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1 Universidade Federal do Paraná (UFPR) 3.1.1.1 Biologia celular ......................................................................................................................... 1 3.1.1.2 Seres vivos ............................................................................................................................ 37 3.1.1.3 Estudo das populações ........................................................................................................ 220 3.1.1.4 Ecologia ............................................................................................................................... 294 3.1.1.5 Saúde, higiene e saneamento básico ................................................................................... 351 Candidatos ao Vestibular, O Instituto Maximize Educação disponibiliza o e-mail professores@maxieduca.com.br para dúvidas relacionadas ao conteúdo desta apostila como forma de auxiliá-los nos estudos para um bom desempenho na prova. As dúvidas serão encaminhadas para os professores responsáveis pela matéria, portanto, ao entrar em contato, informe: • Apostila (universidade); • Disciplina (matéria); • Número da página onde se encontra a dúvida; e • Qual a dúvida. Caso existam dúvidas em disciplinas diferentes, por favor, encaminhá-las em e-mails separados. O professor terá até cinco dias úteis para respondê-la. Bons estudos! Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 1 Caro(a) candidato(a), antes de iniciar nosso estudo, queremos nos colocar à sua disposição, durante todo o prazo do concurso para auxiliá-lo em suas dúvidas e receber suas sugestões. Muito zelo e técnica foram empregados na edição desta obra. No entanto, podem ocorrer erros de digitação ou dúvida conceitual. Em qualquer situação, solicitamos a comunicação ao nosso serviço de atendimento ao cliente para que possamos esclarecê-lo. Entre em contato conosco pelo e-mail: professores @maxieduca.com.br Citologia O descobrimento da célula ocorreu após a invenção do microscópio por Hans Zacarias Jensen (1590). Robert Hook, 1665, apresentou a sociedade de Londres resultados de suas pesquisas sobre a estrutura da cortiça observada ao microscópio. O material apresentava-se formado por pequenos compartimentos hexagonais delimitados por paredes espessas, lembrando o conjunto de favos de mel. Cada compartimento observado recebeu o nome de célula. Atualmente sabe-se que aquele tecido observado por Hooke (súber) está formado por células mortas, cujas paredes estava depositada suberina, tornando-as impermeáveis e impedindo as trocas de substâncias. Anos depois, o botânico escocês Robert Brown observou que o espaço de vários tipos de células era preenchido com um material de aspecto gelatinoso, e que em seu interior havia uma pequena estrutura a qual chamou de núcleo. Em 1838, o botânico alemão Matthias Schleiden chegou à conclusão de que a célula era a unidade viva que compunha todas as plantas. Em 1839, o zoólogo alemão Theodor Schwann concluiu que todos os seres vivos, tanto plantas quanto animais, eram formados por células. Anos mais tarde essa hipótese ficou conhecida como teoria celular. Mesmo sabendo que todos os seres vivos eram compostos por células, ainda havia uma dúvida: de onde se originavam as células? Alguns pesquisadores acreditavam que as células se originavam da aglomeração de algumas substâncias, enquanto que outros diziam que as células se originavam de outras células preexistentes. Um dos cientistas que defendiam essa última ideia era o pesquisador alemão Rudolf Virchow, que foi o autor da célebre frase em latim: “Omnis cellula ex cellula”, que significa “toda célula se origina de outra célula”. Virchow também afirmou que as doenças eram provenientes de problemas com as células, uma afirmação um pouco ousada para a época. Em 1878, o biólogo alemão Walther Flemming descreveu em detalhes a divisão de uma célula em duas e chamou esse processo de mitose. Dessa forma, a ideia de que as células se originavam da aglomeração de algumas substâncias caiu por terra. Baseando-se em todas essas descobertas, a teoria celular ganhou força e começou a se apoiar em três princípios fundamentais: 1. Todo e qualquer ser vivo é formado por células, pois elas são a unidade morfológica dos seres vivos; 2. As células são as unidades funcionais dos seres vivos; dessa forma, todo o metabolismo dos seres vivos depende das propriedades de suas células; 3. As células sempre se originam de uma célula preexistente através da divisão celular. A organização estrutural dos seres vivos a) Quando ao número de célula Dizemos que todos os seres vivos são formados por células, sendo conhecidos desde formas unicelulares até formas pluricelulares. O organismo unicelular tem a célula como sendo o próprio organismo, isto é, a única célula é responsável por todas as atividades vitais, como alimentação, trocas gasosas, reprodução, etc. O organismo pluricelular, que é formado por muitas células (milhares, milhões, até trilhões de células), apresenta o corpo com tecidos, órgãos e sistemas, especializados em diferentes funções vitais. As células dos pluricelulares, diferem quanto às especializações e de acordo com os tecidos a que elas pertencem. 3.1.1.1 Biologia celular Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 2 Podemos então considerar, para o organismo unicelular ou pluricelular, que a célula é a unidade estrutural e funcional dos seres vivos. b) Quanto à estrutura celular Em relação a estrutura celular os organismos podem ser classificados em eucariontes e procariontes. As células procariontes ou procariotas apresentam inúmeras características que as diferem das células eucariontes. Entretanto, sua maior diferença é que as células dos organismos procariontes (bactérias e cianofíceas) não possuem carioteca. Esta estrutura consiste em uma membrana que separa o material genético do citoplasma. Conforme pode ser observado na figura abaixo, a células eucariontes ou eucariotas possuem a carioteca, individualizando o material nuclear da célula, isto é, tornando o núcleo um compartimento isolado do restante das organelas dispersas no citoplasma. Unidade fundamental da vida A teoria celular afirma que todos seres vivos são constituídos por células e produtos resultantes das atividades celulares. Portanto, a célula representa a unidade estrutural e funcional dos seres vivos, da mesma forma que o átomo é a unidade fundamental dos compostos químicos. Salvo raras exceções a célula realiza um ciclo no qual se alteram duas grandes fases: interfase e mitose. A interfase representa à fase de multiplicação. Durante a interfase, em função de sua estrutura, a célula é classificada em função de sua estrutura, a célula é classifica em eucariótica e procariótica. Na célula eucariótica existem três componentes básicos: membrana, citoplasma e núcleo. Na célula procariota não existe um núcleo, sendo o mesmo substituído por um equivalente nuclear chamado nucleoide. Os vírus escapam a essa classificação por não apresentam estrutura celular. A membrana plasmática Todas as células procariotas e eucariotas apresentam na superfície um envoltório, a membrana citoplasmática, também chamada de membrana plasmática ou plasmalema. Os vírus, não sendo de natureza celular, não possuem membrana plasmática; apresentam somente um envelope de natureza proteica, que envolve um filamento de ácido nucleico, seja ele DNA e RNA. Além de conter o citoplasma, essa membrana regula a entrada e saída de substância, permitindo que a célula mantenha uma composição química definida, diferente do meio extracelular. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 3 Constituição da membrana plasmática A membrana plasmática, por ser constituída deuma associação de moléculas de fosfolipídios com proteínas, é chamada de lipoproteica. Da mesma maneira, todas as outras membranas biológicas, tais como as do reticulo, da mitocôndria e do sistema golgiense são lipoproteicas. O modelo atualmente aceito da estrutura da membrana plasmática foi proposto por Singer e Nicholson. De acordo com este modelo a membrana plasmática apresenta duas camadas de fosfolipídeos onde estão “embutidas” proteínas. Sendo a camada de lipídios fluida, ela tem uma consistência semelhante à do óleo. Dessa forma, lipídios e proteínas estariam constantemente mudando de lugar de forma dinâmica. Por outro lado, o encaixe de proteínas entre os lipídios lembra um mosaico. Esses dois fatos justificam a expressão mosaico fluido, que se usa para designar este modelo. As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções: atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis que permitem a passagem de substâncias para dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana, encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a célula, favorecem a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como ponto de ancoragem para o citoesqueleto. Transportes entre célula e ambiente A membrana celular exerce um papel importante no que se diz respeito à seletividade de substâncias - característica esta chamada permeabilidade seletiva. Neste processo, elas podem ser: - Impedidas de atravessar o espaço intracelular ou intercelular; - Transportadas, mas com gasto de energia (transporte ativo); - Transportadas, sem gasto de energia (transporte passivo). No transporte passivo, temos a difusão simples, difusão facilitada e osmose. Neste contexto abordaremos apenas as duas primeiras, que ocorrem a fim de igualar a concentração intra e extracelular. 1Transporte Passivo Ocorre sempre a favor do gradiente, no sentido de igualar as concentrações nos dois lados (interno e externo) da membrana. Não envolve nenhum gasto de energia. A - Difusão simples Consiste na passagem de partículas de soluto do local de maior para o local de menor concentração, tendendo a estabelecer um equilíbrio. É um processo geralmente lento, exceto quando o gradiente de concentração é muito elevado ou quando as distâncias a serem percorridas pelas partículas forem muito pequenas. A passagem de substâncias relativamente grandes através da membrana se dá por intermédio de poros que ela possui, e que põe diretamente em contato o hialoplasma e o meio extracelular. A velocidade com a qual determinadas moléculas se difundem pelas membranas das células depende de alguns fatores, anteriormente citados: tamanho das moléculas, carga elétrica, polaridade, etc. B - Difusão facilitada Certas substâncias entram na célula a favor do gradiente de concentração e sem gasto energético, mas com uma velocidade maior do que a permitida pela difusão simples. Isto ocorre, por exemplo, com a glicose, com alguns aminoácidos e certas vitaminas. A velocidade da difusão facilitada não é proporcional à concentração da substância. Aumentando-se a concentração, atinge-se um ponto de saturação, a partir do qual a entrada obedece à difusão simples. Isto sugere a existência de uma molécula transportadora chamada permease na membrana. Quando todas as permeases estão sendo utilizadas, a velocidade não 1 www.sobiologia.com.br Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 4 pode aumentar. Como alguns solutos diferentes podem competir pela mesma permease, a presença de um dificulta a passagem do outro. C - Osmose A osmose é a difusão da água através de uma membrana semipermeável (M.S.P.). É um fenômeno físico-químico que ocorre quando duas soluções aquosas de concentrações diferentes entram em contato através de uma membrana semipermeável. Existem muitos tipos dessas membranas, exemplos: Papel celofane, bexiga animal, paredes de células, porcelana, cenoura sem o miolo (oca). No movimento osmótico a água passa obedecendo ao gradiente de pressão de difusão, sendo um mecanismo de transporte passivo. Observe as figuras abaixo: Transporte Ativo Soluções de mesma pressão osmótica são chamadas de isotônicas. Em soluções de diferentes pressões osmóticas, a solução de menor pressão é chamada de hipotônica e a de maior pressão é chamada de hipertônica. Caso se aplica uma pressão sobre a solução maior que a pressão osmótica ocorre o processo denominado de osmose inversa, e é a partir desse processo que se obtém o sal. Transporte ativo Neste processo, as substâncias são transportadas com gasto de energia, podendo ocorrer do local de menor para o de maior concentração (contra o gradiente de concentração). Esse gradiente pode ser químico ou elétrico, como no transporte de íons. O transporte ativo age como uma “porta giratória”. A molécula a ser transportada liga-se à molécula transportadora (proteína da membrana) como uma enzima se liga ao substrato. A molécula transportadora gira e libera a molécula carregada no outro lado da membrana. Gira, novamente, voltando à posição inicial. A bomba de sódio e potássio liga-se em um íon Na+ na face interna da membrana e o libera na face externa. Ali, se liga a um íon K+ e o libera na face externa. A energia para o transporte ativo vem da hidrólise do ATP. Quando solução e solvente puro (água) estão separados por uma membrana semipermeável, a água passa rapidamente de onde tem maior pressão de difusão (água pura) para onde tem menor pressão de difusão (solução) Quando duas soluções de concentrações diferentes estão separadas por uma membrana semipermeável, a água passa mais rapidamente de onde tem maior pressão de difusão (a solução diluída) para onde tem menor pressão de difusão (solução concentrada) Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 5 Transportes de Massa As células são capazes de englobar grandes quantidades de materiais "em bloco". Geralmente, esses mecanismos são empregados na obtenção de macromoléculas, como proteínas, polissacarídeos, ácidos nucléicos, etc. Essa entrada de materiais em grandes porções é chamada endocitose. Esses processos de transporte de massa sempre são acompanhados por alterações morfológicas da célula e de grande gasto de energia. A endocitose pode ocorrer por dois mecanismos fundamentais: A - Fagocitose É o processo pelo qual a célula engloba partículas sólidas, pela emissão de pseudópodes. Nos protozoários, a fagocitose é uma etapa importante da alimentação, pois é a forma pela qual esses organismos unicelulares conseguem obter alimentos em grandes quantidades de uma só vez. Nos metazoários, animais formados por numerosas células, a fagocitose desempenha papéis mais específicos, como a defesa contra micro-organismos e a remodelagem de alguns tecidos, como os ossos. B - Pinocitose Processo pelo qual a célula engloba gotículas de líquido ou partículas de diâmetro inferior a 1 micrômetro. Depois de englobadas por fagocitose ou por pinocitose, as substâncias permanecem no interior de vesículas, fagossomos ou pinossomos. Nelas, são acrescidas das enzimas presentes nos lisossomos, formando o vacúolo digestivo. Voltaremos ao assunto quando estudarmos a digestão celular. Diferenciação da membrana plasmática No desempenho de funções específicas, surgem diferenciações da membrana plasmática de algumas células passamos a apresentar algumas dessas diferenciações. A - Microvilosidades: são expansões semelhantes a dedos de luvas, que aumentam a superfície de absorção das células que as possuem. São encontradas nas células que revestem o intestino e nas células dos túbulos renais. B - Interdigitações: são conjuntos de saliências e reentrâncias das membranas de células vizinhas, que se encaixam e facilitam as trocasde substâncias entre elas. São observadas nas células dos túbulos renais. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 6 C - Desmossomos: são placas arredondadas formadas pelas membranas de células vizinhas. O espaço entre as membranas é ocupado por um material mais elétron-denso que o glicocálix. Na sua face interna, inserem-se filamentos do citoesqueleto que mergulham no hialoplasma. É o local de "ancoragem" dos componentes do citoesqueleto, e de forte adesão entre células vizinhas. Os níveis de organização das Células Eucariotas Nesse grupo encontram-se: - Células Vegetais (com cloroplastos e com parede celular; normalmente, apenas, um grande vacúolo central) - Células Animais (sem cloroplastos e sem parede celular; vários pequenos vacúolos) Componentes Morfológicos das Células Já citamos anteriormente as diferenças entre a célula procariota e eucariota. Neste bloco, estudaremos o citoplasma dos eucariontes. Os componentes fundamentais do citoplasma de uma célula eucariota são: 1. Hialoplasma e citoesqueleto O hialoplasma ou citosol corresponde ao fluido citoplasmático onde estão mergulhadas as orgânulos citoplasmáticos. Ele é constituído por proteínas, sais minerais, açúcares e íons dissolvidos em água, localizando-se entre a membrana plasmática e o núcleo. O hialoplasma é considerado um coloide, ora no estado de sol (fluido), ora no estado de gel (viscoso). Nas regiões mais periféricas da célula, o hialoplasma costuma ter a consistência de gel, e é denominado ectoplasma. Já a parte mais interna do citoplasma é um sol, bastante fluido, e é chamada de endoplasma. Citoesqueleto Quando se diz que o hialoplasma é um fluido viscoso, fica-se com a impressão de que a célula animal tem uma consistência amolecida e que se deforma a todo o momento. Não é assim. Um verdadeiro “esqueleto” formado por vários tipos de fibras de proteínas cruza a célula em diversas direções, dando- lhe consistência e firmeza. Essa “armação” é importante se lembrarmos que a célula animal é desprovida de uma membrana rígida, como acontece com a membrana celulósica dos vegetais. Entre as fibras proteicas componentes desse “citoesqueleto” podem ser citados os microfilamentos de actina, os microtúbulos e os filamentos intermediários. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 7 Os microfilamentos são os mais abundantes, constituídos da proteína contráctil actina e encontrados em todas as células eucarióticas. São extremamente finos e flexíveis, chegando a ter 3 a 6nm (nanômetros) de diâmetro, cruzando a célula em diferentes direções, embora concentram-se em maior número na periferia, logo abaixo da membrana plasmática. Muitos movimentos executados por células animais e vegetais são possíveis graças aos microfilamentos de actina. Os microtúbulos, por sua vez, são filamentos mais grossos, de cerca de 20 a 25 nm de diâmetro, que funcionam como verdadeiros andaimes de todas as células eucarióticas. São, como o nome diz, tubulares, rígidos e constituídos por moléculas de proteínas conhecidas como tubulinas, dispostas helicoidalmente, formando um cilindro. Um exemplo, desse tipo de filamento é o que organiza o chamado fuso de divisão celular. Nesse caso, inúmeros microtúbulos se originam e irradiam a partir de uma região da célula conhecida como centrossomo (ou centro celular) e desempenham papel extremamente importante na movimentação dos cromossomos durante a divisão de uma célula. Outro papel atribuído aos microtúbulos é o de servir como verdadeiras “esteiras” rolantes que permitem o deslocamento de substâncias, de vesículas e de organoides como as mitocôndrias e cloroplastos pelo interior da célula. Isso é possível a partir da associação de proteínas motoras com os microtúbulos. Essas proteínas motoras ligam-se de um lado, aos microtúbulos e, do outro, à substância ou organoide que será transportado, promovendo o seu deslocamento. Por exemplo, ao longo do axônio (prolongamento) de um neurônio, as proteínas motoras conduzem, ao longo da “esteira” formada pelos microtúbulos, diversas substâncias para as terminações do axônio e que terão importante participação no funcionamento da célula nervosa. Filamentos Intermediários Os filamentos intermediários são assim chamados por terem um diâmetro intermediário – cerca de 10nm – em relação aos outros dois tipos de filamentos proteicos. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 8 Nas células que revestem a camada mais externa da pele existe grande quantidade de um tipo de filamento intermediário chamado queratina. Um dos papéis desse filamento é impedir que as células desse tecido se separem ou rompam ao serem submetidas, por exemplo, a um estiramento. Além de estarem espalhadas pelo interior das células, armando-as, moléculas de queratina promovem uma “amarração” entre elas em determinados pontos, o que garante a estabilidade do tecido no caso da ação de algum agente externo que tente separá-las. Esse papel é parecido ao das barras de ferro que são utilizadas na construção de uma coluna de concreto. Outras células possuem apreciável quantidade de outros filamentos intermediários. É o caso das componentes dos tecidos conjuntivos e dos neurofilamentos encontrados no interior das células nervosas. Movimentos do hialoplasma 1.1 Ciclose Células vivas observadas ao microscópio óptico mostram a existência de um movimento orientado da parte sol do hialoplasma (endoplasma), que arrasta orgânulos nele mergulhados. Este nome recebe o nome de ciclose e é facilmente observado em células vegetais, em que os cloroplastos- verdes, grandes, bem visíveis- são arrastados pelas correntes do citoplasma. Este fenômeno existe, aparentemente, em todas as células de eucariontes vivas, sejam elas animais ou vegetais. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 9 1.2 Movimento ameboide Certas células, como as bactérias e os glóbulos brancos, podem modificar sua forma, surgindo assim os pseudópodes (=falsos pés). Os pseudópodes estão relacionados com a locomoção ou com a habilidade de fagocitar alimentos. A formação de pseudópodes depende de um movimento especial do hialoplasma celular, chamado movimento ameboide. 2. O retículo endoplasmático Consiste em uma complexa rede de membranas duplas lipoproteicas que está espalhada por todo o hialoplasma. Essas membranas duplas formam sacos achatados (também chamados de cisternas); vacúolos que armazenam substâncias de reservas; vesículas (bolsinhas), que podem se desprender do restante das membranas; e túbulos, que fazem a comunicação de sacos membranosos. Pode-se distinguir dois tipos de retículo: rugoso (ou granular) e liso (ou agranular). Retículo endoplasmático rugoso (RER) e liso (REL) O retículo endoplasmático rugoso (RER), também chamado de ergastoplasma, é formado por sacos achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de grânulos – os ribossomos – aderidos à sua superfície externa (voltada para o citosol). Já o retículo endoplasmático liso (REL) é formado por estruturas membranosas tubulares, sem ribossomos aderidos, e, portanto, de superfície lisa. Os papéis do retículo endoplasmático O retículo endoplasmático, devido à grande superfície de suas membranas, desempenha alguns papéis básicos no interior da célula: - Transporta substâncias, uma vez que apresenta uma verdadeira rede de comunicação entre as diversas regiões da célula. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 10 - Armazena materiais, principalmente no interior dos vacúolos, grandes espaços envolvidos por membrana plasmática. - Facilita muitas reações químicas do citoplasma, devido à associação de suas membranas com várias enzimas. - Sintetiza lipídios, como triglicerídeos, fosfolipídios e esteroides. Em célulassecretoras de hormônios sexuais, que são na realidade esteroides, o retículo apresenta –se bem desenvolvido. O retículo rugoso (ergastoplasma), desempenha todas as funções do reticulo liso. Além disso, devido a presença de ribossomos, está intimamente relacionado a síntese proteica. 3. Os ribossomos Os ribossomos são organelas celulares presentes em todo o citoplasma de células eucariontes quanto procariontes. Elas tem como função sintetizar proteínas que serão utilizadas em processos internos da célula. Eles podem estar agrupados em fila, com a ajuda de uma fita de RNA (formando os polirribossomos), espalhados no citoplasma (ou hialoplasma), ou grudados na parede do retículo endoplasmático, dando origem ao retículo endoplasmático rugoso. 4. O complexo golgiense O complexo golgiense está presente em quase todas as células eucarióticas (núcleo organizado), e é constituído por dobras de membranas e vesículas. Sua função primordial é o processamento de proteínas ribossômicas e a sua distribuição por entre essas vesículas. Funciona, portanto, como uma espécie de sistema central de distribuição na célula, atuando como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e secreção de substâncias. O complexo golgiense é responsável também pela formação dos lisossomos, da lamela média dos vegetais, do acrossomo do espermatozoide, do glicocálix e está ligado à síntese de polissacarídeos. Acredita-se, ainda, que a organela seja responsável por alguns processos pós-traducionais, tais como adicionar sinalizadores às proteínas, que as direcionam para os locais da célula onde atuarão. A maior parte das vesículas transportadoras que saem do retículo endoplasmático, e em particular do retículo endoplasmático rugoso, são transportadas até o complexo de Golgi, onde são modificadas, ordenadas e enviadas na direção dos seus destinos finais. A organela está presente na maior parte das células eucarióticas, mas tende a ser mais proeminente nas células de órgãos responsáveis pela secreção de certas substâncias, tais como o pâncreas, a hipófise e a tireoide. 5. Os lisossomos Os lisossomos são pequenas vesículas, formadas pelo complexo golgiense, repletas de enzimas digestivas de todos os tipos. Assim, estão diretamente relacionados com a digestão intracelular de materiais diversos. As enzimas presentes nos lisossomos, assim como qualquer outra proteínas, são produzidas nos ribossomos. Em seguida, são transferidas para o complexo golgiense, que finalmente as “empacota” em vesículas que são liberadas no hialoplasma celular. Essas vesículas são os lisossomos propriamente ditos, também chamados de lisossomos primários. Quando a célula engloba alguma partícula externa, como de alimento, por exemplo, forma-se um vacúolo alimentar, ou fagossomo. Um lisossomo se funde então ao vacúolo alimentar. Diante disso, as enzimas digestivas presente no lisossomo ficam em contato com a partícula a ser digerida, formando o vacúolo digestivo ou lisossomo secundário. As moléculas de nutrientes provenientes da digestão podem sair do vacúolo digestivo através de sua membrana e difundir- se para o hialoplasma. No agora chamado vacúolo residual funde-se a membrana plasmática e despeja seu conteúdo para o meio externo, num processo chamado defecação celular ou clasmocitose. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 11 Os lisossomos podem também digerir o material proveniente da própria célula. Orgânulos fora de uso, por exemplo, são digeridos, e as moléculas que o compões são reaproveitadas pela célula. Neste caso, o lisossomo primário engloba o orgânulo, constituindo um vacúolo digestivo especial chamado de vacúolo autofágico, (auto= a si mesmo, fago= comer). 6. Os peroxissomos Os peroxissomos são organelas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas. Sua semelhança com os lisossomos fez com que fossem confundidos com eles até bem pouco tempo. Entretanto, hoje se sabe que os peroxissomos diferem dos lisossomos principalmente quanto ao tipo de enzimas que possuem. Os peroxissomos, além de conterem enzimas que degradam gorduras e aminoácidos, têm também grandes quantidades da enzima catalase. A catalase converte o peróxido de hidrogênio, popularmente conhecido como água oxigenada (H2O2), e água e gás oxigênio. A água oxigenada se forma normalmente durante a degradação de gorduras e de aminoácidos, mas, em grande quantidade, pode causar lesões à célula. 7. As mitocôndrias As mitocôndrias estão diretamente relacionadas com a respiração celular aeróbica. No seu interior ocorre a oxidação de substâncias derivadas da glicose, com a consequente liberação de energia sob a forma de moléculas de ATP. Para as mitocôndrias funcionarem, se faz necessária a presença de oxigênio. Os resíduos produzidos nesta reação são o CO2 e a H2O. As mitocôndrias são delimitadas por duas membranas lipoprotéicas semelhantes às demais membranas celulares. Enquanto a membrana externa é lisa, a membrana interna possui inúmeras pregas – as cristas mitocondriais – que se projetam para o interior da organela. A cavidade interna das mitocôndrias é preenchida por um fluido denominado matriz mitocondrial, onde estão presentes Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 12 diversas enzimas, além de DNA e RNA e pequenos ribossomos e substâncias necessárias à fabricação de determinadas proteínas. 8. Os cloroplastos Os cloroplastos são os organoides responsáveis pelo processo de fotossíntese. Assim, enquanto as mitocôndrias consomem matéria orgânica, oxidando-a, os cloroplastos produzem-na. Veja o esquema abaixo que representa esse processo: Com relação a estrutura os cloroplastos têm certa semelhança com as mitocôndrias: também possuem duas membrana lipoproteicas envolventes. Além disso, existem sacos membranosos chamados lamelas, e estruturas semelhantes a moedas, chamadas tilacóides. Uma pilha de tilacóides chama-se granum (o termo grana representa o plural de granum). Lamelas e grana são ricas em clorofila, e estão mergulhadas numa material denominado estroma. Veja o esquema abaixo: 9. Os centríolos Os centríolos são organelas que não estão envolvidas por membrana e que participam do progresso de divisão celular em células animais. Nas células de fungos complexos, plantas superiores (gimnospermas e angiospermas) e nematoides não existem centríolos. Eles estão presentes na maioria das células de animais, algas e vegetais inferiores como as briófitas (musgos) e pteridófitas (samambaias). Estruturalmente, são constituídos por um total de nove trios de microtúbulos proteicos, que se organizam em cilindro. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 13 São autoduplicáveis no período que precede a divisão celular, migrando, logo a seguir, para os polos opostos da célula. Uma das providências que a fábrica celular precisa tomar é a construção de novas fábricas, isto é, a sua multiplicação. Isso envolve uma elaboração prévia de uma série de “andaimes” proteicos, o chamado fuso de divisão, formado por inúmeros filamentos de microtúbulos. Embora esses microtúbulos não sejam originados dos centríolos e sim de uma região da célula conhecido como centrossomo, é comum a participação deles no processo de divisão de uma célula animal. Já em células de vegetais superiores, como não existem centríolos, sua multiplicação se processa sem eles. 10. Cílios e flagelos Os cílios e flagelos são estruturas móveis, encontradas externamente em células de diversos seres vivos. Os cílios são curtos e podem ser relacionados à locomoção e a remoção de impurezas. Nas células que revestem a traqueia humana, por exemplo, os batimentos ciliares empurram impurezas provenientes do ar inspirado, trabalho facilitado pela mistura com o muco que, produzido pelas células da traquéia, lubrifica e protege a traquéia. Em alguns protozoários,por exemplo, o paramécio, os cílios são utilizados para a locomoção. Os flagelos são longos e também se relacionam a locomoção de certas células, como a de alguns protozoários (por exemplo, o tripanossomo causador da doença de Chagas) e a do espermatozoide. Em alguns organismos pluricelulares, por exemplo, nas esponjas, o batimento flagelar cria correntes de água que percorrem canais e cavidades internas, trazendo, por exemplo, partículas de alimento. Estruturalmente, cílios e flagelos são idênticos. Ambos são cilíndricos, exteriores as células e cobertos por membrana plasmática. Internamente, cada cílio ou flagelo é constituído por um conjunto de nove pares de microtúbulos periféricos de tubulinas, circundando um par de microtúbulos centrais. É a chamada estrutura 9 + 2. Fonte: fttp://www.elsevier.es/publicaciones/1698031X/0000000400000001/v0_201308021011/13089233/v0_201308021012/pt/main. assets/262v4n1- 13089233fig03.jpg Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 14 10. Os vacúolos Os vacúolos são cavidades existentes no interior do citoplasma, que surgiram a partir do desenvolvimento de vesículas do retículo endoplasmático. Essas cavidades contêm água e substâncias dissolvidas. Em certos casos, podem se originar a partir da membrana plasmática (fagocitose e pinocitose). Podemos considerar os seguintes tipos de vacúolos: 10.1 Vacúolo alimentar ou fagossomo São comuns em organismos em que a digestão é intracelular. A célula engloba uma partícula através da fagocitose, que é introduzida no interior do citoplasma. 10.2 Vacúolos digestivos Quando o vacúolo alimentar se funde com o lisossomo, o vacúolo resultante, onde ocorre a digestão de substâncias ingeridas pela célula, é chamado de vacúolo digestivo. 10.3 Vacúolos contráteis Os vacúolos pulsáteis ou contráteis são organelas citoplasmáticas existentes na célula de alguns protozoários como o Paramecium, que realizam a osmorregulação, ou seja, o controle do volume celular, e deixam o meio externo com concentração idêntica ao meio interno do ser vivo, permitindo a expulsão do excesso de água com excretas tóxicas ao organismo. 10. 4 Vacúolos de células vegetais Os vacúolos das células vegetais são regiões expandidas do retículo endoplasmático. Em células vegetais jovens observam-se algumas dessas regiões, formando pequenos vacúolos isolados um do outro. Mas, à medida que a célula atinge a fase adulta, esses pequenos vacúolos se fundem, formando- se um único, grande e central, com ramificações que lembram sua origem reticular. A expansão do vacúolo leva o restante do citoplasma a ficar comprimido e restrito à porção periférica da célula. Além disso, a função do vacúolo é regular as trocas de água que ocorrem na osmose. 11. Plastos Os plastos são orgânulos citoplasmáticos encontrados nas células de plantas e de algas. Sua forma e tamanho variam conforme o tipo de organismo. Em algumas algas, cada célula possui um ou poucos plastos, de grande tamanho e formas características. Já em outras algas e nas plantas em geral, os plastos são menores e estão presentes em grande número por célula. Os plastos podem ser separados em duas categorias: - Cromoplastos que apresentam pigmentos em seu interior. O cromoplasto mais frequente nas plantas é o cloroplasto, cujo principal componente é a clorofila, de cor verde. Há também plastos vermelhos, os eritroplastos (do grego eritros, vermelho), que se desenvolvem, por exemplo, em frutos maduros de tomate. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 15 - Leucoplastos: São aqueles que não possuem nenhum pigmento, seu sistema de membranas interno não é muito elaborado e funcionam armazenando substâncias. Seu nome muda de acordo com a substância que é encontrada em seu interior: - Amiloplastos: Acumulam amido; - Proteinoplastos: Acumulam proteínas; - Elaioplastos ou oleoplastos: Acumulam substâncias lipofílicas. Os componentes do núcleo O núcleo das células que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico. A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma). Nucleoplasma ou suco nuclear O nucleoplasma é o material gelatinoso que preenche o espaço interno do núcleo. Embora muitos citologistas anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido a enorme importância dessas estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown imaginou que o núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos. A carioteca A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante as demais membranas celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear. A face externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo endoplasmático. Poros da carioteca A carioteca é perfurada por milhares de poros, através das quais determinadas substâncias entram e saem do núcleo. Os poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro existe uma complexa estrutura proteica que funciona como uma válvula, abrindo-se para dar passagem a determinadas moléculas e fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e a saída de substâncias. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 16 A face interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que lhe dá sustentação. A lâmina nuclear participa da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos que ocorrem durante a divisão celular. Os nucléolos Na fase que a célula eucariótica não se encontra em divisão é possível visualizas vários nucléolos, associados a algumas regiões específicas da cromatina. Cada nucléolo é um corpúsculo esférico, não membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico (a sigla RNA provém do inglês RiboNucleic Acid). Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir o DNA das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos principais componentes dos ribossomos presentes no citoplasma. É importante perceber que ao ocorrer a espiralação cromossômica os nucléolos vão desaparecendo lentamente. Isso acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralação dos cromossomos, no final da divisão do núcleo. A cromatina A cromatina é um conjunto de fios muito longos e finos, emaranhados desordenadamente no interior do núcleo. Ela contém a substância, associada com proteínas, na qual se encontra a informação genética: o DNA (ácido desoxirribonucleico). O DNA é responsável pelo controle da atividade celular e o comando da reprodução da célula. Na interfase, a cromatina se organiza em dois estados diferentes. A maior parte é formada por filamentos desespiralados e pouco condensados, constituindo a eucromatina. O restante do material é formado por regiões espiraladas, muito condensadas e evidentes, formando a heterocromatina. Essa desigualdade estrutura, com dias regiões distintas da cromatina, está associada a diferenças funcionais do material genético. 2Os cromossomos Os filamentos de cromatina na interfase são muitos longos, emaranhadose misturados, a divisão celular, os fios enrolam-se, tornando-se mais curtos e grossos, o que facilita a separação do material genético. Desse modo, eles se individualizam em bastonetes denominados cromossomos. Durante a interfase, o material genético que forma a cromatina duplica-se. Cada fio de cromatina forma um novo, igual a ele. Assim, no início do processo de divisão, cada cromossomo está formado por dois filamentos idênticos, as cromátides-irmãs. Elas estão ligadas entre si por um estrangulamento - o centrômero, ou constituição primária. A presença do centrômero é obrigatória e fundamental para o cromossomo, e sua função será estuda na divisão celular. 2 2 Uzunian, A.; Castro, N. H. C..; Sasson, S. 2012. Biologia 1p.113 Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 17 As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. A relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite classificar os cromossomos em quatro tipos: -Metacêntrico: possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho; -Submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois braços de tamanhos desiguais; -Acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço grande e outro muito pequeno; -Telocêntricos: possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço. O número de cromossomos é fixo nos indivíduos de determinada espécie, mas não e exclusivo dela. Espécies diferentes apresentam o mesmo número de cromossomos; por exemplo, a seringueira, a mandioca, a barata e o caramujo têm 36 cromossomos nas células. Geralmente, os cromossomos das células somáticas (não relacionados com a reprodução) são encontrados aos pares. Esses cromossomos que formam pares são denominados homólogos e têm a mesma forma, o mesmo tamanho e a mesma sequência de genes. Os genes que ocupam a mesma posição (loco, ou locus) em cromossomos homólogos são chamados de genes alelos. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 18 Células que apresentam todos os seus cromossomos distribuídos em pares homólogos são células diploides ou 2n. As células somáticas (dos órgãos do corpo) na maioria dos organismos são diploides, inclusive as humanas. Quando uma célula não possui pares de cromossomos homólogos, mas só um representante de cada par, ela é haploide ou n. Os gametas (células reprodutoras) são exemplos de células haploides. A maioria das espécies possui um número diploide de cromossomos nas células somáticas. O número 2n no homem é 46, no cachorro 78, e na mosca 12. Na reprodução sexuada ocorre a união de dois gametas, que devem ser haploides, para manter o número 2n da espécie. Assim, a fecundação (união entre os gametas) restabelece o número 2n de cromossomos ao formar o zigoto, que é a primeira célula de um organismo. O conjunto haploide de cromossomos de uma espécie constitui a bagagem cromossômica de um gameta, sendo a contribuição genética de cada genitor para o filho. Assim, o conjunto haploide humano é 23, e o do cachorro 39. Resumindo... Cromatina e cromossomos são dois diferentes aspectos do mesmo material. Constituição química e arquitetura dos cromossomos Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma árdua tarefa que mobilizou centenas de cientistas e muitos anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o ácido desoxirribonucleico, o DNA. Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um dos principais componentes dos cromossomos. Alguns anos mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas denominadas histonas. Divisão celular (mitose e meiose, e suas fases) Do mesmo modo que uma fábrica pode ser multiplicada pela construção de várias filiais, também as células se dividem e produzem cópias de si mesmas. Há dois tipos de divisão celular: mitose e meiose. Na mitose, a divisão de uma “célula-mãe” duas “células-filhas” geneticamente idênticas e com o mesmo número cromossômico que existia na célula-mãe. Uma célula n produz duas células n, uma célula 2n produz duas células 2n etc. Trata-se de uma divisão equacional. Já na meiose, a divisão de uma “célula- mãe” 2n gera “células-filhas” n, geneticamente diferentes. Neste caso, como uma célula 2n produz quatro células n, a divisão é chamada reducional. O principal ponto em comum entre esses dois processos é o fato de que qualquer célula, antes de entrar em mitose ou meiose, deve duplicar seu material genético. Essa duplicação ocorre durante a interfase, período no qual a célula não está em divisão, porem apresenta grande atividade, sintetizando material para seu funcionamento, crescimento e preparando-se para a divisão. Costuma-se dividir a interfase em três períodos distintos: G1, S e G2. O intervalo de tempo em que ocorre a duplicação do DNA foi denominado de S (síntese) e o período que antecede é conhecido como G1 (G1 provém do inglês gap, que significa “intervalo”). O período que sucede o S é conhecido como G2. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 19 O ciclo celular todo, incluindo a interfase (G1, S, G2) e a mitose (M) – prófase, metáfase, anáfase e telófase – pode ser representado em um gráfico no qual se coloca a quantidade da DNA na ordenada (y) e o tempo na abscissa (x). Mitose A mitose é o processo de divisão celular que forma células-filhas com o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. Por meio da mitose, uma célula com o número x de cromossomos (n, 2n, 3n) divide-se em duas células com o mesmo número x de cromossomos. Desse modo, a mitose mantem constante o número de cromossomos das células, formando células idênticas à célula inicial, condição essencial para o crescimento dos organismos pluricelulares. Todos os seres vivos começam por uma única célula, que, nos organismos pluricelulares se divide, formando as células do corpo. A mitose permite, assim, a construção dos organismos animais e vegetais. O aumento do número de células provoca o crescimento dos indivíduos. À medida que ocorre a formação da células por mitose há também um processo de especialização complexo- a diferenciação celular. Ela possibilita a transformação das células, de modo a realizar as diferentes funções orgânicas e a construir os órgãos e tecidos do corpo. Além de promover o crescimento, a mitose é necessária aos processos de regeneração do organismo, pois é por meio dela que se dá a reposição de células, para substituir células mortas. Os cromossomos durante a mitose Os cromossomos iniciam a mitose já duplicados, com duas cromátides ligadas pelo centrômero, pois a duplicação do DNA já ocorreu na intérfase. Durante mitose, as cromátides se separam, permitindo a divisão dos cromossomos, que são levados para as células-filhas. Isso possibilita que cada célula resultante da mitose receba o mesmo número de cromossomos da célula inicial. A mitose é um mecanismo de divisão reducional (R), porque mantém constante o número de cromossomos das células. As fases da mitose A mitose é um processo contínuo de divisão celular, mas, por motivos didáticos, para melhor compreendê-la, vamos dividi-la em fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase. Alguns autores costumam citar uma quinta fase – a prometáfase – intermediária entre a prófase e a metáfase. O final da mitose, com a separação do citoplasma, é chamado de citocinese. Prófase - Os cromossomos começam a ficar visíveis devido à espiralação. - O nucléolo começa a desaparecer. - Organiza-se em torno do núcleo um conjunto de fibras (nada mais são do que microtúbulos) originadas a partir dos centrossomos, constituindoo chamado fuso de divisão (ou fuso mitótico). Embora os centríolos participem da divisão, não é deles que se originam as fibras do fuso. Na mitose em célula animal, as fibras que se situam ao redor de cada par de centríolos opostas ao fuso constituem o áster (do grego, aster = estrela). - O núcleo absorve água, aumento de volume e a carioteca se desorganiza. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 20 - No final da prófase, curtas fibras do fuso, provenientes do centrossomos, unem-se aos centrômeros. Cada uma das cromátides-irmãs fica ligada a um dos polos da célula. Metáfase Os cromossomos atingem o máximo em espiralação, encurtam e se localizam na região equatorial da célula. - No finalzinho da metáfase e início da anáfase ocorre a duplicação dos centrômeros. Anáfase As fibras do fuso começam a encurtar. Em consequência, cada lote de cromossomos-irmãos é puxado para os polos opostos da célula. Como cada cromátide passa a ser um novo cromossomo, pode-se considerar que a célula fica temporariamente tetraploide. Telófase - Os cromossomos iniciam o processo de desespirilação. - Os nucléolos reaparecem nos novos núcleos celulares. - A carioteca se reorganiza em cada núcleo-filho. - Cada dupla de centríolos já se encontra no local definitivo nas futuras células-filhas. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 21 Citocinese – Separando as células A partição em duas copias é chamada de citocinese e ocorre, na célula animal, de fora para dentro, isto é, como se a célula fosse estrangulada e partida em duas (citocinese centrípeta). Há uma distribuição de organelas pelas duas células-irmãs. Perceba que a citocinese é, na verdade a divisão do citoplasma. Essa divisão pode ter início já na anáfase, dependendo da célula. Função da mitose A mitose é um tipo de divisão muito frequente entre os organismos da Terra atual. Nos unicelulares, serve à reprodução assexuada e à multiplicação dos organismos. Nos pluricelulares, ela repara tecidos lesados, repões células que normalmente morrem e também está envolvida no crescimento. No homem, a pele, a medula óssea e o revestimento intestinal são locais onde a mitose é frequente. Nem todas as células do homem, porém, são capazes de realizar mitose. Neurônios e célula musculares são dois tipos celulares altamente especializados em que não ocorre esse tipo de divisão (ocorre apenas na fase embrionária). Nos vegetais, a mitose ocorre em locais onde existem tecidos responsáveis pelo crescimento, por exemplo, na ponta de raízes, na ponta de caules e nas gemas laterais. Serve também para produzir gametas, ao contrário do que ocorre nos animais, em que a meiose é o processo de divisão mais diretamente associado à produção das células gaméticas. Meiose As células somáticas de um organismo humano possuem um número diploide de 46 cromossomos em seus núcleos. Elas foram formadas de um célula inicial, o zigoto, ou célula ovo, originada da fecundação. O zigoto dividiu-se por mitose para originar as células somáticas. O zigoto tem 46 cromossomos e é formado pela união dos gametas masculinos e femininos. Para que o zigoto tenha 16 cromossomos, os gametas devem apresentar 23 cromossomos cada. No homem, e na maioria das espécies pluricelulares, encontramos células somáticas diploides e, para permitir a reprodução sexuada, gametas haploides. Para possibilitar a formação desses gametas (haploides-n), a partir de células duplóides, existe um processo especial de divisão chamado meiose. A meiose é um mecanismos de divisão reducional (R), pelo qual uma célula 2n (diploide) forma quatro células n (haploides), após duas divisões consecutivas. A meiose está associado a reprodução sexuada, possibilitando a preservação da espécies, mas não é indispensável para a sobrevivência do indivíduo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 22 As fases da meiose A redução do número cromossômico da célula é importante fator para a conservação do lote cromossômico das espécies, pois como a meiose formam-se gametas com a metade do lote cromossômico. Quando ocorre a fecundação, o número de cromossomos da espécie se restabelece. Podemos estudar a meiose em duas etapas, separadas por um curto intervalo, chamado intercinese. Em cada etapa, encontramos as fases estudadas na mitose, ou seja, prófase, metáfase, anáfase e telófase. Vamos supor uma célula 2n = 2 e estudar os eventos principais da meiose nessa célula. Meiose I (Primeira Divisão Meiótica) Prófase I – É a etapa mais marcante da meiose. Nela ocorre o pareamento dos cromossomos homólogos e pode acontecer um fenômeno conhecido como crossing-over (também chamado de permuta). Como a prófase I é longa, há uma sequência de eventos que, para efeito de estudo, pode ser dividida nas seguintes etapas: - Inicia-se a espiralação cromossômica. É a fase de leptóteno (leptós = fino), em que os filamentos cromossômicos são finos, pouco visíveis e já constituídos cada um por duas cromátides. Começa a atração e o pareamento dos cromossomos homólogos; é um pareamento ponto por ponto conhecido como sinapse (o prefixo sin provém do grego e significa união). Essa é a fase de zigóteno (zygós = par). - A espiralação progrediu: agora, são bem visíveis as duas cromátides de cada homólogo pareado; como existem, então, quatro cromátides, o conjunto forma uma tétrade ou par bivalente. Essa é a fase de paquíteno (pakhús = espesso). - Ocorrem quebras casuais nas cromátides e uma troca de pedaços entre as cromátides homólogas, fenômeno conhecido como crossing-over (ou permuta). Em seguida, os homólogos se afastam e evidenciam-se entre eles algumas regiões que estão ainda em contato. Essas regiões são conhecidas como quiasmas (qui corresponde à letra “x” em grego). Os quiasmas representam as regiões em que houve as trocas de pedaços. Essa fase da prófase I é o diplóteno (diplós = duplo). Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 23 - Os pares de cromátides afastam-se um pouco mais e os quiasmas parecem “escorregar” para as extremidades; a espiralação dos cromossomos aumenta é a última fase da prófase I, conhecida por diacinese (dia = através; kinesis = movimento). Enquanto acontecem esses eventos, os centríolos, que vieram duplicado da interfase, migram para os polos opostos e organizam o fuso de divisão; os nucléolos desaparecem; a carioteca se desfaz após o término da prófase I, prenunciando a ocorrência da metáfase I. Metáfase I – os cromossomos homólogos pareados se dispõem na região mediana da célula; cada cromossomo está preso a fibras de um só polo. Anáfase I – o encurtamento das fibras do fuso separa os cromossomos homólogos, que são conduzidos para polos opostos da célula, não há separação das cromátides-irmãs. Quando os cromossomos atingem os polos, ocorre sua desespiralação, embora não obrigatória, mesmo porque a segunda etapa da meiose vem a seguir. Às vezes, nem mesmo a carioteca se reconstitui. Telófase I – no final desta fase, ocorre a citocinese, separando as duas células-filhas haploides. Segue- se um curto intervalo a intercinese, que procede a prófase II. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 24 Meiose II (segunda divisão meiótica) Prófase II – cada uma das duas células-filhas tem apenas um lote de cromossomos duplicados. Nesta fase os centríolos duplicam novamente e as células em que houve formação da carioteca, esta começa a se desintegrar. Metáfase II - como na mitose, os cromossomos prendem-se pelo centrômero às fibras do fuso, que partem de ambos os polos. Anáfase II – Ocorre duplicação dos centrômeros, só agora as cromátides-irmãs separam-se (lembrando a mitose). Apostila geradaespecialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 25 Telófase II e citocinese – com o término da telófase II reorganizam-se os núcleos. A citocinese separa as quatro células-filhas haploides, isto é, sem cromossomos homólogos e com a metade do número de cromossomos em relação à célula que iniciou a meiose. Variabilidade: Entendendo o crossing-over A principal consequência da meiose, sem dúvida, é o surgimento da diversidade entre os indivíduos que são produzidos na reprodução sexuada da espécie. A relação existente entre meiose e variabilidade é baseada principalmente na ocorrência de crossing-over. Meiose com crossing-over O crossing é um fenômeno que envolve cromátides homólogas. Consiste na quebra dessas cromátides em certos pontos, seguida de uma troca de pedaços (quiasmas) correspondentes entre elas. As trocas provocam o surgimento de novas sequências de genes ao longo dos cromossomos. Assim, se em um cromossomo existem vários genes combinados segundo uma certa sequência, após a ocorrência do crossing a combinação pode não ser mais a mesma. Então, quando se pensa no crossing, é comum analisar o que aconteceria, por exemplo, quanto à combinação entre os genes alelos A e a e B e b no par de homólogos ilustrados na figura. Nessa combinação o gene A e B encontram-se em um mesmo cromossomo, enquanto a e b estão no cromossomo homólogo. Se a distância de A e B for considerável, é grande a chance de ocorrer uma permuta. E, se tal acontecer, uma nova combinação gênica poderá surgir. As combinações Ab e aB são novas. São recombinações gênicas que contribuem para a geração de maior variabilidade nas células resultantes da meiose. Se pensarmos na existência de três genes ligados em um mesmo cromossomo (A, b e C, por exemplo), as possibilidades de ocorrência de crossings dependerão da distância em que os genes se encontram – caso estejam distantes, a variabilidade produzida será bem maior. Codificação da informação genética A descoberta do DNA ocorreu em 1869 e foi feita pelo bioquímico alemão Johann Friedrich Miescher (1844-1895). Miescher buscava determinar os componentes químicos do núcleo celular e usava os glóbulos brancos contidos no pus para suas pesquisas. Os glóbulos brancos eram um bom material pois são células que apresentam núcleos grandes e fáceis de serem isolados do citoplasma. Além disso, o pus era muito fácil de se conseguir na época em ataduras usadas em ferimentos. Analisando os núcleos, Miescher descobriu a presença de um composto de natureza ácida que era desconhecido até o momento. Esse composto era rico em fósforo e em nitrogênio, era desprovido de enxofre e resistente à ação da pepsina (enzima proteolítica). Esse composto, que aparentemente era constituído de moléculas grandes, foi denominado, por Miescher, nucleína. Essa substância foi isolada também da cicatriculada gema do ovo de galinha e de espermatozoides de salmão. Em 1880, outro pesquisador alemão, Albrecht Kossel (1883-1927), demonstrou que a nucleína continha bases nitrogenadas em sua estrutura, explicando o fato da nucleína ser rica em nitrogênio. Nove anos depois, Richard Altmann (1852-1900), que era aluno de Miescher, obteve a nucleína com alto grau de pureza, comprovando sua natureza ácida e dando-lhe, então, o nome de ácido nucléico. A partir daí, o material mais utilizado para estudo e obtenção do ácido nucléico passou a ser o timo de bezerro, cujo tecido apresenta células com núcleos grandes. Foi descoberto que a degradação do ácido nucléico do timo, chamado de ácido timonucleico, liberava quatro tipos de bases nitrogenadas: - dois tipos de bases púricas: adenina e guanina - dois tipos de bases pirimídicas: citosina e timina Foi demonstrado também que outro produto da degradação do ácido nucleico era um glicídio com 5 átomos de carbono, uma pentose, no caso uma desoxirribose. O fósforo estava presente na forma de um Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 26 derivado do ácido fosfórico, fosfato. Tinha-se até o momento que o ácido nucléico era composto de bases nitrogenadas (púricas e pirimídicas), de um glicídio (pentose) e de fosfato. Em 1890, foi descoberto em levedura (fermento) outro tipo de ácido nucleico, que possuía uracila ao invés de timina e ribose ao invés da desoxirribose. Dessa maneira, foram caracterizados dois tipos de ácidos nucleicos, de acordo com o glicídio que possuíam: - ácido ribonucleico (RNA) - ácido desoxirribonucleico (DNA) Em 1912, Phoebus Levine (1869-1940) e Walter Jacobs (1883-1967) concluíram que o componente básico dos ácidos nucléicos era uma estrutura composta por uma unidade que se constituía numa base nitrogenada ligada a uma pentose, e esta por sua vez, ligada a um fosfato. Esta unidade foi denominada de nucleotídeo. Um ácido nucléico seria então uma molécula composta por vários nucleotídeos unidos entre si, ou seja, um polinucleotídeo. Os estudos dos ácidos nucléicos continuaram por muitos anos sem que os cientistas soubessem de sua importância como material hereditário, descoberta que só foi realizada muitos anos depois. Os ácidos nucléicos são moléculas gigantes (macromoléculas), formadas por unidades monoméricas menores conhecidas como nucleotídeos. Cada nucleotídeo, por sua vez, é formado por três partes: - um açúcar do grupo das pentoses (monossacarídeos com cinco átomos de carbono); - um radical “fosfato”, derivado da molécula do ácido ortofosfórico (H3PO4). - uma base orgânica nitrogenada. Sabia-se de sua presença nas células, mas a descoberta de sua função como substâncias controladoras da atividade celular foi um dos passos mais importantes da história da Biologia. Função dos Ácidos Nucleicos Coordenar a síntese das enzimas (e demais proteínas) determinando assim as características dos indivíduos, como: cor dos olhos, cor da pele, estatura, tendências de comportamento, doenças hereditárias (diabetes, hemofilia, daltonismo), etc. Dessa forma controla o metabolismo, a reprodução e constituem o material genético ou hereditário de todos os seres vivos. Os Nucleotídeos: são as unidades constituintes dos ácidos nucléicos. Ou seja, são os monômeros dos ácidos nucléicos. Estrutura do Nucleotídeo Basicamente, um nucleotídeo é constituído por três partes: - Uma base nitrogenada - Uma pentose - Um grupo fosfato a) As Bases Nitrogenadas Já as bases nitrogenadas pertencem a dois grupos: - as púricas: adenina (A) e guanina (G); - as pirimídicas: timina (T), citosina (C) e uracila (U). No quadro abaixo os exemplos das bases púricas e pirimídicas Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 27 Bases púricas e pirimídicas As pentoses: são monossacarídeos (oses) de cinco carbonos na cadeia. Têm a função de dar sustentação a molécula. São elas: - Ribose no RNA - Desoxirribose no DNA O Grupo Fosfato (PO4): é derivado do ácido fosfórico (H3PO4) - é comum tanto ao DNA como ao RNA. Tem a função de ligar os nucleotídeos de uma mesma fita. Características do DNA Apresenta-se como fita dupla, formando uma dupla hélice (modelo de Watson e Crick, 1972). Apresenta a pentose (ose) Desoxirribose com exclusividade; Apresentam a base nitrogenada “Timina” com exclusividade; Promove a Duplicação ou Replicação: Sintetiza cópias idênticas de si mesmo; Promove a transcrição: Sintetiza moléculas de RNAm (mensageiro); O DNA é encontrado em maior quantidade no núcleo (na cromatina) que no citoplasma (nas mitocôndrias e cloroplastos) É da associação dos diferentes nucleotídeos que se formam as macromoléculas dos dois tipos de ácidos nucléicos: o ácido ribonucleico (RNA) e o ácido desoxirribonucleico (DNA). Eles foram assim chamados em função dos açúcar presente em suas moléculas: O RNA contém o açúcar ribose e o DNA contém o açúcar desoxirribose. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 28 Outra diferençaimportante entre as moléculas de DNA e a de RNA diz respeito às bases nitrogenadas: no DNA, as bases são citosina, guanina, adenina e timina; no RNA, no lugar da timina, encontra-se a uracila. A importância e o funcionamento dos ácidos nucléicos O desenho mostra os filamentos dos ácidos nucléicos. DNA filamento duplo e RNA monofilamento. A Duplicação ou Replicação do DNA É o processo através do qual uma molécula de DNA dá origem a outra molécula, idêntica a molécula mãe. A duplicação é semiconservativa, ou seja, cada molécula de ADN formada conserva uma das fitas da molécula-mãe. Etapas da Duplicação 1- Em presença da enzima helicase e DNApolimerase, ocorre o afastamento das duas fitas do DNA; 2- Nucleotídeos com desoxirribose (desoxirribonucleotídeos), livres no núcleo, encaixam-se nas fitas separadas; 3- Ao final do processo, estão formadas duas moléculas de DNA, cada uma contendo uma das fitas das moléculas – mãe. Ilustração da replicação do DNA Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 29 A ação da enzima DNA polimerase Transcrição O material genético representado pelo DNA contém uma mensagem em código que precisa ser decifrada e traduzida em proteínas, muitas das quais atuarão nas reações metabólicas da célula. A mensagem contida no DNA deve, inicialmente, ser passada para moléculas de RNA que, por sua vez, orientarão a síntese de proteínas. O controle da atividade celular pelo DNA, portanto, é indireto e ocorre por meio da fabricação de moléculas de RNA, em um processo conhecido como transcrição. RNA: uma Cadeia (Fita) Simples As moléculas de RNA são constituídas por uma sequência de ribonucleotídeos, formando uma cadeia (fita) simples. Transcrição da informação genética A síntese de RNA (mensageiro, por exemplo) se inicia com a separação das duas fitas de DNA. Apenas uma das fitas do DNA serve de molde para a produção da molécula de RNAm. A outra fita não é transcrita. Essa é uma das diferenças entre a duplicação do DNA e a produção do RNA. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 30 Enzima RNA polimerase Exemplos: Imaginando um segmento hipotético de um filamento de DNA com a sequência de bases: DNA- ATGCCGAAATTTGCG O segmento de RNAm formado na transcrição terá a sequência de bases: RNA- UACGGCUUUAAACGC Obs.: Em uma célula eucariótica, o RNAm produzido destaca-se de seu molde e, após passar por um processamento, atravessa a carioteca e se dirige para o citoplasma, onde se dará a síntese proteica. Com o fim da transcrição, as duas fitas de DNA seu unem novamente, refazendo-se a dupla hélice. Tradução: Síntese de Proteínas Tradução é o nome utilizado para designar o processo de síntese de proteínas. Ocorre no citoplasma com a participação, entre outros, de RNA e de aminoácidos. Cístron - é o segmento de DNA que contém as informações para a síntese de um polipeptídeo ou proteína. O RNA produzido que contém uma sequência de bases nitrogenadas transcrita do DNA é um RNA mensageiro. Ilustração do processo de transcrição RNAs transportadores, RNAt. Assim chamados porque serão os responsáveis pelo transporte de aminoácidos até o local onde se dará a síntese de proteínas junto aos ribossomos. São moléculas de RNA de fita simples, de pequeno tamanho, contendo, cada uma, cerca de 75 a 85 nucleotídeos. Cada fita de RNAt torce-se sobre si mesma, adquirindo o aspecto visto na figura abaixo. Duas regiões se destacam em cada transportador: uma é o local em que se ligará o aminoácido a ser transportado e a outra corresponde ao trio de bases complementares (chamado anticódon) do RNAt, que se encaixará no códon correspondente do RNAm. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 31 Obs.: Anticódon é o trio de bases do RNAt, complementar do códon do RNAm. Etapas da Síntese Proteica: - Um RNAm, processado no núcleo, contendo sete códons (21 bases hidrogenadas) se dirige ao citoplasma. - No citoplasma, um ribossomo se liga ao RNAm na extremidade correspondente ao início da leitura. Dois RNAt, carregando os seus respectivos aminoácidos (metionina e alanina), prendem-se ao ribossomo. Cada RNAt liga-se ao seu trio de bases (anticódon) ao trio de bases correspondentes ao códon do RNAm. Uma ligação peptídica une a metionina à alanina. - O ribossomo se desloca ao longo do RNAm. O RNAt que carregava a metionina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido leucina, une o seu anticódon ao códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica é feita entre a leucina e a alanina. - O ribossomo novamente se desloca. O RNAt que carregava a alanina se desliga do ribossomo. O quarto RNAt, transportando o aminoácido ácido glutâmico encaixa-se no ribossomo. Ocorre a união do anticódon desse RNAt com o códon correspondente do RNAm. Uma ligação peptídica une o ácido glutâmico à leucina. - Novo deslocamento do ribossomo. O quinto RNAt, carregando a aminoácido glicina, se encaixa no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica da glicina com o ácido glutâmico. - Continua o deslocamento do ribossomo ao longo do RNAm. O sexto RNAt, carregando o aminoácido serina, se encaixa no ribossomo. Uma ligação peptídica une a serina à glicina. - Fim do deslocamento do ribossomo. O último transportador, carregando o aminoácido triptofano, encaixa-se no ribossomo. Ocorre a ligação peptídica do triptofano com a serina. O RNAt que carrega o triptofano se separa do ribossomo. O mesmo ocorre com o transportador que portava a serina. - O peptídeo contendo sete aminoácidos fica livre no citoplasma. Claro que outro ribossomo pode se ligar ao RNAm, reiniciando o processo de tradução, que resultará em um novo peptídio. Perceba, assim, que o RNAm contendo sete códons (21 bases nitrogenadas) conduziu a síntese de um peptídeo formado por sete aminoácidos. O Código Genético A mensagem genética contida no DNA é formada por um alfabeto de quatro letras que correspondem aos quatro nucleotídeos: A, T, C e G. Com essas quatros letras é preciso formar “palavras” que possuem o significado de “aminoácidos”. Cada proteína corresponde a uma “frase” formada pelas “palavras”, que são os aminoácidos. De que maneira apenas quatro letras do alfabeto do DNA poderiam ser combinadas para corresponder a cada uma das vinte “palavras” representadas pelos vinte aminoácidos diferentes que ocorrem nos seres vivos. Uma proposta brilhante sugerida por vários pesquisadores, e depois confirmada por métodos experimentais, foi a de que cada três letras (uma trinca de bases) do DNA corresponderia uma “palavra”, isto é, um aminoácido. Nesse caso, haveria 64 combinações possíveis de três letras, o que seria mais do que suficiente para codificar os vinte tipos diferentes de aminoácidos (matematicamente, utilizando o método das combinações seriam, então, 4 letras combinadas 3 a 3, ou seja, 43 = 64 combinações possíveis). Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 32 O código genético do DNA se expressa por trincas de bases, que foram denominadas códons. Cada códon, formado por três letras, corresponde a certo aminoácido. A correspondência entre o trio de bases do DNA, o trio de bases do RNA e os aminoácidos por eles especificados constitui uma mensagem em código que passou a ser conhecida como “código genético”. Mas, surge um problema. Como são vinte os diferentes aminoácidos, há mais códons do que tipos de aminoácidos! Deve- se concluir, então, que há aminoácidos que são especificados por mais de um códon, o que foi confirmado. A tabela abaixo, especifica os códons de RNAm que podem ser formados e os correspondentes aminoácidos que especificam. Dizemos que o código genético é universal, pois em todos os organismos da Terra atual ele funciona da mesma maneira, quer seja em bactérias, em uma cenoura ou no homem.O códon AUG, que codifica para o aminoácido metionina, também significa início de leitura, ou seja, é um códon que indica aos ribossomos que é por esse trio de bases que deve ser iniciada a leitura do RNAm. Note que três códons não especificam nenhum aminoácido. São os códons UAA, UAG e UGA, chamados de códons e parada durante a “leitura” (ou stop códons) do RNA pelos ribossomos, na síntese proteica. Obs.: Diz-se que o código genético é degenerado porque cada “palavra” (entenda-se aminoácido) pode ser especificada por mais de uma trinca. Questões 01. A membrana plasmática apresenta uma propriedade típica: a permeabilidade seletiva. No que consiste essa propriedade? 02. Assinale a alternativa que completa melhor a frase a seguir: “A membrana plasmática é constituída por uma bicamada de _________ com moléculas de __________ inseridas” (A)Proteínas e glicocálix (B)Fosfolipídios e proteínas (C)Fosfolipídios e lipídios (D)Lipídios e fosfolipídios (E)Proteínas e fosfolipídios 03. (PUC - RJ-adaptada/2015) Em relação aos envoltórios celulares, podemos afirmar que: (A) todas as células dos seres vivos têm parede celular. (B) somente as células vegetais têm membrana celular. (C) somente as células animais têm parede celular. (D) todas as células dos seres vivos têm membrana celular. (E) os fungos e bactérias não têm parede celular. 04. (FUVEST) Assinale a alternativa que contêm as organelas que apresentam DNA (A) Mitocôndria e ribossomo (B) Mitocôndria e cloroplasto Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 33 (C) Nucléolo e cloroplasto (D) Lisossomo e ribossomo (E) Ribossomo e cromossomo 05. (UEL) A produção de ATP numa célula animal ocorre, fundamentalmente: (A) nos golgiossomos. (B) nos cromossomos. (C) nos lisossomos. (D) nos ribossomos. (E) nas mitocôndrias 06. (UNITAU) O retículo endoplasmático rugoso é responsável pela síntese e transporte de proteínas. No entanto, a síntese protéica é realizada por grânulos, que estão aderidos a ele, denominados de: (A) mitocôndrias. (B) ribossomos. (C) lisossomos. (D) cloroplastos. (E) fagossomos. 07. (UECE) Certas organelas produzem moléculas de ATP e outras utilizam o ATP produzido, pelas primeiras, para a síntese orgânica a partir do dióxido de carbono. Estamos falando, respectivamente, de (A) lisossomos e cloroplastos. (B) mitocôndrias e complexo de Golgi. (C) mitocôndrias e cloroplastos. (D) lisossomos e mitocôndrias. 08. Qual das estruturas abaixo está associada corretamente à principal função que exerce na célula? (A) Centríolo …………………………….. divisão celular (B) lisossomo …………………………………. respiração celular (C) mitocôndria ………………………………. síntese de proteína (D) ribossomo ………………………………… digestão celular (E) Complexo de Golgi ……………………. ciclos de Krebs 09. Os lisossomos participam de dois processos celulares: autofagia e autólise. No que consiste esses dois processos? 10. De que maneira a célula age em relação à água oxigenada, produto tóxico resultante da atividade celular? 11. (UNIMONTES) As organelas celulares são estruturas especializadas, presentes em células eucarióticas. As alternativas a seguir referem-se às características do complexo de golgiense, Exceto: (A) Geralmente se encontra próximo ao núcleo. (B) Não apresenta cisternas na sua constituição. (C) Pode exportar substâncias. (D) Distribui e armazena proteínas e lipídeos. 12. (UNICAMP-adaptado/2015) É comum, nos dias de hoje, ouvirmos dizer: “estou com o colesterol alto no sangue”. A presença de colesterol no sangue, em concentração adequada, não é problema, pois é um componente importante ao organismo. Porém, o aumento das partículas LDL (lipoproteína de baixa densidade), que transportam o colesterol no plasma sanguíneo, leva à formação de placas ateroscleróticas nos vasos, causa freqüente de infarto do miocárdio. Nos indivíduos normais, a LDL circulante é internalizada nas células através de pinocitose e chega aos lisossomos. O colesterol é liberado da partícula LDL e passa para o citosol para ser utilizado pela célula. a) O colesterol é liberado da partícula LDL no lisossomo. Que função essa organela exerce na célula? b) A pinocitose é um processo celular de internalização de substâncias. Indique outro processo de internalização encontrado nos organismos e explique no que difere da pinocitose. c) Cite um processo no qual o colesterol é utilizado. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 34 13. No citoplasma das células encontram-se diversas organelas, desempenhando funções diversas. Em relação à função desempenhada pelas mitocôndrias podemos afirmar que: (A) é responsável pela produção de energia a partir do gás carbônico e da glicose. (B) é a organela envolvida na síntese de proteínas. (C) é a estrutura que participa da síntese de lipídeos. (D) é responsável pela respiração celular. (E) Não participa das atividades metabólicas celulares. 14. (UFLA- adaptado/2015) Na coluna da esquerda, encontram-se nomes de organelas celulares e, na coluna da direita, importantes processos fisiológicos. Marque a sequência que representa a correlação CORRETA entre as duas colunas. Organelas Processos fisiológicos 1 – Ribossomos A – Síntese de ATP 2 – Retículo endoplasmático B – Formação de grãos de secreção 3 – Mitocôndria C – Síntese de proteínas 4 – Lisossomos D – Digestão intracelular 5 – Aparelho de Golgi E – Neutralização de substâncias tóxicas (A) 1A, 2B, 3D, 4C, 5E (B) 1B, 2D, 3E, 4A, 5C (C) 1C, 2E, 3A, 4D, 5B (D) 1C, 2B, 3A, 4D, 5E (E) 1E, 2D, 3A, 4B, 5C 15. Quais das estruturas apresentadas abaixo são comuns no citoplasma de células procariontes e eucariontes. (A) Mitocôndria e ribossomo (B) Núcleo e lisossomos (C) Cloroplasto e complexo de Golgi (D) Somente o ribossomo (E) Plasmídio e ribossomo 16. (VUNESP) Numa célula eucariótica, a síntese de proteínas, a síntese de esteróides e a respiração celular estão relacionadas, respectivamente: (A) ao Complexo de Golgi, às mitocôndrias, aos ribossomos; (B) ao retículo endoplasmático liso, ao retículo endoplasmático granular, ao Complexo de Golgi; (C) aos ribossomos, ao retículo endoplasmático liso, às mitocôndrias; (D) ao retículo endoplasmático granular, às mitocôndrias, ao Complexo de Golgi; (E) ao retículo endoplasmático liso, ao Complexo de Golgi, às mitocôndrias. 17. As células são as menores unidades vivas de um organismo e estão presentes em todos os seres, com exceção dos vírus. Elas podem ser classificadas em procarióticas e eucarióticas se levarmos em consideração a ausência ou presença: (A) de parede celular. (B) de organelas celulares. (C) de carioteca. (D) de membrana plasmática. (E) de citoplasma. 18.Organismos procariontes apresentam células mais simples, que não possuem um núcleo organizado. São exemplos de seres procariontes: (A) bactérias e plantas. (B) bactérias e cianobactérias. (C) animais e plantas. (D) fungos e bactérias. (E) protozoários e bactérias. 19. A mitose é um processo de divisão celular que pode ser dividido em quatro etapas. Marque a alternativa que indica corretamente as etapas e a sequência correta em que elas ocorrem. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 35 (A) Prófase, G1, S e G2. (B) G1, S, G2 e Metáfase. (C) Prófase, metáfase, telófase e anáfase. (D) Metáfase, prófase, anáfase e telófase. (E) Prófase, metáfase, anáfase e telófase. 20. (UFSM-RS). Um bioquímico mediu a quantidade de DNA em células cultivadas em laboratório e verificou que a quantidade de DNA na célula duplicou: (A) entre as fases G1 e G2 do ciclo celular. (B) entre a prófase e a anáfase da mitose. (C) durante a metáfase do ciclo celular. (D) entre a prófase I e a prófase II da meiose. (E) entre a anáfase e a telófase da mitose 21. (CES/JF-MG) Entre as frases a seguir, em relação à divisão celular por mitose, umaé incorreta. Aponte-a. (A) É um processo muito importante para o crescimento dos organismos. (B) Ocorre nas células somáticas tanto de animais como de vegetais. (C) A célula-mãe dá origem a duas células-filhas com metade do número de cromossomos. (D) Na metáfase, todos os cromossomos, cada um com duas cromátides, encontram-se no equador da célula em maior grau de condensação. (E) As células-filhas são idênticas às células-mãe. 22. Qual fase da mitose é caracterizada pelo posicionamento dos cromossomos no equador da célula? (A) G1. (B) Prófase. (C) Metáfase. (D) Anáfase. (E) Telófase Respostas 01. Resposta Consiste em regular a entrada e saída de substâncias na célula, mantendo uma composição química específica. 02. Resposta B A membrana plasmática é constituída por uma bicamada de fosfolipídios com moléculas de proteínas inseridas. 03. Resposta D Todas as células vivas apresentam membrana plasmática. 04. Resposta B Nas células eucarióticas existem duas organelas que possuem DNA próprio, sendo estas as mitocôndrias e os cloroplastos. Tanto nas mitocôndrias quanto nos cloroplastos, o DNA se mostra organizado de maneira muito semelhante ao conteúdo genético dos organismos procariontes. Nestas organelas, o DNA possui forma circular a exceção do DNA de alguns protozoários dotados de cílios, que se mostra totalmente linear. Este DNA se mostra condensado de forma idêntica ao cromossomo procariótico, e ainda no caso das mitocôndrias, estudos recentes têm demonstrado que este se situa preso à membrana interna destas organelas. Além do DNA, diferentes tipos de RNA e todo o mecanismo necessário para a produção de proteínas estão presentes nestas organelas. 05. Resposta E. A organela responsável pela produção de energia é a mitocôndrias. Esta gera energia (ATP) através da respiração aeróbica. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 36 06. Resposta B. O retículo endoplasmático rugoso (REG) apresentam grânulos aderidos as suas membranas. Esses grânulos recebe o nome de ribossomos e são responsáveis pela síntese de proteínas da célula. 07. Resposta C. 08. Resposta A. Os centríolos estão relacionados a formação das fibras do áster, portanto, está relacionada ao processo de divisão celular. 09. Resposta: Autofagia é a digestão de estruturas celulares em desuso; serve para a renovação celular. Autólise é a desintegração celular. 10. Resposta: Os peroxissomos produzem a catalase enzima que transforma a água oxigenada em água e oxigênio. 11. Resposta B O complexo golgiense (sistema de Golgi) e formado por membranas lipoproteicas duplas que formam sacos achatados. 12. Resposta: a) Sua função é promover a quebra de moléculas complexas no interior da célula (digestão intracelular). b) Um outro processo é a fagocitose. Na pinocitose há internalização de partículas por meio de invaginação da membrana plasmática, enquanto na fagocitose a internalização ocorre por meio de pseudópodes. Pode-se dizer, ainda, que a pinocitose permite a internalização de partículas líquidas, menores; já a fagocitose permite a internalização de partículas maiores, sólidas. c) O colesterol é usado na síntese dos hormônios esteroides. 13. Resposta D. A – Errada – a produção de energia é a partir do gás oxigênio e não do gás carbônico. B – Errada – está associada à produção de energia e não de proteínas. C – Errada – está associada à produção de energia e não de lipídios. D – Correta – as mitocôndrias são responsáveis pela respiração celular. E – Errada – participa das atividades metabólicas através da síntese de energia/ATP. 14. Resposta C. A – Errada – Os ribossomos não realizam a síntese de ATP, a mitocôndria não realiza digestão intracelular, etc. B – Errada – O RE não realiza a digestão intracelular, e o complexo de Golgi não participa da síntese de ATP, etc. C – Correta – Todas as informações apresentadas estão corretas. D – Errada – O RE não é responsável pela formação de grãos de secreção e o complexo de Golgi não tem a capacidade de neutralizar toxinas. E – Errada – O aparelho de Golgi não é responsável pela síntese de proteínas. 15. Resposta D. A – Errada – Não há na célula procariota a presença de mitocôndria. B – Errada – As duas estruturas não estão presentes nas células procariotas. C – Errada – Complexo de Golgi não está presente na célula procariota. D – Correta – Somente o ribossomo é comum em células procariontes e eucariontes. E – Errada – Não há na célula eucariota a presença de plasmídio. 16. Resposta C Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 37 17. Resposta C A classificação em procarióticas e eucarióticas é baseada na ausência ou presença de carioteca, uma membrana que envolve o material nuclear. Nas células procarióticas, essa membrana está ausente e por isso dizemos que elas não apresentam núcleo definido. 18. Resposta B Cianobactérias e bactérias são seres que apresentam células procarióticas, ou seja, que não possuem membrana envolvendo o material nuclear. 19. Resposta E 20. Resposta A. A duplicação do DNA ocorre durante a fase chamada de S, que fica entre G1 e G2. 21. Resposta C. A alternativa é incorreta, pois, no final da mitose, as células-filhas possuirão o mesmo número de cromossomos da célula-mãe. 22. Resposta C. É na metáfase que os cromossomos se dispõem na região mediana da célula e formam a chamada placa equatorial. Seres Vivos Estima-se que existam na Terra milhões de diferentes tipos de organismos vivos compartilhando a biosfera. O reconhecimento dessas espécies está intimamente relacionado à história do homem. O homem, determinado momento da história evolutiva, passou a utilizar animais e plantas para sua alimentação, cura de doenças, fabricação de armas, objetos agrícolas e abrigo. A necessidade de transmitir as experiências adquiridas para os descendentes forçou-o a conhecer detalhadamente as plantas e animais. O documento zoológico mais antigo que se tem notícia, é um trabalho grego de medicina, do século V a.C., que continha uma classificação simples dos animais comestíveis, principalmente peixes. Diante disso, a classificação dos seres vivos surgiu da necessidade do homem em reconhecê-los. O grande número de espécies viventes levou-o a organizá-las de forma a facilitar a identificação e, consequentemente, seu uso. A classificação dos seres vivos A primeira fase da classificação dos seres vivos começou na Antiguidade, com o filósofo grego Aristóteles (384 - 322 a.C.), autor dos registros escritos mais antigos conhecidos sobre esse assunto e que datam do século 4 a.C. Nessa época, os organismos vivos foram divididos em dois reinos claramente distintos: as Vegetal e Animal. Neste tipo de classificação, as plantas eram todos os organismos fixos e sem uma forma claramente definida, capazes de fabricar matéria orgânica a partir de fontes inorgânicas – autotrofia -, enquanto os animais eram todos os restantes organismos, devida livre, com forma definida e dependentes da matéria orgânica (plantas ou outros animais) para a sua nutrição – heterotrofia. Conforme mais dados iam sendo recolhidos, principalmente de estrutura microscópica e metabolismo, a sua maioria confirmava a total separação dos dois grandes reinos. Assim, as plantas apresentavam todas espessas paredes celulares celulósicas, enquanto as células animais apresentavam outros compostos no seu interior. Esta divisão simples dos organismos parecia tão óbvia e bem definida para os organismos macroscópicos que o problema causado pelos fungos, que não pareciam encaixar bem nas plantas, era facilmente esquecido. 3.1.1.2 Seres vivos Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 38 Entretanto, com a invenção do microscópio por Van Leeuwenhoek, foi revelado uma miríade de organismos microscópicos, não visíveisa olho nu. Assim, ficou claro que a distinção entre animais e plantas não podia ser facilmente aplicada a este nível. Alguns deste seres podiam ser facilmente comparados com algas macroscópicas e incluídos nas plantas, outros poderiam ser incluídos nos animais mas ainda restavam muitos com combinações estranhas de características de animal e de planta. Para complicar ainda mais a situação, a teoria de Darwin da evolução tinha sido aceita como representativa da realidade, e considerava que todos os organismos tinham um ancestral comum. Era óbvio que um ancestral comum às plantas e aos animais não poderia ser nenhum deles, sendo necessário criar um novo grupo onde se pudesse incluí-lo. Diante disso, o alemão Ernst Haeckel, realizou estudos microscópicos da enorme variedade de organismos unicelulares, e chegou à conclusão que as primeiras formas de vida teriam sido muito simples, sem a complexidade estrutural que já observava nos unicelulares observados. Assim, Haeckel, chamou esses organismos primitivos moneras, tendo-os dividido em zoomoneres (bactérias) e phytomoneres (cianobactérias). O desenvolvimento de células mais complexas, contendo núcleo, era, na sua opinião, o resultado de diferenciação do citoplasma. Assim, Haeckel criou um terceiro reino a que chamou Protista. Neste reino colocou todos os seres que não apresentavam tecidos diferenciados, incluindo seres unicelulares e coloniais. Haeckel reconheceu uma série de subdivisões no seu reino Protista. A principal subdivisão era entre os grupos semelhantes às plantas – Protophytes – e os semelhantes aos animais – Protozoa -, reconhecidos pelos seus pelos seus metabolismos diferentes. Também necessitava de um terceiro grupo onde colocar todos os protistas que não eram claramente semelhantes às plantas ou aos animais, os protistas atípicos. A distinção entre células com e sem núcleo estavam subordinadas a estas três categorias, com os organismos sem núcleo a formar um pequeno grupo dentro dos protistas atípicos. Com a descoberta do microscópio eletrônico, foi possível a morfologia celular dos organismos. Assim, Herbert Copeland, em 1936, propôs um sistema de classificação em quatro reinos, retirando Monera de dentro dos protistas por serem procariontes, e resgatando o termo Protista para eucariontes unicelulares ou multicelulares sem tecidos verdadeiros. Seus reinos eram: - Reino Monera: bactérias e cianobactérias; - Reino Protoctista: unicelulares eucariontes, multicelulares como “algas” e fungos; - Reino Plantae: multicelulares fotossintetizantes com tecidos; - Reino Animalia: multicelulares heterótrofos com tecidos. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 39 Essa proposta foi posteriormente substituída, a partir de 1959, pelo sistema de cinco reinos de Robert Whittaker, que definiu os seguintes reinos: - Reino Monera: procariontes representados pelas bactérias e cianobactérias; - Reino Protista: unicelulares eucariontes; - Reino Plantae: multicelulares eucariontes que fazem fotossíntese (“algas” e plantas terrestres); - Reino Fungi: eucariontes multicelulares heterótrofos que absorvem nutrientes do meio, possuem parede celular de quitina; - Reino Animalia: eucariontes multicelulares heterótrofos que ingerem alimento do meio. A partir de 1970, até os dias de hoje, as propostas de classificação estão mais relacionadas com os avanços da biologia molecular, o aprimoramento dos estudos com microscopia eletrônica e com a maior aceitação e desenvolvimento da sistemática filogenética. O sistema de classificação de Lynn Margulis baseia-se no conhecimento sobre a estrutura sub- microscópica das células e seus organelos, bem como vias metabólicas, incorporando a descoberta de muitos tipos altamente diferenciados de bactérias. Apesar de o seu sistema também incorporar uma elaborada teoria de evolução da estrutura celular por endossimbiose, difere apenas em alguns detalhes das classificações de Copeland e de Whittaker. Na classificação de Copeland, não se dava especial atenção à distinção entre organismos com e sem núcleo, mas em classificações posteriores esta tornou-se uma condição crucial. Margulis distingue os chamados super-reinos ou domínios Prokarya e Eukarya, sendo o último caracterizado por apresentar genoma composto, sistemas de mobilidade intracelular e a possibilidade de fusão celular, que leva a um sistema de genética mendeliana e sexo. O domínio Prokarya, por outro lado, é agrupado com base na ausência de um sistema sexual desse tipo. Dentro dos Eukarya, ela distingue os mesmos grupos que Whittaker: protoctistas, plantas, animais e fungos. Neste caso, os protoctistas são novamente definidos negativamente, o que volta a tornar as plantas, animais e fungos monofiléticos. Nos Prokarya, a diversidade de vias metabólicas e a reconhecida divergência evolutiva (como demonstrada pelas sequências de RNA) não deu origem a categorias elevadas. A distinção entre Archaea e Eubacteria é abafada sob o nome de bactérias e expressa a um nível inferior ao da distinção entre fungos, animais e plantas. Uma classificação ligeiramente diferente foi proposta por Mayr (1990), que concorda com Margulis em relação à distinção entre procariontes e eucariontes, mas vai mais além e propõe que se reconheçam os subdomínios Archaea e Bacteria, dentro dos procariontes. Uma subdivisão semelhante é feita nos Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 40 eucariontes, com os Protista e os Metabionta, para organismos unicelulares e multicelulares, respectivamente. Mayr dá especial atenção, portanto, a semelhanças e diferenças em morfologia e não às relações filogenéticas.3 Os procariontes são unidos com base na semelhança de organização celular, ignorando a diversidade de metabolismos e as relações evolutivas deduzidas a partir de sequências de DNA. Também os protistas são unidos com base na falta de multicelularidade, novamente ignorando a sua enorme diversidade em muitos outros aspectos. Ambos os taxa estão em perigo de se tornar parafiléticos. No entanto, a principal divergência entre esta classificação e uma classificação filogenética não é o surgimento destes dois grupos parafiléticos mas antes o facto de o subdomínio Metabionta ser reconhecido com base apenas numa característica, a multicelularidade. Esta característica surgiu independentemente nos três grupos que o compõem, tornando este subdomínio completamente polifilético. Essencialmente com base na comparação de sequências de RNA ribossômico, Woese e seus colegas concluíram que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo, mas antes composto por dois subgrupos principais, cada um dos quais difere entre si e dos eucariontes. Esta diversidade evolutiva reflete-se no genoma e, por sua vez, na bioquímica e na ecologia. Assim, propuseram a substituição da divisão do mundo vivo em dois grandes domínios (procariontes e eucariontes) por uma subdivisão em três domínios: mantiveram os tradicionais eucariontes como o domínio Eucarya, mas em vez dos tradicionais procariontes surgem os domínios Archaea e Bacteria, ao mesmo nível que os Eucarya. A sua classificação reflecte a ideia de que a árvore da Vida tem três e não apenas dois ramos. No entanto, esta classificação não reflecte completamente a sua visão sobre qual dos três ramos é mais basal. Na filogenia em que baseiam a sua classificação, o ramo mais basal é o que conduz ao domínio Bacteria, sendo posterior a ramificação dos dois restantes grupos posterior, o que os torna mais relacionados entre si do que cada um deles com as bactérias. Esta relação próxima não se reflecte na classificação pois para esta filogenia ser aparente, Archaea e Eukarya teriam que ser agrupados num único super-domínio. A posição da raiz da árvore da Vida junto das bactérias não é, apesar de tudo, pacífica. Foram propostas raízes alternativas, que implicariam diferentesrelações filogenéticas e diferentes classificações, mas deixando sempre intocada a parte dos eucariontes, pelo que a maioria das classificações coloca os procariontes num único grupo do mesmo nível que o dos eucariontes. Esta é uma simplificação deliberada, que ignora o facto de que, obrigatoriamente, um dos grupos de procariontes está mais próximo dos eucariontes do que qualquer outro. O esquema de seis reinos recentemente proposto por Cavalier-Smith é, em muitos aspectos, semelhante aos de Whittaker e Mayr, mas a semelhança é frequentemente superficial. Cavalier-Smith tenta um sistema mais estritamente filogenética, em que os grupos polifiléticos estão totalmente ausentes e os parafiléticos são evitados o mais possível. Para alcançar este fim, ele tem que transferir um número de grupos que pertenciam aos Protoctista na maioria dos sistemas de classificação anteriores, para um dos outros reinos. Assim, neste sistema, cada um dos reinos que contém organismos multicelulares passa a conter um certo número de organismos unicelulares relacionados. Estas revisões são baseadas num conjunto ainda crescente de dados acerca das relações deduzidas da comparação de sequências de DNA e proteínas, bem como acerca da ultra- estrutura celular. Nos procariontes, Cavalier-Smith salienta o número características ultra-estruturais em vez das sequências de RNA ribossómico usadas por Woese. Assim, as Archaea são incluídas como um subgrupo relativamente menor dentro do reino Bacteria. Dentro dos eucariontes, Cavalier-Smith reconhece cinco reinos. O reino Animalia é relativamente inalterado, quando comparado com outros sistemas de classificação. Para além dos animais, também contém um grupo de parasites unicelulares, com base em que a unicelularidade é devida a uma regressão e não a um caracter original. De forma semelhante, o reino Fungi também contém um grupo de parasitas, antes parte dos protoctistas. Alguns grupos, antes considerados fungos, foram transferidos para um novo reino designado Chromista. O reino Plantae expandiu-se para incluir as algas vermelhas, para além das tradicionalmente incluídas algas verdes. Este facto reflecte um cenário evolucionista em que a fotossíntese foi adquirida apenas uma vez, pela incorporação do cloroplasto num célula eucariótica, derivado de uma cianobactéria. Outras classificações, que colocam as plantas e as algas vermelhas mais afastadas, têm que assumir um 3 http://simbiotica.org/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 41 cenário evolutivo onde os cloroplastos foram adquiridos independentemente várias vezes, ou totalmente perdidos ainda mais vezes. O reino novo Chromista contém a maioria dos restantes grupos fotossintéticos, informalmente designados algas, bem como um grupo de outros grupos anteriormente colocados nos fungos e que se acredita terem perdido a capacidade fotossintética secundariamente. No cenário evolutivo, o cloroplastos foi adquirido pela fusão de uma célula autotrófica com uma célula não fotossintética, um acontecimento que levou ao surgimento de uma membrana extra em volta do organito. Lineu e o Sistema Binomial O estudo descritivo de todas as espécies de seres vivos e sua classificação dentro de uma verdadeira hierarquia de grupamentos constitui a sistemática ou taxonomia. Vamos começar a interpretar o papel da taxonomia revendo o conceito de espécie. As espécies são os diferentes tipos de organismos. Uma definição mais técnica de espécie é: "um grupo de organismos que se cruzam entre si, sem normalmente cruzar-se com representantes de outros grupos". Os organismos pertencentes a uma espécie devem apresentar semelhanças estruturais e funcionais, similaridades bioquímicas e mesmo cariótipo, além da capacidade de reprodução entre si. A definição acima, embora útil para os animais, não é, entretanto, útil na taxonomia vegetal, porque cruzamentos férteis podem ocorrer entre plantas de tipos bastante diferentes. Também não se aplica esta distinção a organismos que não se reproduzem sexualmente. Com base nas teorias evolucionistas, uma espécie se modifica constantemente, no espaço e no tempo, em vez de ser uma forma imutável, ideal, como foi concebida por Lineu. Desta maneira, a palavra "espécie" possui diferentes significados para diferentes tipos de organismos, o que não é surpresa se considerarmos que a evolução nos vários grupos de organismos seguiu caminhos diversificados. No entanto, o termo permanece sendo útil e possibilita uma maneira adequada de se referir a organismos e catalogá-los. Outros Grupos Taxonômicos O reino é a maior unidade usada em classificação biológica. Entre o nível do reino e do gênero, entretanto, Lineu e taxonomistas posteriores adicionaram diversas categorias (ou taxa). Temos então, os gêneros agrupados em famílias, as famílias em ordens, as ordens em classes e as classes em filos (ou divisão, para os botânicos), seguindo um padrão hierárquico. Essas categorias podem ser subdivididas ou agregadas em várias outras, menos importantes, como, por exemplo, os subgêneros e as superfamílias. Assim, hierarquicamente, temos: Regras de nomenclatura Os animais, assim como as plantas, são popularmente conhecidos por nomes muito variáveis de um lugar para outro. Os cientistas, com intuito de universalizar os nomes de animais e plantas, procuraram criar uma nomenclatura internacional para a designação dos seres vivos. Mark Catesby, por volta de 1740, publicou um livro de zoologia onde denominava o pássaro conhecido como tordo (sabiá americano) de Turdus minor cinereoalbus non maculatus, que significava: “tordo pequeno branco-acinzentado sem manchas”. Essa foi uma tentativa de padronizar o nome do pássaro, para que ele pudesse ser conhecido em qualquer idioma ou região, mas havia o inconveniente de usar uma denominação muito extensa. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 42 Em 1735, Carl von Linné, propôs regras para classificar e denominar animais e plantas, onde cada organismo seria conhecido por dois nomes apenas, seguidos e inseparáveis. Surgiu assim a nomenclatura binomial, a qual é ainda hoje utilizada. Para escrevermos o nome científico de uma espécie, utilizamos as regras propostas por Lineu: 1. O nome deve ser escrito em latim e destacado do texto (em itálico, negrito ou grifado); 2. O nome deve ser escrito com duas palavras (nomenclatura binominal). A primeira se refere ao gênero, a segunda é o epíteto específico. Juntas, formam a espécie. 3. O gênero deve iniciar com letra maiúscula e o epíteto específico com a letra minúscula. Exemplos: Homem = Homo sapiens Cachorro = Canis familiaris Mosca = Musca domestica Nomes Populares: Filogenia; Cladogramas. A nomeação dos seres vivos que compõe a biodiversidade constitui uma etapa do trabalho de classificação. Muitos seres são “batizados” pela população com nomes denominados populares ou vulgares, pela comunidade científica. Esses nomes podem designar um conjunto muito amplo de organismos, incluindo, algumas vezes, até grupos não aparentados. O mesmo nome popular pode ser atribuído a diferentes espécies, como neste exemplo: Ananas comosus Ananas ananassoides Estas duas espécies do gênero ananas são chamadas pelo mesmo nome popular Abacaxi. Outro exemplo é o crustáceo de praia Emerita brasiliensis, que no Rio de Janeiro é denominado tatuí, e nos estados de São Paulo e Paraná é chamado de tatuíra. Em contra partida, animais de uma mesma espécie podem receber vários nomes, como ocorre com a onça-pintada, cujo nome científico é Panthera onca. Outros nomes populares: canguçu, onça-canguçu, jaguar-canguçu Outro exemplo é a planta Manihot esculenta, cuja raiz é muito apreciada como alimento. Dependendo da região do Brasil,ela é conhecida por vários nomes: aipim, macaxeira ou mandioca. Considerando os exemplo apresentados, podemos perceber que a nomenclatura popular varia bastante, mesmo num país Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 43 como o Brasil, em que a população fala um mesmo idioma, excetuando-se os idiomas indígenas. Imagine se considerarmos o mundo todo, com tantos, com tantos idiomas e dialetos diferentes, a grande quantidade de nomes de um mesmo ser vivo pode receber. Desse modo podemos entender a necessidade de existir uma nomenclatura padrão, adotada internacionalmente, para facilitar a comunicação de diversos profissionais, como os médicos, os zoólogos, os botânicos e todos aqueles que estudam os seres vivos. A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas entre os organismos. Inclui a taxonomia (ciência da descoberta, descrição e classificação das espécies e grupo de espécies, com suas normas e princípios) e também a filogenia (relações evolutivas entre os organismos). Em geral, diz-se que compreende a classificação dos diversos organismos vivos. Em biologia, os sistemas são os cientistas que classificam as espécies em outros táxons a fim de definir o modo como eles se relacionam evolutivamente. O objetivo da classificação dos seres vivos, chamada taxonomia, foi inicialmente o de organizar as plantas e animais conhecidos em categorias que pudessem ser referidas. Posteriormente a classificação passou a respeitar as relações evolutivas entre organismos, organização mais natural do que a baseada apenas em características externas. Para isso se utilizam também características ecológicas, fisiológicas, e todas as outras que estiverem disponíveis para os táxons em questão. É a esse conjunto de investigações a respeito dos táxons que se dá o nome de Sistemática. Nos últimos anos têm sido tentadas classificações baseadas na semelhança entre genomas, com grandes avanços em algumas áreas, especialmente quando se juntam a essas informações aquelas oriundas dos outros campos da Biologia. A classificação dos seres vivos é parte da sistemática, ciência que estuda as relações entre organismos, e que inclui a coleta, preservação e estudo de espécimes, e a análise dos dados vindos de várias áreas de pesquisa biológica. O primeiro sistema de classificação foi o de Aristóteles no século IV a.C., que ordenou os animais pelo tipo de reprodução e por terem ou não sangue vermelho. O seu discípulo Teofrasto classificou as plantas por seu uso e forma de cultivo. Nos séculos XVII e XVIII os botânicos e zoólogos começaram a delinear o atual sistema de categorias, ainda baseados em características anatômicas superficiais. No entanto, como a ancestralidade comum pode ser a causa de tais semelhanças, este sistema demonstrou aproximar-se da natureza, e continua sendo a base da classificação atual. Lineu fez o primeiro trabalho extenso de categorização, em 1758, criando a hierarquia atual. A partir de Darwin a evolução passou a ser considerada como paradigma central da Biologia, e com isso evidências da paleontologia sobre formas ancestrais, e da embriologia sobre semelhanças nos primeiros estágios de vida. No século XX, a genética e a fisiologia tornaram-se importantes na classificação, como o uso recente da genética molecular na comparação de códigos genéticos. Programas de computador específicos são usados na análise matemática dos dados. Em fevereiro de 2005 Edward Osborne Wilson, professor aposentado da Universidade de Harvard, onde cunhou o termo biodiversidade e participou da fundação da sociobiologia, ao defender um "projeto genoma" da biodiversidade da Terra, propôs a criação de uma base de dados digital com fotos detalhadas de todas a espécies vivas e a finalização do projeto Árvore da vida. Em contraposição a uma sistemática baseada na biologia celular e molecular, Wilson vê a necessidade da sistemática descritiva para preservar a biodiversidade. Do ponto de vista econômico, defendem Wilson, Peter Raven e Dan Brooks, a sistemática pode trazer conhecimentos úteis na biotecnologia, e na contenção de doenças emergentes. Mais da metade das espécies do planeta é parasita, e a maioria delas ainda é desconhecida. De acordo com a classificação vigente as espécies descritas são agrupadas em gêneros. Os gêneros são reunidos, se tiverem algumas características em comum, formando uma família. Famílias, por sua vez, são agrupadas em uma ordem. Ordens são reunidas em uma classe. Classes de seres vivos são reunidas em filos. E os filos são, finalmente, componentes de alguns dos cinco reinos (Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia). Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 44 A Filogênese dos Seres Vivos Qual foi o ancestral dos répteis (lagartos, cobras) que vivem na Terra atual? Essas e outras perguntas relativas à origem dos grandes grupo de seres vivos eram difíceis de serem respondidas até surgir, em 1859, a Teoria da evolução Biológica por Seleção Natural, proposta por Charles Darwin e Alfred Russel Wallace. Com a compreensão de "como" a evolução biológica ocorre, os biólogos passaram a sugerir hipóteses para explicar a possível relação de parentesco entre os diversos grupos de seres vivos. Diagramas em forma de árvore - elaborados com dados de anatomia e embriologia comparadas, além de informações derivadas do estudo de fósseis - mostraram a hipotética origem de grupos a partir de supostos ancestrais. Essas supostas "árvores genealógicas" ou "filogenéticas" (do grego, phylon = raça, tribo + génesis = fonte, origem, início) simbolizavam a história evolutiva dos grupos que eram comparados, além de sugerir uma provável época de origem para cada um deles. Como exemplo veja a figura abaixo. O esquema representa uma provável "história evolutiva" dos vertebrados. Note que estão representados os grupos atuais - no topo do esquema- bem como os prováveis ancestrais. Perceba que o grupo das lampreias (considerados "peixes" sem mandíbula) é bem antigo (mais de 500 milhões de anos). Já cerca de 150 milhões de anos, provavelmente a partir de um grupo de dinossauros ancestrais. Note, ainda, que o parentesco existe entre aves e répteis é maior do que existe entre mamífero e répteis, e que os três grupos foram originados de um ancestral comum. Atualmente com um maior número de Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 45 informações sobre os grupos taxonômicos passaram-se a utilizar computadores para se gerar as arvores filogenéticas e os cladogramas para estabelecer as inúmeras relações entre os seres vivos. Estabelecendo Filogenias com os Cladogramas Ao dispor de um grande número de características comparativas, mais confiáveis - anatômicas, embriológicas, funcionais, genéticas, comportamentais etc. - os biólogos interessados na classificação dos seres vivos puderam elaborar hipóteses mais consistentes a respeito da evolução dos grandes grupos. Influenciados pelo trabalho de Wili Hennig - um cientista alemão, especialista em insetos - passaram a apresentar as características em cladogramas. Neste tipo de diagrama, utiliza-se uma linha, cujo ponto de origem - a raiz- simboliza um provável grupo (ou espécie) ancestral. De cada nó surge um ramo, que conduz a um ou a vários grupos terminais. Com os cladogramas pode-se estabelecer uma comparação entre as características primitivas - que existiam em grupos ancestrais - e as derivadas - compartilhadas por grupos que os sucederam. Os seres vivos apresentam: Composição química mais complexa; Organização celular, que vai muito além da organização dos átomos e das moléculas constituintes de toda matéria (viva ou bruta); Capacidade de nutrição, absorvendo matéria e energia do ambiente para se desenvolver e manter suas funções vitais; Reações a estímulos do ambiente; Capacidadede manter seu meio interno em condições adequadas, independente dos fatores externos, como calor e frio; Crescimento e reprodução, originando descendentes semelhantes; Capacidade de modificar-se ao longo do tempo, através do processo de evolução, desenvolvendo adaptações adequadas à sobrevivência. Composição química Os seres vivos possuem uma composição química complexa constituída principalmente por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio. Esses quatro elementos são os mais abundantes na matéria viva, perfazendo 95% ou mais de sua composição. Outros elementos, como fósforo, enxofre, cálcio, sódio e potássio completam o restante dessa massa. Água e sais minerais, classificados como substâncias inorgânicas, são formados por pequenas moléculas ou por pequenos íons, e, por isso, são mais simples. Essas substâncias são encontradas na natureza, tanto nos seres vivos quanto fora deles. Já as substâncias orgânicas, como proteínas, carboidratos, lipídios, vitaminas e ácidos nucleicos, são formadas por moléculas mais complexas, geralmente de tamanho maior, sendo, muitas vezes, macromoléculas. Elas têm como elemento principal o carbono e são fabricadas principalmente nos organismos vivos, podendo ser sintetizadas também em laboratório. Organização celular: Existem vários níveis hierárquicos de organização entre os seres vivos, começando pelos átomos e terminando na biosfera. Cada um desses níveis é motivo de estudo para os biólogos. Átomos e moléculas Os átomos formam toda a matéria existente. Eles se unem por meio de ligações químicas para formar as moléculas, desde as mais simples como a água (H2O), até moléculas complexas, como proteínas, que possuem de centenas a milhares de átomos. A matéria viva é formada principalmente pela união dos átomos (C) Carbono, (H) Hidrogênio, (O) Oxigênio e (N) Nitrogênio. Organelas e Células As organelas são estruturas presentes no interior das células, que desempenham funções específicas. São formadas a partir da união de várias moléculas. A célula é a unidade básica da vida, sendo imprescindível para a existência dela. Existem vários tipos de células, cada uma com sua função específica. Tecidos Os tecidos são formados pela união de células especializadas. Os tecidos estão presentes apenas em alguns organismos multicelulares como as plantas e animais. Um exemplo de tecido é o muscular, que tem a função de produzir os movimentos de um organismo; o tecido ósseo, formado pelas células ósseas, tem a função de sustentar o organismo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 46 Órgãos Os tecidos se organizam e se unem, formando os órgãos. Eles são formados de vários tipos de tecidos. Por exemplo, o coração é formado por tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso. Os ossos são formados por tecido ósseo, sanguíneo e nervoso. Sistemas Os sistemas são formados pela união de vários órgãos, que se trabalham em conjunto para exercer uma determinada função corporal; por exemplo, o sistema digestório, que é formado por vários órgãos, como boca, estômago, intestinos, glândulas, etc. Organismo A união de todos os sistemas forma o organismo, que pode ser uma pessoa, uma planta, um peixe, um cachorro, um pássaro, um verme, etc. Questões 01. (FCC - SEE-MG - Professor de Educação Básica – Biologia) Sobre a célula, unidade estrutural e funcional dos seres vivos, está correto afirmar que (A) os diferentes tipos celulares apresentam mitocôndrias que sintetizam ATP (B) as células animais apresentam membrana nuclear, o que não ocorre com as vegetais. (C) os diferentes tipos celulares apresentam ribossomos e sintetizam proteínas. (D) algumas células possuem DNA como material hereditário, enquanto outras possuem RNA 02. (IMA - Prefeitura de Canavieira - PI - Professor de Ciências- 2015) Antigamente os cientistas dividiam os seres vivos em dois grandes reinos, o das plantas e o dos animais. Com o avanço nos estudos dos seres vivos e em especial dos seres microscópios, começou a ficar cada vez mais difícil manter este sistema de classificação, pois muitos seres não se encaixam nem em um reino nem no outro. Nesse sistema atualmente os cientistas agrupam os seres vivos do seguinte modo, EXCETO: (A) Reino Morena, organismo procariontes, unicelulares, coloniais ou não autótrofos ou heterótrofos. (B) Reino macrófagos células encontra no sangue contra infecções fagocitando microrganismos patogênicos. (C) Reino Protista, organismo eucariontes unicelulares coloniais ou multicelulares que não possuem tecidos verdadeiros. (D) Reino Plantae, organismo eucariontes multicelulares e fotossintetizante com tecidos verdadeiros. 03. (CEPERJ - SEDUC-RJ - Professor – Biologia) Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 47 Considerando a classificação tradicional em cinco Reinos, é correta a seguinte afirmação sobre as amebas: (A) são eucarióticos do Reino Monera (B) são procarióticos do Reino Protoctista (C) são metazoários do Reino Monera (D) são eucarióticos do Reino Protoctista (E) são protozoários do Reino Monera 04. (FCC - MPU - Analista Pericial – Antropologia) A hierarquia correta das categorias taxonômicas, da mais inclusiva para a mais restrita é (A) reino, filo, classe, ordem, família, gênero, espécie. (B) filo, reino, classe, ordem, família, gênero, espécie. (C) ordem, reino, filo, família, classe, gênero, espécie. (D) espécie, gênero, família, ordem, classe, filo, reino. (E) espécie, gênero, família, classe, ordem, filo, reino. 05. (IBFC - SEAP-DF - Professor – Biologia) Durante a história da Biologia, diversas mudanças ocorreram em relação à classificação dos organismos, pois conforme nova informação é descoberta, novos parâmetros são utilizados para a classificação. A história da classificação dos seres vivos data do início no século 4 a.C. com Aristóteles e até os dias de hoje há grande discussão sobre as hipóteses de classificação, pois a evolução do conhecimento e de novas metodologias empregadas têm trazido mudanças na árvore da vida. Assinale a alternativa incorreta a respeito do panorama histórico da classificação dos seres vivos: (A) O sistema de classificação de Lineu propôs uma interpretação dicotômica de diversidade. As plantas eram caracterizadas pela presença de parede celular, pela fotossíntese e por serem sésseis, e os animais pelo fato de conseguirem se locomover, por não fazerem fotossíntese e não possuírem parede celular. (B) A proposta de classificação dos seres vivos em cinco reinos: Monera, Protista, Plantae, Fungi e Animalia surge com a utilização de microscopia eletrônica é a mais atual e aceita em Biologia. (C) As comparações entre as moléculas de RNA que formam os ribossomos, estabeleceu uma categoria taxonômica superior a Reino, o Domínio, e considerou que todos os eucariontes podem ser reunidos em um único domínio (Eucarya). (D) Na classificação mais recente, os procariontes estão distribuídos em dois domínios: Archaea e Bactéria. Respostas 01. Resposta:C 02. Resposta:B 03. Resposta:D 04. Resposta:A A taxonomia é a ciência que estuda a classificação dos animais. Ela se divide em dois grandes ramos: a sistemática que trabalha com a divisão dos animais em grupos de acordo com suas semelhanças e a nomenclatura que enquadra nas normas universais para identificação. Os animais são divididos em sete grupos: reino, filo, classe, ordem, família, gênero, espécie, onde o reino é a classificação mais ampla, com características mais gerais dos organismos e em espécies, onde se identifica e classifica os animais mais especificamente. 05. Resposta:B EMBRIOLOGIA A Embriologia estuda e descreve as diversas modificações morfológicas que ocorrem no desenvolvimento do embrião. Para efeito didático, podemos considerar os seguintes tópicos: -Classificação dos ovos -Segmentação -Gastrulação -Organogênse Apostila gerada especialmentepara: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 48 Tipos de óvulos Pode-se definir ovo como sendo o zigoto resultante da fecundação do óvulo. Este zigoto é formado devido à união de dois gametas, ou seja, é produzido pela fertilização entre duas células haplóides, um óvulo de uma fêmea e um espermatozóide de um macho, que se juntam para formar uma única célula diplóide. O ovo formado contendo o embrião, pode se desenvolver internamente como também externamente, dependendo da espécie. Os ovos da maioria dos animais possuem formato elipsóide ou ovóide e são delimitados por uma membrana interna denominada vitelo, que é muito nutritiva e composta principalmente por fibras de proteína. A quantidade e a distribuição do vitelo variam em cada espécie. Portanto, podemos classificar os ovos em: Óvulos oligolécitos, isolécitos ou alécitos São aqueles possuem uma quantidade reduzida de vitelo, distribuídos uniformemente pelo citoplasma. São próprios das espécies nas quais o embrião não obtém o alimento do ovo, mas, sim, do corpo materno ou do meio ambiente. Aparecem nos espongiários, celenterados, equinodermas, protocordados e mamíferos. Óvulos heterolécitos, mediolécitos ou mesolécitos Apresentam nítida polaridade, distinguindo-se o polo animal, com pequena quantidade de vitelo, e o polo vegetativo, com abundante vitelo, permitindo a nutrição do embrião durante algum tempo. Aparecem em platelmintes, moluscos, anelídeos e anfíbios. Óvulos telolécitos completos ou megalécito Com grande quantidade de vitelo ocupando quase todo o ovo, ficando o citoplasma e o núcleo reduzidos a uma pequena área, a cicatrícula, ou disco germinativo, situada no pólo animal. Esse tipo de ovos são encontrados nos cefalópodes, aves, peixes e répteis. Óvulos Centrolécito Nestes o vitelo concentra-se no centro do ovo e separa duas zonas do citoplasma: uma central, contendo o núcleo, e outra periférica, circundando o vitelo. São ovos típicos de artrópodes. Segmentação As divisões que ocorrem durante a segmentação denominam-se clivagens, e as células que se formam são chamadas blastômeros. No Reino Animal, a diferença na quantidade e na distribuição do vitelo no ovo determina diferenças na segmentação, menor a velocidade de divisão. Em função disso, podemos considerar dois tipos básicos de segmentação: Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 49 -Holoblástica ou total que ocorre no zigoto todo; Esse tipo de segmentação acontece nos alécitos, isolécitos e heterolécitos. Subdividida em três tipos, a segmentação holoblástica é dividida de acordo com o tamanho das células que se formam a partir da terceira clivagem. -Meroblástica ou parcial, que ocorre só em parte do ovo: Com a distribuição diferente do vitelo, existem, consequentemente, dois tipos básicos de segmentação meroblástica que serão explicadas nos tópicos abaixo. -Segmentação Holoblástica: A segmentação holoblástica ocorre nos alécitos, nos isolécitos (ou oligolécitos) e nos heterolécitos, e pode ser subdividida em três tipos, com base no tamanho das células que se formam a partir da terceira clivagem (quando muda o plano de divisão celular): - holoblástica igual, na qual se formam, com a terceira clivagem, oito blastômeros iguais; ocorre nos ovos alécitos e em alguns oligolécitos; -Holoblástica Desigual, na qual se formam, com a terceira clivagem, blastômeros de tamanhos diferentes (quatro menores: micrômeros; e quatro maiores: macrômeros); Ocorre em todos os ovos heterolécitos e em alguns oligolécitos; -Holoblásticas Subigual, um tipo de segmentação desigual em que os blastômeros não diferem muito entre si quanto ao tamanho, ocorre em alguns ovos isolécitos. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 50 Embriologia do anfioxo O anfioxo é um pequeno animal de 5 a 8cm de comprimento, transparente e pisciforme. Na extremidade anterior, há o rostro, abaixo do qual se encontra a abertura bucal, roedora de cirros. Há três aberturas no animal: boca, antrióporo e ânus deslocado para a esquerda. Por transparência, observam-se os músculos em forma de V, nos flancos do corpo. Também as gônadas se distinguem muito bem por transparência; estão localizadas na região ventral do corpo. Fases da Segmentação A segmentação, também chamada de clivagem, é uma etapa do desenvolvimento embrionário caracterizada por uma grande quantidade de divisões celulares. Embora existam diferentes tipos de segmentação, eles normalmente se realizam segundo duas fases: - Mórula: O zigoto sofre uma divisão celular (mitose), a qual dá origem a duas células chamadas blastômeros, que também se dividem formando quatro blastômeros, que novamente se dividem formando oito blastômeros, e assim sucessivamente. Desse modo, após consecutivas divisões, forma-se a mórula que possui forma esférica e compacta. A mórula é o nome dado ao embrião nesta fase do desenvolvimento, ou seja, após as consecutivas mitoses. -Blástula: A blástula é uma fase embrionária, que ocorre após a mórula, caracterizada por uma cavidade cheia de líquido que surgi no embrião na sua região mais interna. Tem forma globosa e é formada por uma única camada de células chamada blastoderma, e por uma camada mais interna chamada blastocele. A cavidade central que se observa na blástula recebe o nome de blastocele (cele = cavidade) e é cheia de líquido sintetizado pelas células que formam os seus limites. Nos ovos isolécitos e nos heterolécitos a blastocele é bem desenvolvida. Na blástula originada da segmentação de ovos telolécitos, não se observa a verdadeira blastocele (cele = cavidade) e é cheia de líquido sintetizado pelas células que formam os seus limites. Nos ovos isolécitos e nos heterolécitos a blastocele é bem desenvolvida. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 51 Na blástula originada da segmentação de ovos telolécitos, não se observa a verdadeira blastocele, pois a cavidade formada não é inteiramente delimitada pelos blastômeros. Essa cavidade é delimitada em parte pelos blastômeros e em parte pelo vitelo. Nesse caso, a cavidade formada recebe o nome de cavidade subgerminal, que também é preenchida por líquido sintetizado pelas células. A blástula que se forma a partir da segmentação dos ovos telolécitos recebe o nome de discoblástula. Gastrulação É o nome do processo pelo qual ocorre uma invaginação nos tecidos do embrião, formando os folhetos embrionários. Em humanos, a gastrulação dá origem a um disco embrionário com três lâminas, ou três folhetos germinativos: endoderma, mesoderma e ectoderma, sendo caracterizados como triblásticos. Os animais que possuem três folhetos germinativos são chamados triblásticos, como é o caso dos cordados. Existem entretanto, animais que possuem apenas dois folhetos germinativos: o ectoderma e o endoderma. Esses animais são chamados diblásticos ou diploblásticos, como e o caso dos cnidários. O esquema acima descreve de forma simplificada a gastrulação em anfioxo. Neste caso, a camada interna que reveste diretamente o arquêntero é chamada mesentoderma e dará origem, logo a seguir ao mesoderma e ao endoderma. (Há quem considere o mesentoderma como endoderma e o mesoderma formado a partir do endoderma.) Células Embrionárias - estágio de gástrula - folhetos germinativos antes disso, todas as células embrionárias são equivalentes Nota: Embrião - compreende o período da terceira à oitava semana Feto - compreende o período da nona semana ao nascimento Formação do tubo neural Inicialmente, as células ectoblásticas dorsais do embrião tornam-se mais alongadas e passam a constituir a placa neural. A seguir, a placa neural invagina-se e forma o sulco ou goteira neural. O sulco se aprofunda, seus bordos se unem, transformando-se no canalneural, sobre o qual se refaz o ectoblasto. O tubo neural possui, no início, duas aberturas: o neuróporo, anterior, em comunicação com o meio externo, e o canal neurentérico, que se comunica com o arquênteron. Posteriormente, ocorre o fechamento das duas aberturas. Orientando-se dorsal e longitudinalmente entre e ectoblasto e o endoblasto, o canal neural transformar-se-á no sistema nervoso central. A formação do canal é a mesma para os diversos vertebrados, Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 52 Formação do mesoblasto e da notocorda No teto do arquênteron, a mesoderma forma três imaginações: uma central, que formará a notocorda, e duas laterais, que originarão o celoma. As duas vesículas laterais constituem os somitos. Em cada um dos somitos, a parede formada de mesoblasto ou mesoderma, enquanto a cavidade central representa o celoma. Enquanto isso, a invaginação longitudinal mediana transforma-se na notocorda ou corda dorsal, um eixo de sustentação que caracteriza todo embrião de animal cordado. Cortado transversalmente, o embrião apresenta, neta fase, as seguintes estruturas: -Três folhetos germinativos: ectoderma, endoderma e mesoderma -Tubo neural -Notocorda -Intestino primitivo Organogênese O período de organogênese ocorre da quarta à oitava semana do desenvolvimento embrionário. Ao final da oitava semana, o funcionamento da maioria dos principais sistemas de órgãos é mínimo, com exceção do sistema cardiovascular. No término desse período, o embrião terá aspecto humano. 1) Dobramentos do embrião Os dobramentos levarão à transformação de um disco trilaminar plano em um embrião praticamente cilíndrico. O dobramento ocorre nos planos mediano e horizontal e é decorrente do rápido crescimento do embrião, particularmente do encéfalo e da medula espinhal. A velocidade de crescimento lateral do embrião não acompanha a velocidade de crescimento longitudinal, ocasionando o seu dobramento. Os dobramentos das extremidades cefálica e caudal e o dobramento lateral ocorrem simultaneamente. Dobramentos do embrião no plano mediano O dobramento ventral nas extremidades cefálica e caudal do embrião produz as pregas cefálica e caudal. 1) Prega cefálica No início, o encéfalo em desenvolvimento cresce para dentro da cavidade amniótica. Posteriormente, o prosencéfalo projeta-se cefalicamente, e ultrapassa a membrana bucofaríngea (ou orofaríngea), recobrindo o coração em desenvolvimento. Concomitantemente, o septo transverso, Coração Primitivo, celoma pericárdico e membrana bucofaríngea se deslocam para a superfície ventral do embrião. Durante o dobramento longitudinal, a parte dorsal do endoderma do saco vitelínico é incorporada ao embrião com o intestino anterior (primórdio do segmento inicial do sistema digestório). A prega cefálica também influencia a disposição do celoma embrionário já que após o dobramento, o celoma pericárdico fica em posição caudal em relação ao coração e cefálica, ao Septo Transverso. Nesse estágio, o celoma intra-embrionário se comunica com o celoma extra-embrionário. 2) Prega caudal Resulta do crescimento da parte distal do tubo neural. A medida que o embrião cresce, a região caudal projeta-se sobre a membrana cloacal. Durante esse dobramento, parte do Endoderma é incorporado como intestino posterior, cuja porção terminal dilata-se para formar a cloaca. Após o dobramento, o pedículo de fixação (ou pedículo de conexão) , primórdio do cordão umbilical, fica preso à superfície ventral do embrião, enquanto a Alantóide é parcialmente incorporada. Dobramento Lateral no Plano Horizontal Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 53 1) Pregas laterais Resulta do crescimento rápido da medula espinhal e dos somitos, formando as pregas laterais direita e esquerda, cujo crescimento desloca o disco embrionário ventralmente, formando um embrião praticamente cilíndrico. Conforme as paredes abdominais se formam, parte do endoderma é incorporada como intestino médio, que antes do dobramento tinha conexão com o Saco Vitelino. Após o dobramento, essa conexão fica reduzida a um canal vitelino ou ducto vitelino. Quando as pregas do embrião fundem-se ao longo da linha média ventral, forma-se o celoma intra-embrionário. Os dobramentos do embrião são responsáveis pela arquitetura anatômica das membranas serosas no indivíduo: o interior da parede do corpo será coberto por mesoderma somático; e as vísceras, pelo mesoderma esplâncnico. O embrião formado será “um tubo dentro de um tubo” no qual o tubo ectodérmico externo forma a pele, e o tudo endodérmico interno formam o intestino. Preenchendo o espaço entre esses dois tubos está a mesoderme. 2) Derivados dos folhetos germinativos Os Três Folhetos Germinativos (ectoderma, mesoderma e endoderma) que dão origem a todos os órgãos e tecidos são formados durante a Gastrulação, como foi descrito anteriormente. Alguns derivados dos folhetos germinativos são Ectoderma: sistema nervoso central e periférico; epitélios sensoriais do olho, da orelha e do nariz; epiderme e anexos (unhas e pelos); glândulas mamárias; hipófise; glândulas subcutâneas; esmalte dos dentes; gânglios espinhais, autônomos e cranianos ( V, VII, IX, X ); bainha dos nervos do sistema nervoso periférico; meninges do encéfalo e da medula espinhal. Mesoderma: tecido conjuntivo; cartilagem; ossos; músculos estriados e lisos; coração; vasos sanguíneos e linfáticos; rins; ovários, testículos; ductos genitais; membranas pericárdica, pleural e peritonial; baço e córtex das adrenais. Endoderma: revestimento epitelial dos tratos respiratório e gastrointestinal; tonsilas; tireóide e paratireóides; timo, fígado e pâncreas; revestimento epitelial da bexiga e maior parte da uretra; revestimento epitelial da cavidade do tímpano, antro timpânico e da tuba auditiva Anexos Embrionários: adaptação ao Meio Terrestre Anexos embrionários são estruturas que derivam dos folhetos germinativos do embrião mas que não fazem parte do corpo desse embrião. Os anexos embrionários são: vesícula vitelina (saco vitelínico), âmnio (ou bolsa amniótica), cório e alantoide. Vesícula Vitelina Por estar ligada ao tubo digestivo do embrião, é formada pelos mesmos folhetos que o revestem, isto é, pela endoderme internamente e pela mesoderme visceral externamente. Estes folhedos expandem-se sobre a gema, formando uma espécie de saco preso a barriga. Portanto, a gema passa a ser o conteúdo da vesícula vitelínica. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 54 Na mesoderme surgem vasos responsáveis pela absorção do material nutritivo e as células da endoderme, em contato direto com o vitelo, secretam enzimas que digerem os grânulos de vitelo, transformando-os em substâncias assimiláveis. Entre os vertebrados, apenas os anfíbios podem dispensar esse órgão extra-embrionário, porque seus ovos têm segmentação total, na qual toda a reserva de vitelo fica distribuída e depositada nas células embrionárias (blastômeros), sendo disponível através da atividade de enzimas intercelulares. Âmnio e Serosa (Cório) O âmnio é uma membrana que envolve completamente o embrião, delimitando uma cavidade denominada cavidade amniótica. Essa cavidade contém o líquido amniótico, cujas funções são proteger o embrião contra choques mecânicos e dessecação. Ao final do desenvolvimento de répteis e aves, todo o líquido da cavidade amniótica foi absorvido pelo animal. O cório ou serosa é uma membrana que envolve o embrião e todos os demais anexos embrionários. É o anexo embrionário mais externo ao corpo do embrião. Nos ovos de répteis e nos de aves, por exemplo, essa membrana fica sob a casca. Nesses animais, o cório, juntamente com o alantoide, participa dos processos de trocas gasosas entre o embrião e o meio externo. Alantoide É umapêndice, também em forma de saco ou vesícula, ligado ao intestino posterior, formado atrás do saco vitelínico pelos mesmos folhedos deste-mesoderme e endoderme. O alantoide cresce no espaço do celoma extra-embrionário, de modo a envolver todo o âmnio e a vesícula vitelínica, colando-se a serosa. A principal função do alantoide é atuar como um depósito de produtos de excreção, ou seja, de resíduos metabólicos nitrogenados removidos do sangue principalmente sob forma de cristas insolúveis de ácido úrico, resolvendo assim problemas de espaço e toxidez dentro do ovo. Ao fim da incubação, quando o ovo eclode, o alantoide e seu conteúdo de excreção pastosa, aparecem comprimidos por dentro da casca abandonada. O conjunto alantoide mais serosa constitui o alantocório; externamente vascularizado. Como ele está justaposto à membrana da casca, permite trocas gasosas e absorção dos sais de cálcio da casca, permite trocas gasosas e absorção dos sais de cálcio da casca, importantes para a formação do esqueleto do embrião. Além disso, enfraquecendo a casca, permite-se uma eclosão mais fácil. Dentre os anexos, o âmnio e o alantoide são considerados importantes adaptações ao desenvolvimento em ambiente terrestre. Sua presença permite classificar os vertebrados em amniotas ou alantoidianos (répteis, aves e mamíferos) e amniotas ou analantoidianos (peixes e anfíbios). Anexos embrionários de mamíferos No embrião dos mamíferos aparecem os seguintes anexos embrionários: âmnio, córion, alantoide, saco vitelínico e placenta. O anexo mais importante é a placenta, constituída por duas partes: materna e fetal. A parte materna e representada pelo endométrio, a parede interna do útero que será expulsa juntamente com o feto, no momento do parto. A parte fetal é formada pelo córion, que forma uma série Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 55 de expansões, as vilosidades coriônicas, que se insinuam na parede uterina. A placenta é um órgão ricamente vascularizado, isto é, provido de muitos vasos sanguíneos, alguns da mãe, no endométrio, e outros do feto, nas vilosidades coriônicas, que se insinuam na parede uterina. A placenta é um órgãos ricamente vascularizado. Isto é, provido de muitos vasos sanguíneos, alguns da mãe, no endométrio, e outros do feto, nas vilosidades coriônicas. Entre a placenta e o embrião forma-se o cordão umbilical; pelo seu interior circulam duas artérias e uma veia. As artérias conduzem o sangue venoso do feto para a placenta, enquanto a veia transporta o sangue arterial em sentido oposto. As funções da placenta A placenta assegura a nutrição do embrião, além de efetuar as trocas respiratórias e a excreção. Pela estrutura da placenta observa-se que o sangue da mãe não se mistura com o do feto; apenas os vasos de ambos situam-se muito próximos e trocam substâncias entre si. Assim, a mãe envia ao feto: oxigênio, água, alimento, hormônios e anticorpos. Do feto para a mãe, passam, principalmente, gás carbônico e excretas. A placenta tem ainda função endócrina, produzindo a progesterona e a gonadotrofina coriônica, hormônios relacionados a gestação. Questões 01. (UNIP) Anexos embrionários são estruturas derivadas do ovo e que, sem fazer parte do corpo propriamente dito do embrião, desempenham papel de relevo no seu desenvolvimento. É nos peixes que aparece o primeiro anexo dos vertebrados, representado pelo: (A) saco vitelínico; (B) córion (C) âmnion (D) alantoide (E) placenta 02. (CESGRANRIO) A evolução dos vertebrados após os anfíbios só se tornou possível com o aparecimento no ovo de anexos embrionários, tais como: (A) casca e cordão umbilical (B) placenta e âmnion (C) alantoide e saco vitelínico (D) âmnion e alantoide (E) saco vitelínico e placenta 03. (FUVEST) Qual a função da placenta? 04. (PUC) Nas aves e nos répteis, o alantoide tem função de: (A) evitar a dessecação do embrião (B) proteger o embrião contra choques mecânicos (C) secretar enzimas que fragmentam os grãos de vitelo (D) armazenar substâncias nutritivas (E) armazenar substâncias tóxicas secretadas pelo rim Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 56 05. (MED. ABC) Âmnio e alantoide são encontrados exclusivamente em: (A) peixes, anfíbios e répteis (B) peixes e anfíbios (C) répteis, aves e mamíferos (D) aves e mamíferos (E) mamíferos 06. (UF Uberlândia) De acordo com seus conhecimentos em embriologia, explique: Qual é a influência do vitelo no tipo de segmentação do ovo? Exemplifique. 07. (PUCC) Com relação à quantidade de reservas nutritivas, encontram-se os seguintes tipos de ovos: oligolécitos, telolécitos com a diferenciação polar incompleta, telolécitos com a diferenciação polar completa e centrolécitos. Leia com atenção a descrição a seguir: “Ovo onde o vitelo tende a ficar e um dos pólos, no caso pólo vegetativo ou nutritivo; enquanto o núcleo fica deslocado para o pólo oposto, isto é, o pólo animal. Esse tipo de ovo ocorre nos platelmintos, moluscos e anelídeos”. Pergunta-se: Qual o tipo de ovo descrito no texto acima? 08. Sabemos que o processo de segmentação está intimamente relacionado com a quantidade e distribuição de vitelo em um ovo. A partir de seus conhecimentos acerca do tema, marque a alternativa correta: (A) Quanto menor a quantidade de vitelo, menor a velocidade de segmentação. (B) Quanto menor a quantidade de vitelo, maior a velocidade de segmentação. (C) Quanto maior a quantidade de vitelo, maior a velocidade de segmentação. (D) A quantidade de vitelo não influencia na velocidade da segmentação. (E) Apenas a disposição do vitelo influencia na velocidade da segmentação. 09. Quando uma segmentação produz uma mórula com todos os blastômeros de tamanho igual, dizemos que ocorreu uma segmentação: (A) holoblástica igual. (B) holoblástica desigual. (C) meroblástica discoidal. (D) meroblástica superficial 10. (PUC-SP) Qual das afirmações abaixo, relativas a diferentes tipos de ovos, é verdadeira? (A) Ovos com muito vitelo no polo vegetativo têm segmentação total. (B) Ovos com muito vitelo no centro têm segmentação discoidal. (C) Ovos oligolécitos têm segmentação parcial. (D) Os ovos da maioria dos artrópodes são oligolécitos. (E) Os ovos da maioria dos mamíferos são pobres em vitelo. 11. Sabemos que o ovo típico dos artrópodes é o centrolécito, em que o vitelo se concentra principalmente na região central. Nesse tipo de ovo ocorre uma segmentação caracterizada pela presença dos blastômeros apenas na periferia. Qual o nome desse tipo de segmentação? (A) holoblástica igual. (B) holoblástica desigual. (C) meroblástica discoidal. (D) meroblástica superficial. Respostas 01. Resposta A Saco vitelino é um anexo embrionário presente em todos os vertebrados 02. Resposta D Âmnion, córion são anexos embrionários que surgiram na evolução biológica, a partir dos répteis. 03. Resposta Respiração, nutrição, excreção, imunização e secreção hormonal. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 57 04. Respiração E Ele armazena o ácido úrico 05. Resposta C Esses anexos facilitaram a conquista do meio terrestre, na evolução biológica. 06. Resposta: Quanto maior a quantidade de vitelo no ovo, mais difícil será a clivagem ou segmentação. Ovo oligolécito (ex.: mamífero) apresenta clivagem total. Ovo megalécito (ex.: ave) apresenta clivagem parcial. 07. Resposta Trata-se de um ovo mesolécito, telolécito com diferenciação polar incompleta ou heterolécito. Ocorre também nos anfíbios. 08. Resposta B O vitelo influencia ativamente na segmentação, sendo que sua grande quantidade diminui a velocidade do processo. 09. Resposta B A segmentação holoblástica igual caracteriza-se por formar blastômeros iguais. Ela ocorre geralmente em ovos oligolécitos. 10. Resposta E Os ovos de mamíferos são do tipo oligolécito (ou isolécito),que se caracterizam pela presença de pouco vitelo distribuído uniformemente. 11. Resposta D Denominamos de segmentação meroblástica superficial aquela em que a camada celular fica na periferia do ovo e o vitelo permanece indiviso. HISTOLOGIA ANIMAL Formação dos tecidos A vida do ser humano começa com uma única célula. Esta se divide e origina duas novas células, que também se dividem e formam mais duas e assim sucessivamente. Durante a formação do feto, no útero materno, as células vão se desenvolvendo, conforme sua localização e função no organismo. Esse processo é chamado de diferenciação celular. No corpo humano existem muitos tipos de células, com diferentes formas e funções. As células trabalham em grupo, estão organizadas de maneira integrada, desempenhando juntas, uma função determinada. Esses grupos de celulares formam os tecidos. Os tecidos do corpo humano podem ser classificados em quatro tipos: tecido epitelial, tecido conjuntivo, tecido muscular e tecido nervoso. Tecido epitelial O tecido epitelial pode ser de revestimento ou glandular. Caracteriza-se por apresentar células justapostas, de forma prismática, cúbica ou achatada, praticamente sem material intercelular. Os epitélios de revestimentos podem ser de dois tipos: simples, quanto apresentam uma só camada de células, e estratificadas, quando têm várias camadas. Os epitélios simples classificam-se em pavimentosos, cúbicos e prismáticos. Os epitélios de revestimento protegem o organismo contra desidratação, atrito e invasão bacteriana. Um exemplo desse tipo de tecido é a epiderme humana, que é pluristratificada e pode se espessar bastante nas áreas de muito atrito, como a sola dos pés. Tais epitélios tem suas células superficiais queratinizadas, isto é, impregnadas com queratina, uma proteína impermeável a água. Os epitélios de revestimento interno são bem menos resistentes que os epitélios de revestimento externo; podem ser simples ou estratificados. São denominados mucosas, nome dado em função do muco que produzem e que forma uma camada protetora. Muitas mucosas apresentam cílios que de movimento e deslocam o mudo e as partículas que nele aderem. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 58 Os epitélios glandulares são especializados em produzir secreção; formam as glândulas, que podem ser exócrinas ou endócrinas. As glândulas exócrinas ou de secreção externa apresentam dutos por onde seus produtos são eliminados. Podem ser tubulosas, acinosas ou túbulos-acinosas. Algumas têm dutos que conduzem a secreção para forma do organismo, como as glândulas sudoríparas e lacrimais; outras conduzem a secreção para um órgãos oco, como as glândulas salivares e o pâncreas. Tipos de glândula exócrina As glândulas endócrinas ou de secreção interna não tem dutos e lançam seus produtos diretamente no sangue. Podem ser cordonais ou vesiculares. As secreções das glândulas endócrinas recebem o nome de hormônios. Levados pelo sangue, os hormônio agem em doses pequenas e em pontos do organismos distantes daqueles onde foram produzidos. Tipos de glândula endócrina A histologia da pele A pele, nos mamíferos, é órgão composto por duas camadas: epiderme e derme. A epiderme é um tecido epitelial pluriestratificado. É formada por estratos (ou camadas), dos quais destacam-se o estrato basal (também chamado de estrato germinativo), que fica apoiado na derme e é formado por células de aspecto cúbico. Nessa camada é intensa a atividade de divisão celular mitótica, que repõe constantemente as células perdidas no desgaste diário a que a superfície desse tecido está sujeito. À medida que novas células são formadas, elas vão sendo “empurradas” para formar as demais células, até ficarem expostas na superfície da pele. A derme é uma camada formada por tecido conjuntivo do tipo denso, cujas fibras ficam orientadas em diversas direções. Vários tipos de células são encontrados, destacando-se os fibroblastos e os macrófagos. Nervos, terminações nervosas, diferentes tipos de corpúsculos sensoriais e uma ampla rede de capilares sanguíneos cruzam a derme em várias direções. Ela é um importante tecido de manutenção e de apoio. Os nutrientes existentes no sangue difundem-se para as células epidérmicas. Nos mamíferos, a derme é atravessada por finas faixas de células musculares, os músculos eretores dos pelos, cuja contração é involuntária e permite aumentar a camada de ar retirada entre os pelos, que contribui para o isolamento térmico. Mecanismo semelhante ocorre nas aves, com as penas. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 59 Abaixo da derme, há uma camada de tecido conjuntivo frouxo, o tecido celular subcutâneo (também conhecido como tela subcutânea e hipoderme), que não faz parte da pele, mas estabelece a sua ligação com as estruturas adjacentes, permitindo o seu deslizamento. Em determinadas regiões do corpo, a hipoderme contém um número variável de camadas de células adiposas, formando o panículo, importante como reserva de energia, isolante térmico e facilitador da flutuação na água. Os sensores da pele A pele é nosso maior órgão sensorial. Ela recebe, a todo instante, diversos tipos de estímulos que são enviados ao encéfalo. Há uma grande área do córtex cerebral responsável pela coordenação das funções sensoriais da pele, em particular das mãos e dos lábios. Muitos dos receptores sensoriais da pele são terminações nervosas livres. Algumas delas detectam dor, outras detectam frio e outras, calor. Principais receptores sensoriais -Corpúsculo de Meissner - Tato (presentes nas regiões mais sensíveis da pele) -Corpúsculo de Pacini - Pressão forte -Corpúsculo de Krause - Frio -Corpúsculo de Ruffini - Calor -Terminações nervosas livres - Dor Anexos da pele Pelos, glândulas (sebáceas e sudoríparas) e unhas são as estruturas anexas da pele. São derivadas da epiderme, mas acham-se imersas na derme. Além disto há diversos tipos de receptores nervosos, que fazem da pele um órgão sensorial. -Pelos: São estruturas delgadas, feitas de queratina, que se desenvolvem a partir de uma invaginação da epiderme, o folículo piloso. Associado ao pelo há uma glândula sebácea. -Glândulas sebáceas: Encontradas praticamente no corpo todo, desembocam na porção terminal dos folículos pilosos, exceto em lábios e genitais (glande e pequenos lábios) onde abrem-se diretamente na superfície. Sua secreção é uma mistura complexa de lipídeos, que deixam a pele oleosa. -Glândulas sudoríparas: Encontradas em todo o corpo, com exceção da glande e lábios, são estruturas tubulosas simples, formando um enovelado com diâmetro de 0,4 mm, imerso na derme. Sua secreção é o suor, um fluido que contém água, sódio, potássio, cloretos, ureia, amônia e ácido úrico. -Unhas: As unhas humanas são placas córneas, localizadas na falange distal dos dedos. Cada unha recobre um leito ungueal, que tem estrutura comum de pele e não participa de sua formação. A unha cresce a partir da raiz, ou matriz, e é basicamente composta por placas de queratina fortemente aderidas, a partir da diferenciação de células epiteliais da raiz, de forma similar à que acontece com a epiderme, fazendo com que a unha deslize gradualmente sobre o leito unguea. A renovação das células epiteliais A mitose é um processo frequente nas células epiteliais, as quais têm vida curta e precisam ser constantemente renovadas. A velocidade dessa renovação varia de epitélio para epitélio. As células que se renovam mais rapidamente são do epitélio intestinal: num prazo de 2 a 5 dias são substituídas por células novas. As que se renovam mais lentamente são as células do pâncreas que demoram 50 dias para serem substituídas. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 60 Na pele, a renovação da epiderme ocorre em média a cada 30 dias. No couro cabeludo, pode ocorrer uma disfunçãoem que a descamação de parte da epiderme acontece a cada 3 ou 4 dias, formando as caspas. Junções celulares São estruturada especializadas que servem para manter as células dos tecidos epiteliais aderidas umas às outras. Desmossomos Uma das mais importantes junções celulares é o desmossomo (do grego desmos, ligação, e somatos, corpo). Um desmossomo pode ser comparado a um botão de pressão constituído por duas metades que se encaixam, estando uma metade localizada na membrana de uma das células e a outra na célula vizinha. Em cada célula existe uma placa circular de proteína, situada bem junto à membrana. Das placas partem substâncias colantes, chamadas desmogleínas, que atravessam as membranas e grudam as células na região de contato. As placas também estão ligadas a um grande número de filamentos constituídos da proteína queratina. Zona de oclusão Outro tipo de junção celular presente em muitos epitélios é a zona de oclusão, uma espécie de cinturão adesivo situado junto a borda livre das células epiteliais. A zona de oclusão mantém as células vizinhas tão encostadas que impede a passagem de moléculas entre elas. Assim, substâncias eventualmente presentes em uma cavidade revestida por tecido epitelial não podem penetrar no corpo, a não ser atravessando diretamente as células. Lâmina basal e hemidesmossomos Sob um tecido epitelial há sempre uma espécie de tapete de moléculas de proteínas ao qual as células se ligam: a lâmina basal. As bases das células epiteliais ficam aderidas a lâmina basal por meio de estruturas celulares especiais, denominadas hemidesmossomos. Estes lembram desmossomos, mas possuem estrutura e função diferentes, conectando as bases das células epiteliais à lamina basal, em vez de ligarem as membranas de células vizinhas, como fazem os desmossomos. Junções gap ou comunicantes Conhecidas também por nexos, junção em hiato ou gap junction, são partículas cilíndricas que fazem com que as células entrem em contato umas com as outras, para que funcionem de modo coordenado e harmônico. Esses canais permitem o movimento de moléculas e íons, diretamente do citosol de uma célula para outra. Tecido conjuntivo Os tecidos conjuntivos tem função principalmente de preenchimento de espaços e ligação entre outros tecidos e órgãos. Nesse tipo de tecido, o material intercelular é abundante e as células se mantêm bem afastadas umas das outras. O material intercelular compreende uma matriz, onde se encontram fibras colágenas, reticulares e elásticas. A matriz é uma massa amorfa, de aspecto gelatinoso e transparente, constituída principalmente por água e glico-proteínas. As fibras colágenas são grossas e resistentes; as fibras reticulares são finas e dispostas em rede; as fibras elásticas, mais finas que as colágenas, tem grande elasticidade. As células conjuntivas são de diversos tipos. As principais são: fibroblastos, que produzem material intercelular; macrófagos, que fagocitam corpos estranhos; células adiposas, que reservam gordura, e plasmócitos, que fabricam anticorpos. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 61 Tipos de tecidos conjuntivos Segundo a composição de células e de matriz extracelular, o tecido conjuntivo é classificado em: Tecido conjuntivo frouxo O tecido conjuntivo frouxo preenche espaços não-ocupados por outros tecidos, apoia e nutre células epiteliais, envolve nervos, músculos e vasos sanguíneos linfáticos. Além disso, faz parte da estrutura de muitos órgãos e desempenha importante papel em processos de cicatrização. O tecido conjuntivo frouxo, é o tecido de maior distribuição no corpo humano. Sua substância fundamental é viscosa e muito hidratada. Essa viscosidade representa, de certa forma, uma barreira contra a penetração de elementos estranhos no tecido. É constituído por três componentes principais: células de vários tipos, três tipos de fibras e matriz. Tipos de fibras As fibras presentes no tecido conjuntivo frouxo são de três tipos: colágenas, elásticas e reticulares. -Fibras colágenas: são constituídas de colágeno, talvez a proteína mais abundante no reino animal. São grossas e resistentes, distendendo-se pouco quando tensionadas. As fibras colágenas presentes na derme conferem resistência a nossa pele, evitando que ela se rasgue, quando esticada. -Fibras elásticas: são longos fios de uma proteína chamada elastina. Elas conferem elasticidade ao tecido conjuntivo frouxo, completando a resistência das fibras colágenas. Quando você puxa e solta à pele da parte de cima da mão, são as fibras elásticas que rapidamente devolvem à pele sua forma original. A perda da elasticidade da pele, que ocorre com o envelhecimento, deve-se ao fato de as fibras colágenas irem, com a idade, se unindo umas às outras, tornando o tecido conjuntivo mais rígido. -Fibras reticulares: são ramificadas e formam um trançado firme que liga o tecido conjuntivo aos tecidos vizinhos. Tecido conjuntivo denso O tecido conjuntivo denso é a parte do tecido conjuntivo caracterizado pela abundância de fibras colágenas, o que lhe dá grande resistência. Este tecido contém dois principais de células: fibroblastos e macrófagos. Os fibroblastos têm forma estrelada núcleo grande. São eles que fabricam e secretam as proteínas que constituem as fibras e a substância amorfa. Os macrófagos são grandes e ameboides, deslocando-se continuamente entre as fibras à procura de bactérias e restos de células. Sua função é limpar o tecido, fagocitando agentes infecciosos que penetram no corpo e, também, restos de células mortas. Além disso, os macrófagos identificam substâncias potencialmente perigosas ao organismo, alertando o sistema de defesa do corpo. Tipos de tecido conjuntivo denso O tecido conjuntivo denso pode ser classificado e acordo com o modo de organização dessas fibras, esse tecido pode ser classificado em: -Modelado (Regular): Apresenta os feixes colágenos com uma organização fixa, paralelos, e alinhados aos fibroblastos. Trata-se de um conjuntivo que formou suas fibras colágenas em resposta a trações exercidas num determinado sentido. As fibras orientam-se de modo a oferecer o máximo de resistência às forças que normalmente atuam sobre o tecido. São encontrados nos tendões, ligamentos cartilaginosos e ligamentos elásticos. Os tendões podem ser descritos como o modelo típico deste tipo de tecido, consistindo de estruturas alongadas e cilíndricas que conectam ossos à musculatura estriada esquelética. São formados por densos feixes de colágeno, alinhados, separados por pouca quantidade de substância fundamental amorfa. Os tendões são estruturas inextensíveis, de coloração esbranquiçada, devido à riqueza de colágeno. Os feixes primários se agregam em feixes maiores, os feixes secundários, e estes, por sua vez, se apresentam envolvidos por conjuntivo frouxo vascularizado inervado. Por fim, o tendão apresenta uma bainha externa de conjuntivo denso, que em alguns tendões, pode, ainda, apresentar-se dividida em duas camadas, entre as quais se forma uma cavidade revestida por células achatadas mesenquimais e preenchida por um fluido viscoso que atua como um lubrificante, facilitando o deslizamento do tendão no interior desta bainha. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 62 -Não Modelado (Irregular): Neste tipo de tecido as fibras colágenas se dispõem em feixes arranjados sem orientação fixa, formando uma trama tridimensional, o que confere ao tecido certa resistência às trações exercidas em qualquer direção. É encontrado: na derme profunda, na lâmina própria da mucosa das partes iniciais do aparelho digestivo, cápsula do pulmão (pleura visceral), fáscias, cápsulas de vários órgãos (baço, rim, fígado, testículo) articulares e pericárdio. Tecido conjuntivo adiposo O tecido adiposo é formado por células do tecido conjuntivo, no qual predominam os adipócitos,um tipo de célula que acumula lipídios em seu interior, no citoplasma. Originário dos lipoblastos, o tecido adiposo está localizado, principalmente, embaixo da pele, na denominada hipoderme. Este tecido corresponde a 20-25% do peso corporal nas mulheres e 15-20% dos homens, considerando-se o indivíduo dentro do peso normal. Tipos de tecido adiposo A classificação desses tecidos é feita tendo como critérios a pigmentação da gordura armazenada e a forma de organização: -Tecido adiposo unilocular (branco): apresentam células forma de esfera, e apresenta no seu interior uma grande quantidade de lipídios, em uma "gota", tanto que o núcleo achatado e o citoplasma são deslocados do centro. A quantidade de substâncias fundamentais é menor que em outros tecidos. Esse tecido é bastante irrigado por vasos sanguíneos. Em torno das células está uma vasta rede de fibras reticulares, que dão sustentação à massa gordurosa. - Tecido adiposo multilocular (pardo): Apresentam células menores que as do unilocular, uma vez que é constituído por diversas gotículas (vacúolos), que se espalham por todo o citoplasma. São ricas em mitocôndrias, organelas que produzem energia e calor. Os animais hibernantes têm bastante desse tipo de tecido, pois o calor produzido irá manter a temperatura do corpo em períodos longos de frio. Nesses animais, durante a hibernação, o sangue que fica na rede de vasos sanguíneos dentro desses tecidos se aquece, sendo "bombeado" para outras partes do corpo na hora do despertar para o verão, fazendo o organismo voltar a funcionar completamente. Tecido conjuntivo cartilaginoso O tecido cartilaginoso tem consistência bem mais rígida que os outros tecidos conjuntivos. Ele forma as cartilagens do esqueleto dos vertebrados, como, por exemplo, as orelhas, a extremidade do nariz, laringe, a traqueia, os brônquios e as extremidades ósseas. Há peixes, como os tubarões e cações, cujos esqueletos são totalmente cartilaginosos. As células cartilaginosas são chamadas de condrócitos, que ficam mergulhados numa matriz densa e não se comunicam. A matriz pode apresentar fibras colágenas e elásticas, em diferentes porções, que lhe conferem, respectivamente maior rigidez ou maior elasticidade. A cartilagem pode ser hialina quando tem somente fibras colágenas; elástica, quando apresentam também fibras elásticas; fibrosa, quando tem ambos os tipos de fibra, com predomínio das colágenas. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 63 Tecido conjuntivo sanguíneo O tecido conjuntivo sanguíneos, ou tecido conjuntivo hematopoiético, é uma variedade do tecido conjuntivo responsável pela produção das células sanguíneas. Há duas variedades desse tecido, o linfoide, encontrado no baço, timo e gânglios linfáticos, e o mielóide, que se forma na medula óssea. O tecido linfoide produz alguns tipos de leucócito ou glóbulo branco e o tecido mielóide, além de vários tipos de leucócito, produz hemácias ou glóbulos vermelhos e plaquetas. O sangue é um tipo especial de tecido conjuntivo que se movimenta por todo o corpo, servindo como meio de transporte de materiais entre as células. É formado por uma parte liquida, o plasma, e por diversos tipos de células. O plasma contem água e inúmeras substancias dissolvidas: proteínas, sais minerais, glicose, aminoácidos, hormônios, anticorpos etc. As hemácias, apresentam, dissolvido no seu citoplasma, um pigmento vermelho que contem ferro, a hemoglobina, importante para o transporte do oxigênio. Os leucócitos são as células encarregadas da defesa do organismo. Eles produzem anticorpos e fagocitam micro-organismos invasores e partículas estranhas. Há vários tipos de leucócito, identificados pelo tamanha, formato do núcleo e granulação do citoplasma: neutrófilo, esosinófilo, basófilo, linfócito e monócito. As plaquetas são pequenos corpúsculos que resultam da fragmentação de células especiais produzidas pela medula óssea. Elas estancam as hemorragias, uma vez que desencadeiam o processo de coagulação sanguínea. Tecido conjuntivo ósseo O tecido ósseo tem a função de sustentação e ocorre nos ossos do esqueleto dos vertebrados. É um tecido rígido graças à presença de matriz compacta e resistente rica em sais de cálcio, fósforo e magnésio. Além desses elementos, a matriz é rica em fibras colágenas, que fornecem certa flexibilidade ao osso e por células denominadas osteócitos, osteoblastos e osteoclastos. -Osteócitos são achatados e se localizam no interior da matriz óssea, em lacunas. São via de transporte de nutrientes e metabólitos entre os vasos sanguíneos e a morte destes confere a reabsorção da matriz. -Osteoblastos sintetizam a região orgânica da matriz óssea e participam da mineralização da matriz, uma vez que possuem capacidade de concentrar fosfato de cálcio. Aprisionados pela matriz recém- sintetizada, passam a ser chamado de osteócitos. -Osteoclastos são células gigantes, móveis e ramificadas irregularmente, com vários núcleos. Secretam substâncias como colagenase, que digerem a matriz orgânica e dissolvem sais de cálcio. Tecidos musculares O tecido muscular é formado por células alongadas, em forma de fibras, que se dispõem em feixes. Essas células são capazes de se contrair conferem ao tecido muscular a capacidade de movimentar o corpo. Há três variedades de tecido muscular: liso, estriado e cardíaco. -O tecido muscular liso tem células mononucleadas, alongadas, de extremidades afiadas. O citoplasma apresenta miofibrilas dispostas longitudinalmente, formadas por proteínas contráteis, que realizam contrações lentas e rítmicas, independentes da vontade. É o tecido que forma as paredes de vários órgãos, como intestino, bexiga, vasos sanguíneos etc. - O tecido muscular estriado é também denominado esquelético, por se prender aos ossos. Suas células são alongadas, cilíndricas, multinucleadas, e apresentam estrias transversais típicas, formadas pela disposição paralela e regular das miofibrilas no citoplasma. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 64 Essas miofibrilas são constituídas por duas proteínas contráteis: a actina e a miosina. -O tecido muscular cardíaco é um tecido estriado especial, cuja células apresentam estrias como as do tecido esquelético, mas têm apenas um ou dois núcleos e são mais curtas. Além disso, as fibras se fundem umas com as outras pelas extremidades. Tecido nervoso O tecido nervoso forma os órgãos dos sistemas nervoso central, periférico e autônomo. Ele tem por função coordenar as atividades de diversos órgãos, receber informações do meio externo e responder aos estímulos recebidos. É constituído por células nervosas ou neurônio e células de apoio ou células da glia. As células nervosas ou neurônios têm prolongamentos ramificados, ou dendritos, e um cilindro-eixo, o axônio, geralmente mais longo que os dendritos. Muitas vezes o axônio é protegido por um envoltório por um envoltório denominado bainha ou mielina, constituída pelas células de Schwann. Os neurônios têm uma forma especial de reação, que consiste no impulso nervoso, produzido sempre na mesma direção; dos dendritos para o corpo celular e deste para o axônio. Os neurônio relacionam-se uns com os outros pelas extremidades de suas ramificações, que não se tocam, mais ficam bem próximas. Essas áreas de conexão dão denominadas sinapes, É através das sinapses que o impulso passa do axônio de uma célula para os dendritos de outra. Feixes de axônios revestidos por tecido conjuntivo formam os nervos. Conforme os axônios apresentem ou não a bainha de mielina, os nervos são classificados em mielínicos (nervos brancos) e amielínicos (nervos cinzentos). Encaixadas entre os neurônios, com função de apoio e preenchimento, encontram-se células especiais que constituem a neuroglia. Questões 01. Associe as duas colunas: (A) Tecido epitelial( ) Células alongadas, ricas em actina e miosina. (B) Tecido conjuntivo ( ) Suas células estão justapostas e não apresentam vasos sanguíneos. (C) Tecido sanguíneo ( ) Basicamente sem substância intercelular. (D) Tecido muscular ( ) As células se encontram imersas na substância intercelular, que se apresenta em estado líquido. (E) Tecido nervoso ( ) Diversos tipos de células imersas em material intercelular (matriz), de consistência variável. 02. (PUC-SP). Os tendões são estruturas formadas, principalmente, por tecido: Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 65 (A) Ósseo (B) Muscular (C) Adiposo (D) Conjuntivo (E) Cartilaginoso 03. O tecido epitelial é caracterizado por apresentar células aderidas uma às outras. Essa dinâmica celular permite ao tecido a realização de importantes funções ao organismo. Qual das alternativas abaixo apresenta algumas das principais funções desempenhadas pelo tecido epitelial? (A) Percepção de sensações e preenchimento (B) Preenchimento e revestimento (C) Condução de impulsos e proteção (D) Proteção e percepção de sensações (E) Revestimento e condução de impulsos 04. (UFV-MG). Com relação ao tecido epitelial, analise os itens I, II e III e assinale a alternativa correta: I. Possui células justapostas, com pouca ou nenhuma substância intercelular. II. Desempenha as funções de proteção, revestimento e secreção. III. É rico em vasos sanguíneos, por onde chegam o oxigênio e os nutrientes para suas células. (A) somente I e III são verdadeiros (B) somente II e III são verdadeiros (C) somente I e II são verdadeiros (D) somente um deles é verdadeiro (E) todos são verdadeiros 05. (IDECAN - SEARH - RN - Professor de Ciências Biológicas- 2016) Sobre a histologia dos cnidários, analise as afirmativas baseadas primariamente nas hidras e tipos celulares encontrados em sua epiderme. I. Células epiteliomusculares são um pouco colunares em forma, com base repousando contra a mesogleia, e a extremidade distal ligeiramente expandida, formando a maior parte da superfície epidérmica. II. Células intersticiais localizam‐se por toda a epiderme e alojam‐se entre ou invaginados no interior das células epiteliomusculares. III. Cnidócitos são pequenas e redondas com núcleo relativamente grande; estão localizadas por baixo da superfície epidérmica e enfiadas entre as células epiteliomusculares. IV. Células receptoras e nervosas são alongadas, orientadas em ângulos retos em relação à superfície epidérmica. Estão corretas apenas as afirmativas (A) I e III. (B) I e IV. (C) II e III. (D) II e IV. 06(COSEAC - UFF - Técnico de Laboratório/Área: Histologia - 2015) O tecido cartilaginoso é uma variedade de tecido conjuntivo: (A) cuja matriz extracelular é rígida pela presença de cristais de hidroxiapatita. (B) cuja matriz extracelular apresenta certa rigidez devido à presença de glicoproteínas especializadas. (C) importante para defesa no nosso organismo. (D) que interfere na comunicação entre os diversos sistemas corporais. (E) amorfa. 07(OSEAC - UFF - Técnico de Laboratório/Área: Histologia- 2015) Existem quatro tipos básicos de tecido no nosso organismo. Um deles é o tecido epitelial que serve primariamente para: (A) movimentar nosso corpo. (B) estabelecer uma comunicação através de sinais elétricos entre as diversas partes do corpo. (C) revestir superfícies do nosso corpo (D) defender nosso corpo, produzindo anticorpos. (E) dar sustentação mecânica ao nosso corpo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 66 08(NC-UFPR - UFPR - Agente Comunitário de Saúde- 2015) O corpo humano é constituído por diferentes órgãos, os quais, por sua vez, são constituídos por diversos tipos de tecido. São exemplos de tecido conjuntivo: (A) cartilagem do nariz, gordura da barriga e tendão do tornozelo. (B) cartilagem do nariz, fêmur e músculo da perna. (C) gordura da barriga, coração e sangue. (D) fêmur, tendão do tornozelo e coração. (E) pele, sangue e músculo da perna. 09(FGV - SEDUC-AM - Professor – Biologia) Os epitélios são apoiados sobre a membrana basal, abaixo da qual está situado um tecido conjuntivo, como mostrado na figura a seguir. Com relação à membrana basal, assinale a afirmativa correta. (A) Impede a passagem de micróbios do epitélio para o tecido conjuntivo. (B) Impede a passagem de substância do tecido conjuntivo para o epitélio. (C) Apresenta grande vascularização que, por difusão, abastece o epitélio. (D) É semipermeável, permitindo a passagem de substâncias do tecido conjuntivo para o epitélio (E) É permeável, permitindo a passagem de substâncias tanto do epitélio para o tecido conjuntivo quanto deste para o epitélio. 10(FDRH - IGP-RS - Auxiliar de Perícia) As células que formam o tecido ósseo são os ___________ , que se situam em lacunas no interior da matriz óssea, os ___________ , que produzem a parte orgânica da matriz e os __________, que são células gigantes multinucleadas, relacionadas com a reabsorção do tecido ósseo. Assinale a alternativa cujas palavras completam correta e respectivamente as lacunas da frase acima. (A) osteoblastos – osteoclastos – osteócitos (B) osteoblastos – osteócitos – osteoclastos (C) osteoclastos – osteoblastos – osteócitos (D) osteócitos – osteoclastos – osteoblastos (E) osteócitos – osteoblastos – osteoclastos Respostas 01. Resposta: D,A, E, C, B. 02 Resposta: D. 03. Resposta: D. A – Errada – A função de preenchimento não é desempenhada pelo tecido epitelial. B – Errada – A função de preenchimento não é desempenhada pelo tecido epitelial. C – Errada – A função de condução de impulsos não é desempenhada pelo tecido epitelial. D – Correta – O epitélio desempenha, entre outras funções, as destacadas pela alternativa. E – Errada – A função de condução de impulsos não é desempenhada pelo tecido epitelial 04. Resposta: C. A – Errada – O tecido epitelial não possui vascularização. B – Errada – O tecido epitelial não possui vascularização. C – Correta – As características apresentadas são comuns ao tecido epitelial. D – Errada – As alternativas I e II são verdadeiras. E – Errada – A alternativa III está incorreta. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 67 05 Resposta: B. 06 Resposta: B. 07 Resposta: C. 08 Resposta: A. 09 Resposta: E. "O tecido epitelial de revestimento é separado do tecido subjacente (tecido conjuntivo) por uma fina camada de fibras, denominada membrana basal, que é formada basicamente por colágeno tipo IV, laminina e proteoglicanas, que são produzidos em parte pelas próprias células epiteliais e em parte pelas células do tecido conjuntivo, especificamente células denominadas fibroblastos. Pelo fato do tecido epitelial ser desprovido de vasos sanguíneos, a sua nutrição depende da difusão de oxigênio e de metabólitos a partir dos tecidos subjacentes." 10 Resposta: E. HISTOLOGIA VEGETAL Tecidos vegetais Assim como nos animais, as células vegetais associam-se umas às outras formando tecidos, ou seja, unidades com estruturas e funções específicas. Os tecidos vegetais podem ser divididos em: tecidos meristemáticos, tecidos de revestimento, tecidos fundamentais e tecidos vasculares. 1. Tecidos meristemáticos Nas angiospermas e em diversos outros grupos, os meristemas, tecidos indiferenciados, são responsáveis pela formação dos demais tecidos e pelo crescimento das plantas. Os meristemas localizam-se em determinados pontos do corpo da planta e são responsáveis pelo seu crescimento e desenvolvimento. Os tecidos meristemáticos podem ser classificados como primários ou secundários. Os meristemas primários são responsáveis pelo crescimento longitudinal (crescimento primário) das plantas. São encontrados principalmente no ápice dos caules e das raízes. Existem trêstipos de meristemas primários, sendo que cada um deles é responsável pela formação de um tipo específico de tecido: protoderme (origina a epiderme), meristema fundamental (origina os tecidos fundamentais) e procâmbio (origina os tecidos vasculares). Os meristemas secundários ocorrem nas plantas que apresentam crescimento em espessura (crescimento secundário). São formados por células adultas que se desdiferenciam e recuperam a O crescimento da planta corresponde a um aumento irreversível no tamanho de um vegetal. Isso ocorre a partir do acréscimo de células resultantes de divisões mitóticas, além do aumento do tamanho individual de cada célula. O desenvolvimento consiste no surgimento dos diferentes tipos celulares e dos diversos tecidos diferenciados que compõem os órgãos dos vegetais. É, certamente, um fenômeno relacionado ao processo de diferenciação celular. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 68 capacidade de divisão mitótica. O felogênio e o câmbio são meristemas secundários. O primeiro é responsável pela formação de camadas da periderme e, o segundo, pela formação do floema e xilema secundários. 2. Tecidos de revestimento Os tecidos de revestimento, além de protegerem mecanicamente as superfícies externas das plantas, também realizam funções como aeração dos tecidos internos e reduzem a perda de água. Existem dois tipos de tecidos de revestimento: a epiderme e a periderme. Epiderme A epiderme é o tecido primário de revestimento. As células epidérmicas das partes aéreas das plantas secretam uma substância chamada de cutina. A cutina forma uma camada impermeabilizante chamada de cutícula. A cutícula, entre outras funções, evita a perda de água e protege a planta de choques mecânicos. Entre as células da epiderme existem as células-guarda. As células-guarda controlam a abertura de pequenos poros da epiderme chamados de estômatos. Através dos estômatos ocorre a entrada e a saída de gases da planta. A epiderme também pode apresentar anexos tais como: estômatos, tricomas, hidatódios e acúleos -Estômatos: São os anexos mais importantes relacionados com a troca de gases e água entre as folhas e o meio. As células estomáticas são as únicas na epiderme que possuem clorofila. Um estômato visto de cima, assemelha-se a dois feijões dispostos com as concavidades frente a frente: são as duas células estomáticas ou células-guarda, que possuem parede celular mais espessa na face côncava e cuja disposição deixa entre elas um espaço denominado fenda estomática ou ostíolo. Ao lado de cada célula-guarda há uma anexa, que não tem cloroplastos – é uma célula epidérmica comum. Em corte transversal, verifica-se que a fenda estomática dá acesso a um espaço, a câmara estomática, intercomunicante com os espaços aéreos do parênquima foliar de preenchimento. -Tricomas: São estruturas especializadas contra a perda de água por excesso de transpiração, ocorrendo em planta de clima quente. Podem ser, no entanto, secretores, produzindo secreções oleosas, digestivas ou urticantes. As plantas carnívoras possuem tricomas “digestivos” e a urtiga, planta que provoca irritação da pele, possui tricomas urticantes. - Acúleos: São estruturas pontiagudas com função de proteção da planta contra predadores, são frequentemente confundido com espinhos, que são folhas ou ramos modificados. Os acúleos são fáceis de destacar e são provenientes da epiderme. Podem ser encontrados nas roseiras. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 69 -Hidatódios: São estômatos modificados, especializados em eliminar excessos líquidos da planta. Os hidatódios geralmente presentes nas bordas das folhas, onde, pela manhã, é possível observar as gotas de líquido que eles eliminam, fenômeno conhecido como gutação. Periderme Em plantas com crescimento em espessura (secundário) a epiderme é usualmente substituída pela periderme. A periderme possui três camadas: a feloderme, o felogênio e o súber. O felogênio é um tecido meristemático que origina o súber para fora e a feloderme para dentro. 3. Tecidos fundamentais Os tecidos fundamentais são representados pelos parênquimas e pelos tecidos de sustentação, sendo estes: - Parênquima: Os parênquimas são tecidos que ocorrem em diversas partes das plantas. Alguns exemplos de parênquima são o clorofiliano, o amilífero, o aerífero e o aquífero. O parênquima clorofiliano possui células com grande quantidade de cloroplastos, sendo o principal local de realização da fotossíntese. O parênquima amilífero possui células que armazenam amido como substância de reserva. O parênquima aerífero acumula ar em seu interior permitindo, por exemplo, a flutuação de plantas aquáticas. Já o parênquima aquífero armazena água em seu interior e é muito comum em plantas de clima seco. Os tecidos de sustentação são de dois tipos: o colênquima e o esclerênquima. O colênquima é formado por células vivas e flexíveis sendo especialmente adaptado à sustentação de órgãos em crescimento. O esclerênquima é formado por células mortas e muito resistentes. Suas células são impregnadas por uma substância chamada lignina que confere rigidez às células. Célula Parenquimática: O parênquima é o tecido mais comum dos vegetais, sendo formado por células vivas, fisiologicamente ativas e originadas do meristema fundamental. Suas células são geralmente grandes, isodiamétricas, poliédrica, com parede celular primária delgada. Essas características não podem ser aplicadas universalmente a todas as células de parênquima; p.e., células parenquimatosas com paredes grossas e forma estrelada ocorrem com freqüência na medula de certas plantas aquáticas. O tecido fundamental dos caules (principalmente córtex e medula) e raízes, como também o mesófilo e epiderme das folhas, provêm exemplos de partes das plantas onde o parênquima está bem desenvolvido. - Colênquima: Célula Colenquimática: As células colenquimáticas possuem a forma alongada, parede celular irregular, apenas primária não- lignificada, viva na maturidade. É encontrada na periferia (sob a epiderme) nos caules jovens em Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 70 crescimento, frequentemente como um cilindro de tecido ou apenas em grupos nas costelas ao longo das nervuras em algumas folhas. Sua função é sustentação do corpo primário da planta. - Esclerênquima: Fibras: Sua forma é bastante longa, possui parede celular primária e secundária espessada frequentemente lignificada, (não sempre) morta na maturidade, é encontrada algumas vezes no córtex dos caules, mais sempre associado ao xilema e floema. É encontrado também nas folhas das monocotiledôneas e suas funções são de sustentação e armazenamento. Esclereídes: Sua forma é variável, geralmente mais curta que as fibras, a sua parede celular é primária e secundária é espessada geralmente lignificada. Pode ser viva ou morta na maturidade e é encontrada por todo o corpo da planta. Sua função está relacionada à mecânica e sustentação. 4. Tecidos vasculares Os tecidos vasculares transportam substâncias ao longo da planta. Existem dois tipos de tecidos vasculares: o xilema e o floema. O xilema é um tecido estruturalmente complexo composto por um conjunto de células com forma e função diferenciadas e é o principal tecido condutor de água nas plantas vasculares. Possui ainda as propriedades de ser condutor de sais minerais, armazenar substâncias e sustentar o vegetal. É importante ressaltar que o xilema é encontrado em várias regiões dos vegetais, não só no caule, como raiz e ramos. Os principais tipos de células encontradas no xilema são: Elementos de Vaso: Os vasos são estruturas formadas por uma junção de células perfuradas, chamadas de elementos de vaso, que se comunicam entre si, formando longos dutos que conduzema seiva no sentido axial. Os vasos são característicos de espécies pertencentes às angiospermas, havendo algumas exceções. Representam uma grande evolução biológica dos vegetais no sentido de transporte de seiva. Traqueídes: Sua forma é alongada e afilada possui parede celular primária e secundária geralmente lignificada sem perfurações e com pontuações é morta na maturidade. E é o principal condutor de água nas gimnospermas e das plantas vasculares sem sementes é encontrado também nas angiospermas. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 71 Tecido de Condução - Floema: O floema é o tecido através do qual as substâncias orgânicas são conduzidas para as várias partes da planta, pode ser primário ou secundário. Os principais tipos de células encontradas no floema são: Células Crivadas: Sua forma é alongada e afilada, possui parede celular primária na maioria das espécies, com áreas crivadas, frequentemente apresenta calose associada à parede e aos poros. Viva na maturidade, nesta fase pode não apresentar núcleo ou apenas restos nucleares, não existe limite entre o vacúolo e o citoplasma, contém grandes quantidades de retículos endoplasmáticos tubulosos. Somente é localizado no floema e a sua função é de transporte de substâncias orgânicas nas gimnospermas. Células Albuminosas: Sua forma é geralmente alongada possui parede celular primária viva na maturidade. Ela é associada à célula crivada mais geralmente não é derivada da mesma célula-mãe da célula crivada. Apresenta numerosos plasmodesmos com a célula crivada. Elemento de Tubo Crivado: Sua forma é alongada, possui parede celular primária com áreas crivadas. Essas paredes apresentam poros maiores que aqueles das paredes laterais. Esta região é denominada placa crivada. Viva na maturidade nesta fase não apresenta núcleo ou apenas seus restos. Vários elementos de tubo crivado dispostos em séries verticais constituem o tubo crivado e é encontrado no floema e sua função é o transporte de nutrientes orgânicos nas angiospermas Células companheiras: Sua forma é variável, geralmente alongada e dotadas de parede celular primária. Viva na sua maturidade, essas células são intimamente associadas aos elementos de tubo crivado, através dos plasmodesmos. Acredita-se que desempenham papel importante na liberação de substâncias no elemento de tubo crivado, inclusive moléculas informacionais e ATP. Organização dos tecidos nas raízes e nos caules Raízes e caules jovens, cortados transversalmente, mostram que são formados por uma reunião de tecidos. A disposição desses tecidos é específica em cada órgão e constitui uma estrutura interna primária típica de cada um deles. Uma estrutura secundária, mais complexa, pode ser vista quando ocorre um aumento no diâmetro do caule e da raiz. Raiz -Estrutura primária Ao analisar uma célula meristemática que terminou de surgir por mitose na extremidade de uma raiz, é possível observar que ela se alonga, ao mesmo tempo se distancia da extremidade em decorrência do surgimento de novas células. A maior taxa de crescimento em extensão de uma raiz, ocorrerá, portanto, na região situada pouco acima da região meristemática, denominada de zona de distensão. Após crescerem as células iniciam a sua diferenciação. Na região mais interna, por exemplo, terá início a diferenciação dos tecidos condutores, enquanto na região mais externa diferenciam-se parênquimas e tecidos de revestimento.4 4 http://www.sobiologia.com.br/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 72 Córtex A região mais periférica da raiz jovem diferenciam-se em epiderme, tecido formado por uma única camada de células achatadas e justapostas. Na região abaixo da epiderme, chamada córtex, diferencia- se o parênquima cortical, constituído por várias camadas de células relativamente pouco especializadas. Cilindro central O cilindro central é a parte interna da raiz, composto principalmente por elementos condutores (protoxilema e protofloema), fibras e parênquima. Este é delimitado pela endoderme, uma camada de células bem ajustadas e dotadas de reforços especiais nas paredes, as estrias de Caspary. Essas estrias são como cintas de celulose que unem firmemente as células vizinhas, vedando completamente os espaços entre elas. Assim, para penetrar no cilindro central, toda e qualquer substância tem que atravessar diretamente as células endodérmicas, uma vez que as estrias de caspary fecham os interstícios intercelulares. Abaixo da endoderme situa-se uma camada de células de paredes finas chamada periciclo, que delimita o cilindro central, onde se localizam o xilema e o floema. A maneira como os tecidos condutores se dispõem no cilindro central é um dos critérios para distinguir dicotiledôneas de monocotiledôneas. -Estrutura secundário O crescimento em espessura da raiz pode ser chamado de crescimento secundário, para distingui-lo do crescimento em extensão. Durante o crescimento secundário desenvolvem-se cilindros de células meristemáticas que permitem o surgimento de novos tecidos radiculares. Os dois tecidos meristemáticos envolvidos no crescimento secundário da raiz são o câmbio vascular, que permite o crescimento do cilindro central, e o câmbio suberógeno ou felogênio, que permite o crescimento da periderme. Câmbio vascular O câmbio vascular origina novos vasos condutores durante o crescimento secundário da raiz. O câmbio vascular é formado a partir do procâmbio e do periciclo, que se conjugam e delimitam uma área interna do cilindro central, onde só há xilema. Ao se multiplicar ativamente, as células do câmbio vascular originam vasos xilemáticos para a região mais interna e vasos floemáticos para a região mais externa. Aos poucos a área delimitada pelo câmbio vai tornando-se cada vez mais cilíndrica. Caule Como na raiz, a parte mais jovem de um caule é a que se localiza junto à extremidade, onde ocorre a multiplicação das células do meristema apical, que permite o crescimento em extensão. Logo abaixo da zona meristemática apical as células iniciam o processo de diferenciação celular, que leva ao aparecimento dos diversos tecidos que compõem o caule. - Estrutura primária Feixes líbero-lenhosos Caules que não cresceram, em espessura apresentam estrutura primária, caracterizada pela presença de feixes líbero-lenhosos localizados entre as células do parênquima que preenchem seu interior. Cada feixe líbero-lenhoso possui elementos do líber (floema) voltados para fora e elementos do lenho (xilema) voltados para dentro. Nas plantas monocotiledôneas, que geralmente na apresentam crescimento secundário, os feixes condutores são distribuídos de maneira difusa no interior do caule. Já nas dicotiledôneas os feixes líbero- lenhosos distribuem-se regularmente, formando um cilindro. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 73 Câmbio fascicular Nos feixes líbero-lenhosos das dicotiledôneas, o floema está voltado para o exterior do caule e o xilema para o interior. Entre o floema e o xilema de um feixe há um tecido meristemático: o câmbio vascular e o câmbio suberógeno ou felogênio. Câmbio vascular O Câmbio vascular do caule forma-se a partir do câmbio fascicular e do câmbio interfascicular, este último um tecido meristemátco secundário, resultante da dedisferenciação de células parenquimáticas localizadas entre os feixes libero-lenhosos. O câmbio fascicular passa a delimitar, assim, uma área interna do caule onde só há xilema e parênquima. Como na raiz, as células do câmbio vascular originam vasos xilemáticos para a região mais interna e vasos floemáticos para a região mais externa. Aos poucos, a área delimitada pelo câmbio vai se tornando cada vez mais cilíndrica. O câmbio vascular o caule, como o da raiz,também é um meristema de origem mista, primária e secundária. Isso porque tem origem tanto do cambio fascicular, um meristema primário, quanto do câmbio interfascicular, um meristema que surgiu da desdiferenciação de células parenquimáticas. Felogênio A atividade do câmbio vascular faz com que o caule vá progressivamente aumentando de espessura. Para acompanhar esse crescimento em diâmetro, célula do parênquima cortical sofrem desdiferenciação e originam um cilindro de meristema secundário, o felogênio. Como vimos, a atividade do felogênio produz feloderme para o interior e súber para o exterior, formando a periderme, que passa a revestir o caule. Questões 01.Segundo alguns autores, o “Abaporu”, de Tarsila do Amaral, homenageia o povo sofrido dos trabalhadores da época; o sol inclemente e o cacto representam, ali, sua dura rotina. Essa planta se adapta bem ao meio ambiente. Em geral, dispensa as folhas para a fotossíntese e armazena água para sobreviver. Que tecido vegetal está envolvido nesses dois processos fisiológicos? (A) Parênquima. (B) Xilema. (C) Meristema. (D) Periderme. (E) Esclerênquima. 02. Considerando a histologia vegetal – ciência que estuda os tecidos biológicos vegetais – é errado afirmar que: (A) os tecidos de revestimento dos vegetais são hipoderme e endoderme. (B) os tecidos de condução dos vegetais são xilema e floema. (C) os tecidos de sustentação dos vegetais são colênquima e esclerênquima. (D) os meristemas são responsáveis por formar os tecidos das plantas. (E) os tecidos que atuam no armazenamento de substâncias, na fotossíntese e no transporte de substâncias a curta distância são os parênquimas. 03. A planta denominada erva-de-passarinho é uma hemiparasita. Nesse caso, o tecido vegetal da árvore hospedeira, onde os elementos nutritivos são absorvidos, é o: (A) colênquima, (B) floema. (C) esclerênquima. (D) parênquima. (E) xilema. 04.Com relação aos tecidos e aos órgãos vegetais, assinale o que for correto. 01) As trocas gasosas que ocorrem no caule áspero e rugoso de uma planta com crescimento secundário são possíveis graças aos estômatos presentes na epiderme. 02) A epiderme é substituída pela endoderme nos vegetais que apresentam súber na fase de crescimento secundário. 04) Os pulgões, parasitas de plantas, são alimentados pela seiva retirada do floema, em que há substâncias orgânicas. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 74 08) Ao ser cortado o ápice de um caule, surgem ramos novos em decorrência da ação dos meristemas secundários (câmbio vascular e felogênio). 16) Um ramo com flores brancas apresentou algumas pétalas coloridas ao ser colocado em um recipiente contendo água de cor vermelha. O xilema é o tecido envolvido diretamente nesse processo. 05. Colênquima e esclerênquima são tecidos comumente encontrados em caules e raízes. O colênquima é um tecido plástico, enquanto que o esclerênquima é um tecido elástico. Considere uma árvore e seus galhos, em um dia de muito vento. Os galhos todos balançam vigorosamente. Você acha que os tecidos localizados internamente nos galhos devem ser plásticos ou elásticos? Qual tecido você espera encontrar no interior dos galhos? Explique sua escolha. Respostas 01 Resposta :A Em cactos, as folhas são transformadas em espinhos. A fotossíntese é realizada pelo parênquima clorofiliano localizado no caule. 02 Resposta :A Os tecidos de revestimento dos vegetais são epiderme e periderme, oriundos do meristema primário protoderme e meristema secundário felogênio, respectivamente. 03 Resposta :E A erva-de-passarinho é uma planta parasita porque forma raízes sugadoras denominadas haustórios. Essas estruturas atingem o xilema da planta hospedeira, de onde retiram a seiva bruta. 04 Resposta: [04 + 16 = 20] 05 Resposta: As trocas gasosas entre os tecidos caulinares e o ambiente são realizadas por lenticelas. A epiderme é substituída pelo súber nos vegetais que apresentam crescimento secundário. Ao cortarmos os ápices das extremidades dos caules, surgem ramos a partir do desenvolvimento das gemas laterais constituídas por tecido merismático primário CICLOS DE VIDA5 Ciclo de vida de um organismo é a sequência de acontecimentos da sua história reprodutiva desde a sua concepção até conseguir produzir a sua própria descendência. Os ciclos de vida de todos os organismos partilham algumas características: • a meiose, que permite a formação de células haploides (n), contribuindo para a diversidade das espécies; • a fecundação, correspondente à fusão dos gametas, repõe a diploide (2n) no ciclo celular e contribui igualmente para a diversidade das espécies; • as células sexuais, sempre haploides (n) que podem ser gametas; • o zigoto ou ovo, célula diploide que resulta da fecundação e que marca o início de um novo ciclo de um novo organismo com reprodução sexuada; • a alternância de fases nucleares, que podem ter durações variadas. Existe sempre uma fase haploide e uma fase diploide: a haplofase, tem início na meiose, com a formação das células sexuais haploides (com n cromossomas) e termina mesmo antes da fecundação; a diplofase, inicia-se com a fecundação, responsável pela passagem da fase haploide para a fase diploide, formando células diploides (com 2n cromossomas) e termina com a meiose. A grande diferença entre os ciclos de vida é o momento em que ocorre a meiose. Podem-se considerar três grupos consoante o momento da meiose: pré-gamética, pós-zigótica e pré-espórica. • meiose pré-gamética - a meiose ocorre durante a produção dos gametas, que são as únicas células haploides. O ciclo correspondente diz diplonte (diplobionte). • meiose pós-zigótica - a meiose ocorre logo após a formação do zigoto, sendo o zigoto a única estrutura diploide do ciclo, que se designa por haplonte (haplobionte). 5 Moreira, C. (2014), Revista de Ciência Elementar, 2(04):0097. Disponível em: <https://www.fc.up.pt/pessoas/jfgomes/pdf/vol_2_num_4_97_art_ciclosDeVida.pdf>. Acesso em abril de 2017. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 75 • meiose pré-espórica - a meiose ocorre para a formação dos esporos, e só acontece em indivíduos com dois tipos de células sexuais (gametas e esporos). O ciclo de vida correspondente denomina-se haplodiplonte (haplodiplobionte). Os diferentes ciclos de vida Ciclo de vida diplonte (diplobionte) Ciclo de vida haplonte (haplobionte) Ciclo de vida haplodiplonte (haplodiplobionte) » característico da maioria dos animais e de algumas algas; » os gametas são as únicas células haploides; » a meiose ocorre durante a formação dos gametas – pré- gamética; » o zigoto diploide (2n) sofre mitoses consecutivas dando origem a um organismo pluricelular diplonte. » característico da maioria dos fungos e de alguns protistas, incluindo algumas algas; » a meiose ocorre após formação do zigoto diploide – meiose pós-zigótica – sendo este a única estrutura diploide do ciclo de vida do organismo; » a meiose não produz gametas mas sim células haploides que se dividem por mitose formando um organismo adulto haplonte; » os gametas são produzidos por mitose e não meiose. » característico das plantas e algumas algas; » inclui ao contrário dos outros dois ciclos estados pluricelulares diploides e haploides; » a meiose ocorre para a formação de esporos (n); » os organismos têm uma geração produtora de esporos – geração esporófita constituída pelo esporófito – e uma outra geração produtora de gametas – geração gametófita constituída pelo gametófito; » a geração esporófita tem início no ovo ou zigoto (2n) que sofre mitoses consecutivas formando um organismo multicelular diploide – esporófito, que diferencia esporângios onde, por meiose se formam os esporos (n) terminando aqui; todas as células destafase são diploides à exceção dos esporos; » a geração gametófita inicia-se com os esporos que sofrem mitoses originando um organismo multicelular haplonte – gametófito, que diferencia gametângios onde se formam gametas e termina no momento da fecundação em que se forma uma célula diploide; todas as células desta fase são haploides à exceção do zigoto resultante da fecundação. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 76 6Gametas e Esporos são células reprodutivas O Gameta é uma célula haploide (n) que necessita de outro gameta para fecundar e formar o zigoto (ou ovo). O zigoto dará origem ao embrião que se desenvolverá formando o indivíduo adulto. Já o Esporo é uma célula resistente que sem a presença de outra célula, a partir de condições ambientais favoráveis, germinará e se desenvolverá formando o indivíduo adulto. Questões 1. Os esquemas a seguir representam três tipos de ciclos de vida. Os ciclos de vida válidos para todas as samambaias, certas algas e todas as aves são, respectivamente, a) I, II e III b) I, III e II c) II, III e I d) III, I e II e) III, II e I 2. Como são denominadas, respectivamente, as fases duradoura e transitória de vegetais do grupo das briófitas, como os musgos? Respostas 1. Alternativa: D. 2. Gametófito e Esporófito. Fisiologia Animal Todos os seres vivos, sejam eles animais ou vegetais, unicelulares ou pluricelulares, têm, para a manutenção da vida, necessidades semelhantes, relacionadas a: -Alimentação: há dois tipos fundamentais de alimentos que os organismos precisam obter ou produzir: os energéticos que fornecem energia para as reações químicas vitais e os estruturais que garantem o crescimento e reparos do organismo. -Oxigênio: os organismos aeróbios usam-no para a oxidação ou queima dos alimentos energéticos, liberando energia. -Transporte: alimentos, gases, como O2 e CO2, substâncias residuais que sobram dos processos de transformação em geral, devem ser conduzidas por todo o organismo para os locais de uso ou de alimentação. -Excreção: substâncias residuais inúteis, e geralmente nocivas, devem ser eliminadas do organismo. -Coordenação: as diversas funções desempenhadas pelos seres vivos atuam em conjunto e devem ser ordenadas como um todo. Reprodução: é a única função não vital para o organismo, mas fundamental para a sobrevivência da espécie. Nos organismos unicelulares a realização das funções que satisfazem a essas necessidades são realizadas em uma única célula que os constitui. Já os pluricelulares apresentam células especializadas para a realização de cada função. A grande vantagem da divisão do trabalho é que ela contribui para maior eficiência do organismo como um todo. Mas também há algumas desvantagens à medida que o organismo pluricelular cresce, suas células internas ficam cada vez mais distantes do meio de onde são 6 Disponível em: <http://guiadoestudante.abril.com.br/estudo/biologia-ciclos-reprodutivos-vegetais/>. Acesso em abril de 2017. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 77 retiradas as substâncias essenciais e para o qual são eliminadas outras tantas. Através da evolução, apareceram sistemas complexos com canais e órgãos que serviram para diminuir essas distâncias, permitindo desse movo, trocas mais rápidas. Diante disso, surgiram os sistemas: cardiovascular, respiratório, digestório, nervoso, sensorial, endócrino, excretor, urinário, reprodutor, esquelético, muscular, imunológico, linfático, tegumentar, os quais veremos detalhadamente a partir de agora. Digestão A digestão é o conjunto das transformações químicas e físicas que os alimentos orgânicos sofrem ao longo de um sistema digestivo, para se converterem em compostos menores hidrossolúveis e absorvíveis. Ela tem a função de manter o suprimento de água, eletrólitos e nutrientes do organismo, num fluxo contínuo -Tipos de digestão: 1.Digestão Intracelular Há organismos heterotróficos mais simples, em cuja organização não existe tubo digestivo. Nesse caso, as partículas de alimento que não entram em suas células por difusão atra-vés da membrana, devem ser englobadas ativamente por fagocitose ou pinocitose e, então, digeridas por enzimas em vacúolos digestivos, dentro das células. Este processo é chama-do digestão intracelular. Digestão intracelular em protozoários 2. Digestão Extracelular Quando o organismo apresenta em sua organização um tubo digestivo, e o alimento é digerido antes de ser absorvido celas células, a digestão é chamada extracelular, pois se com-pleta fora das células. Os primeiros animais, na escala zoológica, a apresentarem cavidade digestiva vivem na água e são chamados celenterarados (do grego koilos = oco + enteron = intestino). Entretanto, essa cavidade tem só uma abertura — a boca — por onde são também eliminados os resíduos da digestão. São exemplos de celenterados: as hidras da água doce e as medusas e corais marinhos. Eles não fazem apenas digestão Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 78 extracelular; depois que o alimento é desdobrado em partículas menores, estas são englobadas por células que revestem a cavidade digestiva, onde a digestão termina. Embora de organização pouco mais complexa que os celenterados, os platelmintos (vermes achatados), como a planária, também têm o tubo digestivo incompleto, isto é, sem ânus. Tubo digestivo incompleto de uma planária Platelmintos parasitas, como as tênias, não apresentam aparelho digestivo. Vivem no intestino do hospedeiro, absorvendo, através da superfície do corpo, alimentos já digeridos. O ânus só aparece a partir dos vermes cilíndricos ou nematelmintos, como a lombriga, que também é parasita e tem um tubo digestivo extremamente simples, suficiente apenas para absorver alimentos já digeridos pelo hospedeiro. A complexidade do tubo digestivo de outros organismos permitiu que eles se adaptassem a diferentes modos de alimentação. Certos animais iniciam a digestão fora de seu corpo. As aranhas, por exemplo, liquefazem as partes moles de suas vítimas, por ação de um veneno composto de fluidos diges-tivos. O líquido é sugado, e a digestão se completa no tubo digestivo. Sistema Digestório- A digestão no homem7 O sistema digestório tem a função primordial de promover nutrientes para o corpo. O alimento, após passar pela boca, é propelido, por meio do esôfago, para o estômago e, em seguida para os intestinos delgado e grosso, antes de ser esvaziado pelo ânus. O sistema digestório prepara o alimento para ser usado pelas células por meio de cinco atividades básicas. 7 http://www.afh.bio.br Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 79 Boca A abertura pela qual o alimento entra no tubo digestivo é a boca. Aí encontram-se os dentes e a língua, que preparam o alimento para a digestão, por meio da mastigação. Os dentes reduzem os alimentos em pequenos pedaços, misturando-os à saliva, o que irá facilitar a futura ação das enzimas. -Os dentes: Os dentes são estruturas duras, calcificadas, presas ao maxilar superior e mandíbula, cuja atividade principal é a mastigação. Estão implicados, de forma direta, na articulação das linguagens. Os nervos sensitivos e os vasos sanguíneos do centro de qualquer dente estão protegidos por várias camadas de tecido. A mais externa, o esmalte, é a substância mais dura. Sob o esmalte, circulando a polpa, da coroa até a raiz, está situada uma camada de substância óssea chamada dentina. A cavidade pulpar é ocupada pela polpa dental, um tecido conjuntivo frouxo, ricamente vascularizado e inervado. Um tecido duro chamado cemento separa a raiz do ligamento peridental, que prende a raiz e liga o dente à gengiva e à mandíbula,na estrutura e composição química assemelha-se ao osso; dispõe-se como uma fina camada sobre as raízes dos dentes. Através de um orifício aberto na extremidade da raiz, penetram vasos sanguíneos, nervos e tecido conjuntivo. A língua A língua movimenta o alimento empurrando-o em direção a garganta, para que seja engolido. Na superfície da língua existem dezenas de papilas gustativas, cujas células sensoriais percebem os quatro sabores primários: amargo (A), azedo ou ácido (B), salgado (C) e doce (D). De sua combinação resultam centenas de sabores distintos. A distribuição dos quatro tipos de receptores gustativos, na superfície da língua, não é homogênea. As glândulas salivares A presença de alimento na boca, assim como sua visão e cheiro, estimulam as glândulas salivares a secretar saliva, que contém a enzima amilase salivar ou ptialina, além de sais e outras substâncias. A amilase salivar digere o amido e outros polissacarídeos (como o glicogênio), reduzindo-os em moléculas de maltose (dissacarídeo). Três pares de glândulas salivares lançam sua secreção na cavidade bucal: parótida, submandibular e sublingual. O sais da saliva neutralizam substâncias ácidas e mantêm, na boca, um pH neutro (7,0) a levemente ácido (6,7), ideal para a ação da ptialina. O alimento, que se transforma em bolo alimentar, é empurrado pela língua para o fundo da faringe, sendo encaminhado para o esôfago, impulsionado pelas ondas peristálticas (como mostra a figura do lado esquerdo), levando entre 5 e 10 segundos para percorrer o esôfago. Através dos peristaltismo, você pode ficar de cabeça para baixo e, mesmo assim, seu alimento chegará ao intestino. Entra em ação um mecanismo para fechar a laringe, evitando que o alimento penetre nas vias respiratórias. Quando a cárdia (anel muscular, esfíncter) se relaxa, permite a passagem do alimento para o interior do estômago. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 80 Faringe e esôfago A faringe, situada no final da cavidade bucal, é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório: por ela passam o alimento, que se dirige ao esôfago, e o ar, que se dirige à laringe. O esôfago, canal que liga a faringe ao estômago, localiza-se entre os pulmões, atrás do coração, e atravessa o músculo diafragma, que separa o tórax do abdômen. O bolo alimentar leva de 5 a 10 segundos para percorre-lo. Estômago e suco gástrico O estômago é uma bolsa de parede musculosa, localizada no lado esquerdo abaixo do abdome, logo abaixo das últimas costelas. É um órgão muscular que liga o esôfago ao intestino delgado. Sua função principal é a digestão de alimentos proteicos. Um músculo circular, que existe na parte inferior, permite ao estômago guardar quase um litro e meio de comida, possibilitando que não se tenha que ingerir alimento de pouco em pouco tempo. Quando está vazio, tem a forma de uma letra "J" maiúscula, cujas duas partes se unem por ângulos agudos. O estômago é formado por cinco partes: -Cárdia - A primeira parte do estômago (próxima do esôfago). -Fundo - Parte superior do estômago, junto à cárdia. -Corpo - Parte principal do estômago, entre as partes superior e inferior. -Antro - Porção inferior (perto do intestino delgado), onde o alimento é misturado com o suco gástrico. -Piloro - Última parte do estômago, age como uma válvula para controlar o esvaziamento do conteúdo do estômago para o intestino duodeno. O estômago produz o suco gástrico, um líquido claro, transparente, altamente ácido, que contêm ácido clorídrico, muco, enzimas e sais. O ácido clorídrico mantém o pH do interior do estômago entre 0,9 e 2,0 (ácido). Também dissolve o cimento intercelular dos tecidos dos alimentos, auxiliando a fragmentação mecânica iniciada pela mastigação. A pepsina, enzima mais potente do suco gástrico, é secretada na forma de pepsinogênio. Como este é inativo, não digere as células que o produzem. Por ação do ácido cloródrico, o pepsinogênio, ao ser lançado na luz do estômago, transforma-se em pepsina, enzima que catalisa a digestão de proteínas. A pepsina, promove o rompimento das ligações peptídicas que unem os aminoácidos e o resultado do trabalho dessa enzima são oligopeptídeos e aminoácidos livres. A renina, enzima que age sobre a caseína, uma das proteínas do leite, é produzida pela mucosa gástrica durante os primeiros meses de vida. Seu papel é o de flocular a caseína, facilitando a ação de outras enzimas proteolíticas. A mucosa gástrica é recoberta por uma camada de muco, que a protege da agressão do suco gástrico, bastante corrosivo. Apesar de estarem protegidas por essa densa camada de muco, as células da mucosa estomacal são continuamente lesadas e mortas pela ação do suco gástrico. Por isso, a mucosa está sempre sendo regenerada. Estima-se que nossa superfície estomacal seja totalmente reconstituída a cada três dias. Eventualmente ocorre desequilíbrio entre o ataque e a proteção, o que resulta em Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 81 inflamação difusa da mucosa (gastrite) ou mesmo no aparecimento de feridas dolorosas que sangram (úlceras gástricas). A mucosa gástrica produz também o fator intrínseco, necessário à absorção da vitamina B12. O bolo alimentar pode permanecer no estômago por até quatro horas ou mais e, ao se misturar ao suco gástrico, auxiliado pelas contrações da musculatura estomacal, transforma-se em uma massa cremosa acidificada e semilíquida, o quimo. Passando por um esfíncter muscular (o piloro), o quimo vai sendo, aos poucos, liberado no intestino delgado, onde ocorre a maior parte da digestão. Intestino delgado O intestino delgado consiste em um tubo com pouco mais de 6 m de comprimento por 4cm de diâmetro e pode ser dividido em três regiões: duodeno (cerca de 25 cm), jejuno (cerca de 5 m) e íleo (cerca de 1,5 cm). A porção superior ou duodeno tem a forma de ferradura e compreende o piloro, esfíncter muscular da parte inferior do estômago pela qual este esvazia seu conteúdo no intestino. A digestão do quimo ocorre predominantemente no duodeno e nas primeiras porções do jejuno. No duodeno atua também o suco pancreático, produzido pelo pâncreas, que contêm diversas enzimas digestivas. Outra secreção que atua no duodeno é a bile, produzida no fígado e armazenada na vesícula biliar. O pH da bile oscila entre 8,0 e 8,5 (básico). Os sais biliares têm ação detergente, emulsificando (quebrando) ou emulsionando as gorduras O suco pancreático, produzido pelo pâncreas, contém água, enzimas e grandes quantidades de bicarbonato de sódio. O pH do suco pancreático oscila entre 8,5 e 9. Sua secreção digestiva é responsável pela hidrólise da maioria das moléculas de alimento, como carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucléicos. A amilase pancreática fragmenta o amido em moléculas de maltose; a lípase pancreática hidrolisa as moléculas de um tipo de gordura – os triacilgliceróis, originando glicerol e álcool; as nucleases atuam sobre os ácidos nucléicos, separando seus nucleotídeos. O suco pancreático contém ainda o tripsinogênio e o quimiotripsinogênio, formas inativas em que são secretadas as enzimas proteolíticas tripsina e quimiotripsina. Sendo produzidas na forma inativa, as proteases não digerem suas células secretoras. Na luz do duodeno, o tripsinogênio entra em contato com a enteroquinase, enzima secretada pelas células da mucosa intestinal, convertendo-se me tripsina, que por sua vez contribui para a conversão do precursor inativo quimiotripsinogênio em quimiotripsina, enzima ativa. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 82 A tripsina e a quimiotripsina hidrolisam polipeptídios, transformando-os em oligopeptídeos. A pepsina, a tripsina e a quimiotripsina rompem ligações peptídicas específicas ao longo das cadeias de aminoácidos. A mucosa do intestino delgado secretao suco entérico, solução rica em enzimas e de pH aproximadamente neutro. Uma dessas enzimas é a enteroquinase. Outras enzimas são as dissacaridades, que hidrolisam dissacarídeos em monossacarídeos (sacarase, lactase, maltase). No suco entérico há enzimas que dão sequência à hidrólise das proteínas: os oligopeptídeos sofrem ação das peptidases, resultando em aminoácidos. Enzima digestória Local de produção Substância-alvo Ação PTIALINA glândulas salivares amido Decompõe amido em maltoses PEPSINA estômago proteínas Decompõe proteínas em fragmentos menores SACARASE intestino delgado sacarose Decompõe a sacarose em glicose e frutose. LACTASE intestino delgado lactose Decompõe a lactose em glicose e galactose. LIPASE pâncreas lipídios Decompões lipídios em ácidos graxos e gliceróis. TRIPSINA pâncreas proteínas Decompõe proteínas em fragmentos menores AMILASE PANCREÁTICA pâncreas amido Decompõe amido em maltoses MALTASE intestino delgado maltoses Decompõe maltose em glicoses livres PEPTIDASE intestino delgado fragmentos de proteínas Decompõe os fragmentos prtéicos em aminoácidos. No intestino, os movimentos peristálticos das paredes musculares, movimentam o quimo, ao mesmo tempo em que este é atacado pela bile, enzimas e outras secreções, sendo transformado em quilo. A absorção dos nutrientes ocorre nas regiões do jejuno e do íleo. A superfície interna, ou mucosa, dessas regiões, apresenta, além de inúmeros dobramentos maiores, milhões de pequenas dobras (4 a 5 milhões), chamadas vilosidades; um traçado que aumenta a superfície de absorção intestinal. As membranas das próprias células do epitélio intestinal apresentam, por sua vez, dobrinhas microscópicas denominadas microvilosidades. O intestino delgado também absorve a água ingerida, os íons e as vitaminas Os nutrientes absorvidos pelos vasos sanguíneos do intestino passam ao fígado para serem distribuídos pelo resto do organismo. Os produtos da digestão de gorduras (principalmente glicerol e ácidos graxos isolados) chegam ao sangue sem passar pelo fígado, como ocorre com outros nutrientes. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 83 Nas células da mucosa, essas substâncias são reagrupadas em triacilgliceróis (triglicerídeos) e envelopadas por uma camada de proteínas, formando os quilomícrons, transferidos para os vasos linfáticos e, em seguida, para os vasos sanguíneos, onde alcançam as células gordurosas (adipócitos), sendo, então, armazenados. Intestino grosso É o local de absorção de água, tanto a ingerida quanto a das secreções digestivas. Uma pessoa bebe cerca de 1,5 litros de líquidos por dia, que se une a 8 ou 9 litros de água das secreções. Glândulas da mucosa do intestino grosso secretam muco, que lubrifica as fezes, facilitando seu trânsito e eliminação pelo ânus. Glândulas anexas -Pâncreas O pâncreas é uma glândula de aproximadamente 15 cm de extensão e se localiza atrás do estômago, entre o duodeno e o baço. Ele é tanto exócrino (secretando suco pancreático, que contém enzimas digestivas) quanto endócrino (produzindo muitos hormônios importantes, como insulina, glucagon e somatostatina). O sulco pancreático atua no processo digestivo e, através do ducto pancreático é lançado na cavidade do duodeno. Sua secreção digestiva é responsável pela hidrólise da maioria das moléculas de alimento, como carboidratos, proteínas, gorduras e ácidos nucleicos. O pH do suco pancreático oscila entre 8 e 8,3. O pâncreas tem as seguintes funções: Dissolver carboidrato (amilase pancreática); Dissolver proteínas (tripsina, quimotripsina, carboxipeptidase e elastáse); Dissolver triglicerídios nos adultos (lípase pancreática); Dissolver ácido nucléicos (ribonuclease e desoxirribonuclease). - Vesícula Biliar A vesícula Biliar tem de 7 a 10 cm de comprimento e situa-se na fossa da vesícula biliar na face visceral do fígado. Esta fossa situa-se na junção do lobo direito e do lobo quadrado do fígado. A relação da vesícula biliar com o duodeno é tão íntima que a parte superior do duodeno normalmente é manchada com bile no cadáver. A vesícula biliar tem capacidade para até 50 ml de bile. O Ducto Cístico liga a vesícula biliar ao Ducto Hepático comum (união do ducto hepático direito e esquerdo) formando o Ducto Colédoco. O ducto colédoco desce posterior a parte superior do duodeno e situa-se na face posterior da cabeça do pâncreas. No lado esquerdo da parte descendente do duodeno, o ducto colédoco entra em contato com o ducto pancreático principal. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 84 - Fígado O fígado é mais uma das glândulas anexas do sistema digestório do corpo humano e se localiza no abdômen, sob o diafragma, e é a maior glândula do corpo. Ele armazena substâncias, como glicose, ferro e vitaminas; sintetiza proteínas; inativa produtos tóxicos; metaboliza e elimina resíduos gerados no próprio corpo (como a ureia, o ácido úrico e o ácido lácteo). A bile é um fluido produzido pelo fígado, que fica armazenada na vesícula biliar e atua na digestão de gorduras, de alguns alimentos e na absorção de substâncias nutritivas da dieta ao passarem pelo intestino. Ela é excretada pelo fígado, segue pelos ductos biliares, passa à vesícula, indo ao intestino, onde emulsiona as gorduras. Sua coloração geralmente é amarela, apresentando uma tonalidade esverdeada. Adaptações do processo digestivo Assim como nem todos os vertebrados possuem glândulas salivares, só s terrestre, outros órgãos também podem faltar, como os dentes nos anfíbios, quelônios, aves e tamanduás. Nos peixes, encontramos adaptações do intestino para aumentar a superfície de absorção. Essas adaptações podem ser de dois tipos: cecos (expansões em forma de luva encontrados no intestino de peixes ósseos) e o tiflosole ou válvula espiral (pregas que retardam a passagem do alimento, encontradas no intestino delgado dos peixes cartilaginosos). As aves apresentam algumas peculiaridades relacionadas ao tubo digestivo: papo (dilatação do esôfago para amolecimento do alimento), estômago subdividido em duas partes (pró-ventrículo, ou estômago químico, que secreta o suco gástrico e a moela, ou estômago mecânico, que tritura alimentos); o intestino termina numa cloaca (presente também nos peixes cartilaginosos, anfíbios e répteis). Nos mamíferos, surgem adaptações para a digestão de substâncias especiais como a celulose. Os ruminantes possuem em seu estômago bactérias capazes de produzir celulase. O estomago dos ruminantes é composto de pança ou rúmem, barrete ou retículo, folhoso ou ômaso e coagulador ou abomaso (estômago químico). Nesses animais, o alimento é deglutido sem mastigação, indo para o rumem, onde sofre a ação das bactérias. O barrete separa pequenas porções do alimento, que voltam para a boca, onde ocorre a mastigação prolongada (ruminação), com separação das fibras celulósicas e Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 85 maior contato com as bactérias. Esses bocados são, então, reingeridos, passando para o folhoso, onde o excesso de água é reabsorvido. No coagulador, entram em contato com enzimas digestivas e, finalmente, passam para o intestino delgado. Nos invertebrados, como os cupins, a digestão de celulose é feita por protozoários que vivem no intestino. Problemas da digestão A Indigestão é uma perturbação das funções digestivas. É muito difícil encontrar uma pessoa que alguma vez não teve indigestão, sendo que para a maioria das pessoas não passa de um incômodo passageiro. No entanto, para algumas pessoas os sintomas da indigestão podem ser tão severos que interferem na atividade diária, prejudicando a qualidade de vida.8 Na indigestão breve, podemos nos sentir estufados depois de uma refeição opulenta, daí sentirmos certo alívio depois de eliminarmosalguns "arrotos". Uma parte do ar arrotado provém do próprio ar engolido e uma outra parte, significativa, resulta das reações químicas nos estômago e também da ingestão de bebidas gaseificadas. Uma indigestão mais persistente pode ocasionar graves problemas de saúde que estão ligados à produção excessiva de ácido pelo estômago. Assim, se "a válvula" que separa o esôfago do estômago estiver com problema, o suco produzido pelo estômago pode subir para o esôfago, provocando sensação de "queimação", que pode se irradiar até a garganta. À noite, esse fato costuma ser um problema, pois prejudica o descanso. O refluxo constante de ácido e pepsina no esôfago pode provocar uma inflamação conhecida como esofagite. Além disso, a indigestão mais persistente pode ocasionar uma doença muito disseminada na população, a úlcera. Úlcera As úlceras são rupturas na superfície de um órgão ou tecido inflamado ou não. Normalmente, aparecem na parede do estômago, é a doença mais comum do aparelho digestivo. Desenvolve-se em forma de uma cratera esbranquiçada com uma orla avermelhada e áspera. Podem ser rasas ou profundas, do tamanho de uma moeda. Pode ser provocada pelo desequilíbrio entre a ação do ácido e a proteção da mucosa que reveste o órgão. Seu sintoma mais comum é a dor que aparece aproximadamente de uma a três horas depois das refeições, todos os dias e no mesmo horário. Esta dor pode sumir, mas isso não quer dizer que esta cicatrizou, pois a qualquer momento a dor volta sob forma intensa. A úlcera pode ser descoberta através de exames de raios-X, endoscopia ou gastroscopia. Pode ainda combinar a biópsia ao exame de gastroscopia para verificar a presença ou não de câncer estomacal. A alimentação de uma pessoa ulcerosa deve ser feita em três pequenas refeições seguidas de refeições leves nos intervalos e antiácidos evitando sempre os alimentos que estimulam a produção de ácido. O tratamento é feito com antiácidos, antibióticos e com reeducação alimentar. O repouso é um fator importante no tratamento, pois evita o estresse, o cansaço, as tensões e ajuda o estômago a não empurrar os vasos sanguíneos. Em casos graves, a cirurgia é necessária. Entre metade e um terço da população mundial é portadora da bactéria Helicobacter pylory, uma bactéria lenta que infecta alguns estômagos e pode provocar úlceras e câncer neste local. Respiração 9Todos os organismos precisam de energia para viver. O fato de ser obtida, em geral, pela energia de oxidação de moléculas orgânicas, torna o oxigênio tão importante quanto os alimentos para a manutenção da vida da maioria das espécies. Os protozoários, os vermes intestinais e certos fundos e bactérias, podem viver em condições anaeróbicas, porque obtêm energia através da fermentação. Em seres aeróbios muito pequenos, aquáticos ou de ambiente úmido, o oxigênio pode ser tomado por difusão, através da superfície do corpo em quantidades suficientes; na maioria dos organismos, porém, são necessários órgãos respiratórios especiais para as trocas gasosas. Existe uma diferença com relação a disponibilidade de gases para os seres vivos, quando comparamos o ambiente terrestre com o aquático. A atmosfera seca contém, aproximadamente, 21% de O2, 79% de 8 http://www.sobiologia.com.br/ 9 Uzunian, A.; Pinseta, D.; Sasson, S. 2002 LTDA, p.105 Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 86 N2 e 0,03% de CO2. O O2 é um gás muito pouco solúvel em água: apenas 1% à temperatura de 0°C, o que o caracteriza como o principal fator limitante da respiração em meio aquático. Os animais sofreram mudanças adaptativas para a conquista do meio ambiente. Ao entrar em contato direto como o ar atmosférico, puderam dispor de concentração mais alta e constante de oxigênio, num ambiente em que sua difusão é mais rápida do que na água. O N2 é pouco solúvel que o O2. Embora não tenha papel biológico na respiração propriamente dita, difunde-se, como qualquer gás, para o sangue, e pode, em algumas ocasiões, causar problemas. Da mesma maneira que, ao abrirmos uma garrafa de refrigerante, surgem bolhas, resultantes da diminuição de pressão, também pode apresentar bolhas no sangue uma pessoa exposta a uma brusca redução de pressão. Tais bolhas bloqueiam os capilares sanguíneos (embolia), ocasionando o “mal da descompressão”. Órgãos respiratórios Muitos organismos não têm órgãos especializados para realizar as trocas gasosas. Diante disso as trocas são realizadas por difusão, através da superfície do corpo. É o caso de pequenos seres que vivem na água ou em ambientes úmidos, como os protozoários, as esponjas, os celenterados e os vermes (planaria, lombriga e minhoca). Para os animais de maior tamanho, ou mais ativos, a difusão não é suficiente para fornecer a quantidade de oxigênio necessária para manutenção de suas atividades. Nesse caso, os organismos utilizam órgãos respiratórios que resultam geralmente de dobramentos em imaginações ou expansões externas do revestimento do corpo, aumentando deste modo, a superfície disponível para as trocas gasosas. Existem três tipos de órgãos respiratórios especializados: as brânquias, as traqueias e os pulmões. A pele permeável de certos animais pluricelulares também pode ser considerada um quarto órgãos respiratório (respiração cutânea). -Respiração tegumentar (cutânea) Também chamada de respiração cutânea, é aquela que ocorre através da pele do animal. Logo, neste tipo, as trocas gasosas acontecem na superfície do corpo. Como a presença de oxigênio é maior no meio externo do que no interior do corpo do animal, este gás entra no corpo através da pele. Quando a concentração do gás carbono é maior no interior do animal do que no meio externo, então este gás sai através da pele. -Respiração branquial As brânquias são órgãos que apresentam pregas e possuem inúmeros filamentos permeáveis aos gases, que adaptam os animais para as trocas gasosas em meio aquático. Em alguns casos, como nos tatuzinhos-de-jardim, as brânquias são dotadas de adaptações que as permitem realizar respiração aérea. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 87 As brânquias estão recobertas por um opérculo, como nos peixes ósseos, ou protegidas numa câmara branquial, como nos caranguejos. Nos peixes ósseos, a agua entra pela boca, passa pelas brânquias e sai pelo orifício opercular. A direção do fluxo é sempre a mesma: a água flui sobre os filamentos branquiais e o sangue fui em sentido oposto, no interior dos filamentos, permitindo desse modo, melhor oxigenação (mecanismo contracorrente). -Respiração traqueal Alguns organismos evoluíram com o desenvolvimento de órgãos que os possibilitaram realizar a respiração aérea. Diversos artrópodos terrestres, tais como insetos, quilópodos, diplópodos, alguns carrapatos e algumas aranhas, respiram por meio de traqueias. As traqueias dos insetos são finíssimos túbulos condutores. Originam-se de minúsculos orifícios, os espiráculos, localizados nas regiões laterais do tórax e abdômen e terminam nas células. As contrações da musculatura corporal funcionam como fole, bombeando e expulsando ar dos túbulos. Dessa forma o ar entra com oxigênio e sai com gás carbônico. As traqueias estão diretamente em contato com os tecidos. Isso quer dizer que, nos insetos, o sistema respiratório funciona independentemente do sistema circulatório. -Respiração pulmonar As trocas gasosas mais eficientes se fazem por meio dos pulmões. Não e de se surpreender, portanto, que os animais de sangue quente 9 aves e mamíferos), cujas taxas metabólicas e demandas de oxigênio são muito altas, tenham desenvolvido os tipos de pulmão mais eficientes. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 88 Respiram por pulmões os anfíbios adultos, os répteis, as aves e os mamíferos.Os anfíbios apresentam o tipo mais primitivo de pulmão. Já os répteis têm, em relação aos anfíbios, superfície pulmonar aumentada e melhor vascularizada. Sistema respiratório humano 10O sistema respiratório humano é constituído por um par de pulmões e por vários órgãos que conduzem o ar para dentro e para fora das cavidades pulmonares. Esses órgãos são as fossas nasais, a boca, a faringe, a laringe, a traqueia, os brônquios, os bronquíolos e os alvéolos, os três últimos localizados nos pulmões. Fossas nasais As fossas nasais são duas cavidades paralelas que começam nas narinas e terminam na faringe. Elas são separadas uma da outra por uma parede cartilaginosa denominada septo nasal. Em seu interior possuem um revestimento dotado de células produtoras de muco e células ciliadas, também presentes nas porções inferiores das vias aéreas, como traqueia, brônquios e porção inicial dos bronquíolos. No teto das fossas nasais existem células sensoriais, responsáveis pelo sentido do olfato. Têm as funções de filtrar, umedecer e aquecer o ar. Faringe A faringe é um canal comum aos sistemas digestório e respiratório e comunica-se com a boca e com as fossas nasais. O ar inspirado pelas narinas ou pela boca passa necessariamente pela faringe, antes de atingir a laringe. Laringe A laringe é um tubo sustentado por peças de cartilagem articuladas, situado na parte superior do pescoço, em continuação à faringe. A entrada da laringe chama-se glote. Acima dela existe uma espécie de “lingueta” de cartilagem denominada epiglote, que funciona como válvula. Quando nos alimentamos, a laringe sobe e sua entrada é fechada pela epiglote. Isso impede que o alimento ingerido penetre nas vias respiratórias. O epitélio que reveste a laringe apresenta pregas, as cordas vocais, capazes de produzir sons durante a passagem de ar. Traqueia Consiste em um tubo de aproximadamente 1,5 cm de diâmetro por 10-12 centímetros de comprimento, cujas paredes são reforçadas por anéis cartilaginosos. Bifurca-se na sua região inferior, originando os 10 10 http://www.afh.bio.br Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 89 brônquios, que penetram nos pulmões. Seu epitélio de revestimento muco-ciliar adere partículas de poeira e bactérias presentes em suspensão no ar inalado, que são posteriormente varridas para fora (graças ao movimento dos cílios) e engolidas ou expelidas. Pulmões Os pulmões humanos são órgãos esponjosos, com aproximadamente 25 cm de comprimento, sendo envolvidos por uma membrana serosa denominada pleura. Nos pulmões os brônquios ramificam-se profusamente, dando origem a tubos cada vez mais finos, os bronquíolos. O conjunto altamente ramificado de bronquíolos é a árvore brônquica ou árvore respiratória. Cada bronquíolo termina em pequenas bolsas formadas por células epiteliais achatadas (tecido epitelial pavimentoso) recobertas por capilares sanguíneos, denominadas alvéolos pulmonares. O diafragma serve como base de cada pulmão. Este fino músculo que separa o tórax do abdômen (presente apenas em mamíferos) promovendo, juntamente com os músculos intercostais, os movimentos respiratórios. Localizado logo acima do estômago, o nervo frênico controla os movimentos do diafragma (ver controle da respiração) Mecânica da respiração do homem Os pulmões ocupam a maior parte da cavidade torácica. Neles ocorre o processos de renovação do ar conhecido como mecânica da respiração. Na inspiração, os músculos da caixa toráxica (diafragma e músculos intercostais) se contrai e se achata; o tórax se expande, a pressão interna diminui em relação a atmosférica, e o ar entra. Na expiração, todos os músculos relaxam, voltando a posição inicial, a pressão interna na da caixa torácica aumenta, e o ar é expelido. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 90 Regulação dos movimentos respiratórios no homem O centro nervoso, que controla os músculos do tórax e o diafragma, localiza-se numa parte do sistema nervoso central denominado bulbo. É curioso notar que a regulação dos movimentos respiratórios pelo bulbo depende primariamente do acúmulo do CO2, uma vez que este ao se acumular no sangue, combina- se com a o H2O, produzindo o ácido carbônico, que se dissocia em H+ e HCO3-.O aumento da concentração de H+ (acidose) estimula o bulbo a aumentar a frequência dos movimentos respiratórios. Por outro lado, a queda da concentração do CO2, reduz a concentração de H+, provocando a diminuição do ritmo respiratório. Adaptações respiratórias No mundo animal há casos de adaptações ás trocas gasosas. Em uma grande quantidade de peixes ósseos, existe um órgãos especial chamado vesícula gasosa ou bexiga natatória que auxilia a flutuação. Nos chamados peixes pulmonados, como a piramboia da Bacia Amazônica, essa bexiga é ricamente vascularizada, ligada a faringe, e funciona como um pulmão, retirando ar da atmosfera e auxiliando ou substituindo as brânquias nas trocas de gases, quando há escassez de oxigênio no meio aquático. Os anfíbios utilizam mais de um sistema respiratório. Quando em fase larval (girino), ainda vive dentro d`agua, respirando por meio de brânquias. Passando por uma metamorfose, as brânquias desaparecem, e se formam os pulmões na fase adulta. Entretanto, uma eficiente troca gasosa também se faz através da pele, que e mantida sempre úmida para facilitar a difusão dos gases. Entre os músculos, há uma classe com representantes adaptados ao meio terrestre: são os gastrópodes ou univalvos (lesmas e caracóis). Um dos motivos que permitiu essa adaptação, foi a transformação da cavidade de seu manto numa espécie de pulmão chamado de saco pulmonar. Nos aracnídeos (aranhas e escorpiões) também encontramos tipos especiais de pulmões) Sistema de transporte Tanto as células animais, quanto as vegetais, precisam receber e eliminar substâncias inúteis. Em organismos de grande porte, em que as células estão distantes das áreas de absorção de matérias, desenvolveram-se os sistemas de transporte que estabelecem comunicação entre todas as células dos organismos. Em organismos unicelulares, como os protozoários, o material absorvido se difunde por toda a célula através da corrente citoplasmática. Já em organismos pluricelulares, de organização muito simples, não existe, ainda, um sistema de transporte especializado, e assim, a distribuição é feita por difusão, como é o caso das esponjas. Os celenterados (hidras) e os platelmintos (planária) já apresentam uma cavidade digestiva ramificada, que, além da digestão, se encarrega da distribuição de alimentos por todo o corpo. Nos organismos mais complexos, os nutrientes e as substâncias inúteis são transportados por meio de líquidos que circulam pelo organismo. Existe, então, um verdadeiro sistema circulatório, no qual o sangue se movimenta. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 91 Tipos de sistemas circulatório Os animais apresentam dois tipos de sistemas circulatórios: abertos (lacunar) ou fechados. No primeiro caso, o líquido bombeado pelo coração periodicamente abandona os vasos e cai em lacunas ou hemocelas- hemocélios corporais. Nessas cavidades, as trocas de substâncias entre o líquido e as células são lentas. Vagarosamente, o líquido retorna para o coração, que novamente o bombeias para os tecidos. Esse sistema é encontrado entre os artrópodes e na maioria dos moluscos. A lentidão de transporte de materiais é fator limitante ao tamanho dos animais. Além disso, por se tratar de um sistema aberto, a pressão não é grande, suficiente apenas para o sangue alcançar pequenas distâncias. Nos sistemas circulatórios fechados, apresentados por todos os anelídeos, alguns moluscos (cefalópodes) e por todos os vertebrados, o sangue nunca abandona os vasos, que se ramificamaté atingir o diâmetro capilar. No lugar das lacunas corporais, existe uma grande rede de vasos de paredes finas, os capilares, pelos quais ocorrem troca de substâncias entre o sangue e os tecidos. Nesse tipo de sistemas, o líquido circulante fica constantemente em movimento, a circulação é rápida. A pressão desenvolvida pela bomba cardíaca é elevada e o sangue pode alcançar grandes distâncias. O tamanho dos animais pode ser maior. 11Circulação nos vertebrados O sistema circulatório de qualquer vertebrado e formado por: coração, vasos sanguíneos (artérias, veias e capilares) e, ainda, de vasos e gânglios linfáticos O coração é um órgãos musculoso que recebe sangue das veias e o impulsiona através das artérias. O coração mais simples é o dos peixes, que apresenta duas câmaras, um átrio e um ventrículo. O sangue venoso (rico em CO2) entra no átrio, em seguida, segue para o ventrículo, que o impulsiona em direção as brânquias, onde se transforma em sangue arterial (rico em O2). De lá, se distribui por todo o corpo, sem retornar ao coração. Portanto, pelo coração só passa sangue venoso. A circulação é simples porque, o sangue passa apenas uma vez pelo coração para dar a volta completa no organismo. 11 Uzunian, A.; Pinseta, D.; Sasson, S. 2002 p.105 Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 92 Nos anfíbios e na maioria dos répteis, o coração apresenta três cavidades: dois átrios e um ventrículo, no qual o sangue arterial e venoso se misturam (circulação incompleta). Nesses organismos a circulação é dupla, pois há uma pequena circulação (pulmonar) que percorre o coração e os pulmões, e uma grande circulação que faz o trajeto entre o coração e as demais partes do corpo. O coração dos répteis possui três cavidades, sendo dois átrios e um ventrículo parcialmente dividido. O sangue venoso vindo dos tecidos do corpo chega ao átrio direito do coração através da veia cava. O sangue arterial vindo dos pulmões chega ao átrio esquerdo do coração através de duas veias pulmonares, uma para cada pulmão. Dos átrios, o sangue venoso e arterial vão para o ventrículo onde são parcialmente misturados. O sangue venoso é bombeado no ventrículo, indo para os pulmões para serem oxigenados, através da artéria pulmonar; o sangue arterial é bombeado para os tecidos do corpo, através de dois troncos aórticos, que depois se unem em uma artéria aorta. Os répteis crocodilianos, ao contrário dos outros répteis, apresentam dois ventrículos, mesmo assim há mistura de sangue arterial e venoso no coração, só que em menor quantidade em relação aos outros répteis. Nas aves e mamíferos, o coração apresentam quatro cavidades: dois átrios e dois ventrículos (cujas paredes não são igualmente musculadas), sem possibilidade de mistura de sangue arterial e venoso. Funcionamento do Sistema Circulatório nos mamíferos O principal órgão desse sistema é o coração, que bombeia o sangue, de forma que ele possa chegar até as extremidades do corpo e voltar para o coração. O sangue, material transportado pelo sistema circulatório, sai do coração carregado de oxigênio, passa pelas artérias, veias e capilares, pelo pulmão e então retorna para o coração. O tempo médio para que o sangue complete um ciclo completo de circulação é de um minuto. Os canais usados pelo sangue para circular são chamados de vasos sanguíneos. São divididos nas artérias, veias e os capilares. As artérias são os canais usados pelo sangue quando ele sai do coração em direção ao corpo, sendo mais grossas que os outros dois tipos de canais. As veias são canais menores, mas tão fortes quanto as artérias. Recebem o sangue vindo dos capilares (vasos menores que Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 93 as veias e que servem para a transição de sangue entre as artérias e as veias) e levam o sangue em direção ao coração, para serem encaminhadas para o pulmão. A segunda passagem do sangue pelo coração é para ser encaminhada para outro tipo de circulação: a circulação pulmonar. Nessa circulação, o sangue já está sem oxigênio, pois percorreu o corpo todo e já distribuiu esse oxigênio, assim como os nutrientes, para as células e tecidos do corpo. Quando chega ao pulmão, o sangue é oxigenado e então volta ao coração pela segunda vez, terminando o ciclo do sangue. Agora ele será novamente bombeado pelo corpo, levando oxigênio às células. O material que o corpo precisa eliminar também tem a contribuição do sistema circulatório para fazê- lo. Esses materiais, chamados de excretas, passam pelo sistema circulatório para que sejam levados aos órgãos responsáveis para retirá-los do corpo. Exemplo de excretas são ureia ou CO2. - Circulação Pulmonar: Nesse tipo de circulação, o sangue rico em gás carbônico sai, é oxigenado e volta ao coração. - Circulação Sistêmica: O sangue sai do coração para o corpo onde irriga os tecidos. Nestes há trocas gasosas e o sangue rico em gás carbônico volta para o coração. A Pequena Circulação ou Circulação Pulmonar é o caminho que o sangue percorre do coração aos pulmões, e dos pulmões ao coração. Assim, o sangue venoso é bombeado do ventrículo direito para a artéria pulmonar que se ramifica de maneira que uma segue para o pulmão direito e outra para o pulmão esquerdo. Já nos pulmões, o sangue presente nos capilares dos alvéolos libera o gás carbônico e absorve o gás oxigênio. Por fim, o sangue arterial (oxigenado) é levado dos pulmões ao coração, através das veias pulmonares, que se conectam no átrio esquerdo. A Grande Circulação ou Circulação Sistêmica é o caminho do sangue que sai do coração até as demais células do corpo, e vice-versa. No coração, o sangue arterial, vindo dos pulmões, é bombeado do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo e deste para a artéria aorta responsável por transportar esse sangue para os diversos tecidos do corpo. Assim, quando esse sangue oxigenado chega aos tecidos, os vasos capilares refazem as trocas dos gases: absorvem o gás oxigênio e liberam o gás carbônico, tornando o sangue venoso. Por fim,o sangue venoso faz o caminho de volta ao coração e chega ao átrio direito pelas veias cavas superiores e inferiores, completando o sistema circulatório. Componentes do Sistema Circulatório Sangue O sangue é um tecido conjuntivo líquido altamente especializado, produzido na medula óssea vermelha, que flui pelas veias, artérias e capilares sanguíneos dos animais vertebrados e invertebrados. O sangue é um dos três componentes do sistema circulatório, os outros dois, são o coração e os vasos sanguíneos. O sangue é formado por alguns tipos de células (parte figurada) destruídas em um meio liquido chamado de plasma. Os constituintes celulares são os glóbulos vermelhos (eritrócitos ou hemácias), os glóbulos brancos (leucócitos) e as plaquetas (trombócitos). O plasma compõe-se principalmente de água com diversas substâncias dissolvidas, que são transportadas através do corpo. -Hemácias Continuamente produzidas pela medula vermelha (tecida hematopoiético) dos ossos longos; são armazenadas no baço, destruídas no fígado e na medula óssea. Tem duração média de 120 dias. Na fase embrionária, são produzidos pelo fígado. Contêm hemoglobina, pigmento vermelho que tem função de se combinar e transportar oxigênio. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 94 -Leucócitos Continuamente produzidos pela medula óssea, baço e gânglios linfáticos, apresentam grande variedade quanto ao núcleo, reação a corantes etc. Os mais frequentes são os neutrófilos (70%), que podem abandonar os capilares por meio dos pseudópodes (diapedese), para defender o organismo contra os agentes estranhos, como fungos e bactérias. Os linfócitos, segundo tipo mais frequente de leucócitos, atuam na defesa do corpo pela produção de anticorpos. PlaquetasProduzidas pela medula óssea, têm um papel importante na coagulação do sangue. Coração O coração é um órgão muscular do sistema circulatório, que se localiza na caixa torácica entre os pulmões e funciona como uma bomba dupla de modo que o lado esquerdo bombeia o sangue arterial para diversas partes do corpo, enquanto o lado direito bombeia o sangue venoso para os pulmões. O coração funciona impulsionando o sangue por meio de dois movimentos: contração, denominado sístoles e relaxamento, denominado diástoles. Estrutura do Coração - Pericárdio: membrana que reveste o exterior do coração. - Endocárdio: membrana que reveste o interior do coração. - Miocárdio: músculo situado entre o pericárdio e o endocárdio, responsável pelas contrações do coração. - Átrios: cavidades superiores por onde o sangue chega ao coração. - Ventrículos: cavidades inferiores por onde o sangue sai do coração. - Válvula Tricúspide: impede o refluxo de sangue do átrio direito para o ventrículo direito. - Válvula Mitral: impede o refluxo de sangue do átrio esquerdo para o ventrículo esquerdo. Os batimentos cardíacos A contração do coração é chamada sístole e o relaxamento diástole. Diástole Sístole Os batimentos cardíacos tem origem num impulso rítmico que partem de um grupo de células especializadas da própria parede muscular do coração, chamado de nódulo sino-atrial, que funciona como um marca-passo. Entretanto, o ritmo das pulsações é controlado pelo sistema nervoso autônomo, através de um nervo inibidor que libera acetilcolina, e de um acelerador, que libera adrenalina. Vasos Sanguíneos Os vasos sanguíneos são tubos do sistema circulatório, distribuídos por todo o corpo, por onde circula o sangue. São formados por uma rede de artérias e veias que se ramificam formado os capilares. Leia mais sobre os tipos de vasos sanguíneos em Sistema Cardiovascular. Artérias As artérias são vasos do sistema circulatório, que saem do coração e transportam o sangue para outras partes do corpo. A parede da artéria é espessa formada de tecido muscular elástico, que suporta a pressão do sangue. O sangue venoso, rico em gás carbônico, é bombeado do coração para os pulmões através das artérias pulmonares enquanto o sangue arterial, rico em gás oxigênio, é bombeado do Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 95 coração para os tecidos do corpo, através da artéria aorta. As artérias se ramificam pelo corpo, ficam mais finas, formam as arteríolas, que se ramificam ainda mais, originando os capilares. Veias As veias são vasos do sistema circulatório, que transportam o sangue de volta dos tecidos do corpo para o coração. Suas paredes são mais finas que as artérias. A maior parte das veias transporta o sangue venoso, ou seja, rico em gás carbônico. Contudo, as veias pulmonares transportam o sangue arterial, oxigenado, dos pulmões para o coração. Capilares Os capilares são ramificações microscópicas de artérias e veias do sistema circulatório. Suas paredes apresentam apenas uma camada de células, que permitem a troca de substâncias entre o sangue e as células. Os capilares se ligam às veias, levando o sangue de volta para o coração. Pelo corpo de uma pessoa adulta circula, em média, seis litros de sangue, numa ampla rede de vasos sanguíneos, bombeados pelo coração. Sistema linfático O sistema linfático está presente nos vertebrados tem a mesma função em todos eles. No homem, o sistema linfático está representado por um sistema de vasos revestidos por endotélio, que recolhe o liquido intercelular e o devolve ao sangue. O líquido, assim colhido e transportado, recebe o nome de linfa e, ao contrário do sangue, circula em apenas um sentido, isto é, da periferia em direção ao coração. A linfa equivale ao plasma filtrado através da parede capilar e desempenha papel importante na distribuição de material entre as células. De acordo com o calibre, os canais do sistema são chamados capilares (menor calibre), vasos e ductos linfáticos (maior calibre). O duto ou canal torácico desemboca na veia subclávia esquerda, e a grande veia linfática ou duto linfático direto desemboca na veia subclávica direita. A parede dos dutos linfáticos tem estrutura semelhante à das veias. No trajeto dos vasos linfáticos, encontram-se dilatações denominadas gânglios linfáticos ou linfonodos. Tais gânglios são constituídos de tecido conjuntivo hematopoiético linfoide. Por sua riqueza em macrófagos os linfonodos representam filtros para a linfa, fagocitando elementos estranhos. Neles, formam-se glóbulos brancos do tipo monócitos e, principalmente, linfócitos. Além disso, por sua riqueza em plasmócitos, representam locais de formação de anticorpos. O líquidos intersticial ou líquidos intercelular é semelhante ao plasma sanguíneo, embora contenha bem menos proteínas. A pressão sanguínea faz com que o plasma sanguíneo atravesse a parede dos capilares, com exceção das proteínas de grande peso molecular, e passe para os espaços intercelulares. Esse plasma filtrado pelos capilares recebe o nome de liquido intercelulares ou intersticial e será utilizado como suprimento de substâncias as células. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 96 O liquido intercelular (intersticial) é mantido normalmente em equilíbrio entre o sangue e o fluido dos tecidos, uma vez que ele é continuamente reconduzido à corrente sanguínea pelo sistema de vasos linfáticos. O fluido, agora dentro dos vasos passa a ser chamado de linfa. Hipótese de Starling As proteínas plasmáticas desempenham um papel importante na transferência de liquido através da parede do capilar. O líquido pode sair da corrente sanguínea para o liquido intercelular e também pode passar dos espaços intercelulares para a corrente sanguínea. O sentido da passagens desses líquidos é determinado pela pressão sanguínea dos capilares e pela pressão osmótica das proteínas do plasma. Pressão sanguínea: em razão da sístole ventricular, o sangue é bombeado pelo sistema arterial sob alta pressão. Essa pressão decresce à medida que o sangue se distancia do coração, de tal modo que, ao passar das arteríolas para os capilares, atinge valores de 35 mmHg. Na saída dos capilares, o valor da pressão sanguínea é de apenas 15mmHg, em média. Desse modo, a pressão sanguínea média nos capilares é da ordem de 25 mmHg. Esta pressão é suficiente para fazer o líquido extravasar o plasma sanguíneo (sem a maior parte das proteínas) e chegar aos espaços intercelulares (interstício). Em virtude da maior concentração do plasma sanguíneo (apresenta proteínas) em relação ao liquido intercelular, há uma maior pressão osmótica no interior do vaso. Em consequência dessa diferença, tem- se movimento do liquido dos espaços intercelulares para o interior da parede capilar (semipermeável). A pressão osmótica das proteínas plasmática é da ordem de 25mmHg. Desse modo, observa-se um equilíbrio dinâmico do movimento do liquido entre o sangue dos capilares e do liquido intercelular dos tecido. A pressão sanguínea força o fluido para fora do capilar, de maneira decrescente, da terminação arterial para a terminação venosa. A pressão osmótica das proteínas força o fluido dos espaços intercelulares para o interior do capilar. Na terminação arterial sai mais fluido do que entra e, na terminação venosa, verifica-se o contrário. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 97 Excreção 12A constante atividade das células (metabolismo) gera um acúmulo de resíduos, que precisam ser eliminados constantemente. Os principais são: CO2, compostos nitrogenados derivados do metabolismo proteicos e excesso de água. Portanto, as célula remove o material residual e tóxico para manter constante e o seu meio interno. Isto é conseguido através do processode excreção. A excreção pode ocorrer por simples difusão, através das membranas das células para o meio, ou através de estruturas ou sistemas especiais, como rins, por exemplo. Os mecanismos de excreção, permitem, portanto, manter a constância do meio interno, por dois mecanismos principais: a eliminação de resíduos metabólicos e a manutenção do equilíbrios hidrosalino do organismo (osmorregulação). O termo excrementos não deve ser confundido com o termo excretas. O primeiro refere-se a restos de alimentares não digeridos, e corresponde às fezes. Excretas são produtos residuais, “lixo”, resultante do metabolismo celular. A urina, por exemplo, é um líquidos que contém muitos excretas como, por exemplo, a ureia Mecanismos excretores em unicelulares -Vacúolos contráteis Ocorre em organismos unicelulares, como protozoários de água doce, para eliminação do excesso de água que entra na célula. Nesses animais hipertônicos em relação ao meio externo, a água tende a entrar por osmose, e diante disso e eliminada através dessas estruturas que pulsam de forma rítmica. Mecanismos excretores em pluricelulares -Difusão simples Os organismos unicelulares mais simples podem excretar água e substâncias residuais através de toda superfície do corpo. As esponjas e os celenterados não apresentam órgãos especializados para a a excreção. Diante disso, os resíduos como o dióxido de carbono e a amônia (resíduo nitrogenado) são eliminados por difusão. O excesso de água e o material tóxico são eliminados por transporte ativo, que requer gasto de grande quantidade de energia. Os organismos pluricelulares mais complexos dispões de uma série de mecanismos elaborados que atuam como verdadeiros órgãos excretores, sendo estes: -Células flamas Nas planárias, vermes de água doce, a excreção se faz principalmente por difusão. Entretanto, elas apresentam também células especializadas, células flamas, ligadas a uma série de tubos por meio de poros. Cada célula flama apresentam flagelos cuja principal função é remover o excesso de água. 12 Uzunian, A.; Pinseta, D.; Sasson, S. 2002 p.105 Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 98 -Nefrídios Na minhoca, a excreção é um pouco mais complexa. A água e os demais resíduos são eliminados por um sistema especial chamado de nefrídios. Os nefrídios consiste em um par de túbulos (metanefrídios) em cada segmento do corpo. Na extremidade mais interna, cada nefrídio se abre diretamente na cavidade do corpo por meio de um funil ciliado, o nefróstoma. Na extremidade externa, o nefrídio termina num nefridióporo. Cada nefrídio é envolvido por uma rede de capilar, que absorve parte do líquido recolhido pelo nefróstoma. Túbulos de Malpighi Os insetos, maior classe de animais viventes, principalmente no meio terrestre, têm que resolver seus problemas de balanço hídrico, como por exemplo a perda de água. Para tal, apresentam órgãos especiais de excreção, chamados de túbulos de malpighi. Esses túbulos estão mergulhados na cavidade do corpo e se abrem na parte final do tubo digestivo. Do líquido circulante na cavidade do corpo, retiram os produtos de excreção (ácido úrico) que são eliminados através do intestino. A excreção nos vertebrados A excreção nos vertebrados se faz através de um sistema excretor formados por rins. Cada rim apresenta um ducto coletor, o ureter, a bexiga e a uretra. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 99 13O sistema excretor nos humanos O sistema excretor é formado por um conjunto de órgãos que filtram o sangue, produzem e excretam a urina - o principal líquido de excreção do organismo. É constituído por um par de rins, um par de ureteres, pela bexiga urinária e pela uretra. Os rins situam-se na parte dorsal do abdome, logo abaixo do diafragma, um de cada lado da coluna vertebral. Cada rim é formado de tecido conjuntivo, que sustenta e dá forma ao órgão, e por milhares ou milhões de unidades filtradoras, os néfrons, localizados na região renal. O néfron é uma longa estrutura tubular microscópica que possui, em uma das extremidades, uma expansão em forma de taça, denominada cápsula de Bowman, que se conecta com o túbulo contorcido proximal, que continua pela alça de Henle e pelo túbulo contorcido distal; este desemboca em um tubo coletor. São responsáveis pela filtração do sangue e remoção das excreções. Funcionamento dos rins O sangue chega ao rim através da artéria renal, que se ramifica muito no interior do órgão, originando grande número de arteríolas aferentes, onde cada uma ramifica-se no interior da cápsula de Bowman do néfron, formando um enovelado de capilares denominado glomérulo. O sangue arterial é conduzido sob alta pressão nos capilares do glomérulo. Essa pressão tem intensidade suficiente para que parte do plasma passe para a cápsula de Bowman, processo denominado filtração. Essas substâncias extravasadas para a cápsula de Bowman constituem o filtrado glomerular, que é semelhante, em composição química, ao plasma sanguíneo, com a diferença de que não possui proteínas, incapazes de atravessar os capilares glomerulares. O filtrado glomerular passa em seguida para o túbulo contorcido proximal. Nesse túbulo, ocorre reabsorção ativa de sódio. A saída desses íons provoca a remoção de cloro, fazendo com que a concentração do líquido dentro desse tubo fique menor (hipotônico) do que do plasma dos capilares que o envolvem. Com isso, quando o líquido percorre o ramo descendente da alça de Henle, há passagem de água por osmose do líquido tubular (hipotônico) para os capilares sanguíneos (hipertônicos) – ao que chamamos reabsorção. O ramo descendente percorre regiões do rim com gradientes crescentes de concentração. Consequentemente, ele perde ainda mais água para os tecidos, de forma que, na curvatura da alça de Henle, a concentração do líquido tubular é alta. Esse líquido muito concentrado passa então a percorrer o ramo ascendente da alça de Henle, que é formado por células impermeáveis à água e que estão adaptadas ao transporte ativo de sais. Nessa região, ocorre remoção ativa de sódio, ficando o líquido tubular hipotônico. Ao passar pelo túbulo contorcido distal, que é permeável à água, ocorre reabsorção por osmose para os capilares sanguíneos. Ao sair do néfron, a urina entra nos dutos coletores, onde ocorre a reabsorção final de água. Dessa forma, estima-se que em 24 horas são filtrados cerca de 180 litros de fluido do plasma; porém são formados apenas 1 a 2 litros de urina por dia. Além desses processos gerais descritos, ocorre, ao longo dos túbulos renais, reabsorção ativa de aminoácidos e glicose. Desse modo, no final do túbulo distal, essas substâncias já não são mais encontradas. 13 http://www.afh.bio.br/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 100 14 Regulação da função renal A regulação da função renal relaciona-se basicamente com a regulação da quantidade de líquidos do corpo. Havendo necessidade de reter água no interior do corpo, a urina fica mais concentrada, em função da maior reabsorção de água; havendo excesso de água no corpo, a urina fica menos concentrada, em função da menor reabsorção de água. O principal agente regulador do equilíbrio hídrico no corpo humano é o hormônio ADH (antidiurético), produzido no hipotálamo e armazenado na hipófise. A concentração do plasma sanguíneo é detectada por receptores osmóticos localizados no hipotálamo. Havendo aumento na concentração do plasma (pouca água), esses osmorreguladores estimulam a produção de ADH. Esse hormônio passa para o sangue, indo atuar sobre os túbulos distais e sobre os túbulos coletores do néfron, tornando as células desses tubos mais permeáveis à água. Dessa forma, ocorre maior reabsorção de águae a urina fica mais concentrada. Quando a concentração do plasma é baixa (muita água), há inibição da produção do ADH e, consequentemente, menor absorção de água nos túbulos distais e coletores, possibilitando a excreção do excesso de água, o que torna a urina mais diluída. Coordenação nervosa A coordenação nervosa refere-se ao controle de funções de um organismo, desempenhado pelo sistema nervoso. -A célula nervosa O sistema nervoso é constituído por elementos altamente diferenciados, as células nervosas, ou neurônios. Os neurônios podem variar em forma e tamanho. Todos tem em comum, entretanto, um corpo celular, os dendritos e o axônio. 14 LOPES, SÔNIA. Bio 2.São Paulo, Ed. Saraiva, 2002. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 101 Os dendritos e o axônio são prolongamentos do corpo celular. Os dendritos são, geralmente, expansões curtas e muito ramificadas (dendron= árvores). O axônio é geralmente longo e pouco ramificado. Há neurônio cujo axônio apresenta um envoltório chamado bainha de mielina. Esta bainha é formada por células especiais, as células de Schwann, que envolvem os axônio e os revestem com várias camadas de proteínas e lipídeos. A bainha funciona como isolante elétrico e permite condução mais rápida de impulso. Os corpos celulares dos neurônios se localizam no centros nervosos, como o cérebro, a medula e os gânglios; os nervos por exemplo, são formados por feixes de axônios. As células nervosas se comunicam umas com as outras através de seus prolongamentos: as terminações dos axônios com as ramificações dos dendritos, sendo este o sentido obedecido na propagação do impulso nervoso. Tipos de neurônios - Os neurônios sensitivos conduzem o impulso nervoso das células para o Sistema Nervoso Central. - Os neurônios motores conduzem o impulso nervoso do Sistema Nervoso Central para os músculos ou glândulas. - Os neurônios de associação encontram-se no Sistema Nervoso Central e servem de ligação entre os neurónios sensitivos e os motores que processam e coordenam a informação. Sinapse Como já explicado anteriormente, as sinapses são regiões de conexão química estabelecidas entre um neurônio e outro; entre um neurônio e uma fibra muscular ou entre um neurônio e uma célula glandular. O impulso nervoso Em um neurônio, os estímulos se propagam sempre no mesmo sentido: são recebidos pelos dendritos, seguem pelo corpo celular, percorrem o axônio e, da extremidade deste, são passados à célula seguinte (dendrito – corpo celular – axônio). O impulso nervoso que se propaga através do neurônio é de origem elétrica e resulta de alterações nas cargas elétricas das superfícies externa e interna da membrana celular. A membrana de um neurônio em repouso apresenta-se com carga elétrica positiva do lado externo (voltado para fora da célula) e negativa do lado interno (em contato com o citoplasma da célula). Quando essa membrana se encontra em tal situação, diz-se que está polarizada. Essa diferença de cargas elétricas é mantida pela bomba de sódio e potássio. Assim separadas, as cargas elétricas estabelecem uma energia elétrica potencial através da membrana: o potencial de membrana ou potencial de repouso (diferença entre as cargas elétricas através da membrana). f Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 102 Quando um estímulo químico, mecânico ou elétrico chega ao neurônio, pode ocorrera alteração da permeabilidade da membrana, permitindo grande entrada de sódio na célula e pequena saída de potássio dela. Com isso, ocorre uma inversão das cargas ao redor dessa membrana, que fica despolarizada gerando um potencial de ação. Essa despolarização propaga-se pelo neurônio caracterizando o impulso nervoso. Imediatamente após a passagem do impulso, a membrana sofre repolarização, recuperando seu estado de repouso, e a transmissão do impulso cessa. O estímulo que gera o impulso nervoso deve ser forte o suficiente, acima de determinado valor crítico, que varia entre os diferentes tipos de neurônios, para induzir a despolarização que transforma o potencial de repouso em potencial de ação. Esse é o estímulo limiar. Abaixo desse valor o estímulo só provoca alterações locais na membrana, que logo cessam e não desencadeiam o impulso nervoso. Qualquer estímulo acima do limiar gera o mesmo potencial de ação que é transmitido ao longo do neurônio. Assim, não existe variação de intensidade de um impulso nervoso em função do aumento do estímulo; o neurônio obedece à regra do “tudo ou nada”. Sistema nervoso dos vertebrados Nos vertebrados, o sistema nervoso está localizado na região dorsal e protegido pela caixa craniana e pela coluna vertebral. Compreende: encéfalo, medula e nervos. De um ponto de vista funcional o sistema nervoso humano está dividido em somático e autônomo. Sistema nervoso Somático A porção somática do sistema nervoso compreende todas as partes envolvidas no controle voluntário. Dos organismos. Compreende o sistema nervoso central, formado pelo encéfalo e pela medula nervosa, onde ocorrem a interpretação e a integração dos impulsos nervoso, e de onde partem ordens para todo o organismo. O sistema nervoso central é protegido por um sistemas de membranas, as meninges: pia- mater, em contato direto com os órgãos do sistema nervoso; dura-máter, sob os ossos do crânio e da coluna vertebral e aracnoide, que situa-se entre as duas anteriores. O sistema nervoso somático inclui, também, o sistema nervoso periférico, que compreende os nervos formados por prolongamentos de neurônios sensoriais e efetuadores, que conduzem, respectivamente, impulsos dos receptores sensoriais ao sistema nervoso central e, deste, de volta para as parte periféricas do corpo, onde estão os efetuadores de respostas. O encéfalo humano, como o de todos os vertebrados forma-se a partir de um dilatação do tubo neural, que se subdivide em três porções: anterior, posterior e médio. Num estágio posterior, a porção anterior do encéfalo se subdivide, constituindo o cérebro (grandemente expandido sob a forma de hemisférios cerebrais) e o diencéfalo (tálamo, hipotálamo e hipófise posterior). O cérebro é a sede de todas as ações voluntárias de que o animal é capaz de realizar. É notável o aumento da superfície cerebral obtido através dos dobramentos (circunvoluções), à medida que subimos a escala evolutivas dos vertebrados, revelando um aumento de áreas sensitivas e motoras em vertebrados superiores. O diencéfalo estabelece numerosas conexões com outras partes do encéfalo. O tálamo contém feixes ascendentes e descendentes que ligam o cérebro a medula. O hipotálamo engloba os centros que controlam o sono, vigília, fome, sede, osmorregulação, temperatura, instinto sexual, prazer e dor. A parte superior da hipófise, considerada a glândula mestra do sistema endócrino, é formada por uma projeção do diencéfalo, abaixo do hipotálamo. Ela armazena secreções produzidas por células neuro-secretoras. O encéfalo médio parece ser a parte menos importante do encéfalo dos mamíferos, equivalendo aos lobos ópticos dos vertebrados inferiores. O cerebelo é o órgão responsável pela coordenação das atividades dos músculos esqueléticos, do tato, visão e audição, em nível inconsciente, a partir de informações recebidas. Indivíduos com lesão no cerebelo exibem fraqueza e perda do tônus muscular, assim como movimentos descoordenados. Suas atividades estão relacionadas com o equilíbrio e postura corporal. O cerebelo trabalha em conexão com o córtex cerebral e o tronco encefálico. O bulbo, além de ser caminho para todos os feixes nervosos que ligam a medula espinhal ao cérebro, contêm centros de controle da respiração, deglutição salivação vômito e circulação. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 103 A medula espinhal é uma extensão doencéfalo, estendendo-se da base do crânio até logo abaixo das costelas. E uma haste de tecido cerebral, com um pequeno canal passando através de todo seu comprimento, que contém um líquido cefalorraquidiano, e colocação branca por fora e cinzento por dentro. É uma importante via de comunicação com os centros nervosos superiores, contendo inúmeros feixes ascendentes e descendentes. Além disso, atua como centro de coordenação autônoma, que controlam algumas ações reflexas. Sistema nervoso autônomo O sistema nervoso autônomo este sistema funciona de forma autónoma, controlando a função involuntária de diversos órgãos, já que a maior parte da sua atividade não chega ao córtex O sistema nervoso autónomo divide-se em sistema nervoso simpático e sistema nervoso parassimpático. Estes trabalham de forma contrária, podendo-se afirmar que o sistema parassimpático restaura os níveis de equilíbrio alterados pelo simpático. A função do sistema nervoso simpático (SNS)é a de preparar o corpo para uma emergência, de responder a um estímulo do ambiente quando o organismo se encontra ameaçado, excitando e ativando os órgãos necessários às respostas. Já o sistema nervoso parassimpático (SNP) visa reorganizar as atividades desencadeadas pelo SNA Simpático, relaxando as atividades. Relaciona-se diretamente com a capacidade de regulação do organismo face às condições ambientais em que se encontra – homeostasia, capacidade está garantida pelo hipotálamo. Dando um exemplo: se o SNA simpático faz com que o ritmo cardíaco acelere, a função do SNA parassimpático é estabilizar esse ritmo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 104 As fibras nervosas do sistema nervoso autônomo fazem sinapse num gânglio antes de atingirem o órgão alvo, sendo assim chamadas de fibras pré-ganglionares e fibras pós-ganglionares. As fibras pré- ganglionares do sistema nervoso autônomo (simpáticas e parassimpáticas) liberam o neurotransmissor acetilcolina no gânglio autonômico e são chamadas de fibras colinérgicas. As fibras pós-ganglionares parassimpáticas são também colinérgicas, mas as fibras pós-ganglionares simpáticas podem ser tanto colinérgicas como adrenérgicas (liberam noradrenalina ou adrenalina). A maioria da fibras pós- ganglionares simpáticas, sem dúvidas, são do tipo adrenérgicas. Sistema sensorial O Sistema sensorial consiste nos receptores sensoriais, nos neurônios aferentes, e nas partes do cérebro envolvidas no processamento da informação. Os sentidos são os meios através dos quais os seres vivos percebem e reconhecem outros organismos e as características do meio ambiente em que se encontram -- em outras palavras, são as traduções do mundo físico para a mente. Os mais conhecidos são cinco: a visão, a audição, o tato, o paladar e o olfato, mas é consenso na comunidade científica que os seres humanos possuem muito mais. Todo animal tem a capacidade de perceber estímulos provenientes do ambiente externo e interno. Esses estímulos são captados através de células altamente especializadas, chamadas de células sensoriais; ou através de simples terminações nervosas dos neurônios. Essas células ou terminações nervosas podem ser encontradas espalhadas pelo corpo e nos órgãos dos sentidos (olfato, paladar, tato, visão e audição), formando o sistema sensorial. Embora cada órgão do sentido apresente um tipo de célula sensorial diferente, elas funcionam de maneira muito semelhante. Ao serem estimuladas, ocorre uma alteração na permeabilidade da membrana plasmática da célula sensorial, gerando impulsos nervosos que chegam até o sistema nervoso central, onde serão interpretados. Esses impulsos nervosos gerados pelas células sensoriais (através de uma luz que atinge os olhos ou de um odor que chega às narinas) são muito semelhantes. Somente quando chegam às áreas do cérebro responsáveis, nesse caso, pela visão e pelo olfato, é que os impulsos serão interpretados como sensações visuais e olfativas. Dessa forma, quem na verdade vê e cheira não são os olhos e o nariz, e sim o cérebro. As células sensoriais que podem captar os estímulos do ambiente são chamadas de exteroceptores e estão distribuídas na superfície externa do corpo, podendo ser encontradas nos órgãos responsáveis pelo paladar, olfato, audição e visão. O quimioceptor é um tipo de exteroceptor responsável pelo paladar e pelo olfato. Ele é estimulado quando moléculas de substâncias específicas se encaixam em proteínas receptoras presentes na membrana da célula, num processo chamado de chave-fechadura. Existem células sensoriais chamadas de propioceptores e interoceptores que são especializadas na captação de estímulos internos do corpo. Os proprioceptores são encontrados nos músculos, tendões, juntas, cápsulas articulares e órgãos internos e têm a função de informar o sistema nervoso sobre a posição dos membros do corpo em relação ao restante do corpo. Os interoceptores estão localizados nas vísceras e vasos e têm a função de perceber as condições internas do organismo, permitindo-nos sentir sede, fome, náuseas, prazer sexual, etc., além de informar sobre as pressões de CO2 e O2 e pressão arterial. A nossa pele é responsável pelo tato e nela podemos encontrar os corpúsculos de Pacini, um mecanoceptor que capta estímulos mecânicos, transmitindo-os ao sistema nervoso central. Em nossa língua estão as papilas gustativas, que são as responsáveis pelo nosso paladar. Nela podemos encontrar quimioceptores que detectam a presença de substâncias químicas. Há papilas gustativas especializadas na percepção dos quatro sabores (azedo, salgado, doce e amargo). O olfato também tem papel importante na percepção dos sabores. Nossas narinas são as responsáveis pelo sentido do olfato. Nelas está o epitélio olfativo, um tecido especializado onde encontramos milhares de células olfativas, que possuem pelos que captam moléculas dissolvidas no ar que respiramos. Os ouvidos são os órgãos responsáveis pela audição e pelo equilíbrio. Nele encontramos mecanoceptores que captam estímulos mecânicos retransmitindo-os ao sistema nervoso central. Já nos olhos encontramos células sensoriais que são estimuladas pela luminosidade, chamadas de fotoceptores, responsáveis pelo sentido da visão. Essas células são encontradas na retina e podem ser do tipo cone ou bastonete. Os bastonetes são muito sensíveis a variações na luminosidade, mas não distinguem cores, enquanto que os cones as distinguem. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 105 Tipos de sistema nervosos nos invertebrados Com relação aos unicelulares não se pode falar propriamente, em sistema nervoso. Alguns protozoários ciliados, como o paramécios, por exemplo, apresentam neurofibrilas, que coordenam os batimentos ciliares. Se essas fibrilas forem seccionadas, o animal passa a se mover de modo irregular Em relação aos pluricelulares, o grupo acreditado como o primeiro a possuir um sistema nervoso é o filo dos Cnidários (corais, anêmonas, hidras e medusas). Os Poríferos (esponjas) - mais primitivos - não possuem sistema nervoso. Nos Cnidários, há uma rede desordenada de neurônios. E, se um pulso nervoso é desencadeado em um deles, é transmitido a todas as células que com ele se comunicam através de sinapses, e destas a outras, resultando em respostas pouco elaboradas - como os movimentos de “pulsação” em uma água viva quando está nadando. Trata-se do mais primitivo tipo de sistema nervoso, denominado Sistema Nervoso Difuso. É nos platelmintos (vermes achatados) que se pode falar, pela primeira vez; em sistema nervoso central. Numa planária, por exemplo, é possível observar que existe uma aglomeração de massas ganglionares (gânglios cerebroides) na região da cabeça. De lá partem dois cordões nervosos ventrais, bilateralmente dispostos, ligados por inúmeras conexões nervosas. Nos anelídeos e artrópodes, o sistema nervoso é mais complexo, sendo constituídospor massas ganglionares dorsais, de onde parte um anel nervoso que circunda o tubo digestivo e se estende ao longo da região ventral sob a forma de um cordão ganglionar. Sistema Endócrino O Sistema Endócrino é o conjunto de glândulas responsáveis pela produção dos hormônios que são lançados no sangue e percorrem o corpo até chegar aos órgãos-alvo sobre os quais atuam. Junto com o sistema nervoso, o sistema endócrino coordena todas as funções do nosso corpo. O hipotálamo grupo de células nervosas localizadas na base do encéfalo, faz a integração entre esses dois sistemas. Controle hormonal Hormônios são substâncias produzidas por glândulas especiais, chamadas endócrinas. Eles são liberados dessas glândulas diretamente nos líquidos corporais-sangue e linfa- e atuam em células-alvo geralmente distantes do seu local de produção. Uma vez recebidos pelo alvo, os hormônios desencadeiam uma série de reações químicas, exercendo ação de controle do metabolismo das células; seu efeito pode ser imediato ou levar vários dias para aparecer, persistindo por meses ou até anos, dependendo do hormônio. Ao contrário das glândulas endócrinas, as glândulas exócrinas não produzem hormônios e liberam suas secreções por dutos ou canais, como é o caso das glândulas lacrimais, sudoríparas e salivares. Existe glândula mista, representada pelo pâncreas, que apresenta uma porção endócrinas que secreta hormônios e uma porção exócrina, que secreta suco pancreático no duodeno através do duto pancreático. Além das glândulas endócrinas, existem órgãos que também secretam hormônios, como é o caso do coração, do estômago, do intestino delgado e dos rins. Os hormônios secretados por esses órgãos geralmente apresentam efeitos locais. O controle hormonal é realizado pelo sistema endócrino, composto por glândulas e por outras estruturas com função endócrina do nosso organismo. A ação conjunta dos diversos hormônios e do sistema nervoso garante a coordenação e a harmonia das funções do nosso organismo. Glândulas do Sistema Endócrino As glândulas endócrinas estão localizadas em diferentes partes do corpo: hipófise, tireoide e paratireoides, suprarrenais, pâncreas e as glândulas sexuais. Hipófise A hipófise também denominada glândula pituitária, é uma pequena glândula com cerca de 1 cm de diâmetro. Aloja-se na sela túrcica ou fossa hipofisária do osso esfenoide na base do cérebro. Está localizada abaixo do hipotálamo e posteriormente ao quiasma óptico, sendo ligada ao hipotálamo pela haste pedúnculo hipofisário ou infundíbulo, é envolvida pela dura – máter. A hipófise é considerada uma glândula mestra, pois secreta hormônios que controlam o funcionamento de outras glândulas, sendo grande parte de suas funções reguladas pelo hipotálamo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 106 A hipófise é dividida anatomicamente e funcionalmente em duas partes (anterior e posterior). Cada parte será responsável por funções fisiológicas diferenciadas. Sendo assim, reconhece -se na hipófise: -Adeno-hipófise (hipófise anterior):Secreta os hormônios que controlam o funcionamento de outras glândulas endócrinas, quando estimuladas a fazer isso pelo hormônios do hipotálamo. -TSH (hormônio tireotrófico): hormônio que estimula e regula a atividade da tireoide na produção dos hormônios T3 e T4; -ACTH (hormônio adrenocorticotrófico): que controla a atividade do córtex da glândula suprarrenal; -LH (hormônio luteinizante): hormônio que regula as atividades das gônadas masculinas e femininas, como a produção de testosterona nos testículos, indução da ovulação e formação do corpo lúteo. -FSH (hormônio folículo-estimulante): hormônio que atua na produção dos folículos, nos ovários; e dos espermatozoides, nos testículos. Somatotrofina, hormônio do crescimento ou GH: hormônio que promove a captação de aminoácidos para a formação de proteínas. Com isso, esse hormônio atua no crescimento de todo o organismo, incluindo tecidos, ossos e cartilagens, promovendo o aumento na estatura principalmente dos jovens na puberdade. Após a puberdade, a produção desse hormônio cai consideravelmente. Há casos em que, em virtude de uma disfunção na hipófise, a pessoa continua a produzir esse hormônio mesmo após a puberdade. Quando isso ocorre, não há aumento da estatura, mas os ossos do crânio, da face, das mãos e dos pés aumentam, causando uma doença que chamamos de acromegalia. O excesso do hormônio do crescimento provoca o aumento exagerado no tamanho do corpo, o que chamamos de gigantismo; já a sua deficiência (que geralmente é causada por fatores genéticos), provoca o nanismo. Algumas crianças que têm deficiência na produção do hormônio do crescimento podem ser tratadas com injeções desse hormônio para promover o seu crescimento. Prolactina: esse hormônio atua promovendo a produção de progesterona nos ovários femininos e também na produção de leite nas glândulas mamárias, durante a gravidez e a amamentação. -Neuro- Hipófise (hipófise posterior): Só armazena hormônios produzido pelo hipotálamo. O lado posterior é conectado à parte do cérebro chamada de hipotálamo através do infundíbulo. Os hormônios são feitos nos corpos celulares dos nervos posicionados no hipotálamo, e estes hormônios são então transportados pelos axônios das células nervosas em direção à hipófise posterior. Os hormônios secretados pela hipófise posterior são: -Ocitocina: hormônio que atua nas contrações do útero durante o parto, estimulando a expulsão do bebê. Em alguns casos, os médicos aplicam esse soro contendo ocitocina na mãe para estimular o parto. Esse hormônio também promove a liberação de leite durante a amamentação. -ADH (hormônio antidiurético): esse hormônio atua no controle da eliminação de água pelos rins, portanto tem efeito antidiurético, ou seja, é liberado quando a quantidade de água no sangue diminui, provocando uma maior absorção de água no túbulo renal e diminuindo a urina. Quando o nível desse hormônio está acima do normal, ocorre a contração das arteríolas, provocando um aumento da pressão arterial, por isso o nome vasopressina. Há casos em que a quantidade de ADH no organismo da pessoa é deficiente, provocando excesso de urina e muita sede. A esse quadro damos o nome de diabetes insípida Tireoide A tireoide ou tiroide é uma glândula em forma de borboleta (com dois lobos- esquerdo e direito), que fica localizada na parte anterior pescoço, logo abaixo da região conhecida como Pomo de Adão (ou popularmente, gogó). É uma das maiores glândulas do corpo humano e tem um peso aproximado de 15 a 25 gramas (no adulto). Ela age na função de órgãos importantes como o coração, cérebro, fígado e rins. Interfere, também, no crescimento e desenvolvimento das crianças e adolescentes; na regulação dos ciclos menstruais; na fertilidade; no peso; na memória; na concentração; no humor; e no controle emocional. É fundamental estar em perfeito estado de funcionamento para garantir o equilíbrio e a harmonia do organismo. A tireoide utiliza o iodo para produzir os hormônios vitais, sendo que os principais são a tiroxina (T4) e a triiodotironina (T3). Esses hormônios são responsáveis pelo nosso metabolismo basal, ou seja, é ele que estimula as células a trabalharem e garante que tudo funcione corretamente no corpo. A função dessa glândula é regulada por um mecanismo de auto controle que envolve o cérebro. Quando os níveis de hormônios da tiroide estão baixos, o hipotálamo no cérebro produz um hormônio conhecido como liberador de tirotrofina (TRH), que faz com que a glândula pituitária (adenoipóifise) libere o hormônio estimulador da tireoide (TSH) (figura 01). Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 107 Figura 01. Liberação dos hormônios tiroxina (T4) e triofotironina (T4) regulada pela hipófise. Problemas relacionados a tireoide Os distúrbios da tireoide ocorrem quando essa glândulapara de funcionar corretamente, podendo produzir mais ou menos hormônios do que o normal. Uma vez que a glândula tireoide é controlada pela glândula pituitária no e pelo hipotálamo, distúrbios de estes nestes tecidos também podem afetar a função da tireoide. -Hipertireoidismo O hipertiroidismo, também conhecido como hiperfuncionamento da tiroide, é uma doença metabólica caracterizada pela produção excessiva de hormônios tireoidianos (chamados T3 e T4). Esses hormônios desempenham um papel fundamental da regulação do metabolismo, incluindo funções vitais como as frequências cardíaca e respiratória. Se os hormônios T3 e T4 são produzidos em excesso, geram uma variedade de sintomas. Os sintomas do hipertireoidismo, que se manifestam em várias semanas, podem ser os seguintes: Sintomas hipertireoidismo– nervosismo, tremores nas mãos – Perda de peso; – Transpiração excessiva: pele úmida, quente; – Problemas psíquicos: ansiedade, distúrbios do sono; – Palpitações e/ou um ritmo cardíaco mais acelerado; – Distúrbios menstruais nas mulheres; – Diarreia; – Bócio (aumento do volume da glândula tireóide); – olhos saltados (exoftalmia), nas pessoas atingidas pela doença de Basedow; Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 108 – fadiga (falta de energia) e fraqueza– osteoporose– cabelos quebradiços e oleosos– dor muscular– unhas quebradiças. -Hipotireoidismo Assim como o hipertireoidismo, o hipotireoidismo também causa um aumento de volume da tireóide. Contudo, esse aumento não é acompanhado de mais produção dos hormônios tireoidianos, mas sim pela queda na produção dos hormônios T3 (triiodotironina) e T4 (tiroxina). Como outros males da tireoide, o hipotireoidismo é mais comum em mulheres, mas pode ocorrer em qualquer indivíduo independente de gênero ou idade. Os endocrinologistas orientam mulheres, especialmente acima de 40 anos, a fazerem o autoexame da tireoide regularmente. Entre os sintomas do hipotireoidismo estão: Depressão Desaceleração dos batimentos cardíacos Intestino preso Menstruação irregular Diminuição da memória Cansaço excessivo Dores musculares Sonolência excessiva Pele seca Queda de cabelo Ganho de peso Aumento do colesterol no sangue Paratireoide As paratireóides são quatro pequenas glândulas que se localizam atrás da glândula da tireoide, na região do pescoço. Essas glândulas secretam um hormônio chamado de paratormônio (PTH) e são responsáveis pelo equilíbrio do cálcio e manutenção da massa óssea. O paratormônio é uma proteína com massa molecular de 8.500 Da. Ele se liga a receptores em osteoblastos, sendo este um sinal para estas células produzirem um fator estimulante de osteoclastos que aumenta o número e atividade dessas células, promovendo assim a reabsorção da matriz óssea calcificada e a liberação de Ca2+ no sangue. Por outro lado, o aumento da concentração de Ca2+ suprime a produção de hormônio da paratireóide. A calcitonina produzida na glândula tireóide também influencia os osteoclastos, inibindo tanto sua ação de reabsorção de osso como a liberação de Ca2+, diminuindo a concentração deste íon no plasma e estimulando a osteogênese, tendo, portanto, ação oposta a do paratormônio. Além de aumentar a concentração de Ca2+ plasmático, o hormônio da paratireóide reduz a concentração de fosfato sanguíneo. Este efeito resulta da atividade do paratormônio em células dos túbulos renais, diminuindo a reabsorção de fosfato e aumentando sua excreção na urina. O paratormônio aumenta indiretamente a absorção de Ca2+ no trato digestivo, estimulando a síntese de vitamina D, que é necessária para esta absorção. A secreção das células paratireóides é regulada pelos níveis sanguíneos de Ca2+. Hipoparatireoidismo É a doença resultante da falta de produção de paratormônio pelas glândulas paratireóides. A falta desse hormônio causa a redução do cálcio no sangue. Os sintomas são decorrentes da falta de cálcio: fraqueza, cãibras, sensação de formigamento no corpo e dormência nas mãos, espasmos involuntários dos músculos da face, e, mais raramente, malformações dos dentes e das unhas. A causa mais frequente da doença é consequência da retirada das paratireóides durante cirurgias, sejam elas para a retirada de tumores de paratireoide ou em cirurgias de tireoide. A segunda causa mais frequente são doenças autoimunes das paratireóides. As outras causas incluem doenças genéticas, exposição à radiação, doenças infiltrativas e falta de magnésio. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 109 Hiperparatireoidismo É a doença resultante do excesso de produção de paratormonio pelas glândulas paratireóides. O excesso deste hormônio causa o aumento do cálcio no sangue e na urina. A maioria dos pacientes não apresenta sintomas. No entanto, uma pequena parcela pode apresentar fraqueza, falta de apetite, náuseas, vômitos, intestino preso, confusão mental, depressão, muita sede e muita vontade de urinar (poliúria). Além disso, os portadores de hiperparatireoidismo podem ter cálculos renais e osteoporose. A causa mais frequente é o adenoma (tumor benigno) de uma das quatro glândulas paratireóides. A segunda causa mais frequente é um aumento das quatro glândulas da paratireoide, conhecido como “hiperplasia primária das paratireóides”. Raramente o aumento de PTH é decorrente de um câncer maligno (carcinoma) de paratireoide. Pâncreas O pâncreas é uma glândula anfícrena que pertence aos sistemas digestivo e endócrino, com cerca de 12,5 cm de comprimento, em forma de folha, situada atrás do estômago, entre a porção superior do intestino e o baço. O pâncreas é composto por três regiões principais: cabeça, que é a parte que se encaixa no duodeno, o corpo e a cauda, que é a parte final. O pâncreas pode ser classificado de acordo com seu funcionamento: -Pâncreas Exócrino: Tem a função de produzir sucos digestivos e enzimas que ajudam a partir em pedaços menores as proteínas, os açúcares e as gorduras, para que possam passar para o intestino, auxiliando na digestão dos alimentos e metabolismo dos nutrientes; -Pâncreas Endócrino: Tem uma função importante na produção de hormônios, como a insulina e glucagon, os quais regulam a forma como o organismo utiliza os açúcares. Por terem funções diferentes, o pâncreas exócrino e endócrino são formados por células diferentes, por exemplo, o pâncreas endócrino é formado por conglomerados de células chamadas ácinos que irão produzir o suco pancreático. Misturados com os ácinos, encontram-se os Ilhotas de Langerhans, que são grupos isolados de células que produzem os hormônios que fazem o controle dos níveis de açúcar no sangue. Insulina A insulina é um hormônio sintetizado no pâncreas, que promove a entrada de glicose nas células e também desempenha papel importante no metabolismo de lipídeos e proteínas. Existem algumas patologias relacionadas à função da insulina no corpo, como: diabetes, resistência à insulina e hiperinsulinemia. Conheça agora um pouco mais sobre a importância deste hormônio para nossa saúde. Atuação no organismo: Os carboidratos que ingerimos através dos alimentos (pão, massas, açúcares, cereais) são mais rapidamente convertidos em glicose quando precisamos de energia. Para a glicose Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 110 penetrar em cada célula do corpo é necessário que haja insulina circulante, que faz com que o hormônio chegue aos receptores de insulina nas células (Figura 01). Figura 01. Mecanismo de penetração de glicose na célula Quando a glicemia (taxa de glicose no sangue) aumenta após uma refeição, a quantidade de insulina também aumenta para que o excesso de glicose possa ser rapidamente absorvido pelas células. Diabetes O diabetes é uma síndrome metabólica de origem múltipla, decorrente da falta de insulina e/ou da incapacidadede a insulina exercer adequadamente seus efeitos, causando um aumento da glicose (açúcar) no sangue. O diabetes acontece porque o pâncreas não é capaz de produzir o hormônio insulina em quantidade suficiente para suprir as necessidades do organismo, ou porque este hormônio não é capaz de agir de maneira adequada (resistência à insulina). A insulina promove a redução da glicemia ao permitir que o açúcar que está presente no sangue possa penetrar dentro das células, para ser utilizado como fonte de energia. Portanto, se houver falta desse hormônio, ou mesmo se ele não agir corretamente, haverá aumento de glicose no sangue e, consequentemente, o diabetes. 15Diabetes tipo I As células do pâncreas são incapazes de produzir insulina e se não há insulina circulante a absorção de glicose fica prejudicada e ocorre o aumento de glicose no sangue. Neste caso é necessário injetar insulina subcutânea para que possa ser absorvida pelo sangue. Diabetes tipo II As células musculares e adiposas são incapazes de utilizar toda a insulina secretada pelo pâncreas. Assim, a glicose no sangue é pouco aproveitada por essas células. Hiperinsulinemia Algumas das causas da hiperinsulinemia são: obesidade, sedentarismo e consumo elevado de carboidratos refinados, que provoca aumento de glicose no sangue e conseqüentemente aumento na produção de insulina. Resistência à insulina Ocorre dificuldade de penetração da glicose nas células e dessa forma é produzido mais insulina, já que este é o seu papel, levar glicose à célula, só que devido a essa dificuldade este hormônio não atua 15 SCHWARTZ M.V.- Staying slim with insulin in mind. Science 289: 2066-7, 2000. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 111 de forma ideal, não desempenha sua função por completo. Esse excesso de insulina pode gerar um estado de pré-diabetes ou diabetes mesmo. Suprarrenais As glândulas suprarrenais têm este nome devido ao fato de se situarem sobre os rins, apesar de terem pouca relação com estes em termos de função. As suprarrenais são glândulas vitais para o ser humano, já que possuem funções muito importantes, como regular o metabolismo do sódio, do potássio e da água, regular o metabolismo dos carboidratos e regular as reações do corpo humano ao stress. Hormônios produzidos pelas suprarrenais: - Aldosterona: A principal ação da aldosterona é a retenção de sódio. Onde há sódio, estão associados íons e água. Portanto, a aldosterona age profundamente no equilíbrio dos líquidos, afetando o volume intracelular e extracelular dos mesmos. Glândulas salivares e sudoríparas também são influenciadas pela aldosterona para reter sódio. O intestino aumenta a absorção de sódio como reação à aldosterona. - Adrenalina e a Noradrenalina: Tais hormônios são secretados em resposta à estimulação simpática e são considerados como hormônios gerais. Liberados em grandes quantidades depois de fortes reações emocionais como, por exemplo, susto ou medo, estes hormônios são transportados pelo sangue para todas as partes do corpo, onde provocam reações diversas, principalmente constrição dos vasos, elevação da pressão arterial, aumento dos batimentos cardíacos, etc. Tais reações resultam no aumento do suprimento de oxigênio às células. Além disso, a adrenalina, que aumenta a glicogenólise hepática e muscular e a liberação de glicose para o sangue, eleva o metabolismo celular. A combinação dessas reações possibilita, por exemplo, reações rápidas de fuga ou de luta frente a diferentes situações ameaçadoras. - Cortisol: O cortisol serve para ajudar o organismo a controlar o estresse, reduzir inflamações, contribuir para o funcionamento do sistema imune e manter os níveis de açúcar no sangue constantes, assim como a pressão arterial. Glândulas sexuais O hipotálamo produz GnRH, que estimula a adeno-hipófise a liberar LH e FSH que, por sua vez, agirão sobre as gônadas, estimulando a produção de testosterona, estrógeno e progesterona. -Mulher Na mulher o aumento de LH e FSH é o estímulo para a maturação folicular. O folículo, em processo de amadurecimento, passa a secretar estrógeno, o qual prepara o útero para receber o embrião, provocando espessamento da parede do endométrio, aumento da irrigação sanguínea e da produção de muco. Quando o folículo rompe, o nível de estrógeno cai e, como ele tem efeito inibitório sobre a secreção de LH e FSH, esses hormônios têm um pico, provocando a liberação do óvulo de 16 a 24 horas depois. Forma-se, então, o corpo lúteo, que começa a secretar progesterona. Caso haja a fecundação, os níveis de estrógeno e de progesterona seguem aumentando, inibindo o eixo hipotálamo-hipófise ao longo da gestação. Assim, nesse período, o LH e o FSH se mantêm baixos, e a mulher se torna anovulatória. Se não houver a fecundação, o óvulo entra em involução em até 72 horas. A progesterona e o estrógeno começam a cair e o estímulo para manutenção da parede do endométrio cessa, provocando sua descamação, caracterizando a menstruação. Então, o LH e o FSH, que estavam baixos, começam a subir novamente, iniciando um novo ciclo, conforme o gráfico abaixo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 112 -Homem Os hormônios do sistema genital masculino são produzidos nas gônadas masculinas, muito conhecidas como testículos. São os hormônios que determinam as características sexuais secundárias, induzem a formação dos gametas masculinos e promovem o impulso sexual.16 É na puberdade, aproximadamente entre os 11 e os 14 anos, que começam a ocorrer as mudanças psicológicas e também fisiológicas no corpo dos meninos. Nessa fase da vida, dois hormônios produzidos pela adeno-hipófise agem sobre os testículos, estimulando a produção de testosterona. Esses hormônios são o hormônio folículo-estimulante (FSH) e o hormônio luteinizante (LH), também chamados de gonadotrofinas por atuarem sobre as gônadas. No homem, o hormônio luteinizante também pode ser chamado de hormônio estimulador das células intersticiais (ICSH), porque age estimulando as células intersticiais, ou de Leydig, a produzirem testosterona. A testosterona e os hormônios gonadotróficos FSH e LH atuam juntos na ativação da espermatogênese (produção de espermatozoides). A testosterona é o principal hormônio masculino. Ela determina o desenvolvimento dos órgãos genitais, a descida dos testículos para a bolsa escrotal e o aparecimento das características sexuais secundárias masculinas, como a distribuição de pelos pelo corpo, engrossamento da voz, desenvolvimento dos músculos e dos ossos, entre outras. Também é a testosterona que induz o amadurecimento dos órgãos genitais, além de promover o impulso sexual. A testosterona começa a ser produzida ainda na fase embrionária e é a presença dela que determina o desenvolvimento dos órgãos sexuais masculinos. Se houver ausência desse hormônio, ou a falta de receptores compatíveis a ele nas células do embrião, o sexo que se desenvolverá será o feminino. Sistema Reprodutor Mudanças no corpo A descoberta do sexo acontece com a descoberta do corpo. Moças e rapazes costumam acompanhar atentamente as mudanças que ocorrem nos seus órgãos sexuais externos. Essas mudanças são 16 http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 113 provocadas pela ação de hormônios. As características sexuais primárias, visíveis nos órgãos genitais, são determinadas geneticamente e estão presentes desde o nascimento, tanto no homem como na mulher. O Corpo Masculino As principais modificações visíveis no corpo masculino ao longo da adolescência estão descritas abaixo. Os testículos (dentro do saco escrotal) crescem primeiro e, pouco tempo depois, o pênis. Na puberdade, os pelos surgemem diversos locais: no rosto, nas axilas, no peito e nas áreas próximas aos testículos. A voz também sofre mudanças. Esse conjunto de características que se definem na puberdade, em consequência da ação hormonal, recebe o nome de características sexuais secundárias. Estas, porém, não obedecem a padrões rígidos. Adolescentes de mesma idade podem apresentar diferenças significativas em relação à estatura do corpo, quantidade de pelos, tamanho do pênis, timbre de voz etc. O grupo étnico a que pertence o indivíduo, a herança genética, hábitos alimentares, problemas de saúde, dentre outros fatores, são responsáveis por essas diferenças. Assim, colegas de mesma idade que a sua podem ser mais altos ou mais baixos que você ou terem a voz mais ou menos grave que a sua, por exemplo. Isto não deve preocupá-lo. As pessoas são diferentes e apresentam ritmos desiguais de desenvolvimento do corpo. É importante gostar de você, aprendendo a cuidar e valorizar o seu próprio corpo. Veja as principais modificações visíveis no corpo masculino, ao longo do tempo. Os rapazes possuem uma pequena quantidade de hormônios sexuais femininos, as garotas, uma pequena quantidade de hormônios sexuais masculinos. Na puberdade, às vezes, um pequeno desequilíbrio na quantidade desses hormônios pode provocar um ligeiro crescimento das mamas nos rapazes ou pelos em excesso nas garotas. Em geral, isso desaparece com o tempo, mas, se persistir, o mais aconselhável é procurar orientação médica. Na região genital, encontramos o pênis e o saco escrotal. Pênis e a Ejaculação - O pênis é um órgão de forma cilíndrica e constituído principalmente por tecido erétil, ou seja, que tem capacidade de se erguer. Com a excitação sexual, esse tecido e banhado e preenchido por maior quantidade de sangue, o que torna o pênis ereto e rígido. Na ponta do pênis, há a glande (a “cabeça”), que pode estar coberta pelo prepúcio. Na glande, há o orifício da uretra, canal que no corpo masculino se comunica tanto com o sistema urinário quanto com o sistema reprodutor. O tamanho do pênis varia entre os homens e não tem relação biológica com fertilidade e nem com potência sexual. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 114 Quando o homem é estimulado, como ocorre numa relação sexual, culmina com o esperma sendo lançado para fora do corpo masculino sob a forma de jatos. Esse fenômeno chama-se ejaculação. O esperma é ejaculado através da uretra, por onde a urina também é eliminada. Durante uma ejaculação normal são expelidos de 2 a 4 mililitros de esperma; cada mililitro contém aproximadamente 100 milhões de espermatozoides. Saco Escrotal: Os espermatozoides, gameta sexual masculino, são produzidos nos testículos. Os testículos ficam no saco escrotal, que tem aparência flácida e um pouco enrugada. É importante eles se localizarem fora do abdome, pois os espermatozoides são produzidos em uma temperatura mais baixa do que a do restante do corpo. Nos dias frios ou durante um banho frio, o saco escrotal se encolhe, favorecendo o aquecimento dos testículos. O uso de cueca apertada pode causar infertilidade temporária, decorrente do aquecimento excessivo que provoca nos testículos. Testículos: Os testículos são glândulas sexuais masculinas. São formadas por tubos finos e enovelados, chamados túbulos seminíferos. Diferentemente do que ocorre com as garotas, que já nascem com “estoque” de gametas (óvulos) “prontos” no corpo, é na puberdade, sob ação dos hormônios, que se inicia no corpo masculino a produção de gametas (os espermatozoides) nos testículos. A produção de espermatozoides começa na puberdade, por volta dos 12 ou 13 anos de idade e vai até o fim da vida. Cada espermatozoide é formado basicamente de três partes: cabeça, colo e cauda com flagelo. Os testículos produzem também o hormônio sexual masculino, chamado testosterona. O hormônio testosterona estimula o aparecimento das características sexuais secundárias masculinas: pelos no rosto e no restante do corpo, modificações na voz etc. Epidídimos: Os espermatozoides que acabam de ser formados ficam armazenados no epidídimo, um outro enovelado de túbulos localizados sobre os testículos. Os epidídimos são dois órgãos formados por tubos enovelados, cada um localizado junto a um testículo. Reveja o esquema do sistema genital masculino e observe a localização dos epidídimos. Os espermatozoides podem ficar armazenados nesses tubos por aproximadamente uma a três semanas, até que a maturação seja completada. Isso aumenta a sua mobilidade. Os espermatozoides passam do epidídimo para um tubo com parede muscular chamado ducto deferente. De cada epidídimo parte um ducto deferente. Posteriormente e sob a bexiga urinária, cada ducto deferente se une ao canal da glândula seminal do mesmo lado e forma um tubo único, chamado ducto ejaculatório. Os ductos ejaculatórios lançam os espermatozoides num outro canal - a uretra. A uretra é um tubo que se inicia na bexiga urinária, percorre o interior do pênis e se abre no meio externo. Glândulas Seminais e Próstata: As glândulas seminais são duas glândulas em forma de bolsa. Elas produzem um líquido denso que nutre os espermatozoides e aumenta a sua mobilidade. A próstata é uma glândula produtora de um líquido de aspecto leitoso. Esse líquido é leitoso e neutraliza a acidez de restos de urina na uretra e, numa relação sexual, a acidez natural da vagina, protegendo assim os espermatozoides. Em sua “viagem” até a uretra, os espermatozoides recebem os líquidos produzidos pelas glândulas seminais e pela próstata. Ao passar pela uretra, os espermatozoides recebem também um líquido lubrificante produzidos pelas glândulas bulbouretrais. Ao conjunto formado pelos espermatozoides e os líquidos produzidos pelas glândulas seminais, pela próstata e pelas glândulas bulbouretrais dá-se o nome de esperma ou sêmen. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 115 O Corpo Feminino Observe a figura abaixo que mostra a passagem da adolescente para a mulher adulta. Algumas das mudanças dessa passagem são o aumento dos seios e o aparecimento de pelos pubianos e pelos nas axilas. Essas são algumas das características sexuais secundárias femininas. Antes de falarmos do interior do corpo feminino, vamos conversar sobre a parte externa, por meio da qual a mulher recebe estímulos e se relaciona com o meio ambiente. Para a mulher, conhecer o próprio corpo é fundamental para ajudar a mantê-lo saudável. O ginecologista (médico especializado em órgãos reprodutores femininos) pode esclarecer dúvidas caso seja notado alguma alteração que cause estranheza. . Monte de Vênus ou púbis: é a área triangular acima da vulva e na qual aparecem pelos, a partir da puberdade. Vulva: nessa região, estão os pequenos e grandes lábios, que são dobras de pele muito sensíveis. Entre os pequenos lábios, há o clitóris, pequenina estrutura do tamanho aproximado de uma ervilha e, que em geral, provoca grandes sensações de prazer, quando estimulado. Abertura da vagina: leva aos órgãos sexuais internos. Essa abertura é parcialmente bloqueada, na maioria das garotas virgens, por uma fina membrana chamada hímen, que, geralmente, é rompido na primeira relação sexual com a penetração do pênis. O hímen tem uma abertura por onde ocorre a saída do sangue menstrual. Uretra: o orifício da uretra é por onde sai a urina; não conduz a nenhum órgão sexual interno. Ânus: o ânus é o orifício por onde saem as fezes; é a saída da tubo digestório. Também não tem ligação com órgãos sexuais internos. Períneo: entre o ânus e a vulva, na entrada da vagina, existe uma região chamada períneo. No homem, o períneo localiza-se entre o saco escrotal e o ânus. Na hora do parto, muitas vezes é necessário fazer um pequeno corte no períneo, para que a cabeça do bebê não lacere (corte) os músculos dessa região. Isso é importante para protegera mãe, pois lesões extensas no períneo farão com que ela, no futuro, possa sofrer de “queda de bexiga” e perda da capacidade de controlar a retenção da urina. Após o nascimento do bebê, o médico faz a sutura (dá pontos com linha e agulha cirúrgica) do períneo. O procedimento é feito com anestesia local. Vagina: é o canal que liga a vulva até o útero. Útero: é um órgão oco, constituído por tecido muscular, com grande elasticidade, que tem forma e tamanho semelhantes aos de uma pera. Em caso de gravidez, o útero está preparado para alojar o embrião até o nascimento. Ovários: os ovários são as glândulas sexuais femininas, nas quais, desde o nascimento da menina – ficam armazenados aproximadamente 400 mil gametas femininos. Essas células sexuais são chamadas óvulos. Elas contém a metade do material genético necessário ao desenvolvimento de um bebê. Os óvulos que existem nos ovários das meninas são imaturos. Os hormônios sexuais são responsáveis pelo amadurecimento e pela liberação desses óvulos. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 116 Tubas uterinas: são dois tubos delgados que ligam os ovários ao útero. Revestindo esses tubos internamente, existem células com cílios que favorecem o deslocamento do óvulo até a cavidade uterina. Os seios: o desenvolvimento dos seios ocorre na puberdade e nem sempre acontece de forma idêntica, às vezes, um seio é ligeiramente maior do que o outro. O tamanho do seio varia de uma mulher para outra. Do mesmo modo que acontece com o nariz, com as mãos ou com os pés, que não são de tamanho igual em todas as pessoas, nem mesmo no caso de irmãos. O seio é formado por um tecido gorduroso e por pequenas glândulas chamadas glândulas mamárias. Essas glândulas são ligadas ao mamilo (bico) por canais, através dos quais o leite passa durante a amamentação. O mamilo, em geral, é muito sensível ao toque. O desenvolvimento dos seios e de outras formas do corpo das meninas, como a cintura mais fina , os quadris arredondados, depende de quando e quanto hormônio sexual é produzido pelo corpo dela, ou seja, pelos ovários. Algumas meninas começam a produzir mais hormônios sexuais mais cedo do que outras. Por isso, além de ficarem menstruadas primeiro, determinadas garotas desenvolvem o “corpo de mulher” mais precocemente que outras. Outro fator importante a considerar é a hereditariedade, os traços físicos herdados dos pais, avós etc. Numa família na qual as mulheres possuem seios pouco desenvolvidos, é bem provável que as meninas venham a ter, também, seios pequenos. Ninguém melhor do que o médico para dizer se o desenvolvimento dos seios e dos demais sinais de maturação do corpo está de acordo com o previsto para a idade da garota. A Ovulação A ovulação é a liberação de um óvulo maduro feita por um dos ovários por volta do 14º dia do ciclo menstrual, contado a partir do primeiro dia de menstruação. No ovário (o local de onde sai o óvulo) surge o corpo lúteo ou amarelo – uma estrutura amarelada que passa a produzir o estrogênio e progesterona. Esses hormônios atuam juntos, preparando o útero para uma possível gravidez, além disso, o estrogênio estimula o aparecimento das características sexuais femininas secundárias. O óvulo liberado é “captado” por uma das tubas uterinas, que ligam os ovários ao útero. Revestindo essas tubas internamente, existem células com cílios que favorecem o deslocamento do óvulo até a cavidade do útero. A Fecundação A mulher pode ficar grávida se, quando o óvulo estiver nesses tubos, ela mantiver relação sexual com o parceiro e um espermatozoide (célula reprodutora masculina) entrar no óvulo. O encontro de gametas (óvulo e espermatozoide), na tuba uterina, chama-se fecundação. Apenas um dos milhões de espermatozoides contidos no esperma penetra no óvulo, na fecundação. Depois da fecundação, ocorre então a formação da célula-ovo ou zigoto. Essa primeira célula de um novo ser sofre divisões durante o seu trajeto pelo tubo até o útero. O sexo biológico desse novo ser humano – ou seja, o sexo do bebê – é definido na fecundação pelos cromossomos X ou Y. Os seres humanos, salvo raras exceções possuem 46 cromossomos, sendo que dois deles são os cromossomos sexuais (que definem o sexo). As mulheres possuem dois cromossomos X (portanto ela á XX) e os homens, um X e um Y (portanto XY). Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 117 Na divisão celular (meiose) para a formação dos gametas (óvulo e espermatozoide) a mulher só gera gametas (óvulos) X enquanto que o homem pode gerar gametas (espermatozoides) X e Y. Então: - Se o espermatozoide que contém o cromossomo X fecundar o óvulo (X), o embrião será do sexo feminino (XX). - Se o espermatozoide que contém o cromossomo Y fecundar o óvulo (X), o embrião será do sexo masculino (XY). A Menstruação A menstruação ocorre quando não há fecundação e o óvulo é eliminado pelo canal vaginal com o sangue e o material resultante da descamação da mucosa uterina. O ciclo menstrual é o período entre o início de uma menstruação e outra. Esse período dura, em média 28 dias, mas pode ser mais curto ou mais longo. A primeira menstruação se chama menarca e, na maioria das vezes ocorre entre 11 e 13 anos, embora não exista uma idade determinada para isso. A menstruação representa o início da vida fértil, isto é, o período em que a mulher pode, se não houver problemas, engravidar. Por volta dos 50 anos o “estoque” de óvulos se esgota, pois alguns foram liberados nas ovulações e outros se degeneraram. Cessam as menstruações e, com isso a fertilidade da mulher. Nessa fase, denominada menopausa, grande parte das mulheres sentem desconforto por conta da redução de hormônios. Esse desconforto é marcado principalmente por aumento da sensação de calor corporal e pode ser diminuído com tratamento médico. A menstruação pode vir acompanhada de cólicas. Se as dores forem leves, atividades físicas orientadas, técnicas de relaxamento bolsa de água quente sobre o ventre e chás podem ser de grande ajuda. Caso as cólicas sejam intensas e dolorosas, é recomendado procurar um ginecologista, que pode ajudar a solucionar esse problema. Durante a menstruação o cuidado com a higiene deve ser redobrado. O sangue eliminado não é sujo, mas, em contato com o ar, pode provocar mau cheiro e se transformar em um meio propício para o desenvolvimento de micróbios. A rotina não deve ser alterada. Tomar banho, lavar os cabelos, fazer ginástica, dançar, tomar sorvete não faz mal algum. Os absorventes descartáveis são os mais indicados, e a troca deles deve ser regular, de acordo com a intensidade do fluxo sanguíneo. Sistema tegumentar O sistema tegumentar reveste o corpo, protegendo-o contra o atrito, a perda de água, a invasão de micro-organismos e a radiação ultravioleta. Tem papel na percepção sensorial (tato, calor, pressão e dor), na síntese de vitamina D, na termorregulação, na excreção de íons e na secreção de lipídios protetores e de leite. Constituintes O sistema tegumentar (ou tegumento) é constituído pela pele e os seus anexos: pelos, unhas, glândulas sebáceas, sudoríparas e mamárias. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 118 A pele é o maior órgão do corpo. É composta pela epiderme, de epitélio estratificado pavimentoso queratinizado, e pela derme, de tecido conjuntivo. Subjacente, unindo-a aos órgãos, há a hipoderme (ou fáscia subcutânea), de tecido conjuntivo frouxo e adiposo. A pele apresenta diferenças segundo a sua localização. A palma das mãos e a planta dos pés, que sofrem um atrito maior, possuem uma epiderme constituída por várias camadas celulares e por uma camada superficial de queratina bastante espessa. Esse tipo de pele foi denominado pele grossa (ou espessa). Não possui pelos e glândulas sebáceas, mas as glândulas sudoríparas são abundantes. A pele do restante docorpo tem uma epiderme com poucas camadas celulares e uma camada de queratina delgada e foi designada pele fina (ou delgada). A epiderme da pele grossa mede 0,8 a 1,4mm, enquanto a da pele fina, 0,07 a 0,12mm. Epiderme A epiderme é constituída de tecido epitelial, cujas células apresentam diferentes formatos e funções. Elas são originadas na camada basal, e se movem para cima, tornando-se mais achatadas à medida que sobem. Quando chegam na camada mais superficial (camada córnea) as células estão mortas (e sem núcleo) e são compostas em grande parte por queratina. Entre a camada basal (mais interna) e a córnea (mais externa), há a camada granulosa, onde as células estão repletas de grânulos de queratina e a espinhosa, na qual as células possuem prolongamentos que as mantêm juntas, dando-lhe esse aspecto. Nos vertebrados terrestres, as células da camada córnea são eliminadas periodicamente, tal como em répteis que trocam a pele, ou continuamente em placas ou escamas, como acontece nos mamíferos assim como nos humanos. Derme Também chamada de pele verdadeira, a derme é elástica, rija e flexível. É a camada intermediária da pele que fica abaixo da epiderme. Nela encontra-se a elastina e o colágeno responsáveis pela elasticidade. As fibras da derme não são substituídas com a idade e as pessoas mais idosas apresentam mais flacidez. Tecido Subcutâneo Esse parte não é considerado como parte da pele e por isso recebe o nome de hipoderme ou tecido subcutâneo. Ele é formado essencialmente pelo tecido adiposo e tecido conjuntivo frouxo. Possui as seguintes funções: fixar a pele e isolar o corpo de mudanças extremas no meio ambiente. Sistema esquelético O sistema esquelético é constituído de ossos e cartilagens, além dos ligamentos e tendões. O esqueleto sustenta e dá forma ao corpo, além de proteger os órgãos internos e atua em conjunto com os sistemas muscular e articular para permitir o movimento. Outras funções são a produção de células sanguíneas na medula óssea e armazenamento de sais minerais, como o cálcio. O osso é uma estrutura viva, muito resistente e dinâmica pois tem a capacidade de se regenerar quando sofre uma fratura. Tipos de células do osso As células ósseas ficam localizadas em pequenas cavidades existentes nas camadas concêntricas de matriz mineralizada. Quando jovens, elas são chamadas osteoblastos e apresentam longas projeções citoplasmáticas, que tocam os osteoblastos vizinhos. Ao secretarem a matriz intercelular ao seu redor, os osteoblastos ficam presos dentro de pequenas câmeras, das quais partem canais que contêm as projeções citoplasmáticas. Quando a célula óssea se torna madura, transforma-se em osteócito, e seus prolongamentos citoplasmáticos se retraem, de forma que ela passa a ocupar apenas a lacuna central. Os canalículos onde ficavam os prolongamentos servem de comunicação entre uma lacuna e outra, e é através deles que as substâncias nutritivas e o gás oxigênio provenientes do sangue até as células ósseas. Além dos osteoblastos e dos osteócitos, existem outras células importantes no tecido ósseo: os osteoclastos. Essas células são especialmente ativas na destruição de áreas lesadas ou envelhecidas Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 119 do osso, abrindo caminho para a regeneração do tecido pelos osteoblastos. Os cientistas acreditam que os ossos estejam em contínua remodelação, pela atividade conjunta de destruição e reconstrução empreendidas, respectivamente, pelos osteoclastos e osteoblastos. Você encontrará mais informações sobre os osteoclastos no texto sobre remodelação óssea. Estrutura dos Ossos A estrutura óssea é constituída de diversos tipos de tecido conjuntivo (denso, ósseo, adiposo, cartilaginoso e sanguíneo) e de tecido nervoso. Os ossos longos são formados por distintas camadas, sendo estas: -Periósteo: a mais externa, é uma membrana fina e fibrosa (tecido conjuntivo denso) que envolve o osso, exceto nas regiões de articulação (epífises). É no periósteo que se inserem os músculos e tendões. -Osso compacto: O tecido ósseo compacto é composto de cálcio, fósforo e fibras de colágeno que lhe dão resistência. É a parte mais rígida do osso, formada por pequenos canais que circulam nervos e vasos, entre estes canais estão espaços onde se encontram os osteócitos. -Osso esponjoso: o tecido ósseo esponjoso é uma camada menos densa. Em alguns ossos apenas essa estrutura está presente e pode conter medula óssea. -Canal medular: é a cavidade onde se encontra a medula óssea, geralmente presente nos ossos longos. -Medula óssea: A medula vermelha (tecido sanguíneo) produz células sanguíneas, mas em alguns ossos deixa de existir e há somente medula amarela (tecido adiposo) que armazena gordura. Número de Ossos do Corpo Humano: É admitido que existem 206 ossos no corpo humano, sendo estes: -Cabeça = 22 Crânio = 08 Face = 14 -Pescoço = 8 Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 120 -Tórax = 37 24 costelas 12 vértebras 1 esterno -Abdômen = 7 5 vértebras lombares 1 sacro 1 cóccix -Membro Superior = 32 Cintura Escapular = 2 Braço = 1 Antebraço = 2 Mão = 27 -Membro Inferior = 31 Cintura Pélvica = 1 Coxa = 1 Joelho = 1 Perna = 2 Pé = 26 -Ossículos do Ouvido Médio = 3 Classificação dos ossos: Os ossos são classificados de acordo com a sua forma em: - Longos: têm duas extremidades ou epífises; o corpo do osso é a diáfise; entre a diáfise e cada epífise fica a metáfise. A diáfise é formada por tecido ósseo compacto, enquanto a epífise e a metáfise, por tecido ósseo esponjoso. Exemplos: fêmur, úmero. - Curtos: têm as três extremidades praticamente equivalentes e são encontrados nas mãos e nos pés. São constituídos por tecido ósseo esponjoso. Exemplos: calcâneo, tarsos, carpos. -Planos ou Chatos: são formados por duas camadas de tecido ósseo compacto, tendo entre elas uma camada de tecido ósseo esponjoso e de medula óssea Exemplos: esterno, ossos do crânio, ossos da bacia, escápula. Sistema muscular Os músculos são estruturas que cruzam articulações e, com isso, conseguem transmitir movimento. Possuem fibras musculares que podem ser controladas por meio do sistema nervoso. São aproximadamente 212 músculos no corpo humano e eles influenciam no peso corporal, ajudam na movimentação do corpo humano, trabalham com a movimentação de seu corpo, auxiliam a manter a temperatura do corpo e ajudam no fluxo sanguíneo. O sistema muscular realiza diversos movimentos que são controlados pelo seu cérebro. Os músculos ajudam a manter a postura evitando dores crônicas. Mas, um dos principais trabalhos do músculo é sua capacidade de contração, tornando-se essencial para a movimentação. Funções: - Participação na realização de movimentos pelo corpo; - Manutenção da postura corporal; - Produção de calor; - Participação nos movimentos peristálticos (caso dos músculos lisos). Os músculos são classificados em: -Liso ou visceral: é composto por células fusiformes com apenas um núcleo, apresenta contração involuntária e é encontrado na parede de vasos sanguíneos, bexiga, intestino e útero, ou seja, estruturas ocas do corpo. Responsável pela impulsão de líquidos como sangue, urina, esperma, bile, entre outros. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 121 As células do músculo liso reagem a sinais químicos oriundos de outras células ou hormônios. A principal das funções desse músculo é a compressão do conteúdo das cavidades a que pertencem, participando, assim, de processos como digestão e regulação da pressão arterial. São chamados de lisos porque suas fibras nãoapresentam estriações. -Estriado cardíaco: Formado por uma rede de fibras conjugadas e ramificadas que compõe o miocárdio, revestimento muscular do coração. Produz contrações involuntárias, sendo controlado pelo sistema nervoso vegetativo. -Estriado esquelético: formado por fibras musculares, apresenta terminações nervosas e está diretamente ligado ao movimento e à postura corporal. Recebe esse nome por apresentar estriações formadas pelas proteínas actina e miosina. A contração muscular A grande maioria dos animais possuem células nervosas e musculares. Em todos eles, o mecanismo de funcionamento dessas células é exatamente o mesmo. A coordenação interna do organismo e o seu relacionamento com o meio ambiente são funções exercidas pelo sistema nervoso. Ao sistema sensorial cabe a recepção das mensagens provenientes do meio ambiente. A resposta, muitas vezes representada por um movimento, é papel dos tecidos musculares. -Os miofilamentos: actina e miosina Toda a célula muscular contém filamentos proteicos contráteis de dois tipos: actina e miosina. Esses miofilamentos (ou miofibrilas) são diferenciados um do outro pelo peso molecular, maior no filamento de miosina. Ao microscópio eletrônico, a actina aparece sob a forma de filamentos finos, enquanto a miosina é representada por filamentos grossos. A interação da actina com a miosina é o grande evento desencadeador da contração muscular. A disposição regular dessas proteínas ao longo da fibra produz o padrão de faixas claras e escuras alternadas, típicas do músculo estriado. As unidades de actina e miosina que se repetem ao longo da miofibrila são chamadas, sarcômeros. As faixas mais externas dos sarcômeros, claras, são denominadas de banda I e contêm apenas filamentos de actina. A faixa central mais escura é denominada banda A. As extremidades da banda A são formadas por filamentos de actina e miosina sobrepostos, enquanto a sua região mediana mais clara, denominada banda H, contém apenas miosina. Questões 01. A glândula hipófise, também chamada de pituitária, é considerada a glândula mestra por liberar diversos hormônios que controlam outras glândulas. Alguns dos hormônios liberados pela hipófise não são secretados por ela. Analise as alternativas a seguir e marque aquela que contém dois hormônios produzidos pelo hipotálamo e estocados na hipófise. (A) Hormônio folículo estimulante e prolactina. (B) Hormônio luteinizante e hormônio do crescimento. (C) Hormônio tireoestimulante e hormônio adrenocorticotrófico. (D) Hormônio antidiurético e oxitocina. (E) Tiroxina e tri-iodotironina Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 122 02. (UFPE) Assinale a alternativa que indica um hormônio muito importante para o equilíbrio hídrico no corpo humano, conhecido como ‘hormônio poupador de água’. (A) A acetilcolina. (B) A timosina. (C) O ADH. (D) A adrenalina. (E) O glucagon 03. A hipófise é uma glândula localizada abaixo do hipotálamo que pode ser dividida em adenoipófise ou neuroipófise. Na adenoipófise, vários hormônios são produzidos, incluindo-se o hormônio luteinizante, que apresenta como função (A) estimular a contração do útero. (B) promover a ovulação. (C) promover a reabsorção de água pelos rins. (D) secretar o leite. (E) promover a quebra de glicogênio em glicose 04. A hipófise é uma glândula constituída de duas porções: adenoipófise e neuroipófise. Observe as alternativas a seguir e marque aquela em que são indicados apenas hormônios liberados pela adenoipófise. (A) Hormônio folículo estimulante e oxitocina. (B) Hormônio luteinizante e vasopressina. (C) Somatotrofina e prolactina. (D) Vasopressina e prolactina. (E) Oxitocina e glucagon. 05 (UFT/adaptado 2015). A homeostase em animais é mantida por dois sistemas de controle: o neural e o endócrino. Os hormônios exercem efeitos impressionantes nos processos da reprodução, de desenvolvimento e metabólicos. A hipófise é uma glândula endócrina dividida em dois lobos, adeno- hipófise e neurohipófise, e produz uma série de hormônios que modula outras glândulas, entre elas, a tireóide. O hormônio ........... produzido pela .................. estimula a tireóide, modulando a secreção dos hormônios..................... e ......................, através de um refinado mecanismo de controle recíproco, conhecido por retroalimentação. Entre as alternativas a seguir, qual descreve adequadamente a complementação das lacunas acima? (A) TSH, neuro-hipófise, tireoxina (T4) e triiodotireonina (T3). (B) TSH, adeno-hipófise, tireoxina (T4) e triiodotireonina (T3). (C) tireoxina (T4), adeno-hipófise, TSH e triiodotireonina (T3). (D) TSH, adeno-hipófise, calcitonina e tireoxina (T4). 06. (UFRGS) A secreção do hormônio de crescimento STH produz quais dos seguintes efeitos? (A) lipólise aumenta, absorção de cálcio aumenta e síntese proteica diminui. (B) lipólise aumenta, absorção de cálcio aumenta e síntese proteica aumenta. (C) lipólise diminui, absorção de cálcio diminui e síntese proteica diminui. (D) lipólise diminui, absorção de cálcio aumenta e síntese proteica aumenta. (E) lipólise aumenta, absorção de cálcio diminui e síntese proteica diminui. 07. (FUVEST- SP) Além da sustentação do corpo, são funções dos ossos: (A) armazenar cálcio e fósforo; produzir hemácias e leucócitos. (B) armazenar cálcio e fósforo; produzir glicogênio. (C) armazenar glicogênio; produzir hemácias e leucócitos; (D) armazenar vitaminas; produzir hemácias e leucócitos. (E) armazenar vitaminas; produzir proteínas do plasma 08. Sabemos que o sistema esquelético é formado por uma grande quantidade de ossos interligados que formam o esqueleto. Esses ossos são formados pelo tecido ósseo, um tipo de tecido conjuntivo que é formado por três tipos celulares: osteoblastos, osteoclastos e osteócitos. Entre as alternativas a seguir, marque aquela que indica corretamente a função do osteócito. (A) Os osteócitos produzem a matriz orgânica. (B) Os osteócitos são células maduras que ajudam na manutenção da matriz óssea. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 123 (C) Os osteócitos reabsorvem o osso através da liberação de enzimas. (D) Os osteócitos formam os ossos compactos. (E) Os osteócitos produzem as cartilagens encontradas nas epífises. 09. Uma pessoa adulta possui 206 ossos que, em conjunto, formam o esqueleto. Esses ossos podem ser classificados, de acordo com seu formato, em longos, curtos, laminares, irregulares e sesamoides. Marque a alternativa que indica corretamente o nome de um osso longo, um laminar e um irregular, respectivamente. (A) Fíbula, ossos do crânio e vértebras. (B) Ossos do carpo, escápula e úmero. (C) Patela, úmero e ossos do crânio. (D) Rádio, vértebras e escápula. (E) Ossos do crânio, ossos do carpo e vértebras. 10. (PUC- Campinas-SP) Quando se come um cozido, as batatas e a carne começam a ser digeridas, respectivamente: (A) no estômago e na boca. (B) na boca e no estômago. (C) na boca e no duodeno. (D) no estômago e no duodeno. (E) no duodeno e no estômago. 11. No processo de deglutição, o bolo alimentar é empurrado pela língua para a faringe e então segue para o esôfago. Às vezes, o alimento entra na laringe, obstruindo assim a passagem de ar. Quando isso ocorre, a pessoa engasga e em casos mais graves, a falta de ar pode levar a morte. Qual o nome da estrutura responsável por impedir que o alimento entre na laringe? (A) Cárdia. (B) Epiglote. (C) Jejuno. (D) Piloro. (E) Quimo. 12. (UFF) O sistema imune apresenta um tipo de célula que passa do vaso sanguíneo para o tecido conjuntivo onde irá exercer sua função de defesa. A célula e a passagem são, respectivamente, identificadas como: (A) basófilos e pinocitose. (B) macrófagos e fagocitose. (C) leucócitos e endocitose. (D) leucócitos e diapedese. (E) glóbulos brancos e endocitose. 13. . Qual é o sentido da circulaçãolinfática? Cite duas funções da linfa. 14. No interior dos vasos linfáticos circula uma substância denominada linfa. Esse fluido é semelhante ao tecido sanguíneo, entretanto, não apresenta: (A) Leucócitos. (B Linfócitos. (C) Plasma. (D) Hemácias 15. Quando ficamos doentes, é comum que os linfonodos aumentem de tamanho, formando as popularmente conhecidas ínguas. Esse inchaço ocorre em virtude de: (A) um aumento de linfa no interior dos linfonodos. (B) um aumento da quantidade de hemácias no interior do linfonodo. (C) uma multiplicação de linfócitos no interior do linfonodo. (E) um aumento do número de vírus mortos no interior do linfonodo Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 124 16. O sistema respiratório possui como função principal permitir a entrada de oxigênio no nosso corpo e a saída de gás carbônico. A respeito desse sistema, marque a alternativa que indica corretamente o nome das estruturas indicadas pelo número 1, 2 e 3 na figura a seguir: Esquema das vias respiratórias Esquema das vias respiratórias (A) 1- laringe; 2- traqueia; 3- pulmões. (B) 1- traqueia; 2- pulmão; 3- alvéolos. (C) 1- traqueia; 2- brônquio; 3- pulmões. (D) 1- brônquio; 2- bronquíolo; 3- alvéolos. (E) 1- traqueia; 2- brônquio; 3- alvéolos. 17. Sabemos que o ato de respirar é composto pelos movimentos de inspiração e de expiração, que coordenam a entrada e a saída de ar das vias respiratórias. Marque a alternativa que indica corretamente o que acontece com os músculos intercostais e com o diafragma no momento da inspiração. (A) Músculos intercostais contraem-se e o diafragma relaxa. (B) Músculos intercostais relaxam e o diafragma contrai. (C) Músculos intercostais e o diafragma relaxam. (D) Músculos intercostais e o diafragma contraem. 18. (PUC-MG) As trocas gasosas no pulmão humano, em condições normais, ocorrem: (A) nos alvéolos. (B) nos bronquíolos. (C) nos brônquios. (D) na traqueia. (E) na laringe. 19. (UFRN) Durante a respiração, quando o diafragma se contrai e desce, o volume da caixa torácica aumenta, por conseguinte a pressão intrapulmonar: (A) diminui e facilita a entrada de ar. (B) aumenta e facilita a entrada de ar. (C) diminui e dificulta a entrada de ar. (D) aumenta e dificulta a entrada de ar. (E) aumenta e expulsa o ar dos pulmões. Resposta 01. Resposta D O hormônio antidiurético promove a reabsorção de água pelos rins, enquanto a oxitocina ou ocitocina ajudam na contração do útero e ejeção do leite. Ambos os hormônios são produzidos no hipotálamo. 02. Resposta C O hormônio poupador de água é o hormônio antidiurético, que desencadeia a reabsorção de água pelos rins. Esse hormônio é produzido pelo hipotálamo e armazenado e liberado pela neuroipófise. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 125 03. Respostas B O hormônio luteinizante estimula a ovulação e a formação do corpo amarelo em mulheres. Nos homens, estimula a produção de testosterona. 04. Resposta C A somatotrofina, também chamada de hormônio do crescimento, e a prolactina, que atua na produção e secreção do leite, são hormônios produzidos e secretados pela adenoipófise. 05. Resposta B. 06 Resposta B 07. Resposta A Os ossos estão relacionados com a sustentação do corpo, a movimentação, produção de células sanguíneas e reserva de minerais. 08. Resposta B Os osteócitos são células maduras que ficam localizadas nas lacunas e atuam na manutenção da matriz óssea. 09. Resposta A Os ossos longos podem ser definidos como aqueles que apresentam um comprimento maior que a largura. Já os laminares são aqueles que possuem pouca espessura. Os ossos irregulares, por sua vez, são aqueles que não apresentam forma definida. 10. Resposta B As batatas apresentam grande quantidade de amido. A digestão do amido inicia-se na boca graças à ação da amilase salivar ou ptialina. Já a carne apresenta grande quantidade de proteínas. As proteínas são digeridas inicialmente no estômago, graças à ação da pepsina. 11. Resposta B Movimentos peristálticos são movimentos involuntários realizados pela parede do esôfago e outras partes do tubo digestório, que permitem a movimentação do alimento. 12. Resposta D. Diapedese é o mecanismo em que uma célula sai de uma célula do interior do vaso para o tecido conjuntivo adjacente. Ele é realizado, entre outros tipos de leucócitos, pelos glóbulos brancos. 13.Resposta A linfa circula da periferia ao coração, através de capilares, vasos e dutos linfáticos. Este liquido, a linfa, atua na defesa do organismo (fagocitose, formação de anticorpos) e dificulta a formação de edemas, auxiliando na reabsorção do excesso de liquido intersticial. 14. Resposta D A linfa é um líquido de coloração esbranquiçada que contém uma grande quantidade de leucócitos e não apresenta hemácias. Apresenta composição semelhante à do plasma, entretanto tem baixa concentração de proteínas. 15. Resposta C Quando um micro-organismo chega a um linfonodo, ocorre uma multiplicação das células de defesa do corpo, levando à tumefação do órgão. 16. Resposta E As estruturas indicadas são a traqueia (1), brônquio(2) e alvéolos (3). 17. Resposta D No momento da inspiração, ocorre a contração dos músculos intercostais e do diafragma, ocasionando o aumento da caixa torácica e uma diminuição da pressão interna. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 126 18. Resposta A A hematose é um processo em que o gás carbônico do sangue passa para o interior dos alvéolos e o oxigênio presente nos alvéolos passa para o sangue. Esse processo ocorre nos alvéolos. 19. Resposta A O processo descrito é o da inspiração, que faz com que a caixa torácica aumente de volume, diminuindo, assim, a pressão intrapulmonar e forçando a entrada do ar nos pulmões. Fisiologia Vegetal Raiz A raiz é o órgão da planta que geralmente cresce dentro do solo fixando a planta, bem como, absorvendo a água e os sais minerais em solução. As raízes podem ainda, realizar funções especiais, tais como armazenamento de reservas nutritivas e aeração, divergindo dos tipos mais comuns. As raízes são caracterizadas como órgãos cilíndricos, subterrâneos e aclorofilados que apresentam geotropismo positivo e fototropismo negativo. Suas ramificações originam-se internamente (endógenas) e estão distribuídas irregularmente em toda a sua extensão.17 Partes das raízes A extremidade de uma raiz é envolta por um aglomerado de células denominado coifa, cuja função é proteger o meristema radicular, um tecido em que as células estão se multiplicando ativamente por mitose. É no meristema que são produzidos as novas células da raiz, o que possibilita o seu crescimento. Logo após a extremidade, localiza-se a região onde as células surgidas por mitose crescem. Nessa região denominada zona crescimento ou de alongamento celular, a raiz apresenta a maior taxa de crescimento. Após a zona de distensão situa-se a zona pilífera (pilosa) da raiz, que se caracteriza por apresentar células epidérmicas dotadas de projeções citoplasmáticas finas e alongadas, os pelos absorventes. É através desses pelos que a raiz absorve a maior parte da água e dos sais minerais de que precisa. A região suberosa ou de ramificação é de onde se originam as raízes secundárias que auxiliam a fixação da planta no solo e aumentam a superfície de absorção. Tipos de raízes As raízes podem ser classificadas, segundo o meio em que se encontram, em: terrestres, aquáticas e aéreas. -Terrestres ou subterrâneas Raízes que se desenvolvem nas plantas que crescem em solos firmes. Entre essas raízes podemos observar dois tipos de raízes: (1) Raiz pivotante ou axial: apresenta uma raiz principal, maior e mais desenvolvida, que penetra perpendicularmente no solo e forma muitas raízes secundárias, cada vez mais finas, que crescemem direção oblíqua. Esse tipo de raiz são formadas a partir de um único meristema, ou seja, a partir do meristema presente na radícula do embrião, e ocorre em gimnospermas e dicotiledôneas. 17 http://www.anatomiavegetal.ib.ufu.br/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 127 (2) Raiz fasciculada ou em cabeleira: formada por inúmeras raízes adventícias, uma vez que, a raiz primária não tem um desenvolvimento acentuado, ou logo se degenera. Essas novas raízes crescem rapidamente, tornando impraticável a distinção entre elas e a raiz. As raízes adventícias formam-se a partir de outros órgãos, principalmente a partir do caule. -Aquáticas Raízes que se formam em plantas aquáticas e destacam-se pela abundância em aerênquima, um tecido com um grande volume de espaços internos, que auxiliam a planta na flutuação e na respiração. As plantas aquáticas podem ser classificadas em: (1) Lodosas: plantas aquáticas que possuem as raízes fixas no substrato, nos pântanos e no fundo de rios e lagos. Exemplo: vitória-régia (Victoria amazônica - Nymphaeaceae). (2) Natantes: plantas aquáticas que flutuam livremente na água.Exemplo: aguapé (Eichhornia crassipes, Pontederiaceae). Aéreas Raízes que se desenvolvem parcialmente ou totalmente em contato com a atmosfera, apresentando as mais diversas adaptações estruturais e funcionais. As raízes aéreas são comuns entre as plantas epífitas e são todas consideradas adventícias quanto à origem. Tipos especiais de raízes Raízes subterrâneas -Tuberosas: desenvolvem-se como estruturas de reserva, tornando-se intumescida, apresentando ou não crescimento anômalo em espessura. O acúmulo de substâncias de reserva pode ocorrer na raiz principal, como em cenoura, ou nas raízes laterais, como em batata doce. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 128 - Contráteis Esse tipo de raiz possui a capacidade de contrair-se e, ao fazerem esta contração, aprofundam-se no solo, puxando para baixo as partes da planta onde estão inseridas. Exemplos: ginseng (Panax ginseng, Araliaceae) e lírio (Lilium sp. - Liliaceae). Raízes aéreas -Suporte: apresentam um sistema radicular bem desenvolvido, formando outras raízes adventícias acima do solo denominadas de raízes suporte. Essas raízes formam-se especialmente naquelas plantas nas quais haveria perda de estabilidade, seja pelo fato do substrato não oferecer apoio suficiente como plantas que crescem no solo encharcado do mangue. Exemplo, pandano (Pandanus sp. - Pandanaceae), ou ainda pelo fato da planta ser relativamente alta para sua reduzida base de apoio como, por exemplo, o milho (Zea mays - Poaceae). -Tabulares: recebem esse nome por lembrarem o aspecto de tábuas, dispostas radialmente em torno da base do caule, e servem para aumentar a base de apoio de plantas de grande porte, auxiliando no equilíbrio e na sustentação do tronco, além de aumentarem a superfície de aeração. Exemplos (Ficus sp., Moraceae) e chichá (Sterculia chicha - Sterculiaceae). - Escora: quando a copa da árvore alcança grande desenvolvimento, numerosas raízes adventícias começam a formar-se a partir dos ramos laterais e, ao atingirem o chão, penetram no solo, ramificam-se e começam a apresentar um crescimento em espessura tão acentuado de sua parte aérea que logo se confundem com o caule. Exemplo: as raízes escora formam-se em algumas figueiras (Ficus bengalensis, Moraceae). Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 129 - Cintura ou estrangulante: São raízes adventícias que abraçam outro vegetal, e muitas vezes seu hospedeiro morre por falta de seiva. Exemplos: araçá, mata-pau. - Grampiforme: prendem o vegetal em suportes, emitem uma espécie de grampo que os prende, como muros e estacas. Exemplo: a raiz da hera. Pneumatóforos: são raízes que emitem ramificações verticais ascendentes, de geotropismo negativo, que crescem para fora do solo encharcado dos mangues e pântanos como, por exemplo, (Rhizophora mangle - Rhizophoraceae). Essas raízes apresentam estruturas de aeração, semelhantes às lenticelas do caule, denominadas pneumatódios, que auxiliam a planta na obtenção do oxigênio atmosférico, tão escasso no solo encharcado. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 130 -Sugadora ou Haustório: As plantas que possuem esse tipo de raiz são considerados parasitas, pois vivem à custa da outra planta. Essas raízes são adaptadas a extração de alimentos de plantas hospedeiras, sendo característica de planta parasita. Exemplo: cipó chumbo e a erva-de-passarinho. Caule O caule é o órgão da planta que fornece o suporte mecânico para folhas, flores e frutos, e também é responsável pela disposição destas partes na planta. Além de sustentar a parte aérea da planta, o caule pode desempenhar outras funções, tais como: condução de água e sais minerais das raízes para a copa; condução dos açúcares, aminoácidos, hormônios e outros metabólitos aí produzidos para as demais partes da planta; armazenamento de reservas nutritivas; e às vezes participar na propagação vegetativa da planta. Partes do caule A organização básica de um caule consiste num eixo com nós e entrenós (ou internós). Nos nós existem folhas e gemas, sendo esta a diferença fundamental entre o caule e a raiz. A gema existente no ápice de um eixo caulinar é a gema terminal, enquanto aquelas localizadas nas axilas das folhas (uma ou mais por axila) são denominadas gemas laterais ou axilares. Tipos de caules O caule pode ser classificado de diferentes maneiras, dependendo da característica analisada. Quanto à consistência - Herbáceos: caules tenros, geralmente clorofilados, flexíveis, não lignificados, característico das ervas. Exemplo: moréia. - Sublenhosos: caules lignificados apenas na região basal, mais velha, junto às raízes e tenros no ápice. Ocorrem em muitos subarbustos. Exemplo: coroa-decristo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 131 -Lenhosos: caules intensamente lignificados, rígidos, geralmente de grande porte e com um considerável aumento em diâmetro, como por exemplo, os troncos das árvores. Exemplo: mogno. Quanto ao desenvolvimento do caule (hábito) -Ervas: Plantas, geralmente, pouco desenvolvidas, de consistência herbácea, tenra devido à ausência de crescimento secundário. Exemplo: amor-perfeito. -Subarbustos: Plantas que alcançam aproximadamente 1,5m de altura, cujos ramos são sublenhosos. Exemplo: arnica. -Arbusto: Plantas de altura média inferior a 5m, resistentes, com ramos lenhosos sem um tronco predominante, porque o caule ramifica-se a partir da base. Exemplo: ixora. -Árvore: Plantas de altura superior a 5m, geralmente com um tronco nítido que apresenta crescimento secundário sendo que a parte ereta constitui a haste e a ramificada constitui a copa. Exemplo: pinheirodourado. -Trepadeira: Caule tipo cipó, trepador, sarmentoso, lenhoso, por muitas vezes atingindo vários metros de comprimento. Exemplo: cipó-de-São-João. Quanto ao habitat -Caules aéreos: podem ser classificados em: Haste: caule de diâmetro relativamente pequeno, ereto, herbáceo, não lignificado e clorofilado. Os nós geralmente são evidenciados pela presença das folhas. Exemplo: copo-de-leite. -Tronco: caule robusto, com desenvolvimento maior na base e com ramificações no ápice, característico das árvores. Há um tipo especial de tronco, o tronco suculento que se apresenta intumescido pelo acúmulo 10 de água. Exemplo: paineira. -Estipe: caule geralmente cilíndrico, não ramificado, com uma coroa de folhas apenas no ápice (fig. 5). Exemplo: pandano. -Estipe Colmo: caule geralmente ramificado e com uma nítida divisão entre nós e entrenós e com folhasdesde a base. -Caules rastejantes: são aqueles que crescem paralelamente ao solo -Caule volúvel: caule aéreo que se enrola em um suporte. Os caules volúveis são dotados de irritabilidade e enrolam-se ao tocar em um suporte, podendo fazê-lo pela direita ou pela esquerda. Exemplo: campainha e cipó-uva -Caules subterrâneos: podem ser considerados formas incomuns de caule, principalmente, porque uma das funções primárias do caule é a de expor as folhas à luz. Os caules subterrâneos, geralmente, são estruturas que associam as funções de armazenamento de reservas e formas de propagação vegetativa. Os caules servem também para garantir a vida da planta quando as partes aéreas não sobrevivem, quer pelo frio, seca ou queimada. Exemplos: bananeira e espada- de-São-Jorge. -Rizoma: caule mais ou menos cilíndrico, com folhas modificadas em catáfilos. O caule apresenta crescimento horizontal na superfície do solo ou levemente enterrado, mas próximo à superfície do solo, podendo ser delgado ou suculento, mas em ambos os casos, geralmente, é armazenador de substâncias. Exemplo: bananeira lírio-do-brejo e espada-de-São-Jorge. - Tubérculo: caule subterrâneo que apresenta a porção terminal de seus ramos longos e delgados, dilatada e cheia de reservas. Como o rizoma, o tubérculo apresenta-se envolvido por catáfilos membranosos (ou apenas as suas cicatrizes) e gemas. O tubérculo difere do rizoma pelo fato do seu espessamento (acúmulo de substâncias) limitar-se às porções terminais e por não formar raízes adventícias a partir dos nós. Exemplo: batata inglesa. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 132 - Bulbo: sistema caulinar comprimido verticalmente, onde o caule propriamente dito é reduzido a um “disco basal” do qual partem muitos catáfilos densamente dispostos, os mais externos secos e os mais internos suculentos. Exemplo: cebola. Adaptações do caule Para adaptar-se ao ambiente, as plantas criam determinadas. As adaptações do caule são: - Gavinhas caulinares: são ramos modificados formados na axila das folhas e que servem como elementos de fixação para o caule trepador. - Espinhos: são gemas desenvolvidas com função de proteção contra predação - Cladódio: caule modificado que assume a aparência e a função fotossintetizante de uma folha, mas que apresenta crescimento contínuo, devido à presença de uma gema apical. Folha A folha é um apêndice caulinar presente em quase todos os vegetais superiores, salvo exceções, como por exemplo, em algumas espécies de ambientes secos (cactos), onde é comum a transformação em espinhos. A folha é o órgão vegetativo que apresenta grande polimorfismo e adaptações a diferentes ambientes e funções. As folhas são, em geral, estruturas planas, de modo que o tecido clorofiliano, responsável pela fotossíntese, fica próximo à superfície. Se a forma da folha facilita a captação da luz, as aberturas necessárias para a absorção do gás carbônico levam ao mesmo tempo à perda de água. As folhas são as principais fontes de perda de água das plantas. Tendo-se em conta que a transpiração excessiva pode levar à desidratação e, até mesmo, à morte das folhas ou das plantas, em sentido amplo, a forma e a anatomia da folha devem possibilitar uma relação que permita a captura de luz e absorção de gás carbônico, evitando a perda excessiva de água. Partes da folha A folha é composta por limbo (lâmina), pecíolo ou bainha, e o pecíolo. -Limbo: parte achatada da folha, com a forma de lâmina. Em sua superfície encontram-se pequenos orifícios, visíveis somente ao microscópio, chamados estômatos. É através deles que a planta realiza as trocas gasosas com o meio ambiente. Observando o limbo de uma folha, percebemos que ele é todo riscado por nervuras que contêm os vasos condutores de seiva bruta e seiva elaborada. -Pecíolo: é a haste que prende a folha ao caule e ao ramo. - Bainha: é a porção terminal do pecíolo que abraça o caule é geralmente bem desenvolvida. Em algumas famílias sua função é dar proteção às gemas axilares. Classificação da folhas Na Natureza, é possível encontrar folhas com variados formatos e características. Para classificar uma folha, considera-se diversos aspectos, tais como: Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 133 Classificação das folhas quanto às suas nervuras - uninérvea (tem apenas uma nervura): - paralelinérvea (tem várias nervuras, paralelas entre si) - peninérvea (tem uma nervura principal, de onde partem outras nervuras secundárias) - palminérvea (tem várias nervuras principais, que partem todas do mesmo ponto na base do limbo) Classificação das folhas quanto à divisão do limbo - - folha simples (é apenas composta por um limbo) Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 134 - folha composta (folha composta por vários limbos) Classificação das folhas quanto à margem do limbo - folha inteira (quando a margem do limbo é lisa) - folha recortada (quando a margem do limbo tem recortes) Abscisão foliar A queda das folhas ocorre por meio de um processo chamado abscisão foliar. Inicialmente forma-se um tecido cicatricial na região do pecíolo que une a folha ao caule, o tecido de abscisão, que interrompe gradativamente a passagem de água e nutrientes minerais do caule para a folha. A planta, assim, perde as folhas com o mínimo de prejuízo e reduz a atividade metabólica durante todo o inverno. Na primavera, surgem novos primórdios foliares junto às gemas dormentes, que logo se desenvolvem em folhas. Flor As angiospermas apresentam um conjunto de características reprodutivas reunidas em uma estrutura exclusiva, a flor. A evolução da flor foi seguramente um dos principais fatores que determinaram o sucesso e a grande diversidade das Angiospermas. Portanto, o estudo da estrutura e evolução da flor é importante na filogenia e classificação deste grupo de plantas. A típica flor das Angiospermas é monóclina, com pistilos e estames inseridos no mesmo receptáculo e protegidos por apêndices estéreis, tendo as sépalas a função de proteção e as pétalas de atração de polinizadores. A partir da flor primitiva, as tendências evolutivas gerais se deram nos seguintes sentidos: redução do número de elementos, disposição espiralada dos elementos passando à disposição cíclica; tépalas indiferenciadas passando à diferenciação de cálice e corola; adnação e fusão dos elementos; mudança de simetria da flor de actinomorfa para zigomorfa; formação de um hipanto que gradualmente Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 135 se funde ao ovário com modificação do ovário súpero para ovário ínfero e reunião das flores em inflorescências. Partes da flor Considera-se a flor como sendo um ramo de crescimento determinado, que está localizado na porção terminal do caule, de um ramo caulinar ou axilar. Durante a evolução do vegetal como um conjunto, as folhas, os nós, os entrenós desse ramo foram se modificando profundamente, dando origem ao que conhecemos hoje como “flor”. Numa flor completa, são quatro os tipos modificados de folhas: -Sépalas: são folhas geralmente verdes. O conjunto de sépalas forma o cálice da flor. -Pétalas: São folhas geralmente coloridas. Ao conjunto de pétalas chama-se corola -Estames ou microesporofilos: São estruturas masculinas que irão formar o aparelho reprodutor masculino da planta, que chamamos de Androceu. -Carpelos: Formam o aparelho reprodutor feminino da planta. O conjunto de carpelos dão origem ao Gineceu. Os órgãos de suporte, órgãos que sustentam a flor, são chamados de: -pedúnculo – liga a flor ao resto do ramo. -receptáculo – dilatação na zona terminal do pedúnculo, onde se inserem as restantes peças florais Diagramas florais O número dos tipos de peças florais estudadas é variávelde flor para flor e pode ser representado esquematicamente por um diagrama. Cada tipo pode ser representado por 3, 4 ou 5 peças ou múltiplos desses números. Na flor do hibisco, por exemplo, uma planta comum em jardins, há 5 sépalas, 5 pétalas, um número múltiplo de 5 estames e um pistilo cujo ovário é dividido em 5 lojas. Inflorescências As inflorescências podem ser definidas como um sistema de ramos que possuem flores dispostas de maneira variada. Muitas vezes confundidas como uma flor única, como é o caso das margaridas, as inflorescências, na verdade, são vários conjuntos dessas estruturas. Classificação das inflorescências -Racemosa: Inflorescência em que o eixo principal cresce mais que os laterais e termina com uma gema apical que frequentemente produz novas flores. O desenvolvimento das flores acontece de baixo para cima ou de fora para dentro. - Cimosa: Em cada eixo dessa inflorescência, é possível encontrar uma flor, e os ramos laterais crescem mais que o eixo central. O eixo principal termina em uma flor, que é a primeira a se abrir. Tipos de inflorescência racemosa -Racemo: Flores presentes em pedicelos que saem de diferentes níveis do eixo principal e atingem diferentes alturas. Exemplo: chuva-de-ouro. -Corimbo: Flores presentes em pedicelos que saem de diferentes níveis do eixo principal e atingem a mesma altura. Exemplo: xixi-de-macaco. -Espiga: Flores sésseis dispostas em diferentes alturas no eixo principal. Exemplo: milho. -Espádice: Estrutura semelhante à espiga, mas que possui um eixo carnoso. Nessa inflorescência, verifica-se a presença de uma bráctea bastante desenvolvida. Exemplo: antúrio. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 136 -Capítulo: Flores inseridas em um eixo que se alarga na extremidade superior e forma uma superfície achatada. Exemplo: margarida. -Umbela: Flores presentes em pedicelos que saem do mesmo ponto do eixo principal, atingindo o mesmo nível. Exemplo: falsa-erva-de-rato. Tipos de inflorescência cimosa - Monocásio: Possuem um eixo primário terminado em flor e, logo abaixo, forma-se um eixo secundário lateral com uma flor final e assim sucessivamente. Exemplo: lírio. -Dicásio: Possuem um eixo primário terminado em flor e, logo abaixo, surgem dois eixos secundários terminados em flor e assim sucessivamente. Exemplo: begônia. Fecundação das flores Quando o grão de pólen cai no estigma da de uma flor, ocorre a sua germinação; o grão de pólen hidrata-se e dá origem ao túbulo polínico. Uma vez, formado o túbulo polínico inicia seu crescimento orientado pelas células germinativas ao longo do estilete da flor. O túbulo polínico avança em seu processo de crescimento até encontrar a micrópila onde ocorre a 1º fecundação entre um núcleo espermático e a oosfera, dando origem ao zigoto (2n). Uma vez ocorrida formação do zigoto, o secundo núcleo espermáticos fecunda os dois núcleos espermáticos, contidos no centro do saco embrionário, dando origem ao endosperma secundário (3n). Após a formação do endosperma secundário (tecido de reserva), o zigoto (2n) divide-se por mitose e forma o embrião. A semente, agora em desenvolvimento, produz AIA e gliberelinas, que promovem o desenvolvimento do ovário para a formação do fruto. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 137 Fruto Fruto é o ovário fecundado e desenvolvido. Este é constituído por duas partes principais: o pericarpo, resultante do desenvolvimento das paredes do ovário, e as sementes, resultantes do desenvolvimento dos óvulos fecundados. O pericarpo compõe-se de três camadas: epicarpo (camada mais externa), mesocarpo (camada intermediária) e endocarpo (camada mais interna). Em geral o mesocarpo é a parte do fruto que mais se desenvolve, sintetizando e acumulando substâncias nutritivas, principalmente açucares. Formação dos frutos Os frutos surgem do desenvolvimento dos ovários, geralmente após a fecundação dos óvulos. Em geral, a transformação do ovário em fruto é induzido por hormônios liberados pelos embriões em desenvolvimento. Existem casos, porém, em que ocorre a formação de frutos sem que tenha havido polinização. Classificação dos frutos Diversas características são utilizadas para se classificar os frutos, entre elas o tipo de pericarpo, se o fruto abre-se ou não espontaneamente para liberar as sementes, etc. 1. Frutos carnosos Os frutos carnosos são aqueles que se tornam muito atraentes quando maduros, sendo que os animais se alimentam de suas reservas nutritivas e espalham por consequência suas sementes. Esses tipos de frutos podem ser classificados da seguinte maneira: 1.1 Tipo baga Apresenta o mesocarpo ou endocarpo carnoso e o epicarpo formando películas. Geralmente contém muitas sementes. São exemplos desse tipo de fruto o mamão a goiaba e o pepino 1.2 Tipo drupa Apresenta o mesocarpo carnoso e o endocarpo duro, formando o caroço, no interior do qual se encontra a semente. São exemplos desse tipo de fruto o abacate e o pêssego. 2. Frutos secos Os frutos secos apresentam seu pericarpo seco e alguns podem se abrir espontaneamente quando as sementes estão maduras. Alguns exemplos de frutos secos são a castanha-do-pará, feijão, ervilha, soja, girassol, arroz, milho, entre outros. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 138 Como foi visto, o verdadeiro fruto corresponde ao ovário desenvolvido. Ao comer um pêssego, um tomate, um pepino, você está se alimentando da parede do fruto. O mesmo não acontece com a mação a pera, o morando e o caju. Vejamos agora algumas dessas variações. a) Pseudofrutos A maçã e a pera, a parte comestível corresponde ao receptáculo floral extraordinariamente desenvolvido, que acaba envolvendo o ovário com as sementes no interior. Já no morango, o receptáculo cresce bastante, mas não envolve os frutos (pontos marrons) que ficam expostos No caju, a parte comestível, é o pedúnculo floral desenvolvido que não envolve o ovário. Este fica exposto: é a castanha que acompanha o caju. Dentro dela, fica a semente, que a consumida como aperitivo. Nos casos citados acima, em que não é o ovário que é comestível, fala-se em pseudofrutos. b) Frutos Paternocárpicos Os frutos paternocárpicos são aqueles dentro dos quais não se formam semente. É o caso da banana (os pontos escuros correspondem aos óvulos não-desenvolvidos). O abacaxi e a amora são dois exemplos clássicos de infrutescências paternocárpicas, que o que e comestível. No caso, são os receptáculos hipertrofiados das diversas flores. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 139 Semente A semente é o óvulo modificado e desenvolvido após a fecundação. Toda semente possui um envoltório, mais ou menos rígido, um embrião inativo da futura planta e um material de reserva alimentar chamado de endosperma. Em condições ambientais favoráveis, principalmente de umidade, ocorre a hidratação da semente e, então, pode ser iniciada a germinação. Muitas sementes não germinam, mesmo que as condições ambientais citadas sejam adequadas. Neste caso, diz-se que elas se encontram em estado de dormência. Para germinar, precisam de outras condições, que podem variar de uma espécie para outra. Sementes de certas variedades de alface, por exemplo, só germinam em presença de luz. Já as sementes de certas variedades de melancia só germinam no escuro. Para quebrar a dormência das sementes da leucena (uma leguminosa), elas devem ser colocadas em água quente durante alguns minutos. O embrião Todo o embrião contido em uma semente de angiosperma é um eixo formado por duas extremidades: - Radícula, que é a primeira estrutura a emergir, quando o embrião germina - Caulículo, responsável pela formação das primeiras folhas embrionárias, que serão classificadas em hipocótiloe epicótilo. Essa classificação está baseada na posição da folha em relação ao cotilédone, sendo que folhas acima deste são chamadas de epicótilo e abaixo de hipocótilo Uma “folha” embrionária merece especial atenção. É o cotilédone. Algumas angiospermas possuem dois cotilédones, outras possuem apenas um. Plantas que possuem dois cotilédones, são chamadas de dicotiledôneas e plantas que possuem um cotilédone sã chamadas de monocotiledôneas. Os cotilédones inserem-se no caulículo, que dará origem ao caule. Tipo de polinização 1. Anemofilia A polinização pelo vento é chamada de anemofilia. Há diversas adaptações que favorecem esse tipo de polinização. As flores de plantas anemófilas geralmente tem estigmas plumosos, que oferecem maior Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 140 superfície para receber os grãos de pólen. Suas anteras geralmente possuem filetes longos e flexíveis que oscilam ao vento, o que facilita a dispersão do pólen. Além disso, as plantas anemófilas costumam produzir grande quantidade de grãos de pólen, o que aumenta as chances de polinização. 2.Entomofilia e ornitofilia A polinização por insetos é chamada entomofilia e a polinização por aves, ornitofilia. As flores polinizadas por animais geralmente possuem características que atraem os polinizadores, tais como corola vistosa, glândulas odoríferas e produtoras de substâncias açucaradas (néctar). Existem até mesmo flores que produzem dois tipos de estames, um com grãos de pólen férteis mas pouco atraentes e outro com pólen atraente e comestível. O animal à procura do pólen comestível, se impregna com o pólen fértil, transportando-o de uma flor para a outra. 3.Hidrofilia É a polinização realizada pelas águas. Trata-se de um fenômeno raro 4. Quiropterofilia É a polinização feita por morcegos. As flores nesse tipo de polinização devem ser grandes, perfumadas e com abertura noturna. A Célula Vegetal A célula vegetal contém algumas diferenças em relação a célula animal, tais como: a parede celular e os cloroplastos. Está dividida em: Componentes protoplasmáticos que são um composto de organelas celulares e outras estruturas que sejam ativas no metabolismo celular. Inclui o núcleo, retículo endoplasmático, citoplasma, ribossomos, complexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastos e componentes não protoplasmáticos são os resíduos do metabolismo celular ou substâncias de armazenamento. Inclui vacúolos, parede celular e substâncias ergástricas. Os hormônios vegetais 18Hormônios vegetais Os hormônios vegetais, ou fitormônios, são substâncias químicas secretadas pelas plantas para auxiliar em seu crescimento ou em resposta a alguma alteração ambiental. Os hormônios vegetais são subdivididos em cinco grupos: auxinas, giberelinas, citocinas, etileno e ácido abscísico. -Auxinas As auxinas são responsáveis pelo alongamento das células do caule e das raízes, pelo desenvolvimento dos frutos e tropismos. Os tropismos são movimentos orientados das plantas em resposta a estímulos externos. Por exemplo, um movimento induzido pelas auxinas é o fototropismo, onde a planta cresce em direção a luz (caule tem fototropismo positivo enquanto a raiz tem fototropismo negativo). Existem outros tropismos, dependendo da força da gravidade ou da presença de substâncias químicas no meio. Um dos exemplos mais bem conhecidos é o do girassol, que se movimenta de acordo com a incidência da luz. Isso ocorre porque a auxina estimula o crescimento do pedúnculo da flor apenas no lado oposto da incidência solar, causando seu curvamento. As auxinas são sintetizadas no ápice dos caules, nas folhas jovens e nas sementes em desenvolvimento, distribuído para o resto da planta. 18 http://www.qieducacao.com/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 141 -Giberelinas As giberelinas promovem principalmente o alongamento da planta (tanto por divisão das células como por seu alongamento), atuam na quebra da dormência das sementes (para que o embrião presente na semente consiga emergir em uma plântula), e atuam na floração e no desenvolvimento de frutos partenocárpicos (formados sem fecundação, somente a partir do ovário, e, portanto não apresentam sementes). Devido a essas propriedades as giberelinas são utilizadas comercialmente para auxiliar no crescimento de plantas, para agilizar a quebra da dormência de sementes e principalmente para a produção de frutos sem sementes, como uva, maçã e abóbora. Abaixo está uma foto de um cacho de uva sem (à esquerda) e um cacho de uva com (à direita) tratamento com giberelina. As giberelinas são produzidas nas sementes, no embrião, nas folhas e nos frutos em resposta a variações ambientais como fotoperíodo (dia/noite) e temperatura. -Citocinas As citocinas retardam o envelhecimento das plantas, e estimulam a divisão celular (citocinese), atuando em conjunto com as auxinas. Comercialmente, as citocinas são adicionadas na água onde ficam as flores de floricultura, o que faz com que sua senescência (envelhecimento) seja retardada, prolongando o tempo de vida da flor. Por isso que muitas vezes as flores estão lindas na floricultura, mas quando chegamos em casa e colocamos em um recipiente com água elas não demoram muito para morrer. As citocinas são produzidas principalmente nas raízes e são distribuídas pela planta através do xilema. -Etileno O etileno é um hormônio gasoso que promove o amadurecimento dos frutos, senescência de flores e folhas. Atua de forma inversa a auxina. Na senescência ou na presença de estresse ambiental, diminuem os níveis de auxina, aumentam os de etileno, causando, por exemplo, amarelamento e perda das folhas, principalmente no outono. Esse hormônio eu aposto que você já observou nas frutas da sua casa! Pense na banana, que quando colocada em local fechado, como jornal ou saco plástico, amadurece rapidinho. Isso ocorre porque a banana produz muito etileno, mas, por ser um hormônio gasoso, se dissipa rapidamente. Quando colocamos em um local fechado o hormônio se concentra e promove o amadurecimento mais rápido! Faça um teste com qualquer fruta que esteja verde na presença de uma banana em um saco plástico: a banana secreta tanto etileno que tanto ela quanto a outra fruta amadurecerão rapidamente. Por isso esse hormônio é muito utilizado na indústria, forçando o amadurecimento mais rápido das frutas. -Ácido abscísico O ácido abscísico induz o fechamento dos estômatos, envelhecimentos e abscisão (queda) das folhas e frutos, inibe crescimento da planta e induz dormência de sementes e gemas, atuando da maneira inversa ao que vimos sobre os outros hormônios. Normalmente está relacionado ao estresse hídrico e pode atuar em conjunto com o etileno. Em plantas mutantes que não produzem ácido abscísico, as sementes amadurecem prematuramente, como é possível observar na espiga de milho. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 142 Fotoperiodismo e Citocromos O comprimento de um dia é conhecido como fotoperíodo e as respostas do desenvolvimento das plantas ao fotoperíodo são chamadas de fotoperiodismo. As plantas respondem a esses estímulos graças a uma proteína presente em suas células chamada de fitocromo, que é a responsável pela percepção luminosa nos vegetais. Existem dois tipos de fitocromo, o fitocromo vermelho, representado R (forma mais estável), e o fitocromo vermelho longo, F (forma mais ativa). Durante o dia, quando há grande incidência de luz solar, o fitocromo R se converte em fitocromo F, sendo que à noite, quando não há luz solar, ocorre o contrário. Assim, quando em dias longos, os fitocromos F se acumulam na planta, induzindo o florescimento das plantas de dias longos, enquanto que as de dias curtos não florescem. E o contrário ocorre quando os dias são curtos, pois ofitocromo R se acumula nas plantas, induzindo as plantas de dias curtos a florescerem e, consequentemente, inibindo as de dias longos. É por esse motivo que algumas espécies vegetais florescem somente em determinadas épocas do ano. Classificação das plantas quanto ao fotoperiodismo -Plantas de dias curtos – plantas que florescem quando os dias são mais curtos e o período de escuridão é maior. Exemplo: morango. -Plantas de dias longos – plantas que florescem em dias mais longos, quando as noites são mais curtas. Exemplo: alface. -Plantas indiferentes – florescem em qualquer época do ano, independente do período luminoso. Exemplo: tomate. Movimentos vegetais Os movimentos dos vegetais podem ser classificados em dois tipos: -Movimento de curvatura (crescimento); -Movimentos de locomoção (deslocamento). Os movimentos de crescimento são, por sua vez, divididos em dois tipos: a) Tropismo b) Nastismos ou nastia Tropismos São fenômenos de crescimento ou de curvatura orientados em relação a um agente excitante; isto é, a curvatura depende da direção de onde vem o agente excitante. Conforme a natureza desse agente, os tropismos são classificados em: -Fototropismo (luz); -Geotropismo (gravidade). -Quimiotropismo (substâncias químicas) -Tigmotropismo (contato) São de especial interesse o fototropismo e geotropismo. Podem-se explicar os fenômenos trópicos baseando-se fundamentalmente em dois fatores: -o excitante deve incidir unilateralmente; -as auxinas devem sofrer uma redistribuição, isto é, distribuir-se desigualmente nos dois lados do órgão excitado unilateralmente. A distribuição desigual poderia ser explicado por a) transporte lateral das auxinas; b) produção desigual das auxinas no ápice; c) destruição desigual das auxinas. Atualmente, a tendência é a de se aceitar como verdadeira a hipótese do transporte lateral das auxinas quando ocorrer estímulo unilateral nos órgãos. Fototropismo Movimento de curvatura orientado em relação à luz. O caule e os coleóptilos apresentam fototropismo positivo (curva em direção à luz). A raiz apresenta fototropismo negativo (curva em direção à luz). As folhas são plagiofototrópicas e diafotrotópicas (formam um ângulo reto em relação ao raio da Terra). O esquema abaixo demonstra o fenômeno. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 143 Explicação: A luz desencadeia uma redistribuição das auxinas, que se concentram no lado escuro. -Caule: o lado escuro apresenta maior concentração de auxinas e o crescimento fica acelerado. -Raiz: o lado escuro apresenta maior concentração de auxinas e o crescimento fica inibido. É claro que a luz, para agir no fenômeno, tem de ser absorvida. Para tanto, devem existir pigmentos relacionados com a absorção de luz. Foi observado que as radiações eficientes nos fenômenos fototrópicas estão no início do espectro luminoso visível (violeta, anil e azul). Os pigmentos que apresentam intensa absorção nessa faixa são carotenos e as riboflavinas. É possível que sejam esses os pigmentos responsáveis pela absorção de luz no fototropismo. Geotropismo Crescimento orientado em relação à força da gravidade. -Caule e coleóptilos: apresentam geotropismo negativo (crescimento em sentido oposto à gravidade) -Raízes: apresentam geotropismo positivo (crescem no mesmo sentido da gravidade). -Folhas: apresentam plagiogeotropismo ou digeotropismo. A figura abaixo ilustra o fenômeno; Explicação: -Raiz: quando se coloca uma raiz na horizontal, ela cresce acentuadamente no lado superior, curva- se e penetra no solo. Tal fato ainda se baseia na ação do AIA, que se desloca lateralmente, indo concentrar-se no lado interior da raiz. A concentração elevada de AIA nessa região inibe o crescimento, enquanto o lado oposto fica com o crescimento acelerado. -Caule: o caule colocado horizontalmente sobre o solo cresce acentuadamente no lado inferior, curva0se e afasta-se do solo. Também nesse caso, o AIA, por ação da força da gravidade, desloca-se do lado superior para o inferior, aí se concentrando. Em consequência, essa região tem crescimento acelerado. Tigmotropismo O tigmotropismo é o crescimento curvado do vegetal, que se dá através de um estímulo mecânico. Quando o vegetal entra em contato com qualquer objeto consistente, ele cresce em torno dele. Um exemplo muito comum de tigmotropismo é o das gavinhas, que crescem enroladas em seu suporte. O enrolamento ocorre por uma reação que se resulta de um estímulo do lado inferior da gavinha, essa reação diminui o crescimento deste lado, enquanto o lado superior cresce aceleradamente. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 144 Quimiotropismo São fenômenos de crescimento orientados pela ação de um substância química. Podemos citar como exemplos: a) crescimento do tubo polínico das angiospermas à procura do óvulo. b) crescimento das hifas vegetativas dos fungos em direção ao alimento Nastismos São movimentos de curvaturas não orientados em relação ao agente excitante, isto é, não dependem da direção de onde vem o excitante, mas sim da simetria interna do órgão que reage. Os nastismos só ocorrem em órgãos dorsiventrais. Exemplos de nastismos: -Fotonastismo: Movimento das pétalas das flores que fazem movimento de curvatura para a base da corola. Este movimento não é orientado pela direção da luz, sendo sempre para a base da flor. Existem as flores que abrem durante o dia, fechando-se à noite como a "onze horas" e aquelas que fazem o contrário como a "dama da noite". -Tigmonastismo e Quimionastismo: Movimentos que ocorrem em plantas insetívoras ou mais comumente plantas carnívoras, que, em contato com um inseto, fecham suas folhas com tentáculos ou com pêlos urticantes, e logo em seguida liberam secreções digestivas que atacam o inseto. Às vezes substâncias químicas liberadas pelo inseto é que provocam esta reação. Nutrição vegetal A nutrição da plantas é autotrófica, as plantas fabricam a matéria orgânica que lhes servem de alimento. Para isso utilizam gás carbônico proveniente do ar, água e sais minerais retirados do solo. Nutrição inorgânica A nutrição inorgânica refere-se à absorção dos nutrientes minerais essenciais para um bom desenvolvimento vegetal. Esses nutrientes existem no substrato em que planta vive (solo, água e, eventualmente, meio aéreo) e a sua absorção é realizada principalmente pelas raízes. Muitas vezes, as folhas também executam esse papel. A absorção radicular é efetuada a partir da zona pilífera, região na qual a superfície de absorção é aumentada pela existência dos pelos absorventes. Quando um nutriente é utilizado em grande quantidade por um vegetal, ele é considerado um macronutriente. Se for utilizado em pequena quantidade, é considerado um micronutriente. Esses termos não se relacionam com o tamanho do nutriente, e sim com a quantidade em que são utilizados. Entre os micronutrientes, podem ser citados o manganês, o cobre, o zinco e o ferro.19 Nutriente Papel Fisiológico Nitrogênio (N) Essencial para a síntese protéica e de ácidos nucléicos. Fósforo (P) Essencial para a síntese de ATP e de ácidos nucléicos. Potássio (K) Relacionados as trocas iônicas entre a célula e o meio; envolvido nos movimentos de abertura dos estômatos. Enxofre (S) Utilizado para a síntese de aminoácidos essenciais. Magnésio (Mg) Componente da molécula de clorofila. 19 http://www.sobiologia.com.br/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 145 Nutrição orgânica A fotossíntese ocorre principalmente nas folhas de uma traqueófita. É conveniente, agora, dar uma noção da morfologia interna desse órgão relacionado com a nutrição orgânica. Duas epidermes, formadas por células achatadas, revestem uma camada interna constituída basicamente por dois tecidos: o tecidode preenchimento e o tecido condutor. O tecido de preenchimento é conhecido como parênquima e é, em geral, constituído por duas camadas de células clorofiladas, vivas. A camada próxima à epiderme superior possui células organizadas em uma paliçada e, por isso, recebe o nome de parênquima paliçádico. A outra camada, próxima à epiderme inferior, possuem células irregulares que se dispõem deixando lacunas entre si, o que dá a essa camada um aspecto de esponja – é o parênquima lacunoso. As células dessas camadas são ricas em cloroplastos. O tecido condutor compõe as nervuras. Aqui, os vasos dispõem-se em feixes de tecidos condutores, embainhados por células parenquimáticas especiais. Há dois tipos de vasos: os que trazem para a folha a água necessária para a fotossíntese, além de outras substâncias inorgânicas – vasos do xilema – e os que conduzem o alimento produzido pelas folhas para o caule e para a raiz – vasos do floema. Cabe ao parênquima clorofiliano (outro nome dado ao conjunto formado pelo parênquima paliçádico e parênquima lacunoso) o papel de nutrir o vegetal como os alimentos orgânicos necessários a sua sobrevivência, a partir da realização da fotossíntese. As etapas clara e escura da fotossíntese ocorrem nos cloroplastos. Na fase de claro (ou fotoquímica) há a participação da água e da luz, com liberação de oxigênio e produção de ATP e NADPH2. Na fase escura (ou puramente química), ocorre o ciclo de Calvin ou ciclo das pentoses, durante a qual há uma sequência de reações com a participação do gás carbônico e com a utilização do ATP e do NADPH2, produzidas na fase clara, resultando em moléculas de glicose. 20Transpiração A transpiração é a eliminação de água na forma de vapor que ocorre nos vegetais e animais por uma necessidade fisiológica, sendo controlada por mecanismos físicos, morfológicos, anatômicos e fisiológicos. Nos vegetais a transpiração ocorre principalmente através das folhas, que é a principal superfície de contato do vegetal com o ambiente. -A Transpiração e a Estrutura Foliar do Vegetal O fenômeno da transpiração é fundamental para a vida do vegetal, mas deve ocorrer de modo a permitir a sobrevivência do mesmo, pois o excesso de perda d"água na forma de vapor pela transpiração pode levar à morte do vegetal. Os vegetais apresentam várias adaptações para evitar a transpiração excessiva, de acordo com o ambiente onde vivem. A organização do corpo do vegetal está relacionada diretamente com o fenômeno da transpiração. O número de folhas e a superfície foliar são fatores que determinam maior ou menor taxa de transpiração pelo vegetal. -A Medida da Transpiração A transpiração pode ocorrer através dos estômatos, sendo definida como transpiração estomática (Te), mas também pode ocorrer através da cutícula, que é uma camada de cera que está na superfície da folha, para evitar excesso de perda d’água pelo vegetal, definida como transpiração cuticular (Tc). A transpiração total (Tt) é definida como a somatória das transpirações definidas anteriormente. Tt = Te + Tc A Estrutura do Estômato Os estômatos aparecem normalmente na epiderme inferior das plantas terrestres; sendo folhas hipoestomáticas, evitam a incidência direta do sol sobre os estômatos, diminuindo deste modo o excesso de transpiração pelo vegetal. Em plantas aquáticas como a vitória-régia, os estômatos aparecem na epiderme superior, para garantir as trocas gasosas de oxigênio e gás carbônico, que ocorrem entre o vegetal e a atmosfera. Neste caso, as folhas são epiestomáticas. 20 http://www.biomania.com.br/ Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 146 As gramíneas, que apresentam grande distribuição geográfica em todo o planeta, apresentam estômatos nas duas epidermes, apresentando folhas anfiestomáticas, pois seu crescimento normalmente é perpendicular ao solo. O estômato é uma estrutura formada por células estomáticas ou guardas que delimitam uma abertura chamada ostíolo ou fenda estomática, por onde ocorre a transpiração do vegetal, assim como as trocas gasosas com o ambiente. Os Mecanismos de Abertura e Fechamento dos Estômatos Através da abertura e fechamento dos estômatos o vegetal controla a taxa de transpiração, respondendo a fatores como a disponibilidade de água, luz, temperatura e umidade relativa do ar. A - Os Movimentos Hidroativos A abertura e o fechamento dos estômatos são controlados pela disponibilidade de água para o vegetal. Quando as células estomáticas ganham água de suas células vizinhas, as células anexas, a parede delgada da célula estomática sofre distensão, também ocorrendo a distensão das paredes reforçadas do estômato, levando à sua abertura. Quando ocorre o contrário, as paredes delgadas dos estômatos sofrem relaxamento, e as paredes reforçadas fecham o estômato. B - Os Movimentos Fotoativos A abertura e o fechamento dos estômatos também respondem à presença ou ausência da luz. Na presença da luz ocorre abertura dos estômatos, pois o vegetal está realizando fotossíntese, produzindo glicose nos cloroplastos das células estomáticas, aumentando a pressão osmótica das mesmas. Com o aumento da pressão osmótica das células estomáticas, estas ganham água das células anexas e os estômatos abrem-se. Questões 01 (PUC-RJ) As plantas, assim como os animais, apresentam órgãos compostos de diferentes tecidos, e esses tecidos apresentam diferentes funções: revestimento; assimilação e reserva; sustentação; condução. Os tecidos que desempenham essas funções são, respectivamente: (A) epiderme, parênquima, floema, esclerênquima. (B) colênquima, epiderme, xilema, parênquima. (C) epiderme, esclerênquima, xilema, parênquima. (D) epiderme, parênquima, esclerênquima, floema. (E) parênquima, colênquima, floema, esclerênquima. 02. Sabemos que a raiz é um importante órgão vegetal que realiza as mais diversas funções. Analise as afirmações abaixo e marque a alternativa incorreta a respeito desse órgão: (A) A raiz é um órgão que pode servir como reserva de nutrientes para a planta. (B) O ápice da raiz é recoberto pela coifa, que protege o meristema apical e ajuda na penetração desse órgão no solo. (C) A raiz é um órgão exclusivamente subterrâneo relacionado com a fixação e absorção de água para a planta. (C) Na zona pilífera ocorre uma grande absorção de água e íons inorgânicos. (E) Podemos observar quatro regiões principais em uma raiz: zona suberosa ou de ramificação, zona pilífera ou de absorção, zona lisa ou de crescimento e coifa ou caliptra. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 147 03. (UEL- PR) Geralmente, caules subterrâneos que acumulam substâncias nutritivas, denominados tubérculos, são confundidos como sendo raízes tuberosas que também acumulam reserva de amido. Um caso típico desse equívoco seria o de classificar a batata-inglesa como raiz tuberosa. Qual das alternativas apresenta uma característica que diferencia um tubérculo de uma raiz tuberosa? (A) O tubérculo possui pelos absorventes para a absorção de água. (B) A raiz tuberosa possui gemas axilares para o crescimento de ramos. (C) O tubérculo possui coifa para proteger o meristema de crescimento. (D) A raiz tuberosa possui gemas apicais para desenvolver novas raízes. (E) O tubérculo possui gemas laterais para desenvolver ramos e folhas 04. Sabemos que a coifa é uma estrutura encontrada na extremidade da raiz. Ela é formada por células parenquimáticas vivas que revestem o órgão como se fossem um dedal. A respeito das funções dessa estrutura, marque a alternativa incorreta. (A) A coifa ajuda a raiz a penetrar no solo. (B) A coifa protege o ápice da raiz do atrito com o solo. (C) A coifa está relacionada com a proteção contra o ataque de micro-organismos. (D) A coifa atua promovendo a absorção de água e de nutrientes. (E) A coifa exerceum importante papel no que diz respeito a resposta da raiz à gravidade. 05. Observe a frase abaixo e em seguida assinale a alternativa que contém as palavras que a completam: “A ____________ é um hormônio vegetal que estimula o alongamento celular do ________ e da raiz, atua no __________ e no geotropismo, e no desenvolvimento de ________.” (A) Citocinina, caule, fotoperiodismo, folhas. (B) Auxina, caule, fototropismo, frutos. (C) Giberelina, fruto, amadurecimento dos frutos, folhas, (D) Auxina, ápice, caule, folhas. (E) Giberelina, caule, ápice, frutos. 06. Apesar de as plantas não conseguirem se locomover como alguns animais, elas são capazes de realizar certos movimentos. Algumas plantas, por exemplo, conseguem encurvar seus caules e direcionar o crescimento no sentido da luz, um movimento chamado de: (A) fotonastismo. (B) fototactismo. (C) fototropismo. (D) tigmotropismo. (E) seismonastismo. Respostas 01. Resposta: D. Os tecidos cujas funções são arroladas no enunciado são, respectivamente: epiderme, parênquima, esclerênquima e floema. 02. Resposta: C. Essa alternativa está incorreta porque existem outros tipos de raízes que não são subterrâneas, tais como as sugadoras e aéreas. 03. Resposta: E. Uma característica que surge apenas em caules são as gemas laterais, que dão origem a ramos e folhas. Todo caule possui gemas ou brotos, diferentemente das raízes. A presença de pelos absorventes e de coifa indica que a estrutura é uma raiz. 04. Resposta D. A absorção de água e nutrientes é um papel desempenhado pelos absorventes. 05. Resposta: B. “A auxina é um hormônio vegetal que estimula o alongamento celular do caule e da raiz, atua no fototropismo e no geotropismo, e no desenvolvimento de frutos.” Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 148 06. Resposta: C. O crescimento orientado no sentido da fonte de luz recebe o nome de fototropismo. Os Vírus Os vírus são únicos organismos acelulares da Terral atual. Extremamente simples e pequenos (medem menos de 0,2 µm), são constituídos por apenas uma carapaça proteica envolvendo uma molécula de ácido nucléico que pode ser DNA ou RNA, nunca os dois juntos. O capsídeo pode ser envolvido por um envelope constituído de lipídios, proteínas e carboidratos e que possui projeções na superfície ou espículas de constituição glicoproteica (essas projeções são importantes na fixação dos vírus às células hospedeiras). Os vírus representam o limite entre as formas vivas e as sem vida. Podem inserir-se no material genético da célula e causar grandes danos (agentes infecciosos). A estrutura viral completa é denominada vírion; - vírus com RNA é mais fácil de mutar porque não tem mecanismo de reparo, tem cadeia simples que é menos estável. DNA do vírus tem sistema de reparo porque sempre teve função genética e RNA só teve essa função depois; não possuem componentes celulares necessários para o metabolismo ou reprodução independente; muitos vírus possuem dentro do capsídeo uma ou mais enzimas que são liberadas após o desnudamento do vírus no interior da célula hospedeira e atuam na replicação do ácido nucléico; podem multiplicar-se somente dentro de células vivas, sendo considerados parasitas intracelulares obrigatórios. Após invadir uma célula ou um microrganismo, um vírus tem a habilidade de induzir a maquinaria genética da célula hospedeira a fazer muitas cópias do vírus Fases da Replicação Viral -Absorção: especificidade, reconhecimento vírus - célula a ser infectada. Para vírions nus, as proteínas do capsídeo são provavelmente responsáveis pela ligação a um receptor específico da célula. Para vírions envelopados, as glicoproteínas da superfície da membrana do envelope são responsáveis pelo reconhecimento de um receptor presente na superfície celular, ocorrendo posteriormente a fixação. -Penetração: a maioria dos vírus envelopados entra na célula hospedeira pela fusão da membrana da célula hospedeira com o envelope viral, resultando na liberação o nucleocapsídeo para dentro do citoplasma da célula. Alguns vírus envelopados e a maioria dos nus são englobados pela célula hospedeira em um vacúolo envolvido por uma membrana, os nucleocapsídeos são então liberados dentro do citoplasma. -Decapsidação: vírus dentro da célula perde o capsídeo; eclipse = período de tempo entre a decapsidação até a montagem de um novo vírion maduro, vírus sem capsídeo não visto no M.O. Célula com dois DNA: o dela e o do vírus. -Montagem: o processo de montagem não envolve a biossíntese de enzimas especiais, ocorrendo espontaneamente como resultado da interação molecular altamente específica das macromoléculas do capsídeo com o ácido nucleico viral. Montagem do capsídeo ocorre após a replicação, lipídios da membrana da célula irão fazer parte do vírus (isso permite o reconhecimento do vírus às mesmas células que o “fez”) -Liberação: o mecanismo de liberação varia com o vírus. O vírus sai da célula por brotamento ou a célula morre e se rompe, liberando os vírions. Além desses modos, os vírions podem deixar as células por canais especiais por um longo período de tempo. Apostila gerada especialmente para: Walter Mello Mazzini 054.594.089-38 149 Doenças Humanas Virais Dengue Endêmica no Brasil desde a década de 80, a dengue é considerada uma das principais ameaças à saúde em nosso país. Nos últimos anos vem se disseminando de tal forma que, segundo dados do Ministério da Saúde, somente em 1998, 529,4 mil pessoas foram contaminadas. O vírus causador da dengue tem quatro sorotipos classificados pelos números 1, 2, 3 e 4. No Brasil, são registrados casos com sorotipos 1 e 2 (apesar da ameaça do tipo 3 no ano passado). A transmissão do vírus ocorre pela picada da fêmea do mosquito Aedes aegypti infectada com o vírus da doença. Teoricamente, a transfusão de sangue infectado também transmite a doença. Os principais sintomas da dengue clássica são: dores de cabeça e muscular, febre alta, vermelhidão no corpo, aumento das glândulas linfáticas e comprometimento das vias aéreas superiores. Depois de cinco a sete dias, acaba o ciclo do vírus no doente, este melhora e fica imunizado para esse sorotipo que o infectou. Na dengue hemorrágica, além da febre e das dores de cabeça e muscular, o doente também apresenta hemorragias gastrointestinal, cutânea, gengival e nasal, tontura e queda de pressão. Em razão das hemorragias, este tipo de dengue pode matar. -Prevenção: Não deixe água acumulada, em pneus, caixa d'água. Uma água parada em uma simples tampinha de garrafa pode servir de criatório para o mosquito Aedes aegypti. Febre Amarela Outra virose que tem registrado uma aumento significativo de casos é a febre amarela, notadamente em estados como Minas Gerais, Goiás, Tocantins e Pará. Depois de três a seis dias de ser infectada, a pessoa apresenta os seguintes sintomas: dores de cabeça e muscular, enjoo, vômitos, febre alta, pulso baixo, prostação e irritabilidade. O nome da doença provém do fato de o doente normalmente apresentar icterícia, ou seja, sua pele torna-se impregnada de bilirrubina, tornando-se amarela. Na fase mais avançada da doença, há comprometimento do fígado e dos rins, além de hemorragias que podem levar à morte. A febre amarela urbana é transmitida pela picada da fêmea do mosquito Aedes aegypti infectada por pessoas contaminadas. O vírus da febre amarela silvestre é transmitida pela fêmea do mosquito Haemagogus, infectada ao sugar sangues de macacos que são os reservatórios naturais do agente causador da doença. Não há tratamento que cure a febre amarela. A cura depende da resistência de cada paciente. A internação em hospitais torna-se necessária, para que sejam controladas as principais complicações do doente, principalmente as relacionadas aos rins e às hemorragias. -Prevenção: é feita com o combate aos insetos transmissores e com a vacinação