Células
Tipos de células
Organização Pluricelular
Vida – definição
• Problemas com uma definição
essencialista: não há
substância ou energia que
caracterize a vida na sua
essência
• Considerado o paradigma
evolutivo neodarwinista da
Biologia moderna: são vivas as
entidades com propriedades
de multiplicação, variação e
hereditariedade (Maynard
Smith)
“All of the life's entities and processes are
obedient to the laws of physics and chemistry.
“All of the lifes entities and processes have arisen
through evolution by natural selection.”
Os seres vivos: criaturas de complexidade elevada
Criacionismo: Criados por um Deus ou Demiurgo. A
revisão moderna do criacionismo formulou o conceito do
“Design inteligente”.
A questão da vida (definições, por exemplo) não se constitui em
paradigma relevante. O que existe são os seres vivos,
individualmente criados.
- Teleologia: As funções e os fenômenos associados aos seres vivos
são explicados pelos pelo propósito a que servem, não pelas causas que
os provocam. Em teleologia é a doutrina da concepção e propósito que
dá origem às estruturas do mundo material.
Os seres vivos no mundo natural
Teoria da evolução – Charles Darwin, 1859
"Todos os seres vivos são
aparentados, surgindo em
processo de descendência
com modificação e seleção
natural."
Fenômeno da VIDA apareceu como problema para a ciência em fins do século XVIII. Até então os
naturalistas não estudavam a vida como um fenômeno único, mas somente os seres vivos que
eram estudados de maneira separada por diferentes ramos do conhecimento, como a Medicina, a
Zoologia ...
BIOLOGIA - termo indroduzido em 1802 por Lamarck e Treviranus: ciência unificada dos seres
vivos.
Planos gerais da organização dos seres
vivos
Unicelulares
Pluricelulares
“Thus with the start of nineteenth century, a new science was to appear.
Its aim was no longer classify organisms, but to study the processes of
life; its object of investigation was no longer visible structures, but
organization.” Francois Jacob, 1970.
1838
Teoria da Célula.
Originalmente enunciada por Theodor Schwann e Mathias
Schleiden. Schwann em um livro sobre células de animais e plantas, no qual não cita
Schleiden, escreve o seguinte:
1.
A célula é a unidade de estrutura, fisiologia e organização de todas as coisas vivas.
2.
A célula tem dupla existência, como entidade distinta e como elemento fundamental
de construção dos organismos.
3.
As células se formam de material acelular, de maneira similar à formação dos cristais
(geração espontânea)
"Omnis cellula e cellula“, Rudolph Virchow. Todas as células se originam de
1858
células pré-existentes.
Princípios da Moderna Teoria da Célula:
1.
Todas as coisas vivas são formadas por células
2.
A célula é a unidade funcional & estrutural das coisas vivas.
3.
Todas as células provêm de células pré-existentes, por divisão destas (a geração
espontânea não ocorre)
4.
As células contém a informação hereditária, que é passada de célula a célula na divisão
celular
5.
Todas as células têm basicamente a mesma composição química
6.
Todo o fluxo de energia associado à vida (metabolismo e sínteses) ocorre dentro das
células
Padrões celulares contemporâneos
Todavia, todas as células contém DNA, ribosomas, citoplasma,
confinados pela membrana celular.
Estrutura das células, eucariótica e procariótic
Limites ao Tamanho das Células
Trocas de Matéria entre célula e meio dão-se por difusão.
Relação superfície volume decresce com o aumento do raio,
supondo uma geometria aproximadamente esférica:
𝑆 = 4 × 𝜋𝑟 2
4
𝑉 = 𝜋𝑟 3
3
Com poucos exceções (células ovo) as células não excedem 100 µm.
Em 500 µm a superfície seria pequena demais para as trocas de
matéria necessárias aos processo vitais do volume. Contudo, são
grandes o bastante para ter comportamento determinístico.
Tipo celular
Autotrófico
Quimiosintético
Procariótico
Reino Archea
Três linhagens,
todas
anaeróbicas
Eucariótico
grandes e complexas.
Evoluíram como
simbiontes de
procariotos
Fotosintético
Heterotrófico
Móveis
Sésseis
Reino Eubacteria
Bactérias aeróbicas,
fotosintéticas.
Antigamente chamdas
algas azul-verdes
Reino Eubacteria
Espiroquetas aeróbicas
Reino Eubactéria.
Bactérias aeróbicas com
esporos
Reino Protista
Algas unicelulares
verdes, douradas,
vermelhas e marrons
Reino Protista
Protozoários, amebas,
ciliados, flagelados
Reino Protista
Esporozoários, como o
plasmódio
Reino Fungi
Levedura
Eucariótico
Organizado em
tecidos, órgãos e
sistemas
Nenhum reino
evoluiu com a
característica
Reino Plantae
Angiospermas,
ginospermas, fungos,
líquens
Reino Animalia
Espongiários,
celetenterados, vermes
chatos e cilíndricos,
moluscos , anelídos,
artrópodes,
equinodermatas, cordados
Reino Fungi
ascomicetos,
basidiomicetos, ficomicetos
e fungos imperfeitos
Organização multicelular - colonias
O2
AA
Gl
CO2
Ur
Organização multicelular: Organismo
Claude Bernard
(1848): meio
interior e as
grandes funções
fisiológicas
Ser vivo: Níveis de análise
Comportamento
Organismo, indivíduo
Sistemas de órgãos
Órgãos
Células
membranas
Moléculas
Fisiologia celular e
molecular
Compartimentos** nos organismos
multicelulares
(** ideia organizadora)
Claude Bernard, meio interior (1848) e as grandes
funções fisiológicas
Intracelular
Extracelular
Intersticial
Plasmático
Transcelular
Sinovial
Humores oculares
Pleural
Pericárdio, etc.
As barreiras entre os compartimentos
Composição dos compartimentos: unidades usuais de
medidas
MASSA
Mol = massa em g de um NA (6,02*1023)
átomos ou moléculas
CONCENTRAÇÃO
de
Eq-g = massa de íon que contém NA de carga
Molar (M)= mol/litro de solução
Molal = mol/kg de solução
Normal (N) = Eq-g/litro de solução
PROPRIEDADES COLIGATIVAS
Osmol = NA de partículas, átomos ou moléculas
Osmolar = osmol/l
Pressão osmótica de solução
Osmolal = osmol/kg
π = RTcosm
CONSTANTES
NA= 6,02*1023 mol-1 (Número de Avogadro)
R = 8.3145 J mol-1K-1 (Constante
dos gases)
R=0,082 L atm mol-1K-1
Compartimentos e seus solutos predominantes
quantitativamente
Compartimentos e seus solutos predominantes
quantitativamente
Figura – Boron
Tabela – Boron
Flammarion
“Thus with the
start of
nineteenth
century, a new
science was to
appear. Its aim
was no longer
classify
organisms, but to
study the
processes of life;
its object of
investigation was
no longer visible
structures, but
organization.”
(Francois Jacob,
1970 – The Logic
of life)
Questões Orientadoras do Estudo
1.
Faça uma análise comparativa extensa dos padrões celulares contemporâneos, o procariótico e o eucariótico.
2. Calcule as relações superfície volume comparando duas células, aproximadamente esféricas, uma com raio de 15 µm,
outra com raio de 80 µm.
3. Reveja a compartimentalização dos organismos metazoários, investigando as barreiras que os separam, diferenças na
composição e na “função”.
4. Suponha que um indivíduo ingira 200g de NaCl (peso molecular 58,44). Considere, como uma aproximação, que a
distribuição do sal é exclusivamente extracelular, que os volumes extracelular e intracelular sejam de, respectivamente,
12 e 25 l e que a osmolaridade dos compartimentos seja de 290 mOsmóis/l. Que alterações ocorrerão nos volumes
relativos dos compartimentos e qual será a osmolaridade final deles.
5. Considere um bloqueador de canais para Ca, usado para tratamento de hipertensão. O endotélio vascular é permeável à
droga, mas a membrana celular não o é. Suponha que a concentração para um efetivo bloqueio dos canais, que produz
vasodilatação significativa, é de 1 microg/l. Supondo que a absorção gastrintestinal da droga é rápida e que a sua
excreção é lenta, calcule a quantidade, em g, que se deve administrar. Suponha, agora, que a a droga se ligue à albumina
plasmática: na concentração de 1 microg/l, cada g de albumina se liga a 0,6 microg do bloqueador. Recalcule a quantidade
da droga a ser administrada. (volume de sangue = 5l, hematócrito 40%, volume intersticial 13l, concentração plasmática
de albumina = 50 g/l.
6.
Considere uma queda na concentração plasmática de proteína, de 7 para 3 g/dl. A alteração poderia ocorrer por doença
renal, em que ocorre proteinúria. Que alterações relativas ocorreriam nos volumes dos compartimentos extracelulares.
7. Escolha uma das variáveis do meio interno submetidas a rígido controle homeostático. Tente, com sua cultura fisiológica
atual, montar esquema de retroalimentação negativa que mantém o seu valor.
8. É comum nos laboratórios atuais preparar cultura primária de células de tecidos. O tecido de escolha é removido,
reduzido a pequenos fragmentos que são tratados com tripsina, uma protease que cliva as proteínas da matriz
extracelular. Estas mantém as células aderidas umas às outras. Clivadas as proteínas da matriz um ligeiro estresse
mecânico dispersa as células. Se o hidrólise por tripsina não for exagerada, as proteínas das membranas celulares são
razoavelmente preservadas e as células sobrevivem. Podem ser mantidas em cultura, em estufas com a temperatura
característica do animal do qual proveem os tecidos, em atmosfera de CO2 a 5% e em soluções de composição adequada.
Descreva e justifique a composição destas soluções de cultura.