DIVISÃO CELULAR

CICLO CELULAR - MEIOSE E MITOSE.

Sabemos que a reprodução é uma propriedade fundamental das células. As células se reproduzem através da duplicação de seus conteúdos e posterior divisão em duas células filhas, este processo é a garantia de uma sucessão contínua de células identicamente dotadas.

Em organismos unicelulares, existe uma pressão seletiva para que cada célula cresça e se divida o mais rápido possível, porque a reprodução celular é responsável pelo aumento do número de indivíduos. Nos organismos multicelulares, a produção de novas células através da duplicação permite a divisão do trabalho, no qual grupos de células tornam-se especializados em determinada função.

Essa multiplicação celular porém, tem que ser regulada porque a formação de novas células tem que compensar a perda de células pelos tecidos adultos. Um indivíduo adulto possui 10 x1013 , todas derivadas de uma única célula, o óvulo fecundado. Mesmo em um organismo adulto, a multiplicação celular é um processo contínuo. O homem possui 2,5x1013 eritrócitos, cujo tempo de vida médio e de 107 segundos ( 120 dias ) para manter esses níveis constantes são necessárias 2, 5 milhões de novas células pôr segundo. Apesar de inúmeras variações existentes, os diferentes tipos celulares apresentam um nível de divisão tal que é ótimo para o organismo como um todo, porque o que interessa é a sobrevivência do organismo como um todo e não de uma célula individual. Como resultado as células de um organismo dividem-se em níveis diferentes. Algumas, como os neurônios nunca se dividem. Outras, como as epiteliais, dividem-se rápida e continuamente.

CICLO CELULAR OU CICLO DE DIVISÃO CELULAR

O ciclo celular compreende os processos que ocorrem desde a formação de uma célula até sua própria divisão em duas células filhas. A principal característica é sua natureza cíclica. O estudo clássico da divisão celular estabelece duas etapas no ciclo celular; de um lado aquela em que a célula se divide originando duas células descendentes e que é caracterizada pela divisão do núcleo (mitose ) e a divisão do citoplasma (citocinese). A etapa seguinte, em que a célula não apresenta mudanças morfológicas, é compreendida no espaço entre duas divisões celulares sucessivas e foi denominada de interfase.

Pôr muito tempo os citologistas preocuparam-se com o período de divisão, e a interfase era considerada como uma fase de repouso. Mais tarde observou-se, no entanto, que a interfase era uma fase de atividade Biosintética intensa, durante a qual a célula duplica seu DNA e dobra de tamanho. O estudo do ciclo celular sofreu uma revolução nos últimos anos. No passado o ciclo era monitorado através de M.O e o foco de atenção era a segregação dos cromossomos que é a parte microscopicamente visível.

Técnicas especiais de estudo como a raudiautografia permitiram demostrar que a duplicação do DNA ocorre em determinado período da interfase o que permitiu a divisão da interfase em 3 estágios sucessivos, G1, S e G2, o que compreende em geral cerca de 90% do tempo do ciclo celular.

Onde G1 compreende o tempo decorrido entre o final da mitose e inicio da síntese. O período S corresponde ao período de duplicação do DNA e o período G2, o período entre o final da síntese e o inicio da mitose.

Período G1: Este período se caracteriza por uma intensa síntese de RNA e proteínas, ocorrendo um marcante aumento do citoplasma da célula - filha recém formada. É nesta fase que se refaz o citoplasma, dividido durante a mitose.

No período G1 a cromatina esta esticada e não distinguível como cromossomos individualizados ao MO. Este é o estágio mais variável em termos de tempo. Pode durar horas, meses ou anos. Nos tecidos de rápida renovação, cujas células estão constantemente em divisão, o período G1 é curto; como exemplo temos o epitélio que reveste o intestino delgado, que se renova a cada 3 dias. Outro tecido com proliferação intensa é a medula óssea, onde se formam hemácias e certos glóbulos brancos do sangue. Todos estes tecidos são extremamente sensíveis aos tratamentos que afetam a replicação do DNA (drogas e radiações ), razão pela qual são os primeiros a lesados nos tratamentos pela quimioterapia do câncer ou na radioterapia em geral. Outros tecidos não manifestam tão rapidamente lesões por apresentarem proliferação mais lenta, tal como ocorre na epiderme ( 20 dias ) e no testículo (64 dias ).

Tecidos cujas células se reproduzem muito raramente, como a fibra muscular, ou que nunca se dividem, como os neurônios do tecido nervoso, o ciclo celular esta interrompido em G1 em um ponto específico denominado G0.

PERÍODOS: Este é o período de síntese. Inicialmente a célula aumenta a quantidade de DNA polimerase e RNA e duplica seu DNA. As duas cadeias que constituem a dupla hélice separam-se e cada nucleotídeo serve de molde para a síntese de uma nova molécula de DNA devido a polimerização de desoxinucleotídeos sobre o molde da cadeia inicial, graças a atividade da DNA polimerase. Esta duplicação obedece o pareamento de bases onde A pareia com T e C com G e como resultado teremos uma molécula filha que é a replica da molécula original. A célula agora possui o dobro de quantidade de DNA.

O estudo das alterações provocadas no DNA por radiações ultravioletas ou raio X, demonstrou que nem sempre o efeito dessas radiações era letal. A analise deste fenômeno levou ao conhecimento de vários tipos de mecanismos de reparação do DNA das células.

Nas células normais as alterações produzidas por radiações são reparadas antes de terem tempo de se transmitirem as células - filhas. Este sistema possui grande importância na seleção evolutiva das espécies, pois teriam uma condição essencial para o desenvolvimento de organismos com quantidades cada vez maiores de DNA e com maior número de células.

PERÍODO G2: O período G2 representa um tempo adicional para o crescimento celular, de maneira que a célula possa assegurar uma completa replicação do DNA antes da mitose. Neste período ocorre uma discreta síntese de RNA e proteínas essenciais para o inicio da mitose. É considerado o segundo período de crescimento. Apesar desta divisão nos períodos de crescimento, atualmente sabe-se que ele é um processo continuo, sendo interrompido apenas brevemente no período de mitose. A célula agora esta preparada para a mitose, que é a fase final e microscopicamente visível do ciclo celular.

CONTROLE DO CICLO CELULAR

O ciclo celular é regulado pela interação de proteínas. Essas proteínas compõem o Sistema de Controle que conduz e coordena o desenvolvimento do ciclo celular. Essas proteínas surgiram a bilhões de anos e tem sido conservadas e transferidas de célula para célula ao longo da evolução

O ciclo celular em organismos multicelulares, é controlado por proteínas altamente específicas, denominadas de fatores de crescimento. Os fatores de crescimento regulam a proliferação celular através de uma rede complexa de cascatas bioquímicas que por sua vez regulam a transcrição gênica e a montagem e desmontagem de um sistema de controle. São conhecidas cerca de 50 proteínas que atuam como fatores de crescimento, liberados por várias tipos celulares. Para cada tipo de fator de crescimento, há um receptor específico, os quais algumas células expressam na sua superfície e outras não.

Os fatores de crescimento podem ser divididos em duas grandes classes: 1) Os fatores de crescimento de ampla especificidade, que afetam muitas classes de células, como por exemplo o PDGF ( fator de crescimento derivado das plaquetas) e o EGF ( fator de crescimento epidérmico ). A segunda classe de fatores de crescimento são os Estreita especificidade, que afetam células específicas.

A proliferação celular depende, de uma combinação específica de fatores de crescimento. Alguns FC estão presentes na circulação, porém a maioria dos FC é originada das células da vizinhança da célula afetada e agem como mediadores locais. Os FC além de serem responsáveis pela regulação do crescimento e da divisão celular estão também envolvidos em outras funções como: sobrevivência, diferenciação e migração celular.

FATORES DE CRESCIMENTO E CONTROLE DO CICLO CELULAR

Os fatores de crescimento liberados ligam-se a receptores de membrana das células alvo. A formação do complexo receptor - ligante, dispara a produção de moléculas de sinalização intracelular. Essas moléculas são responsáveis pela ativação de uma cascata de fosforilação intracelular, que induz a expressão de genes.

O produto da expressão destes genes são os componentes essenciais do Sistema de Controle do Ciclo celular, que é composto principalmente por duas famílias de proteínas:

1. CdK ( cyclin - dependent protein Kinase ) que induz a continuidade do
processo através da fosforilação de proteínas selecionadas

2. Cyclins que são proteínas especializadas na ativação de proteínas. Essas proteínas se ligam a CdK e controlam a fosforilação de proteínas alvo. São reconhecidas duas famílias de Cyclins: Cyclins G1 e Cyclins G2

O ciclo de montagem, ativação e desmontagem do complexo Cyclin-CdK são os eventos bases que dirigem o ciclo celular.

O ciclo é regulado para parar em pontos específicos. Esses pontos permitem que o sistema de controle sofra influência do meio.

Nesses pontos de parada são realizados check up. São reconhecidos dois pontos de Check point:

- Em G1 - antes da célula entrar na fase S do ciclo

- Em G2 antes da célula entrar em mitose. Nestes pontos são checados as condições do meio extracelular e da própria célula.

O controle do ciclo nesses pontos é realizado por duas famílias de proteínas: No período G1 ocorre a montagem do complexo Cyclin-CdK que fosforiliza proteínas especificas induzindo a célula a entrar no período S. O complexo se desfaz com a desintegração da cyclin.

No período G2 as cyclins mitóticas ligam-se a proteínas CdK formando um complexo denominado de MPF (M.phase Promiting Factor ) que é ativado por enzimas e desencadeiam eventos que levam a célula a entrar em mitose. O complexo é desfeito pela degradação da cyclin mitótica quando a célula esta entre a metáfase e anáfase induzindo a célula a sair da mitose. Assim cada passo da ativação ou desativação marca uma transição no ciclo celular. Essa transição por sua vez iniciam reações que servem de gatilhos para a continuidade do processo.

Existem duas preposições para explicar a atuação do sistema de controle:

Cada bloco indica um processo essencial no ciclo ( Replicação do DNA, síntese de proteínas, formação do fuso..)

Na hipótese A. cada processo ativa o processo seguinte, num efeito dominó. A hipótese B ajusta-se melhor ao ciclo celular onde os sistemas de controle do ciclo ativam a continuidade do processo.

MITOSE

A mitose ( do grego: mitos = filamento ) é um processo de divisão celular, característico de todas as células somática vegetais e animais. É um processo continuo que é dividido didaticamente em 5 fases: Prófase, metáfase, anáfase, telófase, nas quais ocorrem grande modificações no núcleo e no citoplasma. O desenvolvimento das sucessivas fases da mitose são dependentes dos componentes do aparelho mitótico.

O aparelho mitótico é constituído pelos fusos, centríolos, ásteres e cromossomos. O áster é um grupo de microtúbulos irradiados que convergem em direção do centríolo.

As fibras do fuso são constituídas por:

1. microtúbulos polares que se originam no polo.

2. Microtúbulos cinetecóricos, que se originam nos cinetecóro

3. Microtúbulos livres.

Cada cromossoma é composto por duas estruturas simétricas: as cromátides, cada uma delas contém uma única molécula de DNA. As cromátides estão ligadas entre si através do centrômero, que é uma região do cromossoma que se liga ao fuso mitótico, e se localiza num segmento mais fino denominado de constrição primária.

FASES DA MITOSE

PROFÁSE: Nesta fase cada cromossoma é composto pôr 2 cromátides resultantes da duplicação do DNA no período S. Estas cromátides estão unidas pelos filamentos do centrômero. A Prófase caracteriza-se pela contração dos cromossomas, que tornam-se mais curtos e grossos devido ao processo de enrolamento ou helicoidização.

Os nucléolos se desorganizam e os centríolos, que foram duplicados durante a interfase, migram um par para cada polo celular.

O citoesqueleto se desorganiza e seus elementos vão constituir -se no principal componente do fuso mitótico que inicia sua formação do lado de fora do núcleo. O fuso mitótico é uma estrutura bipolar composta por microtúbulos e proteínas associadas. O final da Prófase, também é denominada de pré-metáfase, sendo a principal característica desta fase, o desmembramento do envoltório nuclear em pequenas vesículas que se espalham pelo citoplasma.

O fuso é formado por microtúbulos ancorados nos centrossomas e que crescem em todas as direções. Quando os MT dos centrossomos opostos interagem na Zona de sobreposição, proteínas especializadas estabilizam o crescimento dos MT. Os cinetecoros ligam-se na extremidade de crescimento dos MT.

O fuso agora entra na região do nuclear e inicia-se o alinhamento dos cromossomos para o plano equatorial.

METÁFASE: Nesta fase os cromossomas duplos ocupam o plano equatorial do aparelho mitótico.

Os cromossomas adotam uma orientação radial, formando a placa equatorial. Os cinetecoros das duas cromátides estão voltados para os polos opostos.

Ocorre um equilíbrio de forças.

ANÁFASE: Inicia-se quando os centrômeros tornam-se funcionalmente duplos. Com a separação dos centrômeros, as cromátides separam-se e iniciam sua migração em direção aos polos. O centrômero precede o resto da cromátide. Os cromossomas são puxados pelas fibras do fuso e assumem um formato característico em V ou L dependendo do tipo de cromossoma. A anáfase caracteriza-se pela migração polar dos cromossomas. Os cromossomos movem-se na mesma velocidade cerca de 1 micrômetro por minuto.

TELÔFASE: A telófase inicia-se quando os cromosomas-filhos alcançam os polos. Os MT cinetocóricos desaparecem e os MT polares alongam-se. Os cromossomas começam a se desenrolar, num processo inverso a Prófase. Estes cromossomas agrupam-se em massas de cromatina que são circundadas pôr cisternas de RE, os quais se fundem para formar um novo envoltório nuclear.

CITOCINESE: Ë o processo de clivagem e separação do citoplasma. A citocinese tem inicio na anáfase e termina após a telófase com a formação das células filhas.

Em células animais forma-se uma constricção, ao nível da zona equatorial da célula mãe, que progride e estrangula o citoplasma. Esta constrição é devida a interação molecular de atina e miosina e microtúbulos. Como resultado de uma divisão mitótica teremos 2 células filhas com numero de cromossomas iguais a da célula mãe.

ATIVIDADE DE SÍNTESE NO CICLO CELULAR

O conteúdo de proteínas total de uma célula típica aumenta mais ou menos continuamente durante o ciclo. Da mesma maneira a síntese de RNA continua constante, com exceção da Fase M, a maioria das proteínas são sintetizadas durante as diferentes fases do ciclo, portanto o crescimento é um processo contínuo e constante, interrompido brevemente na fase M, quando o núcleo e a célula se dividem.

O período mitótico caracteriza-se pela baixa atividade bioquímica; durante este período a maior parte da atividades metabólicas, e em especial a síntese de macromoléculas, esta deprimida. Neste sentido não se observou nenhuma síntese de DNA durante o período mitótico, enquanto que a intensidade da síntese de RNA e proteínas se reduz de maneira marcante na prófase, mantendo-se em níveis mínimos durante a metáfase e anáfase; com a telófase reinicia-se a síntese de RNA e no final desta etapa, com o começo de G1, se restaura a intensidade de síntese de proteínas. É fácil compreender a queda de síntese de RNA que caracteriza a mitose, pois a condensação da cromatina para formar cromossomas deve bloquear a possibilidade de transcrição.

MEIOSE

Organismos simples podem reproduzir-se através de divisões simples. Este tipo de reprodução assexuada é simples e direta e produz organismos geneticamente iguais. A reprodução sexual por sua vez, envolve uma mistura de genomas de 2 indivíduos, para produzir um indivíduo que diferem geneticamente de seus parentais.

O ciclo reprodutivo sexual envolve a alternância de gerações de células haploides, com gerações de células diploides. A mistura de genomas é realizada pela fusão de células haploides que formam células diploides. Posteriormente novas células diploides são geradas quando os descendentes de células diploides se dividem pelo processo de meiose.

Com exceção dos cromossomos que determinam o sexo, um núcleo de célula diploide contém 2 versões similares de cada cromossomo autossomo, um cromossomo paterno e 1 cromossoma materno. Essas duas versões são chamadas de homologas, e na maioria das células possuem existência como cromossomos independentes. Essas duas versões são denominadas de homólogos. Quando o DNA é duplicado pelo processo de replicação, cada um desses cromossomos é replicado dando origem as cromátides que são então separadas durante a anáfase e migram para os polos celulares. Desta maneira cada célula filha recebe uma cópia do cromossomo paterno e uma cópia do cromossoma materno.

Vimos que a mitose resulta em células com o mesmo número de cromossomas, se ocorre - se a fusão dessas células, teríamos como resultado células com o dobro de cromossomas e isso ocorreria em progressão. Exemplificando: O homem possui 46 cromossomas, a fusão resultaria em uma célula com 92 cromossomas. A meiose desenvolveu-se para evitar essa progressão.

A meiose ( meioum = diminuir ) ocorre nas células produtoras de gametas. Os gametas masculinos e femininos ( espermatozoides e óvulos ) que são produzidos nos testículos e ovários respectivamente as gônadas femininas e masculinas. Os gametas se originam de células denominadas espermatogonias e ovogonias.

A meiose é precedida por um período de interfase ( G1, S, G2 ) com eventos semelhantes aos observados na mitose.

As espermatogônias e ovogônias, que são células diploides, sofrem sucessivas divisões mitóticas. As células filhas dessas células desenvolvem ciclo celular, e num determinado momento da fase G2 do ciclo celular ocorrem alterações que levam as células a entrar em meiose e darem origem a células haploides ou seja células que possuem a metade do número ( n) de cromossomas da espécie. A regulação do processo meiótico inicia-se durante a fase mitótica, onde observam-se: 1) Período S longo; 2) aumento do volume nuclear. Experimentalmente demonstra-se que eventos decisivos ocorrem em G2, devido a ativação de sítios únicos para a meiose. Podemos definir meiose como sendo o processo pelo qual número de cromossomos é reduzido a metade.

Na meiose o cromossomo produzido possui apenas a metade do número de cromossomos, ou seja somente um cromossomo no lugar de um par de homólogos. O gameta é dotado de uma cópia do cromossoma materno ou paterno. A meiose é um processo que envolve 2 divisões celulares com somente uma duplicação de cromossomas.

RESPIRAÇÃO CELULAR

Processo de quebra gradual da molécula de glicose para liberação da energia que nela se encontra armazenada. Ocorre na mitocôndria, em três etapas (se for respiração aeróbica, na presença de oxigênio): glicólise, ciclo de Krebs e cadeia respiratória (ou fosforilação oxidativa). Se não houver oxigênio disponível, ocorrerá respiração anaeróbica, cujo exemplo mais importante é a fermentação. A fermentação pode ser alcoólica (produzindo álcool etílico e gás carbônico, útil na produção de combustíveis, cerveja, vinho, pães etc.), lática (ocorrendo em nossos músculos quando lhes falta oxigênio, havendo produção de ácido lático, causando a fadiga muscular) ou acética (produzindo ácido acético e gás carbônico). Obs.: a glicólise ocorre no hialoplasma.

Etapas da Respiração Celular

É um conjunto de reações de oxirredução para a obtenção de energia a partir de uma fonte energética orgânica e que ocorre obrigatoriamente em todas as células. As reações de oxirredução consistem na transferência de H+ de um composto orgânico para outro com desprendimento de energia. A fonte de energia mais utilizada é a glicose (não a mais energética), os aminoácidos e os ácidos graxos fornecem mais energia mas são menos utilizados. C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ® 6CO₂ + 6H₂O DG = 38 ATP

Glicólise

            Fase que ocorre ainda no citoplasma. A glicose que penetra na célula na forma de glicose 6-fosfato, sofre a degradação, originando 2 ácidos pirúvicos + NADH+H+ .

NAD - nicotinamida é a substância que transfere o H de um composto para outro

ATP - trifosfato de ademosina é formado por por adenina + ribose + 3 radicais fosfato. É a molécula que irá armazenar energia, que não será utilizada imediatamente pela célula. Se toda a energia produzida fosse liberada de forma imediata, a célula literalmente "queimaria".

Ciclo de Krebs

            O Ciclo de Krebs inicia-se com a doação do radical acetil do Acetil-CoA para um composto denominado Oxaloacetato, que é regenerado ao final de cada volta.

Esta reação tem como produto o Ácido Cítrico ou Citrato, o primeiro intermediário da via, e é catalisada pela enzima Citrato-Sintase, uma enzima reguladora alostérica.

São 8 as etapas enzimáticas do Ciclo de Krebs. Esse processo ocorre na matriz mitocondrial.

Síntese do Citrato

     Conversão do Citrato a Isocitrato, via Cis - Aconitato;
     Oxidação descarboxilativa do Isocitrato a a - Cetoglutarato ( a - KG );
     Oxidação descarboxilativa do a - KG a Succinil-CoA;
     Hidrólise do Succinil-CoA a Succinato;
     Oxidação do Succinato a Fumarato;
     Hidratação do Fumarato a Malato;
     Oxidação do Malato a Oxaloacetato, que inicia um novo ciclo.
     Rendimento Energético do Ciclo de Krebs.

Regulação do Ciclo de Krebs

     São 4 as enzimas que regulam a velocidade do Ciclo de Krebs, atuando na regulação do fornecimento de combustível para a via – Acetil-CoA – e no ciclo propriamente dito.

Cadeia Respiratória

     Processo metabólico de síntese de ATP a partir da energia liberada pelo transporte de elétrons na cadeia respiratória. Esta fase ocorre nas cristas mitocondriais.
     Depende de alguns fatores:

A Energia

     Durante o fluxo de elétrons - Liberação de energia livre suficiente para a síntese de ATP em 3 locais da cadeia respiratória: Complexos I, III e IV.
     Estes locais são denominados "SÍTIOS DE FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA".
     Nestes locais - A liberação de energia livre é em quantidade semelhante à necessária para a síntese do ATP.

Respiração Anaeróbica

     Não utiliza o oxigênio, e é também denominada de fermentação. Ocorre em certas bactérias - fermentação ácida (lática ou acética) e em levedos, fermentação alcoólica. Produz 4 ATP e consome 2, produzindo um saldo de apenas 2 ATP. É utilizada na industrialização do pão, laticínios e de bebidas alcoólicas. As leveduras são células eucarióticas que possuem mitocôndrias e realizam os dois tipos de respiração simultaneamente. As fibras musculares estriadas também realizam os dois tipos de respiração. A dor muscular observada após exercício físico intenso deve-se ao acúmulo de ácido lático entre as fibras musculares. Esse ácido leva de 7 a 10 dias para ser reabsorvido pelo organismo.

Obtenção de energia química (ATP) para as atividades vitais, a partir de compostos orgânicos.
A energia obtida pela degradação do composto orgânico (glicose) ocorre através da respiração aeróbia ou anaeróbia (ou fermentação).

Equação geral da respiração aeróbia:
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O ‡ 6CO2 + 12H2O + 38ATP

Equação da Fermentação Alcoólica

C6H12O6 ® 2 CO₂ + 2 C2H5OH + DG = 2 ATP

       Equação da Fermentação Lática
       C6H12O6 ® 2 C3H6O3 + DG = 2 ATP

RENDIMENTO ENERGÉTICO

Na respiração aeróbia, há degradação total de glicose; a produção de ATP é maior que a na respiração anaeróbia (degradação parcial).

BIOLOGIA CELULAR

Introdução a Biologia Celular

A Biologia Celular (antiga Citologia) é a parte da Biologia que estuda todas as organelas celulares e seus comportamentos. Procura diferenciar as células tanto animais como vegetais, observando também as grandes semelhanças.

Histórico

1590: Invenção do microscópio pelos holandeses Francis e Zacarias Janssen, fabricantes de óculos. Seu microscópio aumentava a imagem de 10 a 30 vezes e foi usado pela primeira vez para observar pulgas e insetos.

1665: Robert Hooke, em seu trabalho Micrografia, relatou pequenas cavidades ("cells") em cortes de cortiça, de onde se originou o termo célula.

1674: Leeuwenhoek observou diversas estruturas unicelulares: espermatozoides de peixes, hemácias. Um dos maiores colecionadores de lentes da época, foi o primeiro a observar os micróbios.

1831: Robert Bown pesquisando células de orquídeas, descreveu o núcleo celular.

1838 - 1839: Schwann emitiram a Teoria Celular: "Todos os seres vivos (animais e vegetais) são formados por células."

1858: Virchow emitiu o aforismo ominis cellula et cellula — toda célula provém de outra preexistente.

1962: Watson e Crick, estabeleceram o modelo da molécula do DNA, recebendo, em função disso, o prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia.

Tamanho e formas das células

As dimensões das células variam de espécie, contudo a maioria tem tamanho inferior ao do poder de resolução do olho humano. Em geral, as células oscilam entre 0,1 mícron e 1mm.

As células podem ser:

- Microscópicas: a absoluta maioria.

- Macroscópicas: Alga Nitella, fibras de algodão, células de urtiga, fibras de linho. Os exemplos são poucos numerosos. A forma é muito variada.

Leis Celulares

Lei da constância do volume celular ou lei de Driesch

O volume é constante para todas as células de um mesmo tecido, em todos os indivíduos da mesma espécie e mesmo grau de desenvolvimento (ou seja, mesma idade).

De acordo com essa lei, o volume celular independe do tamanho do indivíduo. De fato, analisando-se células hepáticas de um anão e de um gigante, pode-se verificar que, nos dois casos, o volume das células é o mesmo. Isso significa que a diferença no tamanho dos órgãos deve-se ao número de células que, no gigante, é muito maior. A lei de Driesch não se aplica às chamadas células permanentes.

Lei de Spencer

Segundo Spencer, a superfície de uma célula varia de acordo com o quadrado da dimensão linear e o volume com o cubo da mesma.

Sepencer imaginou uma célula cúbica que, inicialmente, possuía areste de 1 mícron. Calculando a superfície e o volume do cubo temos:

I=	S = 6a²	>	6(1)² = 6 u²
	V = a³	>	(1)³ = 1u³

Se essa célula crescer e a aresta passar a 2 mícrons, superfície e volume são diferentes.

II=	S = 6a²	>	6(2)² = 24u²
	V = a³	>	(2)³ = 8u³

Note-se portanto, que enquanto a superfície aumentou 4 vezes, o voume aumentou 8 vezes. Esse aumento desproporcional do volume faz com que a célula tenha um excesso de citoplasma, que a força a entrar em divisão celular.

A Lei de Spencer é um fator mitógeno (leva a célula à divisão).

Classificação de Bizzozero

Conforme a sua duração no organismo, as células podem ser classificadas em:

Células lábeis: células dotadas de ciclo vital curto. Continuamente produzidas pelo organismo, permitem o crescimento e a renovação constante dos tecidos onde ocorrem. Exemplos: glóbulos brancos (leucócitos), glóbulos vermelhos (hemácias ou eritrócitos) e células epiteliais (revestimento).

Células estáveis: células dotadas de ciclo vital médio ou longo, podendo durar meses ou anos. Produzidas durante o período de crescimento do organismo essas células só voltam a ser formadas em condições excepcionais, como na regeneração de tecidos (uma fratura óssea, por exemplo). Dentre as células estáveis, podemos citar: osteócitos (ósseas adultas), hepatócitos (células do fígado), células pancreáticas, musculares lisa etc.

Células permanentes: células de ciclo vital muito longo, coincidindo, geralmente, com o tempo de vida do indivíduo. São produzidas apenas durante o período embrionário. Na eventual morte dessas células, não há reposição, uma vez que o indivíduo nasce com o número completo e necessário de suas células permanentes. Essas células simplesmente aumentam de volume (exceção à lei de Driesch), acompanhando o crescimento do indivíduo. Como permanentes, podemos citar as células nervosas (neurônios) e as células musculares estriadas.

Observação de Células

Os instrumentos que permitem uma visualização da célula são ditos microscópios. Podemos observar as células:

- In vivo: observação de células em seu estado natural.

- Supravital: observação da célula após tratamento com substâncias químicas que não decomponham as células, deixando-as vivas.

- Post-mortem: observação de células fixadas, isto é, substâncias que provocam a morte da célula, sem perda de sua arquitetura normal.

Geralmente, após fixadas, as células são coradas.

- Corantes: substâncias portadoras de grupos químicos coloridos, utilizados somente em microscopia óptica, que identificam determinada estrutura celular.

Principais Corantes

- DNA - Feulgem

- Verde Janus Beta - mitocôndrias

- Hematoxilina - centríolos, retículos endoplasmático

- Sais de Ag+, Os, U - complexo de Golgi

- Reativo de Schiff - polissacarídeos (técnica de PAS)

- Sudam III - gorduras

Níveis de organização celular

O surgimento da célula, como se a conhece, resulta de um processo de transformação que durou milhões de anos.

No início desse processo, estão os primeiros seres vivos, que passaram a desenvolver mecanismos, cada vez mais eficientes de captação, armazenamento e liberação de energia, para realizar sua atividades. Ainda há seres vivos formados por apenas uma célula e também alguns que não são formados por células, chamados vírus.

Vírus

Não são constituídos por células, embora dependam delas para a sua multiplicação.

Não possuem enzimas e, portanto, nem metabolismo próprio, necessário à formação de novos vírus. Então, são parasitas intracelulares obrigatórios, formados apenas por um dos ácidos nucléicos (DNA e RNA), envolvido por um revestimento proteico.

Os vírus que atacam os animais não atacam as células vegetais e vice-versa. Os vírus das bactérias são chamados bacteriófagos ou, simplesmente, fagos.

Vírus (do latim — veneno): identificados em 1892 por Ivanovitch (botâncio russo) quando pesquisava folhas de fumo. Os vírus quando fora de organismos, possuem a forma de crisais (matéria, bruta). Voltam à atividade normal quando introduzidos em organismos.

Protocarontes (Reino Monera)

(Sem envoltório - carioteca)

Pleuropneumonias ou micoplasma (PPLO)

Microogarnismos unicelulares patogênicos são as menores e mais simples células conhecidas atualmente (0,125 a 0,150 mícrons de diâmetro). Apresentam metabolismo próprio e são agentes infecciosos de diversos animais.

Ricketsias

Microorganismos patogênicos e agentes infecciosos intracelulares muito pequenos (0,3 a 0,5 mícrons de diâmetro), são causadores de várias doenças no homem.

Semelhante às bactérias, considerados como intermediários entre os vírus e elas.

Bactérias

Seres unicelulares microscópicos, isolados ou coloniais, encontradas em todos os ambiente: água, solo, ar e orgânico. A maioria de vida libre e heterotrófica, muitas exercem importante papel no ciclo do nitrogênio na natureza.

Outras, no entanto, são agentes patogênicos, causando numerosas infecções no homem, com tuberculose, pneumonia, lepra, meningite, tétano e outras.

Eucariontes

Essas células têm duas partes bem distintas: o citoplasma, envolvido pela membrana plasmática, e o núcleo, envolvido pela carioteca.

Membrana Plasmática

Conceito

É uma fina película, invisível ao microscópio óptico (MO) e visível ao microscópio eletrônico. De contorno irregular, elástica e lipoprotéica, apresenta um caráter seletivo, isto é, atua "selecionando" as substâncias que entram ou saem da célula, de acordo com suas necessidades.

A membrana plasmática é conhecida também como citoplasmática, celular ou plasmalema.

Características

- Ocorre em todas as células animais e vegetais.

- Tem 75 Angstron de espessura.

- Visível apenas ao microscópio eletrônico.

- Tem composição química lipoprotéica (predominante).

- Possui capacidade de regeneração (sofrendo pequena lesão, é capaz de recompor a parte perdida antes que o citoplasma extravase).

- Permeabilidade seletiva.

Estrutura

Em 1954, Dawson e Danielli criaram um modelo que sugere a existência de quatro camadas moleculares: duas externas, constituídas de proteínas, envolvendo duas camadas internas, formadas de lipídios.

Em 1972, Singer e Nicholson, baseados em informações acumuladas com as pesquisas de outros cientistas, elaboraram, para a estrutura da membrana, um novo modelo, chamado mosaico fluido, hoje aceito por todos os autores. Segundo esse modelo, três substâncias participam da estrutura da membrana: lipídios, proteínas e uma pequena fração de glicídios. Por isso, o nome mosaico. Os lipídios são principalmente fosfolipídios e colesterol; as proteínas são do tipo globular e os glicídios, pequenas cadeias com até quinta unidades de monossacarídeos. Algumas proteínas da membrana teriam papel enzimático, podendo, inclusive, alterar a sua forma e, assim, abrir ou fechar uma determinada passagem, de maneira a permitir ou impedir o fluxo de certas substâncias. Além do papel de "portões", exercido por algumas proteínas, as moléculas presentes na membrana estariam em constante deslocamento, conferindo à estrutura intenso dinamismo. Daí serem chamadas de mosaico fluido.

Observação: os modelos de membranas propostos são panas teóricos; o único fato que se tem certeza é que, ao ME, a membrana celular é trilaminar.

Ao microscópio eletrônico, em cortes extremamente finos, a membrana plasmática apresenta uma estrutura tríplice, sendo constituída por duas faixas densas, cada qual com aproximadamente 20 angstrons de espessura, e uma faixa central clara com 35 Angstrons de espessura. A essa estrutura tríplice deu-se o nome de unidade de membrana.

Unidade de membrana de Robertson

A membrana celular também reveste estruturas celulares.

- carioteca

- lisossomos

- complexo de golgi

- cloroplasto

- mitocôndria

- retículo endoplasmático

Todas as estruturas acima são formadas por membranas idênticas à membrana plasmática.

Propriedades da membrana

Decorrentes das proteínas:

— baixa tensão superficial;

— resistência mecânica;

— elasticidade

Decorrentes dos lipídios:

— alta resistência elétrica;

— alta permeabilidade a substâncias lipossolúveis.

Especializações da membrana

Na membrana celular existem estruturas especializadas em aumentar a absorção de substância e a aderência entre as células ou para melhorar movimentos celulares. Algumas especializações são microvilosidades, desmossomos, interdigitações, cílios e flagelos.

Microvilosidades — dobrs da membrana plasmática na superfície da célula, voltadas para a cavidade do intestino. Calcula-se que cada célula possua em média 3.000 microvilosidades.

Como conseqüência, há um aumento apreciável da superfície da membrana em contato com o alimento. Isso permite, por exemplo, uma absorção muito mais eficiente do alimento ingerido.

Desmossomas (Macula Adhaerens) — aparecem nas superfícies de contato das células que estão intimamente unidas. Têm a finalidade de aumentar a coesão do tecido, mantendo as células firmemente unidas.

Verificou-se ao microscópio eletrônico que, ao nível dos desmossomos, as membranas aparecem mais espessas, em forma de linhas densas escuras. No local desse espessamento no citoplasma de cada célula, há um acúmulo de material granuloso. Desse local, irradiam-se microfibrilas para o citoplasma, a curta distância. Essas microfibrilas, ou tonofibrilas, são compostas por tonofilamentos. Entre as microfibrilas das duas células. A metade de um desmossomo é chamado hemidesmossomo.

Interdigitações — nas células epiteliais, com as que revestem a nossa pele, a membrana apresenta conjuntos de saliências e reentrâncias, denominadas interdigitações, que possibilitam o encaixe entre elas.

Parede celular

Na célula vegetal, existe, por fora da membrana plasmática, um reforço externo, formado, geralmente, por celulose. A parede celular não existe nas células dos animais. Nos fungos, a parede celular é formada de quitina.

Observação: nas células animais encontramos um envoltório externo chamado glicocálix, formado pela presença de glicídios presos nas proteínas e nos lipídios, que se tornam glicoproteínas e glicolipídios, respectivamente. Essas coberturas recebem o nome de glicocálix e são responsáveis pela união de células e pelo reconhecimento de células estranhas ou microorganismos estranhos.

Transportes pela membrana

Transporte em massa

Endocitose

As endocitoses compreendem os processos através dos quais a célula adquire, do meio externo, partículas grandes ou macromoléculas que, normalmente, não seriam absorvidas através do processo de permeabilidade seletiva, com a seguir:

Nos processos de endocitose, a membrana plasmática deforma-se, projetando-se ou invaginando-se. Há dois tipos de endocitose: fagocitose e pinocitose.

Fagocitose

Do grego phagein = comer e kytos = celula, corresponde à inclusão de partículas sólidas pela célula, através de emissão de pseudópodos.

Esse processo é imprtante, não só para a nutrição da célula, com também para a defesa. Os protozoários, por serem unicelulares, nutrem-se por esse processo. Um exemplo de fagocitose destinada à defesa são os glóbulos brancos (ou leucócitos), que fagocitam bactérias ou elementos prejudiciais ao organismo. Quando os leucócitos ou glóbulos brancos morrem, no local onde combatem as bactérias, forma-se o pus.

Pinocitose

Do grego, pinos = beber ou sorver e kytos = célula, é o processo mais comum de ingestão de de substâncias alimentares muito pequenas ou gotículas de líquidos. Ocorre com invaginação da membrana plasmática de célula. Quando a membrana "estrangula" essa invaginação, forma-se uma vesícula no interior da células chamada pinossomo.

Cromopexia

Fenômeno pelo qual certas células englobam moléculas coloridas, como a hemoglobina, que é vermelha.

Exocitose ou clasmatose

Processo de eliminação de produtos para o exterior da célula. São produtos que estão no interior de vesículas, que se desfazem na superfície da membrana, por um mecanismo inverso ao da endocitose. Corresponde à defecação celular.

Transportes por permeabilidade

A célula encontra-se em constante troca de substâncias entre o seu meio externo e interno. Apenas as substâncias necessárias devem entrar, enquanto as substâncias necessárias devem entrar, enquanto as substâncias indesejáveis devem sair. Esse controle ou seleção é feito pela membrana que, dentro de certos limites, colabora para manter constante a composição química da célula. Por isso, costuma-se dizer que a membrana possui permeabilidade seletiva.

As características da permeabilidade seletiva é:

Não passam através da membrana:

- proteínas

- polissacarídeos

- lipídeos complexos

Passam através da membrana

- água

- sais minerais

- álcool

- glicose

- aminoácidos

- O2 e CO2

As substâncias que passam através da membrana celular sofrem dois tipos principais de passagem: transporte passivo e transporte ativo.

Transporte passivo

O transporte passivo pode ser feito, principalmente, através de duas formas: transporte passivo por difusão e transporte passivo por osmose.

Difusão passiva: quando duas soluções que apresentam concentrações diferentes de soluto encontram-se separadas por membrana idêntica à membrana plasmática, observa-se uma passagem de substâncias do meio mais para o menos concentrado, até que as concentrações se igualem. Essa passagem de soluto ou até de solventes no sentido de igualar as concentrações denomina-se difusão. No caso da célula, várias substâncias entram e saem por difusão. A concentração de oxigênio no interior da célula, por exemplo, é sempre menor do que no meio externo, pois o oxigênio é continuamente gasto no processo de respiração celular. Esse mesmo processo produz gás carbônico, de forma que a concentração desse gás no interior da célula é maior do que do lado de fora. É fácil concluir que, por difusão, Oxigênio está sempre entrando na célula e Gás Carbônico, saindo. Difusão é o movimento das moléculas do soluto e do solvente a favor de um gradiente de concentração, no sentido de igualar suas concentrações.

Por osmose: a osmose é um caso especial de difusão. Nesse processo, ocorre um fluxo espontâneo apenas de solvente, do meio menos concentrado em soluto (hipotônico) para o meio mais concentrado em soluto (hipertônico).

Portanto, na osmose, o solvente desloca-se de node existe em maior quantidade para onde existe em menor quantidade. Uma vez estabelecido o equilíbrio, passará a mesma quantidade de água nos dois sentidos. Se a membrana for permeável também aos solutos, sua passagem obedecerá ao mesmo princípio.

Classificação das soluções

— Isotônica: a solução tem a mesma concentração que outra.

— Hipotônica: a solução é menos concentrada do que outra.

— Hipertônica: a solução é mais concentrada do que outra.

Efeitos da osmose em células animais e vegetais

Glóbulos vermelhos colocados em solução de baixa concentração (hipotônica) ganham água e acabam por romper a membrana plasmática (hemólise). Se colocada em solução hipertônica, perde água por osmose e murcha, ficando com a superfície enrugada ou crenada: o fenômeno é chamado crenação.

As células vegetais, quando imersas em soluções fortemente hipertônicas, perdem tanta água que a membrana plasmática se afasta da parede celular, acompanhando a redução do volume interno. Esse fenômeno é denominado plasmólise e as células nesse estado são chamadas de plasmolisadas. Se for mergulhada a célula em meio hipotônico, ela volta a absorver água, recuperando, assim a turgescência (torna-se novamente túrgida — cheia de água), fenômeno denominado deplasmólise. A existência da parede celular geralmente impede o rompimento da membrana plasmática da célula.

Transporte ativo

Transporte ativo é o processo pelo qual uma substância desloca-se contra um gradiente, gastando energia da célula. O sódio e o potássio sofrem esse tipo de transporte.

Tipos

Bomba de sódio: nesse tipo de transporte, a célula desloca o sódio do líquido intracelular para o líquido extracelular, no intuito de manter sua integridade. Uma célula normal mantém uma tonicidade compatível com a vida, se tiver energia para bombear o sódio para fora do líquido intracelular. Se faltar energia, a célula acumula sódio no líquido intracelular, há entrada de água e consequentemente edema intracelular.

Bomba de potássio: uma célula saída precisa captar potássio parado líquido extracelular para o líquido intracelular e, nesse processo, gasta energia contra o gradiente de concentração.

Hialoplasma ou citoplasma fundamental

Também chamado de matriz citoplasmática, é um material viscoso, amorfo, no qual estão mergulhados os orgânulos. Quimicamente, o hialoplasma é constituído por água e moléculas de proteína, formando um coloide.

Observação: chamamos de citoplasma todo material compreendido entre a membrana plasmática e a carioteca. A abundância de água no hialoplasma facilita a distribuição de substâncias por difusão, como também a ocorrência de inúmeras reações químicas.

Componentes do Hialoplasma

Em observações ao ME, o hialoplasma é um meio heterogêneo que apresenta filamentos, estruturas granulares e microtúbulos.

Estruturas filamentosas

Tonofilamentos: filamentos constituídos de queratina, participando na formação dos desmossomos.

Miofilamentos: filamentos característicos de células contráteis. Apresentam 60 angstrons de diâmetro, com capacidade contrátil, auxiliando em movimentos ameboides. Ex.: actina e miosima.

Estruturas granulares

Grânulos de glicogênio e gotículas de gordura são encontrados em células animais.

Microtúbulos

De constituição química proteica. Quando a célula entra em divisão celular, os microtúbulos agrupam-se, formando o fuso mitótico ou acromático, que desloca os cromossomos para os polos celulares.

Propriedades do Hialoplasma

Sendo um coloide, a consistência do hialoplasma pode variar, passando de gel ou bastante denso a muito fluido ou sol.

Em muitas células, a porção mais periférica do hialoplasma, o ectoplasma, fica no estado gel (plasmagel). Já a porção mais interna, o endoplasma, fica no estado sol (plasmassol).

Tixotropismo - mudança de sol para gel ou vice-versa.

O citoplasma é meio tixotrófico no qual as transformações de sol para gel permitem que determinadas células possuam movimentos conhecidos com ameboidais.

Em certas células, como macrófagos, leucócitos e amebas, observa-se um movimento do hialoplasma (plasmassol) em determinada direção; logo em seguida, o ectoplasma, que é gel (plasmagel), muda para plasmassol, dando origem ao pseudópode. Na sequência, esse ectoplasma volta ao estado gel, dando consistência ao pseudópode formado.

Movimento Browniano

Micelas são as partículas coloidais em dimensões entre 0,1 e 0,001 um de diâmetro. Devido a choques com moléculas de água e à própria repulsão provocada por cargas elétricas idênticas, adquirem movimento desordenado, dando estabilidade ao coloide onde estão contidas.

Ciclose

A ciclose é um movimento do hialoplasma, principalmente em estado de sol, de maneira a formar uma corrente que carrega os diversos orgânulos e a distribuir substâncias ao longo do citoplasma. Nesse movimento, são arrastados os cloroplastos para um local de maior intensidade luminosa da célula. A ciclose pode ser bem observada no endoplasma de muitas células vegetais.

Efeito Tyndall

Fazendo-se passar um feixe de luz através do hialoplasma, com a ajuda de um microscópio eletrônico, pode-se observar um desvio dos raios da luz (difração), devido ao batimento dos raios nas partículas de micelas que apresentam movimento desordenado.

Cílios e Flagelos

Cílios e flagelos são estruturas móveis encontradas tanto em unicelulares como em organismos mais complexos (homem). Os cílios são, geralmente, curtos e numerosos; os flagelos, longos, existindo apenas um ou poucos em cada célula. Essas formações vibráteis têm um papel fundamental: permitir a locomoção da célula ou do organismo no meio líquido.

Exemplos: protozoários e larvas de invertebrados movimentam-se através de cílios; espermatozoides, algas unicelulares e alguns protozoários locomovem-se por flagelos.

Proteção

Em determinados órgãos, como a traqueia de mamíferos, existe um epitélio ciliado lubrificado por muco, que é empurrado para a garganta pelos cílios. O muco tem um papel protetor, já que muitas impurezas do ar inspirado ficam aderidas a ele. O batimento ciliar permite, então, a remoção do muco e, com ele, as partículas estranhas.

O uso do cigarro inibe a ação dos cílios do epitélio traqueal, dificultando, assim, a remoção das impurezas do ar.

Estrutura de cílios e flagelados

Em função de sua origem em centríolos, tais orgânulos apresentam, em certa extensão do seu eixo central, nove conjuntos de trincas de microtúbulos proteicos. Mais adiante, ao longo de seu trajeto, apresenta nove conjuntos de duplos microtúbulos, como um par central.

Na base do cílio ou flagelo, encontra-se a organela que lhes dá origem, denominada corpo basal ou cinetossomo (antigo centríolo).

   

 

CÉLULA ANIMAL

Glicocalix

A primeira estrutura que encontramos, sem precisar penetrar na célula, é conhecida como glicocalix. Ele pode ser comparado a uma "malha de lã", que protege a célula das agressões físicas e químicas do meio externo. Mas também mantem um microambiente adequado ao redor de cada célula, pois retem nutrientes e enzimas importantes para a célula. O glicocalix é formado, basicamente, por carboidratos e está presente na maioria das células animais.

Membrana Plasmática

Membrana plasmática é uma película finíssima e muito frágil composta, principalmente, por fósfolipídios e proteínas. Ela tem importantes funções na célula, e uma delas é isolar a célula do meio externo. Seu tamanho é tão pequeno que se a célula fosse aumentada ao tamanho de uma laranja, a membrana seria mais fina do que uma folha de papel de seda. Água, substâncias nutritivas e gás oxigênio são capazes de entrar com facilidade através da membrana, que permite a saída de gás carbônico e de resíduos produzidos dentro da célula. A membrana é capaz de atrair substâncias úteis e de dificultar a entrada de substâncias indesejáveis. Exercendo assim um rigoroso controle no trânsito através das fronteiras da célula. É comum compará-la a um "portão" por suas funções e a um saco plástico pela sua aparência.

Citoesqueleto

Citoesqueleto é complexa rede de finos tubos interligados. Estes tubos, que são formados por uma proteína chamada tubolina, estão continuamente se formando e se desfazendo. Outros componentes do citoesqueleto são fios formados por queratina, formando os chamados filamentos intermediários. Finalmente existem os chamados microfilamentos, formados por actina.
Suas funções são: organizar internamente, dar forma e realizar movimentos da célula.

Citoplasma

Após atravessar a Membrana Plasmática, mergulhamos na parte mais volumossa da célula: o Citoplasma. Ele é o espaço entre a membrana e o núcleo. Sua forma não é definida e é nele que se encontram bolsas, canais membranosos, organelas citoplasmáticas que desempenham funções específicas nas células e um fluido gelatinoso chamado Hialoplasma

Parede Celular

A parede celular é um componente exclusivo das célula vegetal. Ela é uma feita a partir de longas e resistentes microfibrilas da celulose. Estas ficam juntas por meio de uma matriz feita de glicoproteínas (proteínas ligadas a açúcares), hemicelulose e pectina (polissacarídios).

A membrana esquelética celulósica (parede celular) é formada por duas paredes: a primária e a secundária. A primeira é presente nas células mais jovens, sendo finas e flexíveis (possibilitando o crescimento da célula). A segunda só é formada após o término do crescimento da célula. Esta, mais espessa e rígida, é secretada através da membrana plasmática depositando-se entre esta e a superfície interna da parede primária.

Hialoplasma

É no hialoplasma que ocorrem a maioria das reações químicas da célula e também o armazenamento de energia para a célula. Sua concentração no citoplasma varia entre o Ectoplasma e o Endoplasma .

Retículo Endoplasmático -O labirinto intracelular

Nossa primeira visita no citoplasma é o Retículo Endoplasmático. Ele é um sistema de tubos e canais que pode-se destinguir em 2 tipos: rugoso e liso. Mesmo sendo de diferentes tipos eles estão interligados. Este complexo sistema, é comparável à uma rede de encanamentos, onde circulam substâncias fabricadas pela célula.

Aparelho de Golgi (ou complexo de Golgi)

O aparelho de Golgi (cujo nome é uma homenagem ao cientista que o descobriu, Camillo Golgi) é um conjunto de saquinhos membranosos achatados e empilhados como pratos. E estas pilhas, denominadas dictiossomos, se encontram no citoplasma perto do núcleo. O complexo é a estrutura responsável pelo armazenamento, transformação, empacotamento e "envio" de substâncias produzidas na célula. Portanto é o responsável pela exportação da célula. É comum compará-lo a uma agência do correio, devido ambos terem funções semelhantes. Este processo de eliminação de substâncias é chamado de secreção celular. Praticamente todas as células do corpo sintetizam e exportam uma grande quantidade de proteínas que atuam fora da célula.

Lisossomos - Reciclando Resíduos

As células possuem no citoplasma, dezenas de saquinhos cheios de enzimas capazes de digerir diversas substâncias orgânicas. Com origem no complexo de golgi, os lisossomos existem em quase todas as células animais. As enzimas são produzidas no RER , depois são transferidas para o dictiossomo do complexo de golgi. Lá, são identificadas e enviadas para uma região especial do complexo e por fim serão empacotadas e liberadas como lisossomos.

Eles são as organelas responsáveis pela digestão da célula (a chamada digestão intracelular). Num certo sentido, eles podem ser comparados a pequenos estômagos intracelulares. Além disso, os lisossomos tem a função de ajudar no processo de autofagia. Também podem ser comparados à centros de reciclagem, ou até mesmo a desmanches pois digerem partes celulares envelhecidas e desgastadas, de modo a reaproveitar as substâncias que as compõem.

Mitocôndrias- Casas de força da célula

Todas as atividades celulares consomem energia. Para sustentar , as células são dotadas de verdadeiras usinas energéticas: AS MITOCÔNDRIAS.

As mitocôndrias são pequenos bastonetes membranosos(lipoproteica),que flutuam dentro do citoplasma. Dentro delas existem uma complexa maquinaria química, capaz de liberar a energia contida nos alimentos que a célula absorve. Isso acontece da seguinte forma: as substancias nutritivas penetram nas mitocôndrias, onde reagem com o gás oxigênio, em um processo comparável à queima de um combustível. Essa reação recebe o nome de respiração celular. A partir daí é produzido energia em forma de ATP.

Finalmente, O Núcleo

Núcleo, o cérebro da célula. É ele que possuem todas as informações genéticas, comanda e gerencia toda a célula. Dentro dele, esta localizado um ácido chamado DNA (ácido desoxirribonucleico). Este, formado por uma dupla hélice de nucleotídios (formado por uma molécula de açúcar ligada a uma molécula de ácido fosfórico e uma base nitrogenada. O DNA é responsável por toda e qualquer característica do ser vivo. É ele que manda fazer as proteínas, determina a forma da célula etc. No homem, o DNA é que diz de que cor será os olhos, o tamanho dos pés etc.

O núcleo é composto por uma carioteca, cromatina e nucléolos. A carioteca é um tipo de membrana plasmática composta por duas membranas lipoprotéicas. Essa membrana possui vários poros em sua superfície. Esses são compostos por uma complexa estrutura proteica que funciona como uma válvula que escolhe que substância deve entrar e qual deve sair.

A cromatina é um conjunto de fios formados por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonas chamados de cromossomos. É aonde parte das informações estão guardadas. Por último, o nucléolo é um corpo redondo e denso, constituído por proteínas, RNA e um pouco de DNA. É dentro dele que se forma os ribossomos, presentes em toda a célula.

SISTEMA REPRODUTOR

Conjunto de órgãos do corpo humano que possibilitam a perpetuação da espécie por meio de reprodução.

Sistema reprodutor masculino - Formado pelo pênis, pela próstata e pelos testículos. Nos testículos - as duas glândulas sexuais que se alojam no saco escrotal - são produzidos os espermatozoides (células reprodutoras) e a testosterona (hormônio sexual). De cada testículo parte um canal emaranhado, o epidídimo, que se prolonga pelo canal deferente. Ligada a cada canal deferente há uma vesícula seminal. Os canais deferentes unem-se, passando pela próstata - a maior glândula do sistema reprodutor masculino -, a outro canal que vem da bexiga. Formam um canal único, a uretra, que percorre longitudinalmente o pênis e se abre para o exterior.

Sistema reprodutor feminino - Formado por vulva, vagina, útero, ovários, trompas e mamas. A vulva é o conjunto dos órgãos genitais externos da mulher. A vagina é um canal com revestimento fibromuscular pelo qual a mulher recebe o sêmen. Serve também para escoamento da menstruação e, no parto, para a saída do bebê do útero para o exterior. O útero é dividido em duas partes: o colo, localizado no alto da vagina, e o corpo, que dá origem à menstruação e abriga o feto. O ovário produz os óvulos - as células reprodutoras - e secreta os hormônios estrógeno e progesterona. As trompas de Falópio, onde ocorre a fecundação, ligam os ovários ao útero.

                      

O controle das funções reprodutivas, bem como o comportamento sexual, são feitos por meio de um intrincado mecanismo envolvendo os chamados hormônios sexuais. Estas substâncias, transportadas pelo sistema circulatório, agem sobre a diferenciação dos órgãos sexuais ainda fase embrionária. Ao redor dos 12 anos de idade, na entrada na puberdade ou adolescência. Os hormônios sexuais regem uma série de mudanças no corpo dos homens e das mulheres, deixando-os preparados para a reprodução. Os hormônios sexuais são responsáveis pela formação dos gametas (espermatozoides e óvulos) e, nas mulheres, esses hormônios controlam também o ciclo menstrual e a gravidez.

Os hormônios sexuais são secretados pelos testículos nos homens e pelos ovários nas mulheres. Sua ação está sob controle de outros hormônios que são produzidos numa importante glândula localizada no sistema nervoso central, a hipófise, e chamados gonadotróficos: FSH – hormônio folículo estimulante e LH – hormônio luteinizante. O controle da produção desses hormônios se dá por meio de um sistema de retro-alimentação negativo. Os hormônios sexuais masculinos são os andrógenos, sendo a testosterona o mais importante deles. O FSH age nos túbulos seminíferos dos testículos estimulando a formação de espermatozoides, enquanto que o LH estimula a secreção da testosterona. Nas mulheres, os hormônios sexuais são os estrógenos e a progesterona. A ação dos estrógenos (estro: cio; gênese: criação) está ligada aos caracteres sexuais femininos e a progesterona às alterações que ocorrem com o organismo da mulher durante a gestação (pro: a favor; gest: gestação). 

Por que as mulheres sangram pela vagina “uma vez por mês”, na menstruação?  Você sabe: o desenvolvimento dos fetos ocorre dentro do útero da mãe. Logo, o útero precisa estar preparado para alojar esse feto e dar condições para seu desenvolvimento. O embrião se localizará dentro do útero, na mucosa interna desse órgão. Essa mucosa é chamada de endométrio. O endométrio é, assim, preparado todos os meses para receber o embrião. Caso isso não ocorra, ou seja, a mulher não engravide, toda essa mucosa é perdida, para se recomeçar a elaboração de outra, nova, para o mês seguinte. Essa perda da mucosa interna do útero é a menstruação.

O ciclo menstrual, normalmente, é composto por um período de 28 a 30 dias, em que a menstruação costuma ocorrer cerca de 14 dias após a ovulação. Durante este período, temos a ação conjunta de vários hormônios, com consequente alteração em suas taxas de concentração nesse processo. O início do ciclo é marcado por uma alta concentração de FSH que, na mulher, age estimulando o amadurecimento de folículos (estruturas do ovário que contém a célula originária do óvulo). O processo de amadurecimento de folículos é acompanhado por um aumento na concentração de estrógenos, estimulando o aumento do LH. Este último age conjuntamente com o FSH resultando na ovulação, que é a expulsão de um óvulo do ovário.

O endométrio começa a ter sua espessura aumentada, numa preparação para receber o possível óvulo fecundado e possibilitar uma futura gestação. O desenvolvimento do endométrio é causado, nesse primeiro momento, pela ação dos estrógenos e, posteriormente, pela ação da progesterona. Esta tem sua secreção aumentada após a ovulação, pois o LH estimula sua produção no que restou do folículo, chamado agora de corpo lúteo (por isso LH: hormônio luteinizante; lúteo quer dizer amarelo, que é a cor desta estrutura após a ovulação). É bom notar que, um pouco antes da ovulação, os estrógenos estão com seus níveis bem elevados e, além de estimular a produção do LH conforme descrito, eles também passam a inibir o FSH, levando à inibição do amadurecimento de mais folículos. Isso tende a evitar que ocorra mais de uma ovulação num mesmo ciclo. Durante a ovulação, o óvulo é expulso para as tubas uterinas e levado através do oviduto até o útero. Se, durante este trajeto, não ocorrer o encontro com os espermatozoides suscitando a fecundação, o endométrio vai sendo eliminado na forma de um fluxo chamado menstruação.

 CICLO MENSTRUAL

O ciclo menstrual é dividido em três fases: folicular, ovulatória e lútea. A fase folicular começa durante a menstruação, com proliferação das células da granulosa em um folículo selecionado. Isso está associado a níveis crescentes de estradiol e, em menor grau, de progestinas, que exercem retroalimentação sobre o hipotálamo e a hipófise, para estimular (isto é, uma retroalimentação positiva) um surto de secreção do GnRH, seguido por picos de secreção dos hormônios iutenizante (LH) e folículo-estimulante (FSH), que, em seguida, induzem a ovulação.

Após a ovulação, as células foliculares se transformam no corpo lúteo (amarelo), que produz grandes quantidades de progesterona e de estradiol. Durante essa fase lútea, as células da granulosa também produzem inibina. Em conjunto, a progesterona, o estradiol e a inibina exercem retroalimentação sobre a hipófise, para suprimir a secreção de LH e de FSH. Na ausência de fertilização do ovo liberado, o corpo lúteo regride e começa a menstruação.

SISTEMA RESPIRATÓRIO

Conjunto de órgãos que têm como função principal captar oxigênio e eliminar gás carbônico (dióxido de carbono). O sistema envolve o funcionamento de narinas (nariz), traqueia, laringe, pulmões e diafragma.

Narinas - Têm a função de conduzir, aquecer, umedecer e filtrar o ar. A entrada de ar também pode ser complementada pela boca. Do nariz ou da boca o ar passa pela garganta (faringe). A caixa craniana contém cavidades (seios da face) que estão cheias de ar.

Traqueia - Depois de passar pela garganta, o ar entra na traqueia, tubo subdividido em dois brônquios que levam o ar até o pulmão. Uma lâmina chamada epiglote fecha o orifício superior do tubo quando a pessoa come ou bebe e se abre apenas para a passagem do ar.

Laringe - Órgão responsável pela voz. Localizada na parte superior da traqueia, a laringe constitui-se de duas membranas que se estiram quando o ar é expelido, formando o som.

Pulmões - Principais órgãos do sistema respiratório. São duas grandes massas esponjosas localizadas no tórax e protegidas pelas costelas. O ar chega aos pulmões por meio de bronquíolos (ramificações dos brônquios). Estes carregam de ar os alvéolos pulmonares (microscópicos "sacos de ar" de paredes finíssimas). Nos alvéolos, o ar inspirado irá oxigenar o sangue e receber deste o gás carbônico produzido por todas as células do organismo. Os pulmões possuem cerca de 300 milhões de alvéolos.

Diafragma - É o músculo responsável, junto com os músculos das costelas, pelo movimento constante dos pulmões, o que permite a entrada e a saída de ar. Está localizado na base dos pulmões, acima do abdome. Quando o diafragma se expande (inspiração), o ar é sugado pelas narinas e pela boca. Quando ele se contrai, o ar é expulso (expiração), eliminando o gás carbônico no ar expirado.

No aparelho respiratório humano, a entrada do ar é feita pelas narinas ou boca, percorre fossas nasais, faringe, laringe, traqueia, brônquio, bronquíolos e alvéolos.

Nos alvéolos, ocorrem as trocas gasosas entre o ar e o sangue dos capilares por difusão, sem gasto de energia.

O controle dos movimentos respiratórios (inspirar e expirar) é feito pelo centro respiratório, localizado no bulbo (sistema nervoso central) e, através da medula, transmite impulsos nervosos que controlam o diafragma e músculos intercostais. Observe as figuras abaixo:

Os seus pulmões estão em contato direto com o ar do ambiente. As vias aéreas inferiores, que começam na região faríngea, têm diâmetros progressivamente menores (traqueia, brônquios, bronquíolos e alvéolos), o que faz com que haja um enorme aumento da área efetiva de trocas gasosas. O ar entra em contato com os alvéolos, que estão em contato íntimo com vasos linfáticos e com capilares derivados da artéria pulmonar. Estes, se você se lembra, transportam sangue desoxigenado do ventrículo direito aos pulmões. Assim, o sangue desoxigenado, muito afim pelo oxigênio, capta oxigênio do ar, que se difunde através dos epitélios alveolar e capilar. Vale esclarecer que o oxigênio não entra no plasma na forma de bolhas, mas dissolvido, da mesma maneira que se dissolve em água ou muitos outros líquidos.

O caminho do oxigênio até o sangue não é curto. Ele deve atravessar uma camada de líquido que fica sobre o epitélio alveolar, a célula que forma a parede do alvéolo e a célula que forma a parede do capilar. Depois disso, o oxigênio finalmente chega no lúmen do capilar, atingindo o plasma e, depois, tem que chegar nas hemácias.

Por causa da pressão do sangue, um pouco de líquido plasmático tende a escapar dos capilares pulmonares, aumentado a camada de líquido sobre a parede dos alvéolos. Entretanto, este líquido é capturado pelos vasos linfáticos, o que evita acúmulos que tornariam mais difícil o fluxo de oxigênio. O sistema linfático, então, contribui para uma boa oxigenação.

Você sabe o que dá a cor vermelha ao seu sangue? É uma proteína chamada hemoglobina, que fica dentro das hemácias. Esta proteína é muito especializada: ela tem grande afinidade pelo oxigênio. Quando o sangue está desoxigenado (como quando chega aos capilares pulmonares), a hemoglobina contribui para aumentar o fluxo desse gás do local de maior concentração (pulmões) para o de menor concentração (sangue). Quase todo o oxigênio transportado pelo sangue está ligado à hemoglobina.

A hemoglobina perde um pouco da sua afinidade pelo oxigênio quando aumenta a temperatura ou o grau de acidez do meio. O que a afirmação acima tem a ver com a atividade física? Pense em músculos muito ativos, como os das suas pernas quando você está andando rapidamente. As fibras musculares respiram intensamente (o que quer dizer respirar aqui?), captando oxigênio do sangue e utilizando glicose e lipídeos para produzir ATP. Essa respiração das fibras libera CO2 no citoplasma das células, que, posteriormente, atinge o plasma. O CO2 , ao se dissolver no plasma e interagir com a água, forma hidrogênio e bicarbonato, o que diminui o pH.

Além disso, as mitocôndrias, ao trabalharem intensamente na produção de ATP, liberam calor. Os tecidos metabolicamente ativos tendem a apresentar maior temperatura e menor pH do que os tecidos em repouso. Além disso, os tecidos metabolicamente ativos possuem pouco oxigênio, o que facilita a liberação do oxigênio nos tecidos. O controle da ventilação pulmonar é interessante por combinar um ritmo involuntário com a possibilidade de modificação voluntária. Por exemplo, você não tem que se lembrar de respirar, muito menos enquanto dorme, e se quiser prender a respiração por alguns instantes, pode fazê-lo, mas não conseguiria se matar prendendo a respiração (não tente!). Por quê? Os ritmos de ventilação são influenciados pela concentração de CO2 no plasma.