Citologia A fronteira das células
No mundo de hoje, é comum pensarmos em um país como sendo uma porção de terra delimitada espacialmente das demais pela presença de uma fronteira. Vamos pensar no caso do Brasil. Estamos rodeados de mar em metade do nosso território e, na outra metade, fazemos fronteira terrestre com outros nove países da America do Sul. Em suas fronteiras, todos os países instalam uma alfândega, que é uma repartição governamental de controle do movimento de entradas e saídas das pessoas e de mercadorias para o exterior ou deles provenientes. Com as células não é diferente. Cada uma delas tem uma “área de fronteira”, representada pela membrana plasmática e, nesta área, as células também possuem o seu “posto alfandegário”, as
proteínas. Assim como nas aduanas das fronteiras entre os países, essas proteínas são as responsáveis pelo reconhecimento de substâncias vindas de dentro ou de fora da célula como, por exemplo, hormônios. O trabalho realizado por uma célula é semelhante ao que acontece em uma fábrica, como a de televisores, por exemplo. Através de portões, dá-se a entrada de diversos tipos de peças destinadas as linhas de montagem. Para a fabricação e a montagem dos aparelhos, são necessários energia e operários habilitados. É preciso, ainda, um setor de embalagem para preparar a expedição do que é produzido e uma diretoria para comandar todo o complexo fabril e manter o relacionamento com o mundo externo. Tudo dentro dos limites representados pelo muro da fábrica.
A célula possui setores semelhantes aos de uma fábrica. Um limite celular, representado pela membrana plasmática, separa o conteúdo da célula, o citoplasma, do meio externo. O citoplasma, constituído por organóides e hialoplasma (ou citosol), um material viscoso representa o setor produtivo. Um núcleo contend o o material genético representa “a diretoria” da célula.
Membrana celular (ou membrana plasmática ou membrana citoplasmática ou plasmalema)
Toda a célula, seja procarionte ou eucarionte, apresenta uma membrana que isola do meio exterior: a membrana plasmática. A membrana plasmática é tão fina (entre 6 a 9 nm) que os mais aperfeiçoados microscópios ópticos não conseguiram torná-la visível. Foi somente após o desenvolvimento da microscopia eletrônica que a membrana plasmática pode ser observada. Nas grandes ampliações obtidas pelo microscópio eletrônico, cortes transversais da membrana aparecem como uma linha mais clara entre duas mais escuras, delimitando o contorno de cada célula.
Constituição química da membrana plasmática
Estudos com membranas plasmáticas isoladas revelam que seus componentes mais abundantes são fosfolipídios, colesterol e proteínas. É por isso que se costumam dizer que as membranas plasmáticas têm constituição lipoprotéica.
A organização molecular da membrana plasmática
Uma vez identificados os fosfolipídios e as proteínas como os principais componentes moleculares da membrana, os cientistas passaram a investigar como estas substâncias estavam organizadas.
O modelo do mosaico fluído
A disposição das moléculas na membrana plasmática foi elucidada recentemente, sendo que os lipídios formam uma camada dupla e contínua, no meio da qual se encaixam moléculas de proteína. A dupla camada de fosfolipídios é fluida, de consistência oleosa, e as proteínas mudam de posição continuamente, como se fossem peças de um mosaico. Esse modelo foi sugerido por dois pesquisadores, Singer e Nicholson, e recebeu o nome de Modelo Mosaico Fluido. Os fosfolipídios têm a função de manter a estrutura da membrana e as proteínas têm diversas funções. As membranas plasmáticas de um eucariócitos contêm quantidades particularmente grande de colesterol. As moléculas de colesterol aumentam as propriedades da barreira da bicamada lipídica e devido a seus rígidos anéis planos de esteróides diminuem a mobilidade e torna a bicamada lipídica menos fluida.
Funções das proteínas na membrana plasmática As proteínas da membrana plasmática exercem grandes variedades de funções: atuam preferencialmente nos mecanismos de transporte, organizando verdadeiros túneis que permitem a passagem de substâncias para dentro e para fora da célula, funcionam como receptores de membrana, encarregadas de receber sinais de substâncias que levam alguma mensagem para a célula, favorecem a adesão de células adjacentes em um tecido, servem como ponto de ancoragem para o citoesqueleto.
Proteínas de adesão: em células adjacentes, as proteínas da membrana podem aderir
umas às outras. Proteínas que facilitam o transporte de substâncias entre células. Proteínas de reconhecimento: determinadas glicoproteínas atuam na membrana como um verdadeiro “selo marcador”, sendo identificadas especificamente por outras células. Proteínas receptoras de membrana. Proteínas de transporte: podem desempenhar papel na difusão facilitada, formando um
canal por onde passam algumas substâncias, ou no transporte ativo, em que há gasto de energia fornecida pela substância ATP. O ATP (adenosina trifosfato) é uma molécula derivada de nucleotídeo que armazena a energia liberada nos processos bioenergéticos que ocorrem nas células (respiração aeróbia, por exemplo). Toda vez que é necessária energia para a realização de uma atividade celular (transporte ativo, por exemplo) ela é fornecida por moléculas de ATP. Proteínas de ação enzimática: uma ou mais proteínas podem atuar isoladamente como
enzima na membrana ou em conjunto, como se fossem parte de uma “linha de montagem” de uma determinada via metabólica. Proteínas com função de ancoragem para o citoesqueleto.
Transporte pela Membrana Plasmática
A capacidade de uma membrana de ser atravessada por algumas substâncias e não por outras define suapermeabilidade . Em uma solução, encontram-se o solvente (meio líquido dispersante) e o soluto(partícula dissolvida). Classificam-se as membranas, de acordo com a permeabilidade, em 4 tipos: a) Permeável: permite a passagem do solvente e do soluto; b) Impermeável: não permite a passagem do solvente nem do soluto; c) Semipermeável: permite a passagem do solvente, mas não do soluto; d) Seletivamente permeável: permite a passagem do solvente e de alguns tipos de soluto. Nessa última classificação se enquadra a membrana plasmática. A passagem aleatória de partículas sempre ocorre de um local de maior concentração para outro de concentração menor (a favor do gradiente de concentração ). Isso se dá até que a distribuição das partículas seja uniforme. A partir do momento em que o equilíbrio for atingido, as trocas de substâncias entre dois meios tornam-se proporcionais.
Citosol, Citoplasma ou hialoplasma
Os primeiros citologistas acreditavam que o interior da célula viva era preenchido por um fluído homogêneo e viscoso, no qual estava mergulhado o núcleo. Esse fluido recebeu o nome de citoplasma (do grego kytos, célula, e plasma, aquilo que dá forma, que modela). Hoje se sabe que o espaço situado entre a membrana plasmática e o núcleo é bem diferente do que imaginaram aqueles citologistas pioneiros. Além da parte fluida, o citoplasma contém bolsas e canais membranosos e organelas ou orgânulos citoplasmáticos , que desempenham funções específicas no metabolismo da célula eucarionte.
O fluido citoplasmático é constituído principalmente por água, proteínas, sais minerais e açucares. No citosol ocorre a maioria das reações químicas vitais, entre elas a fabricação das moléculas que irão constituir as estruturas celulares. É também no citosol que muitas substâncias de reserva das células animais, como as gorduras e o glicogênio, ficam armazenadas.
Na periferia do citoplasma, o citosol é mais viscoso, tendo consistência de gelatina mole. Essa região é chamada de ectoplasma (do grego, ectos, fora). Na parte mais central da célula situa-se o endoplasma (do grego, endos, dentro), de consistência mais fluida.
Célula Vegetal
Ciclose O citosol encontra-se em contínuo movimento, impulsionado pela contração rítmica de certos fios de proteínas presentes no citoplasma, em um processo semelhante ao que faz nossos músculos se movimentarem. Os fluxos de citosol constituem o que os biólogos denominam ciclose. Em algumas células, a ciclose é tão intensa que há verdadeiras correntes circulatórias internas. Sua velocidade aumenta com elevação da temperatura e diminui em temperaturas baixas, assim como na falta de oxigênio. Movimento amebóide Alguns tipos de células têm a capacidade de alterar rapidamente a consistência de seu citosol, gerando fluxos internos que permitem à célula mudar de forma e se movimentar. Esse tipo de movimento celular, presente em muitos protozoários e em alguns tipos de células de animais multicelulares, é chamado movimento amebóide.
Como são os organóides?
Alguns dos organóides (também chamados de orgânulos ou organelas) do citoplasma são membranosos, isto é, são revestidos por uma membrana lipoprotéica semelhante a membrana plasmática. Estamos nos referindo a retículo endoplasmático , mitocôndrias , sistema golgiense (ou complexo de golgi),lisossomos, peroxissomos , glioxissomos , cloroplastos e vacúolos . Os organóides não membranosos são os ribossomos e os centríolos.
CITOLOGIA
wikipedia 1. Do átomo à célula CONSULTA
A Física experimental valendo-se de instrumentos delicados e complexos penetrou a fundo no mundo submicroscópico, removendo camada após camada da matéria na busca dos “blocos de construção” pr imordiais. Dessa forma, verificou-se a exist~encia do átomo e seus componentes: o núcleo e os elétrons; dos componentes do núcleo os prótons e nêutrons; e de inúmeras outras partículas subatômicas, ainda em pesquisa. Verificou-se também que os átomos de uma mesma substância possuem sempre o mesmo número de prótons, e que esse número é dif erente para cada substância, tornando-se específica chamou- se “elemento químico” a cada substãncia constituída porátomos com a mesma carga atômica. Atualmente existem cerca de cem elementos qu´micos conhecidos, dos quais noventa e dois se encontram na natureza e os demais são produzidos artificialmente. Entretanto apenas quatro desses elementos formam mais de95% do número total de átomos do corpo humano: carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio respectivamente C,H,O,N. A combinação de dois ou mais átomos de diferentes elementos químicos formam um composto. A menor unidade que conserva as propriedades de um composto é uma molécula, que pode ser simples como a m olécula de água (H20) e de gás carbônico (CO2), ou grande e complexa (macromolécula) como uma molécula de proteína ou de ácido nucléico. Os compostos podem ser orgânicos:os primeiros são os compostos que contém carbono, e constituem a grande maioria dos compostos encontrados no corpo humano. O ramo da Química que estuda é a Química Orgânica. Os compostos inorgânicos são compostos de todos os demais elementos químicos e são estudados pela qu´mica inorgânica. Cadeias de átomos de carbono associados a hidrogênio, oxigênio,nitrogênio e pequenas quantidades de enxofre (s), e fósforo (P), formam a maioria dos compostos orgânicos encontrados na matéria viva. Grande parte desses compostos são classificados em quatro grupos: proteínas, glicídios, lipídios e ácidos nucléicos, que constituem a m atéria
prima para a formação das estruturas supramoleculares que compõem as células, como as membranas e organelas. Além das substãncias orgânicas, encontramos no corpo humano substãncias inorgânicas comon a água (H20) e os sais minerais. Os sais minerais apresentam-se nos seres vivos sob duas formas básicas cristais e íons. Os cristais como o Fosfato de cálcio, são compostos estáveis, com carga elétrica neutra, que participam da matriz dos ossos. Os í ons são átomos de determinados elementos químicos como cálcio (Ca), o sódio (Na) e o potássio (K) que quando dissolvidos em água, tornam-se inst´´aveis, isto é, eletricamente carregados (Ca++, Na-, K+). Os íons, embora em pequena quantidade no organismo, são de grande importância para o equilíbrio das células,para a transmissão do impulso nervoso, a contratibilidade dos músculos e a regulação do músculo cardíaco. Uma pequena variação ao equilíbrio eletrlítico pode levar o organismo a morte. As células dos animais são formados quimicamente pelos compostos orgânicos e substãncias inorgânicas, em diferentes proporções: 17,8 % de proteínas 6,2% de glicídios ( ou açucares) 11,7% de lipídeos (ou gordura) 60,0% de água 4,3% de sais minerais. 1- Proteínas As proteínas são macromoleculares constituídas por muitas moléculas menores, os aminoácidos, compostos por carbono, hidrog~enio, oxig~enio e nitrogênio; alguns possuem ainda pequenas quantidades de enxofre (CHONS). Vinte aminoácidos diferentes participam da estrutura das proteímnas, doze são sintetizadas pelas células humanas e os oito restantes devem ser obtidos pelos alimentos ricos em proteínas como a soja, os feijões e as carnes. Uma proteína pode conter de setenta a alguns milhares de aminoácidos, porém o número de arranjos desses aminoácidos na molécula protéica é praticamente infinito, já que elas variam quanto ao número total de aminoácidos, quanto aos tipos que entram na composição de uma a uma, e quanto as sequ~encias possíveis desses aminoácidos na macromolécula. A mudança de apenas um aminoácido na seqüência de um a determinada proteína pode causar alterações funcionais graves. Por exemplo, a hemoglobina humana, é uma
proteína das hemácias (glóbulos vermelhos) que transporta oxigênio; ela contém 574 aminoácidos e a substituição de um único aminoácido chamado ácido glutâmico, por outro chamado valina, provoca alteração na forma da hemácia, que se arqueada como a foice, carcterizando um tipo de anemia grave, a anemia falciforme. Assim, as seqüências de aminoácidos determinam diferentes formas de proteínas, e a forma de cada proteína determina seu papel biológico, ou seja, a função que desempenha no organismo: -função estrutural – elas “ constroem” muitos elementos estruturais das células, e são essenciais à arquitetura celular. Algumas proteínas estruturais importantes são: o colágeno e a elastina, abundante nos tendões, cartilagens e ossos. A primeira confere resistência a essas estruturas e a sugunda elasticidade. A queratina é uma proteína presente nas unhas ena superfície da pele e a actina e miosina são as proteínas contráteis do tecido muscular que atuam na contração muscular. -função enzimática – certas proteínas funcionam como catalisadores, acelerando a realização de reações químicas. Embora participem da reação modificando a molécula reagente, não participam da composição química do produto e são especificas para um determinado substrato propiciando um encaixe do tipo chave-fechadura, ou para um determinado tipo de reação. Por exemplo, a enzima amilíase secretada pelas glândulas salivares permite que o inicio da digestão dos açucares ocorra na boca durante a mastigação, e a pepsina e a enzima que inicia a digestão das proteínas no estômago. -função de transporte – a membrana celular que é o revestimento externo da célula, não é permeável a moléculas grandes. O transporte dessas substâncias para dentro e fora vale-se de proteínas chamadas proteínas canais. O oxigênio é transportado no sangue pela hemoglobina, uma proteína das hemácias. -Defesa – quando umaproteína estranha penetra no organismo (antígeno), ocorre a produção de uma proteína de defesa chamada anticorpo que se liga com o antígeno, neutralizando o seu efeito. - fonte de energia (em ultimo caso) – somente serão usadas como fonte de energia nos casos graves de desnutri~çao e simboliza um processo autofágico. 2- Glicídios Os glicídios ou carboidratos são moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio e oxigênio (CHO). Os mais simples são os monossacarídeos. A reunião de vários monossacarídeos (açucares simples), formam moléculas maiores chamadas de oligossacarídeos e polissacarídeos. As funções dos glicídios consistem em fornecer energia para as atividades
do cérebro, dos músculos e de outros tecidos, participar da estrutura das paredes celulares, com atuação na função imunológica e constitui o principal componente da substãncia intercelular dos tecidos conjuntivos. Os carboidratos queo hoem ingere em maior quantidade são, amido e celulose, fornecidos pelos alimentos vegetais e glicogênio contido nos alimentos de origem animal. A digestão do amido, glicogênio e outros açucares começa na boca durante a mastigação pela ação da enzima amilase salivar e se completa no intestino delgado pela ação da enzima amilíase pancreática, quando se obtém o açúcar simples conhecido como glicose (C6HI2O6), que atua como um dos principais combustíveis do corpo. A celulose não pode ser enzimáticamente digerida pelo ser humano e fornece a massa ou fibra, necessária para a motilidade adequada dos intestinos. Quando a glicose está presente em abundância no organismo, como logo após as refeições, suas moléculas condensam-se para formar o glicogênio que se localiza nos músculos e no fígado, constituindo uma reserva alimentar. Ao necessitar de energia o organismo é regulado pela insulina e o glucagon, hormônios produzidos pelo pâncreas. A insulina promove o armazenamento de glicose e lipídeos no fígado e nos tecidos e o glucagon estimula o fígado a liberar a glicose derivada do glicogênio armazenado, para o sangue. A deficiência na secreção de insulina pelas células do pâncreas ou alterações nos receptores insulínicos, causa o diabetes mellitus que se não for controlado produz deversos distúrbios metabólicos graves. 3- Lipídeos Os lipídeos são compostos orgânicos que não se disolvem em água. Os elementos químicos que entram em sua composição são o carbono, hidrogênio e oxigênio (CHO). Podem ser agrupados em quatro categorias: -triglicerídeos – constituem a principal reserva de energia no corpo. Formam as gorduras armazenadas no tecido adiposo que f ornecem a maior parte da energia necessária após uma refeição ser completamente absorvida (exceto para o encéfalo, que em condições normais usa somente como alimento). O tecido adiposo serve também para proteção e suporte dos órgãos e isolamento da superfície corporal. -fosfolipideos – juntamente com as proteínas, são os principais constituintes das membranas, que incluem a membrana plasmática e as membranas internas que envolvem o núcleo e certas organelas. -esfingolipídeos – são encontrados principalmente no sistema nervoso, formando as bainhas de mielina, a capa isolante que envolve as f ibras nervosas. -esteróides – incluem o colesterol que é o precursor para a síntese biológica de outros esteróides essenciais, como os hormônios cortisol e aldosterona do córtex supra-renal.
4- Ácidos nucléicos Os ácidos nucléicos são o DNA e o RNA, moléculas relacionadas com a transmissão de informações para a síntese de proteínas e a preservação da espécie. Bioquimicamente consistem de longas cadeias de nucleotídeos, moléculas formadas por um açúcar, um redical fosfato e uma base nitrogenada (CHONP). No DNA o açucar e a desoxirribose e as bases são edenina (A), guanina (G), citosina(C) e tiamina (T), no RNA o açúcar e a ribose e as bases são adenina (A), guanina (G), citosina (C), e uracil (U). O DNA, acido desoxuribonucleico, e a substância genérica da célula, contém informação codificada para a síntese de todas as proteínas que o organismo utiliza. É formado duas por cadeias de nucleotídeos unidas entre si por pontes de hidrogênio entre suas bases, assumindo a f orma de dupla hélice. Localiza-se no núcleo da célula, combinando com proteínas histonas formando os cromossomos (46 para a espécie humana), que são as estruturas que abrigam os gens, segmentos de DNA que contém a informação em código para a síntese de uma determinada proteína. Um segmento de uma das cadeias de DNA serve de molde para a formação do RNA, acido ribonucléico. O RNA, ao contrário do DNA, sai do núcleo onde foi sintetizado e migra para o citoplasma, levando consigo as informações copiadas dos gens com a finalidade de executar a síntese de proteínas. 5- Água A água é a substância mais abundante do corpo representando de 60 a 70% de seu peso. Suas propriedades químicas a tornam indispensáveis à vida. - solvente universal – faz com que diversos compostos sejam solubilizados nas células de modo a participar de reações químicas. - alto calor específico – estabiliza a temperatura corporal. - alto calor de evaporação – a evaporação da água resfria o corpoe é meio importante para a regulação da temperatura corporal. - alta condutividade térmica – permite a rápida transferência da energia térmica. 6- Sais minerais Incluem os íons de eletrólitos presentes nos líquidos corporais e os sais de depósito nos dentes e ossos. Os íons de eletrólitos são elementos químicos que dissociados em água, tornam-se eletricamente carregados devido ao desequilíbrio que ocorre na sua relação prótons/elétrons. Alguns são de gr5ande importância para o funcionamento dos organismos vivos, como os íons de sódio (Na+), de potássio (K+), e de cálcio (Ca++).
O sódio (Na+) e outros íons estão envolvidos na regulação dovolume de líquidos corporais. Os íons de cálcio (Ca++) regulamuma série de funções celulares incluindo odesencadeamento da contração muscular. O equilíbrio entre os meios intra e extra celular, a excitabilidade dos nervos e a transmissão do impulso nervoso ao tecido muscular depende desses íons. Os sai de cálcio depositados nas matrizes ósseas e na dentina dos dentes são estimulados em 65% do peso desses tecidos.
A Célula.
II.
O corpo humano é constituído por células, substãncias intercelular e líquidos corporais. Entretanto, somente as células realizam o ciclo vital, isto é, possuem as características de crescimento, metabolismo, reprodução e morte que as tornam a unidade estrutural e funcional do corpo. Cada ser humano provém de uma única célula, o ovo ou zigoto, cujas di visões aumentariam o número de células que sediferenciam e especializam, para formar os diferentes tecidos. A manutenção do meio ambiente celular, o meio liquido no qual as células se encontram embebidas, em equilíbrio, é essencial para a realização de suas funções queincluem o movimento de substãncias através das membranas celulares, o metabolismo energético e a síntese protéica. II.1 Elementos
da Célula
-Núcleo – organela que contém os ácidos nucléicos, DNA e RNA, responsáveis pela síntese protéica e divisão celular. O nucleoplasma (gel protéico), onde estão imersos os componentes do núcleo, encontra-se envolto por uma membrana nuclear chamada carioteca, que comunica-se com o retículo endoplasmático. O RNA-ribossômico forma um corpúsculo chamado nucléolo, também presente no núcleo. - Citoplasma – é uma suspensão coloidal onde ocorrem a maioria dos processos metabólicos da célula através das organelas celulares aí localizadas. -Membrana celular – é uma membrana que envolve a célula Glicoliprotéica, possui permeabilidade seletiva e é eletricamente carregada. II.2 Organelas citoplasmáticas São estruturas especializadas que exercem funções específicas na célula. -Mitocôndrias – casa de máquinas dacélula, o local onde a célula degrada a glicose e produz energia (ATP) para os processos celulares. - Lisossomos – vesículas contendo enzimas que atuam na digestão de materiais englobados pela célula por fagocitose.
- Retículo endoplasmático – conjunto de vacúolos ou cisternas membranosas em constante movimento no citoplasma onde se dá a que serão excretadas pela célula. O retículo endoplasmático pode ser liso ou rugoso; o liso aua na síntese de lipídeos, nas células musculares armazena os íons de cálcio, e nas células da retina, substâncias fotosensíveis. O retículo endoplasmático rugoso contém ribossomos aderidos à sua superfície e atua na síntese protéica. -Ribossomos – podem ser encontrados livres no citoplasma ou presos as membranas do retículo endoplasmático. São constituídos por RNA e proteínas. Quando se encontram unidos uns aos outros por uma fita de RNA-mensageiro, são chamados de polirribossomos. - Aparelho de Golgi – faz parte do retículo endoplasmático liso. Armazena substãncias produzidas no retículo até sua excreção. -Microtubulos ou microfilamentos – constituem o citoesqueleto e são responsáveis pelo formato celular.No caso de células que se movimentam por pseudópodos (prolongamentos emitidos pela célula para que se possa se movimentar), os microtubulos e microfilamentos constituem o mecanismo de modificação da forma celular. -Microvilosidades – prolongamentos celulares cilíndricos que servem para aumentar a superfície de contato da célula com o m eio extracelular. Ocorre nas células de absorção do intestino delgado. -Cílios e flagelos – estruturas móveis atreladas à membrana celular cuja função é movimentar a célula (flagelo nos espermatozóides), ou criar um sentido de movimento na superfície celular (cílio no epitélio respiratório). - Centríolos – orientam o processo de divisão celular. III- Fisiologia
Celular
O corpo humano é formado por cerca de um trilhão de células agrupadas em tecidos para desempenhar funções muito especializadas como o suporte esquelético, a contração muscular e a condução do impulso nervoso. Entretanto, a maioria dessas células realiza funções vitais semelhantes, tais como trocas com o meio extracelulares através da membrana celular, a síntese de proteínas, a produção orgânica de energia e a divisão celular. III.1 Transporte de substâncias através da membrana celular . Os mecanismos de troca entre as células e seu meio ambiente são fundamentais para a fisiologia global da célula e a interação de muitas células nos organismos complexos. Todas as trocas ocorrem na superfície da célula através da membrana celular. O transporte de substâncias pode ser passivo, isto é, ocorrendo espontaneamente, sem gasto energético como a difusão e a osmose, ou ativo, demandando gasto energético. Ocorrem ainda os processos ativos de ingestão pela célula de substâncias presentes no líquido extracelular conhecidos como pinocitose e fagocitose.
O objetivo das trocas que as células realizam eé a manutenção do equilíbrio no meio intra e extra celular. -Difusão – é o fenômeno físico que ocorre a favor de um gradiente de concentração. Por exemplo, se pingarmos algumas gotas de tinta na água, logo toda a água estará tingida, pois há uma passagem de moléculas de uma região de maior concentração para outra de menor concentração até que as concentrações se equilibrem. Esse evento chama-se gradiente de concentração. Na membrana celular, as moléculas de O2, CO2 e H2O passam por difusão de onde estão em maior abundância para onde são mais escassas. Por exemplo, o oxig~enio passa do sangue arterial para as células e o CO2 das células para o sangue. Moléculas maiores, como a glicose ou os aminoácidos, também são transportados a favor de um gradiente de concentração, sem gastoenergético, como da difusão simples. Porém é necessário aintervenção de uma proteína transportadora. Esse processo se chama difusão facilitada. -Osmose – é uma forma especial de difusão. Tomemos um recipiente separado do meio por uma membrana semipermeável que permite a passagem de água por difusão, mas que impede a passagem de outras moléculas. Coloca-se nesse recipiente, num dos lados, uma solução mais concentrada e no outro uma menos concentrada. A solução mais concentrada exercerá uma pressão osmótica, puxando a água de solução mais diluída até que as soluções se igualem em concentração. Assim, se mergulharmos uma célula numa solução hipertônica, cuja pressão osmótica é maior do que a da célula, esta encolherá, pois perderá água para o meio. Ao contrário, se a mergulharmos numa solução hipotônica, inchará. Nenhuma alteração ocorrerá se a solução for isotônica de mesma concentração. -Transporte ativo – a célula usa energia para transportar substãncias contra um gradiente de concentração, isto é, de uma região menos concentrada para outra mais concentrada. Por exemplo, todas as células mantém externamente uma alta concentração de sódio, comparada com a concentração interna é muito maior do que a externa. Há, naturalmente, uma tendência ao equilíbrio das soluções, porém isso causaria a morte celular, por essa razão, o sódio é mantido fora da célula e o potássio dentro, contra o gradiente de concentração, com gasto de energia (ATP). A essemecanismo chamamos de bomba de sódio e potássio.O transporte ativo ocorre também para outra substâncias, além do sódio e do potássio. -Pinocitose e fagocitose – São processos que demandam gasto energético e consistem na captura, pela célula, de substãncias existentes no meio extra-celular, por movimento dos psudópodos, prolongamentos da célula formados a partir da invaginação da membrana celular. Após a captura, ocorre a união das bordas dos psuudópodos, formando uma vesícula contendo o material englobado. Essa vesícula vai se unir ao lisossoma, organela que contém enzimas digestivas, formando o vacúolo digestivo onde as substâncias serão degradadas. O que não for utilizado pela célula
será eliminado por exocitose para o meio extracelular. O t ermo fagocitose refere-se à ingestão de particulassólidas como bactérias, matéria orgânica coaguladae outras células, enquandto que pinocitose aplicaca-se à ingestão de substãncias dissolvidas. III-2 Síntese de proteínas: arquitetura celular A síntese de proteínas é um dos trabalhos mais importantes realizados pelas células do nosso corpo, que é todo protéico. Oprocesso depende da informação genética armazenada no núcleo da célula, na molécula da hereditariedade, o DNA. O Código genético é “copiado” pelo RNA e levado ao citoplasma, possibilitando a reunião e combinação de aminoácidos na seqüência e forma determinada pelos genes para elaboração das proteínas. Existem três tipos de RNA: o RNA-mensageiro que transporta a informação genética codificada do DNA ao local da síntese protéica no citoplasma, o RNA-transportador que atua como meio de transporte dos aminoácidos até os ribossomos que estão sintetizando aproteína; o RNA-ribossômico que promove a união entre os aminoácidos de acordo com a informação do RNA-mensageiro, formando uma nova proteína. III-3 Processo de Produção Orgânica de Energia Alimento + oxigênio Sangue etc... As células necessitam de energia para realizar suas múltiplas funções, como a síntese de novas moléculas, o transporte ativo de substãncias atraés da membranae trabalhos mecânicos. Para produzir essa eneria, possuem um sistema especializado formado pelas mitocôndrias e suas enzimas. A produção orgânica deenergia ocorre da seguinte forma o corpo obtém os nutrientes de que necessita, por meio do processo digestivo, que conduz as macromoléculas a moléculas básicas para absorção no duodeno; monossacarídeos, aminoácidos e ácidos graxos. O oxigênio é obtido por meio da respiração. Uma boa parte das moléculas dos nutrientes é utilizada como suprimento energético, pricipalmente a glicose e os ácidos graxos, outras, como os aminoácidos servem de matéria-prima para a construção de novas moléculas para o organismo, como osaminoácidos ( ver síntese de proteínas), e somente em condições de fome prolongada são utilizados na produção de energia. Os nutrientes e o oxigênio atingem os tecidos por meio da circulação sanguínea e são transportados através da membrana celular por
difusão(02), ou difusão facilitada (moléculas grandes), para dentro da célula. No citoplasma das células, as mitocôndrias com suas enzimas especializadas, fazem reagir as moléculas dos nutrientes com o oxigênio. Essa reação desencadeia a “quebra” da molécula do nutriente em seus constituintes básicos, liberando a energia “aprisionada” na ligações
qu´micas entre os átomos da molécula. O produto da reção é gás carbônico (CO2), e água (H2O). O CO2 será devolvido à circulação sanguínea para ser trocado por oxigênio, e a água é aproveitada em outras reações químicas. Uma parte da energia química liberada coma a quebra da molécula orgânica se transforma em calor para a manutenção da temperatura corporal, a outra parte éutilizada para a fabricação de uma m olécula altamente energética chamada ATP – trifosfato de adenosina pela adição de um fosfato de ADP – difosfato de adenosina presente no citoplasma. O ATP armazena, transporta e libera a energia proveniente do composto orgânico, para os trabalhos celulares, funcionando como elo de ligação entre as fontes energéticas e as reações celulares, desempenhando o papel de “moeda energética da célula”
ESSE PROCESSO... Quando as proteínas são utilizadas na produção de ATP, o subproduto da reação além de conter gás carbônico e água conterá a amônia, devido à presença do nitrog~enio nas moléculas dos aminoácidos. Tanto a amônia, devido à presença do nitrog~enio nas moléculas dos aminoácidos. Tanto a amônia como o gás carbônico são produtos tóxicos e devem ser eliminados do organismo. Parte do gás carbônico e a amônia reagem no fí gado formando a uréia, produto final do metabolismo das proteínas que vão ser filtrada pelos rins e eliminada via urina. É possível obter energia por um processo anaeróbico, isto é, na aus~encia de oxigênio. Nesse caso, a quebra da glicose não se completa e subprodutos como ácido lático são gerados. Esse processo chama-se fermentação. Há ganho de som ente duas moléculas de ATP para cada molécula de glicose quabrada, enquanto que na respiração celular há ganho de 38 moléculas de ATP para cada molécula de glicose oxidada. A fermentação lática ocorre nos músculos quando diminui ou cessa o suprimento de oxig~enio, o que pode occorrer em exercícios prolongados, quando a oferta de oxigênio se torna insuficiente. O ácido lático intoxica o músculo provocando dor e fadiga muscular. Somente quando o nível de oxigênio nas células volta ao normal, o ácido lático é degradado. A massoterapia possui técnicas muito eficientes para aumentar o aporte sanguíneo para os músculos, contribuindo para a degradação do ácido lático e nutrição adequada dos tecidos.
III-4 Metabolismo e Homeostase Metabolismo é o conjunto de todas as reações qu´micas que ocorrem na matéria viva com a finalidade de manter a homeostase, o equilíbrio dinâmico do ambiente interno do organismo. Existem duas fases no metabolism: anabolismo e catabolismo. Anabolismo é o processo de produzir moléculas maiores, a partir de unidades menores, como ocorre na síntese de proteínas. Esse processo consome energia, pois é a fase construtiva do metabolismo celular, quando as substãncias necessárias para o crescimento e manutenção da célula são produzidas. Catabolismo é a quebra de substãncias maiores em substãncias menores provocando liberação de nergia que pode ser armazenada em moléculas especiais menores provocando liberação de energia que pode ser armazenada em moléculas especiais para uso em outra reações, como a contração muscular ou a produção de calor. Anabolismo e catabolismo ocorrem simultânea e continuamente nas células. As reações que liberam energia são compensadas por reações que consomem energia, para que a homeostase seja m antida. A homeostase é o estado dinâmico de fluxo do ambiente interno, envolve o controle de fatores como composição e volume do líquido extracelular, pressão sanguínea, temperatura corporal e outros. Se houver variações nesse estado, a regulação será efetuada por feedback negativo, um sistema de controle que compara a variável controlada, por exemplo, a temperatura corporal, a um valor fixo. Alt erações da variável controlada desencadeiam respostas orgânicas que atuam no sentido oposto, devolvendo a variável aseu valor de equilíbrio. Uma das responsabilidades do profissional de saúde é a manutenção da homeostase. III-5 Divisão celular - Mitose - No processo de mitose, cada célula se divide originando duas células-filhas exatamente iguais entre si e iguais à célula-mãe, quanto a qualidade equantidade de material orgânico, 46 cromossomos na espécie humana – 22 pares somáticos e um par sexual. Isso é possível devido a capacidade de duplicação do DNA no momento em que se inicia a divisão celular. As duas cadeias que formam a molécula de DNA se separam, a cada uma serve de molde para uma nova cadeia de DNA. É o que se chama de duplicação semiconservativa do DNA, o que garante a manutenção do mesmo numero de cromossomos nas células-filhas. A mitose permite que o organismo cresça por aumento do número de células e produz células em substituição as células mortas ou danificadas em tecidos como a pele, as paredes do tubo digestivo, as células ósseas no
caso das fraturas, etc. Certas células altamente especializadas, como os neurônios não sofrem mitoses. - Meiose ( Só ovários e testículos) A meiose só ocorre nas células dos ovários e testículos que produzem as células reprodutivas, os óvulos e espermatozóides. O processo de meiose envolve duas divisões, produzindo como resultado final quatro células com exatamente a metade do número de cromossomos da célula-mãe. Cada óvulo ou espermatozóide possui 23 cromossomos, porém, após a fertilização, o núcleo do espermatozóide funde-se ao óvulo, restaurando os 46 cromossomos da espécie humana.