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BIOLOGIA / CADERNO 2 - 1 CADERNO DE BIOLOGIA CADERNO 2 BIOLOGIA / CADERNO 2 - 2 HISTOLOGIA ANIMAL Introdução Todos os animais e plantas são multicelulares, ou seja, são formados por inúmeras células que funcionam de maneira integrada e coordenada. Em alguns casos, o limite entre a unicelularidade e a multicelularidade não é claro. Isso ocorre, por exemplo, em espécies que as células se agrupam formando colônias. Nas colônias celulares, não há divisão de trabalho, elas se comportam como se estivessem sozinhas. Essas colônias não são consideradas seres multicelulares, porque este conceito implica em uma condição de interdependência entra as células. Nos seres unicelulares, uma mesma célula realiza todas as funções essenciais à vida. Nos multicelulares, essas tarefas são divididas entre células especializadas, que formam os tecidos, aumentando a eficiência do organismo. A origem da multicelularidade pode ser explicada a partir do protozoário coanoflagelado Codosiga sp. Acredita-se que protozoários coanoflagelados podem ter dado origem ao grupo mais simples de animais, as esponjas. A razão disso é que as esponjas são os únicos animais a apresentarem coanócitos, além de serem muito simples. Existe uma explicação fisiológica para a evolução da multicelularidade: a limitação das células atingirem determinados tamanhos. À medida que as dimensões de uma célula aumentam, a relação superfície volume diminui, isto é, a superfície celular aumenta em proporção menor que o volume. O metabolismo que ocorre em todo o volume celular é essencial à vida, mas as trocas de gases e nutrientes com o meio e a saída de excreções são realizadas através da superfície celular. Assim, se uma célula aumentasse de tamanho além do limite, sua superfície seria insuficiente para manter o nível de trocas necessárias ao metabolismo. O aumento de tamanho de uma célula, portanto, não seria vantajoso. O surgimento da multicelularidade permitiu aos seres eucarióticos crescer e aumentar o nível de complexidade, mantendo a relação superfície/volume em níveis adequados. A soma das superfícies de muitas células pequenas é maior que a superfície de uma única célula grande. Essa comparação só pode ser feita com células com volumes equivalentes. O corpo humano, por exemplo, é formado por estruturas simples como as células, até as mais complexas como os órgãos. O nível de organização do corpo humano é a seguinte: células, tecidos, órgãos, sistemas e organismo. Cada uma dessas estruturas consiste em um nível hierárquico até a formação de todo o organismo. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 3 Cardiovascular Faz o transporte dos nutrientes e gases pelo corpo através do sangue. Respiratório Realiza a troca de gases entre o sangue e o ar, absorve oxigênio e elimina o gás carbônico. Digestório Envolve ingestão e quebra dos alimentos, absorção dos nutrientes e eliminação dos resíduos. Nervoso Estabelece comunicação entre as diversas partes do corpo, elaborando respostas aos estímulos. Sensorial Captam estímulos do ambiente e enviam ao sistema nervoso que produz resposta imediata. Endócrino Produz os hormônios (nas glândulas) que atuam sobre as células do corpo, regulando seu funcionamento. Excretor Elimina as excretas, substâncias indesejáveis ao corpo, produzidas no metabolismo. Urinário Participa do processo de excreção, eliminando principalmente ureia através da urina. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 4 Biologia dos tecidos O ramo da Biologia que estuda os tecidos é chamado Histologia (do grego histo, tecido, e logos, estudo). A verdadeira multicelularidade é caracterizada por uma associação de células em que existe uma interdependência estrutural e funcional entre elas. Os animais e as plantas são formados por diversos conjuntos de células integradas, especializadas em realizar funções definidas. Esses conjuntos de células são chamados de tecidos. Os diversos tipos de tecidos se associam para formar os órgãos. Por exemplo, no estômago, existe um tipo de tecido responsável pelo revestimento interno, outro que dá resistência à parede do estômago e outro que realiza as contrações do órgão. O conjunto de órgãos forma os sistemas, cuja função é realizar a integração de diversos órgãos. Por exemplo, o sistema digestório, cuja função é a nutrição dos organismos, e é constituído por vários órgãos, boca, esôfago, estômago, intestinos e glândulas associadas (fígado, pâncreas). Constituição de um tecido: células, matriz extracelular (MEC) – colágeno e líquido tissular (líquido que evolve as células). Reprodutor Permite a continuação da espécie através do processo reprodutivo, que envolve hormônios e sexualidade. Esquelético Sustenta o corpo, protege os órgãos internos e participa da locomoção, além de ser reserva de cálcio. Muscular Atua na locomoção do corpo e nos movimentos involuntários de alguns órgãos. Imunológico Atua por meio de células de defesa e órgãos imunitários para proteger o corpo de patógenos. Linfático Defende o organismo de infecções, detectando agentes invasores e toxinas na linfa. Tegumentar A pele atua como barreira e proteção, também controla a temperatura corporal e tem papel sensorial. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 5 Tecidos epiteliais São conhecidos também como epitélios. Desempenham funções no organismo, dependendo de onde estão localizados. ✓ Revestimento (proteção); ✓ Absorção e secreção de substâncias; ✓ Percepção de sensações. Características dos tecidos epiteliais: ✓ Células com formato poliédrico ✓ Justapostas (principal característica) ✓ Avascular ✓ Superfície livre A lâmina basal separa o epitélio do tecido conjuntivo (chegada de nutrientes até as células é por meio de vasos sanguíneos). Os epitélios podem ser classificados quanto à função geral em dois tipos: epitélios de revestimento e epitélios glandulares. Especializações das células epiteliais: ✓ Microvilosidades: projeções da membrana em forma de dedos de uma luva. Tem a função de absorção. São encontradas nas células do intestino. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 6 ✓ Estereocílios: são projeções celulares longas, parecidas com cílios, com a função de facilitar o transito de moléculas. São encontrados nas células do epidídimo e do ducto deferente. ✓ Cílios e flagelos: são estruturas com maquinaria complexa de microtúbulos revestidos pela membrana. São encontrados em células móveis (cílios e flagelos) e nas células da traquéia (cílios). https://www.bing.com/images/search?view=detailV2&ccid=n1ExnnIm&id=A4B289FE69E6A4F4C4EFEF8596C283DF2DB083EA&thid=OIP.n1ExnnImf_dazczq2RPgWgEsDC&q=estereoc%c3%adlios&simid=608047176293090253&selectedIndex=1 BIOLOGIA / CADERNO 2 - 7 Camadas da epiderme ✓ Camada córnea: Presença de células mortas, achatadas e sem núcleo; ✓ Camada lúcida: Libertam enzimas que as digerem; ✓ Camada granulosa: Grânulos de queratina proeminentes; ✓ Camada espinhosa: Formam junções celulares umas com as outras; ✓ Camada germinativa ou basal: Camada mais profunda, constituída por células cúbicas pouco diferenciadas que se dividem continuamente, dando origem a todas as outras camadas. Epitélios de revestimento Os tecidos epiteliais com funçãode revestimento podem ser classificados de acordo com o número de camadas celulares e o formato das células. Número de camadas celulares: ✓ Simples: quando o epitélio é formado por apenas uma camada de células. ✓ Estratificado: quando é formado por várias camadas de células. ✓ Pseudo-estratificado: é formado apenas por uma camada de células de tamanhos diferentes, que conferem ao epitélio uma aparência estratificada. Formato das células: ✓ Pavimentoso ou escamoso: quando as células são achatadas como ladrilhos ou escamas. ✓ Prismático ou colunar: quando as células são alongadas, em forma de coluna. ✓ Cúbico: quando as células têm formato de um cubo. ✓ De transição: quando o epitélio é constituído por várias camadas de células que possuem grande flexibilidade e que o formato varia, conforme a distensão ou contração do órgão. Ocorre no epitélio interno da bexiga urinária. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 8 Disponivel na internet Epitélios de revestimento (Exemplos) ✓ Simples pavimentoso Encontrado nos vasos sanguíneos, alvéolos. Deve ser mais fino possível para facilitar a troca de gases; ✓ Simples colunar (prismático): encontrado na vesícula biliar, intestino; Simples: facilita a absorção/secreção Colunar: evita entrada de microrganismos ✓ Simples cúbico: encontrado no ovário; ✓ Pseudo-estratificado ciliado: encontrado na traquéia e nos brônquios; ✓ Estratificado pavimentoso: presente na pele, boca e esôfago; ✓ Estratificado cúbico: presente nas glândulas e na conjuntiva do olho; ✓ Transição: encontrado na bexiga. Os epitélios podem ser queratinizados (confere impermeabilidade através de várias camadas de células mortas) ou não-queratinizado (encontrado em mucosas – epitélios úmidos). • Epitélios Glandulares Constitui células especializadas na produção e eliminação de substâncias úteis ao organismo. Essas substâncias são conhecidas como secreções. As glândulas podem ser classificadas em exócrinas, endócrinas e afícrinas ou mistas, quanto ao local de eliminação das secreções. Glândulas exócrinas São aquelas que eliminam suas secreções para fora do corpo ou para cavidades internas dos órgãos, através de um canal denominado ducto. Exemplos: glândulas sudoríparas, glândulas salivares. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 9 Disponivel na internet Glândulas endócrinas São aquelas que não possuem ductos e eliminam suas secreções, conhecidas como hormônios, diretamente na corrente sanguínea. Exemplos: tireóide, testículos, ovários, hipófise. Glândulas afícrinas ou mistas Apresentam comportamento duplo, ou seja, ora se comportam como uma glândula endócrina, ora como uma glândula exócrina. Exemplos: o pâncreas possui atividade exócrina quando libera no interior do intestino suco pancreático, e atividade endócrina ao liberar o hormônio insulina, responsável pela regulação da glicemia (taxa de glicose no sangue). Disponivel na internet BIOLOGIA / CADERNO 2 - 10 Classificação quanto ao número de células • Glândulas unicelulares: São compostas por uma célula apenas. Exemplos: células mucosas (caliciformes), localizadas nos epitélios do tubo digestivo e fossas nasais (com função de secretar um muco para reter partículas sólidas do ar). • Glândulas pluricelulares: São constituídas por grupos de células, podendo ser tubulares (quando a região secretora tem forma de um túbulo), alveolares ou acinosas (com a região secretora arredondada). Classificação quanto ao modo de eliminação da secreção. • Glândulas holócrinas: A célula secretora acumula os produtos no citoplasma, e, em seguida, se desintegra. Nesse caso, a própria célula faz parte da secreção. Ocorrendo assim, um processo contínuo de renovação celular. Exemplo: glândulas sebáceas. • Glândulas merócrinas: As células secretoras eliminam apenas a secreção, mantendo seu citoplasma intacto. Exemplos: glândulas salivares, lacrimais e sudoríparas. • Glândulas apócrinas: As células secretoras perdem parte do citoplasma ao eliminar a secreção, se regenerando posteriormente. Exemplo: glândulas mamárias. Formação das glândulas Todas as glândulas se formam ainda na fase embrionária, a partir de uma superfície epitelial. TECIDOS CONJUNTIVOS https://www.google.com.br/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjL0sH3gM7XAhUGh5AKHWzOB0AQjRwIBw&url=http://www.ebah.com.br/content/ABAAAApJUAF/histologia?part=4&psig=AOvVaw347K3fNA-AVkG7oUKRVSca&ust=1511296618410653 BIOLOGIA / CADERNO 2 - 11 Os tecidos conjuntivos se unem e sustentam outros tecidos. Tipos: frouxo, denso, adiposo, cartilaginoso, ósseo e sanguíneo. Características gerais dos tecidos conjuntivos: ✓ Poucas células (células dispersas); ✓ Muita MEC (matriz extracelular); ✓ Composto por diversos tipos celulares. Podem ser divididos em dois grandes grupos: tecidos conjuntivos propriamente ditos e tecidos conjuntivos especiais. Componentes dos tecidos conjuntivos • Substância intercelular amorfa: constituída principalmente por água, polissacarídeos e proteínas. Pode ser rígida, como no tecido ósseo, ou líquida, como no plasma do sangue. Fibras: são de natureza protéica e sua distribuição depende do tipo do tecido a qual se encontram. ✓ Colágenas: são as mais frequentemente encontradas no tecido conjuntivo. São formadas por colágeno, uma proteína de alta resistência à tração. ✓ Elásticas: formadas por elastina, um tipo de proteína elástica que não é resistente à tração. Confere elasticidade ao tecido conjuntivo. São essas fibras que permitem que a pele retorne à forma original, depois de esticada. ✓ Reticulares: constituídas por um tipo especial de colágeno. São mais finas que as outras fibras. Ligam o tecido conjuntivo aos tecidos vizinhos. Ocorrem em abundância nos órgãos relacionados ao sangue (medula óssea, baço). TIPOS CELULARES DOS TECIDOS CONJUNTIVOS O tecido conjuntivo possui vários tipos de células próprias. Além destas, existem células migratórias vindas do sangue, os linfócitos, que são relacionados às defesas do organismo. Células mesenquimatosas indiferenciadas: são células capazes de se transformar em qualquer outra célula do tecido conjuntivo. Fibroblastos: têm forma de estrela com núcleo grande e estão presente nos tecidos conjuntivos frouxos. Produzem as fibras protéicas e as substância amorfa da matriz extracelular. Participam ativamente do processo de cicatrização, migrando para o local do ferimento e produzem grande quantidade de substância amorfa e fibras. Macrófagos: possuem forma amebóide e núcleo grande e estão presentes nos tecidos conjuntivos frouxos. São responsáveis pela fagocitose de agentes invasores, alertando o sistema imune. Mastócitos: possuem forma ovóide com núcleo central arredondado e muitos grânulos citoplasmáticos ricos em heparina e histamina. Estão presentes nos tecidos frouxos. Participam das reações alérgicas. A histamina liberada pelos mastócitos é a principal responsável pelos sintomas do choque anafilático: taquicardia, queda da P.A., inchaço da glote, diarréia e vômitos. Plasmócitos: têm forma ovóide com núcleo central arredondado e são ricos em retículo endoplasmático rugoso (RER). Estão presentes nos tecidos frouxos. São responsáveis pela produção de anticorpos que combatem agentes invasores. Adipócitos: quando adultos, possuem forma arredondada com um grande vacúolo central contendo lipídios. Estão presentes no tecido adiposo. São responsáveis peloarmazenamento de substâncias energéticas. Condroblastos: têm forma arredondada com núcleo central. Estão presentes no tecido cartilaginoso. São responsáveis pela produção de fibras e da substância amorfa da matriz cartilaginosa. Quando adultos, se transformam em condrócitos. Osteoblastos: possuem longos prolongamentos citoplasmáticos e núcleo central. Estão presentes no tecido ósseo. São responsáveis pela produção das fibras e da substância amorfa da matriz óssea. Quando adultos, se transformam em osteócitos. Osteoclastos: são células grandes e multinucleadas. Estão presentes no tecido ósseo. São responsáveis pela degradação da matriz óssea, promovendo a reciclagem do tecido ósseo. TECIDOS CONJUNTIVOS PROPRIAMENTE DITOS BIOLOGIA / CADERNO 2 - 12 Podem ser divididos em frouxo e denso, que pode ser modelado ou não. Tecido conjuntivo frouxo. Está presente em diversas partes do corpo. É responsável por dar sustentação aos tecidos epiteliais e preencher os espaços entre os tecidos e órgão. 1- Epitélio Pavimentoso Estratificado Queratinizado, 2- Tecido Conjuntivo Frouxo, 3- Tecido Conjuntivo Denso Tecido conjuntivo denso não-modelado (fibroso). É mais consistente que o tecido conjuntivo frouxo. Não possui forma definida, acompanhando assim, a forma do órgão a qual faz parte. Nesse tecido, existem fibras entrelaçadas, conferindo resistência e elasticidade, pois as fibras são desalinhadas. Constitui as cápsulas envoltórias dos rins, baço, fígado e testículos. Tecido conjuntivo denso modelado. Possui fibras grossas orientadas paralelamente, tornando-o muito resistente e pouco elástico. Constitui os tendões (ligam músculos aos ossos) e os ligamentos (ligam ossos entre si). TECIDOS CONJUNTIVOS ESPECIAIS TECIDO ADIPOSO É um tipo especial de tecido conjuntivo frouxo no qual existem células especializadas no armazenamento de gordura (células adiposas). O tecido adiposo possui algumas características: ✓ Possui muitas células e pouca substância intercelular; ✓ Ocorre na região subcutânea e ao redor dos rins e do coração. Disponivel na internet Funções do tecido adiposo: ✓ Acúmulo de energia (gordura externa); ✓ Manutenção da homeotermia (gordura interna); ✓ Proteção e modelamento da superfície corporal. A gordura acumulada pode ser metabolizada para produzir energia (principal função) e ainda funciona como isolante térmico. O tecido adiposo preenche os espaços entre os órgãos internos. A função de reserva de energia do tecido adiposo ocorre também na medula óssea amarela encontrada em ossos longos (tutano). As células adiposas podem ser de dois tipos, uniloculares ou multiloculares. Unilocular: é distribuído por todo o corpo e as células são grandes e possuem apenas uma gotícula de lipídio. Esse tipo de célula é encontrado em indivíduos adultos Multilocular: esse tipo de célula é encontrado em recém-nascidos e animais que hibernam. São células pequenas com várias gotículas de lipídio de tamanhos variados. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 13 TECIDO CARTILAGINOSO Em alguns animais vertebrados, é o tecido cartilaginoso que forma o esqueleto. Como exemplo, os tubarões e raias. Nos seres humanos, por exemplo, o esqueleto cartilaginoso é encontrado apenas durante o estágio embrionário. À medida que o embrião amadurece, as cartilagens são calcificadas e são substituídas pelos ossos. Mas existem cartilagens que permanecem nos indivíduos adultos, como as que sustentam o nariz, as orelhas, a traquéia, os brônquios, as que revestem as extremidades dos ossos e as que são localizadas entre as vértebras, que amortece o impacto dos movimentos da coluna. As células que formam o tecido cartilaginoso são chamadas de condrócitos. Disponivel na internet Características do tecido cartilaginoso: ✓ Tecido com muita substância intersticial rígida (MEC); ✓ Desprovido de vasos sanguíneos (deve ser fino para melhor nutrição); ✓ Não possuem inervações. O alimento e o oxigênio difundem-se na matriz cartilaginosa a partir dos vasos sanguíneos localizados no tecido conjuntivo que envolve a cartilagem, o pericôndrio. Funções do tecido cartilaginoso: ✓ Sustentação e modelagem; ✓ Proteção (discos intervertebrais); ✓ Molde para o crescimento ósseo; ✓ Revestimento de superfícies articulares (impedindo o impacto e o atrito entre os ossos). Tipos de cartilagem As cartilagens podem ser de três tipos: hialina, elástica e fibrosa. Cartilagem hialina: é o tipo de cartilagem mais comum. Sua matriz é homogênea e possui poucas fibras colágenas. É encontrada na traquéia, nos brônquios e nas articulações. Possui muita substância amorfa. Cartilagem elástica: apresenta fibras colágenas e fibras elásticas entrelaçadas, conferindo maior grau de elasticidade. É encontrada no pavilhão auditivo, na epiglote, no septo nasal. Possui muitas fibras elásticas e é menos sujeita à calcificação. Cartilagem fibrosa: Apresenta grande quantidade de fibras colágenas, por isso, é o tipo de cartilagem mais resistente. Está presente na sínfise púbica (forma a cintura pélvica) e entre as vértebras (discos intervertebrais). Os condrócitos, nesse caso, são dispostos em fileiras. Os condrócitos são responsáveis pela manutenção da matriz e os condroblastos são responsáveis pela síntese de matriz. Os condrócitos são as células que mantêm a cartilagem ativa, a sua morte, provoca a ossificação do tecido. Tipos de calcificação Fisiológica: é a ossificação natural. Ocorre nos discos epifisários dos ossos durante o crescimento do indivíduo. A formação do osso naturalmente recebe o nome de osteogênese. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 14 Patológica: ocorre em situações que não são naturais. Por exemplo, nas articulações e nos discos intervertebrais. O desgaste da cartilagem nas articulações é chamado de artrose e a inflamação da cartilagem é chamada de artrite. A regeneração da cartilagem depende do tipo de lesão que ocorreu. Quando a lesão é pequena, ocorre a formação de uma nova cartilagem. Porém, quando a lesão é extensa, a cicatrização ocorre com deposição de tecido conjuntivo. TECIDO ÓSSEO É um tipo especial de tecido conjuntivo no qual as células se encontram incrustadas em uma matriz extracelular rica em fibras colágenas e fosfato de cálcio, além de outros íons minerais. A rigidez de um osso se dá pela associação dos cristais de fosfato de cálcio fibras. O osso possui uma rede de canais dotados de vasos sanguíneos e nervos que levam alimento para os osteócitos, denominado sistemas haversianos visto que essas células se encontram em uma matriz mineralizada. Disponivel na internet Características: ✓ MEC abundante e rígida Funções: ✓ Sustentação das partes moles; ✓ Apoio ao movimento muscular; ✓ Proteção de órgãos vitais; ✓ Reserva de cálcio. Células do tecido ósseo Osteoblastos: sintetizam a matriz óssea e bombeiam íons cálcio do plasma sanguíneo para o osso. Disponivel na internet BIOLOGIA / CADERNO 2 - 15 Osteoclastos: são células grandes e multinucleadas. São responsáveis pela degradação da matriz óssea. Liberam íons cálcio do osso para o plasma sanguíneo. Disponivel na internet Osteócitos: são células pequenas e possuem poucas organelas. São menos ativas e são responsáveis pela nutrição do osso. Disponivel na internet A principal função do tecido ósseo é sustentação do corpo. O maior osso do corpo humano é o fêmur, medindo cerca de 45 centímetros de comprimento. Os menores ossos do corpo são os daorelha média (bigorna, estribo e martelo), com cerca de 0,25 centímetros cada um. No interior dos ossos longos existem cavidades onde se aloja a medula óssea vermelha, responsável pela produção de células sanguíneas, as hemácias. Alguns ossos também apresentam uma cavidade central, onde se localiza a medula óssea amarela (tutano), rica em células adiposas. Os ossos também servem de reservatório de cálcio par ao organismo. Os hormônios produzidos pelas glândulas tiróide (calcitonina) e paratireóide (paratormônio) controlam o transporte de cálcio dos ossos para o sangue e vice-versa. A osteoporose é uma doença que afeta os ossos que pode ser ocasionada por diversos fatores, como a produção excessiva de paratormônio, estimulando o aumento o número de osteoclastos, que digerem a matriz óssea, causando sua degeneração; a deficiência de vitamina A, que equilibra a atividade dos osteoblastos e dos osteoclastos, regulando assim a reconstrução óssea; a falta de exercícios físicos, que estimula a osteogênese a partir da tração que os tendões dos músculos aplicam sobre os ossos. Tipos de ossificação A ossificação é a formação de tecido ósseo a partir de uma estrutura cartilaginosa ou conjuntiva que sirva de base. Ossificação endocondral: é a ossificação que ocorre dentro da cartilagem. Consiste na substituição gradativa de tecido cartilaginoso por tecido ósseo. A formação da maioria dos ossos ocorre dessa maneira. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 16 Ossificação intramembranosa: consiste na formação do tecido ósseo no interior de uma membrana de tecido conjuntivo que serve de molde para o osso. Os ossos da caixa craniana se formam dessa maneira. No caso de uma fratura óssea, macrófagos e osteoclastos entram em ação, removendo coágulos, matriz óssea destruída e osteócitos mortos. As células mesenquimatosas presentes no periósteo passam a se multiplicar ativamente, diferenciando-se em osteócitos e osteoblastos. Inicialmente, é formado um tecido desordenado, chamado calo ósseo. Com o passar do tempo, o tecido ósseo se organiza e volta à sua estrutura normal. TECIDO HEMATOPOÉTICO É responsável pela formação dos diversos tipos de células sanguíneas. O tecido hematopoiético é dividido em linfóide, que é encontrado no baço, no timo e nos gânglios linfáticos. É responsável pela produção de alguns tipos de leucócitos (glóbulos brancos). O tecido hematopoiético mielóide é responsável pela produção de outros tipos de leucócitos, hemácias (glóbulos vermelhos) e plaquetas. TECIDO SANGUÍNEO O sangue é considerado um tipo de tecido conjuntivo pelo fato de apresentar células separadas por uma grande quantidade de matriz extracelular, denominada plasma. O plasma corresponde à 55% do volume sanguíneo, e os 45% restantes correspondem aos elementos figurados do sangue, que são as células sanguíneas (produzidas pelo tecido hematopoiético). Uma pessoa com cerca de 70 kg tem aproximadamente 5 litros de sangue, que exerce funções muito importantes no organismo: transporte de gases (O2 e CO2), excreções, hormônios, protege o corpo contra a invasão de agentes infecciosos. Disponivel na internet Componentes do sangue Plasma sanguíneo: cerca de 90% da massa do plasma é água, e o restante é constituído por proteínas, sais, hormônios nutrientes, gases e excreções. A função do plasma é transportar os nutrientes pelo corpo até as células e eliminar as excreções. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 17 Hemácias: são conhecidas também como eritrócitos ou glóbulos vermelhos. Possuem forma de disco, e em seu interior existem moléculas de hemoglobina (proteína responsável pela coloração vermelha do sangue). Nos mamíferos, as hemácias não possuem núcleo, que é eliminado durante o processo de diferenciação celular. As hemácias são as células mais abundantes no sangue, nas mulheres adultas saudáveis são encontradas cerca de 4,5 milhões de hemácias por milímetro cúbico de sangue, nos homens são encontradas cerca de 5 milhões de hemácias por mm³ de sangue. Uma hemácia adulta é repleta de moléculas de hemoglobina, que é a proteína responsável pela captura de moléculas de oxigênio nos pulmões e pelo seu transporte para todos os tecidos do corpo. Uma mo molécula de hemoglobina é formada por quatro cadeias polipeptídicas, cada uma combinada a um grupo heme, que consiste em um átomo de ferro (Fe) unido a uma molécula orgânica não-protéica. As hemácias humanas vivem cerca de 120 dias, após, são destruídas no fígado e no baço. Sua produção é controlada por um mecanismo chamado de feedback negativo ou retroalimentação negativa. O processo de retroalimentação negativa ocorre quando os tecidos não estão recebendo oxigênio suficiente, os rins estimulam a transformação de uma proteína do plasma em um hormônio chamado eritropoetina. Portanto, a produção de hemácias é chamada de eritropoese. Anemia: é uma doença em que o transporte de gás oxigênio é prejudicado pelo fato da diminuição da quantidade de hemoglobina no sangue. A anemia falciforme ou siclemia é uma forma de anemia hereditária. É causada por uma mutação em um gene que codifica a cadeia da hemoglobina. Essa mutação é consequência da alteração de apenas um aminoácido (ácido glutâmico por valina). Por conta disso, a hemoglobina se torna menos solúvel e se deforma em condições de baixa pressão de oxigênio, como nos capilares sanguíneos. Nesse caso, a hemácia adquire forma de uma foice. As hemácias deformadas não são capazes de passar pelos capilares sanguíneos com eficiência, dificultando a circulação do sangue e causando danos aos tecidos. Disponivel na internet Leucócitos: também chamados de glóbulos brancos. Possuem forma esférica e são nucleados. A função mais importante é defender o organismo contra microrganismos ou substâncias estranhas. Podem ser classificados em dois tipos: granulosos, que apresentam granulações no citoplasma (neutrófilos, eosinófilos e basófilos), e agranulosos, que não apresentam granulações no citoplasma (monócitos e linfócitos B e T). BIOLOGIA / CADERNO 2 - 18 Disponivel na internet Granulosos: ✓ Neutrófilos: possuem forma esférica e núcleo trilobado. São responsáveis pela fagocitose de bactérias e corpos estranhos. ✓ Eosinófilos: possuem forma esférica e núcleo bilobado. São responsáveis pela produção de histamina (substância vasodilatadora) nas reações alérgicas e doenças provocadas por parasitos. ✓ Basófilos: possuem forma esférica e núcleo irregular. Também participam dos processos alérgicos e produzem heparina (anticoagulante) e histamina. Agranulosos: ✓ Linfócitos B: são responsáveis pela produção de proteínas denominadas anticorpos, que reconhecem microrganismos e substâncias estranhas que entram no corpo e as combatem. ✓ Linfócitos T: estimulam a produção de anticorpos pelos linfócitos B, atacam e destroem células anormais, como as cancerosas ou as infectadas por vírus. Em conjunto, os linfócitos B e T são responsáveis pela imunidade de um organismo. Possuem forma esférica com o núcleo esférico também. ✓ Monócitos: possuem forma esférica e núcleo ovalado ou riniforme. São responsáveis por originar os macrófagos e os osteoclastos, que são células especializadas me fagocitose. Disponivel na internet Plaquetas: são fragmentos citoplasmáticos originados na medula óssea vermelha, também chamados de trombócitos. São agentes importantes na coagulação sanguínea. Quando há um ferimento, elas aderem às fibras colágenas dos vasos sanguíneos lesados e liberam uma enzima denominada tromboplastina, que atua juntamente com o cálcio presente no sangue catalisando a protrombina em trombina. Essa proteína catalisa aconversão de outra proteína sanguínea, o fibrinogênio em fibrina. A fibrina é uma proteína fibrosa cujas moléculas se entrelaçam formando uma rede. As hemácias, incapazes de atravessar a rede de fibrina formada, acumulam- se dando origem ao coágulo, estancando a hemorragia. Existe uma doença hereditária que afeta a coagulação sanguínea, a hemofilia ou doença hemorrágica. A pessoa hemofílica não é capaz de produzir os fatores de coagulação, podendo ocorrer grandes sangramentos em pequenos cortes externos, além de apresentar hemorragias internas, principalmente nas articulações. O único modo de evitar as hemorragias é por meio de transfusão de sangue ou plasma frescos, ou a injeção contendo fatores de coagulação. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 19 TECIDO MUSCULAR O tecido muscular é constituído por células alongadas capazes de contrair denominadas fibras musculares. Os músculos representam cerca de 40% da massa corporal, sendo responsáveis por todos os movimentos do corpo. Nos músculos existe também tecido conjuntivo, no qual estão situados os vasos sanguíneos que atuam na nutrição e na oxigenação das células musculares. As células musculares, bem como as suas estruturas possuem nomes específicos: Miócito: célula muscular; Sarcômero: unidade de contração da célula; Sarcolema: conjunto formado pelo endomísio e a membrana celular; Sarcoplasma: citoplasma da célula; Retículo sarcoplasmático: retículo endoplasmático liso; Miofibrilas: filamentos do citoesqueleto responsáveis pela contração. Disponivel na internet TIPOS DE TECIDO MUSCULAR Disponivel na internet Tecido muscular estriado esquelético Constitui a maior parte da musculatura do corpo. Suas células são grandes, possuem forma cilíndrica e são multinucleadas. Neste tipo tecido, os miócitos (fibras musculares) percorrem o músculo de ponta a ponta. A musculatura estriada esquelética recobre o esqueleto e está ligada aos ossos através dos tendões. As fibras musculares (miócitos) constituem de 75% a 90% do volume total da musculatura estriada esquelética, o restante BIOLOGIA / CADERNO 2 - 20 é constituído por tecido conjuntivo, nervos e vasos sanguíneos. Os músculos estriados esqueléticos podem realizar as contrações voluntariamente, ou seja, são contraídos quando queremos. Características: ✓ Contração rápida e forte; ✓ Contração voluntária e descontínua. Estrutura da fibra muscular estriada esquelética No interior de um músculo, cada fibra muscular é revestida por um envoltório constituído por uma rede de filamentos de proteína denominado endomísio, que se prolongam até os tendões, ligando a fibra a eles. Essas fibras revestidas são agrupadas em feixes envolvidos por uma membrana de tecido conjuntivo denominada perimísio, rica em fibras colágenas. O conjunto de feixes musculares é, por sua vez, envolvido por um envoltório de tecido conjuntivo rico em fibras colágenas que recobre todo o músculo, denominado epimísio. Disponivel na internet Organização das miofibrilas As miofibrilas apresentam um padrão de repetição de faixas (estrias) transversais, e cada unidade de repetição é chamada de miômeros ou sarcômeros, que são delimitados por dois discos transversais denominados linhas Z ou discos Z. Cada miômero possui três faixas ou bandas mais claras, separadas por duas faixas mais escuras. As faixas escuras correspondem ao local onde os filamentos de actina se sobrepõem aos de miosina, e as faixas claras correspondem aos locais onde estes filamentos não estão sobrepostos. Nas faixas claras laterais não existem filamentos de miosina, essas regiões são denominadas de bandas I. Na faixa clara central não existem filamentos de actina, esta faixa recebe o nome de zona H. A porção central dos miômeros, correspondente à localização dos filamentos de miosina e actina é chamada de banda A. Os filamentos de actina são dispostos paralelamente, com uma das suas extremidades presa à linha Z e a outra livre. A contração muscular ocorre quando os filamentos de actina deslizam sobre os filamentos de miosina, aproximando as linhas Z, diminuindo o comprimento do sarcômero. Dinâmica da contração muscular A contração muscular é realizada a partir de um estímulo nervoso vindo de uma terminação nervosa presente em cada fibra muscular, que se propaga para o interior dessa fibra atingindo o retículo sarcoplasmático, provocando a liberação de íons Ca2+ armazenados em suas bolsas. Esses íons se espalham pelo sarcoplasma (citoplasma) e entram em contato diretamente com as miofibrilas, provocando a contração. Na presença do cálcio, as moléculas de ATP reagem com as extremidades das moléculas de miosina, fazendo com que elas se liguem às moléculas de actina adjacentes e se dobrem rapidamente, fazendo os filamentos de actina se deslocarem em direção ao centro do sarcômero. Quando o estímulo nervoso é interrompido, ocorre a interrupção da saída de íons Ca2+ das bolsas do retículo sarcoplasmático e os íons livre no citoplasma são rapidamente recolhidos para o interior do retículo. A miosina se separa da actina e os sarcômeros se distendem, provocando o relaxamento da musculatura. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 21 Energia para a contração muscular A quantidade de ATP disponível em uma célula muscular não é suficiente para realizar uma contração muscular duradoura e eficiente. Porém, existe uma substância orgânica denominada creatina que ocorre em grandes quantidades nas fibras musculares. Essa molécula pode ser fosforilada e armazenar fosfatos de alta energia. Quando o suprimento de ATP acaba, a fosfocreatina, fosfato de creatina ou creatina-fosfato fornece fosfatos energéticos para o ADP, formando novas moléculas de ATP. Essa substância é uma fonte indireta de energia para a contração muscular. O glicogênio é um polissacarídeo formado por centenas de unidades de glicose unidas entre si. As células armazenam esse polissacarídeo em grandes quantidades, por isso, constitui um reservatório de energia de médio prazo. Ele é transformado em moléculas de glicose, que são utilizadas na respiração celular, gerando ATP. Os músculos possuem cor avermelhada devido à presença de uma proteína denominada mioglobina, que é semelhante à hemoglobina, porém é constituída por uma única cadeia polipeptídica ligada a um grupo heme. Cada mioglobina é capaz de se ligar a apenas uma molécula de oxigênio, armazenando-o no interior da célula para momentos de atividade muscular elevada. Durante práticas esportivas de alta intensidade, a quantidade de oxigênio disponível que chega até a musculatura pode não ser o suficiente para suprir as demandas respiratórias das fibras musculares. Quando isso ocorre, as fibras musculares passam a produzir ATP por meio de um processo denominado fermentação láctica. O acúmulo de ácido láctico nos músculos causa dor e intoxicação das fibras musculares. Ele é transportado até o fígado pelo sangue e é convertido em glicose através do processo chamado gliconeogênese, que é a geração de glicose a partir de substâncias de natureza não-glicídicas, tais como ácido láctico e aminoácidos. Tecido muscular estriado cardíaco É encontrado apenas no coração. As fibras musculares que compõem este tipo de tecido muscular possuem um ou dois núcleos centrais. As fibras estriadas cardíacas possuem estrias transversais, como o tecido muscular estriado esquelético, mas essas estrias não estão agrupadas em feixes formando miofibrilas. As células musculares cardíacas possuem endomísio, mas não apresentam perimísio nem epimísio. As fibras musculares cardíacas apresentam junções tipo gap, chamadas também de discos intercalares.É por causa dessas junções que os estímulos se espalham por todas as células cardíacas, fazendo o coração todo se contrair. Essas fibras se contraem somente após receber estímulos das células nervosas em contato com elas. A contração do músculo cardíaco é involuntária, se contraem independentemente da nossa vontade. A frequência de contrações do músculo cardíaco é chamada de frequência cardíaca, podendo variar de acordo com fatores como grau de atividade física, condições de saúde e situações de estresse. A frequência cardíaca normal é de 70 a 80 batimentos cardíacos por minuto; durante o sono, é de 35 a 50 batimentos e durante exercícios físicos intensos os batimentos podem ultrapassar 180 por minuto, aumentando a atividade metabólica devido o aumento da velocidade de circulação do sangue. A frequência cardíaca é definida por um grupo de células musculares cardíacas modificadas formando o chamado marca-passo cardíaco ou nó sinoatrial, que gera a cada segundo um sinal elétrico que se propaga pela musculatura do coração, promovendo a contração da musculatura cardíaca. Tecido muscular liso (não-estriado) Também pode ser chamado de tecido muscular visceral, porque é encontrado em órgão viscerais, como o estômago, o intestino e o útero, e também é encontrado nas paredes dos vasos sanguíneos. É constituído por células fusiformes (alongadas) com o núcleo localizado no centro e de forma alongada. Não possuem perimísio nem epimísio. As fibras musculares lisas possuem contração lenta e involuntária. TECIDO NERVOSO O tecido nervoso é constituinte do principal sistema de integração do corpo, o sistema nervoso. O sistema nervoso humano é dividido em dois: sistema nervoso central (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP). O sistema nervoso central é responsável pelo processamento e integração das informações. Fazem parte dele o encéfalo, que em humanos adultos pode pesar cerca de 1,4 Kg e preenche totalmente a caixa craniana e a medula espinhal, que é um cordão medindo até 1,7cm de diâmetro, alojado no interior do canal formado pelas perfurações das vértebras da coluna vertebral. Do encéfalo e da medula espinhal partem os componentes do sistema nervoso periférico, que é responsável pela condução das informações entre os órgãos receptores de estímulos, o SNC e os órgãos efetuadores (os músculos e glândulas, por exemplo). Os nervos, que são como fios finos de coloração esbranquiçada, que se ramificam e chegam a todas as regiões do corpo. Os gânglios nervosos são dilatações que contêm corpos celulares de neurônios, de onde partem os nervos. Neurônios BIOLOGIA / CADERNO 2 - 22 São células especializadas na condução de impulsos nervosos. Eles apresentam uma região volumosa onde se concentram o citoplasma e o núcleo. Essa região recebe o nome de corpo celular, de onde saem vários prolongamentos citoplasmáticos que constituem as neurofibras ou fibras nervosas, que podem ser de dois tipos: dendritos e axônios. Os dendritos são prolongamentos ramificados especializados na recepção dos estímulos de outros neurônios ou de células sensoriais. O axônio é o prolongamento mais longo dos neurônios, e pode ser ramificado. Sua função é transmitir os impulsos nervosos provenientes dos dendritos e do corpo celular para outras células, principalmente para outros neurônios ou para células musculares. A passagem da informação se dá pela região final e ramificada do axônio, os telodendros, onde existem pequenas dilatações chamadas botões sinápticos, que contêm vesículas com mensageiros químicos que levam o impulso nervoso para as outras células. Disponivel na internet Os neurônios podem ser classificados de acordo os tipos de dendritos e axônios. Neurônios multipolares: Apresentam somente um axônio e vários dendritos ramificados. São considerados o tipo mais comum de neurônios e estão presentes no encéfalo e na medula espinhal. Neurônios bipolares: Apresentam somente um axônio e um dendrito, localizados em posições opostas. São responsáveis pela transmissão das informações captadas por órgãos sensitivos ao SNC. Neurônios pseudo-unipolares: Apresentam somente uma neurofibra, que corresponde ao dendrito e ao axônio. O impulso gerado no dendrito pode seguir diretamente para o axônio sem passar pelo corpo celular. Esses neurônios fazem parte de gânglios nervosos e levam informações de sensores da pele ao SNC. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 23 Disponivel na internet Células da glia: Também chamadas de células gliais ou gliócitos, são componentes do tecido nervoso cuja função é envolver proteger e nutrir os neurônios. Os principais tipos de gliócitos são os astrócitos e os oligodendrócitos, localizados no SNC, as micróglias, localizadas no SNC e no SNP, e as células de Schwann, localizadas no SNP. Astrócitos: são caracterizados por possuírem vários prolongamentos citoplasmáticos. Alguns desses prolongamentos se ligam a capilares sanguíneos e outros a neurônios. Essas ligações podem auxiliar na nutrição dos neurônios, ao permitir a passagem de substâncias vindas do sangue. Também são responsáveis pela sustentação física do tecido nervoso e pelo processo de recuperação de lesões, ocupando os espaços que os neurônios ocupavam em caso de morte destes com um tecido de cicatrização resultante da multiplicação dos astrócitos. Oligodendrócitos: são células que também possuem prolongamentos, que se enrolam sobre as neurofibras do SNC, envolvendo-as com camadas de sua membrana plasmática que constitui a bainha de mielina, que auxilia na transmissão dos impulsos nervosos isolando o neurônio como se fosse um fio encapado. Células de Schwann: são células presentes no SNP e desempenham papel semelhante ao dos oligodendrócitos no SNC. Seus prolongamentos se enrolam sobre as neurofibras que constituem os nervos. Micróglias: são macrófagos especializados em fagocitar restos celulares presentes no sistema nervoso. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 24 Disponivel na internet Ao longo do comprimento de uma neurofibra mielinizada apresenta interrupções chamadas de nódulos de Ranvier, que são pontos de separação entre as células da glia adjacentes que forma a bainha de mielina. Pacientes com esclerose múltipla sofrem com a degeneração gradual da bainha de mielina, tendo como conseqüências a perda progressiva da coordenação nervosa, ocorrendo alterações de sensibilidade e fraqueza muscular, seguida de perda progressiva da capacidade de andar. Ocorrem também distúrbios emocionais, incontinência urinária e queda da pressão arterial. Cada neurofibra é revestida por uma membrana de tecido conjuntivo denominada endoneuro. O conjunto de neurofibras revestidas cada uma com endoneuro é envolvida por uma membrana conjuntiva denominada perineuro. Os vários conjuntos de neurofibras são revestido também por uma membrana conjuntiva denominada epineuro. Sinapses nervosas É a região de proximidade entre a extremidade de um axônio e a extremidade de um dendrito, onde ocorre a transmissão do impulso nervoso. Quando essa sinapse ocorre entre um axônio e uma célula muscular, é chamada de sinapse neuromuscular. Sinapse elétrica: ocorrem nas regiões relacionadas com a produção de movimentos rápidos e repetitivos. Nessas sinapses não existem neurotransmissores, as membranas das células se comunicam através de junções do tipo gap. Sinapse química: é o tipo mais comum de sinapse nervosa. É caracterizada pela ausência de contato físico entre os neurônios nos locais de passagem dos estímulos nervosos. Os neurotransmissores utilizados nesse tipo de sinapse são localizados nas extremidades dos axônios, que são dilatadase seus citoplasmas possuem vesículas com essas substâncias. O espaço entre as extremidades dos neurônios envolvidos na sinapse é chamado de fenda sináptica. Quando os neurotransmissores são liberados na fenda sináptica se ligam a proteínas receptoras do neurônio pós-sináptico, originando um novo impulso. Quando não há necessidade da continuação do estímulo nervoso, os neurotransmissores são destruídos por enzimas. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 25 Disponivel na internet Questões (ENEM,2009) A idéia de que uma pequena população de célulastronco malignas pode causar câncer não é exatamente nova. As primeiras pesquisas com células-tronco, nas décadas de 50 e 60 do século passado, tiveram início justamente em tumores. CLARK, M. F.; BECKER, M. W. O potencial maligno das células-tronco. In.: Scientific American Brasil. Ano 5, no 51, 2006, p-39-46. As células capazes de gerarem tumores se parecem com as células-tronco em vários aspectos. Entre esse aspectos, inclui-se a capacidade de: A) proliferação lenta, o que está relacionado à longevidade da célula. B) alta especialização. C) originar vários outros tipos de tecido. D) proliferação agressiva, que faz com que invadam outros tecidos distantes do órgão original. E) matar as células vitais circundantes. BIOLOGIA / CADERNO 2 - 26 (ENEM,2012) Os tecidos animais descritos no quadro são formados por um conjunto de células especializadas, e a organização estrutural de cada um reflete suas respectivas funções. De acordo com a organização estrutural dos tecidos descrita, aquele que possui a capacidade de formar barreiras contra agentes invasores e evitar a perda de líquidos corporais é o tecido a) ósseo b)conjuntivo denso c) conjuntivo frouxo d) epitelial de revestimento. e) muscular estriado esquelético (UFAC 2011) Três lâminas de tecido animal foram deixadas num laboratório após uma aula. Como não apresentavam anotação alguma, um estudante decidiu observá-las ao microscópio a fim de identificá-las. Durante sua observação, fez as seguintes anotações. Lâmina I – Células justapostas, pouco material intercelular e presença de filamentos de queratina. Lâmina II – Abundante matriz extracelular, diferentes tipos celulares e presença de fibras colágenas. Lâmina III – Células alongadas, pouca substância intercelular e citoplasma rico em fibras contráteis. (UFAC 2011) Qual das alternativas apresenta a seqüência exata dos tecidos observados em cada lâmina, respectivamente: a)Tecido muscular, tecido conjuntivo, tecido nervoso. b)Tecido epitelial, tecido muscular, tecido nervoso. c)Tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido muscular. d)Tecido muscular, tecido cartilaginoso, tecido conjuntivo. e)Tecido epitelial, tecido nervoso, tecido muscular. (USJ-SC)– O tecido que desempenha as funções de revestimento de superfícies e cavidades, absorção, secreção e percepção sensorial é denominado a) muscular. b) epitelial. c) nervoso. d) conjuntivo. REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS LINHARES, Sérgio & GEWANDSZNAJDER, Fernando. Biologia Hoje. 4ª ed. São Paulo: Ática, v. 1. LOPES, Sônia G. B. Carvalho. Biologia. São Paulo: Saraiva, v. 1 MARTHO, Amabis. Fundamentos da Biologia Moderna. São Paulo: Moderna. PAULINO, W. R. Biologia atual. São Paulo: Ática, v. 1 https://cdn.estuda.com.br/sis_questoes/posts/101062_pre.jpg?1446155499