CAP 3-Corpo Humano_ Fundamentos de An - Gerard J_ Tortora

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CÉLULAS
Existem aproximadamente 200 tipos diferentes de células no corpo. Cada célula é uma unidade de vida estrutural e 
funcional envolvida por uma membrana. Todas as células surgem 
de células já existentes, por meio do processo de divisão celular, 
em que 
uma 
célula 
se divide em duas novas células. No corpo, diferentes tipos 
de células cumprem funções exclusivas que sustentam a 
homeostasia e contribuem para muitas capacidades funcionais 
do organismo humano. Biologia celular é o estudo da estrutura 
e da função celular. À medida que estudamos as várias partes 
da célula e suas relações entre si, aprenderá que a estrutura e a 
função celulares estão intimamente relacionadas.
C A P Í T U L O 3
3.1 Visão geral da célula
 O B J E T I V O
� Nomear e descrever as três partes principais de uma 
célula.
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 1. Quais são as funções gerais das três partes 
principais da célula?
3.2 Membrana plasmática
 O B J E T I V O
� Descrever a estrutura e as funções da membrana 
plasmática.
OLHANDO PARA TRÁS PARA AVANÇAR...
Níveis de Organização e Sistemas do Corpo (Seção 1.2)
Íons, Moléculas e Compostos (Seção 2.1)
Carboidratos (Seção 2.2)
Lipídeos (Seção 2.2)
Proteínas (Seção 2.2)
Ácido Desoxirribonucleico (DNA) e Ácido 
Ribonucleico (RNA) (Seção 2.2)
Capítulo 3 � Células 45
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 2. Que moléculas formam a membrana plasmática 
e quais suas funções?
 3. O que se entende por permeabilidade seletiva?
Quais são as três partes principais de uma célula?
Figura 3.1 Visão Geral de uma célula do corpo.
A célula é a unidade básica, viva, estrutural e funcional do corpo.
46 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
3.3 Transporte pela membrana 
plasmática
 O B J E T I V O
� Descrever os processos que transportam substâncias 
pela membrana plasmática.
Nomeie as várias funções realizadas pelas proteínas da membrana.
Figura 3.2 Química e estrutura da membrana plasmática.
A membrana plasmática consiste principalmente em fosfolipídeos, 
dispostos em uma bicamada, e proteínas, a maioria das quais são glicoproteínas.
FUNÇÕES DA MEMBRANA PLASMÁTICA
 1. Atua como uma barreira de separação entre o interior e o 
exterior da célula. 
 2. Controla o fluxo de substâncias dentro e fora da célula. 
 3. Ajuda a identificar a célula para outras células (p. ex., cé-
lulas imunes).
 4. Participa da sinalização intracelular.
Capítulo 3 � Células 47
Processos passivos
Como a difusão simples se diferencia da difusão 
facilitada?
Figura 3.3 Princípio da difusão. 
No equilíbrio, a difusão efetiva cessa, mas os 
movimentos aleatórios continuam.
Cite alguns exemplos de substâncias que se 
difundem pela bicamada lipídica.
Figura 3.4 Difusão simples. 
Na difusão simples, existe um movimento efetivo 
(resultante) de substâncias de uma região com sua 
concentração mais alta para uma região com sua 
concentração mais baixa.
48 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
A concentração de K é mais alta no citosol das 
células corporais ou no líquido extracelular?
Figura 3.5 Difusão facilitada de íons K por um canal 
dependente de K . 
Os canais iônicos são proteínas integrais de 
membrana que permitem a passagem de pequenos 
íons inorgânicos específicos pela membrana.
Como a insulina altera o transporte de glicose por 
difusão facilitada?
Figura 3.6 Difusão facilitada da glicose por uma 
membrana usando um transportador. 
A difusão facilitada por uma membrana com a 
participação de um transportador é um mecanismo 
importante para o transporte de açúcares, como 
glicose, frutose e galactose para dentro das células.
Capítulo 3 � Células 49
O nível de líquido no tubo continuará a subir até que 
as concentrações de sacarose sejam as mesmas no 
tubo e no saco?
Figura 3.7 Princípio da osmose.
Osmose é o movimento efetivo das moléculas de 
água por uma membrana seletivamente permeável.
50 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
Os eritrócitos e outras células do corpo podem ser da-
nificadas ou destruídas se forem expostas a soluções hiper-
tônicas ou hipotônicas. Por essa razão, muitas soluções intra-
venosas (IV), líquidos infundidos no sangue de uma veia, são 
soluções isotônicas. Exemplos são solução salina isotônica 
(NaCl a 0,9%) e D5W, dextrose a 5% em água. Algumas ve-
zes, a infusão de soluções hipertônicas é útil no tratamento 
de pacientes com edema cerebral, excesso de líquido intersti-
cial no encéfalo. A infusão de tais soluções alivia a sobrecarga 
líquida, provocando a osmose da água do líquido intersticial 
para o sangue. Os rins excretam na urina o excesso de água do 
sangue. As soluções hipotônicas, administradas por via oral ou 
IV, são usadas para tratar pessoas desidratadas. A água na solu-
ção hipotônica se move do sangue para o líquido intersticial e, 
em seguida, para dentro das células do corpo, para reidratá-las. 
A água e a maioria das bebidas esportivas que você consome 
para �reidratação� após um exercício são hipotônicas em rela-
ção às suas células corporais. 
CORRELAÇÕES CLÍNICAS | Uso Clínico de soluções 
 isotônicas, hipertônicas e 
hipotônicas
Processos ativos
Uma solução de NaCl a 2% provoca hemólise ou crenação dos eritrócitos?
Figura 3.8 Princípio da osmose aplicado aos eritrócitos. 
Uma solução isotônica é aquela na qual as células mantêm sua forma e volume normais.
Capítulo 3 � Células 51
Qual a função do ATP na operação dessa bomba?
Figura 3.9 Operação da bomba de sódio-potássio. 
A bomba de sódio-potássio mantém uma baixa concentração intracelular de Na .
52 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
O que desencadeia a formação do pseudópode?
Figura 3.10 Fagocitose.
A fagocitose é um mecanismo de defesa vital que 
ajuda a proteger o corpo contra doenças.
Capítulo 3 � Células 53
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 4. Qual é a diferença essencial entre os processos 
passivos e ativos?
 5. Como são comparadas as difusões simples e 
facilitada?
 6. Quais são as semelhanças e as diferenças entre a 
endocitose e a exocitose?
3.4 Citoplasma
 O B J E T I V O
� Descrever a estrutura e as funções do citoplasma, 
citosol e organelas.
TABELA 3.1
Transporte de materiais para dentro e para fora das células
PROCESSO DE TRANSPORTE DESCRIÇÃO SUBSTÂNCIAS TRANSPORTADAS
Processos passivos
Difusão
Difusão simples
Difusão facilitada
Osmose
Processos ativos
Transporte ativo
Transporte nas Vesículas
Endocitose
Fagocitose
Pinocitose
Exocitose
54 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
Citosol
Organelas
FUNÇÕES DO CITOESQUELETO
 1. Atua como arcabouço que ajuda a determinar a forma da célula e a or-
ganizar o conteúdo celular.
 2. Auxilia o movimento de organelas dentro da célula, de cromossomos 
durante a divisão celular e de células inteiras, como os fagócitos.
Que componentes do citoesqueleto ajudam a formar 
a estrutura dos centríolos, cílios e flagelos?
Figura 3.11 Citoesqueleto.
Estendendo-se por todo o citosol, o citoesqueleto é 
uma rede de três tipos de filamentos proteicos: 
microfilamentos, filamentos intermediários e 
microtúbulos.
Capítulo 3 � Células 55
FUNÇÕES DOS CENTROSSOMOS
O material pericentriolar do centrossomo contém tubulinas que formam 
microtúbulos nas células que não estão dividindo e formam o fuso mitótico 
durante a divisão celular.
Quais são os componentes do centrossomo?
Figura 3.12 Centrossomo.
O material pericentriolar de um centrossomo organiza 
o fuso mitótico durante a divisão celular.
FUNÇÕES DOS RIBOSSOMOS
 1. Os ribossomos associados ao retículo endoplasmático sintetizam pro-
teínas destinadas à inserção na membrana plasmática ou à secreção a 
partir das células.
 2. Os ribossomos livres sintetizam proteínas usadas no citosol.
Onde as subunidades ribossômicas são sintetizadas e 
reunidas?
Figura 3.13 Ribossomos.
Ribossomos, locais de síntese de proteínas, consistem 
em uma subunidade grande e uma subunidade 
pequena.
56 Corpo humano:fundamentos de anatomia e fisiologia
Uma das funções do RE liso, como assinalado anterior-
mente, é desintoxicar* determinados medicamentos. Os 
indivíduos que repetidamente ingerem tais medicamentos, como 
o sedativo fenobarbital, desenvolvem alterações no RE liso de 
seus hepatócitos. A administração prolongada de fenobarbital 
resulta no aumento da tolerância a esse medicamento; a mesma 
dose não produz mais o mesmo grau de sedação. Com a exposi-
ção repetida ao medicamento, a quantidade de RE liso e de suas 
enzimas aumenta para proteger as células contra seus efeitos tó-
xicos. À medida que a quantidade de RE liso aumenta, são neces-
sárias dosagens cada vez maiores do medicamento para alcançar 
o efeito original. Isso poderia resultar em um aumento da pos-
sibilidade de overdose e aumento da dependência de drogas. 
*N. de R.T. Desintoxicar, ou destoxificar significa diminuir ou eliminar a 
qualidade venosa de qualquer substância, é reduzir a virulência de qual-
quer organimos patogênico.
CORRELAÇÕES CLÍNICAS | RE liso e aumento da 
tolerância medicamentosa
FUNÇÕES DO RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
 1. O RE rugoso sintetiza glicoproteínas e fosfolipídeos que são transfe-
ridos para o interior das organelas celulares, inseridos na membrana 
plasmática ou secretados durante a exocitose.
 2. O RE liso sintetiza ácidos graxos e esteroides, como estrogênios e tes-
tosterona; inativa ou desintoxica substâncias potencialmente prejudi-
ciais; remove o grupo fosfato da glicose-6-fosfato; e armazena e libera 
íons cálcio, que desencadeiam a contração nas células musculares.
Como o RE rugoso e o RE liso se diferenciam 
estrutural e funcionalmente?
Figura 3.14 Retículo endoplasmático (RE).
O RE é uma rede de membranas pregueadas que se 
estende por todo o citoplasma e se conecta ao 
envoltório nuclear.
Capítulo 3 � Células 57
Alguns distúrbios são provocados por enzimas lisossô-
micas ausentes ou defeituosas. Por exemplo, a doença 
de Tay-Sachs, que mais frequentemente afeta crianças 
de descendência asquenaze (judeus do Leste Europeu), é uma 
condição hereditária caracterizada pela ausência de uma única 
enzima lisossômica. Esta enzima normalmente decompõe um 
glicolipídeo da membrana chamado gangliosídeo GM2, que é 
especialmente prevalente nos neurônios. Quando o gangliosí-
deo GM2 se acumula, porque não é decomposto, os neurônios 
funcionam com menos eficiência. As crianças com doença de 
Tay-Sachs sofrem convulsões e rigidez muscular. Gradual-
mente perdem a visão, apresentam significativa deterioração 
das funções cognitiva e intelectual e não possuem coordena-
ção motora. Em geral estas crianças morrem antes dos 5 anos 
de idade. Atualmente, testes revelam se um adulto é portador 
desse defeito genético. 
CORRELAÇÕES CLÍNICAS | Doença de Tay-Sachs
FUNÇÕES DO COMPLEXO DE GOLGI
 1. Modifica, classifica, acondiciona e transporta proteínas recebidas pelo 
RE rugoso.
 2. Forma vesículas secretoras que liberam proteínas processadas via 
exocitose no líquido extracelular; forma vesículas de membranas que 
transportam novas moléculas para a membrana plasmática; forma ve-
sículas de transporte que conduzem moléculas para outras organelas, 
como os lisossomos.
Que tipos de células corporais provavelmente 
possuem complexos de Golgi extensos?
Figura 3.15 Complexo de Golgi.
A maioria das proteínas sintetizadas pelos ribossomos 
ligados ao RE rugoso passa pelo complexo de Golgi 
para processamento.
58 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
Algumas doenças resultam da incapacidade dos proteos-
somos em degradar proteínas anormais. Por exemplo, 
grumos de proteínas deformadas se acumulam nas célu-
las encefálicas de pessoas com mal de Parkinson e doença de 
Alzheimer. Descobrir por que os proteossomos não conseguem 
remover essas proteínas anormais é uma meta de pesquisas em 
andamento. 
CORRELAÇÕES CLÍNICAS | Proteossomos e Doença
FUNÇÃO DAS MITOCÔNDRIAS
Geram ATP por meio de reações da respiração celular aeróbia.
Como as cristas de uma mitocôndria contribuem para 
sua função de produção de ATP?
Figura 3.16 Mitocôndria.
Nas mitocôndrias, reações químicas geram a maior 
parte do ATP de uma célula.
Capítulo 3 � Células 59
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 7. O que o citoplasma tem que o citosol não tem?
 8. O que é uma organela?
 9. Descreva a estrutura e a função dos ribossomos, 
complexo de Golgi e mitocôndrias.
3.5 Núcleo
 O B J E T I V O
� Descrever a estrutura e as funções do núcleo.
Na última década do século XX, os genomas de seres hu-
manos, camundongos, drosófilas e mais de 50 microrga-
nismos foram sequenciados. Como resultado, a pesquisa 
no campo da genômica, o estudo das relações entre o genoma 
e as funções biológicas de um organismo prosperaram. O Pro-
jeto Genoma Humano começou, em 1990, como um esforço 
para sequenciar todos os quase 3,2 bilhões de nucleotídeos do 
nosso genoma, e foi concluído em abril de 2003. Os cientistas 
agora sabem que o número total de genes no genoma humano 
é de aproximadamente 30.000. As informações com relação ao 
genoma humano e como é afetado pelo ambiente buscam iden-
tificar e descobrir as funções de genes específicos que desempe-
nham uma função importante nas doenças genéticas. A medici-
na genômica também planeja desenvolver novos medicamentos 
e fornecer testes de triagem para capacitar os médicos a ofere-
cerem aconselhamento e tratamento mais eficaz para distúrbios 
com componentes genéticos significativos, como hipertensão, 
obesidade, diabetes e câncer. 
CORRELAÇÕES CLÍNICAS | Genômica
FUNÇÕES DO NÚCLEO
 1. Controla a estrutura celular.
 2. Orienta as atividades celulares.
 3. Produz ribossomos nos nucléolos.
Quais são as funções dos genes nucleares?
Figura 3.17 Núcleo.
O núcleo contém a maioria dos genes de uma célula, 
os quais estão localizados nos cromossomos.
60 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
TABELA 3.2
Partes da célula e suas funções
PARTE DESCRIÇÃO FUNÇÃO(ÕES)
MEMBRANA PLASMÁTICA
CITOPLASMA
Citosol
Organelas
Centrossomo
Cílios e flagelos
Ribossomo
Retículo endoplasmático (RE)
Complexo de Golgi
Lisossomo
Peroxissomo
Proteossomo
Mitocôndria
NÚCLEO
Capítulo 3 � Células 61
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 10. Por que o núcleo é tão importante na vida de 
uma célula?
3.6 Ação gênica: síntese de proteína
 O B J E T I V O
� Delinear a sequência de eventos que participam da 
síntese de proteínas.
Transcrição
Por que as proteínas são importantes na vida de uma 
célula?
Figura 3.18 Visão geral da transcrição e tradução.
A transcrição ocorre no núcleo; a tradução no 
citoplasma.
62 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
Tradução
Que enzima catalisa a transcrição do DNA?
Figura 3.19 Transcrição no núcleo. 
Durante a transcrição, a informação genética do DNA 
é copiada para o RNA.
Capítulo 3 � Células 63
Qual é a função de um códon finalizador?
Figura 3.20 Alongamento e conclusão da síntese de proteína durante a tradução.
Durante a síntese de proteínas, as subunidades ribossômicas se unem, mas se separam quando o processo está completo.
64 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 11. Defina síntese de proteínas.
 12. Faça a distinção entre transcrição e tradução.
3.7 Divisão celular somática
 O B J E T I V O
� Discutir os estágios, eventos e significado da divisão 
celular somática.
Interfase
Fase mitótica
Capítulo 3 � Células 65
Durante que fase da mitose começa a citocinese?
Figura 3.21 Divisão celular: mitose e citocinese. 
Na divisão celular somática, uma única célula se divide para produzir duas células idênticas.
66 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
Uma das características peculiares das células cancerosas 
é a divisão incontrolável. A massa de células resultante 
dessa divisão á chamada de neoplasia ou tumor. Uma das 
maneiras de tratar o câncer é por meio da quimioterapia, o uso 
de fármacos anticancerígenos. Alguns dessesfármacos inter-
rompem a divisão celular, inibindo a formação do fuso mitótico. 
Infelizmente, esses tipos de fármacos anticancerígenos também 
matam todos os tipos de células do corpo que se dividem rapi-
damente, provocando efeitos colaterais, como será descrito na 
seção Distúrbios Comuns. 
CORRELAÇÕES CLÍNICAS | Quimioterapia
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 13. Diferencie divisão celular somática e reprodutiva. 
Por que cada uma é importante?
 14. Quais são os principais eventos de cada estágio 
da fase mitótica?
3.8 Diversidade celular
 O B J E T I V O
� Descrever como as células diferem em tamanho e 
forma.
Por que os espermatozoides são as únicas células do 
corpo que precisam ter um flagelo?
Figura 3.22 Diversas formas e tamanhos de células 
humanas. 
Os quase 100 trilhões de células de um adulto médio 
são classificados em aproximadamente 200 tipos 
celulares diferentes.
Capítulo 3 � Células 67
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 15. Como a forma da célula está relacionada com a 
sua função? Exemplifique.
 3.9 Envelhecimento e células
 O B J E T I V O
� Descrever as alterações celulares que ocorrem com o 
envelhecimento.
 T E S T E S U A C O M P R E E N S Ã O
 16. Descreva brevemente as alterações celulares 
implicadas no envelhecimento.
68 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
DISTÚRBIOS COMUNS
Câncer
Crescimento e disseminação do câncer
Causas do câncer
Capítulo 3 � Células 69
Carcinogênese: um processo 
de múltiplas etapas
Tratamento do câncer
TERMINOLOGIA E CONDIÇÕES MÉDICAS
70 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
REVISÃO DO CAPÍTULO
Capítulo 3 � Células 71
72 Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia
APLICAÇÕES DO PENSAMENTO CRÍTICO
Capítulo 3 � Células 73
RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DAS FIGURAS