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CITOLOGIA ESTUDO DA CÉLULA MENOR UNIDADE FUNCIONAL DO ORGANISMO 1 TNR CLÉIA SEQUEIRA cleiareginass@hotmail.com 1 biologia INTRODUÇÃO À FISIOLOGIA HUMANA A fisiologia humana é o ramo da ciência que se preocupa com o estudo do funcionamento e equilíbrio do corpo humano, assim, destina-se a explicar os fatores físicos e químicos que estão envolvidos com a origem e propagação da vida humana. Neste contexto, a fisiologia inicia seus estudos com as células que compõem os órgãos, após busca decifrar o equilíbrio harmônico, de vários órgãos em conjunto, do funcionamento dos sistemas orgânicos. Mas não bastaria apenas entender o equilíbrio funcional celular e sistêmico, sem voltar o olhar para o ambiente em que tais células estão dispersas: o meio interno. Sendo assim, com o estudo da fisiologia objetiva-se perpassar por esses vários cenários orgânicos Destina-se a entender as FUNÇÕES do metabolismo humano. ESQUEMA CELULAR 3 3 biologia 4 CITOLOGIA É O ESTUDO DA CÉLULA A unidade viva do corpo é a célula e cada órgão é um agregado de muitas células diferentes. Cada tipo de célula é adaptado a uma função determinada. Ao todo são cerca de 100 trilhões de células. Quase todas têm capacidade de se reproduzir e de se regenerar. 4 biologia A BIOLOGIA CELULAR é o ramo da biologia que estuda as organelas celulares e seus comportamentos. AS DIMENSÕES DAS CÉLULAS variam de espécie; contudo, a maioria tem tamanho inferior ao do poder de resolução do olho humano, ou seja, são Microscópicas. 5 5 biologia CLASSIFICAÇÃO CELULAR CÉLULAS LÁBEIS = células dotadas de ciclo vital curto. Exemplos: Glóbulos brancos (leucócitos), glóbulos vermelhos (hemácias ou eritrólitos) e as células epiteliais (revestimento). 6 6 biologia CÉLULAS ESTÁVEIS = células dotadas de ciclo vital médio ou longo, podendo durar meses ou anos. Entre as células estáveis, podemos citar: Osteócitos, hepatócitos , células pancreáticas, células musculares lisas, entre outras. 7 7 biologia CÉLULAS PERMANENTES = células de ciclo vital muito longo, coincidindo, geralmente, com o tempo de vida do indivíduo. Como permanentes, podemos citar as células nervosas (neurônios) e as células musculares estriadas. 8 8 biologia 9 CÉLULA HUMANA 9 biologia 10 Organelas Celulares Retículo Endoplasmático (RE) Sistemas que delimitam canais e vesículas. RE rugoso - retículo endoplasmático com função de síntese de proteínas; também denominado RE granular. RE liso - retículo endoplasmático com função de síntese de lipídios e de carboidratos; também denominado RE agranular. Retículo endoplasmático (RE) 10 biologia RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO 11 11 biologia 12 Ribossomos Grânulos que associam-se ao RE ou encontram-se livres no hialoplasma; são constituídos por proteínas e RNA ribossômico. Tem a função de síntese de proteínas. 12 biologia Complexo de Golgi Sistema de bolsas achatadas e empilhadas, de onde destacam-se as vesículas. Sua função é armazenar substâncias produzidas pela célula. 13 13 biologia 14 Lisossomos São pequenas vesículas que contêm enzimas digestivas; destacam-se do complexo de Golgi e juntam-se aos vacúolos digestivos. Fazem a digestão intracelular; em alguns casos, extracelular. 14 biologia Vacúolos São cavidades limitadas por membrana lipoprotéica. Os vacúolos podem ser : Vacúolo Digestivo - As partículas englobadas são atacadas pelas enzimas lisossômicas, formando um fagossomo. Vacúolo Autofágico - Digere partes da própria célula. 15 15 biologia 16 São organelas ovóides formadas por uma dupla membrana lipoprotéica e uma matriz. A membrana externa é contínua e a interna forma as cristas mitocondriais. Nestas, prendem-se as partículas mitocondriais, constituídas por enzimas respiratórias. Possuem DNA, sintetizam proteínas específicas e se auto-reproduzem. Função: respiração celular Mitocôndrias 16 biologia 17 Organelas constituídas por dois cilindros perpendiculares um ao outro; cada cilindro é formado por nove trincas de microtúbulos. Tem a função de orientar o processo de divisão celular. Centríolos 17 biologia NÚCLEO CELULAR O núcleo é o responsável pelo controle de todas as funções celulares. 18 18 biologia 19 NÚCLEO CELULAR A maior parte das células de nosso corpo possui um único núcleo. Contudo, há células que não possuem nenhum (as hemácias ) e outras que possuem vários, como, por exemplo, às células musculares esqueléticas. Carioteca - Membrana dupla, lipoprotéica, interrompida por poros. Cariolinfa - Massa semilíquida que preenche o núcleo. Cromatina - Filamentos formados por DNA e proteínas; forma os cromossomos durante a divisão celular. Nucléolo - Corpúsculo constituído por RNA ribossômico e proteínas. 19 biologia NÚCLEO CELULAR Dento do núcleo, encontram-se corpos em formatos esféricos denominados nucléolos, compostos proteicos, DNA e RNA e os genes nucleares, também conhecidos como código genético. Estes genes são os responsáveis não só pelas características hereditárias, como também, pelo controle da maioria das atividades realizadas pelas células. ADN = ácido desoxirribonucléico ARN = ácido ribonucléico 20 20 biologia 21 Código genético São as informações codificadas no DNA; permite o controle das atividades celulares e a transmissão das características hereditárias. DNA são duas cadeias helicoidais de polinucleotídeos, com pares de bases perpendiculares. adenina (A) citosina (C) guanina (G) timina (T) 21 biologia 22 CÉLULA E ORGANELAS 22 biologia 23 COMPOSIÇÃO BIOQUÍMICA CELULAR Água: 70-85% da massa celular. Componentes orgânicos: proteínas, carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos. A unidade funcional básica do corpo é a célula, existindo cerca de 100 trilhões delas em cada ser humano. A maior parte das células está viva e, em sua imensa maioria, também se reproduz, com isso, garante a continuidade da vida. 23 biologia 24 Organização funcional do corpo humano e controle do “meio interno” Existem líquidos dentro das células e fora delas. O líquido que circula fora das células é chamado de LÍQUIDO EXTRACELULAR – LEC. O líquido que circula dentro das células, é chamado de LÍQUIDO INTRACELULAR – LIC. 24 biologia 25 LEC- Líquido Extracelular O líquido extracelular preenche os espaços entre as células e é chamado de MEIO INTERNO do organismo. É nesse meio que as células vivem. Contém os nutrientes necessários para a manutenção celular. O funcionamento da maior parte dos órgãos que formam o corpo, é dirigido no sentido de manter constantes as condições físicas e as concentrações das substâncias dissolvidas nesse meio interno. Essa condição de continuidade do meio interno é chamado de HOMEOSTASIA. 25 biologia 26 O líquido que forma o meio interno é continuamente misturado em todo o corpo por dois efeitos, primeiro, pelo bombeamento de sangue do sistema circulatório, causado pelo coração, e segundo, pela difusão de líquido, através da membrana capilar, que ocorre nos dois sentidos, permitindo as trocas entre, a parte do líquido extracelular do sangue, que é chamada de plasma, e a parte desse mesmo líquido extracelular, que ocupa os espaços entre as células dos tecidos, e que é chamada de líquido intersticial. 26 biologia 27 Cada sistema de órgãos do corpo desempenha um papel específico na homeostasia. Por exemplo: No sistema renal, os rins removem os produtos do metabolismo dos líquidos orgânicos enquanto que, ao mesmo tempo, controlam as concentrações dos diferentes íons. E o LEC, repõe o que está sendo consumido pelas células. HOMEOSTASIA é a condição de equilíbrio dinâmico constante no meio interno do corpo humano, ou seja, equilíbrio entre o líquido extracelular e o líquido intracelular. 27 biologia 28 LIC – Líquido Intracelular O líquido intracelular, também faz parte desse metabolismo e funcionada mesma forma, porém é muito diferente do líquido extracelular. A diferença mais importante é: O líquido extracelular contém grandes quantidades de íons sódio e cloreto. O líquido intracelular contém grandes quantidades de íons potássio e fosfato. 28 biologia 29 PROCESSOS DE TROCAS DE ENERGIAS ATRAVÉS DE MEMBRANAS CELULARES TRANSPORTE PASSIVO TRANSPORTE ATIVO TRANSPORTE EM BLOCO 29 biologia 30 Transporte Passivo por DIFUSÃO SIMPLES Difusão significa o movimento aleatório de moléculas ou de íons. Difusão efetiva de uma substância ocorre apenas de área de maior, para área de menor concentração. Exemplo: Mecanismo da passagem de oxigênio dos pulmões para o sangue e do sangue para os tecidos. 30 biologia 31 A difusão através da membrana celular ocorre de dois modos: Primeiro, as substâncias lipossolúveis, como o oxigênio, difundem-se diretamente pela Matriz lipídica da membrana celular. Segundo, as substâncias hidrossolúveis e a água, passam através de poros da membrana celular, que são canais formados por moléculas de proteínas que atravessam toda a barreira lipídica da membrana celular. 31 biologia 32 Transporte Passivo por Difusão Facilitada Alguma substância só pode difundir-se através da membrana celular por meio de mecanismo especial, chamado de Difusão Facilitada. Nesse mecanismo, primeiro a substância se combinar com uma proteína na membrana celular, tornando a substância solúvel, até se difundir na membrana, onde será liberada para dentro da célula. 32 biologia 33 33 biologia 34 Transporte Passivo por OSMOSE A água atravessa a membrana celular por osmose, quando a concentração dos solutos, no líquido extracelular é diferente da vigente no líquido intracelular. Dessa forma, a intensidade real da difusão da água será sempre da área de maior concentração da água, para a área de menor concentração de água. Esse é o processo da osmose. A osmose só pode ser impedida quando ocorrer pressão osmótica. A pressão osmótica ocorre pela movimentação contrária dos líquidos. 34 biologia 35 TRANSPORTE ATIVO Transporte Ativo de uma substância através da membrana celular, é tipo de transporte inteiramente diferente da difusão. Significa o movimento de uma substância através da membrana celular por meio de um mecanismo químico específico da própria membrana. O transporte ativo é semelhante à difusão facilitada, exceto que pode transportar a substância mesmo quando a concentração dessa substância é maior na região para onde está sendo transportada. 35 biologia 36 TRANSPORTE ATIVO Para que ocorra esse mecanismo, a célula gasta muita energia. A energia usada é o ATP (Trifosfato de Adenosina). O ATP consiste em um componente de adenosina e três partes denominadas grupo fosfato. 36 biologia 37 O mecanismo de Transporte Ativo mais importante é a Bomba de Sódio Potássio. BOMBA DE SÓDIO A bomba de Sódio (também designada Na+/K+-ATPase ou bomba Na+/K+) é uma enzima que, se localiza na membrana plasmática de quase todas as células do corpo humano. Bomba de NA+ e K+: Este tipo de transporte se dá, quando íons como o sódio (Na+) e o potássio (K+), têm que atravessar a membrana contra uma gradiente de concentração. 37 biologia BOMBA DE SÓDIO - POTÁSSIO 38 biologia 39 INGESTÃO E DIGESTÃO DE NUTRIENTES PELA CÉLULA (Transporte em Bloco) Endocitose. É o processo pelo qual a membrana celular engloba matéria particulada, ou líquido extracelular e seus componentes. A endocitose ocorre em dois tipos: Fagocitose, onde a membrana celular engloba sólidos como bactérias, ou partículas de tecidos em degeneração. Pinocitose, onde a membrana celular engloba líquidos. 39 biologia 40 Transporte através da MP: FAGOCITOSE PINOCITOSE Transporte Passivo (não gasta energia) Transporte Ativo (gasta energia) Transporte em Bloco DIFUSÃO SIMPLES DIFUSÃO FACILITADA OSMOSE BOMBA DE SÓDIO e POTÁSSIO ENDOCITOSE 40 biologia 41 TECIDOS A histologia (do grego: hyton = tecido + logos = estudos) é a ciência que estuda os tecidos biológicos, desde a sua formação (origem), estrutura (tipos diferenciados de células) e funcionamento. Há quatro grandes grupos de tecidos: o muscular, o nervoso, o conjuntivo e o epitelial, ......constituindo subtipos específicos que irão formar os órgãos e sistemas corporais.. 41 biologia 42 ESPECIFICAÇÃO DOS TECIDOS BÁSICOS: Epitélio → revestimento da superfície externa do corpo (pele), os órgãos (fígado, pulmão e rins) e as cavidades corporais internas; Conjuntivo → constituído por células e abundante matriz extracelular, com função de preenchimento, sustentação e transporte de substâncias; Muscular → constituído por células com propriedades contráteis; Nervoso → formado por células que constituem o sistema nervoso central e periférico (o cérebro, a medula espinhal e os nervos). 42 biologia 43 TECIDO EPITELIAL: também chamado de epitélio de revestimento. FUNÇÕES: Revestir o corpo e forrar cavidades (boca, faringe, laringe, estômago, intestino, aparelho respiratório, aparelho urinário, vasos sanguíneos, etc.); Proteger o organismo contra atrito, invasão de micro-organismo e evaporação; Absorver alimento no intestino delgado; Absorver oxigênio nos alvéolos pulmonares; Secretar substâncias quando o tecido epitelial se modifica em tecido glandular. 43 biologia 44 CARACTERÍSTICAS DO TECIDO EPITELIAL: Apresentar células justapostas; Apresentar pouquíssima substância intercelular; Possuir grande coesão entre as células. 44 biologia 45 CLASSIFICAÇÃO DO TECIDO EPITELIAL 1. Quanto ao número de camadas de células que apresenta: Simples: uma única camada de células. Estratificado: várias camadas de células. 2. Quanto ao formato das células: Cúbica. Cilíndrica. Pavimentosa. 45 biologia 46 EXEMPLOS DE TECIDOS EPITELIAIS Epiderme = tecido epitelial presente na pele. É um tecido epitelial estratificado; As células produzem a queratina que é uma substância que impermeabiliza a célula; Forma as camadas mais superficiais da pele e é morta devido à impregnação da queratina; Protege o corpo contra organismos invasores, contra raios solares, contra a ação de produtos químicos e atritos, contra a desidratação. 46 biologia 47 TECIDOS CONJUNTIVOS Os tecidos conjuntivos podem se apresentar nas seguintes variedades: a) tecido conjuntivo propriamente dito também chamado de tecido conectivo; b) tecido adiposo; c) tecido cartilaginoso; d) tecido ósseo; e) tecido sanguíneo ou sangue. 47 biologia 48 FUNÇÕES DO TECIDO CONJUNTIVO Preencher espaços vazios do organismo; Modelar as formas de determinadas partes do corpo; Sustentar e unir os órgãos do corpo. CARACTERÍSTICAS PRINCIPAIS: Apresentar abundante substância intercelular; Possuir fibras finas e entrecruzadas conhecidas como fibras colágenas, fibras elásticas e fibras reticulares. 48 biologia 49 EXEMPLOS DE TECIDOS CONJUNTIVOS: Tecido Conjuntivo Frouxo Caracteriza-se pela abundante presença de substâncias intercelulares e relativa quantidade de fibras, frouxamente distribuídas. Nesse tecido estão presentes todas as células típicas do tecido conjuntivo: os fibroblastos ativos na síntese proteica, os macrófagos com grande atividade fagocitária e os plasmócitos na produção de anticorpos. 49 biologia 50 Tecido Conjuntivo Denso Denominado de tecido conjuntivo fibroso, apresenta grande quantidade de fibras colágenas, formando feixes com alta resistência à tração e pouca elasticidade. É tipicamente encontrado em duas situações: formando os tendões, mediando a ligação entre os músculos e os ossos; e nos ligamentos, unindo os ossos entre si. A organização das fibras colágenas nessa classe de tecido permite distingui-lo em: não-modelado, quando as fibras se distribuem de maneira difusa (espalhadas); e modelado se ordenadas. 50 biologia 51 Tecido Conjuntivo Sanguíneo Esse tecidotem a função de produzir as células típicas do sangue e da linfa. Existem duas variações: tecido hematopoiético e tecido hematopoiético linfoide. Mieloide: Encontra-se na medula óssea vermelha, presente no interior do canal medular dos ossos esponjosos, responsáveis pela produção dos glóbulos vermelhos do sangue (hemácias), certos tipos de glóbulos brancos e plaquetas. Linfoide: Encontra-se de forma isolada em estruturas como os linfonódos, o baço, o timo e as amígdalas; tem o papel de produzir certos tipos de glóbulos brancos (monócitos e linfócitos). 51 biologia 52 Tecido Conjuntivo Adiposo O tecido conjuntivo adiposo é rico em células que armazenam lipídios, com função essência de reserva energética. E também, auxilia na regulação térmica (isolante), sendo distribuído sob a pele onde constitui a hipoderme. Tecido Conjuntivo Cartilaginoso O tecido cartilaginoso, desprovido de vasos sanguíneos e nervos, é formado por células denominadas condroblastos e condrócitos. O condroblasto sintetiza grande quantidade de fibras proteicas, e com gradual redução de sua atividade metabólica, passa a ser denominado condrócito. 52 biologia 53 Tecido Conjuntivo Ósseo Bem mais resistente que o tecido cartilaginoso, o tecido ósseo é constituído de uma matriz rígida, formada basicamente por fibras colágenas e sais de cálcio e vários tipos de células: osteoblastos, osteócitos e osteoclastos. Os osteoblastos são células ósseas jovens, existentes em regiões onde o tecido ósseo encontra-se em processo de formação, originando os osteócitos que armazenam cálcio. Os osteoclastos, por sua vez, são células gigantes que promovem a destruição da matriz óssea. 53 biologia 55 TECIDO MUSCULAR. Suas células são muito longas chamadas de fibras; dependendo do tipo de fibra podemos classificar o tecido muscular em: TECIDO MUSCULAR LISO TECIDO MUSCULAR ESTRIADO ESQUELÉTICO: TECIDO MUSCULAR ESTRIADO CARDÍACO 55 biologia 56 TECIDO MUSCULAR LISO: Formado por fibras musculares lisas (que são células longa e fusiformes, com um único núcleo central. FUNÇÕES: Órgãos do tubo digestivo: empurrar o alimento ao longo deste sistema; Controlar o diâmetro de brônquios, bronquíolos, vasos sanguíneos, pupila, etc.; Contrair o canal vaginal para permitir o nascimento do bebê; 56 biologia 57 TECIDO MUSCULAR ESTRIADO ESQUELÉTICO Formado por fibras musculares estriadas (que são células longas, cilíndricas) com vários núcleos distribuídos perifericamente; FUNÇÕES: Quando se prende aos ossos permite a locomoção do organismo, é a parte ativa do sistema locomotor. Podem sustentar órgãos no abdômen; São responsáveis pelas expressões fisionômicas e pelo movimento dos olhos quando se localizam sob a pele. 57 biologia 58 TECIDO MUSCULAR ESTRIADO CARDÍACO Formado por fibras musculares estriadas. Seu conjunto forma o músculo do coração conhecido como miocárdio. Possui um único núcleo. É um tecido de contração involuntária; Responsável pelo batimento cardíaco. 58 biologia 59 TECIDO MUSCULAR LISO TECIDO MUSCULAR ESQUELÉTICO ESTRIADO TECIDO MUSCULAR CARDÍACO 59 biologia 60 TECIDO NERVOSO O tecido nervoso é formado por uma célula chamada neurônio que são células transformadas em fibras ramificadas, cuja função é transmitir o impulso nervoso. O neurônio é dividido em três partes: Corpo celular que é a região da célula onde está o núcleo; Dendritos que são as ramificações curtas desta célula; Axônio que é a ramificação longa do neurônio. A substância intercelular apresenta células menores chamadas neuroglia ou células da glia que são responsáveis por nutrir e sustentar os neurônios, fagocitar resíduos e isolar eletricamente o axônio. 60 biologia 61 TECIDO NERVOSO 61 biologia