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Ricardo Rodrigues Bacchi EDUCAÇÃO FÍSICAEDUCAÇÃO FÍSICAEDUCAÇÃO FÍSICA período º1 Citologia e Histologia Montes Claros/MG - 2013 Ricardo Rodrigues Bacchi citologia e Histologia 2013 Proibida a reprodução total ou parcial. Os infratores serão processados na forma da lei. EDITORA UNIMONTES Campus Universitário Professor Darcy Ribeiro s/n - Vila Mauricéia - Montes Claros (MG) Caixa Postal: 126 - CEP: 39.401-089 Correio eletrônico: editora@unimontes.br - Telefone: (38) 3229-8214 Catalogação: Biblioteca Central Professor Antônio Jorge - Unimontes Ficha Catalográfica: Copyright ©: Universidade Estadual de Montes Claros UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MONTES CLAROS - UNIMONTES REITOR João dos Reis Canela VICE-REITORA Maria Ivete Soares de Almeida DIRETOR DE DOCUMENTAÇÃO E INFORMAÇÕES Humberto Velloso Reis EDITORA UNIMONTES Conselho Editorial Prof. Silvio Guimarães – Medicina. Unimontes. Prof. Hercílio Mertelli – Odontologia. Unimontes. Prof. Humberto Guido – Filosofia. UFU. Profª Maria Geralda Almeida. UFG Prof. Luis Jobim – UERJ. Prof. Manuel Sarmento – Minho – Portugal. Prof. Fernando Verdú Pascoal. Valencia – Espanha. Prof. Antônio Alvimar Souza - Unimontes Prof. Fernando Lolas Stepke. – Univ. Chile. Prof. José Geraldo de Freitas Drumond – Unimontes. Profª Rita de Cássia Silva Dionísio. Letras – Unimontes. Profª Maisa Tavares de Souza Leite. Enfermagem – Unimontes. Profª Siomara A. Silva – Educação Física. UFOP. REVISÃO DE LÍNGUA PORTUGUESA Carla Roselma Athayde Moraes Maria Cristina Ruas de Abreu Maia Waneuza Soares Eulálio REVISÃO TÉCNICA Gisléia de Cássia Oliveira Karen Torres C. Lafetá de Almeida Viviane Margareth Chaves Pereira Reis DESIGN EDITORIAL E CONTROLE DE PRODUÇÃO DE CONTEÚDO Andréia Santos Dias Camilla Maria Silva Rodrigues Fernando Guilherme Veloso Queiroz Magda Lima de Oliveira Sanzio Mendonça Henriiques Sônia Maria Oliveira Wendell Brito Mineiro Zilmar Santos Cardoso Coordenadora Adjunta da UAB/Unimontes Betânia maria Araújo Passos Diretora do Centro de Ciências Biológicas da Saúde - CCBS/ Unimontes maria das mercês Borem correa machado Diretor do Centro de Ciências Humanas - CCH/Unimontes Antônio Wagner veloso Rocha Diretor do Centro de Ciências Sociais Aplicadas - CCSA/Unimontes Paulo cesar mendes Barbosa Chefe do Departamento de Comunicação e Letras/Unimontes Sandra Ramos de Oliveira Chefe do Departamento de Educação/Unimontes Andréa Lafetá de melo Franco Chefe do Departamento de Educação Física/Unimontes Rogério Othon teixeira Alves Chefe do Departamento de Filosofi a/Unimontes Angela cristina Borges Chefe do Departamento de Geociências/Unimontes Antônio maurílio Alencar Feitosa Chefe do Departamento de História/Unimontes Donizette Lima do Nascimento Chefe do Departamento de Política e Ciências Sociais/Unimontes Isabel cristina Barbosa de Brito Ministro da Educação Aloizio mercadante Oliva Presidente Geral da CAPES Jorge Almeida Guimarães Diretor de Educação a Distância da CAPES João carlos teatini de Souza clímaco Governador do Estado de Minas Gerais Antônio Augusto Junho Anastasia Vice-Governador do Estado de Minas Gerais Alberto Pinto coelho Júnior Secretário de Estado de Ciência, Tecnologia e Ensino Superior Nárcio Rodrigues Reitor da Universidade Estadual de Montes Claros - Unimontes João dos Reis canela Vice-Reitora da Universidade Estadual de Montes Claros - Unimontes maria Ivete Soares de Almeida Pró-Reitor de Ensino/Unimontes João Felício Rodrigues Neto Diretor do Centro de Educação a Distância/Unimontes Jânio marques Dias Coordenadora da UAB/Unimontes maria Ângela Lopes Dumont macedo Autor Ricardo Rodrigues Bacchi Possui graduação em Ciências Biológicas - Modalidade Médica pelo Centro Universitário Barão de Mauá. Mestrado em Saúde - Avaliação das Atividades Físicas e Desportivas pela Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Portugal, Especialista em Bioquímica Médica pelo Centro Universitário Barão de Mauá. Atualmente é professor de Citologia, Histologia e Embriologia da Universidade Estadual de Montes Claros (Unimontes). Sumário Apresentação. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 Unidade 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Níveis de organização das estruturas biológicas: células eucarionte e procarionte . . . .13 1.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 1.2 Células procariontes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 1.3 Células eucariontes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15 1.4 Organização celular dos seres vivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 Unidade 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 Noções sobre microscopia e composição química da célula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 2.1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 2.2 Microscópio óptico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 2.3 Composição química da célula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26 Unidade 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 Princípios da divisão, diferenciação e especialização celular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 3.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 3.2 Interfase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 3.3 Mitose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 3.4 Meiose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 3.5 Especialização, diferenciação e potencialidade embrionária . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Unidade 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 Membrana plasmática e digestão intracelular . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 4.1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 4.2 Estrutura da membrana plasmática . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31 4.3 Mecanismos de transporte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33 4.4 Digestão intracelular . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 Unidade 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Mitocôndrias - usinas energéticas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 5.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 5.2 Respiração celular aeróbia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 5.3 Cadeia respiratória . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42 Unidade 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 Tecido epitelial de revestimento e glandular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 6.1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 6.2 Tecido epitelial de revestimento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43 6.3 Membrana basal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 6.4 Tecido epitelial glandular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Unidade 7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Tecido conjuntivo propriamente dito e adiposo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 7.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 7.2 Tecido conjuntivo propriamente dito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 7.3 Células . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52 7.4 Classificação do tecido conjuntivo propriamente dito . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Unidade 8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 Tecido conjuntivo cartilaginoso, ósseo e sanguíneo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 8.1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 8.2 Tecido conjuntivo cartilaginoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61 8.3 Tecido conjuntivo ósseo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63 8.4 Tipos de tecido ósseo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 8.5 Osteogênese . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65 8.6 Tecido conjuntivo sanguíneo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .69 Unidade 9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 Tecidos musculares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 9.1 Introdução . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 9.2 O tecido muscular estriado esquelético . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71 9.3 O tecido muscular estriado cardíaco . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74 9.4 O músculo liso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .75 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76 Unidade 10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77 Tecido nervoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 10.1 Introdução. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 10.2 Componentes do tecido nervoso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78 10.3 Fibras nervosas e nervos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .81 10.4 Classificação dos neurônios . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82 10.5 Substância cinzenta e substância branca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .83 Referências. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85 Resumo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87 Referências básicas e complementares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .89 Atividades de Aprendizagem-AA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91 11 Educação Física - Citologia e Histologia Apresentação Caro(a) acadêmico(a), Para que a biologia consiga ter um entendimento melhor dos seres vivos e suas relações, fez-se necessário a fragmentação dessa ciência abrangente em subáreas específicas como: bio- química, citologia, histologia, genética, embriologia, etc. Chegando a um nível populacional onde compreendemos melhor as interações entre os seres vivos e o meio ambiente. Vamos abordar neste caderno didático a Biologia Celular que por si só estuda a célula em vários aspectos bioquímicos, estruturais e funcionais. Sendo assim, é nosso objetivo principal en- tender a célula como uma entidade dotada de uma maquinaria autônoma responsável por di- versas ações metabólicas que nos permite dizer que até mesmo um organismo unicelular como uma bactéria apresenta condições de se reproduzir, respirar, produzir e digerir alimentos entre outras tantas funções que a tornam apta à sobrevivência. Para que assim, seja considerada como unidade de matéria viva. O autor. 13 Educação Física - Citologia e Histologia UNIDADE 1 Níveis de organização das estruturas biológicas:células eucarionte e procarionte Ricardo Rodrigues Bacchi 1.1 Introdução Caros acadêmicos, nesta unidade com- prenderemos os vários níveis de organização das estruturas biológicas. Segundo DE Rober- tis (2006, p.01), os estudos modernos da ma- téria viva demonstram que as manifestações vitais do organismo resultam de uma série de níveis de organização integrados. O conceito de níveis de organização implica que, em todo o universo, tanto no mundo inerte como no mundo dos seres vivos, existem diferentes ní- veis de complexidade, de maneira que as leis ou regras que são cumpridas em um nível po- dem não se manifestar em outros. Vamos iniciar o nosso estudo compreen- dendo a estrutura de um átomo que, segundo o físico neozelandês Ernest Rutherford (1911), descobriu a estrutura atômica através de sua “experiência da dispersão” , que serviu de base para o modelo atômico que estudamos até os dias de hoje, sendo o átomo considerado a menor porção da matéria, esteja ela em um estado sólido, líquido ou gasoso, podendo ser dividido por fissão nuclear em prótons, nêu- trons e elétrons. Veja que o núcleo é formado por prótons e nêutrons e que os elétrons circundam o nú- cleo atômico. Quando vários átomos de elementos quí- micos iguais ou diferentes se unem através de ligações químicas, formam diversas moléculas que entram na constituição química da célula. Observe na figura 2 a tabela periódica com os elementos químicos presentes na natureza. Algumas dessas moléculas são simples, como a água que é constituída de dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Outras molé- culas, como as proteínas, podem conter cente- nas de átomos. As moléculas são constituintes das orga- nelas celulares, estas desempenham funções específicas e vitais para a sobrevivência da célula. Por isso, dizemos que a célula - seja ela: eucarionte ou procarionte - é considerada a unidade estrutural e funcional da vida. GLOSSÁRIO Fissão nuclear: é uma reação que ocorre no núcleo de um átomo. Geralmente o núcleo pesado é atingido por um nêutron, que, após a colisão, libera uma imensa quantidade de energia. No processo de fissão de um átomo, a cada colisão são libe- rados novos nêutrons. Os novos nêutrons irão colidir com novos núcleos, provocando a fissão sucessiva de outros núcleos e esta- belecendo, então, uma reação que denomina- mos reação em cadeia. Autor: Domiciano Marques Fonte: Disponível em <http://www.brasiles- cola.com/fisica/fissao- -nuclear.htm> Acesso em 12 fev. 2013 ◄ Figura 1: Estrutura de um átomo do gás Hélio Fonte: Disponível em <http://www.novaeletro- nica.net> acesso em 12 fev. 2013 PARA SABER mAIS Acesse <http://www. ptable.com/?lang=pt> e acesse uma Tabela Periódica interativa. Cli- cando nos elementos, você terá uma breve descrição dos mesmos. Acesso em 15 fev. 2013 14 UAB/Unimontes - 1º Período 1.2 Células procariontes As células procariontes são mais simples. Segundo Junqueira e Carneiro (2005, p. 02), “as células procariontes se caracterizam pela pobreza de membranas. Nelas geralmente a única membrana presente é a membrana plasmática”. Ele ainda afirma que os seres vivos que têm células procariontes são de- nominados procariotas, sendo células proca- riontes as células bacterianas, cianofíceas, ou algas azuis. O material genético (DNA) apresenta-se difuso em seu citoplasma já que não possui carioteca, envoltório nuclear de composição lipoprotéica e estrutura semelhante às de- mais membranas celulares, tem como função separar o material nuclear do citosol e regu- lar a entrada e saída de substâncias entre os meios intracelular e extracelular. Essas células não apresentam endo- membranas, sendo assim, são destituídas de organelas membranosas em seu citoplasma. Entretanto, possuem ribossomos livres, res- ponsáveis pela produção de proteínas neces- sárias à sua sobrevivência. Figura 3: Célula Procarionte Fonte: Disponível em <http://bioinvisivel.blo- gspot.com.br> acesso em 17 fev. 2013 ► AtIvIDADE As células eucariontes dos animais e vegetais apresentam algumas semelhanças e algumas diferenças estruturais. Analise as figuras 4 e 5 e procure identificar quais são suas seme- lhanças e diferenças. Poste sua resposta no Fórum de Discussão. ▲ Figura 2: Tabela periódica Fonte: Disponível em <http://www.ptable. com/?lang=pt> acesso em 20 fev. 2013 15 Educação Física - Citologia e Histologia 1.3 Células eucariontes Segundo Alberts (2006), as células euca- rióticas, em geral, são maiores e mais elabo- radas do que as bactérias e arqueobactérias. Algumas vivem vidas independentes, como organismos unicelulares, como as Amebas e as leveduras; outras vivem em agrupamentos multicelulares, incluindo plantas, animais e fungos. Nas células eucariontes animal e vege- tal, o material genético (DNA) é revestido pela carioteca, formando, assim, um núcleo verdadeiro. A comunicação do núcleo com o citosol ocorre através de poros presentes na carioteca que regulam a entrada e saída de substância do núcleo celular. As células eu- cariontes são compartimentadas, possuindo endomembranas que são responsáveis pela formação de diversas organelas em seu cito- plasma, como: Retículo endoplasmático: Formado a partir de invaginações da membrana plas- mática, é o responsável pela circulação in- ◄ Figura 4: Célula Eucarionte Animal Fonte: Disponível em <http://prof-marcosale- xandre.blogspot.com. br> acesso em 12 fev. 2013 ◄ Figura 5: Célula Eucarionte Vegetal Fonte: Disponível em <http://biofraganunes. blogspot.com.br > aces- so em 15 fev. 2013 GLOSSÁRIO tecido: grupo de células dos organismos multicelulares que apresentam estrutura e funções fundamental- mente semelhantes. Fonte: Disponível em <http://www.mundoe- ducacao.com.br/biolo- gia/niveis-organizacao- -biologia.htm.> acesso em 15 fev. 2013 DIcA Homeostasia é o con- junto de fenómenos de auto-regulação que levam à preservação da constância quanto às propriedades e à composição do meio interno de um orga- nismo. O conceito foi criado pelo fisiologista norte-americano Walter Bradford Cannon (1871-1945). Fonte: Disponível em <http://renasnascer. blogspot.com.br/> acesso em 16 fev. 2013 16 UAB/Unimontes - 1º Período tracelular, apresenta-se morfologicamente como tubos ou vesículas achatadas, poden- do apresentar ribossomos aderidos em suas membranas fosfolipídicas, sendo denomi- nado retículo endoplasmático rugoso (RER), relacionado com a síntese de proteínas. O retículo endoplasmático liso não apresenta ribossomos aderidos em sua membrana e sua função é a produção de lipídeos e desintoxi- cação celular. Complexo de golgi: corresponde a uma pilha de sáculos achatados, tem como função o armazenamento, empacotamento e secre- ção de substâncias. Também modifica e se- leciona proteínas para serem transportadas para diversos lugares do citoplasma através de vesículas. Lisossomos: são vesículas originadas do complexo de golgi, apresentando, ao micros- cópio eletrônico, diversos tamanhos e for- mas, em seu interior encontramos diversas enzimas hidrolíticas relacionadas com a di- gestão intracelular. Mitocôndrias: São organelas citoplasmáti- cas presentes em células eucariontes animais e vegetais, são formadas por duas unidades de membrana separadas por um espaço inter- -membranoso, desempenham importante pa- pel no processo de respiração celular, na qual produzem a maior quantidade de adenosina trifosfato (ATP) a partir da degradação dos car- boidratos e de ácidos graxos. Peroxíssomos: Vesículas esféricas mem- branosas encontradas em células eucariontes animais e vegetais, contendo em seu interiorenzimas relacionadas com a degradação do peróxido de hidrogênio (H2O2), Nos vegetais são importantes reguladores do processo germinativo, convertendo os lipídios armaze- nados nas sementes em açúcares. Plastos: São estruturas citoplasmáticas exclusivas de células eucariontes vegetais e apresentam dupla membrana, podendo ou não apresentar pigmento. Os plastos que apresentam pigmento são denominados cromoplastos e estão relacionados com a fo- tossíntese, os leucoplastos não apresentam pigmento e estão relacionados ao armazena- mento de substâncias, como exemplo, temos o amiloplasto que armazena o amido. 1.4 Organização celular dos seres vivos Muitos animais, como as bactérias, são formados apenas por uma célula, portanto, são denominados unicelulares. Outros, como os seres humanos, são multicelulares, forma- dos por milhares de células, possuindo assim uma grande massa corporal. Esta grande massa corporal exige que as células que apresentem a mesma morfologia e função se reconheçam, agrupando-se e for- mando os tecidos. A união de dois ou mais tecidos forma- rá um órgão com determinada função. Por exemplo, os pulmões são responsáveis pela função de trocas gasosas de O2 e CO2. Para que ocorra uma troca gasosa efeti- va, o ar contendo esses gases precisa passar pelas vias respiratórias: fossas nasais, faringe, laringe, traquéia, brônquios, bronquíolo e alvéolos pulmonares. Notem que todos es- ses órgãos realizam funções diversas, porém com o mesmo objetivo que é de conduzir o ar para a realização da respiração. Dizemos, então, que esses órgãos formam o sistema respiratório. Vários sistemas com funções distintas, como o sistema renal, responsável pela filtra- ção, e o sistema digestório, responsável pela digestão de macromoléculas, se unem para promover uma perfeita integração e manu- tenção da vida do organismo. Confira na Fi- gura 6, o esquema de classificação desde a célula até o organismo. GLOSSÁRIO Um Elemento: é uma substância que não pode ser reduzida a uma forma mais simples por meios químicos. Ferro, ouro, prata, cobre e oxigênio são bons exemplos de elementos. Uma molécula: é a menor parte de um composto que tem todas as características do composto. Cada molécula contém algum ou alguns dos átomos de cada elemento que forma o composto. Um Composto: é uma combinação química de dois ou mais elementos. Água, sal de cozinha, álcool etílico e amônia são exemplos de com- postos. matéria: é qualquer coi- sa que ocupa espaço e tem peso. Rochas, água e ar são exemplos de material. Matéria pode ser encontrada em qualquer um destes três estados: sólido, líquido e gasoso. Ela também pode ser composta de um elemento ou de uma combinação de elementos. Fonte: Disponível em <http://educacao.uol. com.br/planos-de-aula/ medio/biologia-niveis- -de-organizacao-dos- -seres-vivos.htm> Acesso em 12 fev. 2013 17 Educação Física - Citologia e Histologia Como nosso caderno aborda a citologia e a histologia, vamos parar por aqui. Todavia, é bom saber que existem outros níveis hierárquicos de organização entre os seres vivos, terminando na biosfera. Observe na figura 6 um esquema dos mesmos. Referências ALBERTS, B. Fundamentos da Biologia celular . 2ª ed. ArtMed. 2006. DE ROBERTIS, E. M. F. J. H. Bases da Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2006. JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 8ª ed. Rio de Janeiro, Guanaba- ra Koogan, 2005. GLOSSÁRIO Hidrólise: Significa “quebra pela água”, isto é, de acordo com a de- finição de Arrhenius de ácidos e bases, hidróli- se é uma reação entre um ânion ou um cátion e a água, com forneci- mento de íons OH- ou H+ para a solução. Fonte: Disponível em <http://www.ebah. com.br/content/ABA- AAeouUAE/relatorio- -equilibrios-hidrolise- -sais> acessado em 15 fev. 2013 População: conjunto de seres da mesma espécie que habitam em determinada região geográfica. comunidade: con- junto de seres vivos de diferentes espécies que coabitam em uma mesma região. Ecossistema: conjunto formado pelas comuni- dades biológicas em in- teração com os fatores abióticos do meio. Biosfera: conjunto de regiões do planeta Terra capaz de abrigar formas de vida. Fonte: Disponível em <http://www.mundoe- ducacao.com.br/biolo- gia/niveis-organizacao- -biologia.htm.> acesso em 15 fev. 2013 ◄ Figura 7: Níveis de organização dos seres vivos: do átomo à biosfera Fonte: Disponível em <http://www.papode- estudante.com> acesso 15 fev. 2013 ◄ Figura 6: Esquema da célula ao organismo Fonte: Disponível em <http://espacociencias- quintoano.blogspot. com.br> acesso em 15 fev. 2013 19 Educação Física - Citologia e Histologia UNIDADE 2 Noções sobre microscopia e composição química da célula Ricardo Rodrigues Bacchi 2.1 Introdução Caros acadêmicos, nesta unidade terão noções básicas de microscopia e composição celu- lar, conheceremos as substâncias constituintes da matéria viva, compreendendo a sua importân- cia estrutural na formação das células e tecidos. 2.2 Microscópio óptico Segundo De Roberts (2006), o olho huma- no só pode distinguir dois pontos separados por mais de 0.1 milímetro (mm ), 100 micrô- metros (µm). Existem células micro e macroscópicas, células macroscópicas são células perceptíveis à resolução do olho humano, como, por exem- plo, o ovo de galinha. Porém, a grande maio- ria das células tem dimensões microscópicas e não podem ser observadas sem o auxílio de um instrumento óptico como o microscópio de luz, composto por um conjunto de lentes que ampliam a imagem dezenas ou centenas de vezes, nos permitindo a observação da cé- lula de uma forma mais detalhada, promoven- do um melhor estudo e compreensão da fisio- logia celular. Segundo o laboratório de farmacognosia da Universidade Federal do Paraná, o micros- cópio óptico é formado por dois sistemas: o sistema óptico e o sistema mecânico. O primeiro é composto pela: - Ocular: é a lente (ou são as lentes) situa- da perto do olho do observador. Amplia a imagem formada nas objetivas. Quando o microscópio é binocular, possui um mecanismo que permite ajustar a distância in- terpupilar. - Objetivas: são as lentes situadas perto da preparação, ampliando a imagem desta. Na superfície de cada objetiva estão indicados o aumento, a abertura numérica e ainda há um anel colorido que indica o aumento: vermelho 4X, amarelo 10X, azul 40X e branco 100X (esta última de imersão). - condensador: é um sistema de lentes situado abaixo da platina e que tem a função de concentrar a luz gerada pela fonte de ilumi- nação em direção à preparação. - Diafragma: localizado no interior do condensador, o diafragma-iris regula o feixe de raios que atravessa o sistema de lentes, eliminando os raios muito desviados. - Fonte de luz: trata-se de uma lâmpada halógena de intensidade graduada, situada ao pé do microscópio. Sua su- perfície externa pode possuir uma espécie de anel para a colocação de filtros que facilitam a visualização. Além do sistema óptico, um microscópio é formado pelo sistema mecânico, o qual se compõe de: - Suporte: mantém o sistema óptico e fornece estabilidade ao aparelho. É composto por duas partes, sendo elas a base (ou pé) e o braço. - Platina: também conhecida como mesa, é uma plataforma horizontal com um orifício central que permite a passa- gem dos raios procedentes da fonte de iluminação. Pode ser fixa simplesmente ou apresentar outra peça superior deslizante, movimentada através de botões e denomi- nada de carro ou charriot, destinada a mo- vimentar a lâmina onde se localiza a pre- paração a ser observada.20 UAB/Unimontes - 1º Período - tubo de encaixe ou canhão: contém o revólver com as objetivas abaixo e o sistema de lentes oculares acima. Existem tubos monoculares e binoculares. - Revólver: contém o sistema de lentes objetivas. O revólver é provido de movimento circular que permite mudar as objetivas. - Parafusos macrométrico e micromé- trico: permitem o deslocamento da platina para cima e para baixo. O deslo- camento grosseiro se faz por meio do parafu- so macrométrico, que aproxima o enfoque e o ajuste por meio do parafuso micrométrico, que realiza o enfoque correto. 2.3 Composição química da célula Junqueira e Carneiro (2005, p. 40) afirmam que: “as moléculas que constituem as células são formados pelos mesmos átomos encontrados em seres inanimados”. Assim, alguns tipos de átomos como: hidrogênio (H), oxigênio (O), carbono (C), fósforo (P) e nitrogênio (N) representam 99% da massa das células vivas, sendo constituintes das biomoléculas. Esses elementos, quando combinados entre si através de ligações químicas, formarão diver- sas substâncias conhecidas como moléculas que podem ser de natureza orgânica ou inorgânica. 2.3.1 Substâncias Orgânicas As Substâncias Orgânicas presentes nos seres vivos são aquelas que, obrigatoriamente, possuem carbono na constituição química de suas moléculas, podemos encontrar em nosso or- ganismo substâncias orgânicas como as: 2.3.1.1 Proteínas Entre todas as moléculas orgânicas, as proteínas são as mais abundantes do organismo, nor- malmente são de alto peso molecular e representam em torno de 50 % do peso seco da massa celular. São macromoléculas constituídas de aminoácidos, que são os seus monômeros, unidos por ligação peptídica. Os monômeos são pequenas moléculas capazes de ligarem-se entre si formando moléculas maiores denominadas polímeros. Na figura 8, notamos que na cadeia lateral é encontrado o radical (R) do aminoácido que é a sua porção variável. Conforme Alberts (2006, p. 59),“O crescimento de cada polímero dá-se pela adição de um monômero à extremidade da cadeia polimérica que está crescendo por meio de uma reação de condensação, reação da qual uma molécula de água é perdida cada vez que a uma subunidade é adicionada”. A união de aminoácidos ocorre através das ligações peptídicas, estas se fazem por de- sidratação, liberando moléculas de água. Veja na figura 9 um exemplo desse processo. Rea- ção de condensação entre duas moléculas do aminoácido glicina, demonstrando a formação da ligação peptídica. GLOSSÁRIO Substâncias Químicas: São classificadas como inorgânicas e orgâni- cas. As inorgânicas são aquelas que não pos- suem cadeias carbôni- cas e as orgânicas são as que possuem. Fonte: Disponível em <http://web.ccead.puc- -rio.br/condigital/mvsl/ Sala%20de%20Leitura/ conteudos/SL_funco- es_inorganicas.pdf> acesso 16 fev. 2013 Figura 8: Fórmula geral aminoácidos. Fonte: Disponível em <http://www.enq.ufsc. br> acessado em 17 fev. 2013 ▼ Figura 9: Ligação Peptídica Fonte: Disponível em <http://qnesc.sbq.org. br/online/qnesc24/ ccd1.pdf> acesso em 17 fev. 2013 ► 21 Educação Física - Citologia e Histologia Existem 20 aminoácidos que são responsáveis pela formação das proteínas do nosso orga- nismo. Doze desses aminoacidos são classificados como aminoácidos naturais, ou seja, nosso or- ganismo é capaz de produzi-los. Os demais, denominados de aminoácidos essenciais, são adqui- ridos através da alimentação. Os Aminoácidos são classificados conforme seu radical que, como vimos anteriormente, é sua única porção variável. Confira, a seguir, uma tabela com as respectivas nomenclaturas destes: QUADRO 1 - Nomenclatura de Aminoácidos Fonte: Disponível em <http://www.biomedicinapadrao.com/2011/07/aminoacidos-aa.html> acesso em 18 fev. 2013 As proteínas podem ser simples, quando são formadas exclusivamente por aminoácidos, ou podem ser conjugadas, quando formadas por aminoácidos e outra substância de natureza não protéica que representa o seu grupo prostético, por exemplo, lipoproteína = aminoácido + lipídeos. A estrutura da proteína é determinada pelo nosso código genético, a sequência de nucleotí- deos presente na molécula de DNA determina o tipo e a sequência em que os aminoácidos serão unidos na cadeia polipeptídica. A estrutura da proteína determina sua função que pode ser: enzimáticas, hormonais, de de- fesa, nutritiva, coagulação sanguínea, transporte e estrutural, entrando na constituição de vários tecidos e órgãos. Podemos ter proteínas com estruturas primária, secundária e terciária. A estrutura quaterná- ria é a união de várias cadeia polipeptídicas. DIcA Proteínas são polímeros cujas unidades consti- tuintes fundamentais são os aminoácidos. Os aminoácidos, por sua vez, são moléculas orgânicas que possuem ligadas ao mesmo átomo de carbono um átomo de hidrogênio, um grupo amina, um grupo carboxílico e uma cadeia lateral. Fonte: Disponível em <http://qnesc.sbq.org. br/online/qnesc24/ ccd1.pdf> acesso em 18 fev. 2013 ◄ Figura 10: Estruturas de Proteínas: Primárias, Secundárias, Terciárias e Quaternárias Fonte: Disponível em <http://www.ebah.com. br> acesso em 18 fev. 2013 22 UAB/Unimontes - 1º Período 2.3.1.2 Ácidos nucléicos Os ácidos nucléicos são uma classe de macromoléculas ácidas constituídas por mi- lhares de nucleotídeos, que são os seus mo- nômeros, participam em vários processos bioquímicos do nosso organismo, como a transmissão das características hereditárias, operada através de moléculas de ácido de- soxirribonucléico (DNA), constituído de ca- deias de nucleotídeos dispostas em espiral, já o de ácido ribonucléico (RNA) apresenta-se com apenas uma cadeia de nucleotídeos em espiral, estando mais relacionado com a sínte- se de proteínas da célula, os ácidos nucléicos também são importantes como uma das fon- tes de energia rápida para as atividades celu- lares, como adenosina trifosfato e guanosina trifosfato, e no processo de respiração celular no qual atuam como coenzimas. Os Nucleotídeos são constituídos de: • uma base nitrogenada, que pode ser uma purina (adenina ou guanina) ou uma piri- midina (timina ou citosina no DNA; uracila ou citosina no RNA); • um açúcar do tipo pentose (desoxirribo- se no DNA, e ribose no RNA); • um grupo fosfato (PO4). Caso ocorra alguma mutação que leve a uma alteração na sequência de nucleotídeos da molécula de DNA, isso pode implicar pro- teínas estruturalmente defeituosas acarretan- do sérios problemas patológicos como o cân- cer e doenças hereditárias. Veja o caso da anemia falciforme, na qual uma alteração genética devido à substituição de um único nucleotídeo da cadeia de DNA altera a estrutura da proteína hemoglobina, le- vando esta a adquirir um aspecto anômalo e, como consequência, não desempenhar bem o seu papel que é o de transportar gases respi- ratórios. Podemos concluir que a nossa sequência de nucleotídeos presente na molécula de DNA AtIvIDADE As proteínas desempe- nham várias funções em nosso organismo, dê exemplos de proteí- nas que desempenham funções de: a) Defesa: b) Regulação: c) Estrutural: Poste sua resposta no Fórum de Discussão. Figura 11: Estrutura química de um nucleotídeo Fonte: Disponível em <http://www.nutritotal. com.br> acesso em 18 fev. 2013 ► Figura 12: Estrutura da Molécula de RNA e DNA Fonte: Disponível em <http://www.alunoson- line.com.br> acesso em 22 fev. 2013 ► PARA SABER mAIS Assista a este vídeo e veja onde está o DNA e sua real aparên- cia no site: http:// www.youtube.com/ watch?feature=player_ embedded&v=oLz- -II0eZvk GLOSSÁRIO mutação: É definida como qualquer alte- ração permanentedo DNA. Pode ocorrer em qualquer célula, tanto em células da linhagem germinativa como em células somáticas. Fonte: Disponível em <http://www.virtual. epm.br> Acesso em 18 mai. 2013 23 Educação Física - Citologia e Histologia tem uma relação direta com a produção de proteínas específicas, exercendo controle em diversos fenômenos biológicos, como no cres- cimento celular e transmissão das característi- cas hereditárias. É bom lembrar que uma mutação gené- tica nem sempre é ruim. Ela pode ser adapta- tiva, promovendo maior variabilidade de indi- víduos dentro da mesma espécie e melhorar a adaptação ao meio. 2.3.1.3 Carboidratos, glicídios ou açúcares São moléculas orgânicas muito abundantes na natureza, são tão importantes que, em al- guns tecidos, representam a única fonte metabólica de energia. O cérebro usa a energia quase que exclusivamente das moléculas de glicose para a realização de suas funções vitais. Sempre o carbono, hidrogênio e oxigênio estão presentes nessas moléculas e podemos classificá-los de acordo com a sua constituição química em 3 grandes grupos: I. monossacarídeos – são os carboidratos mais simples, não podendo ser hidrolizados, apre- sentando de 3 a 7 átomos de carbono em sua constituição. Os principais monossacarídeos do tipo hexose são a glicose, galactose e frutose apresentando função energética; outro monossacarideo importante são as pentoses como a ribose e desoxirribose que apresen- tam função estrutural, fazendo parte da composição dos ácidos nucléicos. II. Dissacarídeos – são carboidratos hidrolizáveis formados pela união de 2 monossacarídeos através de ligação glicosídica, por exemplo: Sacarose (Frutose + Glicose), Maltose (Glicose + Glicose), Lactose (Galactose + Glicose). To- dos esses apresentando função energética. III. Polissacarídeos – são carboidratos mais complexos formados pela união de vários monos- sacarídeos através de ligações glicosídicas , como exemplo, podemos citar o glicogênio encontrado no fígado e músculos nos animais e o amido, nos vegetais; ambos são impor- tantes como reserva energética. 2.3.1.4 Lipídios São insolúveis em água e classificam-se em glicerídeos, ceras, esteroides, fosfolipídios e carotenoides. São estruturalmente os principais constituintes das membranas celulares e atuam, também, como moléculas de reserva energética, sendo armazenados em estado fi- siológico em células denominadas adipócitos que estão presentes no tecido adiposo. Os glicerídeos são moléculas de glicerol unidas a uma, duas ou três moléculas de ácidos gra- xos. Se estiverem ligados a três ácidos graxos, os glicerídeos são denominados triglicerídeos ou triglicérides. Eles podem ser encontrados em alimentos como laticínios, ovos, gordura animal e óleo vegetal. As ceras são originadas da união de ácidos graxos e um álcool – que não seja o glicerol. Es- sas têm um papel de proteção nas superfícies de plantas e animais, devido à sua insolubilidade. Prevenindo o excesso de perda de água Já os esteroides são lipídeos que nem apresentam glicerol, nem ácidos graxos na sua com- posição, estando presentes nas membranas das células animais, são utilizados na produção de outros esteroides, como os ácidos biliares e alguns hormônios como a progesterona. Os fosfolipídios possuem glicerol, ácido graxo, ácido em sua estrutura e são constituintes importantes nas membranas celulares. 2.3.1.5 Vitaminas As vitaminas podem ser hidrossolúveis (solúveis em água) ou lipossolúveis (solúveis em lipí- deos). Normalmente, são necessárias em pequenas quantidades no organismo. Elas atuam em diversos processos metabólicos como coenzimas ou enzimas. Em determi- nadas situações especiais da nossa vida, como em casos de doença, por exemplo, temos que ter uma suplementação de vitaminas. No raquitismo, a falta de vitamina D pode levar a problemas na estrutura óssea. Entretanto, uma alimentação balanceada e um bom prato colorido rico em PARA SABER mAIS Para saber mais acerca dos Princípios do Da- rwinismo, acesse o link: <http://www.algoso- bre.com.br/biologia/ teorias-da-evolucao. html> 24 UAB/Unimontes - 1º Período verduras e frutas suprem nossas necessidades diárias desses nutrientes. QUADRO 2 - Vitaminas – forma ativa e função FORmA ActIvA FUNÇÃO vitamina A II – cis retinol (púrpura visual). Ácido retinóico Mecanismo da visão. Manutenção da integridade dos epitélicos. tiamina Tiamina pirofosfato (cocarboxilase). Transportador de radicais aldeídos (descarboxilação dos ácidos cetóni- cos). Riboflavinas Flavin-mononucleótido. Flavin-adenin-binu- cleótido (Flavoproteínas). Transportador de hidrogênio. Trans- portador de electrões. Nicotinamida Nicotinamidadeninbinucleótido. (NAD). Transportador de hidrogênio. Nicoti- namidadeninbinucleótido. (NAD). Ácido fólico Ácido tetrahidrofólico. Ácido folínico. “Citrovorum factor” Transportador de radiciais formilo e de radicais monocarbonados. Biotina Carboxibiotina. Transportador de radicais carboxílicos. Ácido panto- ténico Coenzima A. Transportador de radicais acetilo e acilo. Piridoxina Piridoxal-S-fosfato. Piridoxamina. Coenzimas das transaminases, desaminases, descarboxilases, racemases. Transportador de funções aminas. Metabolismo dos aminoácidos. For- mação das aminas biogênicas. cobalamina Coenzimas B12. Isomerização. Desidrogenação. Metilação. Ácido ascór- bico Ácido desidroascórbico. Integridade das membranas intrace- lulares. Processos de oxiredução. vitamina D 1-25-desidroxicolecalciferol. Regulação do metabolismo do cálcio e do fósforo. vitamina E Alfatocoferol ou metabolito. Antioxidante. Fertilidade. Gestação. vitamina K Vitamina K1. Síntese dos elementos do complexo de protrombina. Fonte: Disponível em <http://www.enq.ufsc.br> acesso em 18 fev. 2013 2.3.2 Substâncias Inorgânicas As substâncias inorgânicas são todas aquelas que, como o próprio nome indica, não são or- gânicas. Considerando que as orgânicas são todas aquelas que possuem carbono em sua cons- tituição, logo, as substâncias inorgânicas são todas aquelas que não possuem carbono em sua constituição. Segundo De Roberts (2006, p. 17), “do total dos componentes da célula, cerca de 75 a 85% correspondem à água, entre 2 e 3% são constituídos de sais inorgânicos.” Assim, temos como substâncias inorgânicas: 2.3.2.1 Sais minerais Os sais minerais entram na constituição do organismo através da alimentação, podem estar presentes em nosso organismo na forma insolúvel, formando cristais que fazem parte da estrutu- ra óssea, como o fosfato e carbonato de cálcio, ou na forma solúvel, dissociados em água sendo chamados de íons. 25 Educação Física - Citologia e Histologia São importantes em diversas funções do organismo, destacando, principalmente, a trans- missão dos impulsos nervosos, coagulação sanguínea e contração muscular. Podem, também, apresentar-se associados às moléculas orgânicas, como a hemoglobina, que apresenta ferro em sua constituição. Confira no quadro 3 alguns dos principais sais minerais solúveis do nosso organismo, bem como sua função e principais fontes. QUADRO 3 - Sais Minerais e suas Funções Fonte: Disponível em <http://lucianecantalicebiologia.blogspot.com.br> acesso em 22 fev. 2013 2.3.3 Água É considerada solvente universal e biológico, pois a maioria das reações químicas do nosso organismo ocorre em meio aquoso, sendo assim, é a substância encontrada em maior quantida- de nos seres vivos, Apresentando, como propriedade, a capacidade de absorver e liberar calor. Em sua composição química apresenta dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, pos- sui fórmula molecular H2O e massa molar de 18g. É uma molécula polar, sendo que o oxigênio é mais eletronegativo que os hidrogênios. PARA SABER mAIS Confira no link a seguir outrossais minerais importantes para o bom funcionamento do organismo, veja onde são encontrados e suas respectivas funções no corpo humano. Fonte: <http://www. portalsaofrancisco.com. br/alfa/sais-minerais/ sais-minerais.php> 26 UAB/Unimontes - 1º Período A porcentagem de água pode variar nos organismos vivos conforme a idade e espécie. Por exemplo, em uma semente desidratada, a porcentagem de água pode ser de apenas 5%, já em outros animais, como uma água viva, pode chegar a 90% ou mais. Em média, a água representa entre 70 a 90% do peso dos seres vivos. Confira na Tabela 1 que a porcentagem de água no ser humano vai diminuindo de acordo com a idade. TABELA 1 - Porcentagem de água corporal por idade e sexo Idade e Sexo % de Água corporal total Até 6 meses 74 (64-84) 6 meses a 1 ano 60 (57-64) 1 a 12 anos 60 (49-75) Homem (Idade em anos) 12 a 18 59 (52-66) 19 a 50 59 (43-73) > 50 56 (47-67) mulher (Idade em anos) 12 a 18 56 (49-63) 19 a 50 50 (41-60) > 50 47 (39-57) Fonte: Altman (1961) Disponível em <http://www.ihs.pt/hid_imp_distribuicao.php> acesso em 19 fev. 2013 Referências ALBERTS, B. Fundamentos da Biologia celular . 2ª ed. ArtMed. 2006. DE ROBERTIS, E. M. F. J. H. Bases da Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2006. JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 8ª ed. Rio de Janeiro, Guanaba- ra Koogan, 2005. DIcA O homem pode sobre- viver cerca de 50 dias sem comer, mas pode morrer em poucos dias (em média 4 dias) por falta de água no seu organismo. Então, que quantidade de água é necessária para evitar a desidratação? A quantidade de água necessária para evitar a desidratação depende- rá da água que é perdi- da pelo organismo. Em condições normais, o homem necessita, em média, de 2 a 3 litros de água por dia. No entan- to, num clima quente e seco e com um apreciá- vel trabalho físico, o ser humano pode precisar de 5 a 15 litros de água diariamente. Fonte: Disponível em <http://aguaonline. net/thematicarticle/ content.php?id=24> acesso em 22 fev. 2013 27 Educação Física - Citologia e Histologia UNIDADE 3 Princípios da divisão, diferenciação e especialização celular Ricardo Rodrigues Bacchi 3.1 Introdução Nesta unidade, será estudado o ciclo celular, abordaremos a divisão de trabalho entre as células que são os constituintes do corpo dos seres pluricelulares, Essa distribuição de tarefa só é possível mediante a diferenciação celular. Segundo Junqueira e Carneiro (2000, p.221), algumas células são mais adaptadas a realizarem com mais eficiência determinadas funções do que outras. “Por exemplo, todas as células são capazes de contrair o seu citoplasma em resposta a estímulos diversos, pois a contratilidade é uma propriedade geral da matéria viva. No entanto certas células aperfeiçoam de tal maneira sua capacidade de contração, que sua eficiência, nessa função, passa a ser centenas de vezes superior à das demais células. Essas células especializadas na contração, que surge no embrião, são as células musculares. O ciclo celular pode ser dividido em interfase e divisão celular, Bogliolo (1998, p. 149) afirma que “nos organismos multicelulares, o crescimento celular é regulado por mecanismos comple- xos e integrados, processo do qual participam fatores internos e externos às células. A população celular global de um indivíduo é mantida através da ação de elementos que controlam tanto a taxa de multiplicação como a de sobrevivência das células: em outra palavras, é o resultado entre o número de células originadas por mitose e o de morte celular por apoptose. Esses dois fenô- menos específicos dependem de sinais específicos que determinam quando as células devem se dividir ou quando devem morrer a fim de manter a população em níveis homeostáticos.” 3.2 Interfase A interfase antecede as divisões celulares, além do trabalho realizado pelas células para manter o bom funcionamento do organismo, estas ainda têm que se preocupar em replicar o seu material genético (DNA) para futuras divisões. A interfase, como podemos observar na figura 13, pode ser subdividida em fases: Na fase G1, é observada uma intensa síntese de RNA e proteínas, consequentemente, nota- mos um pequeno aumento do volume celular. Na fase S, ocorre a duplicação semiconservativa do DNA, este se replica, pois é necessário que as duas células filhas tenham a mesma quantidade de material genético (DNA) da célula mãe. Na fase G2, reinicia uma intensa produção de RNA, formando ainda mais proteínas, o mate- rial genético e algumas organelas citoplasmáticas estão em duplicidade, determinando um gran- de crescimento celular e a aptidão da célula para entrar em divisão. Algumas células do organismo adulto, como os neurônios, por exemplo, podem apresentar a fase G0, isso quer dizer que elas não entram em G1, nem nas fases seguintes; permanecendo indefinidamente na interfase e, portanto, não entrando em divisão celular. Quando a célula deixa a interfase, ela entra em divisão celular: mitose e meiose. GLOSSÁRIO Apoptose: foi a deno- minação dada à morte “fisiológica” observa- da, (...).São inúmeros os exemplos onde a morte de uma célula ou de uma população celular é, na verdade, um fenômeno benéfico ao organismo como um todo. Talvez um dos aspectos mais interes- santes da apoptose é que, em todos os casos onde observamos este processo de morte celular, a própria célula se encarrega de desen- cadear uma cascata de eventos bioquímicos em seu interior, que sela o seu destino. Por este motivo, a apoptose foi e ainda é, por mui- tos, associada ao termo suicídio celular. Não com uma conotação negativista, mas sim sob um aspecto altru- ístico – a célula decide terminar a sua própria existência para um bem maior da coletividade, que é o desenvolvi- mento apropriado e a continuidade da vida do organismo e, conse- quentemente, daquela espécie. Fonte: Disponível em <http://www.einstein. br/biblioteca/pdf/ On%20line%2010.pdf> Acesso em 30 jun. 2013 28 UAB/Unimontes - 1º Período 3.3 Mitose A Mitose dará origem a duas outras célu- las, com o mesmo número de cromossomos da célula inicial. Veja na figura 14 a célula se dividindo. Para ficar mais didático, os citologistas dividi- ram a mitose em fases, de acordo com os fenô- menos que ocorrem durante a divisão. A mitose, entre outras funções, é responsá- vel pela regeneração de tecidos lesados e cres- cimento dos organismos multicelulares, além de ser um importante mecanismo de reprodução assexuada dos organismos unicelulares. Dentro de uma população celular, algu- mas células se dividem entrando em mitose em algum momento, chamamos esse fenôme- no de Índice mitótico celular. 3.4 Meiose Já a meiose é um outro tipo de divisão celular, responsável pela formação dos gametas mas- culino e feminino, essa divisão vai dar origem a quatro novas células filhas com metade do nú- mero de cromossomos da célula mãe, esse tipo de divisão é importante para que o número de cromossomos da espécie permaneça sempre constante GLOSSÁRIO células Lábeis: São células que se regene- ram com facilidade e rapidez. São exemplos as células das superfí- cies de revestimento, do epitélio seminífero e dos órgãos hematopo- éticos. células Estáveis: São células cuja capacida- de de replicação dos núcleos permanece em descanso na maior parte do tempo, mas isso muda rapidamen- te quando se recebe um estímulo adequa- do. São exemplos os hematócitos, as células dos túbulos renais e os fibroblastos. células Permanen- tes: São células cujos núcleos não possuem mais a capacidade de reiniciar o processo replicativo e,uma vez perdida essa capacida- de, essas células não são mais substituídas. São exemplos os neurônios e as fibras musculares estriadas. Fonte: Montenegro, M.R.; Franco, M.; Pato- logia, processos gerais; editora Atheneu; 4° Edição, 1999. células Somáticas: to- das as células corporais (2N) que possuem o cariótipo completo. Fonte: Disponível em <http://www.portalsa- ofrancisco.com.br/alfa/ leis-de-mendel/concei- tos-gerais-em-genetica. php> acesso em 22 fev. 2013 cariótipo: é o conjunto cromossômico ou a constante cromossô- mica diplóide (2n) de uma espécie. Represen- ta o número total de cromossomos de uma célula somática (do corpo). Fonte: Disponível em <http://www.ciencias. seed.pr.gov.br/modu- les/galeria/detalhe. php?foto=2023& evento =3> acesso em 22 fev. 2013 Figura 13: Interfase Fonte: Disponível em <http://www.educado- res.diaadia.pr.gov.br> acesso em 22 fev. 2013 ► Figura 14: Fases da Mitose Fonte: JUNQUEIRA & CARNEIRO, 2000, p. 59 ► 29 Educação Física - Citologia e Histologia Ocorre a partir de uma célula diploide, inicialmente essa célula vai passar pela primeira di- visão meiótica, também chamada reducional, na qual o número de cromossomos da célula é reduzido à metade. A célula mãe que era diploide, passa a ser haploide, pois o número de cro- mossomos foi reduzido à metade. A segunda divisão da meiose é uma divisão equacional, pois duas células haploides vão produzir, cada uma, mais duas células, também haploides. Essa parte da divisão não altera o número de cromossomos, sendo esses repassados em sua totalidade para as células filhas. Já imaginou se não reduzíssemos o número de cromossomos da espécie humana? Teríamos um caso de Tetraploidia (92 XXXX ou XXYY). Dizemos que o conjunto de cromossomos de uma célula é chamado de Ploidia. As células somáticas da espécie humana são diploides (2n), possuindo 23 pares de cromossomos, totalizan- do um número de 23 cromossomos; as células germinativas da espécie humana: espermatozóide e ovócito são haploides (n) e possuem apenas 23 cromossomos. Na mitose o número de cromossomos é igual entre as células-mãe e as células-filha, já na meiose as células-mãe têm o dobro de cromossomos do que as células-filha. Observe no vídeo a formação do fuso mitótico que puxa os cromossomos para os polos da celular, compare os processos de mitose e meiose, note que só na meiose ocorre o crossing-over entre os cromossomos homólogos. 3.5 Especialização, diferenciação e potencialidade embrionária Quando a célula tem a capacidade de formar outros tipos celulares, falamos que essa célula é dotada de uma potencialidade embrionária. GLOSSÁRIO tetraploidia: Cada espécie viva apresenta um número definido de cromossomos que a caracteriza, o que é de- nominado genoma. Na espécie humana há 23 pares de cromossomos (2n=46), sendo metade proveniente do gameta feminino (n=23) e outra metade do gameta masculino (n=23). No entanto, podem ocorrer irregularidades na divisão celular após a fecundação. Dentre as anormalidades ge- néticas marcadas por alterações numéricas de cromossomos, está a tetraploidia, caracteri- zada por um organismo, célula, núcleo ou fase do ciclo de desenvolvimen- to que tem quatro vezes o número de cromos- somos do gameta da espécie (92 XXXX ou 92 XXYY). Fonte: Disponível em <http://www.sbfa. org.br> Acesso em 18/05/2013 ◄ Figura 15: Meiose Fonte: Disponível em <http://www.sobiolo- gia.com.br> acesso em 22 fev. 2013 DIcA Todo tecido que forma o corpo humano origina- -se de uma única célula, o zigoto, resultante da fecundação. Essa célula tem a potencialidade para produzir todos os tipos de células dos dife- rentes tecidos do futuro organismo. Fonte:Disponível em < http://histologianow. blogspot.com.br/> aces- so em 22 fev. 2013 AtIvIDADE Quais são as principais diferenças entre a mi- tose e a meiose? Poste sua resposta no Fórum de discussão. 30 UAB/Unimontes - 1º Período As células com alta potencialidade embrionária normalmente são pouco diferenciadas e apresentam índices mitóticos elevados, podendo originar linhagens células distintas, conforme a necessidade do organismo. Conforme Bogliolo (1998), a reprodução é atividade fundamental das células, e, em geral, existe correlação inversa, de grau razoável, entre diferenciação e multiplicação celular. “Quanto mais avançado ou complexo é o estado de diferenciação, menor é a taxa de reprodução.” Um neurônio é uma célula que apresenta 100 % de diferenciação, ou seja, possui uma mor- fologia própria que o torna apto a realizar a sua função que é a de conduzir o impulso nervoso. Porém, essa diferenciação e alta complexidade interferem na sua potencialidade embrionária, fa- zendo com que esta célula perca a capacidade de formar novas populações de células. Desta maneira, concluímos que ela apresenta 100 % de diferenciação e 0 % de potencialida- de embrionária. Já com a célula tronco, o processo é inverso, a célula apresenta 0 % de diferenciação e 100 % de potencialidade embrionária. A célula tronco é completamente indiferenciada, ou seja, não apresenta uma morfologia definida, essa particularidade, em um dado momento, sofre estímulos químicos tanto intra como extracelulares, ativando genes que são responsáveis pela sua diferen- ciação e formação de novas linhagens celulares diferenciadas e aptas a realizarem funções espe- cíficas no organismo. Referências BOGLIOLO, G. B. F. Patologia Geral. 2. ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 1998. JUNQUEIRA, L. C. U.; CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. Rio de Janeiro, Guanabara Koo- gan, 2000. MONTENEGRO, M.R. FRANCO, M. Patologia, Processos Gerais. Atheneu; 4. ed. 1999. GLOSSÁRIO Processo de diferen- ciação celular: Consiste na ativação de alguns genes e desativação de outros, coordenando alterações bioquímicas, fisiológicas e morfoló- gicas, para formar os diversos tipos de células que caracterizam os diferentes tecidos. Especialização: As células destinadas a desempenhar funções específicas nos tecidos especializam-se por meio de alterações de- terminadas pelos genes. A forma das células e o tipo de organelas que se apresentam em maior abundância variam de acordo com a especiali- zação. Exemplo: células do tecido muscular, com metabolismo ativo, são ricas em mitocôndrias, células de defesa que re- alizam fagocitose, como os macrófagos, são ricas em vacúolos digestivos e lisossomos. Fonte: Disponível em <http://histologianow. blogspot.com.br/> aces- so em 22 fev. 2013 DIcA A Morfologia Celular denota sua fisiologia. Isso significa que, obser- vando o tipo, tamanho, quantidade e disposição das organelas e estruturas de uma determinada cé- lula, é possível se ter uma ideia de sua atividade funcional, mesmo sem conhecê-la. A célula cancerosa apresenta alto índice mi- tótico, perda da diferen- ciação celular e, como consequência, perda da sua especialização. Fonte: Disponível em <http://www.dcm.uem. br/morfo-cel-2012.pdf> acesso em 22 fev. 2013 31 Educação Física - Citologia e Histologia UNIDADE 4 Membrana plasmática e digestão intracelular 4.1 Introdução A princípio, vamos abordar sobre a membrana celular que, entre tantas outras funções, tem como principal objetivo manter uma comunicação constante do líquido intracelular (LIC) com o líquido extracelular (LEC), proporcionando concentrações diferenciadas de várias substâncias químicas nos dois meios. Esta habilidade é denominada de permeabilidade seletiva. A Membrana celular possui receptores para hormônios e outros sinais químicos em sua par- te externa, essa comunicação é importanteporque estabelece uma conexão das células entre si e com o meio extracelular. TABELA 2 - Concentração no Líquido Intracelular e Líquido Extracelular cOmPOSIÇÃO ELEtROLÍtIcA DOS ELEmENtOS ÍONS EXTRACELULAR INTRACELULAR Na+ 142 mEq/L* 10 mEq/L K+ 5 mEq/L 141 mEq/L CI- 103 mEq/L 4 mEq/L Ca++ 5 mEq/L < 1 mEq/L Mg++ 3 mEq/L 58 mEq/L * A concentração dos eletrólitos expressa-se em liliequivalentes por litros de soro ou plasma (mEq/L) Fonte: Disponível em < http://books.google.com.br/books?id=BKWu_rUEHecC&pg=PA72&lpg=PA72&dq=conentra%C3% A7%C3%A3o+liquido+extracelular+e+intracelular&source=bl&ots=6yePHRx78n&sig=pca300_P-d7pTtxLLRtha4nwc8I&hl- =pt-BR&sa=X&ei=KnY4UcKFHY7U9ATpkoDgDA&ved=0CEEQ6AEwAw#v=onepage&q&f=false> acesso em 20 fev. 2013 4.2 Estrutura da membrana plasmática A membrana plasmática das células eucariontes, assim como suas endomembranas, ao mi- croscópio eletrônico, apresentam-se como uma estrutura trilaminar sendo visualizadas duas ca- madas escuras, separadas por uma camada clara central, por isso denominamos essa estrutura trilaminar como unidade de membrana, é formada basicamente por lipídeos, glicídios e proteínas. Possuem uma bicamada de fosfolipídio (modelo de Singer e Nicolson - 1972), onde os mais encontrados, segundo De Robertis (2006), são o fosfatidilcolina, fosfatidiletanolamina, fosfati- dilserina, esfingomielina e o fosfatidilinositol. Entre esses lipídeos encontramos moléculas de proteínas periféricas e integrais, veja na figura 16 que as proteínas integrais estão alojadas na membrana fazendo contato direto com o meio extracelular. As ligações químicas que unem as proteínas periféricas à membrana são fracas, por isso elas podem ser separadas da membrana com muita facilidade. 32 UAB/Unimontes - 1º Período Observe as proteínas transmembranas de passagem única e de múltiplas passagens. A figu- ra mostra uma proteína periférica na superfície externa da membrana, mas essas proteínas são mais frequentes na superfície interna (...). Já as proteínas integrais, atravessam a membrana entre os lipídeos, mantendo uma comuni- cação constante do meio extracelular com o meio intracelular, formando um canal que transpor- ta íons e moléculas entre os dois meios, por isso são chamadas de transmembranas. Elas estão fortemente aderidas à membrana plasmática e só podem ser isoladas desta por técnicas drásti- cas de separação, como o uso de detergente. Os lipídios da membrana possuem uma cabeça hidrofílica, solúvel em água, e uma cauda hidrofóbica, insolúvel em água, porém solúvel em lipídios e solventes orgânicos, devido a essa característica, dizemos que são moléculas anfipáticas. Embora a classe dos fosfolipídios, como os fosfoglicerídeos e os esfingolipídio, que contém radical fosfato em sua constituição seja a mais abundante, também podemos encontrar outros lipídeos como esteroides e colesterol presentes na membrana. Na parte externa da membrana, observamos que os glicídios podem estar ligados à prote- ína formando glicoproteínas; ou ligados a lipídios formando glicolipídio. A união desses carboi- dratos com uma proteína chamada fibronectina, entre outras, vai formar o glicocálice que está presente na parte externa da membrana celular, tendo como função unir as células umas às ou- tras e à matriz extracelular. Figura 16: Desenho esquemático da estrutura molecular da membrana plasmática. Fonte: JUNQUEIRA & CARNEIRO, p. 26, 2004 ► Figura 17: Fosfolipídeos Fonte: Disponível em <http://www.ebah.com. br> acesso em 25 fev. 2013 ► AtIvIDADE Pesquise os termos: Fatores de crescimen- to, Receptores para fatores de crescimento, Estimulação autócrina e Estimulação parácri- na. Poste sua resposta no fórum de discussão. GLOSSÁRIO Gradiente de concen- tração: É a diferença de concentração entre dois meios ou a dife- rença de concentração de uma substância por unidade de distância. Fonte: Disponível em <http://www.pdamed. com.br/diciomed/ pdamed_0001_08695. php> acesso em 22 fev. 2013 33 Educação Física - Citologia e Histologia Essas glicoproteínas na parte externa da membrana celular vão proporcionar um reconhe- cimento celular entre células com a mesma morfologia, proporcionando uma melhor interação e relacionamento entre elas, podemos dizer então que tipos celulares iguais se reconhecem e interagem entre si. As glicoproteínas também são responsáveis pela característica imunogênica da membrana plasmática, formando o complexo principal de histocompatibilidade MHC que determina, ou não, a rejeição de um tecido ou órgão transplantado. Pelo ponto de vista anatômico e funcional, daria perfeitamente para colocarmos o coração de um porco em um ser humano, isso só não é possível porque o MHC desse animal é diferente do da espécie humana. Se ousássemos fazer tal experiência, em menos de 30 minutos, nossas células atacariam e destruiriam esse tecido estra- nho e o coração necrosaria. 4.3 Mecanismos de transporte Todo líquido que não está no interior da célula é considerado um líquido extracelular, inclu- sive o sangue (plasma), o líquido intersticial e a linfa. A membrana plasmática seleciona e regula a entrada e saída de diversas substâncias através de vários mecanismos de transporte. 4.3.1 Mecanismos de transporte passivos Alguns desses mecanismos são passivos, ou seja, as moléculas atravessam a membrana a favor de um gradiente de concentração e, por isso, não consomem energia da célula, não resul- tando em gasto de adenosina trifosfato (ATP) pela mesma. Entre os transportes passivos, temos: 4.3.1.1 Difusão simples e facilitada Difusão é um fenômeno físico no qual o soluto vai passar do meio mais concentrado para o meio menos concentrado. Segundo ALBERTS (2006), moléculas de água e moléculas apolares serão transportadas atra- vés da membrana celular por difusão simples. Porém, para as células adquirirem nutrientes como açúcares, aminoácidos e nucleotídeos e excretarem metabólitos celulares, é necessário que tais moléculas sejam transportadas através da membrana por proteínas especializadas denominada carreadoras, realizando assim a difusão facilitada . Algumas substâncias são lipossolúveis, ou seja, conseguem atravessar a membrana somen- te através dos lipídeos presentes na mesma, então dizemos que são substâncias transportadas por difusão simples. DIcA O que é ATP? A ATP (ou Adenosina Trifosfato) é uma mo- lécula/composto cuja energia potencial pode ser facilmente mobilizada pela célula, constituindo a mais importante fonte de energia diretamente utilizável por esta. É formada por adenosina, por sua vez composta por uma adenina (base nitrogenada ) e uma ri- bose (açúcar com cinco carbonos) e três grupos de fosfato (composto inorgânico) conectados em cadeia. A energia potencial, proveniente da respiração celular e da fotossíntese, é ar- mazenada nas ligações entre os fosfatos, po- dendo ser mobilizável pelas células para todo o tipo de processos biológicos. Fonte: Disponível em <http://www. knoow.net/ciencter- ravida/biologia/atp. htm#vermais> acesso em 22 fev. 2013 ◄ Figura 18: Difusão Simples Fonte: Disponível em <http://www.infoescola. com> acesso em 22 fev. 2013 34 UAB/Unimontes - 1º Período Outras substâncias, como a glicose e grande parte dos aminoácidos, não são permeáveis aos lipídeos. Dizemos, então, que essas moléculas não são lipossolúveis, sendo transportadas por difusão facilitada através de proteínas transmembranas, como as permeases ou transportadoras. 4.3.1.2 Osmose Passagem do solvente (H2O) do meio hipotônico para o meio hipertônico, moléculas e íons movem-se naturalmente sem gasto de energia de regiões de baixa concentração para regiões de alta concentração. É bom lembrar que a concentração éa relação entre a quantidade de soluto e o volume da solução. Quando nos referimos à concentração de uma substância, estamos nos referindo à quanti- dade ou massa do soluto em gramas (g) e o volume do solvente. A membrana celular é muito permeável à água: Colocada em uma solução hipotônica, as células aumentam de volume devido à penetração de água. Se o aumento de volume for muito acentuado, a membrana plasmática se rompe e o conteúdo da célula extravasa, fenômeno co- nhecido como lise celular (JUNQUEIRA CARNEIRO, p.84, 2005). A pressão osmótica é influenciada pelo potencial de água e concentração do soluto do meio intra e extracelular. Nas células eucariontes animais, por ser destituída de parede celular, uma pressão osmótica muito elevada pode acarretar em lise celular, ou seja, o rompimento da membrana celular e sua morte. Confira na figura 20, os efeitos sofridos em uma célula animal e vegetal em meios de dife- rentes concentrações de soluto, vejam como as células se comportam em relação à pressão os- mótica, notem que a célula vegetal fica túrgida em meio hipotônico, mas não ocorre a lise celular. Figura 19: Difusão Facilitada Fonte: Disponível em <http://gracieteoliveira. pbworks.com> acesso em 20 fev. 2013 ► PARA SABER mAIS Saiba mais sobre o Transporte Passivo por difusão e Osmose. Bem como meios hipotôni- co, isotônico e hipertô- nico, acessando o link: <http://rived.mec.gov. br/atividades/biologia/ transporte_passi- vo_membrana_plas- matica/> acesso em 20 fev. 2013 DIcA PRESSÃO OSMÓTICA é a pressão necessária para contrabalançar a tendência da água para se mover através de uma membrana seleti- vamente permeável, da região onde há maior quantidade de molécu- las de água (hipotôni- ca) para a região onde há menor quantidade de moléculas de água (hipertônica). A PRESSÃO OSMÓTICA do meio é diretamente proporcional à presen- ça de solutos. A água tende a mover-se de uma região com menor pressão osmótica (solução hipotônica) para uma região com maior pressão osmótica (solução hipertônica). Fonte: Disponível em <http://www.slidesha- re.net/margaridabt/mo- vimentos-transmem- branares-7340587> acesso em 20 fev. 2013 Figura 20: Efeitos da osmose em células animais e vegetais Fonte: Disponível em <http://biofraganunes. blogspot.com.br> aces- so em 20 fev. 2013 ► 35 Educação Física - Citologia e Histologia 4.3.2 Transportes ativos da membrana celular Muitas vezes, a célula tem que eliminar material do meio intracelular para o meio extracelu- lar e capturar moléculas do meio extracelular para o meio intracelular. Essas moléculas apresentam alto peso molecular e só conseguem atravessar a membrana plasmática através de modificações em sua estrutura. Para que essas modificações aconteçam, elas exigem da célula certo gasto de energia (ATP). Às vezes, as moléculas não possuem peso molecular elevado, mas estão contra um gradiente de concentração e necessitam ser bombeadas do meio menos concentrado para o mais concentra- do, essa situação também exige gasto de energia (ATP) pela célula. Assim, podemos concluir que, quando uma célula consome moléculas de ATP para realizar um tipo de transporte, ela está realizando um transporte ativo. Os transportes ativos podem ser classificados em: 4.3.2.1 Endocitose É o mecanismo no qual a membrana celular envolve partículas ou fluído do meio extracelu- lar para o meio intracelular, como podemos ver na figura 21. I) Fagocitose Englobamento de partículas sólidas e volumosas pelas células, modificações estruturais da membrana vão promover evaginações e formações dos pseudópodos, formando uma vesícula chamada fagossomo. Nos mamíferos, é um importante mecanismo de defesa, nossos macrófagos, presentes nos tecidos conjuntivos, vão englobar e destruir bactérias para combater processos infecciosos. Nos unicelulares, como as amebas, é utilizado para alimentação englobando partículas do meio para sua nutrição. ◄ Figura 21: Endocitose Fonte: Disponível em <http://gracieteoliveira. pbworks.com> acesso em 20 fev. 2013 ◄ Figura 22: Fagocitose Fonte: Disponível em <http://gracieteoliveira. pbworks.com> acesso em 20 fev. 2013 36 UAB/Unimontes - 1º Período II) Pinocitose Invaginação da membrana plasmática para a obtenção de partículas líquidas, essa modifica- ção estrutural permitirá a formação do canal de pinocitose e formação de uma vesícula chamada pinocítica. 4.3.2.2 Exocitose É o mecanismo na qual a célula vai eliminar sustâncias úteis através da secreção do meio intracelular para o meio extracelular. A célula pode, também, eliminar substâncias indesejáveis e prejudiciais a seu bom fun- cionamento através da excreção. Como exemplo, temos a Clasmocitose ou defecação celular que, após a digestão intracelular, formará vesículas chamadas de vesículas exocíticas. Estas se fundem à membrana na sua face interna para a posterior eliminação dos resíduos para o meio extracelular. 4.3.2.3 Transporte ativo primário: na, K-ATPase A bomba de sódio e potássio é importante para manter o potencial elétrico nas células dos organismos vivos. Está diretamente ligada a processos de contração muscular e condução dos impulsos nervosos. A concentração de sódio é maior no meio extracelular e a de potássio é maior no meio in- tracelular, note que este processo é realisado contra os gradientes de concentraçao destes dois íons, o que ocorre graças à hidrólise de moléculas de trifosfato de adenosina (ATP), composto mais energético, em adenosina difosfato (ADP), composto menos energético, liberando energia. Essa reação é catalisada pela família das enzimas ATPase, sendo um transporte ativo primário porque a energia consumida por esse transporte provém, diretamente, de moléculas de ATP da célula. DIcA Se a invaginação da membrana for desen- cadeada pela ligação de uma determina- da substância a um constituinte específico da membrana trata- -se de um processo de endocitose mediada e chama-se a esse cons- tituinte receptor. Para entrar na célula deste modo é necessário que a membrana possua receptores específicos para a substância em questão. Este mecanismo é utilizado por muitos vírus (como o HIV, por exemplo) e toxinas para penetrar na célula dado que ao longo do tempo foram desenvolvendo uma complementarida- de com os receptores. Este processo é também importante para a Medicina, pois foram introduzidos em medicamentos usados para destruir células tu- morais fragmentos que se ligam aos receptores membranares específi- cos das células que se pretende destruir. Fonte: Disponível em <http://www.sobiolo- gia.com.br/conteudos/ Citologia/cito13.php> acesso em 20 fev. 2013 Figura 23: Pinocitose Fonte: Disponível em <http://www.infoescola. com> acesso em 23 fev. 2013 ► Figura 24: Exocitose Fonte: Disponível em <http://gracieteoliveira. pbworks.com> acesso em 20 fev. 2013 ► 37 Educação Física - Citologia e Histologia Para manter concentrações diferenciadas desses íons nos dois meios é necessario que pro- teínas carreadoras constituintes da membrana citoplasmática funcionem como bombas de íons e, portanto, regulem a passagem desses elementos através da membrana citoplasmática. Notem na figura que a proteína carreadora fraciona moléculas de trifosfato de adenosina (ATP) para gerar energia e deslocar os íons. 4.3.2.4 Transporte ativo secundário: transporte impulsionado por gradientes iônicos A célula utiliza a energia de um potencial de gradiente iônico, normalmente utiliza íons Na+, para realizar o transporte de glicose pela membrana plasmática. Como exemplo, podemos citar as células epiteliais de revestimento intestinal
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