VICE-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO E CORPO DISCENTE CENTRO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA BIOLOGIA CELULAR E TECIDUAL Conteudista Fábio Moraes da Costa Rio de Janeiro / 2010 Todos os direitos reservados à Universidade Castelo Branco UNIVERSIDADE CASTELO BRANCO Todos os direitos reservados à Universidade Castelo Branco - UCB Nenhuma parte deste material poderá ser reproduzida, armazenada ou transmitida de qualquer forma ou por quaisquer meios - eletrônico, mecânico, fotocópia ou gravação, sem autorização da Universidade Castelo Branco - UCB. Un3b Universidade Castelo Branco Biologia Celular e Tecidual / Universidade Castelo Branco. – Rio de Janeiro: UCB, 2010. - 48 p.: il. ISBN 978-85-7880-092-5 1. Ensino a Distância. 2. Título. CDD – 371.39 Universidade Castelo Branco - UCB Avenida Santa Cruz, 1.631 Rio de Janeiro - RJ 21710-255 Tel. (21) 3216-7700 Fax (21) 2401-9696 www.castelobranco.br Apresentação Prezado(a) Aluno(a): É com grande satisfação que o(a) recebemos como integrante do corpo discente de nossos cursos de graduação, na certeza de estarmos contribuindo para sua formação acadêmica e, consequentemente, propiciando oportunidade para melhoria de seu desempenho profissional. Nossos funcionários e nosso corpo docente esperam retribuir a sua escolha, reafirmando o compromisso desta Instituição com a qualidade, por meio de uma estrutura aberta e criativa, centrada nos princípios de melhoria contínua. Esperamos que este instrucional seja-lhe de grande ajuda e contribua para ampliar o horizonte do seu conhecimento teórico e para o aperfeiçoamento da sua prática pedagógica. Seja bem-vindo(a)! Paulo Alcantara Gomes Reitor Orientações para o Autoestudo O presente instrucional está dividido em seis unidades programáticas, cada uma com objetivos definidos e conteúdos selecionados criteriosamente pelos Professores Conteudistas para que os referidos objetivos sejam atingidos com êxito. Os conteúdos programáticos das unidades são apresentados sob a forma de leituras, tarefas e atividades complementares. As Unidades 1, 2 e 3 correspondem aos conteúdos que serão avaliados em A1. Na A2 poderão ser objeto de avaliação os conteúdos das seis unidades. Havendo a necessidade de uma avaliação extra (A3 ou A4), esta obrigatoriamente será composta por todo o conteúdo de todas as Unidades Programáticas. A carga horária do material instrucional para o autoestudo que você está recebendo agora, juntamente com os horários destinados aos encontros com o Professor Orientador da disciplina, equivale a 60 horas-aula, que você administrará de acordo com a sua disponibilidade, respeitando-se, naturalmente, as datas dos encontros presenciais programados pelo Professor Orientador e as datas das avaliações do seu curso. Bons Estudos! Dicas para o Autoestudo 1 - Você terá total autonomia para escolher a melhor hora para estudar. Porém, seja disciplinado. Procure reservar sempre os mesmos horários para o estudo. 2 - Organize seu ambiente de estudo. Reserve todo o material necessário. Evite interrupções. 3 - Não deixe para estudar na última hora. 4 - Não acumule dúvidas. Anote-as e entre em contato com seu monitor. 5 - Não pule etapas. 6 - Faça todas as tarefas propostas. 7 - Não falte aos encontros presenciais. Eles são importantes para o melhor aproveitamento da disciplina. 8 - Não relegue a um segundo plano as atividades complementares e a autoavaliação. 9 - Não hesite em começar de novo. SUMÁRIO Quadro-síntese do conteúdo programático .................................................................................................. 09 Contextualização da disciplina .................................................................................................................... 11 UNIDADE I DESCOBERTA DA CÉLULA 1.1 - Métodos de estudo ............................................................................................................................... 1.2 - Procariontes e Eucariontes .................................................................................................................. 1.3 - Vírus: um caso à parte ......................................................................................................................... 13 14 15 UNIDADE II INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR 2.1 - Características universais das células na Terra . .................................................................................. 2.2 - Os envoltórios celulares ...................................................................................................................... 2.3 - Envoltórios externos à membrana plasmática ..................................................................................... 16 16 17 UNIDADE III MOVIMENTOS CELULARES E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS 3.1 - Citoesqueleto ....................................................................................................................................... 3.2 - Centríolos ............................................................................................................................................ 3.3 - Componentes químicos das células ..................................................................................................... 3.4 - Os ácidos nucleicos ............................................................................................................................. 3.5 - Transporte de materiais . ...................................................................................................................... 19 19 20 22 23 UNIDADE IV SÍNTESE, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DAS MACROMOLÉCULAS NA CÉLULA 4.1 - O Aparelho de Golgi . .......................................................................................................................... 4.2 - Retículo endoplasmático ..................................................................................................................... 4.3 - Lisossomos .......................................................................................................................................... 4.4 - Peroxissomos ....................................................................................................................................... 4.5 - Mitocôndrias . ...................................................................................................................................... 4.6 - Plastos . ................................................................................................................................................ 24 25 26 26 26 27 UNIDADE V NÚCLEO E REPRODUÇÃO CELULAR 5.1 - Cromatina e Nucleoplasma . ................................................................................................................ 5.2 - Nucléolo .............................................................................................................................................. 5.3 - Reprodução celular .............................................................................................................................. 28 28 28 UNIDADE VI TECIDOS 6.1 - Tecido epitelial .................................................................................................................................... 6.2 - Tecido conjuntivo ................................................................................................................................ 6.3 - Tecido muscular . ................................................................................................................................. 6.4 - Tecido nervoso . ................................................................................................................................... 30 32 38 39 Glossário ...................................................................................................................................................... 44 Gabarito ....................................................................................................................................................... 45 Referências bibliográficas . .......................................................................................................................... 47 Quadro-síntese do conteúdo programático UNIDADES DO PROGRAMA I - DESCOBERTA DA CÉLULA 1.1 - Métodos de estudo 1.2 - Procariontes e Eucariontes 1.3 - Vírus: um caso a parte II – INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR 2.1 - Características universais das células na Terra 2.2 - Os envoltórios celulares 2.3 - Envoltórios externos à membrana plasmática OBJETIVOS • Reconhecer e evidenciar a importância do aperfeiçoamento de métodos de estudo das células. • Conhecer a organização estrutural das células. III - MOVIMENTOS CELULARES E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS 3.1 - Citoesqueleto 3.2 - Centríolos 3.3 - Componentes químicos das células 3.4 - Os ácidos nucleicos 3.5 - Transporte de materiais • Reconhecer as funções e os constituintes do citoesqueleto; • Identificar as principais moléculas que compõem as células; • Relacionar os componentes moleculares com suas funções nas células. IV – SÍNTESE, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DAS MACROMOLÉCULAS NA CÉLULA 4.1 - O Aparelho de Golgi 4.2 - Retículo Endoplasmático 4.3 - Lisossomos 4.4 - Peroxissomos 4.5 - Mitocôndrias 4.6 - Plastos • Conhecer a estrutura e as funções das organelas membranosas da célula, além da morfologia e das transformações químicas desenvolvidas por estas estruturas. V – NÚCLEO E REPRODUÇÃO CELULAR 5.1 - Cromatina e Nucleoplasma 5.2 - Nucléolo 5.3 - Reprodução celular • Identificar os constituintes e a organização funcional do núcleo; • Identificar as diferenças e a importância de cada processo de divisão celular. VI – TECIDOS 6.1 - Tecido epitelial 6.2 - Tecido conjuntivo 6.3 - Tecido muscular 6.4 - Tecido nervoso • Conceituar Histologia; • Conhecer os quatro tecidos básicos que compõem os animais; • Conhecer a origem dos quatro tecidos básicos; • Diferenciar histológica e funcionalmente os quatro tecidos básicos. 9 Contextualização da Disciplina Este instrucional tem como finalidade oferecer subsídios para o desenvolvimento de seus estudos em Biologia Celular e Tecidual. A Biologia Celular tem por objeto de estudo a compreensão da organização estrutural e funcional das células. Como disciplina, é básica para as áreas biológicas e da saúde. Através dela, você vai adquirir um instrumental teórico e metodológico importante para a compreensão dos inúmeros processos vitais. O envolvimento gradual com os eixos temáticos vai lhe possibilitar desenvolver a capacidade de relacionar os conceitos teóricos e suas aplicações práticas em outras áreas da biologia e das ciências médicas. A Histologia é o ramo das Ciências Morfológicas que estuda os tecidos animais e vegetais. Em seu sentido mais amplo, a palavra histologia é usada como sinônimo de anatomia microscópica, devido ao fato de englobar não somente a estrutura microscópica dos tecidos, mas também a das células e sistemas orgânicos. Sendo assim, a Citologia e a Histologia possuem uma relação direta e é essencial a sua compreensão nestas disciplinas, pois estão também entrelaçadas às disciplinas de Anatomia, Bioquímica, Fisiologia etc. Desta forma, você, estudante de Biologia, reconhecerá a importância dessa matéria quando precisar recorrer aos seus conhecimentos enquanto estuda os demais conteúdos do curso. 11 UNIDADE I 13 DESCOBERTA DA CÉLULA A denominação célula foi criada em 1665 pelo cientista inglês Robert Hooke (1635 – 1703) para indicar pequenas cavidades no interior da cortiça que ele havia observado com um microscópio muito simples. Na realidade, o que Hooke viu foi apenas o envoltório da célula vegetal, a parede celular. Estudos posteriores demonstraram a presença de células em todos os seres vivos e permitiram que o botânico alemão Matthias Schleiden (1804 – 1881) e o zoólogo alemão Theodor Schwann (1810 – 1882) enunciassem a teoria celular: “Todos os seres vivos são formados por células”. Modelo do microscópio de Hooke, séc. XVII Fonte: Disponível em http://mundovestibular.com.br. Acesso em 9 out. 2008. 1.1 - Métodos de Estudo As células podem ser observadas através do microscópio óptico ou de luz, na qual elas são atravessadas por um feixe de luz e obtém-se uma imagem ampliada até 1500 vezes. O material observado deve ser suficientemente fino para que a luz o atravesse. Por isso ele é cortado com um aparelho especial, o micrótomo. Ainda assim, a maioria das estruturas só pode ser observada com o auxílio de corantes, substâncias que dão cor e contraste a certas partes, o que facilita sua visualização. A Citologia se desenvolveu muito a partir de 1939 com a invenção do microscópio eletrônico de transmissão. Nesse instrumento o material é atravessado por um feixe de elétrons (e não por luz) e é possível obter imagens ampliadas de até 400 mil vezes. Posteriormente, foi desenvolvido o microscópio eletrônico de varredura, no qual o feixe de elétrons, em vez de atravessar o objeto, o varre como se fosse uma pessoa sentindo com os dedos o relevo de uma superfície. Desse modo consegue-se uma imagem tridimensional do material observado. Microscópio Óptico Fonte: Disponível em http://www.prof2000.pt/users/biologia/const_mic.htm. Acesso em 28 Nov. 2009. 14 Em 1981, surgiu o microscópio eletrônico de varredura por tunelamento, capaz de aumentar as estru- turas até 100 milhões de vezes e fornecer imagens de moléculas. 1.2 - Procariontes e Eucariontes Dependendo do tipo de estrutura celular que apresentam, os seres vivos podem ser divididos em procariontes e eucariontes. volvido nem separado do citoplasma por membrana nuclear (carioteca; teca=invólucro). Os procariontes ou protocariontes (proto=primitivo; cario=núcleo) são unicelulares e têm a estrutura celular mais simples, sem núcleo individualizado. Na célula procariótica o material genético não está en- São representados pelas bactérias, nas quais estão incluídas as algas azuis ou cianofíceas, atualmente denominadas de cianobactérias e os micoplasmas, grupo de bactérias sem parede celular. Bactéria Helicobacter pylori causadora da úlcera. Fonte: Disponível em: www.science.org.au/nobel/2005/images/invasion.jpg. Acesso em 28 Nov. 2008. Nos eucariontes a estrutura celular é mais complexa. A célula eucariótica apresenta núcleo – o material genético está separado do citoplasma por uma membrana nuclear, além de apresentar outras estruturas membranosas que não aparecem nos proca- riontes. Alguns seres vivos, como os protozoários, algumas algas e certos fungos, são unicelulares; outros, como os animais, as plantas e os fungos em geral, são pluricelulares, e todos são considerados seres eucariotos. Protozoário de vida livre LOPES, S & ROSSO, S. Biologia – Volume Único. São Paulo: Saraiva, 2005 1.3 - Vírus: Um Caso à Parte Gripe, sarampo, herpes, hepatite, resfriado, dengue, catapora, caxumba, rubéola, poliomielite, Aids, raiva e febre amarela são algumas doenças provocadas por vírus. Os vírus são de dez a cem vezes menores que as bactérias. Não são formados por células e sua organização é muito simples: cápsulas de proteína (às vezes há outras substâncias, como lipídios e glicídios) com material genético (DNA ou RNA) em seu interior. Não apresentam proteínas para a duplicação do material genético e por este motivo precisam de outras células para se multiplicar, são classificados como parasitas intracelulares obrigatórios. Esquema da replicação dos retrovírus. Fonte: Disponível em: http://portaldoprofessor.mec.gov.br. Acesso em 08 Out. 2008. Exercícios 1 - Diferencie os seres procariontes dos seres eucariontes e cite um exemplo para cada grupo. 2 - Como os vírus podem ser classificados? Justifique a sua resposta. Atividades Complementares 1 - Pesquisa bibliográfica: Grandes nomes da Citologia. - Faça um levantamento de cinco cientistas que desenvolveram pesquisas importantes na área da Citologia. 2 - Explique porque a resolução do microscópio eletrônico é maior do que a do microscópio óptico. 15 16 UNIDADE II INTRODUÇÃO À BIOLOGIA CELULAR 2.1 - Características Universais das Células na Terra. Estima-se que existam mais de dez milhões de espécies que atualmente habitam a Terra. Cada uma dessas espécies é diferente, sendo capaz de se reproduzir fielmente, produzindo uma progênie pertencente a essa mesma espécie; os organismos parentais transferem as informações específicas, minuciosamente detalhadas, que seus descendentes devem ter. Este fenômeno da hereditariedade é a parte central da definição da vida; ele diferencia a vida de outros processos, tais como o desenvolvimento de um cristal, a queima de uma chama, ou a formação de ondas na água, nos quais são geradas estruturas ordenadas, mas sem o mesmo tipo de ligação peculiar que se observa entre os pais e os seus descendentes. Assim como a chama do fogo, os organismos vivos consomem energia livre para criar e manter sua organização; mas a energia livre dirige um sistema imensamente complexo de processos químicos que são especificados pela informação hereditária. A maioria dos organismos vivos são células unicelulares; outros organismos, como nós próprios, são constituídos por vastas cidades multicelulares, nas quais grupos de células realizam funções especializadas e estão ligados por intricados sistemas de comunicação. Mas, tanto se trate de uma simples bactéria ou de um agregado de mais de 10 13 células, como o corpo humano, foram gerados a partir da divisão de uma única célula. Consequentemente, uma simples célula é o veículo de informação hereditária que define as espécies. Especificada por esta informação, a célula inclui a maquinaria para obter a matéria-prima do ambiente e para construir novas células à sua própria imagem, completa com a nova cópia da informação hereditária. Nada menos que uma célula tem esta capacidade. 2.2 - Os Envoltórios Celulares A célula viva é um compartimento microscópio isolado do ambiente por uma finíssima película, a membrana plasmática. O interior da célula está separado do meio externo pela interposição de um envoltório membranoso bem definido, através do qual têm lugar os fenômenos osmóticos. Essa membrana é capaz de interferir ativamente na velocidade com que diferentes substâncias penetram na célula ou, mesmo, discriminar as substâncias entre elas. A espessura da membrana celular é da ordem de 4 a 5 nm. Não obstante em revestir completamente toda a superfície, não se dispõem sempre como uma formação lisa e tensa, pois envolve também outras estruturas superficiais (cílios, flagelos, pseudópodes etc.) A membrana celular é de natureza lipoproteica, sendo formada basicamente por um estrato bimolecular de lipídios, com seus grupos polares (hidrófilos) voltados para as duas superfícies, interna e externa; e também por proteínas, inseridas em sua espessura, seja atravessando-a de lado a lado, seja projetando-se apenas para dentro ou para fora de célula. A ordenação das moléculas lipídicas em camadas orientadas ocorre espontaneamente, toda vez que essas moléculas entram em contato com a água, pois os grupos hidrófilos ficam sempre voltados para a superfície aquosa. Em alguns casos, formam-se pequenas esferas lipídicas, com os grupos polares hidrófilos para fora. Outras vezes, constituem-se membranas bimoleculares com esses mesmos grupos voltados para o meio hídrico e as cadeias de ácidos graxos para o centro da estrutura. Como os bordos dessas membranas tendem a unirse, formam-se vesículas, envolvendo porções do meio, dentro de uma capa bimolecular. Os constituintes fundamentais da membrana celular são o colesterol e os lipídios compostos. Estes são formados geralmente por glicerol e ácidos graxos, mas contêm ainda outros grupos químicos, como o ácido fólico e compostos nitrogenados (são os glicerofosfatídios) ou, em lugar do glicerol, têm esfingosina (esfingolipídios). O colesterol é abundante na membrana celular, sendo relativamente escasso nas estruturas membranosas intracelulares. O grau de viscosidade ou fluidez da membrana depende de seus constituintes: os lipídios compostos, que têm ácidos graxos curtos e saturados, reduzem a viscosidade, enquanto aqueles com ácidos graxos longos e insaturados aumentam-na. O colesterol contribui para dar maior estabilidade à membrana. As proteínas que participam da constituição das membranas são em geral enzimas, moléculas recep- toras, moléculas transportadoras ou moléculas de adesão celular, e gozam da mesma mobilidade. Elas são responsáveis pela maioria das funções das membranas celulares, representando cerca de 25% da massa, em membranas isoladoras (como as membranas mielínicas dos nervos), e 75% em membranas que participam do transporte energético (como as de mitocôndrias e cloroplastos). Fonte: Disponível em: http://www.mundoeducacao.com.br/biologia/membrana-celular.htm. Acesso em: 08 Out. 2008. 2.3 - Envoltórios Externos à Membrana Plasmática A membrana plasmática é fluida, como tal, trata-se de uma estrutura delicada. Ao longo da evolução dos seres vivos, surgiram na superfície das células modificações que trouxeram como vantagem maior resistência ao envoltório delas, sem interferir na sua permeabilidade. Esses envoltórios são, em geral, resistentes e permeáveis. Por serem vantajosas, essas modificações persistiram ao longo do tempo e estão presentes nas células de muitos organismos que vivem hoje em nosso planeta. Esses envoltórios são: Glicocálix O glicocálix (glico, grego glykys = glicídio; calix, do latim calyx = envoltório) ocorre externamente à membrana plasmática da maioria das células animais e de muitos protistas. É formado por uma camada frouxa de glicídios, associados aos lipídios e às proteínas da membrana. Além de proporcionar resistência à membrana plasmática, o glicocálix possui outras funções: • Constitui uma barreira contra agentes físicos e químicos do meio externo; • Confere às células a capacidade de se reconhecerem, uma vez que células diferentes têm glicocálix formado por glicídios diferentes e células iguais têm glicocálix formado por glicídios iguais; • Forma uma malha que retém nutrientes e enzimas ao redor das células, de modo a manter nessa região um meio externo adequado. Parede Celular A parede celular é uma estrutura semirrígida, o que não acontece com o glicocálix. Assim, as células que a possuem têm menor possibilidade de modificar sua forma. É dentro de certos limites, uma estrutura permeável, não exercendo controle sobre as substâncias que penetram na célula ou que dela saem. Esta estrutura esta presente nas bactérias, cianobactérias, fungos e plantas. Nas bactérias a parede celular é formada basicamente por uma substância típica dos procariontes: o peptidoglicano (ou peptoglicano, ou ainda peptideoglicano), molécula grande constituída por moléculas menores de açúcares associadas a aminoácidos. Nos fungos apresenta parede celular constituída basicamente por quitina, encontrando-se também celulose em alguns casos, e nas plantas, a parede celular é formada principalmente por celulose e, por isso, é também conhecida como membrana celulósica. 17 18 Bactéria em aumento a parede celular. Fonte: Disponível em: www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/celula/ima. Acesso em: 10 Out. 2008. Exercícios 1 - Qual é a natureza bioquímica da Membrana Plasmática? 2 - A fluidez da Membrana Plasmática depende de quais fatores? Explique a sua resposta. Atividades Complementares 1 - Faça um desenho esquemático que represente a estrutura da membrana plasmática, indicando todos os seus componentes. 2 - Quais são as funções do glicocálix e da parede celular enquanto envoltórios presentes na Membrana Plasmática? UNIDADE III 19 MOVIMENTOS CELULARES E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DAS CÉLULAS 3.1 - Citoesqueleto O citoesqueleto é composto principalmente de dois tipos de filamentos protEicos: os microtúbulos e os microfilamentos. Os microtúbulos participam da organização de estruturas denominadas centríolos, cílios e flagelos. Os microtúbulos, como o próprio nome diz, são pequenas estruturas cilíndricas, ocas. São constituídos de várias moléculas de uma proteína globular, denominada tubulina, que se dispõem em um padrão helicoidal, originando a parede do túbulo. Essas moléculas podem se desagregar, desfazendo o microtúbulo, e podem se reorganizar e originar novamente o microtúbulo. A principal função dos microtúbulos é atuar como uma espécie de suporte celular, mantendo assim o formato da célula quanto à organização e disposição interna das organelas citoplasmáticas. Além disso, constituem as fibras protéicas que participam dos processos de divisão celular (fuso mitótico e fuso meiótico), orientando o deslocamento dos cromossomos durante esses processos. Esquema de um segmento de microtúbulo. Fonte: LOPES, S & ROSSO, S. Biologia – Volume Único. São Paulo: Saraiva, 2005. 3.2 - Centríolos Os centríolos são estruturas citoplasmáticas existentes nas células de protistas, animais, algas, briófitas e pteridófitas. Os centríolos ocorrem aos pares nas células, dispostos perpendicularmente entre si e localizados próximo ao núcleo em uma região denominada centro celular ou centrossomo, de onde partem os microtúbulos do citoes- queleto. Os centríolos funcionam no processo de orientação da divisão celular, além de formar e organizar estruturas para a locomoção, como os cílios e os flagelos. Cada centríolo é uma estrutura cilíndrica, composta de nove grupos de três microtúbulos protéicos. Esquema de um centríolo. Fonte: Disponível em: http://www.mundoeducacao.com.br/biologia/centriolos.htm. Acesso em 08 Out. 2008 20 3.3 - Componentes Químicos das Células A matéria é feita de combinações de elementos – substâncias, como o hidrogênio ou o carbono, que não podem ser decompostas ou convertidas em outras substâncias por meios químicos. A menor partícula de um elemento que ainda retém as propriedades características do elemento é o átomo. Entretanto, as características de substâncias, outras que não elementos puros dependem da maneira pela qual os seus átomos estão ligados entre si, em agrupamentos que formam as moléculas. A água A água perfaz cerca de 70% do peso de uma célula e muitas das reações intracelulares ocorrem em ambiente aquoso. A vida na Terra começou nos oceanos, e as condições daquele ambiente primitivo determinaram características indeléveis na química dos seres vivos. ConseqUentemente, a vida fundamenta-se nas propriedades da água. A água tem grande poder de dissolução, sendo considerada o solvente universal. Essa propriedade está relacionada com a polaridade da molécula e seu grande poder de adesão. A propriedade solvente da água é importante, pois todos os reagentes químicos contidos dentro das células estão dissolvidos na água, e todas as reações químicas celulares ocorrem em meio líquido. A molécula da água é um dipolo, sendo positiva no lado dos hidrogênios e negativa no oxigênio, devido a eletronegatividade que o oxigênio exerce nos outros átomos. Esquema da interação nas molécula da água. Fonte: Disponível em: http://www.vestibulandoweb.com.br/biologia/teoria/composicao-quimica.asp. Acesso em 08 Out. 2008. São também chamados de glicídios, hidratos de carbono ou açúcares. Podem ser divididos em três grupos: para os seres vivos por dois motivos: permite que participem como componentes estruturais da célula ou que funcionem como armazenadores de energia. Exemplo: Celulose. - Monossacarídeos: São os açúcares mais simples. Exemplo: Glicose; - Dissacarídeos: Açúcares formados pela combinação de duas moléculas de monossacarídeos. Exemplo: Lactose (glicose + galactose); - Polissacarídeos: Formados por várias moléculas de monossacarídeos, principalmente a glicose. A insolubilidade dos polissacarídeos é vantajosa A celulose é o polissacarídeo mais abundante na natureza, e encontrado principalmente em plantas, participando da constituição da parede celular. Quando ingerimos alimentos de origem vegetal, a celulose não é digerida, sendo genericamente denominada de fibra. Na dieta humana, a ingestão de fibras é importante para o bom funcionamento dos intestinos. Os carboidratos Os lipídios Os lipídios abrangem uma classe de compostos com estrutura muito variada e exercem diferentes funções biológicas. São substâncias fisicamente caracterizadas pela insolubilidade em água e solubilidade em solventes orgânicos, como o éter, o álcool e o clorofórmio. Os fosfolipídios são exemplos de gorduras presentes nas células. São formados por duas moléculas de ácido graxo e uma contendo fosfato, ligadas a uma molécula de glicerol. A membrana plasmática e todas as membranas celulares são formadas basicamente por duas camadas de fosfolipídios, com proteínas imersas nessas camadas. São, por isso, chamadas membranas lipoprotéicas, que apresentam uma característica que a tornam ideal, são fluidas, permitindo a movimentação de moléculas no plano da membrana. São macromoléculas formadas pela união de várias moléculas menores denominadas aminoácidos. Todos os aminoácidos possuem em suas moléculas um grupamento amino (NH2) e um grupamento carboxila ou ácido (COOH), de onde deriva o nome aminoácido. As proteínas participam da composição de várias estruturas do corpo dos seres vivos, tendo, principalmente, função plástica, embora também possam apresentar função energética. Além disso, existem proteínas que desempenham muitas outras funções importantes para os seres vivos, como, por exemplo: As proteínas - Enzimas - Aumentam a velocidade das reações bioquímicas; - Anticorpos - Atuam nos mecanismos de defesa do corpo e dos seres vivos; - Hormônios - Como a insulina e o glucagon, atuam no metabolismo dos açúcares. As proteínas são formadas essencialmente por carbono (C), oxigênio (O), nitrogênio (N) e hidrogênio (H), mas podem apresentar enxofre (S). Essa grande diversidade de funções está relacionada ao imenso número de tipos diferentes de proteínas e cada um deles desempenha determinada função. Esquema de um aminoácido. Fonte: Disponível em: http://www.vestibulandoweb.com.br/biologia/teoria/composicao-quimica.asp. Acesso em 08 Out. 2008. Sais Minerais e Vitaminas Os sais minerais podem participar como constituintes de estruturas esqueléticas do corpo dos seres vivos, como é o caso do fosfato de cálcio, abundante nos ossos e nos dentes. Pode também ocorrer dissolvido em água, caso em que se dissociam em íons, que são partículas com carga elétrica positiva ou negativa. Os íons são fundamentais no metabolismo celular. Alguns exemplos: - Ferro: Componente da hemoglobina e da mioglobina tEm afinidade com os gases respiratórios; Complexo Heme Fonte: Disponível em: http://www.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/textos_interativos_34.htm. Acesso em 08 Out. 2008. 21 22 - Iodo: Componente dos hormônios da glândula tireóidea (tireoide), que regulam o metabolismo. Sua carência pode causar o hipotireoidismo (bócio); - Potássio: Participa do processo de contração muscular, da regulação da pressão sanguínea, do processo de transmissão de impulsos nervosos e da manutenção do equilíbrio hídrico; - Cálcio: Participa da formação e manutenção de ossos e dentes, e da coagulação sanguínea. As vitaminas são substâncias orgânicas essenciais, sendo o termo vitamina, empregado para substâncias orgânicas necessárias em pequenas quantidades para as atividades metabólicas de um organismo. A falta de vitaminas pode causar doenças chamadas Avitaminoses, e a ingestão delas, além das doses re- comendadas pode ser prejudicial, determinando as Hipervitaminoses. As vitaminas solúveis em água são chamadas hidrossolúveis e as vitaminas solúveis em gorduras de lipossolúveis. Exemplos de vitaminas Hidrossolúveis: - Vitamina C (ácido ascórbico) – Encontrado em frutas, verduras e legumes. A deficiência causa escorbuto, que são lesões na mucosa intestinal, com hemorragias, sangramento das gengivas e fraqueza. - Vitamina B1 (Tiamina) – Encontrada em carnes, legumes, cereais integrais e verduras. Sua deficiência causa beribéri, que é a inflamação e degeneração dos nervos além de problemas como insuficiência cardíaca e distúrbio mental. 3.4 - Os Ácidos Nucleicos Existem dois tipos de ácido nucleico: o ácido desoxirribonucleico (DNA) e o ácido ribonucleico (RNA). O DNA é o principal constituintes dos cromossomos. Os genes são segmentos de molécula de DNA, responsáveis pelas características dos indivíduos. O RNA participa principalmente do processo de síntese de proteínas. Tanto o DNA quanto o RNA são formados por várias unidades que recebem o nome de nucleotídeos. Por isso, esses ácidos nucleicos são chamados polinucleotídeos (poli = muitos). Cada nucleotídeo é o produto da combinação entre três componentes: • Fosfato; • Açúcar, que no DNA é a desoxirribose e no RNA é a ribose; • Base nitrogenada, que pode variar de nucleotídeo para nucleotídeo. As bases nitrogenadas podem ser: Púricas: adenina e guanina; Pirimídicas: Timina, Citosina e Uracila. A adenina, a guanina e a citosina são comuns às moléculas de DNA e de RNA. A base timina só ocorre entretanto no DNA e a base uracila só ocorre no RNA. Esquema da ligação entre as bases nitrogenadas. Fonte: CAMPELL, M. K. & FARRELL. S. Bioquímica. São Paulo: Thomson Learning, 2007. Combo. 3.5 - Transporte de Materiais Os processos de troca entre a célula e o meio externo podem ser agrupados em três categorias: - Processos passivos: Ocorrem sem gasto energético: Difusão, difusão facilitada e osmose; - Processos ativos: Ocorrem com gasto de energia: bomba de sódio e potássio; - Processos mediados por vesículas: Ocorrem quando vesículas são utilizadas para a entrada de partículas ou microrganismos na célula, ou para a eliminação de substâncias da célula. O processo de entrada chamase endocitose e o de saída, exocitose. Exercícios 1 - Como o citoesqueleto é composto? Cite a sua função para a célula. 2 - Quais são os carboidratos mais simples? Cite um exemplo. Atividades Complementares 1 - Qual é a importância dos sais minerais e das vitaminas para as células? 2 - Como são constituídas as proteínas? 3 - Faça uma lista contendo 5 sais minerais e 5 vitaminas indicando as suas respectivas funções. 4 - Os ácidos nucleicos conhecidos são o DNA e o RNA. Monte uma seqüência de nucleotídeos para a molécula de DNA. 23 24 UNIDADE IV SÍNTESE, TRANSPORTE E ARMAZENAMENTO DAS MACROMOLÉCULAS NA CÉLULA 4.1 - O Aparelho de Golgi Localizado habitualmente perto do núcleo da célula e dos centríolos, este aparelho compõe-se de sacos membranosos, empilhados à maneira de pratos, cada saco contendo uma cisterna achatada e independente, limitada por membrana. As pilhas costumam ter meia dúzia de cisternas, mas esse número pode ser muito grande. Também o número de pilhas varia entre largos limites. Em torno das cisternas, encontram-se numerosas vesículas transportadoras, algumas vindas do retículo endoplasmático, outras em via de se desprenderem ou de se afastarem do contorno dilatado dos discos empilhados. Nas células que secretam muco, podem ser vistas grandes vesículas excretoras deslocando-se em direção ao polo excretor da célula. O aparelho de Golgi tem estrutura e funcionamento polarizados. A face voltada para o núcleo ou para o retículo endoplasmático constitui o polo formador, cercado por vesículas pequenas, enquanto a face voltada para a periferia da célula representa o polo de maturação, encontrandose junto dele as vesículas de maior tamanho. Fonte: Disponível em: www. professores.unisanta.br/.../ANATOMIA/golgi.bmp. Acesso em 08 Out. 2008. O tráfego de macromoléculas através da célula parece dirigido pelo aparelho de Golgi, ainda que pouco se saiba sobre os mecanismos, e os processos bioquímicos que governam esse tráfego. Por aí passam as proteínas a excretar, as glicoproteínas, os glicolipídios, os componentes das membranas celulares, as enzimas dos lisossomos etc. Durante a passagem, muitas das macromoléculas sofrem alterações covalentes, particularmente na fração oligossacáride ligada aos resíduos de asparagina. Essa fração é modificada para formar estruturas complexas ou enriquecidas em manoses a partir de uma estrutura básica. Outras recebem grupos glicosídicos em determinados resíduos de serina ou treonina da cadeia protéica. Algumas vezes há pro- teólise, outras vezes combinação com ácidos graxos ou com sulfatos. Em resumo, o aparelho de Golgi encontrado em todas as células dos eucariotas, tem funções relacionadas com: a) O estágio final de síntese de inúmeras macromoléculas, como as glicoproteínas; b) A segregação (e eventualmente a condensação) de muitos produtos em vesículas destinadas ao transporte e direcionamento destas substâncias a determinadas organelas ou à excreção; c) Estocagem de alguns produtos em vesículas excretoras, para serem depois expulsos através da membrana celular, sob o estímulo de sinais específicos. 4.2 - Retículo Endoplasmático Esta organela corresponde, em geral, a mais da metade das estruturas membranosas existentes em uma célula. Dispõem-se o retículo endoplasmático (RE) como formação única e muito ramificada, que delimita resíduos e espaços. Esses espaços comunicam-se entre si e com os de outras estruturas celulares, inclusive o existente entre os dois folhetos da membrana nuclear. No entanto, as cisternas do aparelho de Golgi parecem completamente isoladas das do RE e exigem, para o intenso tráfego de produtos que elaboram, a formação de vesículas transportadoras. Entre esses produtos destacam-se proteínas, sintetizadas pelos ribossomos ancorados nas superfícies membranosas do RE, lipídios e carboidratos complexos que serão destinados tanto para a constituição das membranas celulares, dos lisossomos e de outras organelas, como para a excreção através do aparelho de Golgi ou de vesículas especiais. Retículo Endoplasmático Granuloso Assim se denomina a partir do RE que traz os ribossomos aderidos à superfície externa das membranas (face voltada para o citosol). Ele é muito mais desenvolvido em células especializadas na síntese de proteínas, como são as células secretoras do pâncreas ou os plasmócitos que fabricam anticorpos. Os ribossomos aderem à membrana lipoproteica do RE mediante ligações não covalentes entre a subunidade maior e duas glicoproteínas distribuídas com certa regularidade na superfície da membrana. Estas são as riboforinas. Fonte: Disponível em: http:// www.obrasill.com/celula-reticulo-endoplasmatico. Acesso em 08 Out. 2008. As proteínas produzidas pelos ribossomos são lançadas na cavidade do retículo e envolvidas por pedaços de membranas. Formam-se, assim, pequenos “pacotes” ou vesículas cheias de proteína, que são enviadas para o complexo Golgiense, de onde podem ser secretadas. Portanto, o retículo granuloso produz proteínas para a exportação. Por isso ele é bem desenvolvido em células glandulares, que secretam hormônios e outros produtos cuja ação se dará fora destas células. Produz também proteínas que, depois de chegarem ao complexo Golgiense, serão transferidas para a membrana plasmática ou para outra organela do sistema de endomembranas (conjunto das organelas com membranas semelhantes à plasmática: retículo endoplasmático, complexo Golgiense, lisossomo e vacúolos). Algumas vezes, produz também glicídios, que são acrescentados às proteínas sintetizadas pelos ribossomos. É o que ocorre nas células que revestem as cavidades do corpo. Essas células secretam uma substância pegajosa ou muco, formada por glicoproteínas. Os ribossomos livres no citosol produzem proteínas que aí permanecem dissolvidas e exercem suas funções; é o caso de diversas enzimas (algumas dessas proteínas migram para o núcleo ou para a mitocôndria e outras organelas). As células embrionárias, por exemplo, são ricas em ribossomos livres e pobres em retículo rugoso. 25 26 Retículo Endoplasmático Não Granuloso Esse retículo é formado por cavidades em forma de tubo delimitadas por membranas sem ribossomos (daí o nome liso); portanto, não atua na síntese de proteínas. Em suas cavidades há enzimas que sintetizam diversos tipos de lipídios, como os da membrana plasmática e os esteroides, e enzimas responsáveis por uma desintoxicação do organismo, pois transformam alguns medicamentos, álcool e outras substâncias tóxicas em produtos menos tóxicos e de excreção mais fácil (esse processo é realizado no fígado, na pele, nos rins e nos pulmões). Nos músculos, o retículo não granuloso (chamado de retículo sarcoplasmático) é muito desenvolvido e serve de reservatório de íons cálcio, necessários ao mecanismo da contração. 4.3 - Lisossomos Os organismos unicelulares, como os protozoários, e algumas células especializadas dos animais são capazes de capturar e digerir pequenos fragmentos de matéria orgânica. As organelas responsáveis por essa digestão intracelular são os lisossomos, pequenas bolsas com enzimas digestivas, que se originaram das vesículas do complexo Golgiense. Os lisossomos podem também remover organelas ou partes desgastadas da célula ou que não são mais necessárias. Por esse processo, chamado de autofagia (auto=próprio; fago=comer), a célula mantém suas estruturas em permanente reconstrução e pode mesmo construir uma parte nova à custa da destrui- ção de outra mais velha. Por exemplo, as células do fígado reciclam cerca de 50% de seu conteúdo a cada semana. Ao longo do desenvolvimento de um organismo, há momentos em que grupos de células são destruídos, como na regressão da cauda do girino (larva do sapo) durante a metamorfose. Chamado inicialmente de autólise ou citólise, esse processo foi atribuído ao rompimento dos lisossomos, mas hoje se sabe que é um processo diferente, mais complexo, chamado de morte celular programada. Este processo envolve uma série de alterações que provocam a morte das células de outras maneiras. 4.4 - Peroxissomos Os peroxissomos são pequenas vesículas presentes em todas as células eucariotas. Estas organelas contêm enzimas que promovem a reação do oxigênio com algumas moléculas orgânicas, com perda de hidrogênio por essas moléculas e formação de água oxigenada (ou peróxido de hidrogênio; daí o nome peroxissomos). Nessas estruturas existe também a catalase, enzima que decompõem a água oxigenada em água e oxigênio, que é usada para oxidar certas moléculas tóxicas, como o álcool. Nos vegetais existe um tipo de peroxissomo com enzimas que transformam os lipídios armazenados nas sementes em glicídios. Durante esta transformação forma-se o ácido glioxílico, por isso este peroxissomo é chamado de glioxissomo. 4.5 - Mitocôndrias O processo pelo qual a energia química necessária ao organismo é liberada, por meio da quebra das cadeias de carbono, é a respiração celular. Com essa energia, a célula executa seus trabalhos de síntese, realiza os movimentos e o transporte ativo de substâncias, produz calor etc. A organela responsável pelas etapas finais da respiração celular aeróbia nos eucariontes e pelos processos anaeróbios de obtenção de energia é a mitocôndria. Imagina-se que as mitocôndrias tenham surgido de bactérias que, há cerca de 2,5 bilhões de anos, foram fagocitadas por células procariotas maiores e, tendo escapado dos mecanismos de digestão, passaram a viver nelas. Essas bactérias seriam capazes de realizar respiração aeróbia, ao contrário das células que as abrigaram, que realizariam apenas fermentação. Como aquele processo libera mais energia por molécula de glicose, as células hospedeiras passaram a contar com maior disponibilidade de energia. Essa teoria é conhecida como teoria endossimbiótica ou endossimbiôntica das mitocôndrias. Essas organelas se apresentam na forma de grãos ou bastonetes e podem medir até 2 µm de diâmetro por 10 µm de comprimento. Ao microscópio eletrônico, nota-se que se trata de vesículas limitadas por duas membranas semelhantes à plasmática, e a interna forma uma série de septos ou dobras, as cristas mitocondriais , entre as quais fica a matriz mitocondrial, solução gelatinosa de aspecto semelhante ao citosol. Na matriz e na membrana interna há várias enzimas responsáveis pelas reações químicas de respiração. As cristas mitocondriais permitem um aumento no número de enzimas sem aumento do tamanho da organela. Fonte: LOPES, S & ROSSO, S. Biologia – Volume Único. São Paulo: Saraiva, 2005. Na matriz há também RNA e ribossomos, ou seja, as mitocôndrias possuem equipamento próprio para a síntese de proteínas e com ele, sintetizam proteínas típicas e mesmo algumas enzimas que atuam na respiração celular. 4.6 - Plastos Os plastos são estruturas encontradas somente em células de plantas e de alguns protistas, e podem ser classificados em três tipos: • Cloroplastos – Contêm como pigmentos clorofila e carotenoides. Os cloroplastos são organelas importantes que participam do processo da fotossíntese. Existem cloroplastos de diversas formas e em número variável por célula. Em algas multicelulares, é comum encontrarmos cloroplastos relativamente grandes e em pequeno número por célula (um ou dois); em células de plantas terrestres costumam ser pequenos e numerosos. • Cromoplastos – Contêm como pigmentos os carotenoides, mas não clorofila; não realizam fotossíntese e são responsáveis pela coloração amarelada, alaranjada e avermelhadas de flores, folhas velhas e alguns frutos e raízes. Por influírem na coloração de plantas, exercem atração sobre animais, colaborando com a polinização e a dispersão de espécies de plantas. • Leucoplastos – São incolores, pois não contêm pigmentos. Alguns armazenam amido (amiloplastos), outros armazenam óleos e proteínas. Se expostos à luz, podem dar origem a cloroplastos. Exercícios 1- Qual a localização do Aparelho de Golgi na célula? Cite 3 funções para esta organela. 2- O que são os Peroxissomos? Qual é a principal enzima presente nestas organelas? Atividades Complementares 1- Faça um desenho legendado da célula eucarionte, indicando no seu interior os componentes estudados nesta unidade. 2- Descreva, resumidamente, a função dos lisossomos. 27 28 UNIDADE V NÚCLEO E REPRODUÇÃO CELULAR O núcleo é uma estrutura característica dos eucariontes, na qual estão os genes, responsáveis pelo controle das atividades celulares e pelas características hereditárias dos organismos. Nos eucariontes, o material genético, chamado de cromatina, é formado por um conjunto de filamentos separado do citoplasma pela membrana nuclear. A parede dessa membrana é dupla e cheia de poros, pelos quais ocorre a troca de material entre o núcleo e o citoplasma. 5.1 - Cromatina e Nucleoplasma No interior do núcleo, cada cromossomo, que é constituído por DNA associado a proteínas, tem aspecto de fio e forma a cromatina. Esse termo, derivado do grego chroma, que significa cor, foi empregado logo no início do estudo das células, quando os cientistas verificaram que o núcleo se tingia com determinados tipos de corantes básicos. O aspecto da cromatina é de uma massa formada por vários fios longos e finos, mas que não se conse- gue individualizar. Somente quando a célula entra em divisão é possível ver os cromossomos individualizados, pois ocorre a condensação da cromatina, isto é, os fios sofrem espiralização, tornando-se mais curtos e espessos. O nucleoplasma, é constituído de substâncias (íons, vários tipos de enzimas, moléculas de ATP) dissolvidas em água; nele estão imersos os filamentos de cromatina e o nucléolo. 5.2 - Nucléolo O nucléolo é um corpúsculo denso, não delimitado por membrana, presente no interior do núcleo. É uma região de intensa síntese de um tipo de ácido nucleico denominado ácido ribonucleico ribossômico (RNAr). Essa síntese ocorre em certas regiões de determinados cromossomos, denominados regiões organizadoras do nucléolo. Logo após a sua síntese, o RNAr associa-se a proteínas, formando grãos de ribonucleoproteínas, que comporão os ribossomos. Esses grãos permanecem por algum tempo próximos ao local de sua síntese e depois saem do núcleo em direção ao citoplasma, passando através dos poros da carioteca. Enquanto isso, novos grãos vão sendo formados no nucléolo, repondo os que estão saindo do núcleo. O nucléolo corresponde, portanto, a uma região de grande concentração de ribonucleoproteínas e de RNAr. 5.3 - Reprodução Celular A divisão celular é observável ao microscópio óptico no processo denominado mitose, durante o qual uma célula se divide em duas, recebendo cada nova célula (célula-filha) um jogo cromossômico igual ao da célulamãe. Este processo consiste, essencialmente, na duplicação dos cromossomos e na sua distribuição para as células-filhas. A mitose é um processo contínuo que é dividido em fases por razões didáticas. A PRÓFASE caracteriza-se pela condensação gradual da cromatina, que irá constituir os cromossomos mitóticos. O envoltório nuclear se fragmenta no final da prófase devido a fosforilação da lâmina nuclear, originando vesículas que permanecem no citoplasma e vão reconstituir o envelope nuclear no final da mitose. Os centrossomos e seus centríolos, que se duplicaram na interfase, separam-se, migrando um par para cada polo da célula. Começam a aparecer microtúbulos entre os dois pares de centríolos, iniciandose a formação do fuso mitótico. Durante a prófase o nucléolo se desintegra. Na METÁFASE, os cromossomos migram graças à participação dos microtúbulos e se dispõem no plano equatorial da célula. Cada cromossomo, cujo DNA já está duplicado, divide-se longitudinalmente em duas cromátides, que se prendem aos microtúbulos do fuso mitótico próximo ao centrômero. Na ANÁFASE, os cromossomos-filho separam-se e migram, por um processo complexo, para os polos da célula, seguindo a direção dos microtúbulos do fuso. Nesse deslocamento os centrômeros seguem na frente e são acompanhados pelo resto do cromossomo. O centrômero é uma região mais estreita (constricção) do cromossomo, que mantém as cromátides juntas até o início da anáfase. A TELÓFASE caracteriza-se pela reconstrução dos envoltórios nucleares das células-filhas, em consequência da desfosforilação dos filamentos da lâmina nuclear e da fusão das vesículas originadas do envoltório nuclear no final da prófase. Os cromossomos se tornam gradualmente menos condensados, o que leva ao reaparecimento da cromatina. À medida que o núcleo interfásico se refaz, os nucléolos se reconstituem. A divisão do material nuclear é acompanhada pela divisão do citoplasma por um processo denominado CITOCINESE, que se inicia na anáfase e termina após a telófase. Outro processo de divisão celular é a MEIOSE, que é representada por duas divisões sucessivas resultando em células germinativas com um padrão cromossomial que corresponde à metade da espécie. Exercícios 1- Como é constituído o nucleoplasma? 2- Descreva o nucléolo. Atividades Complementares 1- Descreva os componentes do núcleo. 2- Faça um desenho da célula eucarionte, enfatizando o núcleo e indicando os seus componentes. 29 30 UNIDADE VI TECIDOS Apesar da sua grande complexidade, o organismo humano é constituído por apenas quatro tipos básicos de tecidos: o epitelial, o conjuntivo, o muscular e o nervoso. Estes tecidos, que são formados por células e moléculas da matriz extracelular, não existem como unidades isoladas, mas associados uns aos outros, formando os diferentes órgãos e sistemas do corpo. 6.1 - Tecido Epitelial Os epitélios são divididos em dois grupos principais, de acordo com a sua estrutura e função: epitélios de revestimento e epitélios glandulares. Epitélios de Revestimento Nos epitélios de revestimento, as células são organizadas em camadas que cobrem a superfície externa do corpo ou revestem as cavidades do corpo. Podem ser classificados de acordo com o número de camadas de células e conforme as características morfológicas das células na camada superficial. Os epitélios simples contêm só uma camada de células e os epitélios estratificados contêm mais de uma camada. Os epitélios simples podem ser: pavimentoso, cúbico ou prismático. O epitélio prismático também é denominado colunar ou cilíndrico. Epitélios pavimentosos simples: Endotélio que reveste os vasos sanguíneos e linfáticos, e o mesotélio, que reveste cavidades do corpo, como a cavidade pleural e peritoneal, e também recobre as vísceras; Epitélio cúbico: Reveste externamente o ovário. O epitélio estratificado é classificado em pavimentoso, cúbico, prismático, transição e pseudo-estratificado, de acordo com a forma das células de sua camada mais superficial. O epitélio estratificado pavimentoso não queratinizado reveste cavidades úmidas (por exemplo, boca, esôfago, vagina), ao contrário da pele, cuja superfície é seca e revestida por um epitélio estratificado pavimentoso queratinizado. As células de ambos os epitélios formam várias camadas, sendo que as células mais próximas ao tecido conjuntivo (chamadas de células basais) são geralmente cúbicas ou prismáticas. À medida que as células ocupam posições mais afastadas do tecido conjuntivo, sua forma fica irregular até que, na superfície, elas se tornam achatadas como azulejos. No epitélio não queratinizado as células superficiais achatadas retêm os núcleos e boa parte das organelas, enquanto no epitélio queratinizado essas células são mortas, perdem suas organelas e o seu citoplasma é ocupado por grande quantidade de filamentos intermediários de queratina. O epitélio estratificado prismático é difícil de ser encontrado, pois está presente apenas na conjuntiva ocular e nos grandes ductos excretores de glândulas salivares. O epitélio de transição, que reveste a bexiga urinária, o ureter e a parte superior da uretra, é um epitélio estratificado cuja camada mais superficial é formada por células globosas, nem pavimentosas, nem prismáticas. A forma destas células muda de acordo com o grau de distensão da bexiga, podendo as células ficar achatadas quando a bexiga estiver cheia. O epitélio pseudoestratificado é assim chamado porque, embora seja formado por apenas uma camada de células, os núcleos parecem estar em várias camadas. Todas as suas células estão apoiadas na lâmina basal mas nem todas alcançam a superfície do epitélio, fazendo com que a posição dos núcleos seja variável. O exemplo mais conhecido deste tecido é o epitélio pseudoestratificado prismático ciliado que reveste as passagens respiratórias. 31 Fonte: JUNQUEIRA, L.C & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Epitélios Glandulares Os epitélios glandulares são constituídos por células especializadas na atividade de secreção. As moléculas a serem secretadas são, em geral, temporariamente armazenadas nas células em pequenas vesículas envolvidas por uma membrana, chamadas grânulos ou secreção. As células epiteliais glandulares podem sintetizar, armazenar e secretar proteínas (por exemplo, o pâncreas), lipídios (por exemplo, a adrenal e as glândulas sebáceas) ou complexos de carboidratos e proteínas (por exemplo, as glândulas salivares). As glândulas mamárias secretam todos os três tipos de substâncias. Menos comuns são as células que têm baixa atividade sintética (por exemplo, as glândulas sudoríparas), que secretam principalmente substâncias transportadoras do sangue ao lúmen da glândula. Tipos de Epitélios Glandulares As glândulas são sempre formadas a partir de epitélios de revestimento cujas células proliferam e invadem o tecido conjuntivo subjacente, após o que sofrem di- 32 ferenciação adicional. As glândulas exócrinas mantém sua conexão com o epitélio do qual se originaram. Esta conexão toma a forma de ductos tubulares formados por células epiteliais e através destes ductos as secreções são eliminadas, alcançando a superfície do corpo ou uma cavidade. Nas glândulas endócrinas a conexão com o epitélio foi obliterada durante o desenvolvimento. Estas glândulas, portanto, não têm ductos e suas secreções são lançadas no sangue e transportadas para o seu local de ação pela circulação sanguínea. De acordo com o modo pelo qual os produtos de secreção deixam a célula, as glândulas podem ser classificadas em merócrinas, holócrinas ou apócrinas. Nas glândulas merócrinas (por exemplo, o pâncreas) a secreção é liberada pela célula por meio de exocitose, sem perda de outro material celular. Nas glândulas holócrinas (por exemplo, as glândulas sebáceas) o produto de secreção é eliminado juntamente com toda a célula, processo que envolve a destruição das células repletas de secreção. Um tipo intermediário é o apócrino, encontrado na glândula mamária, em que o produto de secreção é descarregado junto com porções do citoplasma apical. Fonte: JUNQUEIRA, L.C & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 6.2 - Tecido Conjuntivo Os tecidos conjuntivos são responsáveis pelo estabelecimento e manutenção da forma do corpo. Este papel mecânico é dado por um conjunto de moléculas, que conecta e liga as células e órgãos, dando, desta maneira, suporte ao corpo. Diferente de outros tipos de tecidos, que são formados principalmente por células, o principal constituinte do tecido conjuntivo é a matriz extracelular. As matrizes extracelulares consistem em diferentes combinações de proteínas fibrosas e de substância fundamental. Além de desempenhar uma evidente função estrutural, a grande variedade de moléculas do tecido conjuntivo desempenha importantes papéis biológicos, como, por exemplo, o de ser importante reserva para muitos fatores de crescimento que controlam a proliferação e a diferenciação celular. A matriz do tecido conjuntivo também serve como um meio através do qual nutrientes e catabólicos são trocados entre as células e seu suprimento sanguíneo. Tipos de tecidos conjuntivos • Tecido Conjuntivo Propriamente Dito Existem duas classes de Tecidos conjuntivos propriamente ditos: frouxo e o denso. O tecido conjuntivo frouxo suporta estruturas normalmente sujeitas a pressão a atritos pequenos. É um tipo de tecido muito comum que preenche espaços entre grupos de células musculares, suporta células epiteliais e forma camadas em torno dos vasos sanguíneos. É também encontrado nas papilas da derme, na hipoderme, nas membranas serosas que revestem as cavidades peritoneais, pleurais e nas glândulas. O tecido conjuntivo frouxo tem uma consistência delicada, é flexível, bem vascularizado e não muito resistente a trações. O tecido conjuntivo denso é adaptado para oferecer resistência e proteção aos tecidos. Neste tecido ocorre maior predominância de fibras colágenas. O tecido conjuntivo denso é menos flexível e mais resistente à tensão que o tecido conjuntivo frouxo. Quando as fibras colágenas são organizadas em feixes sem uma orientação definida, o tecido chama-se denso não modelado. Neste tecido as fibras formam uma trama tridimensional, o que lhes confere certa resistência às frações exercidas em qualquer direção. Este tipo de tecido é encontrado na derme profunda da pele. O tecido denso modelado apresenta feixes de colágeno paralelos uns aos outros e alinhados. Trata-se de um conjuntivo que formou suas fibras colágenas em resposta às forças de tração exercidas em um determinado sentido. Os tendões representam o exemplo típico de conjuntivo denso modelado. São estruturas alongadas e cilíndricas que conectam os músculos estriados aos ossos. • Tecido Elástico O tecido elástico é composto por feixes espessos e paralelos de fibras elásticas. A abundância de fibras elásticas neste tecido lhe confere uma cor amarela típica e grande elasticidade. O tecido elástico não é muito comum no organismo e está presente nos ligamentos amarelos da coluna vertebral e no ligamento suspensor do pênis. • Tecido Reticular O tecido reticular é muito delicado e forma uma rede tridimensional que suporta as células de alguns órgãos. O tecido reticular provê uma estrutura arquitetônica tal que cria um ambiente especial para órgãos linfoides e hematopoéticos (medula óssea, linfonodos e nódulos linfáticos e baço). As células reticulares estão dispersas ao longo da matriz e cobrem parcialmente, com seus prolongamentos citoplasmáticos, as fibras reticulares e a substância fundamental. O resultado deste arranjo é a formação de uma estrutura trabeculada semelhante a uma esponja dentro da qual as células e fluidos se movem livremente. • Tecido Mucoso O tecido mucoso é de consistência gelatinosa graças à predominância de matriz fundamental composta predominantemente de ácido hialurônico com muito poucas fibras. O tecido mucoso é o principal componente do cordão umbilical, onde é referido como geléia de Wharton. Encontra-se também na polpa jovem dos dentes. • Tecido Adiposo O tecido adiposo é um tipo especial de conjuntivo onde se observa predominância de células adiposas (adipócitos). Essas células podem ser encontradas isoladas ou em pequenos grupos no tecido conjuntivo frouxo, porém a maioria delas forma grandes agregados, constituindo o tecido adiposo distribuído pelo corpo. Em pessoas de peso normal, o tecido adiposo corresponde a 20-25% do peso corporal na mulher e no homem cerca de 15-20%. O tecido adiposo é o maior depósito corporal de energia, sob a forma de triglicerídeos. As células hepáticas e o músculo também acumulam energia, mas sob a forma de glicogênio. Há duas variedades de tecido adiposo que apresentam distribuição no corpo, estrutura, fisiologia e patologia diferentes. Uma variedade é o tecido adiposo comum, amarelo ou unilocular, cujas células, quando completamente desenvolvidas, contêm apenas uma gotícula de gordura que ocupa quase todo o citoplasma. A outra variedade é o tecido adiposo pardo, ou multilocular, formado por células que contêm numerosas gotículas lipídicas e muitas mitocôndrias. Deposição e Mobilização dos lipídios Os lipídios armazenados nas células adiposas são principalmente triglicerídeos, isto é, ésteres de ácidos graxos e glicerol. Os triglicerídeos armazenados originam-se da seguinte maneira: • Absorvidos da alimentação e trazidos até às células adiposas como triglicerídeos; • Oriundos do fígado e transportados até o tecido adiposo, sob a forma de triglicerídeos constituintes das lipoproteínas de pequeno peso molecular, ou VLDL; • Na síntese das próprias células adiposas, a partir da glicose. • Tecido Cartilaginoso O tecido cartilaginoso é uma forma especializada de tecido conjuntivo de consistência rígida. Desempenha a função de suporte de tecidos moles, reveste superfícies articulares, onde absorve choques, e fa- 33 34 cilita o deslizamento dos ossos nas articulações. A cartilagem é essencial para a formação e o crescimento dos ossos longos, na via intrauterina e depois do nascimento. O tecido cartilaginoso não possui vasos sanguíneos, sendo nutrido pelos capilares do conjuntivo envolvente, e também desprovido de vasos linfáticos e de nervos. As células encontradas no tecido cartilaginoso são chamadas de condrócitos. Conforme as diversas necessidades funcionais do organismo, as cartilagens se diferenciam em três tipos: cartilagem hialina, que é a mais comum e cuja matriz possui delicadas fibrilas constituídas principalmente de colágeno, cartilagem elástica, que possui poucas fibrilas de colágeno e abundantes fibras elásticas e a cartilagem fibrosa, que apresenta matriz constituída preponderantemente por fibras especiais de colágeno, tipo I. Cartilagem Hialina É o tipo mais comum encontrado no corpo humano, forma o primeiro esqueleto do embrião, que posteriormente é substituído por um esqueleto ósseo. No adulto, a cartilagem hialina é encontrada principalmente na parede das fossas nasais, traqueia e brânquias. Pericôndrio e Condrócitos Todas as cartilagens hialinas, exceto as cartilagens articulares, são envolvidas por uma camada de tecido conjuntivo, denso na sua maior parte, denominado pericôndrio. Além de ser uma fonte de novos condrócitos para o crescimento, o pericôndrio é responsável pela nutrição, oxigenação e eliminação de resíduos metabólicos da cartilagem, porque nele estão localizados vasos sanguíneos e linfáticos, que são inexistentes no tecido cartilaginoso. Os condrócitos são células secretoras de colágeno e glicoproteínas. Uma vez que as cartilagens são desprovidas de capilares sanguíneos, a oxigenação dos condrócitos é deficiente, vivendo essas células sob baixas tensões de oxigênio. A cartilagem hialina degrada a glicose principalmente por mecanismo anaeróbio, com formação de ácido lático como produto final. Os nutrientes trazidos pelo sangue atravessam o pericôndrio, penetram na matriz da cartilagem e vão até os condrócitos mais profundos. Cartilagem Elástica É encontrada no pavilhão auditivo, no conduto auditivo externo, na tuba auditiva, na epiglote e na cartilagem cuneiforme da laringe. Basicamente, é semelhante à cartilagem hialina, porém inclui, além das fibrilas de colágeno, uma abundante rede de fibras elásticas contínuas com as do pericôndrio. Cartilagem Fibrosa É um tecido com características intermediárias entre o conjuntivo denso e a cartilagem hialina. É encontrada nos discos intervertebrais, nos pontos em que alguns tendões e ligamentos se inserem nos ossos, e na sínfise pubiana. • Tecido Ósseo É um tipo especializado de tecido conjuntivo formado por células e material extracelular calcificado, a matriz óssea. O tecido ósseo é o constituinte principal do esqueleto, serve de suporte para os tecidos nas caixas craniana e torácica e no canal raquidiano. Aloja e protege a medula óssea, formadora das células do sangue. Proporciona apoio aos músculos esqueléticos, transformando suas contrações em movimentos úteis, e constitui um sistema de alavancas que amplia as forças geradas na contração muscular. As células do tecido ósseo são os osteócitos, que se situam em cavidades ou lacunas no interior da matriz; os osteoblastos, que sintetizam a parte orgânica da matriz e localizam-se na sua periferia; e os osteoclastos, células gigantes, móveis e multinucleadas que reabsorvem o tecido ósseo, participando dos processos de remodelação dos ossos. Todos os ossos são revestidos em suas superfícies externas e internas por membranas conjuntivas, o periósteo e o endósteo, respectivamente. Osteócitos Os osteócitos são as células encontradas no interior da matriz óssea. São células achatadas, que exibem pequena quantidade de retículo endoplasmático rugoso, aparelho de Golgi pouco desenvolvido e núcleo com cromatina condensada. Embora essas características ultraestruturais indiquem pequena atividade sintética, os osteócitos são essenciais para a manutenção da matriz óssea. Sua morte é seguida por reabsorção da matriz. Osteoblastos e Osteoclastos Os osteoblastos são as células que sintetizam a parte orgânica (colágeno e glicoproteínas) da matriz óssea. São capazes de concentrar fosfato de cálcio, participando da mineralização da matriz. Os osteoclastos são células móveis, gigantes, multinucleadas e extensamente ramificadas. A função dos osteoclastos é secretar ácido (H+), colagenase e outras hidrolases que atuam localmente digerindo a matriz orgânica, dissolvendo os cristais de sais de cálcio e remodelando a matriz óssea. 35 Fonte: JUNQUEIRA, L.C & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Periósteo e Endósteo As superfícies internas e externas dos ossos são recobertas por células osteogênicas e tecido conjuntivo, que constituem o endósteo e o periósteo, respectivamente. A camada mais superficial do periósteo contém principalmente fibras colágenas e fibroblastos. As fibras de Sharpey são feixes de fibras colágenas do periósteo que penetram no tecido ósseo e prendem firmemente o periósteo ao osso. O endósteo é geralmente constituído por uma camada de células osteogênicas achatadas revestindo as cavidades do osso esponjoso, o canal medular, os canais de Havers e os de Volkmann. As principais funções do endósteo e do periósteo são a nutrição do tecido ósseo e o fornecimento de novos osteoblastos, para o crescimento e a recuperação do osso. Tipos de Tecido Ósseo O tecido ósseo pode ser classificado em dois tipos, baseado no critério histológico: tecido ósseo compacto e tecido ósseo esponjoso. Nos ossos longos, as extremidades ou epífises são formadas por osso esponjoso com uma delgada camada superficial compacta. A diáfise (parte cilíndrica) é quase totalmente compacta, com pequena quantidade de osso esponjoso na sua parte profunda, delimitando o canal medular. Principalmente nos ossos longos, o osso compacto é chamado também de osso cortical. Histologicamente existem dois tipos de tecido ósseo, o primário e o secundário. Em cada osso, o primeiro tipo que aparece é o primário ou imaturo, que é substituído gradativamente pelo do tipo secundário. O tecido ósseo primário apresenta fibras colágenas dispostas em várias direções sem organização definida, tem menor quantidade de minerais e maior proporção de osteócitos do que o tecido ósseo secundário. O tecido ósseo secundário é a variedade encontrada geralmente no adulto. Sua principal característica é possuir fibras colágenas organizadas em lamelas, que ficam paralelas umas às outras, ou se dispõem em camadas concêntricas em torno de canais com vasos, formando os sistemas de Havers. Cada sistema de Havers é um cilindro longo, às vezes bifurcado, paralelo à diáfise e formado por lamelas ósseas concêntricas. No centro desse cilindro ósseo existe um canal revestido de endósteo, o canal de Havers, que contém vasos e nervos. Os canais de Havers comunicam-se entre si, com a cavidade medular e com a superfície externa do osso por meio de canais transversais ou oblíquos, os canais de Volkmann. Estes se distinguem dos de Havers por não apresentarem lamelas ósseas concêntricas. 36 Fonte: JUNQUEIRA, L.C & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Esquema da estrutura da diáfise dos ossos longos. Aparecem os sistemas circunferenciais externo e interno e os sistemas de Havers. O sistema de Havers desenhado em três dimensões, no alto e à esquerda, mostra a orientação das fibras colágenas nas lamelas. À direita, um sistema de Havers isolado, mostrando a forma dos osteócitos. Histogênese O tecido ósseo é formado por um processo chamado de ossificação intramembranosa, que ocorre no interior de uma membrana conjuntiva, ou pelo processo de ossificação endocondral, que se inicia sobre um molde de cartilagem hialina gradualmente destruído e substituído por tecido ósseo. A ossificação intramembranosa é o processo formador dos ossos frontal, parietal e de partes do occipital, do temporal e dos maxilares superior e inferior. Contribui também para o crescimento dos ossos curtos e para o aumento em espessura dos ossos longos. A ossificação endocondral é o principal responsável pela formação dos ossos curtos e longos e tem início sobre a cartilagem hialina, de forma parecida à do osso que se vai formar, porém de tamanho menor. • Tecido Sanguíneo – Células do Sangue O sangue está contido em um compartimento fechado, o aparelho circulatório, que o mantém em movimento regular e unidirecional, devido essencialmente às contrações rítmicas do coração. O sangue é formado pelos glóbulos sanguíneos e pelo plasma, parte líquida. Os glóbulos sanguíneos são os eritrócitos ou hemácias, as plaquetas (fragmentos do citoplasma dos megacariócitos da medula óssea) e diversos tipos de leucócitos ou glóbulos brancos. Eritrócitos Os eritrócitos ou hemácias dos mamíferos, são anucleadas e contêm grande quantidade de hemoglobina, uma proteína transportadora dos gases respiratórios. Ao penetrarem na corrente sanguínea, vindos da medula óssea vermelha onde são formados, os eritrócitos imaturos contêm ainda certa quantidade de ribossomos. Quando corados apresentam uma cor azulada, devido à basofilia do RNA. A molécula de hemoglobina (proteína conjugada com ferro) é formada por quatro subunidades, cada uma contendo um grupo heme ligado a um polipeptídeo. O grupo heme é um derivado porfirínico contendo Fe2+. Nos pulmões, onde a pressão de oxigênio é alta, cada molécula de hemoglobina se combina com quatro moléculas de O2 (uma molécula de O2 para cada ferro da hemoglobina), formando-se a oxi-hemoglobina. Esta combinação é reversível, e o oxigênio transportado pela hemoglobina é transferido para os tecidos, onde a pres- são de O2 é baixa. A combinação da hemoglobina com o CO2 que é normalmente produzido nos tecidos origina a carbamino-hemoglobina. Essa combinação também é reversível, quando o sangue chega aos pulmões. Durante a maturação da medula óssea, o eritrócito perde o núcleo e as outras organelas não podendo renovar suas moléculas. Ao fim de 120 dias (em média), as enzimas já estão em nível crítico, o rendimento dos ciclos metabólicos geradores de energia é insuficiente e o corpúsculo é digerido pelos macrófagos, principalmente no baço. Leucócitos Os leucócitos têm a função de proteger o organismo contra infecções. São produzidos na medula óssea ou em tecidos linfóides e permanecem temporariamente no sangue. Diversos tipos de leucócitos utilizam o sangue como meio de transporte para alcançar seu destino final, os tecidos. São classificados em dois grupos, os granulócitos e os agranulócitos. Os granulócitos têm núcleo de forma irregular e mostram no citoplasma grânulos específicos que, ao microscópio eletrônico, aparecem envoltos por membrana. De acordo com a afinidade tintorial dos grânulos específicos, distinguem-se três tipos de granulócitos: neutrófilos, eosinófilos e basófilos. O núcleo dos agranulócitos tem forma mais regular e o citoplasma não possui granulações específicas. Há dois tipos de agranulócitos: os linfócitos e os monócitos. Neutrófilos Basófilos O basófilo tem núcleo volumoso, com forma retorcida e irregular, geralmente com o aspecto da letra S. Os basófilos constituem menos de 2% dos leucócitos do sangue e, por isso, são difíceis de serem encontrados em esfregaços. Linfócitos Os linfócitos são responsáveis pela defesa imunológica do organismo. Estas células reconhecem moléculas estranhas presentes em diferentes agentes infecciosos, combatendo-as por meio de resposta humoral (produção de imunoglobulinas) e resposta citotóxica mediada por células. O citoplasma do linfócito é muito escasso, aparecendo nos esfregaços como um anel delgado em volta do núcleo. Monócitos Os monócitos têm o núcleo ovóide, em forma de rim ou de ferradura, geralmente excêntrico. Devido ao arranjo pouco denso de sua cromatina, o núcleo dos monócitos é mais claro do que o dos linfócitos. O núcleo do monócito contém dois ou três nucléolos, que algumas vezes podem ser vistos nos esfregaços comuns. Plaquetas Os neutrófilos, ou polimorfonucleares, têm núcleos formados por dois a cinco lóbulos (mais frequentemente, três lóbulos) ligados entre si por finas pontes de cromatina. Nos neutrófilos o núcleo tem a forma de um bastonete curvo. As plaquetas são corpúsculos anucleados, com a forma de disco, derivados de células gigantes da medula óssea. As plaquetas promovem a coagulação do sangue e auxiliam a reparação da parede dos vasos sanguíneos, evitando a perda de sangue. Eosinófilos Plasma São menos numerosos que os neutrófilos, constituindo apenas 1-3% do total dos leucócitos. Essas células têm aproximadamente o mesmo tamanho dos neutrófilos. Seu núcleo em geral é bilobulado. A principal característica para a identificação do eosinófilo é a presença de granulações ovóides que se coram pela eosina (granulações acidófilas). Essas granulações são maiores que as dos neutrófilos. O plasma é uma solução aquosa contendo componentes de pequeno e de elevado peso molecular, que correspondem a 10% do seu volume. As proteínas plasmáticas correspondem a 7% e os sais inorgânicos, a 0,9%, sendo o restante formado por compostos orgânicos diversos, tais como aminoácidos, vitaminas, hormônios e glicose. 37 6.3 - Tecido Muscular 38 O tecido muscular é constituído por células alongadas, que contêm grande quantidade de filamentos citoplasmáticos de proteínas contráteis, geradoras das forças necessárias para a contração desse tecido, utilizando a energia contida nas moléculas de ATP. Existem três tipos de tecido muscular: liso, estriado esquelético e estriado cardíaco. Tecido Muscular Estriado Esquelético É formado por feixes de células muito longas, cilíndricas, multinucleadas e contendo muitos filamentos. A contração deste tipo de célula é rápida e voluntária, como acontece com o bíceps e o tríceps, músculos do braço. Desenho esquemático ilustrando os três tipos de músculo. À esquerda, o aspecto desses tecidos vistos em cortes longitudinais e, à direita, em cortes transversais. Desenho esquemático ilustrando a organização do músculo estriado esquelético. À direita, abaixo, o esboço de um músculo do qual foi retirado um segmento (em pontilhado) representado na figura à esquerda. Fonte: JUNQUEIRA, L.C & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Tecido Muscular Estriado Cardíaco Apresenta contração rápida e involuntária, sendo constituído de fibras com um ou dois núcleos centrais. Essas fibras organizam o músculo do coração (miocárdio). Entre uma fibra e outra, verifica-se a presença de discos intercalares, que fazem adesão entre células vizinhas. A fibra muscular estriada é envolvida por uma bainha de tecido conjuntivo denominada endomísio. Um aglomerado de fibras forma um feixe muscular. Cada feixe acha-se envolvido por outra bainha de tecido conjuntivo chamado perimísio. O conjunto de feixes constitui o músculo, que também se acha envolvido por uma bainha conjuntiva denomina epimísio. Tecido Muscular Liso É constituído por fibras fusiformes dotadas de um núcleo alongado e central. Essas fibras, de contração lenta e involuntária, ocorrem organizando os músculos eretores do pelo (na pele); a musculatura da parede do esôfago, estômago, intestino, bexiga, útero e vasos sanguíneos. 6.4 - Tecido Nervoso O tecido nervoso acha-se distribuído pelo organismo, interligando-se e formando uma rede de comunicações, que constitui o sistema nervoso. Anatomicamente, este sistema é dividido em: sistema nervoso central (SNC), formado pelo encéfalo, constituintes neurais do sistema fotorreceptor e medula espinhal, e sistema nervoso periférico (SNP), formado pelos nervos e por pequenos agregados de células nervosas denominados gânglios nervosos. Os nervos são constituídos principalmente por prolongamentos dos neurônios (células nervosas) situados no SNC ou nos gânglios nervosos. O tecido nervoso apresenta dois componentes principais: os neurônios, células geralmente com longos prolongamentos, e vários tipos de células da glia ou 39 neuroglia, que sustentam os neurônios e participam de outras funções importantes. As células nervosas ou neurônios são responsáveis pela recepção, transmissão e processamento de estímulos. Apresentam morfologia complexa, e estão divididas em três partes fundamentais: - Dendritos: Prolongamentos numerosos, especializados na função de receber os estímulos do meio ambiente, de células epiteliais sensoriais ou de outros neurônios; - Corpo celular ou pericário: É o centro trófico da célula nervosa e é também capaz de receber estímulos; - Axônio: Prolongamento único, especializado na condução de impulsos que transmitem informações do neurônio para outras células. Desenho esquemático de um neurônio motor. Fonte: JUNQUEIRA, L.C & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Comunicação Sináptica A sinapse é responsável pela transmissão unidirecional dos impulsos nervoso. As sinapses são locais de contato entre os neurônios ou entre neurônios e outras células efetoras, por exemplo, células musculares e glandulares. A função da sinapse é transformar um sinal elétrico (impulso nervoso) do neurônio pré-sináptico em um sinal químico que atua sobre a célula pós-sináptica. A maioria das sinapses transmite informações por meio da liberação de neurotransmissores. Neurotransmissores são substâncias que, quando se combinam com proteínas receptoras, abrem ou fecham canais iônicos ou então desencadeiam uma cascata molecular na célula pós-sináptica produzindo mensageiros intracelulares. 40 Fonte: JUNQUEIRA, L.C & CARNEIRO, J. Biologia celular e molecular. 11. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. Exercícios 1- Os tecidos epiteliais de revestimento têm em comum o fato de estarem apoiados em tecido conjuntivo e apresentarem reduzida espessura, mesmo nas modalidades constituídas por várias camadas de células. Tais características estão justificadas em um dos itens abaixo. Assinale-o: a) Presença de queratina que impermeabiliza as células, ficando o tecido conjuntivo responsável pela sustentação do epitélio. b) Ausência de vasos sanguíneos, que resulta em nutrição obrigatória por difusão a partir do tecido conjuntivo subjacente. c) Como a função desses epitélios é meramente revestidora, não há razão para que sejam muito espessos. d) Como servem a funções do tipo impermeabilização e absorção, grandes espessuras seriam desvantajosas. e) A rede de vasos capilares que irriga abundantemente esses epitélios torna desnecessárias grandes espessuras, abastecendo ainda, por difusão, o tecido conjuntivo subjacente. 2- Marque a afirmativa incorreta: a) O tecido epitelial de revestimento caracteriza-se por apresentar células justapostas com muito pouco material intercelular. b) As principais funções do tipo epitelial são: revestimento, absorção e secreção. c) Na pele e nas mucosas encontramos epitélios de revestimento. d) A camada de revestimento interno dos vasos sanguíneos é chamada endotélio. e) Os epitélios são ricamente vascularizados no meio da substância intercelular. 3- Em relação aos tecidos animais, leia as afirmativas abaixo: I. Entre os tecidos conjuntivos, incluem-se os tecidos ósseo e cartilaginoso. II. Os tecidos epiteliais apresentam as funções de revestimento, secreção e sensorial. III. Todos os músculos que apresentam estrias transversais são de contração voluntária. IV. Os axônios são prolongamentos neuronais que geralmente conduzem impulsos nervosos expelidos pelo corpo celular. V. O tecido ósseo apresenta uma matriz mineralizada, rígida, no interior da qual se encontram células vivas, supridas de vasos sangüíneos e nervos. Assinale a letra: a) Se todas as afirmativas são corretas. b) Se as afirmativas I, II e IV são corretas. c) Se as afirmativas I, III e IV são corretas. d) Se as afirmativas I, II, IV e V são corretas. e) Se as afirmativas I, III, IV e V são corretas. 4- Encontram-se listados abaixo algumas propriedades, características ou funções dos elementos figurados do sangue humano. Associe um número a cada uma, utilizando o seguinte código: I. Referente a hemácias II. Referente a leucócitos III. Referente a plaquetas - Transporte de oxigênio - Defesa fagocitária e imunitária - Coagulação do sangue - Riqueza em hemoglobina - Capacidade de atravessar a parede dos capilares intactos para atingir uma região infectada do organismo. Escolha dentre as possibilidades abaixo a que contiver a sequência numérica correta: a) I, II, III, I, II b) II, II, III, I, I c) III, I, III, I, II d) I, II, II, I, III e) I, II, III, II, III 41 42 5- Relacione: (1) Tecido nervoso (2) Tecido epitelial (3) Tecido muscular (4) Hemácias (5) Plaquetas ( ) Revestimento do corpo e dos órgãos internos. ( ) Transporte de oxigênio e gás carbônico. ( ) Transmissão de estímulos e respostas. ( ) Contração e distensão dos órgãos. ( ) Coagulação sangüínea. ( ) Secreção glandular. Indique a ordem correta das colunas, de cima para baixo: a) 3 - 4 - 3 - 2 - 5 - 1 b) 3 - 2 - 1 - 3 - 4 - 1 c) 2 - 5 - 1 - 3 - 4 - 2 d) 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 1 e) 2 - 4 - 1 - 3 - 5 - 2 6- Os tendões são estruturas formadas, principalmente, por tecido: a) ósseo b) muscular c) adiposo d) conjuntivo denso e) cartilaginoso 7- Podemos afirmar que os músculos lisos: a) Contraem-se voluntariamente. b) São também chamados de músculos esqueléticos. c) São encontrados apenas em vertebrados. d) Contraem-se lentamente. e) São também chamados músculos cardíacos. 43 Se você: 1) 2) 3) 4) concluiu o estudo deste guia; participou dos encontros; fez contato com seu tutor; realizou as atividades previstas; Então, você está preparado para as avaliações. Parabéns! 44 Glossário Acidófilo – estruturas básicas presentes nas células que apresentam afinidade pelo corante ácido. Ácido Nucleico – ácido orgânico constituído por nucleotídeos. Pode ser o DNA (desoxirribonucleico) e o RNA (ribonucleico). Base nitrogenada – molécula nitrogenada com propriedades básicas (tendência em adquirir um íon H+). Basófilo – estruturas ácidas presentes nas células que apresentam afinidade pelo corante básico. Célula – unidade estrutural dos seres vivos. Cloroplasto – organela limitada por membrana, contendo clorofila, presente nas células vegetais. Cromatina – complexo nucleoproteico (DNA + histonas) Cromossomo – cromatina altamente compactada DNA (ácido desoxirribonucleico) – portador da informação genética nas células; é constituído por duas cadeias de fosfato, desoxirribose, purinas e pirimidinas; as cadeias se dispõem em dupla hélice; capaz de autorreplicação, assim como de reger síntese de RNA. Enzima – proteína que regula a velocidade de uma reação química; funciona como catalisador. Eucarioto – célula que possui núcleo limitado por membrana, organelas limitadas por membranas e cromossomos múltiplos, nos quais o DNA está combinado com proteínas especiais; organismo constituído por tais células. Glicose – açúcar com seis carbonos. É o açúcar mais comum nas células animais. Lisossomo – organela limitada por membrana na qual são segregadas enzimas hidrolíticas. Organela – corpo dentro do citoplasma de uma célula. pH – símbolo que denota a concentração relativa de íons hidrogênio em uma solução; quanto mais baixo for o valor do pH, mais ácida será a solução, isso é, mais íons hidrogênio conterá. Procarioto – célula que carece de núcleo limitado por membrana e de organelas membranosas. RNA (ácido ribonucleico) – ácido nucleico semelhante ao DNA em composição, exceto pelo açúcar que é uma ribose e pela uracila que está no lugar da timina. Síntese – formação de substância mais complexa a partir de substâncias mais simples. Vírus – partícula não celular, submicroscópia, constituída de ácido nucleico e capa proteica; são parasitas intracelulares obrigatórios. Gabarito Unidade I Exercícios 1- Os seres procariontes têm a estrutura celular mais simples, sem o núcleo individualizado. Exemplo: cianobactérias. Os seres eucariontes apresentam o núcleo delimitado pela membrana nuclear. Exemplo: Protozoário ciliado de vida livre. 2- Os vírus são parasitas intracelulares obrigatórios. Não apresentam proteínas para a duplicação do material genético e por isso necessitam invadir outras células. Atividades Complementares Exercício em sala de aula. Unidade II Exercícios 1- Natureza lipoproteica e formada por um estrato bimolecular de lipídios com proteínas inseridas. 2- A fluidez depende diretamente da constituição química dos lipídios que compõem a membrana plasmática. Lipídios que têm ácidos graxos curtos e saturados reduzem a fluidez, enquanto que na presença de ácidos graxos longos e insaturados ocorre o aumento da fluidez. Atividades Complementares Exercício em sala de aula. Unidade III Exercícios de Fixação 1- É composto por dois tipos de filamentos protéicos, os microtúbulos e os microfilamentos. A função é atuar como uma espécie de suporte celular, mantendo assim o formato da célula. 2- São os monossacarídeos. Exemplo: Glicose Atividades Complementares Exercício em sala de aula. Unidade IV Exercícios 1- Está localizado próximo ao núcleo da célula e próximo ao centríolo. Atua na síntese de glicoproteínas, estocagem de glicoproteínas em vesículas e na segregação e condensação de produtos para a célula. 2- São pequenas vesículas presentes em células eucariotas. Estas organelas contêm enzimas que promovem a reação do oxigênio com moléculas orgânicas. Enzima presente: catalase. Função: decompõem a água oxigenada em água e oxigênio. Atividades Complementares Exercício em sala de aula. 45 46 Unidade V Exercícios de Fixação 1- É constituído de íons, enzimas e moléculas de ATP, dissolvidas em água. Nele estão imersos os filamentos de cromatina e o nucléolo. 2- Corpúsculo denso, não delimitado por membrana e presente no interior do núcleo. Atividades Complementares Exercício em sala de aula. Unidade VI 1- B 2- E 3- D 4- A 5- E 6- D 7- D Referências Bibliográficas ALBERTS, B.; BRAY, D.; JOHNSON, A.; LEWIS, J.; RAFF, M.; ROBERTS, K.; WALTER, P. Fundamentos da Biologia Celular. São Paulo: Editora Artmed, 2004. GARTNER, L. Tratado de histologia: em cores. Rio de Janeiro: Elsevier, 2007. JUNQUEIRA, L.C.; CARNEIRO, J. Biologia Celular e Molecular. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2000. ___________. Histologia Básica. 11 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2008. 47