofre: podem ser autotróficas, obtendo energia da formação do ácido sulfídrico (H2S) a partir do enxofre, ou heterotróficas.     

Reino Fungi

 

Os fungos são popularmente conhecidos por bolores, mofos, fermentos, levedos, orelhas-de-pau, trufas e cogumelos-de-chapéu (champignon). É um grupo bastante numeroso, formado por cerca de 200.000 espécies espalhadas por praticamente qualquer tipo de ambiente.

 

Os Fungos e sua Importância

 

Ecológica

Os fungos apresentam grande variedade de modos de vida. Podem viver como saprófagos, quando obtêm seus alimentos decompondo organismos mortos; como parasitas, quando se alimentam de substâncias que retiram dos organismos vivos nos quais se instalam, prejudicando-o ou podendo estabelecer associações mutualísticas com outros organismos, em que ambos se beneficiam. Além desses modos mais comuns de vida, existem alguns grupos de fungos considerados predadores que capturam pequenos animais e deles se alimentam.

Em todos os casos mencionados, os fungos liberam enzimas digestivas para fora de seus corpos. Essas enzimas atuam imediatamente no meio orgânico no qual eles se instalam, degradando-o à moléculas simples, que são absorvidas pelo fungo como uma solução aquosa.


Fungos apodrecendo o morango.
Os fungos saprófagos são responsáveis por grande parte da degradação da matéria orgânica, propiciando a reciclagem de nutrientes. Juntamente com as bactérias saprófagas, eles compõem o grupos dos organismos decompositores, de grande importância ecológica. No processo da decomposição, a matéria orgânica contida em organismos mortos é devolvida ao ambiente, podendo ser novamente utilizada por outros organismos.

Apesar desse aspecto positivo da decomposição, os fungos são responsáveis pelo apodrecimento de alimentos, de madeira utilizada em diferentes tipos de construções de tecidos, provocando sérios prejuízos econômicos. Os fungos parasitas provocam doenças em plantas e em animais, inclusive no homem.

 

A ferrugem do cafeeiro, por exemplo, é uma parasitose provocada por fungo; as pequenas manchas negras, indicando necrose em folhas, como a da soja, ilustrada a seguir, são devidas ao ataque por fungos.

Folha da soja com sintomas da ferrugem asiática.

 

Em muitos casos os fungos parasitas das plantas possuem hifas especializadas – haustórios – que penetram nas células do hospedeiro usando os estomas como porta de entrada para a estrutura vegetal. Das células da planta captam açúcares para a sua alimentação.

Dentre os fungos mutualísticos, existem os que vivem associados a raízes de plantas formando as micorrizas (mico= fungo; rizas = raízes). Nesses casos os fungos degradam materiais do solo, absorvem esses materiais degradados e os transferem à planta, propiciando-lhe um crescimento sadio. A planta, por sua vez, cede ao fungo certos açucares e aminoácidos de que ele necessita para viver.

 

Algumas plantas que formam as micorrizas naturalmente são o tomateiro, o morangueiro, a macieira e as gramínias em geral.

As micorrizas são muito freqüentes também em plantas típicas de ambientes com solo pobre de nutrientes minerais, como os cerrados, no território brasileiro. Nesses casos, elas representam um fator importânte de adaptação, melhorando as condições de nutrição da planta.

Certos grupos de fungos podem estabelecer associações mutualísticas com cianobactérias ou com algas verdes, dando origem a organismos denominados líquens. Estes serão discutidos posteriormente.

 

Econômica

Muito fungos são aeróbios, isto é, realizam a respiração, mas alguns são anaeróbios e realizam a fermentação.

Camembert

Destes últimos, alguns são utilizados no processo de fabricação de bebidas alcoólicas, como a cerveja e o vinho, e no processo de preparação do pão. Nesses processos, o fungo utilizado pertence à espécie Saccharomyces cerevisiae, capaz de transformar o açucar em álcool etílico e CO2 (fermentação alcoólica), na ausência de O2. Na presença de  O2 realizam a respiração. Eles são, por isso, chamados de anaeróbios facultativos.

Na fabricação de bebidas alcoólicas o importante é o álcool produzido na fermentação, enquanto, na preparação do pão, é o CO2. Neste último caso, o CO2 que vai sendo formado se acumula no interior da massa, originando pequenas bolhas que tornam o pão poroso e mais leve.

Roquefort

O aprisionamento do CO2 na massa só é possível devido ao alto teor de glúten na farinha de trigo, que dá a “liga” do pão. Pães feitos com farinhas pobres em glúten não crescem tanto quanto os feitos com farinha rica em glúten.

Imediatamente antes de ser assado, o teor alcoólico do pão chega a 0,5%; ao assar, esse álcool evapora, dando ao pão um aroma agradável.

Alguns fungos são utilizados na indústria de laticínios, como é o caso do Penicillium camemberti e do Penicillium roqueforte, empregados na fabricação dos queijos Camembert e Roquefort, respectivamente.

 

Algumas espécies de fungos são utilizadas diretamente como alimento pelo homem. É o caso da Morchella e da espécie Agaricus brunnescens, o popular cogumelo ou champignon, uma das mais amplamente cultivadas no mundo.


Morchella


Agaricus

 

Doenças Causadas por Fungos

Micose em couro cabeludo

 

As micoses que aparecem comumente nos homens são doenças provocadas por fungos. As mais comuns ocorrem na pele, podendo-se manifestar em qualquer parte da superfície do corpo.

São comuns as micoses do couro cabeludo e da barba (ptiríase), das unhas e as que causam as frieiras (pé-de-atleta).

As micoses podem afetar também as mucosas como a da boca. É o caso so sapinho, muito comum em crianças. Essa doença se manifesta por multiplos pontos brancos na mucosa.

Existem, também, fungos que parasitam o interior do organismo, como é o caso do fungo causador da histoplasmose, doença grave que ataca os pulmões.

 

Fungos Unicelulares

À primeira vista, parece que todo o fungo é macroscópico. Existem, porém, fungos microscópicos, unicelulares. Entre estes, pode ser citado o Saccharomyces cerevisiae. Esse fungo é utilizado para a fabricação de pão, cachaça, cerveja etc., graças à fermentação que ele realiza.

 


Saccharomyces: fungos unicelulares. Note que os pequenos brotos são novos indivíduos que estão sendo formados por reproduçãoo assexuada.

 

Fungos Pluricelulares

Os fungos pluricelulares possuem uma característica morfológica que os diferencia dos demais seres vivos. Seu corpo é constituído por dois componentes: o corpo de frutificação é responsável pela reprodução do fungo, por meio de células reprodutoras especiais, os esporos, e o micélio é constituído por uma trama de filamentos, onde cada filamento é chamado de hifa.

Na maioria dos fungos, a parede celular é complexa e constituída de quitina, a mesma substância encontrada no esqueleto dos artrópodes.

O carboidrato de reserva energética da maioria dos fungos é o glicogênio, do mesmo modo que acontece com os animais.

 

Tipos de Hifas

Dependendo do grupo de fungos, as hifas podem apresentar diferentes tipos de organização. Nas hifas cenocíticas, presentes em fungos simples, o fio é contínuo e o citoplasma contém numerosos núcleos nele inserido.

Fungos mais complexos, possuem hifas septadas, isto é, há paredes divisórias (septos) que separam o filamento internamente em segmentos mais ou menos parecidos. Em cada septo há poros que permitem o livre trânsito de material citoplasmático de um compartimento a outro.

 


Tipos de hifas- Pelos poros das hifas septadas ocorre trânsito de citoplasma e de núcleos de uma célula para outra. Nos fungos, os núcleos são haploides.

 

Reprodução nos fungos

Reprodução Assexuada 

Fragmentação

A maneira mais simples de um fungo filamentoso se reproduzir assexuadamente é por fragmentação: um micélio se fragmenta originando novos micélios.
Brotamento

Leveduras como Saccharomyces cerevisae se reproduzem por brotamento ou gemulação. Os brotos (gêmulas) normalmente se separam do genitor mas, eventualmente, podem permanecer grudados, formando cadeias de células.
Esporulação

Nos fungos terrestres, os corpos de frutificação produzem, por mitose, células abundantes, leves, que são espalhadas pelo meio. Cada células dessas, um esporo conhecido como conidiósporo (do grego, kónis = poeira), ao cair em um material apropriado, é capaz de gerar sozinha um novo mofo, bolor etc.

Para a produção desse tipo de esporo a ponta de uma hifa destaca-se do substrato e, repentinamente, produz centenas de conidiósporos, que permanem unidos até serem liberados. É o que acontece com o fungo penicillium, que assim foi chamado devido ao fato de a estrutura produtora de esporos – o conídio – se assemelhar a um pincel.

Ao lado- Micografia eletrônica de varredura mostrando o corpo de frutificação do Penicillium sp. frequente bolor encontrado em frutas. Os pequenos e leves esporos esféricos (conidiósporos) brotam de conídios que surgem na extremidade de uma hifa especializada, o conidióforo.


Laranja contaminada com Penicillium sp , vista a olho nú.

Em certos fungos aquáticos, os esporos são dotados de flagelos, uma adaptação à dispersão em meio líquido. Por serem móveis e nadarem ativamente, esses esporos são chamados zoósporos.

 

 

 

Reprodução Sexuada

No   ciclo reprodutivo de alguns fungos aquáticos, há a produção de gametas flagelados, que se fundem e geram zigotos que produzirão novos indivíduos. Nos fungos terrestres, existe um ciclo de reprodução no qual há produção de esporos por meiose. Desenvolvendo-se, esses esporos geram hifas haploides que posteriormente se fundem e geram novas hifas diploides, dentro dos quais ocorrerão novas meioses para a produção de mais esporos meióticos. A alternância de meiose e fusão de hifas (que se comportam como gametas) caracteriza o processo como sexuado.

O esquema da figura  abaixo ilustra um ciclo de reprodução genérico, válido para a maioria dos fungos. Muitos alternam a reprodução sexuada com a assexuada. Em outros, pode ocorrer apenas reprodução sexuada ou apenas a reprodução assexuada.

 

 

De modo geral, a reprodução sexuada dos fungos se inicia com a fusão de hifas haploides, caracterizando a plasmogamia (fusão de citoplasmas). Os núcleos haploides geneticamente diferentes, provenientes de cada hifa parental, permanecem separados (fase heterocariótica, n + n).

Posteriormente, a fusão nuclear (cariogamia) gera núcleos diploides que, dividindo-se por meiose, produzem esporos haploides. Esporos formados por meiose são considerados sexuados (pela variedade decorrente do processo meiótico).

Algumas curiosidades merecem ser citadas a respeito da fase sexuada da reprodução:

  • antes de ocorrer plasmogamia, é preciso que uma hifa “atraia” a outra. Isso ocorre por meio da produção de feromônios, substâncias de “atração sexual” produzidas por hifas compatíveis;
  • em muitos fungos, após a plasmogamia decorre muito tempo (dias, meses, anos) até que ocorra a cariogamia;
  • a produção de esporos meióticos, após a ocorrência de cariogamia, se dá em estruturas especiais, freqüentemente chamadas de esporângios.

Classificação dos Fungos

Classificar fungos não é tarefa fácil. Trata-se de um grupo muito antigo (mais de 540 milhões de anos) e existem muitas dúvidas a respeito de sua origem e evolução.

 

 

Os quitridiomicetos, constituídos por cerca de 790 espécies, são os prováveis ancestrais dos fungos. Vivem em meio aquático e em solos úmidos próximos a represas, rios e lagos. Vivem da absorção da matéria orgânica que decompõe e, muitas vezes, parasitam algas, protozoários, outros fungos, plantas e animais. Algumas espécies causam considerável prejuízo em plantas de cultivo (alfafa e milho).

Os ascomicetos, com cerca de 32.000 espécies, são os que formam estruturas reprodutivas sexuadas, conhecidas como ascos, dentro das quais são produzidos esporos meióticos, os ascósporos. Incluem diversos tipos de bolores, as trufas, as Morchellas, todos filamentos, e as leveduras (Saccharomyces sp.), que são unicelulares.

Os basidiomicetos, com cerca de 22.000 espécies, são os que produzem estruturas reprodutoras sexuadas, denominadas de basídios, produtores de esporos meióticos, os basidiósporos. O grupo inclui cogumelos, orelhas-de-pau, as ferrugens e os carvões, esses dois últimos causadores de doenças em plantas.

Os zigomicetos, com cerca de 1.000 espécies, são fungos profusamente distribuídos pelo ambiente, podendo atuar como decompositores ou como parasitas de animais. Os mais conhecidos é o Rhizobux stolonifer, bolor que cresce em frutas, pães e doces – seu corpo de frutificação é uma penugem branca que lembra filamentos de algodão, recheados de pontos escuros que representam os esporângios.

Os deuteromicetos, ou fungos conidiais, que já foram conhecidos como fungos imperfeitos, costituem um grupo de fungos que não se enquadra no dos anteriores citados. Em muitos deles, a fase sexuada não é conhecida ou pode ter sido simplesmente perdida ao longo do processo evolutivo. De modo geral, reproduzem-se assexuadamente por meio da produção de conidiósporos. A esse grupo pertencem diversas espécies de Penicillium (entre as quais a que produz penicilina) e Aspergillus (algumas espécies produzem toxinas cancerígenas).

 

Liquens

Os liquens são associações simbióticas de mutualismo entre fungos e algas. Os fungos que formam liquens são, em sua grande maioria, ascomicetos (98%), sendo o restante, basidiomicetos. As algas envolvidas nesta associação são as clorofíceas e cianobactérias. Os fungos desta associação recebem o nome de micobionte e a alga, fotobionte, pois é o organismo fotossintetizante da associação.

A natureza dupla do liquen é facilmente demonstrada através do cultivo separado de seus componentes. Na associação, os fungos tomam formas diferentes daquelas que tinha quando isolados, grande parte do corpo do liquen é formado pelo fungo.

 


A microscopia eletrônica mostra as hifas de fungo entrelaçadas com a alga.

Morfologia

Normalmente existem três tipos de talo:
Crostoso: o talo é semelhante a uma crosta e encontra-se fortemente aderido ao substrato.

 

Folioso: o talo é parecido com folhas

 

Fruticoso: o talo é parecido com um arbusto e tem posição ereta.

 
Reprodução

Os liquens não apresentam estruturas de reprodução sexuada. O micobionte pode formar conídios, ascósporos ou basidiósporos. As estruturas sexuadas apresentam forma de apotécio. Os esporos formados pelos fungos do liquen germinam quando entram em contato com alguma clorofícea ou cianobactéria.

O fotobionte se reproduz vegetativamente. O liquen pode se reproduzir assexuadamente por sorédios, que são propágulos que contém células de algas e hifas do fungo, e por isídios, que são projeções do talo, parecido com verrugas. O liquen também pode se reproduzir por fragmentação do talo.

Habitat

Os líquens possuem ampla distribuição e habitam as mais diferentes regiões. Normalmente os liquens são organismos pioneiros em um local, pois sobrevivem em locais de grande estresse ecológico. Podem viver em locais como superfícies de rochas, folhas, no solo, nos troncos de árvores, picos alpinos, etc. Existem liquens que são substratos para outros liquens.

A capacidade do liquen de viver em locais de alto estresse ecológico deve-se a sua alta capacidade de dessecação. Quando um líquen desseca, a fotossíntese é interrompida e ele não sofre pela alta iluminação, escassez de água ou altas temperaturas. Por conta desta baixa na taxa de fotossíntese, os liquens apresentam baixa taxa de crescimento.

Importância Econômica

Os liquens produzem ácidos que degradam rochas e ajudam na formação do solo, tornando-se organismos pioneiros em diversos ambientes. Esses ácidos também possuem ação citotóxica e antibiótica.

Quando a associação é com uma cianobactéria, os liquens são fixadores de nitrogênio, sendo importantes fontes de nitrogênio para o solo.

Os liquens são extremamente sensíveis à poluição, sobrevivendo de bioindicadores de poluição, podendo indicar a qualidade do ar e até quantidade de metais pesados em áreas industriais.

Algumas espécies são comestíveis, servindo de alimento para muitos animais.

 

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Nucleo Celular

 

 

O núcleo celular

 

O pesquisador escocês Robert Brown (1773- 1858) é considerado o descobridor do núcleo celular. Embora muitos citologistas anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido a enorme importância dessas estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown imaginou que o núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos.

 

Hoje, sabemos que o núcleo é o centro de controle das atividades celulares e o “arquivo” das informações hereditárias, que a célula transmite às suas filhas ao se reproduzir.

 

Células eucariontes e procariontes

A membrana celular presente nas células eucariontes, mas ausente nas procariontes. Na célula eucarionte, o material hereditário está separado do citoplasma por uma membrana – a carioteca – enquanto na célula procarionte o material hereditário se encontra mergulhado diretamente no líquido citoplasmático.

 

 

Os componentes do núcleo

O núcleo das célula que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico.

A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma).

 

A carioteca

A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante as demais membranas celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear.

A face externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo endoplasmático.

 

Poros da carioteca

A carioteca é perfurada por milhares de poros, através das quais determinadas substâncias entram e saem do núcleo. Os poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro existe uma complexa estrutura protéica que funciona como uma válvula, abrindo-se para dar passagem a determinadas moléculas e fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e a saída de substâncias.

A face interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que lhe dá sustentação. A lâmina nuclear participa da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos que ocorrem durante a divisão celular.

A cromatina

A cromatina (do grego chromatos, cor) é um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonas, um tipo especial de proteína. Esses fios são os cromossomos.

Quando se observam núcleos corados ao microscópio óptico, nota-se que certas regiões da cromatina se coram mais intensamente do que outras. Os antigos citologistas já haviam observados esse fato e imaginado, acertadamente, que as regiões mais coradas correspondiam a porções dos cromossomos mais enroladas, ou mais condensadas, do que outras.

Para assinalar diferenças entre os tipos de cromatina, foi criado o termo heterocromatina (do grego heteros, diferente), que se refere à cromatina mais densamente enrolada. O restante do material cromossômico, de consistência mais frouxa, foi denominado eucromatina (do grego eu, verdadeiro).

 

Diferentes níveis de condensação do DNA. (1) Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas). (3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros. (4) Cromatina condensada em profase. (Existem agora duas cópias da molécula de DNA) (5) Cromossoma em metafase

 

Os nucléolos

Na fase que a célula eucariótica não se encontra em divisão é possível visualizas vários nucléolos, associados a algumas regiões específicas da cromatina. Cada nucléolo é um corpúsculo esférico, não membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico (a sigla RNA provém do inglês RiboNucleic Acid). Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir o DNA das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos principais componentes dos ribossomos presentes no citoplasma.

É importante perceber que ao ocorrer a espiralação cromossômica os nucléolos vão desaparecendo lentamente. Isso acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralação dos cromossomos, no final da divisão do núcleo.

A estrutura dos cromossomos

 

Cromossomos da célula interfásica

O período de vida da célula em que ela não está em processo de divisão é denominado interfase. A cromatina da célula interfásica, como já foi mencionada, é uma massa de filamentos chamados de cromossomos. Se pudéssemos separar, um por um, os cromossomos de uma célula interfásica humana, obteríamos 46 filamentos, logos e finos. Colocado em linha, os cromossomos humanos formariam um fio de 5 cm de comprimento, invisível ao microscópio óptico, uma vez que sua espessura não ultrapassa 30 nm.

 

Constituição química e arquitetura dos cromossomos

Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma árdua tarefa que mobilizou centenas de cientistas e muitos anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o ácido desoxirribonucléico, o DNA.

Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um dos principais componentes dos cromossomos. Alguns anos mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas denominadas histonas.

 

Cromossomos da célula em divisão

Quando a célula vai se dividir, o núcleo e os cromossomos passam por grandes modificações. Os preparativos para a divisão celular têm inicio com a condensação dos cromossomos, que começam a se enrolar sobre si mesmos, tornando-se progressivamente mais curtos e grossos, até assumirem o aspecto de bastões compactos.

 

Constrições cromossômicas

Durante a condensação cromossômica, as regiões eucromáticas se enrolam mais frouxamente do que as heterocromáticas, que estão condensadas mesmo durante a interfase. No cromossomo condensado, as heterocromatinas, devido a esse alto grau de empacotamento, aparecem como regiões “estranguladas” do bastão cromossômico, chamadas constrições.

 

 

Centrômero e cromátides

Na célula que está em processo de divisão, cada cromossomo condensado aparece como um par de bastões unidos em um determinado ponto, o centrômero. Essas duas “metades” cromossômicas, denominadas cromátides-irmãs são idênticas e surgem da duplicação do filamento cromossômico original, que ocorre na interfase, pouco antes de a divisão celular se iniciar.

Durante o processo de divisão celular, as cromátides-irmãs se separam: cada cromátide migra para uma das células-filhas que se formam.

O centrômero fica localizado em uma região heterocromática, portanto em uma constrição que contém o centrômero é chamada constrição primária, e todas as outras que porventura existam são chamadas constrições secundárias.

 

 

As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. A relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite classificar os cromossomos em quatro tipos:

  • metacêntrico: possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho;
  • submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois braços de tamanhos desiguais;
  • acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço grande e outro muito pequeno;
  • telocêntricos: possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço.

 

Cromossomos e genes

 

O que são genes?

As moléculas de DNA dos cromossomos contêm “receitas” para a fabricação de todas as proteínas da célula. Cada “receita” é um gene.

Portanto, o gene é uma seqüência de nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma versão de RNA e conseqüentemente traduzida em uma proteína.

 

Conceito de genoma

Um cromossomo é comparável a um livro de receita de proteínas, e o núcleo de uma célula humana é comparável a uma biblioteca, constituída por 46 volumes, que contêm o receituário completo de todas as proteínas do indivíduo. O conjunto completo de genes de uma espécie, com as informações para a fabricação dos milhares de tipos de proteínas necessários à vida, é denominado genoma. Atualmente, graças a modernas técnicas de identificação dos genes, os cientistas mapearam o genoma humano através do Projeto Genoma Humano.

 

Projeto Genoma Humano

O Projeto Genoma Humano (PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano, e a identificação de todos os nucleotídeos que o compõem. Consistiu num esforço mundial para se decifrar o genoma. Após a iniciativa do National Institutes of Health (NIH) dos Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o mundo se uniram à tarefa de seqüenciar, um a um, os genes que codificam as proteínas do corpo humano e também aquelas seqüências de DNA que não são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento também participaram do empreendimento com o objetivo de formar mão-de-obra qualificada em genômica.

 

Para o seqüenciamento de um gene, é necessário que ele seja antes amplificado numa reação em cadeia da polimerase, e então clonado em bactérias. Após a obtenção de quantidade suficiente de DNA, executa-se uma nova reação em cadeia (PCR), desta vez utilizando didesoxirribonucleotídeos marcados com fluoróforos para a determinação da seqüência.

O projeto foi fundado em 1990, com um financiamento de 3 milhões de dólares do Departamento de Energia dos Estados Unidos e dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos, e tinha um prazo previsto de 15 anos.

Devido à grande cooperação da comunidade científica internacional, associada aos avanços no campo da bioinformática e das tecnologias de informação, um primeiro esboço do genoma foi anunciado em 26 de Junho de 2000, dois anos antes do previsto.

Em 14 de Abril de 2003, um comunicado de imprensa conjunto anunciou que o projeto foi concluído com sucesso, com o seqüenciamento de 99% do genoma humano, com uma precisão de 99,99%.

Os trabalhos do projeto foram dados como concluídos em 2003. Com a tecnologia da época, estimou-se que todos os genes (em torno de 25.000) haviam sido seqüenciados. Deve-se lembrar que nem todo o DNA humano foi seqüenciado. Estimativas atuais concluem que apenas cerca de 2% do material genético humano é composto de genes, enquanto que a maior parte parece não conter instruções para a formação de proteínas, e existe provavelmente por razões estruturais. Muito pouco dessa maior parte do material genético tem sua seqüência conhecida.

Por limitações tecnológicas, partes do DNA que possuem muitas repetições de bases nitrogenadas também ainda não foram totalmente seqüenciadas. Essas partes incluem, por exemplo, os centrômeros e os telômeros dos cromossomos.

De todos os genes que tiveram sua seqüência determinada, aproximadamente 50% codificam para proteínas de função conhecida.

Apesar dessas lacunas, a conclusão do genoma já está facilitando o desenvolvimento de fármacos muito mais potentes, assim como a compreensão de diversas doenças genéticas humanas.

Divisão celular

Do mesmo modo que uma fábrica pode ser multiplicada pela construção de várias filiais, também as células se dividem e produzem cópias de si mesmas.

Há dois tipos de divisão celular: mitose e meiose.

Na mitose, a divisão de uma “célula-mãe” duas “células-filhas” geneticamente idênticas e com o mesmo número cromossômico que existia na célula-mãe. Uma célula n produz duas células n, uma célula 2n produz duas células 2n etc. Trata-se de uma divisão equacional.

Já na meiose, a divisão de uma “célula-mãe” 2n gera “células-filhas” n, geneticamente diferentes. Neste caso, como uma célula 2n produz quatro células n, a divisão é chamada reducional.

 

A interfase – A fase que precede a mitose

É impossível imaginar a multiplicação de uma fabrica, de modo que todas as filiais fossem extremamente semelhantes a matriz, com cópias fieis de todos os componentes, inclusive dos diretores? Essa, porém, no caso da maioria das células, é um acontecimento rotineiro. A mitose corresponde a criação de uma cópia da fabrica e sua meta é a duplicação de todos os componentes.

A principal atividade da célula, antes de se dividir, refere-se a duplicação de seus arquivos de comando, ou seja, à reprodução de uma cópia fiel dos dirigentes que se encontram no núcleo.

A interfase é o período que precede qualquer divisão celular, sendo de intensa atividade metabólica. Nesse período, há a preparação para a divisão celular, que envolve a duplicação da cromatina, material responsável pelo controle da atividade da célula. Todas as informações existentes ao longo da molécula de DNA são passadas para a cópia, como se correspondessem a uma cópia fotográfica da molécula original. Em pouco tempo, cada célula formada da divisão receberá uma cópia exata de cada cromossomo da célula se dividiu.

As duas cópias de cada cromossomo permanecem juntas por certo tempo, unidas pelo centrômero comum, constituindo duas cromátides de um mesmo cromossomo. Na interfase, os centríolos também se duplicam.

 

A interfase e a Duplicação do DNA

Houve época em que se falava que a interfase era o período de “repouso” da célula. Hoje, sabemos, que na realidade a interfase é um período de intensa atividade metabólica no ciclo celular: é nela que se dá a duplicação do DNA, crescimento e síntese. Costuma-se dividir a interfase em três períodos distintos: G1, S e G2.

O intervalo de tempo em que ocorre a duplicação do DNA foi denominado de S (síntese) e o período que antecede é conhecido como G1 (G1 provém do inglês gap, que significa “intervalo”). O período que sucede o S é conhecido como G2.

 

 

O ciclo celular todo, incluindo a interfase (G1, S, G2) e a mitose (M) – prófase, metáfase, anáfase e telófase – pode ser representado em um gráfico no qual se coloca a a quantidade da DNA na ordenada (y) e o tempo na abscissa (x). Vamos supor que a célula que vai se dividir tenha, no período G1, uma quantidade 2C de DNA (C é uma unidade arbitrária). O gráfico da variação de DNA, então, seria semelhante ao da figura abaixo.

 

Nas células, existe uma espécie de “manual de verificação de erros” que é utilizado em algumas etapas do ciclo celular e que é relacionado aos pontos de checagem. Em cada ponto de checagem a célula avalia se é possível avançar ou se é necessário fazer algum ajuste, antes de atingir a fase seguinte. Muitas vezes, a escolha é simplesmente cancelar o processo ou até mesmo conduzir a célula à morte.

As fases da mitose

 

A mitose é um processo contínuo de divisão celular, mas, por motivos didáticos, para melhor compreendê-la, vamos dividi-la em fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Alguns autores costumam citar uma quinta fase – a prometáfase – intermediária entre a prófase e a metáfase. O final da mitose, com a separação do citoplasma, é chamado de citocinese.

 

Prófase – Fase de início (pro = antes)

  • Os cromossomos começam a ficar visíveis devido à espiralação.
  • O nucléolo começa a desaparecer.
  • Organiza-se em torno do núcleo um conjunto de fibras (nada mais são do que microtúbulos) originadas a partir dos centrossomos, constituindo o chamado fuso de divisão (ou fuso mitótico).

Embora os centríolos participem da divisão, não é deles que se originam as fibras do fuso. Na mitose em célula animal, as fibras que se situam ao redor de cada par de centríolos opostas ao fuso constituem o áster (do grego, aster = estrela).

  • O núcleo absorve água, aumenta de volume e a carioteca se desorganiza.
  • No final da prófase, curtas fibras do fuso, provenientes do centrossomos, unem-se aos centrômeros. Cada uma das cromátides-irmãs fica ligada a um dos pólos da célula.

Note que os centrossomos ainda estão alinhados na região equatorial da célula, o que faz alguns autores designarem essa fase de prometáfase.

 

 

A formação de um novo par de centríolos é iniciada na fase G1, continua na fase S e na fase G2 a duplicação é completada. No entanto, os dois pares de centríolos permanecem reunidos no mesmo centrossomo. Ao iniciar a prófase, o centrossomo parte-se em dois e cada par de centríolos começa a dirigir-se para pólos opostos da célula que irá entrar em divisão.

Metáfase – Fase do meio (meta = no meio)

  • Os cromossomos atingem o máximo em espiralação, encurtam e se localizam na região equatorial da célula.
  • No finalzinho da metáfase e início da anáfase ocorre a duplicação dos centrômeros.

 

 

Anáfase – Fase do deslocamento (ana indica movimento ao contrário)

  • As fibras do fuso começam a encurtar. Em conseqüência, cada lote de cromossomos-irmãos é puxado para os pólos opostos da célula.

Como cada cromátide passa a ser um novo cromossomo, pode-se considerar que a célula fica temporariamente tetraplóide.

 

Telófase – Fase do Fim (telos = fim)

  • Os cromossomos iniciam o processo de desespirilação.
  • Os nucléolos reaparecem nos novos núcleos celulares.
  • A carioteca se reorganiza em cada núcleo-filho.
  • Cada dupla de centríolos já se encontra no local definitivo nas futuras células-filhas.

 

Citocinese – Separando as células

A partição em duas copias é chamada de citocinese e ocorre, na célula animal, de fora para dentro, isto é, como se a célula fosse estrangulada e partida em duas (citocinese centrípeta). Há uma distribuição de organelas pelas duas células-irmãs. Perceba que a citocinese é, na verdade a divisão do citoplasma. Essa divisão pode ter início já na anáfase, dependendo da célula.

A Mitose na Célula Vegetal

Na mitose de células de vegetais superiores, basicamente duas diferenças podem ser destacadas, em comparação com que ocorre na mitose da célula animal:

  • A mitose ocorre sem centríolos. A partir de certos locais, correspondentes ao centrossomos, irradiam-se as fibras do fuso. Uma vez que não há centríolos, então não existe áster. Por esse motivo, diz-se que a mitose em células vegetais é anastral (do grego, an = negativo);
  • A citocinese é centrífuga, ocorre do centro para a periferia da célula. No início da telófase forma-se o fragmoplasmo, um conjunto de microtúbulos protéicos semelhantes aos do fuso de divisão. Os microtúbulos do fragmoplasto funcionam como andaimes que orientam a deposição de uma placa celular mediana semelhante a um disco, originada de vesículas fundidas do sistema golgiense. Progressivamente, a placa celular cresce em direção à periferia e, ao mesmo tempo, no interior da vesícula, ocorre a deposição de algumas substâncias, entre elas, pectina e hemicelulose, ambos polissacarídeos. De cada lado da placa celular, as membranas fundidas contribuem para a formação, nessa região, das membranas plasmáticas das duas novas células e que acabam se conectando com a membrana plasmática da célula-mãe. Em continuação à formação dessa lamela média, cada célula-filha, deposita uma parede celulósica primária, do lado de fora da membrana plasmática. A parede primária acaba se estendendo por todo o perímetro da célula. Simultaneamente a parede celulósica primária da célula-mãe é progressivamente desfeita, o que permite o crescimento de cada célula-filha, cada qual dotada, agora, de uma nova parede primária. Então, se pudéssemos olhar essa região mediana de uma das células, do citoplasma para fora, veríamos, inicialmente, a membrana plasmática, em seguida a parede celulósica primária e, depois, a lamela média. Eventualmente, uma parede secundária poderá ser depositada entre a membrana plasmática e a parede primária.

 

 

A mitose serve para…

A mitose é um tipo de divisão muito freqüente entre os organismos da Terra atual. Nos unicelulares, serve à reprodução assexuada e à multiplicação dos organismos. Nos pluricelulares, ela repara tecidos lesados, repões células que normalmente morrem e também está envolvida no crescimento.

No homem, a pele, a medula óssea e o revestimento intestinal são locais onde a mitose é freqüente. Nem todas as células do homem, porém, são capazes de realizar mitose. Neurônios e célula musculares são dois tipos celulares altamente especializados em que não ocorre esse tipo de divisão (ocorre apenas na fase embrionária). Nos vegetais, a mitose ocorre em locais onde existem tecidos responsáveis pelo crescimento, por exemplo, na ponta de raízes, na ponta de caules e nas gemas laterais. Serve também para produzir gametas, ao contrário do que ocorre nos animais, em que a meiose é o processo de divisão mais diretamente associado à produção das células gaméticas.

O Controle do Ciclo Celular e a Origem do Câncer

Como sabemos, a interfase é um período de intensa atividade metabólica e de maior duração do ciclo celular. Células nervosas e musculares, que não se dividem por mitose, mantêm-se permanentemente na interfase, estacionadas no período chamado G0.

Nas células que se dividem ativamente, a interfase é seguida da mitose, culminando na citocinese. Sabe-se que a passagem de uma fase para outra é controlada por fatores de regulação - de modo geral protéicos – que atuam nos chamados pontos de checagem do ciclo celular. Dentre essas proteínas, se destacam as ciclinas, que controlam a passagem da fase G1 para a fase S e da G2 para a mitose.

Se em algumas dessas fases houver alguma anomalia, por exemplo, algum dano no DNA, o ciclo é interrompido até que o defeito seja reparado e o ciclo celular possa continuar. Caso contrário, a célula é conduzida à apoptose (morte celular programada).

Outro ponto de checagem é o da mitose, promovendo a distribuição correta dos cromossomos pelas células-filhas. Perceba que o ciclo celular é perfeitamente regulado, está sob controle de diversos genes e o resultado é a produção e diferenciação das células componentes dos diferentes tecidos do organismo. Os pontos de checagem correspondem, assim, a mecanismos que impedem a formação de células anômalas.

 

 

A origem das células cancerosas está associada a anomalias na regulação do ciclo celular e à perda de controle da mitose. Alterações do funcionamento de genes controladores do ciclo celular, em decorrência de mutações, são relacionados ao surgimento de um câncer. Duas classes de genes, os proto-onco-genes e os genes supressores de tumor são os mais diretamente relacionados à regulação do ciclo celular. Os proto-oncogenes são responsáveis pela produção de proteínas que atuam na estimulação do ciclo celular, enquanto os genes supressores de tumor são responsáveis pela produção de proteínas que atuam inibindo o ciclo celular.

Dizendo de outro modo:

Os proto-oncogenes, quando ativos, estimulam a ocorrência de divisão celular e os genes supressores de tumor, quando ativos, inibem a ocorrência de divisão celular. O equilíbrio na atuação desses dois grupos de genes resulta no perfeito funcionamento do ciclo celular.

Mutações nos proto-oncogenes os transformam em oncogenes ( genes causadores de câncer). As que afetam os genes supressores de tumor perturbam o sistema inibidor e o ciclo celular fica desregulado, promovendo a ocorrência desordenada de divisões celulares e o surgimento de células cancerosas, que possuem as seguintes características:

  • são indiferenciadas, não contribuindo para a formação natural dos tecidos,
  • seus núcleos são volumosos e com um número anormal de cromossomos;
  • empilham-se sobre a outras em várias camadas, originando um aglomerado de células que forma um tumor. Se ficar restrito ao local de origem e for encapsulado, diz-se que o tumor é benigno, podendo ser removido;
  • nos tumores malignos, ocorre a metástase, ou seja, as células cancerosas abandonam o local de origem, espalham-se por via sangüínea ou linfática, e invadem outros órgãos. Esse processo é acompanhado por uma angiogênese, que é a formação de inúmeros vasos sanguíneos responsáveis pela nutrição das células cancerosas.

Outra ocorrência envolvendo alterações do ciclo celular é relativa aos telômeros, que são segmentos de moléculas de DNA com repetições de bases que atuam como “capas protetoras” da extremidade dos cromossomos.

Em células humanas normais, a cada ciclo celular os telômeros são progressivamente encurtados, as extremidades dos cromossomos ficam cada vez mais curtas, até atingir um limite mínimo de tamanho incompatível com a vida da célula, paralisando-se as divisões celulares e sinalizando o fim da vida da célula.

Em células cancerosas esse limite é transposto graças a atividade de uma enzima , a telomerase, que atua na reposição constante dos telômeros, mantendo-os sempre com o tamanho original, permitindo assim, que as células se dividam continuamente e se tornem praticamente “imortais”.

 

 

 

Meiose

 

Diferentemente da mitose, em que uma célula diplóide, por exemplo, se divide formando duas células também diplóides (divisão equacional), a meiose é um tipo de divisão celular em que uma célula diplóide produz quatro células haplóides, sendo por este motivo uma divisão reducional.

Um fato que reforça o caráter reducional da meiose é que, embora compreenda duas etapas sucessivas de divisão celular, os cromossomos só se duplicam uma vez, durante a interfase – período que antecede tanto a mitose como a meiose. No início da interfase, os filamentos de cromatina não estão duplicados. Posteriormente, ainda nesta fase, ocorre a duplicação, ficando cada cromossomo com duas cromátides.

 

As várias fases da meiose

A redução do número cromossômico da célula é importante fator para a conservação do lote cromossômico das espécies, pois como a meiose formam-se gametas com a metade do lote cromossômico. Quando da fecundação, ou seja, do encontro de dois gametas, o número de cromossomos da espécie se restabelece.

Podemos estudar a meiose em duas etapas, separadas por um curto intervalo, chamado intercinese. Em cada etapa, encontramos as fases estudadas na mitose, ou seja, prófase, metáfase, anáfase e telófase.

Vamos supor uma célula 2n = 2 e estudar os eventos principais da meiose nessa célula.

 

Meiose I (Primeira Divisão Meiótica)

 

Prófase I – É a etapa mais marcante da meiose. Nela ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos e pode acontecer um fenômeno conhecido como crossing-over (também chamado de permuta)

Como a prófase I é longa, há uma seqüência de eventos que, para efeito de estudo, pode ser dividida nas seguintes etapas:

  • Inicia-se a espiralação cromossômica. É a fase de leptóteno (leptós = fino), em que os filamentos cromossômicos são finos, pouco visíveis e já constituídos cada um por duas cromátides.

  • Começa a atração e o pareamento dos cromossomos homólogos; é um pareamento ponto por ponto conhecido como sinapse (o prefixo sin provém do grego e significa união). Essa é a fase de zigóteno (zygós = par).

  • A espiralação progrediu: agora, são bem visíveis as duas cromátides de cada homólogo pareado; como existem, então, quatro cromátides, o conjunto forma uma tétrade ou par bivalente. Essa é a fase de paquíteno (pakhús = espesso).

  • Ocorrem quebras casuais nas cromátides e uma troca de pedaços entre as cromátides homólogas, fenômeno conhecido como crossing-over (ou permuta). Em seguida, os homólogos se afastam e evidenciam-se entre eles algumas regiões que estão ainda em contato. Essas regiões são conhecidas como quiasmas (qui corresponde à letra “x” em grego). Os quiasmas representam as regiões em que houve as trocas de pedaços. Essa fase da prófase I é o diplóteno (diplós = duplo).

  • Os pares de cromátides fastam-se um pouco mais e os quiasmas parecem “escorregar” para as extremidades; a espiralação dos cromossomos aumenta. è a última fase da prófase I, conhecida por diacinese (dia = através; kinesis = movimento).

Enquanto acontecem esses eventos, os centríolos, que vieram duplicado da interfase, migram para os pólos opostos e organizam o fuso de divisão; os nucléolos desaparecem; a carioteca se desfaz após o término da prófase I, prenunciando a ocorrência da metáfase I.

 

Metáfase I – os cromossomos homólogos pareados se dispõem na região mediana da célula; cada cromossomo está preso a fibras de um só pólo.

Anáfase I – o encurtamento das fibras do fuso separa os cromossomos homólogos, que são conduzidos para pólos opostos da célula, não há separação das cromátides-irmãs. Quando os cromossomos atingem os pólos, ocorre sua desespiralação, embora não obrigatória, mesmo porque a segunda etapa da meiose vem a seguir. Às vezes, nem mesmo a carioteca se reconstitui.

Telófase I – no final desta fase, ocorre a citocinese, separando as duas células-filhas haplóides. Segue-se um curto intervalo a intercinese, que procede a prófase II.

 

 

Meiose II (segunda divisão meiótica)

Prófase II – cada uma das duas células-filhas tem apenas um lote de cromossomos duplicados. Nesta fase os centríolos duplicam novamente e as células em que houve formação da carioteca, esta começa a se desintegrar.

Metáfase II – como na mitose, os cromossomos prendem-se pelo centrômero às fibras do fuso, que partem de ambos os pólos.

Anáfase II – Ocorre duplicação dos centrômeros, só agora as cromátides-irmãs separam-se (lembrando a mitose).

Telófase II e citocinese – com o término da telófase II reorganizam-se os núcleos. A citocinese separa as quatro células-filhas haplóides, isto é, sem cromossomos homólogos e com a metade do número de cromossomos em relação à célula que iniciou a meiose.

 

 

 

Variabilidade: Entendendo o crossing-over

 

A principal conseqüência da meiose, sem dúvida, é o surgimento da diversidade entre os indivíduos que são produzidos na reprodução sexuada da espécie.

A relação existente entre meiose e variabilidade é baseada principalmente na ocorrência de crossing-over.

O crossing é um fenômeno que envolve cromátides homólogas. Consiste na quebra dessas cromátides em certos pontos, seguida de uma troca de pedaços correspondentes entre elas.

As trocas provocam o surgimento de novas seqüências de genes ao longo dos cromossomos. Assim, se em um cromossomo existem vários genes combinados segundo uma certa seqüência, após a ocorrência do crossing a combinação pode não ser mais a mesma. Então, quando se pensa no crossing, é comum analisar o que aconteceria, por exemplo, quanto à combinação entre os genes alelos A e a e B e b no par de homólogos ilustrados na figura.

Nessa combinação o gene A e B encontram-se em um mesmo cromossomo, enquanto a e b estão no cromossomo homólogo. Se a distância de A e B for considerável, é grande a chance de ocorrer uma permuta. E, se tal acontecer, uma nova combinação gênica poderá surgir.

As combinações Ab e aB são novas. São recombinações gênicas que contribuem para a geração de maior variabilidade nas células resultantes da meiose. Se pensarmos na existência de três genes ligados em um mesmo cromossomo (A, b e C, por exemplo), as possibilidades de ocorrência de crossings dependerão da distância em que os genes se encontram – caso estejam distantes, a variabilidade produzida será bem maior.

Outro processo que conduz ao surgimento de variabilidade na meiose é a segregação independente dos cromossomos. Imaginando-se que uma célula com dois pares de cromossomos homólogos (A e a, B e b), se divida por meiose, as quatro células resultantes ao final da divisão poderão ter a seguinte constituição cromossômica: (a e b), (a e B), (A e b) e (A e B).

A variabilidade genética existente entre os organismos das diferentes espécies é muito importante para a ocorrência da evolução biológica. Sobre essa variabilidade é que atua a seleção natural, favorecendo a sobrevivência de indivíduos dotados de características genéticas adaptadas ao meio. Quanto maior a variabilidade gerada na meiose, por meio de recombinação gênica permitida pelo crossing-over, maiores as chances para a ação seletiva do meio.

 

Na meiose a variação da quantidade de DNA pode ser representada como no gráfico ao lado, partindo-se, por exemplo, de uma célula que tenha uma quantidade 2C de DNA em G1

 

Gametogênese

Gametogênese é o processo pelo qual os gametas são produzidos nos organismos dotados de reprodução sexuada. Nos animais, a gametogênese acontece nas gônadas, órgãos que também produzem os hormônios sexuais, que determinam as características que diferenciam os machos das fêmeas.

O evento fundamental da gametogênese é a meiose, que reduz à metade a quantidade de cromossomos das células, originando células haplóides. Na fecundação, a fusão de dois gametas haplóides reconstitui o número diplóide característico de cada espécie.

Em alguns raros casos, não acontece meiose durante a formação dos gametas. Um exemplo bastante conhecido é o das abelhas: se um óvulo não for fecundado por nenhum espermatozóide, irá se desenvolver por mitoses consecutivas, originando um embrião em que todas as células são haplóides. Esse embrião haplóide formará um indivíduo do sexo masculino. O desenvolvimento de um gameta sem que haja fecundação chama-se partenogênese. Se o óvulo for fecundado, o embrião 2n irá originar uma fêmea.

Em linhas gerais, a gametogênese masculina (ou espermatogênese) e a gametogênese feminina (ovogênese ou ovulogênese) seguem as mesmas etapas.

 

A Espermatogênese

 

Processo que ocorre nos testículos, as gônadas masculinas. Secretam a testosterona, hormônio sexual responsável pelo aparecimento das características sexuais masculinas: aparecimento da barba e dos pêlos corporais em maior quantidade, massa muscular mais desenvolvida, timbre grave da voz, etc.

As células dos testículos estão organizadas ao redor dos túbulos seminíferos, nos quais os espermatozóides são produzidos. A testosterona é secretada pelas células intersticiais. Ao redor dos túbulos seminíferos, estão as células de Sertoli, responsáveis pela nutrição e pela sustentação das células da linhagem germinativa, ou seja, as que irão gerar os espermatozóides.

Nos mamíferos, geralmente os testículos ficam fora da cavidade abdominal, em uma bolsa de pele chamada bolsa escrotal. Dessa forma, a temperatura dos testículos permanece aproximadamente 1° C inferior à temperatura corporal, o que é ideal para a espermatogênese.

A espermatogênese divide-se em quatro fases:

Fase de proliferação ou de multiplicação: Tem início durante a vida intra-uterina, antes mesmo do nascimento do menino, e se prolonga praticamente por toda a vida. As células primordiais dos testículos, diplóides, aumentam em quantidade por mitoses consecutivas e formam as espermatogônias .

Fase de crescimento
: Um pequeno aumento no volume do citoplasma das espermatogônias as converte em espermatócitos de primeira ordem, também chamados espermatócitos primários ou espermatócitos I, também diplóides.

Fase de maturação
: Também é rápida, nos machos, e corresponde ao período de ocorrência da meiose. Depois da primeira divisão meiótica, cada espermatócito de primeira ordem origina dois espermatócitos de segunda ordem (espermatócitos secundários ou espermatócitos II). Como resultam da primeira divisão da meiose, já são haplóides, embora possuam cromossomos duplicados. Com a ocorrência da segunda divisão meiótica, os dois espermatócitos de segunda ordem originam quatro espermátides haplóides.
Espermiogênese: É o processo que converte as espermátides em espermatozóides, perdendo quase todo o citoplasma. As vesículas do complexo de Golgi fundem-se, formando o acrossomo, localizado na extremidade anterior dos espermatozóides. O acrossomo contém enzimas que perfuram as membranas do óvulo, na fecundação.

Os centríolos migram para a região imediatamente posterior ao núcleo da espermátide e participam da formação do flagelo, estrutura responsável pela movimentação dos espermatozóides. grande quantidade de mitocôndrias, responsáveis pela respiração celular e pela produção de ATP, concentram-se na região entre a cabeça e o flagelo, conhecida como peça intermediária.

A Ovogênese


Nos ovários, encontram-se agrupamentos celulares chamados folículos ovarianos de Graff, onde estão as células germinativas, que originam os gametas, e as células foliculares, responsáveis pela manutenção das células germinativas e pela produção dos hormônios sexuais femininos.

Nas mulheres, apenas um folículo ovariano entra em maturação a cada ciclo menstrual, período compreendido entre duas menstruações consecutivas e que dura, em média, 28 dias. Isso significa que, a cada ciclo, apenas um gameta torna-se maduro e é liberado no sistema reprodutor da mulher.

Os ovários alternam-se na maturação dos seus folículos, ou seja, a cada ciclo menstrual, a liberação de um óvulo, ou ovulação, acontece em um dos dois ovários.

 

 

A ovogênese é dividida em três etapas:

Fase de multiplicação ou de proliferação: É uma fase de mitoses consecutivas, quando as células germinativas aumentam em quantidade e originam ovogônias. Nos fetos femininos humanos, a fase proliferativa termina por volta do final do primeiro trimestre da gestação. Portanto, quando uma menina nasce, já possui em seus ovários cerca de 400 000 folículos de Graff. É uma quantidade limitada, ao contrário dos homens, que produzem espermatogônias durante quase toda a vida.
Fase de crescimento: Logo que são formadas, as ovogônias iniciam a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase I. Passam, então, por um notável crescimento, com aumento do citoplasma e grande acumulação de substâncias nutritivas. Esse depósito citoplasmático de nutrientes chama-se vitelo, e é responsável pela nutrição do embrião durante seu desenvolvimento.

Terminada a fase de crescimento, as ovogônias transformam-se em ovócitos primários (ovócitos de primeira ordem ou ovócitos I). Nas mulheres, essa fase perdura até a puberdade, quando a menina inicia a sua maturidade sexual.

Fase de maturação: Dos 400 000 ovócitos primários, apenas 350 ou 400 completarão sua transformação em gametas maduros, um a cada ciclo menstrual. A fase de maturação inicia-se quando a menina alcança a maturidade sexual, por volta de 11 a 15 anos de idade.

Quando o ovócito primário completa a primeira divisão da meiose, interrompida na prófase I, origina duas células. Uma delas não recebe citoplasma e desintegra-se a seguir, na maioria das vezes sem iniciar a segunda divisão da meiose. É o primeiro corpúsculo (ou glóbulo) polar.

A outra célula, grande e rica em vitelo, é o ovócito secundário (ovócito de segunda ordem ou ovócito II). Ao sofrer, a segunda divisão da meiose, origina o segundo corpúsculo polar, que também morre em pouco tempo, e o óvulo, gameta feminino, célula volumosa e cheia de vitelo.

Na gametogênese feminina, a divisão meiótica é desigual porque não reparte igualmente o citoplasma entre as células-filhas. Isso permite que o óvulo formado seja bastante rico em substâncias nutritivas.

Na maioria das fêmeas de mamíferos, a segunda divisão da meiose só acontece caso o gameta seja fecundado. Curiosamente, o verdadeiro gameta dessas fêmeas é o ovócito II, pois é ele que se funde com o espermatozóide.

Fecundação: A volta à Diploidia
Para que surja um novo indivíduo, os gametas fundem-se aos pares, um masculino e outro feminino, que possuem papéis diferentes na formação do descendente. Essa fusão é a fecundação ou fertilização.

Ambos trazem a mesma quantidade haplóide de cromossomos, mas apenas os gametas femininos possuem nutrientes, que alimentam o embrião durante o seu desenvolvimento. Por sua vez, apenas os gametas masculinos são móveis, responsáveis pelo encontro que pode acontecer no meio externo (fecundação externa) ou dentro do corpo da fêmea (fecundação interna). Excetuando-se muitos dos artrópodes, os répteis, as aves e os mamíferos, todos os outros animais possuem fecundação externa, que só acontece em meio aquático.

 

Quando a fecundação é externa, tanto os machos quanto as fêmeas produzem gametas em grande quantidade, para compensar a perda que esse ambiente ocasiona. Muitos gametas são levados pelas águas ou servem de alimentos para outros animais. Nos animais dotados de fecundação interna, as fêmeas produzem apenas um ou alguns gametas por vez, e eles encontram-se protegidos dentro do sistema reprodutor.

Além da membrana plasmática, o óvulo possui outro revestimento mais externo, a membrana vitelínica. Quando um espermatozóide faz contato com a membrana vitelínica, a membrana do acrossomo funde-se à membrana do espermatozóide (reação acrossômica), liberando as enzimas presentes no acrossomo.

As enzimas do acrossomo dissolvem a membrana vitelínica e abrem caminho para a penetração do espermatozóide. Com a fusão da membrana do espermatozóide com a membrana do óvulo, o núcleo do espermatozóide penetra no óvulo. Nesse instante, a membrana do óvulo sofre alterações químicas e elétricas, transformando-se na membrana de fertilização, que impede a penetração de outros espermatozóides.
No interior do óvulo, o núcleo do espermatozóide, agora chamado pró-núcleo masculino, funde-se com o núcleo do óvulo, o pró-núcleo feminino. Cada pró-núcleo traz um lote haplóide de cromossomos, e a fusão resulta em um lote diplóide, o zigoto. Nessa célula, metade dos cromossomos tem origem paterna e metade, origem materna.

Ácidos nucléicos: o controle celular

Os ácidos nucléicos são macromoléculas de natureza química, formadas por nucleotídeos, grupamento fosfórico (fosfato), glicídio (monossacarídeo / pentoses) e uma base nitrogenada, compondo o material genético contido nas células de todos os seres vivos.

Presentes no núcleo dos eucariotos e dispersos no hialoplasma dos procariotos, os ácidos nucléicos podem ser de dois tipos: ácido desoxirribonucléico (DNA) e ácido ribonucléico (RNA), ambos relacionados ao mecanismo de controle metabólico celular (funcionamento da célula) e transmissão hereditária das características.

 

Os Ácidos Nucléicos: DNA e RNA

O DNA se diferencia do RNA por possuir o açúcar desoxirribose e os nucleotídeos adenina, citosina, guanina e timina. No RNA, o açúcar é a ribose e os nucleotídeos são adenina, citosina, guanina e uracila (a uracila entra no lugar da timina).

 

DNA: Uma “Escada Retorcida”

A partir de experimentos feitos por vários pesquisadores e utilizando os resultados da complexa técnica de difração com raios X, Watson e Crick concluíram que, no DNA, as cadeias complementares são helicoidais, sugerindo a idéia de uma escada retorcida.

Nessa escada, os corrimãos são formados por fosfatos e desoxirribose, enquanto os degraus são constituídos pelos pares de bases nitrogenadas.


Os átomos de carbono das moléculas de ribose e desoxirribose são numerados conforme a figura abaixo. Observe que os carbonos do açúcar são numerados com uma linha (‘) a fim de distingui-los dos outros carbonos do nucleotídeo.

Em cada fita do DNA, o “corrimão” é formado por ligações entre moléculas de açúcar e radicais fosfato. Note que o radical fosfato se liga ao carbono 3’ de um açúcar e ao carbono 5’ do seguinte.

 

 

As duas cadeias de nucleotídeos do DNA são unidas uma à outra por ligações chamadas de pontes de hidrogênio, que se formam entre as bases nitrogenadas de cada fita.

O pareamento de bases ocorre de maneira precisa: uma base púrica se liga a uma pirimídica – adenina (A) de uma cadeia pareia com a timina (T) da outra e guanina (G) pareia com citosina (C).

 

O DNA controla toda a atividade celular. Ele possui a “receita” para o funcionamento de uma célula. Toda vez que uma célula se divide, a “receita” deve ser passada para as células-filhas. Todo o “arquivo” contendo as informações sobre o funcionamento celular precisa ser duplicado para que cada célula-filha receba o mesmo tipo de informação que existe na célula-mãe. Para que isso ocorra, é fundamental que o DNA sofra “auto-duplicação”.

 

A duplicação do DNA

O modelo estrutural do DNA proposto por Watson e Crick explica a duplicação dos genes: as duas cadeias do DNA se separam e cada uma delas orienta a fabricação de uma metade complementar.

O experimento dos pesquisadores Meselson e Stahl confirmou que a duplicação do DNA é semiconservativa, isto é, que metade da molécula original se conserva íntegra em cada uma das duas moléculas-filhas.

 

 

No processo de duplicação do DNA, as pontes de hidrogênio entre as bases se rompem e as duas cadeias começam a se separar. À medida que as bases vão sendo expostas, nucleotídeos que vagam pelo meio ao redor vão se unindo a elas, sempre respeitando a especificidade de emparelhamento: A com T, T com A, C com G e G com C. Uma vez ordenados sobre a cadeia que está que está servindo de modelo, os nucleotídeos se ligam em seqüência e formam uma cadeia complementar dobre cada uma das cadias da molécula original. Assim, uma molécula de DNA reproduz duas moléculas idênticas a ela.

A ação da enzima DNA polimerase

Diversos aspectos da duplicação do DNA já foram desvendados pelos cientistas. Hoje, sabe-se que há diversas enzimas envolvidas nesse processo. Certas enzimas desemparelham as duas cadeias de DNA, abrindo a molécula. Outras desenrolam a hélice dupla, e há, ainda, aquelas que unem os nucleotídeos entre si. A enzima que promove a ligação dos nucleotídeos é conhecida como DNA polimerase, pois sua função é construir um polímero (do grego poli, muitas, e meros, parte) de nucleotídeos.

DNA polimerase

A mensagem do DNA é passada para o RNA

O material genético representado pelo DNA contém uma mensagem em código que precisa ser decifrada e traduzida em proteínas, muitas das quais atuarão nas reações metabólicas da célula. A mensagem contida no DNA deve, inicialmente, ser passada para moléculas de RNA que, por sua vez, orientarão a síntese de proteínas. O controle da atividade celular pelo DNA, portanto, é indireto e ocorre por meio da fabricação de moléculas de RNA, em um processo conhecido como transcrição.

 

RNA: Uma Cadeia (Fita) Simples

As moléculas de RNA são constituídas por uma seqüência de ribonucleotídeos, formando uma cadeia (fita) simples.

 

Existem três tipos básicos de RNA, que diferem um do outro no peso molecular: o RNA ribossômico, representado por RNAr (ou rRNA), o RNA mensageiro, representado por RNAm (ou mRNA) e o RNA transportador, representado por RNAt (ou tRNA).

  • O RNA ribossômico é o de maior peso molecular e constituinte majoritário do ribossomo, organóide relacionado à síntese de proteínas na célula.
  • O RNA mensageiro é o de peso molecular intermediário e atua conjuntamente com os ribossomos na síntese protéica.
  • O RNA transportador é o mais leve dos três e encarregado de transportar os aminoácidos que serão utilizados na síntese de proteínas.

 

Transcrição da informação genética

A síntese de RNA (mensageiro, por exemplo) se inicia com a separação das duas fitas de DNA. Apenas uma das fitas do DNA serve de molde para a produção da molécula de RNAm. A outra fita não é transcrita. Essa é uma das diferenças entre a duplicação do DNA e a produção do RNA.

As outras diferenças são:

  • os nucleotídeos utilizados possuem o açúcar ribose no lugar da desoxirribose;
  • há a participação de nucleotídeos de uracila no lugar de nucleotídeos de timina. Assim, se na fita de DNA que está sendo transcrita aparecer adenina, encaminha-se para ela um nucleotídeo complementar contendo uracila;

Imaginando um segmento hipotético de um filamento de DNA com a seqüência de bases:

DNA- ATGCCGAAATTTGCG

O segmento de RNAm formado na transcrição terá a seqüência de bases:

RNA- UACGGCUUUAAACGC

 

Em uma célula eucariótica, o RNAm produzido destaca-se de seu molde e, após passar por um processamento, atravessa a carioteca e se dirige para o citoplasma, onde se dará a síntese protéica. Com o fim da transcrição, as duas fitas de DNA seu unem novamente, refazendo-se a dupla hélice.

 

O código genético

A mensagem genética contida no DNA é formada por um alfabeto de quatro letras que correspondem aos quatro nucleotídeos: A, T, C e G. Com essas quatros letras é preciso formar “palavras” que possuem o significado de “aminoácidos”. Cada proteína corresponde a uma “frase” formada pelas “palavras”, que são os aminoácidos. De que maneira apenas quatro letras do alfabeto do DNA poderiam ser combinadas para corresponder a cada uma das vinte “palavras” representadas pelos vinte aminoácidos diferentes que ocorrem nos seres vivos.

Uma proposta brilhante sugerida por vários pesquisadores, e depois confirmada por métodos experimentais, foi a de que cada três letras (uma trinca de bases) do DNA corresponderia uma “palavra”, isto é, um aminoácido. Nesse caso, haveria 64 combinações possíveis de três letras, o que seria mais do que suficiente para codificar os vinte tipos diferentes de aminoácidos (matematicamente, utilizando o método das combinações seriam, então, 4 letras combinadas 3 a 3, ou seja, 43 = 64 combinações possíveis).

O código genético do DNA se expressa por trincas de bases, que foram denominadas códons. Cada códon, formado por três letras, corresponde a um certo aminoácido.

A correspondência entre o trio de bases do DNA, o trio de bases do RNA e os aminoácidos por eles especificados constitui uma mensagem em código que passou a ser conhecida como “código genético”.

 

Mas, surge um problema. Como são vinte os diferentes aminoácidos, há mais códons do que tipos de aminoácidos! Deve-se concluir, então, que há aminoácidos que são especificados por mais de um códon, o que foi confirmado. A tabela abaixo, especifica os códons de RNAm que podem ser formados e os correspondentes aminoácidos que especificam.

 

 

 

Dizemos que o código genético é universal, pois em todos os organismos da Terra atual ele funciona da mesma maneira, quer seja em bactérias, em uma cenoura ou no homem.

O códon AUG, que codifica para o aminoácido metionina, também significa início de leitura, ou seja, é um códon que indica aos ribossomos que é por esse trio de bases qe deve ser iniciada a leitura do RNAm.

Note que três códons não especificam nenhum aminoácido. São os códons UAA, UAG e UGA, chamados de códons e parada durante a “leitura” (ou stop códons) do RNA pelos ribossomos, na síntese protéica.

Diz-se que o código genético é degenerado porque cada “palavra” (entenda-s

 

e aminoácido) pode ser especificada por mais de uma trinca.

Tradução: Síntese de Proteínas

Tradução é o nome utilizado para designar o processo de síntese de proteínas. Ocorre no citoplasma com a participação, entre outros, de RNA e de aminoácidos.

 

Quem participa da síntese de proteínas?

Cístron (gene) é o segmento de DNA que contém as informações para a síntese de um polipeptídeo ou proteína.

O RNA produzido que contém uma seqüência de bases nitrogenadas transcrita do DNA é um RNA mensageiro.

No citoplasma, ele será um dos componentes participantes da síntese de proteínas, juntamente com outros dois tipos de RNA, todos de fita simples e produzidos segundo o mesmo processo descrito para o RNA mensageiro:

RNA ribossômico, RNAr. Associando-se a proteínas, as fitas de RNAr formarão os ribossomos, orgânulos responsáveis pela leitura da mensagem contida no RNA mensageiro;

 

 

 

RNAs transportadores, RNAt. Assim chamados porque serão os responsáveis pelo transporte de aminoácidos até o local onde se dará a síntese de proteínas junto aos ribossomos. São moléculas de RNA de fita simples, de pequeno tamanho, contendo, cada uma, cerca de 75 a 85 nucleotídeos. Cada fita de RNAt torce-se sobre si mesma, adquirindo o aspecto visto na figura abaixo.

Duas regiões se destacam em cada transportador: uma é o local em que se ligará o aminoácido a ser transportado e a outra corresponde ao trio de bases complementares (chamado anticódon) do RNAt, que se encaixará no códon correspondente do RNAm.

 

Anticódon é o trio de bases do RNAt, complementar do códon do RNAm.

 

RNA – Tradução passo a passo

A tradução é um processo no qual haverá a leitura da mensagem contida na molécula de RNAm pelos ribosomo, decodificando a linguagem de ácido nucléico para a linguagem de proteína.

Cada RNAt em solução liga-se a um determinado aminoácido, formando-se uma molécula chamada aminoacil-RNAt, que conterá, na extremidade correspondente ao anticódon, um trio de códon do RNAm.

Para entendermos bem este processo, vamos admitir que ocorra a síntese de um peptídeo contendo apenas sete aminoácidos, o que se dará a partir da leitura de um RNAm contendo sete códons (21 bases hidrogenadas). A leitura (tradução) será efetuada por um ribossomo que se deslocará ao longo do RNAm.

 

Esquematicamente na síntese protéica teríamos:

  • Um RNAm, processado no núcleo, contendo sete códons (21 bases hidrogenadas) se dirige ao citoplasma.
  • No citoplasma, um ribossomo se liga ao RNAm na extremidade correspondente ao início da leitura. Dois RNAt, carregando os seus respectivos aminoácidos (metionina e alanina), prendem-se ao ribossomo. Cada RNAt liga-se ao seu trio de bases (anticódon) ao trio de bases correspondentes ao códon do RNAm. Uma ligação peptídica une a metionina à alanina.
  • O ribossomo se desloca ao longo do RNAm. O RNAt que carregava a metionina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido leucina, une o seu anticódon ao códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica é feita entre a leucina e a alanina.
  • O ribossomo novamente se desloca. O RNAt que carregava a alanina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido ácido glutâmico encaixa-se no ribossomo. Ocorre a união do anticódon desse RNAt com o códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica une o ácido glutâmico à leucina.
  • Novo deslocamento do ribossomo. O quinto RNAt, carregando a aminoácido glicina, se encaixa no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica da glicina com o ácido glutâmico.
  • Continua o deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm. O sexto RNAt, carregando o aminoácido serina, se encaixa no ribossomo. Uma liogação peptídica une a serina à glicina.
  • Fim do deslocamento do ribossomo. O último transportador , carregando o aminoácido triptofano, encaixa-se no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica do triptofano com a serina. O RNAt que carrega o triptofano se separa do ribossomo. O mesmo ocorre com o transportador que portava a serina.
  • O peptídeo contendo sete aminoácidos fica livre no citoplasma. Claro que outro ribossomo pode se ligar ao RNAm, reiniciando o processo de tradução, que resultará em um novo peptídio. Perceba, assim, que o RNAm contendo sete códons (21 bases nitrogenadas) conduziu a síntese de um peptídeo formado por sete aminoácidos.

Os polirribossomos

Em algumas células, certas proteínas são produzidas em grande quantidade. Por exemplo, a observação de glândulas secretoras de certos hormônios de natureza protéica (que são liberados para o sangue, indo atuar em outros órgãos do mesmo organismo) mostra, em certos locais, uma fileira de ribossomos efetuando a leitura do mesmo RNA mensageiro. Assim, grandes quantidades da mesma proteína são produzidas.

Ao conjunto de ribossomos, atuando ao longo se um RNAm, dá-se o nome de polirribossomos.

 

 

 

Possíveis destinos das proteínas

O RNAm, ao sair do nucleo pode seguir dois destinos:

  • Ser traduzido nos ribossomos do retículo endoplasmático rugoso – e esta proteína será exportada para fora da célula passando pelo Golgi e saindo por exocitose em forma de vesículas,
  • Ou será traduzido nos ribossomas livres no citoplasma – esta proteína então permanecerá dentro da célula, executando alguma importante função. Ex. Dentro do Golgi, ou livre no citoplasma.

 

Síntese de proteínas no núcleo celular?

No núcleo de todas as células eucarióticas, a produção de RNA se da a partir do molde de uma fita do DNA. Então, o RNA sofre algumas alterações e segue para o citoplasma onde se associa aos ribossomos para a formação das proteínas. Acreditava-se que a síntese de proteínas (tradução) ocorresse somente no citoplasma, mas em recente trabalho publicado na prestigiada revista Science foi demonstrado que os elementos necessários à tradução se associam no núcleo, onde proteínas seriam formadas. Além disso os pesquisadores constataram que as estruturas responsáveis pela tradução estão em atividade no núcleo celular.

Mutação Gênica

Todos os dias as suas células produzem proteínas que contêm aminoácidos em uma certa seqüência. Imagine, por exemplo, que em um certo dia uma célula da epiderme de sua pele produza uma proteína diferente. Suponha também que essa proteína seja uma enzima que atue em uma reação química que leva a produção de um pigmento amarelo em vez do pigmento normalmente encontrado na pele, a melanina. Essa célula se multiplica e de repente aparece uma mancha amarelada em sua pele. Provavelmente essa proteína poderá ter sofrido uma alteração em sua seqüência de aminoácidos, tendo havido a substituição de um aminoácido por outro, o que acarretou uma mudança em seu mecanismo de atuação e, como conseqüência levou à produção de um pigmento de cor diferente. Agora, como a seqüência de aminoácidos em uma proteína é determinada pela ação de um certo gene que conduz à síntese do pigmento.

Essa alteração na seqüência de bases na molécula de DNA constituinte do gene é que se chama de mutação gênica.

 

O albinismo é causada por uma mutação na enzima tirozinase que transforma o aminoácido tirozina em pigmento da pele, a melanina. Esta doença ocorre em animais e nas plantas e é hereditária.

 

A mutação e suas conseqüências

Se a alteração na seqüência de aminoácidos na proteína não afetar o funcionamento da molécula e não prejudicar o organismo, de modo geral ela passa despercebida, é indiferente.

Outras vezes, a alteração leva a um favorecimento. Imagine, por exemplo, que uma certa célula do seu intestino passe a produzir uma enzima chamada celulase, capaz de digerir a celulose dos vegetais que você come. provavelmente a mutação que levou a esse erro será vantajosa para você, que poderá eventualmente até alimentar-se de papel picado.

Muitas vezes, porém, a mutação pode ser prejudicial. Na anemia falciforme, a substituição do aminoácido ácido glutâmico pelo aminoácido valina, em uma das cadeias de hemoglobina, conduza a uma alteração na forma da proteína toda. Essa alteração muda o formato do glóbulo vermelho, que passa a ser incapaz de transportar oxigênio. Outra conseqüência, grave, é que hemácias com formato de foice grudam umas nas outras nos capilares sangüíneos, o que pode provocar obstruções no trajeto para os tecidos.

As mutações são hereditárias

Dependendo da célula em que a mutação ocorre, ela pode ser transmitida à descendência. Nas suposições que fizemos, relacionadas ao pigmento da pele e à enzima celulase, evidentemente que não ocorrerá a transmissão dos genes mutantes para os filhos.

Trata-se de mutações somáticas, ou seja, ocorreram em células não envolvidas na confecção de gametas.

Já a mutação que conduziu à anemia falciforme, deve ter ocorrido, no passado, em células da linhagem germinativa de algum antepassado. O gene anômalo, então sugerido, deve ter sido transportado por um gameta e daí se espalhou pela espécie humana.

 

As causas das mutações

De maneira geral, as mutações ocorrem como conseqüência de erro no processo de duplicação do DNA. Acontecem em uma baixíssima freqüência. Muitas delas, inclusive, são corrigidas por mecanismos especiais, como, por exemplo, a ação do gene p53 que evita a formação de tumores.

Há, no entanto, certos agentes do ambiente que podem aumentar a taxa de ocorrência de erros genéticos. Entre esses agentes mutagênicos podemos citar: substâncias existentes no fumo, os raios X, a luz ultravioleta, o gás mostarda, ácido nitroso e algumas corantes existentes nos alimentos. Não é à toa que, em muitos países, é crescente a preocupação com a diminuição da espessura da camada do gás ozônio (O3), que circunda a atmosfera terrestre. Esse gás atua como filtro de luz ultravioleta proveniente do Sol. Com a diminuição da sua espessura, aumenta a incidência desse tipo de radiação, o que pode afetar a pele das pessoas. Ocorrem lesões no material genético, que podem levar a certos tipos de câncer de pele.

Células

Membrana celular

(ou membrana plasmática ou membrana citoplasmática ou plasmalema)

 

Toda a célula, seja procarionte ou eucarionte, apresenta uma membrana que isola do meio exterior: a membrana plasmática. A membrana plasmática é tão fina (entre 6 a 9 nm) que os mais aperfeiçoados microscópios ópticos não conseguiram torná-la visível. Foi somente após o desenvolvimento da microscopia eletrônica que a membrana plasmática pode ser observada. Nas grandes ampliações obtidas pelo microscópio eletrônico, cortes transversais da membrana aparecem como uma linha mais clara entre duas mais escuras, delimitando o contorno de cada célula.

 

Constituição química da membrana plasmática

Estudos com membranas plasmáticas isoladas revelam que seus componentes mais abundantes são fosfolipídios, colesterol e proteínas. É por isso que se costumam dizer que as membranas plasmáticas têm constituição lipoprotéica.

 

 

A organização molecular da membrana plasmática

Uma vez identificados os fosfolipídios e as proteínas como os principais componentes moleculares da membrana, os cientistas passaram a investigar como estas substâncias estavam organizadas.

 

O modelo do mosaico fluído

A disposição das moléculas na membrana plasmática foi elucidada recentemente, sendo que os lipídios formam uma camada dupla e contínua, no meio da qual se encaixam moléculas de proteína. A dupla camada de fosfolipídios é fluida, de consistência oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico. Esse modelo foi sugerido por dois pesquisadores, Singer e Nicholson, e recebeu o nome de Modelo Mosaico Fluido.

Os fosfolipídios têm a função de manter a estrutura da membrana e as proteínas têm diversas funções. As membranas plasmáticas de um eucariócitos contêm quantidades particularmente grande de colesterol. As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira da bicamada lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteróides diminuem a mobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida.

 

Funções das proteínas na membrana plasmática

 

As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções: atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis que permitem a passagem de substâncias para dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana, encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a célula, favorecem a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como ponto de ancoragem para o citoesqueleto.

  • Proteínas de adesão: em células adjacentes, as proteínas da membrana podem aderir umas às outras.
  • Proteínas que facilitam o transporte de substâncias entre células.
  • Proteínas de reconhecimento: determinadas glicoproteínas atuam na membrana como um verdadeiro “selo marcador”, sendo identificadas especificamente por outras células.
  • Proteínas receptoras de membrana.
  • Proteínas de transporte: podem desempenhar papel na difusão facilitada, formando um canal por onde passam algumas substâncias, ou no transporte ativo, em que há gasto de energia fornecida pela substância ATP. O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula derivada de nucleotídeo que armazena a energia liberada nos processos bioenergéticos que ocorrem nas células (respiração aeróbia, por exemplo). Toda vez que é necessária energia para a realização de uma atividade celular (transporte ativo, por exemplo) ela é fornecida por moléculas de ATP.
  • Proteínas de ação enzimática: uma ou mais proteínas podem atuar isoladamente como enzima na membrana ou em conjunto, como se fossem parte de uma “linha de montagem” de uma determinada via metabólica.
  • Proteínas com função de ancoragem para o citoesqueleto.

Transporte pela Membrana Plasmática

 

A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define sua permeabilidade. Em uma solução, encontram-se o solvente (meio líquido dispersante) e o soluto (partícula dissolvida). Classificam-se as membranas, de acordo com a permeabilidade, em 4 tipos:

a) Permeável: permite a passagem do solvente e do soluto;

b) Impermeável: não permite a passagem do solvente nem do soluto;

c) Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas não do soluto;

d) Seletivamente permeável: permite a passagem do solvente e de alguns tipos                                                                              de soluto.

Nessa última classificação se enquadra a membrana plasmática.

A passagem aleatória de partículas sempre ocorre de um local de maior concentração para outro de concentração menor (a favor do gradiente de concentração). Isso se dá até que a distribuição das partículas seja uniforme. A partir do momento em que o equilíbrio for atingido, as trocas de substâncias entre dois meios tornam-se proporcionais.

A passagem de substâncias através das membranas celulares envolve vários mecanismos, entre os quais podemos citar:

Transporte passivo

Osmose

Difusão simples

Difusão facilitada

 

Transporte ativo

Bomba de sódio e potássio

 

Endocitose e exocitose

Fagocitose

Pinocitose

Transporte Passivo

Ocorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nas duas faces da membrana. Não envolve gasto de energia.

 

Osmose

A água se movimenta livremente através da membrana, sempre do local de menor concentração de soluto para o de maior concentração. A pressão com a qual a água é forçada a atravessar a membrana é conhecida por pressão osmótica.

 

A osmose não é influenciada pela natureza do soluto, mas pelo número de partículas. Quando duas soluções contêm a mesma quantidade de partículas por unidade de volume, mesmo que não sejam do mesmo tipo, exercem a mesma pressão osmótica e são isotônicas. Caso sejam separadas por uma membrana, haverá fluxo de água nos dois sentidos de modo proporcional.

Quando se comparam soluções de concentrações diferentes, a que possui mais soluto e, portanto, maior pressão osmótica é chamada hipertônica, e a de menor concentração de soluto e menor pressão osmótica é hipotônica. Separadas por uma membrana, há maior fluxo de água da solução hipotônica para a hipertônica, até que as duas soluções se tornem isotônicas.

A osmose pode provocar alterações de volume celular. Uma hemácia humana é isotônica em relação a uma solução de cloreto de sódio a 0,9% (“solução fisiológica”). Caso seja colocada em um meio com maior concentração, perde água e murcha. Se estiver em um meio mais diluído (hipotônico), absorve água por osmose e aumenta de volume, podendo romper (hemólise).

 

Se um paramécio é colocado em um meio hipotônico, absorve água por osmose. O excesso de água é eliminado pelo aumento de freqüência dos batimentos do vacúolo pulsátil (ou contrátil).

 

Protozoários marinhos não possuem vacúolo pulsátil, já que o meio externo é hipertônico.

A pressão osmótica de uma solução pode ser medida em um osmômetro. A solução avaliada é colocada em um tubo de vidro fechado com uma membrana semipermeável, introduzido em um recipiente contendo água destilada, como mostra a figura.

 

 

Por osmose, a água entra na solução fazendo subir o nível líquido no tubo de vidro. Como no recipiente há água destilada, a concentração de partículas na solução será sempre maior que fora do tubo de vidro. Todavia, quando o peso da coluna líquida dentro do tubo de vidro for igual à força osmótica, o fluxo de água cessa. Conclui-se, então, que a pressão osmótica da solução é igual à pressão hidrostática exercida pela coluna líquida.

 

Transporte Passivo

 

Difusão

Consiste na passagem das moléculas do soluto, do local de maior para o local de menor concentração, até estabelecer um equilíbrio. É um processo lento, exceto quando o gradiente de concentração for muito elevado ou as distâncias percorridas forem curtas. A passagem de substâncias, através da membrana, se dá em resposta ao gradiente de concentração.

 

 

Difusão Facilitada

Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional à concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula transportadora chamada permease na membrana. Quando todas as permeases estão sendo utilizadas, a velocidade não pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma permease, a presença de um dificulta a passagem do outro.

 

 

Osmose na célula vegetal

 

Como já foi dito anteriormente, se duas soluções se mantêm separadas por uma membrana semipermeável, ocorre fluxo de água da solução mais diluída para a mais concentrada. Essa difusão do solvente chama-se osmose.

Quando uma célula vegetal está em meio hipotônico, absorve água. Ao contrário da célula animal, ela não se rompe, pois é revestida pela parede celular ou membrana celulósica, que é totalmente permeável, mas tem elasticidade limitada, restringindo o aumento do volume da célula. Assim, a entrada de água na célula não depende apenas da diferença de pressão osmótica entre o meio extracelular e o meio intracelular (principalmente a pressão osmótica do suco vacuolar, líquido presente no interior do vacúolo da célula vegetal). Depende, também, da pressão contrária exercida pela parede celular. Essa pressão é conhecida por pressão de turgescência, ou resistência da membrana celulósica à entrada de água na célula.

 

As Relações Hídricas da Célula Vegetal

A osmose na célula vegetal depende da pressão osmótica (PO) exercida pela solução do vacúolo, que também é chamada de sucção interna do vacúolo (Si). Podemos chamar a pressão osmótica ou sucção interna do vacúolo de força de entrada de água na célula vegetal.

Conforme a água entra na célula vegetal, a membrana celulósica sofre deformação e começa exercer força contrária à entrada de água na célula vegetal.

Essa força de resistência à entrada de água na célula vegetal é denominada pressão de Turgor ou Turgescência (PT) ou resistência da membrana celulósica (M).

Essa turgescência à entrada de água na célula vegetal pode ser chamada de força de saída de água da célula vegetal.

A diferença entre as forças de entrada e saída de água da célula vegetal é denominada de diferença de pressão de difusão DPD ou sucção celular (Sc).

Assim, temos:

DPD = PO – PT

 

ou

Sc = Si – M

 

A Célula Vegetal em Meio Isotônico

Quando está em meio isotônico, a parede celular não oferece resistência à entrada de água, pois não está sendo distendida (PT = zero). Mas, como as concentrações de partículas dentro e fora da célula são iguais, a diferença de pressão de difusão é nula.

A célula está flácida. A força de entrada (PO) de água é igual à força de saída (PT) de água da célula.

Como DPD = PO – PT DPD = zero

 

A Célula Vegetal em Meio Hipotônico

Quando o meio é hipotônico, há diferença de pressão   osmótica  entre  os   meios   intra   e   extra- celular. À medida que a célula absorve água, distende a membrana celulósica, que passa a oferecer resistência à entrada de água. Ao mesmo tempo, a entrada de água na célula dilui o suco vacuolar, cuja pressão osmótica diminui. Em certo instante, a pressão de turgescência(PT) se iguala à pressão osmótica(PO), tornando a entrada e a saída de água proporcionais.

PO = PT, portanto

DPD = PO – PT DPD =zero

A célula está túrgida.

 

A Célula Vegetal em Meio Hipertônico

 

Quando a célula está em meio hipertônico, perde água e seu citoplasma se retrai, deslocando a membrana plasmática da parede celular. Como não há deformação da parede celular, ela não exerce pressão de turgescência (PT = zero). Nesse caso:

DPD = PO

Diz-se que a célula está plasmolisada. Se a célula plasmolisada for colocada em meio hipotônico, absorve água e retorna à situação inicial. O fenômeno inverso à plasmólise chama-se deplasmólise ou desplasmolise.

 

Quando a célula fica exposta ao ar, perde água por evaporação e se retrai. Nesse caso, o retraimento é acompanhado pela parede celular. Retraída, a membrana celulósica não oferece resistência à entrada de água. Pelo contrário, auxilia-a. A célula está dessecada ou murcha.

Como a parede celular está retraída, exerce uma pressão no sentido de voltar à situação inicial e acaba favorecendo a entrada de água na célula vegetal. Assim, temos uma situação contrária da célula túrgida e o valor de (PT) ou (M) é negativo.

A expressão das relações hídricas da célula vegetal ficará assim:

DPT = PO – (–PT)

DPT = PO + PT

O gráfico a seguir, conhecido por diagrama de Höfler, ilustra as variações de pressões expostas anteriormente.

 

 

Na situação A, a célula está túrgida (PO = PT e DPD = zero). Em B, PT = zero e DPD = PO, a célula está plasmolisada. Se a parede celular se retrai, a pressão de turgescência passa a auxiliar a entrada de água (DPD > PO), como indicado na situação C, de uma célula dessecada.

 

Transporte Ativo

 

Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração). Esse gradiente pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age como uma “porta giratória”. A molécula a ser transportada liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP.

 

 

Transporte acoplado

Muitas membranas pegam carona com outras substâncias ou íons, para entrar ou sair das células, utilizando o mesmo “veículo de transporte”. É o que ocorre por exemplo, com moléculas de açúcar que ingressam nas células contra o seu gradiente de concentração. Como vimos no item anterior, a bomba de sódio/potássio expulsa íons de sódio da célula, ao mesmo tempo que faz os íons potássio ingressarem, utilizando a mesma proteína transportadora (o mesmo canal iônico), com gasto de energia. Assim, a concentração de íons de sódio dentro da célula fica baixa, o que induz esses íons a retornarem para o interior celular.

Ao mesmo tempo, moléculas de açúcar, cuja concentração dentro da célula é alta, aproveitam o ingresso de sódio e o “acompanham” para o meio intracelular.

Esse transporte simultâneo, ocorre com a participação de uma proteína de membrana “cotransportadora” que, ao mesmo tempo em que favorece o retorno de íons de sódio para a célula, também deixa entrar moléculas de açúcar cuja concentração na célula é elevada.

Note que a energia utilizada nesse tipo de transporte é indiretamente proveniente da que é gerada no transporte ativo de íons de sódio/potássio.

 

Endocitose e exocitose

 

Enquanto que a difusão simples e facilitada e o transporte ativo são mecanismos de entrada ou saída para moléculas e ions de pequenas dimensões, as grandes moléculas ou até partículas constituídas por agregados moleculares são transportadas através de outros processos.

 

Endocitose

Este processo permite o transporte de substâncias do meio extra- para o intracelular, através de vesículas limitadas por membranas, a que se dá o nome de vesículas de endocitose ou endocíticas. Estas são formadas por invaginação da membrana plasmática, seguida de fusão e separação de um segmento da mesma.

Há três tipos de endocitose: pinocitose, fagocitose e endocitose mediada.

 

Pinocitose

Neste caso, as vesículas são de pequenas dimensões e a célula ingere moléculas solúveis que, de outro modo, teriam dificuldades em penetrar a membrana.

O mecanismo pinocítico envolve gasto de energia e é muito seletivo para certas substâncias, como os sais, aminoácidos e certas proteínas, todas elas solúveis em água.

 

Este processo, que ocorre em diversas células, tem uma considerável importância para a Medicina: o seu estudo mais aprofundado pode permitir o tratamento de grupos de células com substâncias que geralmente não penetram a membrana citoplasmática (diluindo-as numa solução que contenha um indutor de pinocitose como, por exemplo, a albumina, fazendo com que a substância siga a albumina até ao interior da célula e aí desempenhe a sua função).

 

Endocitose mediada

Se a invaginação da membrana for desencadeada pela ligação de uma determinada substância a um constituinte específico da membrana trata-se de um processo de endocitose mediada e chama-se a esse constituinte receptor.

Para entrar na célula deste modo é necessário que a membrana possua receptores específicos para a substância em questão.

Este mecanismo é utilizado por muitos vírus (como o HIV, por exemplo) e toxinas para penetrar na célula dado que ao longo do tempo foram desenvolvendo uma complementaridade com os receptores.

Este processo é também importante para a Medicina, pois foram introduzidos em medicamentos usados para destruir células tumorais fragmentos que se ligam aos receptores membranares específicos das células que se pretende destruir.

 

 

Fagocitose

Este processo é muito semelhante à pinocitose, sendo a única diferença o fato de o material envolvido pela membrana não estar diluído.

Enquanto que a pinocitose é um processo comum a quase todas as células eucarióticas, muitas das células pertencentes a organismos multicelulares não efetuam fagocitose, sendo esta efetuada por células específicas. Nos protistas a fagocitose é freqüentemente uma das formas de ingestão de alimentos.

Os glóbulos brancos utilizam este processo para envolver materiais estranhos como bactérias ou até células danificadas. Dentro da célula fagocítica, enzimas citoplasmáticas são secretadas para a vesícula e degradam o material até este ficar com uma forma inofensiva.

Exocitose

Enquanto que na endocitose as substâncias entram nas células, existe um processo inverso: a exocitose.

Depois de endocitado, o material sofre transformações sendo os produtos resultantes absorvidos através da membrana do organito e permanecendo o que resta na vesícula de onde será posteriormente exocitado.

A exocitose permite, assim, a excreção e secreção de substâncias e dá-se em três fases: migração, fusão e lançamento. Na primeira, as vesículas de exocitose deslocam-se através do citoplasma. Na segunda, dá-se a fusão da vesícula com a membrana celular. Por último, lança-se o conteúdo da vesícula no meio extracelular.

 

 

Citosol, Citoplasma ou hialoplasma

 

Os primeiros citologistas acreditavam que o interior da célula viva era preenchido por um fluído homogêneo e viscoso, no qual estava mergulhado o núcleo. Esse fluido recebeu o nome de citoplasma (do grego kytos, célula, e plasma, aquilo que dá forma, que modela).

Hoje se sabe que o espaço situado entre a membrana plasmática e o núcleo é bem diferente do que imaginaram aqueles citologistas pioneiros. Além da parte fluida, o citoplasma contém bolsas e canais membranosos e organelas ou orgânulos citoplasmáticos, que desempenham funções específicas no metabolismo da célula eucarionte.

 

 

O fluido citoplasmático é constituído principalmente por água, proteínas, sais minerais e açucares. No citosol ocorre a maioria das reações químicas vitais, entre elas a fabricação das moléculas que irão constituir as estruturas celulares. É também no citosol que muitas substâncias de reserva das células animais, como as gorduras e o glicogênio, ficam armazenadas.

 

 

Na periferia do citoplasma, o citosol é mais viscoso, tendo consistência de gelatina mole. Essa região é chamada de ectoplasma (do grego, ectos, fora). Na parte mais central da célula situa-se o endoplasma (do grego, endos, dentro), de consistência mais fluida.

 

Célula Vegetal

 

Ciclose

O citosol encontra-se em contínuo movimento, impulsionado pela contração rítmica de certos fios de proteínas presentes no citoplasma, em um processo semelhante ao que faz nossos músculos se movimentarem. Os fluxos de citosol constituem o que os biólogos denominam ciclose. Em algumas células, a ciclose é tão intensa que há verdadeiras correntes circulatórias internas. Sua velocidade aumenta com elevação da temperatura e diminui em temperaturas baixas, assim como na falta de oxigênio.

Movimento amebóide

Alguns tipos de células têm a capacidade de alterar rapidamente a consistência de seu citosol, gerando fluxos internos que permitem à célula mudar de forma e se movimentar. Esse tipo de movimento celular, presente em muitos protozoários e em alguns tipos de células de animais multicelulares, é chamado movimento amebóide.

 

 

 

Como são os organóides?

Alguns dos organóides (também chamados de orgânulos ou organelas) do citoplasma são membranosos, isto é, são revestidos por uma membrana lipoprotéica semelhante a membrana plasmática. Estamos nos referindo a retículo endoplasmático, mitocôndrias, sistema golgiense (ou complexo de golgi), lisossomos, peroxissomos, glioxissomos, cloroplastos e vacúolos. Os organóides não membranosos são os ribossomos e os centríolos.

O retículo endoplasmático

 

Tipos de retículo

O citoplasma das células eucariontes contém inúmeras bolsas e tubos cujas paredes têm uma organização semelhante à da membrana plasmática. Essas estruturas membranosas formam uma complexa rede de canais interligados, conhecida pelo nome de retículo endoplasmático. Pode-se distinguir dois tipos de retículo: rugoso (ou granular) e liso (ou agranular).

 

Retículo endoplasmático rugoso (RER) e liso (REL)

O retículo endoplasmático rugoso (RER), também chamado de ergastoplasma, é formado por sacos achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de grânulos – os ribossomos – aderidos à sua superfície externa (voltada para o citosol). Já o retículo endoplasmático liso (REL) é formado por estruturas membranosas tubulares, sem ribossomos aderidos, e, portanto, de superfície lisa.

 

Os dois tipos de retículo estão interligados e a transição entre eles é gradual. Se observarmos o retículo endoplasmático partindo do retículo rugoso em direção ao liso, vemos as bolsas se tornarem menores e a quantidade de ribossomos aderidos diminuir progressivamente, até deixar de existir.

 

Funções do retículo endoplasmático

O retículo endoplasmático atua como uma rede de distribuição de substâncias no interior da célula. No líquido existente dentro de suas bolsas e tubos, diversos tipos de substâncias se deslocam sem se misturar com o citosol.

Produção de lipídios

Uma importante função de retículo endoplasmático liso é a produção de lipídios. A lecitina e o colesterol, por exemplo, os principais componentes lipídicos de todas as membranas celulares são produzidos no REL. Outros tipos de lipídios produzidos no retículo liso são os hormônios esteróides, entre os quais estão a testosterona e os estrógeno, hormônios sexuais produzidos nas células das gônadas de animais vertebrados.

Desintoxicação

O retículo endoplasmático liso também participa dos processos de desintoxicação do organismo. Nas células do fígado, o REL, absorve substâncias tóxicas, modificando-as ou destruindo-as, de modo a não causarem danos ao organismo. É a atuação do retículo das células hepáticas que permite eliminar parte do álcool, medicamentos e outras substâncias potencialmente nocivas que ingerimos.

Armazenamento de substâncias

Dentro das bolsas do retículo liso também pode haver armazenamento de substâncias. Os vacúolos das células vegetais, por exemplo, são bolsas membranosas derivadas do retículo que crescem pelo acúmulo de soluções aquosas ali armazenadas.

Produção de proteínas

O retículo endoplasmático rugoso, graças à presença dos ribossomos, é responsável por boa parte da produção de proteínas da célula. As proteínas fabricadas nos ribossomos do RER penetram nas bolsas e se deslocam em direção ao aparelho de Golgi, passando pelos estreitos e tortuosos canais co retículo endoplasmático liso.

 

Os vacúolos

Os vacúolos das células vegetais são interpretados com regiões expandidas do retículo endoplasmático. Em células vegetais jovens observam-se algumas dessas regiões, formando pequenos vacúolos isolados um do outro. Mas, à medida que a célula atinge a fase adulta, esses pequenos vacúolos se fundem, formando-se um único, grande e central, com ramificações que lembram sua origem reticular. A expansão do vacúolo leva o restante do citoplasma a ficar comprimido e restrito à porção periférica da célula. Além disso, a função do vacúolo é regular as trocas de água que ocorrem na osmose.

Em protozoários de água doce existem vacúolos pulsáteis (também chamados contráteis), que exercem o papel de reguladores osmóticos. O ingresso constante de água, do meio para o interior da célula, coloca em risco a integridade celular. A remoção contínua dessa água mantém constante a concentração dos líquidos celulares e evita riscos de rompimento da célula. É um trabalho que consome energia.

 

 

Aparelho de Golgi

A denominação aparelho ou complexo de Golgi é uma homenagem ao citologista italiano Camilo Golgi, que, em 1898, descobriu essa estrutura citoplasmática. Ao verificar que certas regiões com citoplasma celular se coravam por sais de ósmio de prata, Golgi imaginou que ali deveria existir algum tipo de estrutura, posteriormente confirmada pela microscopia eletrônica.

Dictiossomos

O aparelho de Golgi está presente em praticamente todas as células eucariontes, e consiste de bolsas membranosas achatadas, empilhadas como pratos. Cada uma dessas pilhas recebe o nome de dictiossomo. Nas células animais, os dictiossomos geralmente se encontram reunidos em um único local, próximo ao núcleo. Nas células vegetais, geralmente há vários dictiossomos espalhados pelo citoplasma.

 

Funções do aparelho de Golgi

O aparelho de Golgi atua como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias na célula. Muitas das substâncias que passam pelo aparelho de Golgi serão eliminadas da célula, indo atuar em diferentes partes do organismo. É o que ocorre, por exemplo, com as enzimas digestivas produzidas e eliminadas pelas células de diversos órgãos (estômago, intestino, pâncreas etc.). Outras substâncias, tais como o muco que lubrifica as superfícies internas do nosso corpo, também são processadas e eliminadas pelo aparelho de Golgi. Assim, o principal papel dessa estrutura citoplasmática é a eliminação de substâncias que atuam fora da célula, processo genericamente denominado secreção celular.

Secreção de enzimas digestivas

As enzimas digestivas do pâncreas, por exemplo, são produzidas no RER e levadas até as bolsas do aparelho de Golgi, onde são empacotadas em pequenas bolsas, que se desprendem dos dictiossomos e se acumulam em um dos pólos da célula pancreática. Quando chega o sinal de que há alimento para ser digerido, as bolsas cheias de enzimas se deslocam até a membrana plasmática, fundem-se com ela e eliminam seu conteúdo para o meio exterior.

A produção de enzimas digestivas pelo pâncreas é apenas um entre muitos exemplos do papel do aparelho de Golgi nos processos de secreção celular. Praticamente todas as células do corpo sintetizam e secretam uma grande variedade de proteínas que atuam fora delas.

 

Formação do acrossomo do espermatozóide

O aparelho de Golgi desempenha um papel importante na formação dos espermatozóides. Estes contêm bolsas repletas de enzimas digestivas, que irão perfurar as membranas do óvulo e permitir a fecundação. A bolsa de enzimas do espermatozóide maduro, originada no aparelho de Golgi, é o acrossomo (do grego acros, alto, topo, e somatos, corpo), termo que significa “corpo localizado no topo do espermatozóide”.

 

Formação da lamela média em células vegetais

Nas células vegetais o complexo de Golgi participa ativamente da formação da lamela média, a primeira membrana que separa duas células recém-originadas na divisão celular. Os dictiossomos acumulam o polissacarídeo pectina, que é eliminado entre as células irmãs recém formadas, constituindo a primeira separação entre elas e, mais tarde, a lâmina que as mantém unidas.

 

 

Lisossomos

Estrutura e origem dos lisossomos

 

Os lisossomos (do grego lise, quebra, destruição) são bolsas membranosas que contêm enzimas capazes de digerir substâncias orgânicas. Com origem no aparelho de Golgi, os lisossomos estão presentes em praticamente todas as células eucariontes. As enzimas são produzidas no RER e migram para os dictiossomos, sendo identificadas e enviadas para uma região especial do aparelho de Golgi, onde são empacotadas e liberadas na forma de pequenas bolsas.

 

 

A digestão intracelular

Os lisossomos são organelas responsáveis pela digestão intracelular. As bolsas formadas na fagocitose e na pinocitose, que contêm partículas capturadas no meio externo, fundem-se aos lisossomos, dando origem a bolsas maiores, onde a digestão ocorrerá.

 

Vacúolos digestivos

As bolsas originadas pela fusão de lisossomos com fagossomos ou pinossomos são denominadas vacúolos digestivos; em seu interior, as substâncias originalmente presentes nos fagossomos ou pinossomos são digeridas pelas enzimas lisossômicas.

À medida que a digestão intracelular vai ocorrendo, as partículas capturadas pelas células são quebradas em pequenas moléculas que atravessam a membrana do vacúolo digestivo, passando para o citosol. Essas moléculas serão utilizadas na fabricação de novas substâncias e no fornecimento de energia à célula.

Eventuais restos do processo digestivo, constituídos por material que não foi digerido, permanecem dentro do vacúolo, que passa a ser chamado vacúolo residual.

Muitas célula eliminam o conteúdo do vacúolo residual para o meio exterior. Nesse processo, denominado clasmocitose, o vacúolo residual encosta na membrana plasmática e fundem-se com ela, lançando seu conteúdo para o meio externo.

 

Autofagia

Todas as células praticam autofagia (do grego autos, próprio, e phagein, comer), digerindo partes de si mesmas com o auxílio de seus lisossomos. Por incrível que pareça, a autofagia é uma atividade indispensável à sobrevivência da célula.

Em determinadas situações, a autofagia é uma atividade puramente alimentar. Quando um organismo é privado de alimento e as reservas do seu corpo se esgotam, as células, como estratégia de sobrevivência no momento de crise, passam a digerir partes de si mesmas.

No dia-a-dia da vida de uma célula, a autofagia permite destruir organelas celulares desgastadas e reaproveitar alguns de seus componentes moleculares.

O processo da autofagia se inicia com a aproximação dos lisossomos da estrutura a ser eliminada. Esta é cercada e envolvida pelos lisossomos, ficando contida em uma bolsa repleta de enzimas denominada vacúolo autofágico.

Através da autofagia, uma célula destrói e reconstrói seus constituintes centenas ou até milhares de vezes. Uma célula nervosa do cérebro, por exemplo, formada em nossa vida embrionária, tem todos os seus componentes (exceto os genes) com menos de um mês de idade. Uma célula de nosso fígado, a cada semana, digere e reconstrói a maioria de seus componentes.

Na silicose (“doença dos mineiros”), que ataca os pulmões ocorre a ruptura dos lisossomos de células fagocitárias (macrófagos), com conseqüente digestão dos componentes e morte celular.

Certas doenças degenerativas do organismo humano são creditadas a liberação de enzimas lisossômicas dentro da célula; isso aconteceria, por exemplo, em certos casos de artrite, doença das articulações ósseas.

 

Peroxissomos

 

Peroxissomos são bolsas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. Sua semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles até bem pouco tempo. Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de enzimas que possuem.

Os peroxissomos, além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da enzima catalase.

 

 

A catalase converte o peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como água oxigenada (H2O2), e água e gás oxigênio. A água oxigenada se forma normalmente durante a degradação de gorduras e de aminoácidos, mas, em grande quantidade, pode causar lesões à célula.

 

2 H2O2 + Enzima Catalase → 2 H2O + O2

 

Apesar das descobertas recentes envolvendo os peroxissomos, a função dessas organelas no metabolismo celular ainda é pouco conhecida. Entre outras funções, acredita-se que participem dos processos de desintoxicação da célula.

 

Glioxissomos

Em vegetais, as células das folhas e das sementes em germinação possuem peroxissomos especiais, conhecidos como glioxissomos. Nas células das folhas, essas estruturas atuam em algumas reações do processo de fotossíntese, relacionadas à fixação do gás carbônico. Nas sementes, essas organelas são importantes na transformação de ácidos graxos em substâncias de menor tamanho, que acabarão sendo convertidas em glicose e utilizadas pelo embrião em germinação.

 

Citoesqueleto

 

Quando se diz que o hialoplasma é um fluido viscoso, fica-se com a impressão de que a célula animal tem uma consistência amolecida e que se deforma a todo o momento. Não é assim.

Um verdadeiro “esqueleto” formado por vários tipos de fibras de proteínas cruza a célula em diversas direções, dando-lhe consistência e firmeza.

Essa “armação” é importante se lembrarmos que a célula animal é desprovida de uma membrana rígida, como acontece com a membrana celulósica dos vegetais.

Entre as fibras protéicas componentes desse “citoesqueleto” podem ser citados os microfilamentos de actina, os microtúbulos e os filamentos intermediários.

 

 

Os microfilamentos são os mais abundantes, constituídos da proteína contráctil actina e encontrados em todas as células eucarióticas. São extremamente finos e flexíveis, chegando a ter 3 a 6 nm (nanômetros) de diâmetro, cruzando a célula em diferentes direções , embora concentram-se em maior número na periferia, logo abaixo da membrana plasmática. Muitos movimentos executados por células animais e vegetais são possíveis graças aos microfilamentos de actina.

 

 

Os microtúbulos, por sua vez, são filamentos mais grossos, de cerca de 20 a 25 nm de diâmetro, que funcionam como verdadeiros andaimes de todas as células eucarióticas. São, como o nome diz, tubulares, rígidos e constituídos por moléculas de proteínas conhecidas como tubulinas, dispostas helicoidalmente, formando um cilindro. Um exemplo, desse tipo de filamento é o que organiza o chamado fuso de divisão celular. Nesse caso, inúmeros microtúbulos se originam e irradiam a partir de uma região da célula conhecida como centrossomo (ou centro celular) e desempenham papel extremamente importante na movimentação dos cromossomos durante a divisão de uma célula.

 

 

Outro papel atribuído aos microtúbulos é o de servir como verdadeiras “esteiras” rolantes que permitem o deslocamento de substâncias, de vesículas e de organóides como as mitocôndrias e cloroplastos pelo interior da célula. Isso é possível a partir da associação de proteínas motoras com os microtúbulos.

Essas proteínas motoras ligam-se de um lado, aos microtúbulos e, do outro, à substância ou organóide que será transportado, promovendo o seu deslocamento.

Por exemplo, ao longo do axônio (prolongamento) de um neurônio, as proteínas motoras conduzem, ao longo da “esteira” formada pelos microtúbulos, diversas substâncias para as terminações do axônio e que terão importante participação no funcionamento da célula nervosa.

 

Filamentos intermediários

 

Os filamentos intermediários são assim chamados por terem um diâmetro intermediário – cerca de 10 nm – em relação aos outros dois tipos de filamentos protéicos.

 

Nas células que revestem a camada mais externa da pele existe grande quantidade de um tipo de filamento intermediário chamado queratina. Um dos papeis desse filamento é impedir que as células desse tecido se separem ou rompam ao serem submetidas, por exemplo, a um estiramento.

Além de estarem espalhadas pelo interior das células, armando-as, moléculas de queratina promovem uma “amarração” entre elas em determinados pontos, o que garante a estabilidade do tecido no caso da ação de algum agente externo que tente separá-las. Esse papel é parecido ao das barras de ferro que são utilizadas na construção de uma coluna de concreto. Outras células possuem apreciável quantidade de outros filamentos intermediários. É o caso das componentes dos tecidos conjuntivos e dos neurofilamentos encontrados no interior das células nervosas.

 

 

Resumo

 

Os centríolos

 

Os centríolos são organelas NÃO envolvidas por membrana e que participam do progresso de divisão celular. Nas células de fungos complexos, plantas superiores (gimnospermas e angiospermas) e nematóides não existem centríolos. Eles estão presentes na maioria das células de animas, algas e vegetais inferiores como as briófitas (musgos) e pteridófitas (samambaias).

Estruturalmente, são constituídos por um total de nove trios de microtúbulos protéicos, que se organizam em cilindro.

São autoduplicáveis no período que precede a divisão celular, migrando, logo a seguir, para os pólos opostos da célula.

Uma das providências que a fábrica celular precisa tomar é a construção de novas fábricas, isto é, a sua multiplicação. Isso envolve uma elaboração prévia de uma serie de “andaimes” protéicos, o chamado fuso de divisão, formado por inúmeros filamentos de microtúbulos.

Embora esses microtúbulos não sejam originados dos centríolos e sim de uma região da célula conhecido como centrossomo, é comum a participação deles no processo de divisão de uma célula animal. Já em células de vegetais superiores, como não existem centríolos, sua multiplicação se processa sem eles.

 

 

Os Cílios e Flagelos

São estruturas móveis, encontradas externamente em células de diversos seres vivos. Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas. Nas células que revestem a traquéia humana, por exemplo, os batimentos ciliares empurram impurezas provenientes do ar inspirado, trabalho facilitado pela mistura com o muco que, produzido pelas células da traquéia, lubrifica e protege a traquéia. Em alguns protozoários, por exemplo, o paramécio, os cílios são utilizados para a locomoção.

Os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células, como a de alguns protozoários (por exemplo, o tripanosssomo causador da doença de Chagas) e a do espermatozóide.

 

Em alguns organismos pluricelulares, por exemplo, nas esponjas, o batimento flagelar cria correntes de água que percorrem canais e cavidades internas, trazendo, por exemplo, partículas de alimento.

Estruturalmente, cílios e flagelos são idênticos. Ambos são cilíndricos, exteriores as células e cobertos por membrana plasmática. Internamente, cada cílio ou flagelo é constituído por um conjunto de nove pares de microtúbulos periféricos de tubulina, circundando um par de microtúbulos centrais. É a chamada estrutura 9 + 2.

 

 

Tanto os cílios como flagelos são originados por uma região organizadora no interior da célula, conhecida como corpúsculo basal. Em cada corpúsculo basal há um conjunto de nove trios de microtúbulos (ao invés de duplas, como nos cílios e flagelos), dispostos em círculo. Nesse sentido, a estrutura do corpúsculo basal é semelhante à de um centríolo.

 

Mitocôndrias

Estrutura e função das mitocôndrias

 

As mitocôndrias estão imersas no citosol, entre as diversas bolsas e filamentos que preenchem o citoplasma das células eucariontes. Elas são verdadeiras “casas de força” das células, pois produzem energia para todas as atividades celulares.

As mitocôndrias foram descobertas em meados do século XIX, e, durante décadas, sua existência foi questionada por alguns citologistas. Somente em 1890 foi demonstrada, de modo incontestável, a presença de mitocôndrias no citoplasma celular. O termo “mitocôndria” (do grego, mitos, fio, e condros, cartilagem) surgiu em 1898, possivelmente como referência ao aspecto filamentoso e homogêneo (cartilaginoso) dessas organelas em alguns tipos de células, quando observadas ao microscópio óptico.

As mitocôndrias, cujo número varia de dezenas até centenas, dependendo do tipo de célula, estão presentes praticamente em todos os seres eucariontes, sejam animais, plantas, algas, fungos ou protozoários.

 

Estrutura interna das mitocôndrias

As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às demais membranas celulares. Enquanto a membrana externa é lisa, a membrana interna possui inúmeras pregas – as cristas mitocondriais – que se projetam para o interior da organela.

 

 

A cavidade interna das mitocôndrias é preenchida por um fluido denominado matriz mitocondrial, onde estão presentes diversas enzimas, além de DNA e RNA e pequenos ribossomos e substâncias necessárias à fabricação de determinadas proteínas.

A respiração celular

No interior das mitocôndrias ocorre a respiração celular, processo em que moléculas orgânicas de alimento reagem com gás oxigênio (O2), transformando-se em gás carbônico (CO2) e água (H2O) e liberando energia.

C6H12O6 + O2 -> 6 CO2 + 6 H2O + energia

 

A energia liberada na respiração celular é armazenada em uma substância chamada ATP (adenosina trifosfato), que se difunde para todas as regiões da célula, fornecendo energia para as mais diversas atividades celulares. O processo de respiração celular será melhor explicado na seção de Metabolismo energético.

 

A origem das mitocôndrias

 

Toda mitocôndria surge da reprodução de uma outra mitocôndria. Quando a célula vai se dividir, suas mitocôndrias se separam em dois grupos mais ou menos equivalentes, que se posicionam em cada um dos lados do citoplasma.

 

Ao final da divisão cada um dos grupos fica em uma célula-filha. Posteriormente, no decorrer do crescimento das células, as mitocôndrias se duplicam e crescem, restabelecendo o número original.

As mitocôndrias do espermatozóide penetram no óvulo durante a fecundação e degeneram-se logo em seguida, portanto, as mitocôndrias presentes na célula-ovo são originárias exclusivamente da mãe. As mitocôndrias ovulares, que se multiplicam sempre que a célula se reproduz, são as ancestrais de todas, as mitocôndrias presentes em nossas células.

Muitos cientistas estão convencidos de que as mitocôndrias são descendentes de seres procariontes primitivos que um dia se instalaram no citoplasma das primeiras células eucariontes. Existem evidências que apóiam essa hipótese, tais como o fato de as mitocôndrias apresentarem material genético mais parecido com a das bactérias do que com a das células eucariontes em que se encontram.

O mesmo ocorre com relação a maquinaria para a síntese de proteínas: os ribossomos mitocondriais são muito semelhantes aos das bactérias e bem diferentes dos ribossomos presentes no citoplasma das células eucariontes.

 

 

Plastos

Classificação e estrutura dos plastos

 

Plastos são orgânulos citoplasmáticos encontrados nas células de plantas e de algas. Sua forma e tamanho variam conforme o tipo de organismo. Em algumas algas, cada célula possui um ou poucos plastos, de grande tamanho e formas características. Já em outras algas e nas plantas em geral, os plastos são menores e estão presentes em grande número por célula.

Os plastos podem ser separados em duas categorias:

  • cromoplastos (do grego chromos, cor), que apresentam pigmentos em seu interior. O cromoplasto mais freqüente nas plantas é o cloroplasto, cujo principal componente é a clorofila, de cor verde. Há também plastos vermelhos, os eritroplastos (do grego eritros, vermelho), que se desenvolvem, por exemplo, em frutos maduros de tomate.
  • leucoplastos (do grego leukos, branco), que não contêm pigmentos.

 

Cloroplastos

Os cloroplastos são orgânulos citoplasmáticos discóides que se assemelham a uma lente biconvexa com cerca de 10 micrometros de diâmetro. Eles apresentam duas membranas envolventes e inúmeras membranas internas, que formam pequenas bolsas discoidais e achatadas, os tilacóides (do grego thylakos, bolsa).

Os tilacóides se organizam uns sobre os outros, formando estruturas cilíndricas que lembram pilhas de moedas. Cada pilha é um granum, que significa grão, em latim (no plural, grana).

 

 

O espaço interno do cloroplasto é preenchido por um fluido viscoso denominado estroma, que corresponde à matriz das mitocôndrias, e contém, como estas, DNA, enzimas e ribossomos.

As moléculas de clorofila ficam dispostas organizadamente nas membranas dos tilacóides, de modo a captarem a luz solar com a máxima eficiência.

 

Funções do cloroplasto

Se as mitocôndrias são as centrais energéticas das células, os cloroplastos são as centrais energéticas da própria vida. Eles produzem moléculas orgânicas, principalmente glicose, que servem de combustível para as mitocôndrias de todos os organismos que se alimentam, direta ou indiretamente, das plantas.

Os cloroplastos produzem substâncias orgânicas através do processo de fotossíntese. Nesse processo, a energia luminosa é transformada em energia química, que fica armazenada nas moléculas das substâncias orgânicas fabricadas. As matérias-primas empregadas na produção dessas substâncias são, simplesmente, gás carbônico e água.

Durante a fotossíntese, os cloroplastos também produzem e liberam gás oxigênio (O2), necessário à respiração tanto de animais quanto de plantas. Os cientistas acreditam que praticamente todo o gás oxigênio que existe hoje na atmosfera terrestre tenha se originado através da fotossíntese.

 

 

Como surgem os plastos

 

Os plastos surgem, basicamente, a partir de estruturas citoplasmáticas denominadas proplastos, pequenas bolsas esféricas, com cerca de 0,2 micrometros de diâmetro, delimitadas por duas membranas. No interior dos proplastos existem DNA, enzimas e ribossomos, mas não há tilacóides nem clorofila. Os proplastos são capazes de se dividir e são herdados de geração em geração celular, transmitindo-se de pais para filhos pelos gametas.

 

 

Origem dos cloroplastos

Nas células vegetais que ficam expostas à luz, como as das folhas, por exemplo, os proplastos crescem e se transformam em cloroplastos. A necessidade de luz para a sua formação explica porque não existem cloroplastos nas células das partes não iluminadas das plantas, como as das raízes ou as das partes internas dos caules. Se deixarmos uma semente germinar no escuro, as folhas da planta recém nascida serão amareladas, e em suas células não serão encontrados cloroplastos maduros, mas sim estioplasto.

 

Cloroplasto                                       e                              Estioplasto

 

Amiloplastos ou grãos de amido

Em certas situações, os cloroplastos ou os leucoplastos podem acumular grandes quantidades de amido, um polissacarídeo sintetizado a partir da glicose. O amido pode ocupar totalmente o interior da organela, que se transforma em uma estrutura conhecida como amiloplasto ou grão de amido. Os amiloplastos são grandes reservatórios de amido, que em momentos de necessidade (se faltar glicose) pode se reconvertida em glicose e utilizado.

Amiloplasto

A capacidade de multiplicação dos plastos e suas semelhanças bioquímicas com os seres procariontes atuais sugerem que essas organelas tiveram como ancestrais bactérias fotossintetizantes primitivas, que há centenas de milhões de anos estabeleceram uma relação de cooperação com células eucariontes. No decorrer do processo evolutivo, a dependência entre os dois tipos de organismos teria se tornado tão grande que as bactérias fotossintetizantes e a célula eucarionte hospedeira perderam a capacidade de viver isoladamente.

 

 

Nutrição e Reprodução

Lipídios: Serão eles vilões?

As duas substâncias mais conhecidas dessa categoria orgânica são as gorduras e os óleos. Se por um lado, esses dois tipos de lipídios preocupam muitas pessoas por estarem associadas a altos índices de colesterol no sangue, por outro, eles exercem importantes funções no metabolismo e são fundamentais para a sobrevivência da maioria dos seres vivos. Um dos papéis dos lipídeos é o de funcionar como eficiente reserva energética. Ao serem oxidados nas células, geram praticamente o dobro da quantidade de calorias liberadas na oxidação de igual quantidade de carboidratos. outro papel dos lipídios é o de atuar como eficiente isolante térmico, notadamente nos animais que vivem em regiões frias. Depósitos de gordura favorecem a flutuação em meio aquático; os lipídios são menos densos que a água.

 

 

Além desses dois tipos fundamentais de lipídios, existem outros que devem ser lembrados pelas funções que exercem nos seres vivos. São as ceras, os fosfolipídios, os esteróides, as prostaglandinas e os terpenos.

 

as ceras existem na superfície das folhas dos vegetais e nos esqueletos de muitos animais invertebrados (por exemplo, os insetos e os carrapatos) funcionam como material impermeabilizante. Não devemos esquecer dos depósitos de cera que se formam nas nossas orelhas externas como função protetora;
os fosfolipídios são importantes componentes das membranas biológicas (membrana plasmática e de muitas organelas celulares);
os esteróides são lipídeos que atuam como reguladores de atividades biológicos;
as prostaglandinas atuam como mensageiros químicos nos tecidos de vertebrados;
os terpenos estão presentes em alguns pigmentos de importância biológica, como a clorofila e os carotenóides.

Como são os lipídios?

Os lipídios são compostos orgânicos insolúveis em água. Dissolvem-se bem em solventes orgânicos como o éter e o álcool. A estrutura química molecular dos lipídios é muito variável. Vamos dar a você uma noção da composição química de óleos e gorduras e alguns dos principais componentes desse grupo.

 

 

Óleos e gorduras – pertencem à categoria dos ésteres e são formados por meio da reação de um álcool, chamado glicerol, com ácidos orgânicos de cadeia longa, conhecidos como ácidos graxos. A exemplo do que ocorre com os carboidratos, a reação do glicerol com os ácidos graxos é de condensação, havendo liberação de moléculas de água.

Como o glicerol é um triálcool (possui três terminações OH na molécula), três ácidos graxos a ele se ligam, formando-se o chamado triglicerídeos. Nos seres vivos, existem diversos tipos de triglicerídeos, uma vez que são muitos os tipos de ácidos graxos deles participantes.

 

 

Com relação aos ácidos graxos que participam de um triglicerídeos, lembre-se que são substâncias de cadeia longa. Em uma das extremidades de cada ácido graxo há uma porção ácida (a “cabeça”), seguida de uma longa “cauda” formada por uma seqüência de átomos de carbono ligados a átomos de hidrogênio.

Nos chamados ácidos graxos saturados, todas as ligações disponíveis dos átomos de carbono são ocupados por átomos de hidrogênio. Já nos ácidos graxos insaturados, nem todas as ligações do carbono são ocupadas por hidrogênios; em conseqüência, forma-se o que em química é conhecido como duplas ligação entre um átomo de carbono e o seguinte (motivo pelo qual o ácido graxo recebe a denominação de insaturado). Nos ácidos graxos poliinsaturados há mais de uma dupla ligação.

Fosfolipídios – as membranas biológicas são constituídas por fosfolipídios. Nos fosfolipídios há apenas duas moléculas de ácidos graxos – de natureza apolar – ligadas ao glicerol. O terceiro componente que se liga ao glicerol é um grupo fosfato (daí a denominação fosfolipídio) que, por sua vez, pode estar ligado a outras moléculas orgânicas. Assim, cada fosfolipídio contém uma porção hidrofóbica – representada pelos ácidos graxos – e uma porção hidrofílica – corresponde ao grupo fosfato e às moléculas a ele associadas. Um fato notável é que, ao serem colocadas em água, as moléculas de fosfolipídios podem assumir o formato de um esfera, conhecida como micela: as porções polares, hidrofílicas, distribuem-se na periferia , enquanto as caudas hidrofóbicas ficam no interior da micelas afastadas da água.

Nas células, os fosfolipídios das membranas biológicas (membrana plasmática e de muitas organelas) dispõem-se formando bicamadas. As porções hidrofílicas ficam em contato com a água dos meios interno e externo celular, enquanto as hidrofóbicas situam-se internamente na membrana, afastadas da água, o que faz lembrar um sanduíche de pão-de-forma.

Prostaglandinas – essas substâncias atuam como mensageiras químicas em muitos tecidos humanos. Seu nome deriva do fato de terem sido descobertas em componentes do sêmen humano produzidos na glândula próstata.

Terpenos – lipídios de cadeia longa, componentes de pigmentos biologicamente importantes como a clorofila (pigmento vegetal participante da fotossíntese). Uma importante categoria de terpenos é a dos carotenóides (pigmentos amarelados), dos quais o mais importante é o B-caroteno (encontrado em muitos alimentos de origem vegetal, como a cenoura, por exemplo), que é precursor da vitamina A (retinol).

Esteróides – alguns esteróides são hormônios (por exemplo, a testosterona, o hormônio sexual masculino) e outros são vitaminas (por exemplo, a vitamina D). O colesterol, que para os químicos é um álcool complexo, é outro exemplo de esteróide: é importante componente de membranas celulares, embora hoje seja temido como causador de obstrução (entupimento) em artérias do coração.

O colesterol não “anda” sozinho no sangue. Ele se liga a uma proteína e, dessa forma, é transportado. Há dois tipos principais de combinações: o HDL, que é o bom colesterol e o LDL que é o mau colesterol. Essas siglas derivam do inglês e significam lipoproteína de alta densidade (HDL – High Density Lipoprotein) e lipoproteína de baixa densidade (LDL – Low Density Lipoprotein).

O LDL transporta colesterol para diversos tecidos e também para as artérias, onde é depositado, formando placas que dificultam a circulação do sangue, daí a denominação mau colesterol. Já o HDL faz exatamente o contrário, isto é, transporta colesterol das artérias principalmente para o fígado, onde ele é inativado e excretado como sais biliares, justificando o termo bom colesterol.

O colesterol não existe em vegetais, o que não significa que devemos abusar dos óleos vegetais, porque afinal, a partir deles (ácidos graxos), nosso organismo produz colesterol.

 

Proteínas: A construção dos seres vivos

Você já deve ter ouvido falar de proteínas, certo? As proteínas são compostos orgânicos relacionados ao metabolismo de construção. Durante as fases de crescimento e desenvolvimento do indivíduo, há um aumento extraordinário do número de suas células passam a exercer funções especializadas, gerando tecidos e órgãos.

As proteínas possuem um papel fundamental no crescimento, já que muitas delas desempenham papel estrutural nas células, isto é, são componentes da membrana plasmática, das organelas dotadas de membrana, do citoesqueleto dos cromossomos etc. E para produzir mais células é preciso mais proteína. Sem elas não há crescimento normal. A diferenciação e a realização de diversas reações químicas componentes do metabolismo celular dependem da paralisação de diversas reações químicas componentes do metabolismo celular dependem da participação de enzimas , uma categoria de proteínas de defesa, chamadas anticorpos. Sem eles, nosso organismo fica extremamente vulnerável.

Certos hormônios, substâncias reguladoras das atividades do nosso organismo, também são protéicos. É o caso da insulina, que controla a taxa de glicose sangüínea.

As proteínas são macromoléculas formadas por uma sucessão de moléculas menores conhecidas como aminoácidos. A maioria dos seres vivos, incluindo o homem, utiliza somente cerca de vinte tipos diferentes de aminoácidos, para a construção de suas proteínas. Com eles, cada ser vivo é capaz de produzir centenas de proteínas diferentes e de tamanho variável.

Como é isso possível, a partir de um pequeno número de aminoácidos?

Imagine um brinquedo formado por peças de plástico, encaixáveis umas nas outras, sendo as cores em número de vinte, diferentes entre si. Havendo muitas peças de cada cor, como você procederia para montar várias seqüências de peças de maneira que cada seqüência fosse diferente da anterior? Provavelmente , você repetiria as cores, alternaria muitas delas, enfim, certamente inúmeras seriam as seqüências e todas diferentes entre si. O mesmo raciocínio é valido para a formação das diferentes proteínas de um ser vivo, a partir de um conjunto de vinte aminoácidos.

Cada aminoácido é diferente de outro. No entanto, todos possuem alguns componentes comuns. Todo aminoácido possui um átomo de carbono, ao qual estão ligados uma carboxila, uma amina e um hidrogênio. A quarta ligação é a porção variável, representada por R, e pode ser ocupada por um hidrogênio, ou por um metil ou por outro radical.

Confira os aminoácidos mais conhecidos!

 

Ligação peptídica: unindo aminoácidos

 

Do mesmo modo que em um trem cada vagão está engatado ao seguinte, em uma proteína cada aminoácido está ligado a outro por uma ligação peptídica. Por meio dessa ligação, o grupo amina de um aminoácido une-se ao grupo carboxila do outro, havendo a liberação de uma molécula de água. Os dois aminoácidos unidos formam um dipeptídio.

A ligação de um terceiro aminoácido ao dipeptídeo origina um tripeptídeo que então, contém duas ligações peptídicas. Se um quarto aminoácido se ligar aos três anteriores, teremos um tetrapeptídeo, com três ligações peptídicas. Com o aumento do número de aminoácidos na cadeia, forma-se um polipetídio, denominação utilizada até o número de 70 aminoácidos. A partir desse número considera-se que o composto formado é uma proteína.

 

Aminoácidos essenciais e naturais

Todos os seres vivos produzem proteínas. No entanto, nem todos produzem os vinte tipos de aminoácidos necessários para a construção das proteínas. O homem, por exemplo, é capaz de sintetizar no fígado apenas onze dos vinte tipos de aminoácidos. Esses onze aminoácidos são considerados naturais para a nossa espécie. São eles:alanina, asparagina,cisteína, glicina, glutamina, histidina, prolina, tiroxina, ácido aspártico, ácido glutâmico.

Os outros nove tipos, os que não sintetizamos, são os essenciais e devem ser obtidos de quem os produz (plantas ou animais). São eles: arginina, fenilalanina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, serina, treonina, triptofano e valina.

É preciso lembrar que um determinado aminoácido pode ser essencial para uma espécie e ser natural para outra.

 

Uma visão espacial da proteína

Uma molécula de proteína tem, a grosso modo, formato de um colar de contas. O fio fundamental da proteína, formado como uma seqüência de aminoácidos (cuja seqüência é determinada geneticamente), constitui a chamada estrutura primária da proteína.

 

Ocorre, porém, que o papel biológico da maioria das proteínas depende de uma forma espacial muito mais elaborada. Assim, o fio fundamental é capaz de se enrolar sobre si mesmo, resultando um filamento espiralado que conduz à estrutura secundária, mantida estável por ligações que surgem entre os aminoácidos.

Novos dobramentos da espiral conduzem a uma nova forma, globosa, mantida estável graças a novas ligações que ocorrem entre os aminoácidos. Essa forma globosa representa a estrutura terciária.

Em certas proteínas , cadeias polipeptídicas em estruturas terciárias globosa unem-se, originando uma forma espacial muito complexa, determinante do papel bioquímico da proteína. Essa nova forma constitui a estrutura quaternária dessas proteínas.

A figura abaixo mostra as quatro estruturas da hemoglobina juntas. Q hemoglobina esta presente dentro os glóbulos vermelhos do sangue e seu papel biológico é ligar-se a moléculas de oxigênio, transportando-as a nossos tecidos.

 

 

O fio do telefone pode ilustrar bem a idéia das estruturas protéicas:

Forma e função: um binômio inseparável

Logo mais você compreenderá de que modo a estrutura espacial de uma proteína está relacionado à função biológica que ela exerce. Por enquanto, lembre-se que, a manutenção das estruturas secundárias e terciárias deve-se a ligações que ocorrem entre os aminoácidos no interior da molécula protéica, determinando os diferentes aspectos espaciais observados.

O aquecimento de uma proteína a determinadas temperaturas promove a ruptura das ligações internas entre os aminoácidos, responsáveis pela manutenção das estruturas secundária e terciária. Os aminoácidos não se separam, são se rompem as ligações peptídicas, porém a proteína fica “desmantelada”, perde a sua estrutura original. Dizemos que ocorreu uma desnaturação protéica, com perda da sua forma origina. Dessa maneira a função biológica da proteína é prejudicada.

Nem sempre, porém, é a temperatura ou a alteração da acidez do meio que provoca a mudança da forma da proteína. Muitas vezes, a substituição de um simples aminoácido pode provocar alteração da forma da proteína.

 

Um exemplo importante é a substituição, na molécula de hemoglobina, do aminoácido ácido glutâmico pelo aminoácido valina. Essa simples troca provoca uma profunda alteração na forma da molécula inteira de hemoglobina, interferindo diretamente na sua capacidade de transportar oxigênio.

Hemácias contendo a hemoglobina alterada adquirem o formato de foice, quando submetidas a certas condições, o que deu nome a essa anomalia: anemia falciforme.

 

 

Enzimas

 

A vida depende da realização de inúmeras reações químicas que ocorrem no interior das células e também fora delas (em cavidades de órgãos, por exemplo). Por outro lado, todas essas reações dependem, para a sua realização , da existência de uma determinada enzima. As enzimas são substâncias do grupo das proteínas e atuam como catalisadores de reações químicas.

Catalisador é uma substância que acelera a velocidade de ocorrência de uma certa reação química.

Muitas enzimas possuem, além da porção protéica propriamente dita, constituída por uma seqüência de aminoácidos, uma porção não-protéica.

A parte protéica é a apoenzima e a não protéica é o co-fator. Quando o co-fator é uma molécula orgânica, é chamado de coenzima. O mecanismo de atuação da enzima se inicia quando ela se liga ao reagente, mais propriamente conhecido como substrato. É formado um complexo enzima-substrato, instável, que logo se desfaz, liberando os produtos da reação a enzima, que permanece intacta embora tenha participado da reação.

 

Mas para que ocorra uma reação química entre duas substâncias orgânicas que estão na mesma solução é preciso fornecer uma certa quantidade de energia, geralmente, na forma de calor, que favoreça o encontro e a colisão entre elas. A energia também é necessária para romper ligações químicas existentes entre os átomos de cada substância, favorecendo, assim a ocorrência de outras ligações químicas e a síntese de uma nova substância a partir das duas iniciais.

Essa energia de partida, que dá um “empurrão” para que uma reação química aconteça, é chamada de energia de ativação e possui um determinado valor.

 

A enzima provoca uma diminuição da energia de ativação necessária para que uma reação química aconteça e isso facilita a ocorrência da reação.

 

O mecanismo “chave-fechadura”

Na catálise de uma reação química, as enzimas interagem com os substratos, formando com eles, temporariamente, o chamado complexo enzima-substrato. Na formação das estruturas secundária e terciária de uma enzima (não esqueça que as enzimas são proteínas), acabam surgindo certos locais na molécula que servirão de encaixe para o alojamento de um ou mais substratos, do mesmo modo que uma chave se aloja na fechadura.

Esses locais de encaixe são chamados de sítio ativos e ficam na superfície da enzima. Ao se encaixarem nos sítios ativos, os substratos ficam próximos um do outro e podem reagir mais facilmente.

 

Assim que ocorre a reação química com os substratos, desfaz-se o complexo enzima-substrato. Liberam-se os produtos e a enzima volta a atrair novos substratos para a formação de outros complexos.

Lembre-se!! Uma enzima não é consumida durante a reação química que ela catalisa.

 

Fatores que afetam a atividade das enzimas

Temperatura

A temperatura é um fator importante na atividade das enzimas. Dentro de certos limites, a velocidade de uma reação enzimática aumenta com o aumento da temperatura. Entretanto, a partir de uma determinada temperatura, a velocidade da reação diminui bruscamente.

O aumento de temperatura provoca maior agitação das moléculas e, portanto, maiores possibilidades de elas se chocarem para reagir. Porém, se for ultrapassada certa temperatura, a agitação das moléculas se torna tão intensa que as ligações que estabilizam a estrutura espacial da enzima se rompem e ela se desnatura.

Para cada tipo de enzima existe uma temperatura ótima, na qual a velocidade da reação é máxima, permitindo o maior número possível de colisões moleculares sem desnaturar a enzima. A maioria das enzimas humanas, têm sua temperatura ótima entre 35 e 40ºC, a faixa de temperatura normal do nosso corpo. Já bactéria que vivem em fontes de água quente têm enzimas cuja temperatura ótima fica ao redor de 70ºC.

 

Grau de acidez (pH)

Outro fator que afeta a forma das proteínas é o grau de acidez do meio, também conhecido como pH (potencial hidrogeniônico). A escala de pH vai de 0 a 14 e mede a concentração relativa de íons hidrogênio (H+) em um determinado meio. O valor 7 apresenta um meio neutro, nem ácido nem básico. Valores próximos de 0 são os mais ácidos e os próximos de 14 são os mais básicos (alcalinos).

Cada enzima tem um pH ótimo de atuação, no qual a sua atividade é máxima. O pH ótimo para a maioria das enzimas fica entre 6 e 8, mas há exceções. A pepsina, por exemplo, uma enzima digestiva estomacal, atua eficientemente no pH fortemente ácido de nosso estômago (em torno de 2), onde a maioria das enzimas seria desnaturada. A tripsina, por sua vez, é uma enzima digestiva que atua no ambiente alcalino do intestino, tendo um pH ótimo situado em torno de 8.

As proteínas e nossa alimentação

O desenvolvimento saudável de uma criança depende do fornecimento de proteína de qualidade. Por proteínas de qualidade entende-se as que possuem todos os aminoácidos essenciais para a nossa espécie. A maturação cerebral depende do fornecimento correto, na idade certa, das proteínas de alto valor nutritivo. Pobreza de proteínas na infância acarreta sérios problemas de conduta e raciocínio na fase adulta.

A doença conhecida como Kwashiorkor, em que a criança apresenta a abdômen e membros inchados, alteração na cor dos cabelos e precário desenvolvimento intelectual, é uma manifestação de deficiência protéica na infância e mesmo em adultos.

As autoridades mundiais estão cada vez mais preocupadas com a correta alimentação dos povos que, normalmente, não possuem acesso fácil aos alimentos protéicos.

Em muitas regiões do mundo, as pessoas recorrem aos alimentos ricos em carboidratos (excelentes substâncias fornecedoras de energia), porém pobre em aminoácidos.

Elas engordam, mas apresentam deficiência em proteínas. O ideal é incentivar o consumo de mais proteínas e obter, assim, um desenvolvimento mais saudável do organismo.

As proteínas mais “saudáveis”, de melhor qualidade, são as de origem animal. As de maior teor em aminoácidos essenciais são encontradas nas carnes de peixe, de vaca, de aves e no leite.

Um aspecto importante a ser considerado no consumo de cereais, é que eles precisam ser utilizados sem ser beneficiados. No arroz, sem casca e polido, o que sobra é apenas o amido, e o mesmo ocorre com os grãos de trigo no preparo da farinha. Deve-se consumir esses alimentos na forma integral, já que as proteínas são encontradas nas películas que recobrem os grãos. Mais recentemente tem se incentivado o consumo de arroz parbolizado (do inglês, parboil = ferventar), isto é, submetido a um processo em que as proteínas da película interna à casca aderem ao grão. Outra grande fonte de proteínas é a soja e todos os seus derivados.

 

Ácidos nucléicos

Os ácidos nucléicos são moléculas gigantes (macromoléculas), formadas por unidades monoméricas menores conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por três partes:

  • um açúcar do grupo das pentoses (monossacarídeos com cinco átomos de carbono);
  • um radical “fosfato”, derivado da molécula do ácido ortofosfórico (H3PO4).
  • uma base orgânica nitrogenada.

 

 

 

Sabia-se de sua presença nas células, mas a descoberta de sua função como substâncias controladoras da atividade celular foi um dos passos mais importantes da história da Biologia

. A partir do século XIX, com os trabalhos do médico suíço Miescher, iniciaram-se as suspeitas de que os ácidos nucléicos eram os responsáveis diretos por tudo o que acontecia em uma célula. Em 1953, o bioquímico norte-americano James D. Watson e o biologista molecular Francis Crick propuseram um modelo que procurava esclarecer a estrutura e os princípios de funcionamento dessas substâncias.

O volume de conhecimento acumulados a partir de então caracteriza o mais extraordinário conhecimento biológico que culminou, nos dias de hoje, com a criação da Engenharia Genética, área da Biologia que lida diretamente com os ácidos nucléicos e o seu papel biológico.

 

De seus três componentes (açúcar, radical fosfato e base orgânica nitrogenada) apenas o radical fosfato não varia no nucleotídeo. Os açucares e as bases nitrogenadas são variáveis.

Quanto aos açucares, dois tipos de pentoses podem fazer parte de um nucleotídeo: ribose e desoxirribose (assim chamada por ter um átomo de oxigênio a menos em relação à ribose.

Já as bases nitrogenadas pertencem a dois grupos:

  • as púricas: adenina (A) e guanina (G);
  • as pirimídicas: timina (T), citosina (C) e uracila (U).

 

 

DNA e RNA: Qual é a diferença?

 

É da associação dos diferentes nucleotídeos que se formam as macromoléculas dos dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido ribonucléico (RNA) e o ácido desoxirribonucléico (DNA). Eles foram assim chamados em função dos açúcar presente em suas moléculas: O RNA contém o açúcar ribose e o DNA contém o açúcar desoxirribose.

Outra diferença importante entre as moléculas de DNA e a de RNA diz respeito às bases nitrogenadas: no DNA, as bases são citosina, guanina, adenina e timina; no RNA, no lugar da timina, encontra-se a uracila. A importância e o funcionamento dos ácidos nucléicos.

 

 

 

 

Reprodução

 

A reprodução é uma característica de todos os seres vivos. Ela é fundamental para a manutenção da espécie, uma vez que, nas atuais condições da Terra, os seres vivos só surgem a partir de outros seres vivos iguais a eles por meio da reprodução. No nível molecular, a reprodução está relacionada com a capacidade ímpar do DNA de se duplicar. Como vimos, quem comanda e coordena todo o processo de divisão celular é o DNA dos cromossomos.

São vários os tipos de reprodução que os seres vivos apresentam, mas todos eles podem ser agrupados em duas grandes categorias: a reprodução assexuada e a sexuada.

 

Reprodução assexuada

Os indivíduos que surgem por reprodução assexuada são geneticamente idênticos entre si, formando o que se chama clone. Esses indivíduos só terão patrimônio genético diferente se sofrem mutação gênica, ou seja, alteração nas seqüências de bases nitrogenadas de uma ou mais moléculas de DNA.

Vários são os seres vivos que se reproduzem assexuadamente e vários são os tipos de reprodução assexuada.

Nos eucariontes, unicelulares ou multicelulares, a reprodução assexuada está relacionada com a mitose.

No caso dos unicelulares, o tipo de reprodução assexuada que lhes permite se dividir em dois é denominado bipartição.

O processo de bipartição também ocorre nos procariontes, mas nesse caso, não há mitose como a verificada nos eucariontes.

 

 

 

Nos organismos multicelulares, como as plantas, por exemplo, a reprodução assexuada pode ocorrer por propagação vegetativa. Nesse caso, partes da planta podem dar origem, por mitose, a outros indivíduos.

Conhecendo essas peculiaridades das plantas, o ser humano aprendeu a fazer uso dela, em benefício próprio, confeccionando mudas, que cultivadas, dão origem a nova planta idêntica, a planta mãe, preservando, assim, as características comercialmente importantes.

Nos animais, um dos tipos de reprodução assexuada mais frequentemente observado é o brotamento ou gemiparidade: de um indivíduo inicial brota outro indivíduo, que pode se destacar do primeiro e passar a ter vida independente. É o que acontece, por exemplo, na hidra. Em outros casos, o brotamento pode dar origem a uma colônia de organismos, em que os brotos permanecem ligados ao indivíduo inicial e se desenvolvem ligados. É o que ocorre na maioria das esponjas. A hidra, um organismo aquático, é um exemplo de animal que apresenta esse tipo de reprodução.

 

Reprodução sexuada

A reprodução sexuada está relacionada com processos que envolvem troca e mistura de material genético entre indivíduos de uma mesma espécie. Os indivíduos que surgem por reprodução sexuada assemelham-se aos pais, mas não são idênticos a eles.

Esse modo de reprodução, apesar de mais complexo e energicamente mais custoso do que a reprodução assexuada, traz grandes vantagens aos seres vivos e é o mais amplamente empregado pelos diferentes grupos. Mesmo organismos que apresentam reprodução assexuada podem também se reproduzir sexuadamente, embora existam algumas espécies em que a reprodução sexuada não ocorre.

Se o nosso ambiente fosse completamente estável, sem sofrer alterações ao longo do tempo, a reprodução assexuada seria muito vantajosa, pois preservaria, sem modificações, as características dos organismos para uma certa condição ecológica. Essa, entretanto, não é realidade. O meio ambiente sempre pode apresentar alterações. Sobreviver a elas depende em grande parte de o patrimônio genético conter soluções as mais variadas possíveis.

Coloração é um tipo de variabilidade.

Populações formadas por indivíduos geneticamente idênticos, como os originados por reprodução assexuada, são mais suscetíveis a alterações ambientais. Se ocorrer no ambiente uma modificação que lhes seja desfavorável, todos os indivíduos podem morrer de uma vez só. Isso pode não acontecer com populações formadas por indivíduos que se reproduzem sexuadamente, pois a variabilidade genética entre eles é maior. Essa alteração ambiental pode afetar parte da população, mas outra parte sobrevive por ter em seu material genético condições para resistir à alteração.

Na agricultura, utiliza-se muito a reprodução assexuada das plantas visando à manutenção, ao longo das gerações, de características comercialmente importantes. O uso desse recurso, no entanto, permite que culturas inteiras possam ser dizimadas caso ocorra no meio alguma alteração que prejudique esses organismos.

 

Nos animais, a reprodução sexuada envolve a meiose, cujos produtos são sempre os gametas, células reprodutivas haplóides. Os gametas masculinos são os espermatozóides e os femininos, os óvulos.

Na maioria dos animais, os espermatozóides são produzidos pelo indivíduo do sexo masculino e os óvulos são produzidos pelo indivíduo do sexo feminino. Nesses casos, os sexos são separados. Alguns animais, no entanto, como é o caso das minhocas, são hermafroditas, pois óvulos e espermatozóides são produzidos pelo mesmo indivíduo.

 

Nos hermafroditas pode ocorrer autofecundação, ou seja, a fecundação do óvulo pelo espermatozóide do mesmo indivíduo. Ocorre em algumas espécies vegetais. Entretanto, geralmente existem mecanismos que impedem a autofecundação. Nesses casos, os óvulos de um indivíduo são fecundados pelos espermatozóides de outro indivíduo da mesma espécie. Fala-se, então, em fecundação cruzada.

 

As minhocas fazem fecundação cruzada

 

Tipos de fecundação

A fecundação pode ser externa, quando ocorre fora do corpo, no meio ambiente, ou interna, quando, ocorre no corpo do indivíduo que produz os óvulos.

 

Algumas espécies de anfíbios possuem a fecundação externa. O macho estimula a fêmea a liberar os óvulos no ambiente e o macho libera os espermatozóides em cima deles.

 

O custo energético da produção de gametas é especialmente grande nas espécies cuja fecundação é externa. Nesses casos formam-se muitos gametas masculinos e femininos, o que garante a chance de encontro casual entre eles, originando o maior número de zigotos. Porém, desses inúmeros zigotos, nem todos sobrevivem às adversidades do meio ambiente. Apenas um pequeno número forma indivíduos adultos, dando continuidade à espécie.

 

 

Nos animais em que a fecundação é interna, o número de gametas produzidos é menor, com isso, o custo energético de sua produção também é menor. O custo com o desenvolvimento do embrião também depende do animal ser ovíparo, ovovivíparo ou vivíparo.

Animais ovíparos botam ovos e o desenvolvimento embrionário deles ocorre principalmente fora do corpo materno. Os embriões dependem de material nutritivo presente nos ovos. Como exemplo de animal ovíparo podemos citar as aves, insetos, répteis e mamíferos monotremados.

 

 

Animais ovovivíparos retêm os ovos dentro do corpo até a eclosão, e os embriões também se alimentam das reservas nutritivas presentes nos ovos. Como exemplo de animal ovovivíparo temos os lebistes, que são peixes comuns em água doce, escorpiões, tubarões e cobras venenosas.

 

Lebiste                                                                  Víbora

 

Nos vivíparos o embrião depende diretamente da mãe para a sua nutrição, que ocorre por meio de trocas fisiológicas entre mãe e feto. Não existe casca isolando o ovo. Como regra o desenvolvimento embrionário se completa dentro do corpo materno e os indivíduos já nascem formados. O custo energético é especialmente alto, pois as fêmeas investem energia na nutrição e no desenvolvimento do embrião dentro de seus corpos. Nos casos dessas espécies, forma-se um maior número de embriões, mas eles têm maiores chances de sobrevivência. É vivípara, por exemplo, os mamíferos placentários, como é o caso da espécie humana.

 

Espermatozóides

Os espermatozóides são geralmente células, muito menores que os óvulos e estão estruturados de modo a permitir o máximo de eficiência de deslocamento, o que aumenta a chance de eles chegarem ao óvulo. São células pequenas, alongadas com formato hidrodinâmico e com uma longa cauda que é utilizada na propulsão.

Esquema do espermatozóide humano

 

Apesar de a imensa maioria dos espermatozóides dos animais ser flagelada, existem espermatozóides que não possuem flagelo. É o caso dos espermatozóides dos nematódeos, animais vermiformes cujo representante mais conhecido é a lombriga (Ascaris lumbricóides), um parasita do intestino humano.

Os espermatozóides variam muito em tamanho e forma entre as diferentes espécies.

1- Espermatozóide de caracol (gastrópode)

2- Espermatozóide de Ascaris (nemátoda)

3- Espermatozóide de salamandra (anfíbio)

4- Espermatozóide de sapo (anfíbio)

5- Espermatozóide de galo (ave)

6- Espermatozóide de rato (mamífero)

7- Espermatozóide de carneiro.

8 – Espermatozóide do homem

 

Óvulos

Os óvulos dos animais são geralmente células grandes e imóveis, que contém em seu interior reserva de nutrientes para o desenvolvimento do embrião. Esses nutrientes compõem o vitelo. A quantidade e a localização do vitelo são variáveis nos diferentes óvulos. Essas duas características permitem-nos classificá-los em vários tipos:

 

oligolécito (oligo = pouco; lecito = vitelo), homolécito ou isolécito (homo ou iso = igual) — possui pouco vitelo homogeneamente distribuídos e sua segmentação é total ou holoblástica (holo = todo; blasto = germe) e igual, pois origina uma mórula com blastômeros de tamanhos aproximadamente iguais; é o ovo dos protocordados (anfíoxo e ascídia) e de muitos invertebrados marinhos, como esponjas, corais eestrelas-do-mar.

Representação de ovulo oligolécito / alécito

 

alécito (a = sem) – semelhantemente aos oligolécitos, mas praticamente sem vitelo. Muitas vezes são classificados como oligolécitos ou isolécitos. Sua segmentação é total ou holoblástica (holo = todo; blasto = germe) e igual, pois origina uma mórula com blastômeros de tamanhos aproximadamente iguais.

heterolécito (hetero = diferente) – apresenta quantidade de vitelo intermediária entre a dos ovos oligolécitos e telolécitos (daí os outros nomes: mesolécito ou mediolécito) e concentrada mais no pólo vegetal ou vegetativo que no pólo animal (região superior); a segmentação é total e desigual, pois, por ter menos vitelo, o pólo animal divide-se mais rapidamente e produz células menores e mais numerosas que as produzidas no outro pólo; é o ovo de anfíbios, de vários peixes e de alguns invertebrados (maioria dos moluscos, poliquetas e platelmintos).

Segmentação total e igual de um ovo oligolécito (anfioxo)

Segmentação total e desigual de um ovo heterolécito (anfíbio)

telolécito (telo = ponta) ou megalécito (mega = grande) – o núcleo e o citoplasma formam uma pequena gota sobre uma quantidade enorme de vitelo (também chamado de gema, neste caso); a segmentação é meroblástica (mero = parte) ou parcial e discoidal – pois ocorre apenas no pólo animal e forma um pequeno disco de células (cicatrícula), encravado na gema; é o ovo de répteis, aves, vários peixes e de alguns moluscos e mamíferos ovíparos (ornitorrinco e equidna).

centrolécito - o vitelo ocupa a região central da célula e não se divide; o núcleo divide-se várias vezes no interior do vitelo e migra para a periferia, seguindo-se a divisão do citoplasma; a segmentação é meroblástica e superficial; é o ovo da maioria dos artrópodes (insetos e outros).

Fecundação

Dos aproximadamente 300 milhões de espermatozóides eliminados na ejaculação, apenas cerca de 200 atingem a tuba uterina, e só um fecunda o ovócito II.

 

 

Quando liberado do ovário, o ovócito encontra-se envolto na zona pelúcida, formada por uma rede de filamentos glicoprotéicos. Externamente a zona pelúcida há a corona radiata, formadas por células foliculares (células derivadas do ovário).

 

 

Na fecundação, o espermatozóide passa pela corona radiata e ao atingir a zona pelúcida sofre alterações formando a membrana de fecundação, que impede a penetração de outros espermatozóides no ovócito.

Ao mesmo tempo, há finalização da meiose dando origem ao óvulo e formando-se o segundo corpúsculo polar.

 

Na fecundação, o espermatozóide fornece para o zigoto o núcleo e o centríolo. As mitocôndrias dos espermatozóides desintegram-se no citoplasma do óvulo. Assim, todas as mitocôndrias do corpo do novo indivíduo são de origem materna.

Hoje se sabe que há muitas doenças causadas por mutações no DNA mitocondrial e que elas são transmitidas diretamente das mães para seus descendentes. Além disso, a análise do DNA mitocondrial tem sido usada em testes de maternidade para verificar quem é a mãe de uma criança.

O núcleo haplóide do óvulo e o núcleo do espermatozóide recebem, respectivamente, os nomes pró-núcleo feminino e pró-núcleo masculino. Com a união desses núcleos (anfimixia), temos a formação da célula-ovo ou zigoto e o início do desenvolvimento embrionário.

 

Doenças humanas relacionadas ao DNA mitocondrial

Cada célula do corpo humano possui centenas de mitocôndrias. Dentro de uma única mitocôndria existem várias moléculas circulares de DNA, e cada uma delas inclui 37 genes relacionados com a síntese de proteínas envolvidas nas etapas da respiração.

Mutações no DNA mitocondrial têm sido relacionadas com o envelhecimento e com uma série de doenças degenerativas, especialmente do cérebro, dos músculos, dos rins e das glândulas produtoras de hormônios. Essas mutações alteram o funcionamento das mitocôndrias de modo que elas deixam de produzir energia para as células continuarem executando suas funções normais.

A tabela a seguir resume algumas das doenças humanas que podem ser causadas por mutações no DNA mitocondrial. Algumas delas são causadas também por mutações no DNA dos cromossomos.

 

Doença
Característica
Alzheimer Perda progressiva da capacidade cognitiva.
Oftalmoplegia crônica progressiva Paralisia dos músculos dos olhos.
Diabetes melito Altos níveis de glicose no sangue, levando a complicações como cegueira, disfunção renal e gangrena dos membros inferiores.
Distonia Movimentos anormais envolvendo rigidez muscular.
Síndrome de Leigh Perda progressiva da habilidade motora e verbal, é potencialmente letal na infância.
Atrofia óptica de Leber Perda temporária ou permanente da visão em decorrência de danos ao nervo óptico.

 

 

O desenvolvimento embrionário

O zigoto é portador do material genético fornecido pelo espermatozóide e pelo óvulo. Um vez formado o zigoto irá se dividir muitas vezes por mitose até originar um novo indivíduo. Assim, todas as células que formam o corpo de um indivíduo possuem o mesmo patrimônio genético que existia no zigoto.

Apesar disso, ao longo do desenvolvimento embrionário as células passam por um processo de diferenciação celular em que alguns genes são “ativados” e outros são “desativados”, sendo que somente os “ativados” coordenam as funções das células.

Surgem dessa maneira tipos celulares com formatos e funções distintos, que se organizam em tecidos. Conjuntos de tecidos reunidos formam os órgãos. Os grupos de órgãos formam os sistemas que, por sua vez, formam o organismo.

Células – tecidos – órgãos – sistemas – organismos

 

A ciência que estuda esse processo de desenvolvimento do indivíduo a partir do zigoto é a Embriologia.

 

Fases do desenvolvimento embrionário

 

Os animais apresentam grande diversidade de desenvolvimento embrionário, mas, de modo geral, em praticamente todos ocorrem três fases consecutivas: segmentação, gastrulação e organogênese.

Na segmentação, mesmo com o aumento do número de células, praticamente não há aumento do volume total do embrião, pois as divisões celulares são muito rápidas e as células não têm tempo para crescer.

Na fase seguinte, que é a gastrulação, o aumento do número de células é acompanhada do aumento do volume total. Inicia-se nessa fase a diferenciação celular, ocorrendo a formação dos folhetos germinativos ou folhetos embrionários, que darão origem aos tecidos do indivíduo.

No estágio seguinte, que é a organogênese, ocorre a diferenciação dos órgãos.

Vamos analisar cada uma dessas fases para os animais em geral e depois comentar o desenvolvimento embrionário humano.

 

Segmentação

As divisões que ocorrem durante a segmentação denominam-se clivagens, e as células que se formam são chamadas blastômeros.

No Reino Animal, a diferença na quantidade e na distribuição do vitelo no ovo determina diferenças na segmentação, menor a velocidade de divisão. Em função disso, podemos considerar dois tipos básicos de segmentação:

  • holoblástica ou total que ocorre no zigoto todo;

 

 

  • meroblástica ou parcial, que ocorre só em parte do ovo.

 

 

 

Segmentação holoblástica

 

A segmentação holoblástica ocorre nos alécitos, nos isolécitos (ou oligolécitos) e nos heterolécitos, e pode ser subdividida em três tipos, com base no tamanho das células que se formam a partir da terceira clivagem (quando muda o plano de divisão celular):

  • holoblástica igual, na qual se formam, com a terceira clivagem, oito blastômeros iguais; ocorre nos ovos alécitos e em alguns oligolécitos;

 

 

  • holoblástica desigual, na qual se formam, com a terceira clivagem, blastômeros de tamanhos diferentes (quatro menores: micrômeros; e quatro maiores: macrômeros); Ocorre em todos os ovos heterolécitos e em alguns oligolécitos;

 

 

  • holoblásticas subigual, um tipo de segmentação desigual em que os blastômeros não diferem muito entre si quanto ao tamanho, ocorre em alguns ovos isolécitos.

 

Segmentação meroblástica

 

Devido à diferença na distribuição do vitelo, existem dois tipos básicos de segmentação meroblástica: a discoidal e a superficial.

Na segmentação meroblástica discoidal, as divisões ocorrem apenas na região da cicatrícula (região da célula sem vitelo), formando-se um disco de células sobre a massa do vitelo. Esse tipo de segmentação ocorre nos ovos telolécitos.

 

 

 

A segmentação meroblástica superficial ocorre nos ovos centrolécitos. As células embrionárias ficam dispostas na superfície do ovo.

 

 

Fases da segmentação

Embora existam diferentes tipos de segmentação, eles normalmente se realizam segundo duas fases:

  • mórula, em que se forma um maciço celular com poucas células;
  • blástula, em que é aumentado o número de células e se forma uma cavidade interna cheia de líquido.

 

 

 

A cavidade central que se observa na blástula recebe o nome de blastocele (cele = cavidade) e é cheia de líquido sintetizado pelas células que formam os seus limites.

Nos ovos isolécitos e nos heterolécitos a blastocele é bem desenvolvida.

Na blástula originada da segmentação de ovos telolécitos, não se observa a verdadeira blastocele (cele = cavidade) e é cheia de líquido sintetizado pelas células que formam os seus limites.

Nos ovos isolécitos e nos heterolécitos a blastocele é bem desenvolvida.

Na blástula originada da segmentação de ovos telolécitos, não se observa a verdadeira blastocele, pois a cavidade formada não é inteiramente delimitada pelos blastômeros. Essa cavidade é delimitada em parte pelos blastômeros e em parte pelo vitelo. Nesse caso, a cavidade formada recebe o nome de cavidade subgerminal, que também é preenchida por líquido sintetizado pelas células. A blástula que se forma a partir da segmentação dos ovos telolécitos recebe o nome de discoblástula.

 

 

Gastrulação

Para falarmos da gastrulação, vamos tomar como exemplo o que ocorre em animais cordados, representados pelo anfioxo e pelas rãs.

Os cordados são animais que possuem notocorda, um bastonete flexível que fica no dorso do embrião. A notocorda persiste no adulto de alguns animais cordados, como é o caso do anfioxo. Nos animais vertebrados, excluindo alguns peixes, a notocorda regride totalmente ou quase totalmente e a coluna vertebral se desenvolve a partir da mesoderma.

 

O anfioxo é um animal de cerca de 6 cm de comprimento que vive enterrado na areia em águas rasas do ambiente marinho, deixando para fora apenas a região anterior do corpo. Esses animais têm sexos separados e a fecundação é externa.

O ovo do anfioxo é oligolécito e a sua segmentação é total subigual. A gastrulação ocorre por um processo denominado invaginação dos blastômeros para o interior da blastocele, como se um dedo empurrasse a parede de uma bexiga. A blastocele se reduz e chega a desaparecer. No ponto de invaginação surge um orifício denominado blastóporo; a cavidade interna que se forma é o intestino primitivo ou arquêntero.

 

Na gastrulação, diferenciam-se os folhetos germinativos ou embrionários, que darão origem a todos os tecidos e órgãos. Esses folhetos são: ectoderma (o mais externo), mesoderma (o intermediário) e endoderma (o mais interno).

 

 

Os animais que possuem três folhetos germinativos são chamados triblásticos ou triploblásticos, como é o caso dos cordados. Existem entretanto, animais que possuem apenas dois folhetos germinativos: o ectoderma e o endoderma. Esses animais são chamados diblásticos ou diploblásticos, como e o caso dos cnidários.

O esquema acima descreve de forma simplificada a gastrulação em anfioxo. Neste caso, a camada interna que reveste diretamente o arquêntero é chamada mesentoderma e dará origem, logo a seguir ao mesoderma e ao endoderma. (Há quem considere o mesentoderma como endoderma e o mesoderma formado a partir do endoderma.)

 

Nas rãs a fecundação é externa, os óvulos são heterolécitos e a segmentação é total desigual. Os óvulos possuem um envoltório gelatinoso que desseca em contato com o ar. Assim, todo o desenvolvimento embrionário ocorre na água. Forma-se uma larva aquática, o girino que sofre metamorfose, originando o adulto. Fala-se, nesses casos, em desenvolvimento indireto, pois há uma fase larval. Quando a fase larval não está presente, fala-se em desenvolvimento direto.

 

A gastrulação das rãs ocorre por invaginação e também por epibolia. Por invaginação forma-se uma fenda: o blastóporo. Por epibolia os micrômeros passam a se dividir rapidamente e acabam por recobrir os macrômeros. Os micrômeros insinuam-se primeiramente pelo lábio ventral. O blastóporo adquire o aspecto de um círculo. Os micrômeros insinuam-se para dentro da blastocele, delimitando o arquêntero. Ocorre também a diferenciação dos três folhetos germinativos: o ectoderma, o mesoderma e o endoderma.

 

Assim, na gastrulação das rãs, além de o embrião aumentar de volume, três outras características são fundamentais:

  • formação dos folhetos embrionários ou germinativos, que darão origem a todos os tecidos e órgãos;
  • formação do arquêntero ou intestino primitivo;
  • formação do blastóporo, orifício de comunicação do arquêntero com o exterior.

 

Protostomados e deuterostomados

 

O blastóporo pode dar origem à boca ou ao ânus. Quando dá origem apenas à boca ou tanto à boca quanto ao ânus, os animais são chamados de protostômios (proto = primeiro). É o caso dos vermes, dos moluscos e dos artrópodes.

Quando o blastóporo dá origem ao ânus os animais são chamados de deuterostômios (deutero = posterior). É o caso dos equinodermos e dos cordados.

 

Organogênese em anfioxo

 

A terceira fase do desenvolvimento embrionário é a organogênese, que se caracteriza pela diferenciação de órgãos a partir dos folhetos embrionários formados na gastrulação. O esquema seguinte representa a fase inicial da organogênese: a neurulação. Após a neurulação, os folhetos embrionários, continuam a se diferenciar, originando os tecidos especializados do adulto.

 

 

Do ectoderma diferencia-se o tubo neural, que apresenta no seu interior o canal neural. O endoderma dá origem ao tubo digestório. O mesoderma dá origem aos somitos e à notocorda. Os somitos são blocos celulares dispostos lateralmente no dorso do embrião, e a notocorda é uma estrutura maciça localizada logo abaixo do tubo neural.

O mesoderma delimita cavidades denominadas celomas.

 

Animais celomados, acelomados e pseudocelomados

 

Os animais que apresentam celoma são chamados celomados. Todos os cordados são celomados , assim como os moluscos (lesmas, ostras), os anelídeos (minhocas) e os equinodermos (estrelas-do-mar, ouriços-do-mar).

 

 

Há animais triblásticos em que a mesoderma delimita uma parte da cavidade, sendo a outra parte delimitada pela endoderma. Esses animais são chamados de pseudocelomados, pois o celoma só é verdadeiro quando é completamente revestido pelo mesoderma. É o caso dos nematódeos, cujo representante mais conhecido é a lombriga (Ascaris lumbricóides), um parasita do intestino humano.

 

 

Em alguns animais a única cavidade que se forma no embrião é o arquêntero, pelo que são designados acelomados.

 

 

O esquema a seguir mostra cortes transversais esquemáticos em organismos acelomados, pseudocelomados e celomados:

 

 

Organogênese em rã

 

A organogênese em rã será estudada como exemplo da organogênese geral dos vertebrados. O esquema a seguir explica de forma simplificada como ocorre a fase inicial da organogênese nesses animais: a neurulação.

 

 

Alguns dos destinos finais dos folhetos embrionários nos vertebrados em geral são:

Ectoderma
Mesoderme
Endoderme
  • Epiderme e derivados cutâneos, com as glândulas mucosas;
  • todas as estruturas do sistema nervoso;
  • Epitélio de revestimento das cavidades nasais, anal e bucal.
  • Derme;
  • Músculos;
  • Cartilagem, ossos e outros tecidos conjuntivos;
  • Sangue, medula óssea e tecidos linfáticos;
  • Órgãos do sistema genital e urinário.
  • Epitélio de revestimento do trato digestório (exceto cavidades oral e anal);
  • Fígado e pâncreas;
  • Sistema respiratório (exceto cavidades nasais)

 

Células embrionárias especiais típicas e exclusivas dos vertebrados formam a crista neural. Essas células diferenciam-se juntamente com a formação do tubo neural a partir do ectoderma do embrião. Elas ficam dispostas ao lado do tubo neural, mas posteriores à região do encéfalo.

As células da crista neural têm a capacidade de migrar pelo corpo, dando origem a diversos tipos celulares, como neurônios sensoriais do sistema nervoso periférico, células da medula da adrenal, derme da pele da cabeça e células pigmentares da pele de todo o corpo.

Considera-se hoje que o passo definitivo na origem dos vertebrados tenha sido a evolução das células da crista neural. Nenhum outro animal as possui.

Anexos embrionários: Adaptação ao Meio Terrestre

 

Anexos embrionários são estruturas que derivam dos folhetos germinativos do embrião mas que não fazem parte do corpo desse embrião.

Os anexos embrionários são: vesícula vitelina (saco vitelínico), âmnio (ou bolsa amniótica), cório e alantóide.

 

Vesícula vitelina

Durante a evolução do grupo dos animais, os primeiros vertebrados que surgiram foram os peixes, grupo que possui como único anexo embrionário a vesícula vitelina.

Diferenciando-se a mesoderme e o tubo neural, parte dos folhetos germinativos desenvolvem-se formando uma membrana que envolve toda a gema, constituindo (membrana + gema) o saco vitelínico um anexo embrionário, que permanece ligado ao intestino do embrião. À medida que este se desenvolve, há o consumo do vitelo e, consequentemente, o saco vitelínico vai se reduzindo até desaparecer. É bem desenvolvida não somente em peixes, mas também em répteis e aves. Os mamíferos possuem vesícula vitelina reduzida, pois nesses animais como regra geral, os ovos são pobres em vitelo. A vesícula vitelina não tem, portanto, significado no processo de nutrição da maioria dos mamíferos.

 

Nos anfíbios, embora os ovos sejam ricos em vitelo, falta a vesícula vitelina típica. Nesses animais o vitelo encontra-se dentro de células grandes (macrômeros) não envoltas por membrana vitelina própria.

 

Âmnio e cório

O âmnio é uma membrana que envolve completamente o embrião, delimitando uma cavidade denominada cavidade amniótica. Essa cavidade contém o líquido amniótico, cujas funções são proteger o embrião contra choques mecânicos e dessecação. Ao final do desenvolvimento de répteis e aves, todo o líquido da cavidade amniótica foi absorvido pelo animal.

O cório ou serosa é uma membrana que envolve o embrião e todos os demais anexos embrionários. É o anexo embrionário mais externo ao corpo do embrião. Nos ovos de répteis e nos de aves, por exemplo, essa membrana fica sob a casca. Nesses animais, o cório, juntamente com o alantóide, participa dos processos de trocas gasosas entre o embrião e o meio externo.

 

 

Alantóide

A alantóide é um anexo que deriva da porção posterior do intestino do embrião. A função da alantóide nos répteis e nas aves é: transferir para o embrião as proteínas presentes na clara, transferir parte dos sais de cálcio, presentes na casca, para o embrião, que utilizará esses sais na formação de seu esqueleto, participar das trocas gasosas, o O2 passa da câmera de ar para o alantóide e deste para o embrião, enquanto o CO2 produzido percorre o caminho inverso, e armazenar excreta nitrogenada. A excreta nitrogenada eliminada por embriões desses animais é o ácido úrico, insolúvel em água e atóxico, podendo ser armazenado no interior do ovo sem contaminar o embrião.

O ovo e a gema

Em aves, o termo ovo pode ser empregado para todo o conjunto formado pela casca, clara e gema; ou, então, ser usado no sentido estritamente embriológico: óvulo fecundado ou zigoto.

Nas galinhas, o ovócito II é liberado dos ovários e penetra no oviduto, onde poderá ser fecundado pelo espermatozóide. O desenvolvimento embrionário inicia-se no oviduto e é concluído fora do corpo da ave.

O ovo em desenvolvimento, quando ainda está na porção anterior do oviduto, é envolto por um albume denso, secretado por células glandulares da parede desse órgão que serve de alimento para o embrião. Nessa região, além de glândulas, há pregas espiraladas que determinam a rotação do ovo quando ele passa pelo oviduto, Isso faz com que o albume envolva intimamente a gema, desse modo formando, de cada lado, uma corda enrolada mais opaca, denominada calaza.

Posteriormente, no oviduto, é novamente adicionado albume só que menos consistente. Uma película elástica é acrescentada ao redor de toda a clara. Na porção terminal, é secretada a casca calcária porosa, formada por carbonatos e fosfatos de cálcio e magnésio.

O tempo de permanência do embrião em desenvolvimento dentro do oviduto é de cerca de 24 horas, no caso das galinhas. Quando o ovo é posto, o embrião já está no final da segmentação. Após um período de incubação de 21 dias a 37,5ºC ocorre a eclosão.

A gema do ovo pode corresponder ao ovócito II quando não há fecundação, ou ao embrião quando ocorre a fecundação.

  1 – Membrana da Conquilha

4 – Calaza

6 – Clara

7- Membrana vitelínica

9 – Germen

13 – Calaza

14 – Câmara de Ar

15 – Conquilha ou casca

 

Mamíferos: Surge a placenta

Na maioria dos mamíferos, o desenvolvimento embrionário ocorre no interior do corpo materno, dentro de um órgão musculoso, o útero. Excetuando os mamíferos que botam ovos (ornitorrinco e equidna), todos os demais formam a placenta, órgão constituído pela parede interna vascularizada do útero (endométrio) e por estruturas derivadas do trofoblasto ou trofoderme embrionário (nos mamíferos, nome dado à câmara mais externa de revestimento do embrião). Alimentos, oxigênio, anticorpos e hormônios passam do sangue materno para o embrionário, pela placenta, que, em troca, transfere para a mãe as excretas e o gás carbônico.

 

No homem, o ovo é do tipo oligolécito e a segmentação (clivagem) é total e igual, logo se formando a fase de mórula. Atingida essa fase, o embrião ingressa na cavidade uterina. No interior dessa cavidade, surge a fase correspondente a blástula, que, nos mamíferos, é denominada blastocisto. Nesse estágio, o embrião é dotado de uma camada externa de células, o trofoblasto, que envolve um aglomerado interno de células, a massa celular interna. Cabe a essa massa celular a formação do corpo do embrião, enquanto o trofoblasto será o responsável pela penetração do embrião no interior do endométrio (a camada interna da parede uterina), e pela organização da parte embrionária da placenta.

 

 

No embrião humano, o trofoblasto e a mesoderme extra-embrionária formam o cório. Esse duplo revestimento é responsável pela organização das vilosidades coriônicas, que invadem o endométrio uterino; o blastocisto, então, aprofunda-se nesse endométrio. À medida que a invasão prossegue, os vasos e glândulas do endométrio podem ser corroídos por enzimas embrionárias e o sangue materno acaba jorrando nas lacunas que estão se formando. Essas lacunas fornecem a nutrição inicial e oxigênio ao embrião. No entanto, os sangues materno e embrionário não se misturam. Existe uma barreira separando-os, constituída pela parede das vilosidades.

Como se pode notar, a placenta é construída com a participação de tecidos maternos e embrionários. Ao contrário do que poderia pensar, a placenta não envolve o embrião. Essa função é exercida pelo âmnio (bolsa d’água), dentro do qual o embrião fica imerso. Esse anexo é muito desenvolvido nos mamíferos. O cório adere ao âmnio e ambos contornam a cavidade amniótica, preenchida pelo líquido amniótico.

 

 

Nos mamíferos placentários, o saco vitelínico e o alantóide possuem pequeno tamanho e deixam de exercer a função desempenhada em aves e répteis. Contribuem, no entanto, para a formação do cordão umbilical, uma espécie de pedúnculo que liga a placenta ao embrião e é forrado pela membrana do âmnio, que reveste o saco vitelínico e a alantóide regredidos. No interior do cordão umbilical, duas artérias conduzem sangue do embrião para a mãe, enquanto uma veia transporta sangue em sentido contrário.

As três consequências da fecundação
A primeira consequência da fecundação é o restabelecimento da diploidia. O espermatozóide é haplóide e o óvulo também. Logo, a mistura dos lotes cromossômicos de ambos forma uma célula diplóide, a célula-ovo ou zigoto.

A segunda consequência é a determinação do sexo, uma ocorrência particularmente importante nos mamíferos.

A terceira consequência da fecundação é que ela desencadeia uma série de eventos que permitirão o desenvolvimento do zigoto em um futuro embrião. É no meio de todo esse processo, que já foi explicado anteriormente, que pode ocorrer a formação dos gêmeos.

 

Formação dos Gêmeos

 

Chama-se gêmeos dois ou mais irmãos que nascem num nascimento múltiplo, ou seja, de uma mesma gestação da mãe, podendo ser idênticos ou não. Por extensão, as crianças nascidas de partos triplos, quádruplos ou mais também são chamados de gêmeos. Apesar de não haver uma estatística precisa, estima-se que uma em cada 85 gravidezes é gemelar. Existem duas maneiras de nascerem irmãos gêmeos.

Gêmeos Bivitelinos

Os gêmeos bivitelinos são dizigóticos ou multivitelinos, ou seja, são formados a partir de dois óvulos. Nesse caso são produzidos dois ovócitos II e os dois são fecundados, formando assim, dois embriões. Quase sempre são formados em placentas diferentes e não dividem o saco amniótico.

 

Os gêmeos fraternos não se assemelham muito entre si, podem ter, ou não, o mesmo fator sanguíneo e podem ser do mesmo sexo ou não. Também são conhecidos como gêmeos diferentes. Na verdade são dois irmãos comuns que tiveram gestação coincidente. Representam 66% de todas as gestações gemelares, e neste tipo de gestação, 1/3 têm sexos diferentes, enquanto 2/3 o mesmo sexo.

Um em cada um milhão de gêmeos deste tipo têm cores diferentes, mesmo sendo do mesmo pai. É possível gêmeos fraternos terem pais completamente diferentes.

 

Irmãos nascidos da mesma gravidez e desenvolvidos a partir de dois óvulos que foram liberados do ovário simultaneamente e fertilizados na mesma relação sexual (regra), porém podem ser concebidos de cópulas distintas, mas daquela mesma ovulação dupla. Podem ter ou não do mesmo sexo, se diferenciam tanto fisicamente como em sua constituição genética e possuem duas placentas e duas membranas independentes e bem diferenciadas.

A frequência dos gêmeos dizigóticos varia de acordo com a origem étnica (máxima incidência na raça negra, mínima na asiática e intermediária na branca), a idade materna (máxima quando a mãe tem de 35 a 39 anos) e a genética, com uma maior incidência da linha genética materna que da paterna, ainda que os pais possam transmitir a predisposição à dupla ovulação à suas filhas. Em geral, a proporção global é de dois terços de gêmeos dizigóticos para um de monozigóticos (ou seja, os gêmeos idênticos).

 

Gêmeos Idênticos
Quando um óvulo é produzido e fecundado por um só espermatozóide e se divide em duas culturas de células completas, dá origem aos gêmeos idênticos, ou monozigóticos, ou univitelinos. Sempre possuem o mesmo sexo. Os gêmeos idênticos têm o mesmo genoma, e são clones um do outro. Apenas 1/3 das gestações são de gêmeos univitelinos.

A gestação é difícil pelo fato de apenas 10% a 15% dos gêmeos idênticos terem placentas diferentes, geralmente possuem a mesma placenta.

Gêmeos xifópagos (siameses)

Os gêmeos xifópagos, ou siameses, são monozigóticos, ou seja, formados a partir do mesmo zigoto.

Porém, nesse caso, o disco embrionário não chega a se dividir por completo, produzindo gêmeos que estarão ligados por uma parte do corpo, ou têm uma parte do corpo comum aos dois. O embrião de gêmeos xifópagos é, então, constituído de apenas uma massa celular, sendo desenvolvido na mesma placenta, com o mesmo saco aminiótico.

Estima-se que dentre 40 gestações gemelares monozigóticas, uma resulta em gêmeos interligados por não separação completa.

Num outro tipo de gêmeos xifópagos (hoje sabidamente mais comum) a união acontece depois, ou seja, são gêmeos idênticos separados que se unem em alguma fase da gestação por partes semelhantes: cabeça com cabeça; abdômen com abdômen; nádegas com nádegas, etc. Quando vemos alguma notícia de gêmeos que foram “separados” por cirurgia, trata-se, quase sempre, de um caso destes.

O termo “siameses” originou-se de uma famosa ocorrência registrada desse fenômeno: os gêmeos Chang e Eng, que nasceram no Sião, Tailândia, em 1811, colados pelo ombro. Eles casaram, tiveram 22 filhos e permaneceram unidos até o fim de seus dias, tendo falecido com um intervalo de 3 horas um do outro.

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Carboidratos

Carboidratos: Principais Fornecedores de Energia

No momento em que você está lendo estas linhas e procurando entender o seu conteúdo, suas células nervosas estão realizando um trabalho e, para isso, utilizam a energia que foi liberada a partir da oxidação de moléculas de um carboidrato chamado glicose.

Classificação dos carboidratos

Uma classificação simplificada dos carboidratos, ou glicídios, consiste em dividi-los e três categorias principais: monossacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos.

Monossacarídeos: os mais simples

Os monossacarídeos são carboidratos simples, de formula molecular (CH2O)n, onde n é no mínimo 3 e no máximo 8. São os verdadeiros açucares, solúveis em água e, de modo geral, de sabor adocicado. Os de menor número de átomos de carbono são as trioses (contêm três átomos de carbono). Os biologicamente mais conhecidos são os formados por cinco átomos de carbonos (chamados de pentoses) e os formados por seis átomos de carbono (hexoses).

Na tabela abaixo você encontra as hexoses e pentoses mais conhecidas, seus papeis biológicos e as fontes de obtenção. Não se preocupem com as fórmulas moleculares, fixem-se apenas as fontes onde são encontradas os açucares e seu papel biológico.

Pentose
Ribose
Desoxirribose
Papel Biológico
Papel Biológico

Matéria-prima para a fabricação do ácido nucléico RNA. Fórmula molecular: C5H10O5

Matéria-prima para a fabricação do ácido nucléico DNA. Fórmula molecular: C5H10O4 

Hexose
Glicose
Frutose
Galactose
Papel Biológico
Papel Biológico
Papel Biológico
Principal fornecedor de energia para o trabalho celular. É a base para a formação da maioria dos carboidratos mais complexos. Produzida na fotossíntese pelos vegetais. Encontrada no sangu, no mel e nos tecidos dos vegetais.
Fórmula molecular: C6H12O6  

Também fornece energia para a célula. Encontrada principalmente em frutos doces e também no esperma humano.
Fórmula molecular: C6H12O6  

Papel energético. Encontrada no leite, como componente do dissacarídeo lactose.
Fórmula molecular: C6H12O6 

Oligossacarídeos: nem tão simples, nem tão complexos

Oligossacarídeos são açucares, formados pela união de dois a seis monossacarídeos, geralmente hexoses. O prefixo oligo deriva do grego e quer dizer pouco. Os oligossacarídeos mais importantes são os dissacarídeos.

Açucares formados pela união de duas unidades de monossacarídeos, como, por exemplo, sacarose, lactose e maltose. São solúveis em água e possuem sabor adocicado. Para a formação de um dissacarídeo , ocorre reação entre dois monossacarídeos, havendo liberação de uma molécula de água. É comum utilizar o termo de desidratação intermolecular para esse tipo de reação, em que resulta uma molécula de água durante a formação de um composto originado a partir de dois outros.

Veja o caso do dissacarídeo sacarose, que é o açúcar mais utilizado para o preparo de doces, sorvetes, para adoçar refrigerantes não dietéticos e o “cafezinho”. Sua fórmula molecular é C12H22O11. Esse açúcar é resultado da união de uma frutose e uma glicose. Como foi visto na tabela anterior, tanto a glicose como a frutose possuem a fórmula molecular C6H12O6. Como ocorre a liberação de uma molécula de água para a formação de sacarose, a sua fórmula molecular possui dois hidrogênios e um oxigênio a menos.

Dissacarídeo
Constituição
Papel biológico
Fontes
Sacarose
glicose-frutose
energético
cana-de-açucar, beterraba e rapadura
Lactose
glicose-galactose
energético
leite

Polissacarídeos: os mais complexos

Como o nome sugere (poli é um termo derivado do grego e quer dizer muitos), os polissacarídeos são compostos macromoleculares (moléculas gigantes), formadas pela união de muitos (centenas) monossacarídeos. Os três polissacarídeos mais conhecidos dos seres vivos são amigo, glicogênio e celulose.

Ao contrário da glicose, os polissacarídeos dela derivados não possuem sabor doce, nem são solúveis em água.

Polissacarídeo
O que é importante saber
Amido
É um polissacarídeo de reserva energética dos vegetais. As batatas, arroz e a mandioca estão repletos de amido, armazenado pelo vegetal e consumido em épocas desfavoráveis pela planta. O homem soube aproveitar essas características e passou a cultivar os vegetais produtores de amido. Os pães e bolos que comemos são feitos com farinha de trigo, rica em amido. Lembrem-se que para o amido ser aproveitado pelo nosso organismo, é preciso digeri-lo, o que ocorre primeiramente na boca e depois no intestino, com adição de água e a participação de catalisadores orgânicos, isto é, substâncias que favorecem ou aceleram as reações químicas.
Glicogênio
É um polissacarídeo de reserva energética dos animais; portanto, equivalente ao amido dos vegetais. No nosso organismo, a síntese de glicogênio ocorre no fígado, a partir de moléculas de glicose. Logo, fígado de boi e fígado de galinha são alimentos ricos em glicogênio.
Celulose
É o polissacarídeo de papel estrutural, isto é, participa da parede das células vegetais. Poucos seres vivos conseguem digeri-lo, entre eles alguns microrganismos que habitam o tubo digestivo de certos insetos (cupins) e o dos ruminantes (bois, cabras, ovelhas, veados etc.).