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FUNDAMENTOS DE CITOLOGIA E HISTOLOGIA Fundação Biblioteca Nacional ISBN 978-85-387-6511-0 9 7 8 8 5 3 8 7 6 5 1 1 0 Código Logístico 58764 Hadassa C. A. S. Santos Um ser vivo, seja ele animal ou vegetal, é composto por diferentes células. A ciência que estuda essas pequenas estruturas é denominada citologia. Quando ocorre a junção de várias células, formam-se os tecidos, os quais são objetos de estudo da histologia. Além de unidades estruturais, as células são unidades funcionais dos organismos vivos; sem essas estruturas não há metabolismo celular. A funcionalidade do sistema fisiológico humano só pode ser compreendida se forem conhecidos os fundamentos básicos dessas duas ciências: citologia e histologia. Sendo assim, as escolhas para o desenvolvimento deste livro dizem respeito às principais literaturas envolvidas nos ensinos brasileiro e mundial. Essas escolhas propiciam inovações em exemplos, terminologias, aplicações práticas e aprendizados, todos baseados em pesquisas científicas com o objetivo de aumentar a relevância do estudo. FUNDAMENTOS DE CITOLOGIA E HISTOLOGIA Hadassa C. A. S. Santos Fundamentos de citologia e histologia IESDE BRASIL S/A 2019 Hadassa C. A. S. Santos Todos os direitos reservados. IESDE BRASIL S/A. Al. Dr. Carlos de Carvalho, 1.482. CEP: 80730-200 Batel – Curitiba – PR 0800 708 88 88 – www.iesde.com.br CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ S235f Santos, Hadassa C. A. S. Fundamentos de citologia e histologia / Hadassa C. A. S. dos Santos. - 1. ed. - Curitiba [PR] : IESDE Brasil, 2019. 110 p. : il. ; 21 cm. Inclui bibliografia ISBN 978-85-387-6511-0 1. Citologia - Estudo e ensino. 2. Histologia - Estudo e ensino. I. Título. 19-57871 CDD: 611.018 CDU: 611.018 © 2019 – IESDE BRASIL S/A. É proibida a reprodução, mesmo parcial, por qualquer processo, sem autorização por escrito da autora e do detentor dos direitos autorais. Capa: IESDE BRASIL S/A. Imagem da capa: Rost9/Shutterstock Hadassa C. A. S. Santos Doutora em Ciência, com ênfase em Análises Clínicas e Toxicológicas, pela Faculdade de Farmácia da Universidade de São Paulo (FCF-USP). Mestre em Ciências, com ênfase em Análises Clínicas e Toxicológicas, pela Faculdade de Farmácia da Universidade de São Paulo (FCF-USP). Especialista em Microbiologia por meio do Aprimoramento do Hospital Universitário da Universidade de São Paulo (HU-USP). Bacharel em Biomedicina pelo Centro Universitário do Sul de Minas (UNIS-MG). Docente de curso de graduação. Sumário Apresentação 7 1. Principais constituintes da célula 9 1.1 Bases moleculares da constituição celular 9 1.2 Componentes celulares 16 1.3 Tipos celulares 20 1.4 A microscopia como método de estudo 22 2. Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 27 2.1 Mitose e meiose 27 2.2 Diferenciação celular: células-tronco 34 2.3 Morte celular 36 3. Nutrição e respiração celular 43 3.1 Sistema de englobamento de moléculas para nutrição celular 43 3.2 Trocas gasosas 47 4. Tecido epitelial 53 4.1 Características gerais: morfologia celular e matriz 53 4.2 Funções e localizações 55 5. Tecido conjuntivo 63 5.1 Características gerais do tecido conjuntivo 63 5.2 Tecido conjuntivo frouxo e denso 69 5.3 Tecidos conjuntivos especiais 69 6. Tecido muscular 77 6.1 Tecido muscular: características gerais, tipos e funções 77 6.2 Fisiologia básica da contração muscular 84 7. Tecido nervoso 91 7.1 Características gerais e funções do tecido nervoso 91 7.2 Morfologia do neurônio e transmissão do impulso nervoso 98 Gabarito 105 Apresentação Um ser vivo, seja ele animal ou vegetal, é composto por diferentes células. A ciência que estuda essas pequenas estruturas é denominada citologia. Quando ocorre a junção de várias células, formam-se os tecidos, os quais são objetos de estudo da histologia. Para entendermos as funções e estruturas de um corpo humano, precisamos ter o entendimento dessas pequenas estruturas, pois assim como o intestino se difere do coração, suas células também são distintas, sendo que, muitas das vezes, a função de cada órgão se dá devido à sua composição celular. Além de unidades estruturais, as células são unidades funcionais dos organismos vivos; sem essas estruturas não há metabolismo celular. A funcionalidade do sistema fisiológico humano só pode ser compreendida se forem conhecidos os fundamentos básicos dessas duas ciências: citologia e histologia. Sendo assim, as escolhas para o desenvolvimento deste livro dizem respeito às principais literaturas envolvidas nos ensinos brasileiro e mundial. Essas escolhas propiciam inovações em exemplos, terminologias, aplicações práticas e aprendizados, todos baseados em pesquisas científicas com o objetivo de aumentar a relevância do estudo. Trabalhamos para tornar este livro significativo e memorável, para que você possa extrair dele um conhecimento prático que enriquecerá seus estudos. Desse modo, o livro Fundamentos de citologia e histologia, no seu primeiro capítulo, abrange os principais constituintes da célula: aqueles que somente por meio de microscópios temos a condição de visualizar. No Capítulo 2, será possível entender as diferentes estruturas e morfologias celulares, como elas se dividem e multiplicam-se por meio do processo de diferenciação celular. Dando sequência ao estudo celular, no Capítulo 3, discorremos sobre o processo de respiração e nutrição celular, de que forma nossa nutrição e alimentação podem interferir nas células e como isso influi na nutrição e respiração celular. No Capítulo 4, iniciaremos o estudo em histologia, iniciando com o tecido epitelial. Na sequência, nos Capítulos 5, 6 e 7, trataremos dos tecidos conjuntivo, muscular e nervoso, respectivamente, mostrando em cada um função, importância e diferença nas estruturas celulares. Com todo esse conhecimento você terá capacidade de entender o funcionamento de mais de 1 trilhão de células que há em nosso corpo e verificar sua importância individual e em conjunto. Desejamos a você uma excelente leitura! 1 Principais constituintes da célula A citologia, ou biologia celular, é um dos ramos da ciência que estuda a célula. As células são unidades estruturais e funcionais dos organismos vivos. Em seu interior, possuem estruturas com diferentes funções, que em conjunto, favorecem o metabolismo celular, um mecanismo importante para a manutenção da vida dos seres vivos. Por serem estruturas microscópicas, somente por meio de aparelhos específicos, denominados microscópios, somos capazes de enxergarmos e entendermos suas estruturas e organelas. Vamos “entrar” nesse mundo não visto a olho nu? 1.1 Bases moleculares da constituição celular As moléculas que constituem a célula são denominadas biomoléculas. Assim, na origem e evolução das células, átomos foram selecionados para a constituição dessas estruturas. Mais de 90% da massa das células é formada de hidrogênio, carbono, oxigênio e nitrogênio, o que denominamos de CHON, enquanto, nos seres inanimados do planeta Terra, os quatro elementos mais abundantes são oxigênio, silício, alumínio e sódio. Retirando a água, existe nas células predominância absoluta dos compostos de carbono, extremamente raros em outras estruturas da Terra. Portanto, a primeira célula e as que dela evoluíram selecionaram os compostos de carbono (compostos orgânicos), cujas propriedades químicas são mais adequadas à vida. Portanto, a célula é uma entidade estrutural funcional fundamental dos seres vivos, assim como o átomo é a 10 Fundamentos de citologia e histologia unidade fundamental das estruturas químicas. Se, por situações mecânicas ou de outra natureza, destrói-se a organização celular, a função da célula também se altera. Ainda que possam persistir algumas funções vitais, a célula perde seu significado como unidade organizada e morre. Esse acontecimento celular está correlacionadoa algumas doenças (CARVALHO; COLLARES-BUZATO, 2005; JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2009). As biomoléculas essenciais na composição das células são divididas em orgânicas e inorgânicas. As orgânicas são constituídas por carboidratos, proteínas, lipídeos e ácidos nucleicos; já os inorgânicos são a água e os sais minerais (sódio, potássio). A diversidade estrutural e funcional dessas moléculas dependem da variedade dos seus monômeros. Exemplo disso é na constituição das proteínas e dos ácidos nucleicos. Na primeira, participam 20 aminoácidos diferentes, enquanto no segundo, são formados por apenas cinco tipos de nucleotídeos. Por isso, as proteínas têm maior polimorfismo e, consequentemente, maior diversidade funcional do que os ácidos nucleicos. A seguir, discutiremos a importância dessas moléculas. • Proteínas: Sabe aquele ovo que você come pela manhã ou à tarde? Gostoso, né? Pois é, esse alimento é rico em proteína. Proteínas são as estruturas químicas mais abundantes na composição celular. Elas possuem diferentes funções, desde a formação estrutural da célula, até a coloração dos cabelos. Elas possuem estruturas enzimáticas, que nada mais são que sua forma de degradar ou acelerar outra estrutura celular. Por exemplo, existe uma enzima em nossa saliva, chamada amilase, que tem a função de degradar o amido. Assim, podemos ver que essa proteína tem ação na degradação do amido, que nada mais é do que um tipo de carboidrato. As proteínas são constituídas por seus monômeros, os aminoácidos. Existem 20 tipos de aminoácidos descritos até então e, quando em conjunto, podem formar diferentes Principais constituintes da célula 11 proteínas. A estrutura das moléculas proteicas é mantida pela seguinte força de estabilização: ligação peptídica, que é resultante de diferentes tipos de ligações químicas. Desse modo, essas estruturas são classificadas em estrutura primária, secundária, terciária e quaternária. Por meio da organização proteica quaternária, formam-se diversas estruturas de grande importância biológica, como as estruturas de citoesqueleto das células, capsômeros e alguns vírus e enzimas (ex.: as digestivas). Figura 1 – Representação das diferentes estruturas proteicas W ik im ed ia C om m on s A junção de diferentes aminoácidos e suas interações químicas formam estruturas indispensáveis para a sobrevivência de diferentes tipos celulares. Vemos nas imagens 1, 2 e 3 as estruturas proteicas secundária, terciária e quaternária, respectivamente. 1 2 3 • Carboidratos: Final de tarde. Você vai até uma padaria e sente aquele cheirinho de pão francês fresquinho. Hum, uma delícia! Pois é, a sua composição principal é o carboidrato. Esse macronutriente é o composto primário de degradação, ou seja, será a primeira estrutura a ser digerida pelas enzimas digestivas. O átomo básico de um carboidrato é o carbono, estrutura química encontrada em todos os seres vivos. 12 Fundamentos de citologia e histologia Além dos carbonos, existem os átomos de hidrogênio e oxigênio, que em junção formam a estrutura básica de um carboidrato. Os carboidratos são conhecidos vulgarmente como açúcares, devido ao seu “sabor” encontrado na maioria dos alimentos. Eles são divididos em monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos, e alguns, dentro dessa classificação, não são tão doces assim. Porém, vamos nos atentar ao composto básico dessa estrutura, que é a glicose, pois esta é um monossacarídeo de grande importância na manutenção celular. A junção de monossacarídeos forma os dissacarídeos, e a junção de mais de três monossacarídeos forma os polissacarídeos. Os monossacarídeos conhecidos, além da glicose, são a galactose e a frutose. A interação entre esses açúcares forma os polissacarídeos importantes na nutrição celular. Exemplo disso é o glicogênio (junção de várias moléculas de glicose), que é armazenado em alguns tipos de células do nosso corpo e, na falta de açúcar (glicose) no sangue, é degradado e liberado na corrente sanguínea com a ajuda de alguns hormônios. Veremos mais a seguir. • Lipídeos: óleo, gordura, frituras... tudo é ruim, certo? Errado! As gorduras receberam muita publicidade ruim, isso é verdade. No entanto, gorduras são essenciais ao corpo e têm inúmeras funções essenciais na manutenção celular. Por exemplo, lipídios armazenam energia, fornecem isolamento térmico, compõem as membranas celulares, formam camadas repelentes à água em folhas (células vegetais) e fornecem blocos de construção para hormônios como a testosterona. São demais, não é? Por isso, não veja mais essas estruturas como vilãs. • Ácidos nucleicos: sabe a cor dos seus olhos? Então, quem favorece essa cor a você são os genes presentes em seu material genético. Em nós, humanos, o material genético que codifica os diferentes fenótipos (características da cor da pele, tipo de cabelo, estatura, dentre outros) é o nosso DNA, que está Principais constituintes da célula 13 presente em nossos cromossomos. O DNA é composto por ácidos nucleicos, os quais são constituídos pela polimerização de unidades chamadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo contém resíduos de uma molécula de ácido fosfórico, uma de pentose e uma de base púrica ou pirimídica. Figura 2 – Representação da fita simples de RNA e da dupla fita de DNA RNA DNA CitosinaAdenina GuaninaTiminaUracila Sh ad eD es ig n/ Sh ut te rs to ck A fita simples de RNA e a dupla fita de DNA possuem uma molécula de ácido fosfórico, uma de pentose (açúcar) e uma de base púrica ou pirimídica. 14 Fundamentos de citologia e histologia As bases púricas são a adenina e a guanina e são representadas pela letra A e G. As bases pirimídicas são a timina, a citosina e a uracila, sendo esta última presente apenas na fita simples de RNA. Cada uma é representada pelas letras T, C e U, respectivamente. Dessa forma, distinguem-se dois tipos de ácidos nucleicos: o desoxirribonucleico ou DNA e o ribonucleico ou RNA. No DNA, a pentose encontrada é a desoxirribose e suas bases são adenina, guanina, citosina e timina. No RNA, a pentose é a ribose e existe uracila em substituição à timina; as outras bases são comuns aos dois tipos de ácidos nucleicos. Conclui- -se que os ácidos nucleicos são moléculas informacionais que, além de transmitir o patrimônio genético de uma célula para os seus descendentes, também controlam os processos básicos do metabolismo celular, a síntese de macromoléculas e a diferenciação celular. Agora falaremos da água e dos sais minerais. Quando ouve sobre água, o que vem em sua mente? Podemos pensá-la como um composto inorgânico essencial à vida. Sem ela não haveria vida na Terra. Concordam? Pois bem, a água é indispensável para a vida humana, representando cerca de 60% do peso de um adulto. Nos bebês, a proporção é ainda maior, podendo chegar a 80%. A água é o elemento mais importante do corpo, sendo o principal componente das células e um solvente biológico universal; por isso, todas as nossas reações químicas internas dependem dela. As funções da água são inúmeras, dentre elas estão: estrutural e amortecedora, lubrificante, solvente e auxiliar de reações químicas, transporte e circulação sanguínea e termorregulação (AZEVEDO et al., 2016). Principais constituintes da célula 15 Figura 3 – Representação dos diferentes sais minerais essenciais para a manutenção celular ZincoSódioCálcio Magnésio Fósforo Ferro Cálcio (Ca), Magnésio (Mg), Fósforo (P), Ferro (Fe), Zinco (Zn) e Sódio (Na) são alguns minerais essenciais à manutenção celular. São encontrados em diferentes tipos de alimentos e até mesmo na água. D es ig nu a/ Sh ut te rs to ck A água é um composto rico em sais minerais; por isso, é de grande importância a ingestão deste componente, pois ele faz com que nossas células trabalhem harmoniosamente devido à sua função de hidratação, além de fornecer os minerais básicos para a homeostasia (equilíbrio) celular. A falta desses nutrientes pode trazerprejuízo às células, levando o indivíduo a doenças, como, por exemplo, a paralisia muscular (conheceremos nos capítulos à frente) e a desidratação. Sobre a desidratação, podemos lembrar da diarreia, que nos deixa fracos e desanimados. Quando isso acontece, é comum que nos indiquem tomar um isotônico e isso está correto, pois somente a água não tem a capacidade eletrolítica necessária para repor os sais minerais perdidos pela evacuação. Dentre os sais minerais necessários, encontram-se o sódio, o potássio, o cálcio e o ferro, que podemos obter por meio de uma alimentação balanceada e natural. 16 Fundamentos de citologia e histologia 1.2 Componentes celulares A junção de vários átomos forma as moléculas, a junção de várias moléculas forma as organelas, e a junção de várias organelas forma a célula. Dessa forma, as organelas são estruturas básicas na formação celular e nada mais são do que pequenos órgãos com diferentes funções, que estão presentes no citoplasma. Toda célula é composta por uma membrana plasmática e citoplasma, além das organelas. Assim, veremos a importância de cada uma delas na manutenção e estrutura da célula. A membrana plasmática delimita o meio externo com o meio interno celular, para manter constante o meio intracelular (região interior da célula). Essa membrana pode ser tão fina que, em alguns tipos celulares, não são possíveis de serem observadas em microscópio óptico. Essas estruturas são formadas por bicamadas lipídicas, contendo principalmente os fosfolipídios e moléculas proteicas, as quais são responsáveis pela maioria das funções da membrana. A bicamada lipídica externa da membrana plasmática apresenta estruturas denominadas glicocálice, que são junções de diferentes componentes oligossacarídeos, que possuem funções como barreira à difusão, atividade digestiva de carboidratos e de algumas proteínas e até de proteção da membrana contra danos químicos ou mecânicos que possam vir a ocorrer, além de reconhecimento e adesão celular (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). Principais constituintes da célula 17 Fi gu ra 4 – M od el o es qu em át ic o de u m a cé lu la a ni m al Bananafish/Shutterstock C ito pl as m a N úc le o N uc lé ol o Re tíc ul o en do pl as m át ic o lis o C en tr ío lo C en tro ss om o Li so ss om o M em br an a c elu la r C om pl ex o de G ol gi Ve síc ul a s ec re to ra M ito cô nd ria Ri bo ss om o Re tíc ul o en do pl as m át ic o ru go so Pe ro xi ss om a Es sa c él ul a an im al p os su i m em br an a pl as m át ic a, c ito pl as m a, n úc le o e os d ife re nt es ti po s de o rg an el as . 18 Fundamentos de citologia e histologia A entrada e saída de substância se dá por meio da membrana plasmática. Assim, aquele bife do almoço, degradado pelas enzimas digestivas do estômago, faz com que os aminoácidos entrem e “alimentem” as células. Porém, algumas substâncias, como glicose, galactose e alguns aminoácidos, são grandes em relação aos poros da membrana e não são solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. Assim, existem poros proteicos que auxiliam essa entrada e saída, sendo divididas em bombas, canais e carreadores (veja mais na seção “Ampliando seus conhecimentos”). O citoplasma, também chamado de citosol, é a região entre a membrana plasmática e a carioteca, membrana que reveste o núcleo e protege nosso material genético. Sua composição é rica em água. Sabe-se que temos mais água dentro da célula do que fora dela, a média é de 60% dentro e 40% fora. Além da água, possuímos diferentes macromoléculas, como proteínas, lipídeos e carboidratos que, em conjunto, têm diferentes funções. Assim como nós, as células possuem esqueletos, chamados citoesqueletos. A função de um esqueleto não é sustentação? Pois bem, o citoesqueleto também tem essa função, além de participar na diferenciação celular (que veremos no próximo capítulo) (ALBERTS et al., 2010; JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2005). É também nessa parte celular que se encontram a maioria das organelas que veremos a seguir. Dentre as principais organelas, encontramos mitocôndria, complexo de Golgi, retículo endoplasmático e ribossomos (veja os demais na seção “Ampliando seus conhecimentos”). Falaremos sobre suas estruturas e importância dentro da célula. As mitocôndrias são organelas esféricas ou, mais frequentemente, alongadas. A principal função das mitocôndrias é liberar energia gradualmente das moléculas de ácidos graxos e glicose, provenientes dos alimentos, produzindo calor e moléculas de ATP (adenosina- -trifosfato). A energia armazenada no ATP é usada pelas células para Principais constituintes da célula 19 realizar suas diversas atividades, como movimentação, secreção, divisão mitótica, dentre outros. Figura 5 – Modelo esquemático de uma mitocôndria Ta tia na S he pe le va /S hu tt er st oc k A mitocôndria é a organela responsável por produção de energia no interior da célula. O retículo endoplasmático distingue-se em liso e rugoso. A membrana do retículo endoplasmático rugoso apresenta os ribossomos na sua superfície voltada para o citosol. Os ribossomos são partículas densas aos elétrons e constituídas de ácido ribonucleico (RNA ribossômico ou rRNA) e proteínas. Por essa estrutura membranar apresentar os ribossomos, estes têm a função de síntese proteica, sendo um papel fundamental na célula. São importantes estruturas na transcrição e tradução das proteínas. Sem essas estruturas, a célula não seria capaz de traduzir a leitura do material genético em proteínas, que serão utilizadas por ela. Diferentemente do retículo endoplasmático rugoso, o liso não possui ribossomos acoplados em sua membrana. É responsável por sintetizar lipídeos (gorduras, hormônios etc.) e, com isso, ele se torna presente nas diversas células que mais necessitam de lipídeos, exemplo das glândulas hormonais. 20 Fundamentos de citologia e histologia Figura 6 – Modelo esquemático de retículos endoplasmáticos: rugoso e liso Te fi/ Sh ut te rs to ck Os retículos endoplasmáticos, rugoso e liso, são importantes na síntese de proteínas e lipídeos, respectivamente. Em muitas células, o aparelho de Golgi localiza-se ao lado do núcleo; em outras células, ele se encontra disperso pelo citoplasma. Após a síntese de substâncias realizadas por meio da leitura gênica no núcleo, esse aparelho tem função muito importante na separação e no endereçamento das moléculas sintetizadas. No entanto, essas estruturas não são responsáveis pela produção de substâncias, mas sim apenas pelo armazenamento e eliminação por meio do sistema de secreção. 1.3 Tipos celulares De uma maneira geral, as células podem ser divididas em duas grandes categorias: as células procarióticas e as células eucarióticas. As células procarióticas, representadas basicamente pelas bactérias e cianobactérias, são células, em geral, de menor tamanho e de estruturação relativamente simples. As células eucarióticas são, geralmente, maiores e bem mais complexas, sendo encontradas nos animais, plantas e fungos. O nome eucarioto tem uma raiz grega, a partir de eu (verdadeiro) e karyon (núcleo), ou seja, eucariotos são células que exibem um núcleo celular, compartimento membranoso Principais constituintes da célula 21 onde o seu material genético, o DNA, está presente. Em contraste, os procariotos (pro significa “antes”) não apresentam um núcleo celular, estando seu material genético livre no citoplasma. (RIBEIRO, 2011/2012, p. 9) Na diferença estrutural, a parte da célula chamada de citoplasma é um pouco diferente em eucariontes e procariontes. Em células eucariontes, que têm um núcleo, o citoplasma é tudo aquilo que está entre a membrana plasmática e o envelope nuclear (carioteca). Em procariontes, que não têm núcleo, o citoplasma é simplesmente tudo aquilo que é encontradodentro da membrana plasmática. Nas bactérias, as únicas organelas presentes são os ribossomos; já as eucariontes apresentam todas aquelas citadas no item 1.2. Figura 7 – Diferenças estruturais entre uma célula eucariota e célula procariota, respectivamente. Bl ue Ri ng _E ve /S hu tt er st oc k Ba na na fis h/ Sh ut te rs to ck As células eucariotas são as células animais, células vegetais e células fúngicas. As células procariotas são apenas as bactérias. 22 Fundamentos de citologia e histologia 1.4 A microscopia como método de estudo Sabemos que as células são impossíveis de serem vistas a olho nu. Uma célula do cabelo difere de uma célula do pulmão, assim como a do pulmão difere de uma célula do intestino. As células variam de tamanho. Um exemplo é o tamanho da hemácia, que é cerca de 8 micrômetros (0,008 milímetros). Sendo a cabeça de um alfinete 1 milímetro, podemos concluir que necessitaria de 125 hemácias para chegar ao tamanho da cabeça de um alfinete (GOODSELL, 2009). Para conhecer as hemácias, por exemplo, a utilização de um equipamento de grande aumento pode nos ajudar a vê-las. Estamos, então, falando do microscópio. Figura 8 – Modelo esquemático de um microscópio de luz utilizado em diferentes laboratórios Se ve nt yF ou r/ Sh ut te rs to ck Para a observação de pequenas estruturas, como as células, faz-se necessário a utilização do microscópio ótico. A maioria dos microscópios nas instituições de ensino são denominados de microscópio ótico comum ou microscópio de luz. Porém, existem outros tipos de microscópios, sendo muito deles mais potentes, pois chegam a aumentar 10.000 vezes mais do que o microscópio ótico comum (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). Principais constituintes da célula 23 O que difere o microscópio comum de um mais potente é a capacidade de aumento e sua resolução. A resolução é a capacidade de distinguir dois pontos próximos. A resolução máxima de nossos olhos fica em torno de 200 μm (0,2 mm), o que quer dizer que dois pontos separados por uma distância menor que esta são observados como um único ponto. A resolução é definida pela objetiva, sendo que cada uma apresenta resolução específica. Os demais elementos óticos do microscópio são importantes e podem até atuar corrigindo ou modificando o padrão da luz, mas, de fato, servem mesmo para ampliar e manter a qualidade da imagem gerada pelas objetivas. Um outro elemento importante para conhecermos é o botão onde encontram-se o micrômetro e macrômetro. Esses dois botões em um são necessários para a resolução do microscópio, trazendo clareza e melhorando a imagem a ser analisada. Sem a modernização desses aparelhos, não seria possível ter os diferentes conhecimentos apresentados neste capítulo. Considerações finais O principal objetivo deste capítulo foi oferecer uma introdução ao estudo da estrutura celular e apresentar nomenclaturas dos diferentes componentes da célula, além de conhecer as diferentes técnicas de análise celular, por meio de equipamentos como o microscópio. Isso é muito importante para se compreender os modernos conceitos de biologia celular e para, em um futuro próximo, conhecer as estruturas que as células formam quando estão unidas. 24 Fundamentos de citologia e histologia Ampliando seus conhecimentos • BIOLOGIA Sem limites. A vida interna da célula (Com legenda). 13 abr. 2013. Disponível em: https://www.youtube. com/watch?v=qW9_Sq2vSPc. Acesso em: 3 maio 2019. A vida interna da célula trata-se de um vídeo didático sobre as interações entre as organelas! • GUIA do estudante. Biologia: fisiologia celular – mecanismo de transporte celular. 16 maio 2017. Disponível em: https:// guiadoestudante.abril.com.br/estudo/biologia-fisiologia-celular- mecanismos-de-transporte-celular/. Acesso em: 3 maio 2019. Essa matéria trata das diferentes formas de interação entre o meio interno com o meio externo da célula. • PONTO em comum. Quem inventou o microscópio? Ep. 78. 8 jan. 2017. Disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=_M74mBV-nl0. Acesso em: 3 maio 2019. Vídeo Quem inventou o microscópio? O microscópio revolucionou toda uma ciência. Entenda como foi a história por trás de sua invenção! Atividades 1. As células apresentam diferentes morfologias, sendo classificadas, a princípio, como procarióticas e eucarióticas. Quais as diferenças entre esses tipos celulares? 2. Especializações de membrana são regiões de localização definidas na membrana plasmática, onde o citoesqueleto e outras proteínas interagem de forma a permitir uma forma e Principais constituintes da célula 25 funções específicas. Explique o conceito de permeabilidade seletiva da membrana. 3. Para o conhecimento da biologia celular, faz-se necessária a utilização de microscópio. Esse equipamento difere de acordo com seu grau de resolução e magnificação da imagem. De acordo com as diferentes partes, qual a função do botão macrométrico e do micrométrico? Referências ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; WALTER, P. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. CARVALHO, H. F.; COLLARES-BUZATO, C. B. Células: uma abordagem multidisciplinar. São Paulo: Manole, 2005. COOPER, G. M.; HAUSMAN, R. E. A Célula. Uma abordagem molecular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. GOODSELL, D. S.; The Machinery of Life. Springer Science + Businesses Media, 2009. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2005. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. OPENSTAX CNX. Eucariotyc cells. Disponível em: https://cnx.org/contents/ GFy_h8cu@9.85:FPF-phhT@13/Eukaryotic-Cells. Acesso em: 20 abr. 2019. RIBEIRO, A. F. Biologia celular. São Paulo: USP, 2011/2012. Disponível em: https://midia.atp.usp.br/impressos/redefor/EnsinoBiologia/ BioCel_2011_2012/BioCel_v2_01.pdf. Acesso em: 21 abr. 2019. 2 Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação Um indivíduo adulto é formado por cerca de 10 trilhões de células (1013 células). Podemos observar que a estrutura de um dente é mais rígida do que a estrutura capilar, porém ambos são formados por células. Assim, é possível afirmar que existem diferentes tipos celulares presentes em um ser humano. Após a interação do óvulo, vindo da mãe, com o espermatozoide, vindo do pai, forma-se o zigoto, o qual passará por inúmeros processos de diferenciação celular que darão origem a diferentes tipos de tecidos (junção de células) e, consequentemente, diferentes tipos de órgãos e estruturas na formação do corpo. Neste capítulo, abordaremos esses processos, tanto da formação celular como da sua morte, quando necessária. 2.1 Mitose e meiose A capacidade de se reproduzir é uma propriedade fundamental da célula. Todas as células são derivadas de uma só, denominada zigoto. Este é a junção do gameta masculino ao gameta feminino. É por meio da divisão celular que os organismos crescem e se reproduzem. Nas células eucarióticas, a produção de novas células ocorre como resultado de mitose e meiose. Esses dois processos de divisão nuclear são semelhantes, mas distintos. Ambos os processos envolvem a divisão de uma célula diploide ou uma célula contendo dois conjuntos de cromossomos (ARAUJO et al., 2016). Mitose é um processo de divisão nuclear em células eucarióticas que ocorre quando uma célula mãe se divide para produzir duas células filhas idênticas. Para que isso ocorra, a célula mãe passa por uma série 28 Fundamentos de citologia e histologia ordenada de eventos chamada ciclo celular. O ciclo celular mitótico é iniciado pela presença de certos fatores de crescimento ou outros sinais que indicam que a produção de novas células é necessária, por exemplo, a reposição da pele após descamação devido a prolongado tempo exposto ao sol. As células somáticas do corpo replicam-se por mitose. Exemplos de células somáticas incluem células adiposas (de gordura), célulassanguíneas, células da pele ou qualquer célula do corpo que não seja uma célula sexual. A mitose é necessária para substituir células mortas, células danificadas ou células com vida curta. Dessa forma, este processo faz parte constantemente da manutenção celular de um indivíduo vivo. (PAWELETZ, 2001; JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). Apesar de dividirmos a mitose em uma série de etapas, na verdade, trata-se de um processo contínuo, mas, para um melhor entendimento, essas etapas foram divididas e cada uma tem sua especificidade, o que veremos a seguir. Figura 1 – Modelo esquemático das etapas do processo de mitose A mitose é um processo de divisão celular contínuo, que acontece na maioria das células do nosso corpo, em que uma célula dá origem a duas outras células. D es ig nu a/ Sh ut te rs to ck Célula-mãe Duas células-filhas Divisão celular A mitose consiste em quatro fases básicas: prófase, metáfase, anáfase, telófase. Porém, existe uma etapa denominada interfase, que Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 29 não estritamente é um estágio da mitose, mas antecede a etapa da prófase. É um período em que a célula se prepara para se dividir, crescer, armazenar energia, replicar organelas e o DNA. No estágio da prófase, a célula começa a quebrar algumas estruturas e a formar outras. Os cromossomos condensam, ficando mais prático para sua posterior divisão. Os cromossomos assumem sua forma clássica de “X” – duas cromátides irmãs unidas no centro do centrômero. Outro evento importante é o envelope nuclear que se desfaz: o centríolo se divide em duas partes e cada uma vai até um polo oposto da célula para iniciar o fuso mitótico. Essa fase pode ser observada ao microscópio de luz (SCITABLE, 2019). Figura 2 – Representação da etapa de prófase Ac hi ic hi ii/ Sh ut te rs to ck Estágio inicial da mitose, quando ocorre a duplicação dos cromossomos. O estágio de metáfase é fácil de identificar, pois é caracterizada pelos cromossomos alinhados, em fila única, ao longo do meio da célula. Nesse ponto, cada cromossomo fica preso ao fuso no seu centrômero. 30 Fundamentos de citologia e histologia Figura 3 – Representação da etapa de metáfase Ac hi ic hi ii/ Sh ut te rs to ck Nesta fase, os cromossomos atingem o máximo em espiralização, encurtam e se localizam na região equatorial da célula. No estágio da anáfase é possível observar os cromossomos divididos pelo centrômero, separando as cromátides irmãs nos polos opostos da célula. Acontece que cada cromátide se torna um cromossomo individual – idêntico ao cromossomo original. Com a ajuda das fibras do fuso mitótico, cada cromátide é puxada pelo centrômero, fazendo com que as cromátides se pareçam com a letra V (CARVALHO et al., 2005; JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). Esse estágio é facilmente reconhecível por meio do microscópio ótico. Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 31 Figura 4 – Representação da etapa de anáfase Ac hi ic hi ii/ Sh ut te rs to ck Conhecida como fase de deslocamento, em que cada parte dos cromossomos- -irmãos é puxada para os polos opostos. A telófase é o estágio final e simples de reconhecer, pois você verá dois núcleos começando a se formar na telófase inicial e, na telófase tardia, você não poderá mais ver os cromossomos, apenas dois núcleos completos nas extremidades opostas da célula. A divisão do citoplasma para formar duas células novas é denominada citocinese. Esse processo só iniciará de acordo com cada tipo celular, podendo começar tanto na anáfase quanto na telófase e terminar logo depois da telófase. 32 Fundamentos de citologia e histologia Figura 5 – Representação da etapa de telófase Ac hi ic hi ii/ Sh ut te rs to ck A telófase é a última fase da mitose, na qual observa-se a descondensação dos cromossomos e a reorganização da carioteca. Meiose é o processo pelo qual os gametas (células sexuais) são gerados em organismos que se reproduzem sexualmente. Novas combinações de genes são introduzidas em uma população por meio da recombinação genética que ocorre durante a meiose. Assim, diferentemente das duas células geneticamente idênticas produzidas na mitose, o ciclo celular meiótico produz quatro células geneticamente diferentes. Em vários aspectos, a meiose é muito semelhante à mitose. A célula passa por etapas similares para organizar e separar o material genético, por meio dos cromossomos (OPENSTAX CNX, 2019). Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 33 Figura 6 – Modelo esquemático das etapas do processo de meiose A meiose é um processo de divisão celular formado por duas etapas. A partir de uma única célula, ocorre a formação de quatro células haploides. D es ig nu a/ Sh ut te rS to ck Nos seres humanos, a meiose é o processo de divisão celular que produz gametas (os gametas humanos contêm 23 cromossomos). Isso garante que na fertilização o número de cromossomos encontrados nas células normais do corpo, o número diploide, ou seja, 23 pares de cromossomos, seja restaurado. “Podemos dividir a meiose em duas etapas: divisão I e divisão II. Cada uma das duas etapas é dividida em quatro fases. Na meiose I, temos a prófase I, metáfase I, anáfase I e telófase I, além da citocinese. Já na meiose II, temos a prófase II, metáfase II, anáfase II e telófase II” (ALBERTS et al., 2010). Meiose é um processo muito técnico, por esse motivo é importante pontuar de uma forma mais simples os principais pontos de cada etapa: Prófase I, ocorre a condensação dos cromossomos e o cruzamento. Metáfase I, os cromossomos homólogos emparelham e se alinham no meio da célula. Anáfase I, os cromossomos homólogos se separaram. Na telófase I, ocorre a reforma do envelope nuclear. Ocorre a Citocinese I. Inicia-se a prófase II, em que os centríolos se 34 Fundamentos de citologia e histologia dividem e se movem para polos opostos. Metáfase II, os cromossomos se ligam às fibras do fuso e se alinham ao longo da linha central. Anáfase II, as cromátides irmãs se separam no centrômero e migram para polos opostos. Por último, ocorre a telófase II, em que há a reforma dos núcleos e os cromossomos desenrolam. Todo esse processo é essencial para a formação de espermatozoide (gameta masculino) e do óvulo (gameta feminino), para que, após a fecundação, ocorra a formação de um embrião, que dará origem a um novo indivíduo. 2.2 Diferenciação celular: células-tronco A junção de dois átomos ou mais forma as moléculas e a junção de várias moléculas forma as organelas. Um conjunto de organelas forma as células, que, quando interligadas, formam os tecidos. Um tecido que compõe o intestino é diferente de um tecido do rim, e isso se dá devido à diferenciação celular. Nesta etapa, veremos esse processo a partir das células-tronco. Diferenciação celular é o processo em que todas as células vivas passam a se especializar em uma determinada função. No entanto, ainda é pouco conhecido o comando responsável que essas células seguem para determinar sua especificidade, assim como não se sabe ao certo como elas compreendem o seu destino e função dentro do organismo. Muitos trabalhos têm sido desenvolvidos para responder a tais indagações (SAKAKI-YUMOTO et al., 2012; ZAKRZEWSKI et al., 2019; GOODELL, 2015). Porém, sabe-se que a caracterização de cada célula acontece durante o crescimento do embrião para formação dos tecidos sanguíneo, muscular, nervoso, adiposo e ósseo. Sabe-se também que a diferenciação é um processo irreversível. Uma vez que uma célula é diferenciada para formar o fígado, ela passará somente a dar origem às células hepáticas. Uma célula do fígado não pode se diferenciar em célula do rim, por exemplo. Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 35 Figura 7 – Tipos celulares formados a partir das células-tronco Células nervosas Células cardíacas Células hepáticas Células intestinaisCélulas sanguíneas Células musculares Células-troncoAs células-tronco dão origem a diferentes tipos celulares, como as células musculares, que formam os músculos; as células sanguíneas, que formam o sangue; as células hepáticas, que formam o fígado; as células cardíacas, que formam o coração, dentre outros. Bl ue Ri ng M ed ia /S hu tt er st oc k Após a fecundação do espermatozoide no óvulo, forma-se o zigoto. Essa célula única passa por diversas transformações até 36 Fundamentos de citologia e histologia formar um indivíduo multicelular. Cada tipo de célula diferenciada tem um padrão de expressão gênica que ela mantém estável. Os genes expressos nessas células têm especificidade proteica e genes funcionais necessários para cada tipo em particular, o que confere às células uma estrutura e função correta para executarem sua tarefa. Células-tronco são células que têm a capacidade de autorreplicação, podendo se duplicar ou diferenciar-se em outros tipos celulares. Há três principais tipos de células-tronco: as embrionárias, encontradas no cordão umbilical; as adultas, presentes na medula óssea (ambas são de fontes naturais); e a terceira é induzida em laboratório desde o ano de 2007, sendo até hoje estudada (IPCT). As células-tronco embrionárias encontram-se apenas no desenvolvimento do embrião e têm a capacidade de se diferenciar em qualquer tipo de célula adulta. As células-tronco adultas são menos versáteis, pois têm pouca capacidade de diferenciação. Elas são encontradas, principalmente, na medula óssea e no sangue do cordão umbilical. Interessante é que cada órgão possui um pouco de células-tronco adultas, para que, ao longo da vida, elas possam se dividir para gerar novas células. Isso é importante para a regeneração celular. As células-tronco de laboratórios são células induzidas, porém obtidas de um indivíduo adulto ou embrionário. Essa conduta é importante para estudos e para entendermos melhor os diferentes mecanismos de diferenciação celular, como também para entendermos certas doenças. 2.3 Morte celular Assim como possuímos mecanismos de replicar e sintetizar, temos mecanismos para degradar e eliminar. Imagine você se alimentar por 15 dias e nesses dias você não eliminar, por meio das fezes, o que consumiu. O que você sentiria? Com certeza, ficaria enfezado. Até a palavra demostra que você está “em fezes”, ou seja, cheio de excremento nada necessário para o organismo. Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 37 Agora pense você, após dias de praia, sua pele bronzeada, cheia daquelas células queimadas devido à exposição excessiva ao sol. E se, ao invés de descascar, você continuasse a produzir novas células e estas se sobrepusessem às células “queimadas”? Nossa pele ficaria uma camada grossa, certo? Pois bem, a morte dessas células não é ruim assim, pois elas darão espaços a novas células, para reconstituição da pele. Figura 8 – Morte celular por meio da apoptose Senescência em processo, da primeira célula em divisão até a apoptose. Célula saudável se dividirá de acordo com sua leitura genética Célula com alteração gênica Apoptose Célula normal A morte celular programada, denominada apoptose, se dá para manutenção dos tecidos e organização das funções celulares. Assim como há programação para diferenciação e produção celular, há também para a morte das células. O processo de morte celular programada, ou apoptose, é geralmente marcado por características morfológicas distintas e mecanismos bioquímicos dependentes de energia. A apoptose é considerada um componente vital de vários 38 Fundamentos de citologia e histologia processos, incluindo renovação celular normal, desenvolvimento e funcionamento adequados do sistema imunológico, atrofia dependente de hormônios, desenvolvimento embrionário e morte celular induzida por produtos químicos. A apoptose inapropriada, ou seja, sem sua devida função, é um fator em muitas condições humanas, incluindo doenças neurodegenerativas, distúrbios autoimunes e muitos tipos de câncer. A capacidade de modular a vida ou a morte de uma célula é reconhecida pelo seu imenso potencial terapêutico (SUSIN et al., 2000; ALBERTS et al., 2010). Muitos dos genes que controlam os processos de morte e englobam a morte celular programada foram identificados, e os mecanismos moleculares subjacentes a esses processos têm se mostrado evolutivamente conservados (METZSTEIN et al., 1998). Até recentemente, a apoptose tem sido considerada um processo irreversível, com ativação de substâncias que comprometem uma célula até a morte, bem como os genes de englobamento servindo ao propósito de remoção de células mortas, processos necessários para manutenção celular. Considerações finais Para uma eficiência celular, assim como uma interação saudável das diferentes células do organismo, deve-se sempre haver homeostasia, ou seja, a capacidade da célula e/ou organismo de manter-se em equilíbrio. Portanto, a necessidade de pesquisa científica continua a se concentrar na elucidação e análise da maquinaria do ciclo celular como divisão celular, diferenciação e morte celular, e até mesmo a sinalização entre as células. Caso ocorra algum distúrbio nesses processos, algumas doenças podem surgir. Portanto, quando tratamos de uma célula em particular, temos que ter a consciência da sua importância em um todo. Como sabemos, a junção de várias células forma um tecido, no qual se origina um tipo de órgão. Assim, um órgão saudável se dá por células saudáveis. Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 39 Ampliando seus conhecimentos • IPCT – Instituto de Pesquisa com Células-tronco. O que são células-tronco. 16 ago. 2016. Disponível em: https://youtu.be/ Eg_sVkz1G24. Acesso em: 10 maio 2019. Neste vídeo, você terá a capacidade de diferenciar as células- -tronco embrionárias das adultas. O interessante é que as células embrionárias estão sendo utilizadas, em pesquisas, para entendimento de algumas doenças, com o intuito de se encontrar a cura. • KYRK, J. Mitosis. 2018. Disponível em: http://www.johnkyrk. com/mitosis.html. Acesso em: 10 maio 2019. Esta é uma excelente animação que mostra os estágios da mitose, um dos processos biológicos mais importantes. Nesse vídeo, você verá passo a passo as etapas do processo de divisão celular que ocorre na maioria de nossas células. • USP. Gametogênese e fecundação. Disponível em: https:// edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3320526/mod_resource/ c o nt e nt / 2 / Au l a % 2 0 6 % 2 0 G a m e t o g ê n e s e % 2 0 e % 2 0 fecundação%20ZOO%202016.pdf. Acesso em: 10 maio 2019. Material sobre a formação dos gametas femininos e masculinos, por meio da meiose. O processo de meiose é mais complexo e separado em duas grandes etapas. Assim, esse material auxiliará em uma melhor compreensão em cada etapa de cada estágio desse processo. 40 Fundamentos de citologia e histologia • IPCT – Instituto de Pesquisa com Células-tronco. Células- -tronco. Disponível em: http://celulastroncors.org.br/celulas- tronco-2/. Acesso em: 10 maio 2019. Neste material sobre as células-tronco você poderá verificar a necessidade de alguns estudos científicos com esse tipo celular para a cura ou o tratamento de algumas doenças. Atividades 1. Existem dois tipos de divisão celular: a mitose e a meiose. Sem a mitose, morreríamos rapidamente, pois cerca de 2 bilhões de células por dia morrem e são substituídas por meio da divisão mitótica, no fenômeno da regeneração celular. Cite alguns exemplos do cotidiano que demostram a presença desse processo de regeneração celular. 2. O sangue é outro tecido em que a reprodução celular é importantíssima, pois as células sanguíneas de todos os tipos morrem e são continuamente substituídas por verdadeiras “linhas de produção”, localizadas na medula dos ossos. Como ocorre o processo de formação da hemácia, um tipo de célula sanguínea? 3. Como ocorre a perda da cauda de um girino, quando ele passa da vida aquática para a vida terrestre?Que mecanismo celular ocorre? Divisão de trabalho entre as células e sua diferenciação 41 Referências ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; WALTER, P. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. ARAUJO, A. R.; GELENS, L.; SHERIFF, R. S.; SANTOS, S. D. Positive Feedback keeps duration of mitosis temporally insulated from upstream cell-cycle events. Molecular Cell, v. 64, n. 2, p. 362-375, 2016. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/27768873. Acesso em: 10 maio 2019. CARVALHO, H. F.; COLLARES-BUZATO, C. B. Células: uma abordagem multidisciplinar. São Paulo: Manole, 2005. COOPER, G. M.; HAUSMAN, R. E. A célula: uma abordagem molecular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. GOODELL, M. A.; NGUYEN, H.; SHROYER, N. Somatic stem cell heterogeneity: diversity in the blood, skin and intestinal stem cell compartments. Molecular Cell Biology, v. 16, n. 5, p. 299-309, 2015. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25907613. Acesso em: 10 maio 2019. IPCT – Instituto de Pesquisa com Células-tronco. Células-tronco. Disponível em: http://celulastroncors.org.br/celulas-tronco-2/. Acesso em: 1 maio 2019. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. LENORMAND, T.; ENGELSTÄDTER, J.; JOHNSTON, S. E.; WIJNKER, E.; HAAG, C. R. Evolutionary mysteries in meiosis. Philosophical Transactions of the Royal Society, n. 371, 2016. Disponível em: https://royalsocietypublishing. org/doi/full/10.1098/rstb.2016.0001. Acesso em: 10 maio 2019. METZSTEIN, M. M.; STANFIELD G. M.; HORVITZ, H. R. Genetics of programmed cell death in C. elegans: past, present and future. Trends Genet., v. 14, n. 10, p. 410-416, 1998. OPENSTAX CNX. The process of meiosis. Disponível em: https://cnx.org/ contents/GFy_h8cu@9.87:GYZS3DDP@8/The-Process-of-Meiosis. Acesso em: 10 maio 2019. PAWELETZ, N. Walther Flemming: pioneer of mitosis research. Nature Reviews Molecular Cell Biology, n. 2, p. 72-75, 2001. Disponível em: https:// www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11413469. Acesso em: 10 maio 2019. PIERCE, B. Genetics: a conceptual approach. New York: W.H. Freeman, 2005. 42 Fundamentos de citologia e histologia SAKAKI-YUMOTO, M.; KATSUNO, Y.; DERYNCK, R. TGF-β family signaling in stem cells. Biochimica et Biophysica Acta, v. 1830, n. 2, p. 2.280-2.296, 2012. Disponível em: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/ pubmed/22959078. Acesso em: 10 maio 2019. SCITABLE. Prophase. Disponível em: https://www.nature.com/scitable/ definition/prophase-189. Acesso em: 10 maio 2019. SCITABLE. Metaphase. Disponível em: https://www.nature.com/scitable/ definition/metaphase-249. Acesso em: 10 maio 2019. SUSIN, S. A. et al. Two distinct pathways leading to nuclear apoptosis. J Exp Med., v. 192, n. 4, p. 571-580, 2000. ZAKRZEWSKI, W.; DOBRZYŃSKI, M.; SZYMONOWICZ, M.; RYBAK, Z. Stem cells: past, present, and future. Stem Cell Research & Therapy, v. 10, n. 1, 68 p, 2019. Disponível em: https://stemcellres.biomedcentral.com/ articles/10.1186/s13287-019-1165-5. Acesso em: 10 maio 2019. 3 Nutrição e respiração celular A sobrevivência dos habitantes na Terra se torna possível devido a três elementos: o ar que respiram, os alimentos que os nutrem e a água que os hidrata. Como visto nos capítulos anteriores, todo ser vivo é constituído de células, e essas estruturas básicas necessitam desses três elementos. Pode-se dizer que esses elementos seriam a trindade da sobrevivência celular, pois, sem um deles, ocorre a morte da célula. Se houver ar e alimento, mas faltar água, ocorre morte celular. Se houver água e ar, mas faltar alimento, principalmente as três biomoléculas – carboidratos, proteínas e lipídios –, ocorre morte celular. Assim, neste capítulo, conheceremos os mecanismos de digestão celular. 3.1 Sistema de englobamento de moléculas para nutrição celular Você foi ao restaurante de sua cidade, comeu o prato do dia, tomou um suco de sua preferência. Nesse processo, os seus dentes começaram a triturar os alimentos, sua saliva a umidificá-los, e algumas enzimas presentes em sua boca começaram a degradar os macronutrientes dos alimentos em micronutrientes. Esse bolo alimentar formado na boca chega ao estômago, seu suco gástrico digere ainda mais esses alimentos, formando o quimo, que é, então, encaminhado para o intestino. Esse órgão será responsável pelo término da digestão, por meio da liberação de diferentes enzimas, além da absorção e eliminação dos componentes não necessários ao organismo (SILVERTHORN, 2017). As células, individualmente, podem obter esses macro e micronutrientes por diferentes mecanismos, como também podem produzir algumas moléculas Quimo: produto parcial da digestão do bolo alimentar que passa do estômago para o duodeno 44 Fundamentos de citologia e histologia para sua própria utilização. Assim, começaremos a conhecer as formas como cada célula obtém o nutriente do alimento consumido. As moléculas podem ser transportadas para o interior da célula por meio da membrana plasmática. Algumas substâncias, como a glicose e alguns aminoácidos, são grandes em relação aos poros da membrana e não são solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. Dessa forma, os poros proteicos provêm passagens seletivas para íons e outras moléculas por meio da membrana. Há três tipos básicos de moléculas proteicas envolvidas com a permeabilidade da membrana: canais, carreadores e bombas. Os canais são poros íon-específicos que tipicamente se abrem e fecham de forma transitória e regulada. Podem ser regulados por voltagem, por ligante ou mecanicamente. Os carreadores são proteínas similares a enzimas, capazes de mudar de conformação para transferir moléculas de um lado a outro na membrana. As bombas são enzimas que utilizam energia de ATP, luz ou outras fontes para mover íons e criar gradientes de concentração por meio da membrana. Figura 1 – Estruturas de moléculas proteicas envolvidas com a per- meabilidade da membrana plasmática sc ie nc ep ic s/ Sh ut te rs to ck Todas são transmembrânicas, ou seja, ultrapassam a bicamada lipídica membranar. Nutrição e respiração celular 45 Dessa forma, podemos dividir o transporte de membrana em transporte ativo e transporte passivo. Figura 2 – Tipos de transporte através da membrana Transporte através da membrana Transporte PassivoTransporte Ativo Difusão Osmose Fonte: Elaborada pela autora. O transporte passivo pode ocorrer em dois processos: difusão e osmose. A difusão pode ser dividida em difusão simples e difusão facilitada. A difusão simples utiliza os poros da membrana plasmática. Nesse processo, não há consumo de energia, ocorre a favor do gradiente. Na difusão facilitada, substâncias grandes passam através da matriz por transporte passivo, contando, para isso, com o trabalho de proteínas carreadoras (BERNE et al., 2004). Quando duas concentrações distintas estão separadas por uma membrana impermeável ao soluto e permeável ao solvente, ocorre a passagem do solvente da menor para a maior concentração. Quando isso ocorre, denominamos osmose. O transporte ativo é a passagem de uma substância de um meio menos concentrado para um meio mais concentrado (contra o gradiente), que ocorre com gasto de energia. Exemplo disso é a bomba sódio e potássio, função celular necessária em todos os tipos celulares (ALBERTS et al., 2010). Todos esses transportes são para pequenas moléculas. Para grandes moléculas, o mecanismo é denominado endocitose. A endocitose é dividida em endocitose mediada, fagocitose 46 Fundamentos de citologia e histologia e pinocitose. A primeira tem a função mediada por uma ação proteica; a fagocitose engloba componentes sólidos; e, por fim, a pinocitose engloba componentes líquidos. A fagocitose é muito utilizada por células imunológicas, por exemplo. Para que esse mecanismo ocorra, a membrana plasmática forma pseudópodes (falsos pés) em volta do componente a serenglobado e os transporta para o interior da célula. O componente fica envolto a uma camada da membrana plasmática, como se estivesse dentro de um vacúolo. Com a ajuda dos lisossomos – que são enzimas digestivas –, é feita a degradação desse componente e, assim, as pequenas partículas podem ser utilizadas pelas células. A pinocitose é a invaginação por meio de componentes líquidos. Nesse momento se forma um vacúolo no citoplasma, que é lizado para que o componente líquido seja utilizado pela célula. Figura 3 – Processos de endocitose, fagocitose e exocitose So le il N or di c/ Sh ut te rs to ck Esses processos são formas de transporte no qual uma célula carrega moléculas para dentro da célula – endocitose – e para fora da célula – exocitose. As substâncias que não são necessárias, advindas dos alimentos que você consumiu no restaurante, serão eliminadas por meio das fezes. As células também possuem uma forma de eliminação dos componentes que não são necessários. A esse processo se dá o Nutrição e respiração celular 47 nome de clasmocitose. Assim, todos os componentes e substâncias que não serão utilizados ou que são tóxicos para a células serão eliminados por meio da membrana plasmática para o exterior da célula (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). Figura 4 – Transporte de membrana por meio da exocitose Al do na G ris ke vi ci en e/ Sh ut te rs to ck Na exocitose, a célula libera as biomoléculas produzidas para o meio extracelular ou clasmocitose (secreção de componentes desnecessários ou toxinas para fora da célula). As células também produzem algumas macromoléculas, como as proteínas e lipídios. Após a tradução do gene presente no DNA, essas substâncias podem ser sintetizadas pelo retículo endoplasmático. Esse é formado por um conjunto de sacos achatados (cisternas), túbulos e vesículas esféricas, e é dividido em retículo endoplasmático liso, que sintetiza e transporta lipídios, principalmente, e em retículo endoplasmático rugoso, que é responsável pela síntese e transporte de proteínas (ALBERTS et al., 2010). Após a síntese dessas biomoléculas, elas são transportadas até o complexo de Golgi e serão armazenadas até o momento de serem secretadas, quando necessárias. As moléculas podem ser secretadas para o interior das células, para participar de alguma via metabólica celular, ou serem secretadas para o exterior da célula por meio da exocitose. 3.2 Trocas gasosas “Inspira e expira, inspira e expira, inspira e expira”. No consultório, ao colocar o estetoscópio na parte torácica, o médico, às vezes, pede para inspirar e expirar o ar, ou seja, obter o ar e depois eliminá-lo. 48 Fundamentos de citologia e histologia Quando inspiramos obtemos o oxigênio (O2) e quando expiramos eliminamos o gás carbônico (CO2). Essa troca se dá por meio de um mecanismo denominado hematose. A hematose é um mecanismo de trocas gasosas que ocorre nos alvéolos pulmonares; é um processo fundamental para garantir a entrada de oxigênio e a saída de gás carbônico, proporcionando, assim, a oxigenação de todas as células e realizando o processo de respiração celular. Figura 5 – Modelo 3D do sistema respiratório em um raio-x Bl ue Ri ng M ed ia /S hu tt er st oc k Traqueia Brônquios Coração Alvéolos Diafragma O sistema respiratório inicia pelas fossas nasais e termina nos alvéolos pulmonares, onde ocorrem as trocas gasosas. O diafragma é um órgão que auxilia no processo respiratório, tanto na inspiração como na expiração. 3.2.1 Transporte de oxigênio O oxigênio é pouco solúvel no plasma, então, menos de 2% dele é transportado dissolvido no plasma. A maioria do oxigênio está ligada à hemoglobina, uma proteína contida nos glóbulos vermelhos. A hemoglobina é composta por quatro estruturas de anéis contendo ferro (hemes) quimicamente ligadas a uma proteína grande (globina). Cada átomo de ferro pode se ligar e liberar uma molécula de oxigênio. Hemoglobina suficiente está presente no sangue Nutrição e respiração celular 49 humano normal para permitir o transporte de cerca de 0,2 mililitros de oxigênio por mililitro de sangue (CUTRIM et al., 2019). Nem todo o oxigênio transportado no sangue é transferido para as células do tecido. A quantidade de oxigênio extraído pelas células depende da sua taxa de gasto energético. Em repouso, o sangue venoso que retorna aos pulmões ainda contém de 70 a 75% do oxigênio presente no sangue arterial; essa reserva está disponível para atender a crescentes demandas de oxigênio (NEOK). Durante o exercício extremo, a quantidade de oxigênio restante no sangue venoso diminui para 10 a 25%, em média. Na parte mais íngreme da curva de dissociação de oxigênio, um declínio relativamente pequeno na pressão parcial de oxigênio no sangue está associado a uma liberação relativamente grande de oxigênio ligado. Ou seja, há mais oxigênio nos tecidos do que ligado à hemoglobina, na corrente sanguínea. 3.2.2 Transporte de dióxido de carbono Esse transporte é consideravelmente mais complexo. Uma pequena porção de dióxido de carbono (CO2), cerca de 5%, permanece inalterada e é transportada dissolvida no sangue. O restante é encontrado em combinações químicas reversíveis. Cerca de 88% do CO2 no sangue está na forma de íon bicarbonato. Quando o CO2 entra no sangue, ele se combina com a água para formar ácido carbônico (H2CO3), um ácido relativamente fraco, An dr ea D an ti/ Sh ut te rs to ck Os alvéolos pulmonares são ricos em vasos sanguíneos, pois são eles que farão as trocas gasosas. Assim, a seta em vermelho representa a entrada de oxigênio, advindo da inspiração. A seta em azul mostra a saída do gás carbônico, que será eliminado através da expiração. Figura 6 – Alvéolos pulmonares e a troca gasosa 50 Fundamentos de citologia e histologia que se dissocia em íons de hidrogênio (H+) e íons de bicarbonato (HCO3-). A acidez do sangue é minimamente afetada pelos íons de hidrogênio liberados, porque as proteínas do sangue, especialmente a hemoglobina, são agentes tamponantes efetivos. A capacidade do sangue de transportar CO2 como bicarbonato é aumentada por um sistema de transporte de íons dentro da membrana das hemácias, que simultaneamente move um íon de bicarbonato para fora da célula e para o plasma em troca de um íon cloreto. A troca simultânea desses dois íons, conhecida como o deslocamento do cloreto, permite que o plasma seja usado como um local de armazenamento para o bicarbonato, sem alterar a carga elétrica do plasma ou do glóbulo vermelho. Assim, ocorre a liberação do gás carbônico, um componente tóxico ao organismo (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012; BERNE et al., 2004). A liberação do gás carbônico, advindo da produção celular, e a obtenção de oxigênio, por meio da via respiratória, faz com que ocorra a manutenção da respiração celular, favorecendo a produção de energia pelas células, em diferentes tecidos. Considerações finais A vida e a manutenção celular só são eficazes se os três elementos básicos estiverem presentes. Caso contrário, a morte será o resultado dessa ineficiência. Entre o nascer e o morrer de uma célula, o equilíbrio entre a alimentação, respiração e hidratação é essencial. Uma célula bem nutrida, oxigenada e hidratada faz com que todo o tecido seja eficiente, e um tecido eficiente proporciona um órgão capaz de realizar suas funções. Assim, o cuidado da célula é essencial na manutenção de vida de cada indivíduo. Nutrição e respiração celular 51 Ampliando seus conhecimentos • BENAION, D. Endocitose: Fagocitose e pinocitose. 28 abr. 2011. Disponível em: http://bioarquivos.blogspot.com/2011/04/ endocitose-fagocitose-e-pinocitose.html. Acesso em: 24 abr. 2019. Nestes vídeos didáticos sobre fagocitose e pinocitose, você poderá visualizar de uma forma dinâmica o processo de endocitose que acontece nas células. • BRASIL ESCOLA. Transporte ativo e passivo. 17 jan. 2018. Disponível em: https://www.youtube.com/ watch?v=EIr2JzS4IyA&t=412s.Acesso em: 24 maio 2019. Neste vídeo, aprenderemos a diferença entre transporte ativo e transporte passivo e seremos capazes de entender como algumas substâncias entram e saem das células. Atividades 1. Quais tipos de endocitose a célula é capaz de fazer? Explique as características de cada uma. 2. Os rins têm a função de filtração sanguínea, eliminando o que não é necessário para o organismo e reaproveitando componentes que serão úteis. Como procede uma célula renal ao exercer a função de eliminação? 3. O oxigênio é o principal componente utilizado pelos tecidos para obtenção de energia. A sua disponibilidade adequada no ar inspirado, associada à preservação da relação entre ventilação e perfusão pulmonar, são os determinantes primordiais para o aporte desse gás ao sangue. Em um paciente anêmico, quais deficiências poderiam ocorrer nesse processo e quais consequências? 52 Fundamentos de citologia e histologia Referências ALBERTS, B.; JOHNSON, A.; WALTER, P. Biologia molecular da célula. 5. ed. Porto Alegre: Artmed, 2010. BERNE, R. M.; LEVY, M. N.; KOLPPEN, B. M.; STANTON, B. A. Fisiologia. 5. ed. São Paulo: Elsevier, 2004. COOPER, G. M.; HAUSMAN, R. E. A célula: uma abordagem molecular. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2007. CUTRIM, A. L. C. et al. Inspiratory muscle training improves autonomic modulation and exercise tolerance in chronic obstructive pulmonary disease subjects: A randomized-controlled trial. Respiratory Physiology & Neurobiology, n. 263, p. 31-37, 2019. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. NEOK. Respiratory System. Disponível em: https://www.neok12.com/ Respiratory-System.htm. Acesso em: 20 maio 2019. SILVERTHORN, D. U. Fisiologia humana: uma abordagem integrada. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 4 Tecido epitelial Neste capítulo, iniciaremos o estudo em histologia, ramo da ciência que estuda os tecidos, tanto de animais como de vegetais, a fim de compreender como se organizam e se relacionam para compor diferentes órgãos, e consequentemente, diferentes organismos. Em nós, seres humanos, os tecidos são classificados de acordo com suas diferenças morfológicas e suas especializações funcionais. Assim, daremos início ao primeiro grupo: tecido epitelial. Prontos? 4.1 Características gerais: morfologia celular e matriz O tecido epitelial é constituído por células que recobrem toda a área externa do corpo humano, assim como as glândulas presentes nele. Esse tecido reveste as vias aéreas, o trato gastrointestinal, o sistema urinário e também parte do sistema circulatório, como os vasos sanguíneos. Suas funções são bem distintas, porém são geralmente ligadas a tecidos de revestimento. As células epiteliais derivam de todas as três principais camadas embrionárias; os epitélios que revestem a pele, partes da boca e do nariz e o ânus se desenvolvem a partir do ectoderma. Células que revestem as vias aéreas e a maior parte do sistema digestivo se originam no endoderma, já o epitélio, que reveste os vasos do sistema linfático e cardiovascular, deriva da mesoderme e é chamado de endotélio (KIERSZENBAUM; JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2012). 54 Fundamentos de citologia e histologia Figura 1 – Diferentes tipos de epitélio Os tecidos epiteliais podem apresentar uma única camada ou várias, além de pertencerem às estruturas glandulares. Única camada Glandular Multicamadas Ar te m id a- ps y/ Sh ut te rs to ck Um diferencial desse tecido é que uma célula se une a outra por meio da chamada junção de célula, e entre elas há pouco ou quase nenhum material extracelular. A junção dessas células se dá por meio da zônula de adesão, da zônula de oclusão e dos desmossomos. Tais estruturas são importantes na junção de uma célula a outra, proporcionando uma maior interação entre elas, além de ser um tecido polarizado, ou seja, possui lados opostos. Um dos polos encontra-se voltado para a parte interna do órgão, o qual é denominado superfície apical. O polo oposto, voltado para o lado externo do órgão, é denominado superfície basal. A junção de várias superfícies basais das células chamamos de lâmina basal. Essa é uma mistura de glicoproteínas e colágeno, que fornece um local de ligação para o epitélio, e o tecido conjuntivo subjacente. Na formação de um tecido epitelial, há as células apicais escamosas e as células de membrana basal nas formas de cubos ou colunas. Essa camada superior pode ser coberta ou não por uma proteína chamada queratina. A nossa pele possui o tecido queratinizado, porém, na região da boca não há queratina (ROSS; PAWLINA, 2012). O tecido epitelial não apresenta vasos sanguíneos, ou seja, é avascular. Sabe-se que a forma pela qual a célula obtém nutrientes e oxigenação é por meio da circulação sanguínea. Como não são vascularizadas, as células presentes obtêm os nutrientes por meio do transporte efetuado na membrana, como a difusão e também a Tecido epitelial 55 absorção das células próximais da superfície. É interessante saber que esse tecido de revestimento do nosso corpo, por não ser vascularizado, proporciona a nós uma menor probabilidade de hemorragia. Imagine se você cortasse a ponta do dedo devido ao mau uso da faca e, no pequeno corte, ocorresse um fluxo intenso de sangue. Seria desesperador. Assim, por ser o tecido mais exposto a fatores externos, a não vascularização proporciona proteção em casos de pequenos machucados. Essas células também têm uma capacidade de substituir células que não têm mais função ou que já morreram. Isso é importante, pois, se pararmos para pensar, nosso tecido externo do corpo, que é a nossa pele, perde várias células diariamente. Quando tiramos uma roupa, devido ao atrito, podemos favorecer a retirada de células. No banho, ao esfregar as axilas com uma esponja, retiramos mais células. Graças à capacidade de regeneração celular, nosso tecido muscular não fica exposto ao meio externo (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2017). 4.2 Funções e localizações Como o tecido epitelial está exposto ao meio externo, as células ali presentes proporcionam uma proteção contra agentes nocivos, como o atrito com uma peça de roupa, os raios ultravioleta provenientes do sol e até mesmo contra microrganismos presentes no ar. Ele também funciona como uma barreira física, selecionando e permitindo a entrada de alguns materiais, como a água. Outras células epiteliais secretam compostos químicos mucosos e específicos em suas superfícies apicais. Por exemplo, o epitélio do intestino delgado que libera enzimas digestivas; as células que revestem o trato respiratório secretam muco, que retém microrganismos e partículas que chegam, dentre outros (GARTNER; HIATT, 2010; ROSS; PAWLINA, 2012). O tipo de célula epitelial é visualmente caracterizada pelas suas superfícies: basal e apical. As suas organelas ficam em apenas um polo da célula e as principais proteínas ficam ligadas à membrana 56 Fundamentos de citologia e histologia plasmática, tanto na região basal como na apical. Podem haver diferenças entre as células, quando apresentam uma função mais específica. Exemplo disso são as células ciliadas, presentes no trato respiratório, em que os cílios estão presentes somente na parte apical da célula. Essas extensões celulares se dão devido à presença de uma proteína chamada microtúbulo (uma proteína do citoesqueleto, conforme vimos no Capítulo 1), que proporciona sustentação a essas estruturas (CARVALHO; COLLARES-BUZATO, 2005; ROSS; PAWLINA, 2012). Um exemplo são os cílios encontrados na traqueia. Eles têm a função de “varrer” os componentes externos obtidos por meio da respiração. O ar que respiramos não é limpo, nele há várias substâncias, como poeira, microrganismos, poluição etc. Assim, os cílios ali presente impedem que essas substâncias cheguem ao pulmão, protegendo-os. Figura 2 – Diferentes tipos de tecido epitelial O tecido epitelial simples é organizado como uma camada única decélulas, e o tecido epitelial estratificado é formado por várias camadas de células. Quando empilhadas, dão forma a diferentes órgãos do corpo humano. W hi te D ra go n/ Sh ut te rs to ck Tecido epitelial 57 As células do epitélio simples têm a aparência de escamas finas, apresentando núcleos planos, horizontais e elípticos. O conjunto desse tipo celular é denominado endotélio, no qual estão presentes os vasos do sistema linfático e os vasos do sistema circulatório, constituído por uma única camada de células escamosas. O epitélio escamoso simples forma uma espécie de película de estrutura bem fina, por isso se trata de um tecido importante, principalmente para que os órgãos que o possuem façam o transporte através da membrana de alguns compostos, de uma forma mais rápida. Um exemplo são os alvéolos pulmonares, que são responsáveis pela troca gasosa, obtida por meio da respiração. Já o mesotélio, um outro tipo de tecido epitelial escamoso simples, está presente nas membranas serosas. Ele proporciona uma superfície mais lisa e pode secretar componentes com funções de lubrificação, como as amígdalas (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2017). O epitélio glandular é constituído por uma ou mais células que produzem e secretam um produto específico. O produto secretado é sempre aquoso e contém proteínas. A secreção é considerada um processo ativo e, por meio de processos químicos, os nutrientes obtidos pela corrente sanguínea são transformados no produto que será secretado pela célula. Assim, as glândulas são classificadas em endócrinas, exócrinas e mistas. As glândulas endócrinas não possuem ductos. Elas produzem hormônios e secretam-nos por exocitose, para fora da célula. Esse hormônio entra na corrente sanguínea ou no sistema linfático e percorre até os órgãos específicos. Cada hormônio faz com que seu órgão alvo responda de maneira específica. Por exemplo, hormônios produzidos pelas células do intestino fazem com que o pâncreas libere enzimas que auxiliam na digestão. Já as glândulas exócrinas secretam seus produtos na pele ou nas cavidades do corpo (GARTNER; HIATT, 2010). Os produtos secretados pelas glândulas exócrinas incluem suor, muco, bile e outros. Pode-se dizer que esses produtos 58 Fundamentos de citologia e histologia não são secretados dentro dos vasos sanguíneos ou linfáticos, eles são secretados direto no órgão ou tecido. No corpo humano, o fígado e o pâncreas realizam funções endócrinas e exócrinas, assim, são chamados de glândulas mistas. Figura 3 – Tipos glandulares Al do na G ris ke vi ci en e/ Sh ut te rs to ck Endócrina Exócrina As glândulas são classificadas por sua estrutura e liberação da secreção: endócrina e exócrina. As glândulas podem ser unicelulares, ou seja, compostas por uma única célula, ou multicelulares, compostas por mais de duas células. As glândulas exócrinas unicelulares produzem mucina, uma glicoproteína complexa que se dissolve na água. Quando é dissolvida, forma um muco que protege e lubrifica as superfícies de alguns órgãos. As glândulas exócrinas multicelulares são mais complexas, com duas partes principais: unidade de secreção e um ducto. A unidade secretora é cercada pelo tecido conjuntivo, que supre a unidade secretora com vasos sanguíneos e fibras nervosas, já que ela não os possui. As glândulas multicelulares são classificadas de acordo com sua estrutura e secreção e possuem diversas funções de acordo com sua localização. Um exemplo são as glândulas salivares e as glândulas sebáceas. Tecido epitelial 59 Considerações finais Neste capítulo, pudemos perceber que, no tecido epitelial, as células, em sua maioria, estão intimamente compactadas com pouca ou nenhuma matriz extracelular. As principais funções dos epitélios são proteção do ambiente, cobertura, secreção e excreção, absorção e filtração. Camadas de células únicas formam epitélios simples, enquanto células empilhadas formam epitélios estratificados. Pouquíssimos capilares penetram nesses tecidos. As glândulas são tecidos e órgãos secretórios derivados dos tecidos epiteliais, que secretam diferentes compostos químicos, de acordo com a função do órgão. Ampliando seus conhecimentos • TORQUATTO, E. F. B.; LIMA, B.; BRANCALHÃO, R. M. C.; GUEDES, N.L.K.O. Tecido epitelial. Programa Microscópio Virtual, 2019. Disponível em: http://projetos. unioeste.br/projetos/microscopio/index.php?option=com_ phocagallery&view=category&id=10&Itemid=77. Acesso em: 11 jun. 2019. No Programa Microscópio Virtual você encontrará um atlas histológico virtual, no qual poderá visualizar os diferentes tipos teciduais. As imagens são apresentadas em aumentos progressivos, de forma a simular uma visualização no microscópio de luz. 60 Fundamentos de citologia e histologia • MONTANARI, T. Histologia: texto, atlas e roteiro de aulas práticas. 3. ed. Porto Alegre: Ed. da autora, 2016. Disponível em: http://www.ufrgs.br/livrodehisto/. Acesso em: 13 jun. 2019. No capítulo 2 desse livro on-line, o tecido epitelial será abordado de uma forma mais complexa, acentuando alguns pontos mais específicos desse tecido, como a classificação das diferentes glândulas presentes em nosso organismo. Vale a pena conferir, pois o livro traz imagens de microscopia que levarão a um melhor entendimento do tecido epitelial. Atividades 1. Os tecidos epiteliais, quase completamente, não têm irrigação sanguínea por meio dos vasos sanguíneos. Caso esse tecido fosse vascularizado, ou seja, rico em vasos sanguíneos, o que isso poderia implicar na saúde do indivíduo? 2. Os diferentes tipos de tecidos epiteliais vão do simples ao estratificado. Em algumas partes do corpo se faz necessária a simplicidade tecidual, em outras, é necessária uma maior complexidade. Sabendo que o tecido simples é mais escamoso, qual é sua finalidade nos alvéolos pulmonares? 3. A forma das células do tecido epitelial e a justa posição celular que apresentam é garantida por um conjunto de junções celulares especializadas. Essas junções celulares vão ter apresentação variável de acordo com a especificidade funcional do tecido no qual se encontram. Porém, de uma forma geral, apresentam quais características? Tecido epitelial 61 Referências CARVALHO, H. F.; COLLARES-BUZATO, C. B. Células: uma abordagem multidisciplinar. São Paulo: Manole, 2005. GARTNER, L. P.; HIATT, J. L. Atlas colorido de histologia. 5. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. JUNQUEIRA, L. C.; CARNEIRO, J. Histologia básica: texto e atlas. 13. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. KIERSZENBAUM, A. L. Histologia e biologia celular: uma introdução à patologia. 3. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. ROSS, M. H.; PAWLINA, W. Histologia: texto e atlas em correlação com a biologia celular e molecular. 6. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2012. 5 Tecido conjuntivo Ao contrário do tecido epitelial, que é composto por células intimamente compactadas, com pouco ou nenhum espaço no meio extracelular, as células do tecido conjuntivo, ou conectivo, são dispersas em uma matriz. Uma das principais funções desse tecido é conectar tecidos e órgãos, assim como seu próprio nome sugere. Neste capítulo, serão apresentados os tipos de tecido conjuntivo: adequado (propriamente dito), de suporte e fluido, e suas respectivas funções. 5.1 Características gerais do tecido conjuntivo Ao contrário do tecido epitelial, as células do tecido conjuntivo são dispersas em uma matriz. Esta geralmente inclui uma grande quantidade de material extracelular produzido pelas próprias células do tecido conjuntivo. Além de desempenhar um papel importante no funcionamento desse tecido, o principal componente da matriz é uma junção de fibras de proteínas. Essa substância fundamental é geralmente um fluido, mas também pode ser mineralizada e sólida, como nos ossos. Os tecidos conjuntivos vêm
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