25 Outubro, 2009

Como peixes e submarinos mudam sua profundidade na água?

A vida nos ambientes aquáticos depende da adaptação às leis físicas da água. Para se locomoverem verticalmente na água, os peixes ósseos utilizam um órgão denominado bexiga natatória (bn - na foto abaixo).


Este órgão cheio de ar pode estar distendido ou contraído, mudando a sua pressão interna. Desse modo, eles conseguem ficar mais ou menos densos em relação à água, alterando o efeito da força do empuxo.

Os submarinos também têm mecanismos para modificar sua densidade em relação a água para submergir ou emergir.


Com um experimento simples elaborado pelo Professor Igino Santo Damo é possível “visualizar” esse tipo de fenômeno.

EXPERIMENTO DE CONSTRUÇÃO DO SUBMARINO

A experiência com submarino serve para investigar a densidade relativa e o empuxo e nos ajuda a entender como a bexiga natatória é utilizada para a alteração da profundidade dos peixes na água.

a- Material: uma pequena seringa plástica, recipiente, transparente plástico, de 2 L esferas de chumbo ou pequenas pedras.

b- Construção: retirar o êmbolo da seringa. Cortar e vedar a ponta da seringa. Cortar a parte superior do êmbolo, mantendo a parte de borracha e adaptar uma pequena alça com arame retorcido para manusear o "submarino". Furar lateralmente com broca fina ou alfinete quente a parte inferior da seringa. Na seringa, colocar chumbos ou pedrinhas e fechar com o pedaço do êmbolo. A carga de chumbo deve ser o suficiente para a seringa estar a ponto de submergir em água.

c- Encher garrafa com água até a borda e colocar na garrafa o submarino. Fechar bem a garrafa.


d- Procedimento: com a garrafa apoiada verticalmente numa mesa, apertar lentamente as paredes da mesma, observando o submarino submergir. Reduzir a pressão e deixar o submarino retornar à superfície.

Explicações:

1) O que acontece quando apertamos a garrafa?
Ao apertar a garrafa aumentamos a pressão da água que é obrigada a entrar na seringa pelos furos laterais comprimindo o volume do ar contido na mesma. A compressão do volume de ar contido na seringa faz aumentar a densidade, diminuindo o empuxo sobre o submarino, que afunda.

2) Por que o submarino volta a subir quando soltamos a garrafa?
Deixando de apertar a garrafa, a água contida na seringa sai e descomprime o volume de ar, com isso, diminui a densidade e aumenta o empuxo, assim o submarino volta a subir.

3) O que acontece quando o peixe comprime sua bexiga natatória?
Ele afunda mais na água, mas quando a descontrai o ar volta a se expandir e o peixe fica “mais leve”, permitindo que a força do empuxo o empurre em direção à superfície.

4) Como atua o empuxo na água?
O Empuxo é uma força vertical que atua sobre os corpos do fundo para a superfície. Se o corpo é relativamente menos denso do que a água ele sobe por ação do empuxo, caso contrário ele afunda.

5) Por que as pessoas que têm medo afundam na água?
As pessoas que não sabem nadar, quando percebem que chegaram num local onde não tocam com os pés no fundo, tendem a contrair a musculatura, desse modo expulsam parte do ar dos pulmões e ficam “mais densas” afundando. Quem consegue relaxar, flutua sem esforço, especialmente na água do mar.

Fonte das imagens:
Bexiga natatória por Atlas fotográfico de Zoologia

Submarino Nautilus por Blogpaedia

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17 Outubro, 2009

TECIDO MUSCULAR ESTRIADO ESQUELÉTICO - TÓPICOS

4- Body Building - Rosemary Jennings

Existem três tipos de tecidos musculares: o tecido muscular estriado esquelético, o tecido muscular estriado cardíaco e o tecido muscular liso. Todos eles são bastante acidófilos, corando-se de vermelho com a técnica da Hematoxilina-Eosina. Ou seja, as proteínas citoplasmáticas das células musculares se combinam com a Eosina, que é ácida e colore com tons vermelhos ou rosa (1).

Sua origem embriológica é mesodérmica.

esquema de embrião em corte

O tecido muscular está intimamente ligado ao tecido nervoso, pois os impulsos nervosos determinam a sua contração:
o músculo estriado esquelético apresenta contrações voluntárias, enquanto o liso e cardíaco apresentam contrações involuntárias.

O tecido muscular estriado esquelético (2) é constituído por fibras musculares formadas por células alongadas (fibrocélulas estriadas), constituídas por miofibrilas (ou fibrilas) de proteína, as quais são as responsáveis pelas contrações musculares.

Esquema de miofibrila

Tais células caracterizam-se por serem bastante longas e polinucleadas, com núcleos localizados sob o sarcolema (membrana plasmática das fibrocélulas musculares). Esse tecido é o principal constituinte dos músculos esqueléticos, que, além dos movimentos formam uma “capa protetora” aos órgãos internos abdominais e das grandes artérias que percorrem braços e pernas.

Os músculos possuem ainda “envoltórios” de tecido conjuntivo: cada fibrocélula está envolta pelo ENDOMÍSIO, grupos dessas células são unidos uns aos outros pelo PERIMÍSIO todo o conjunto, ou seja o músculo, está envolvido pelo EPIMÍSIO, através do qual são ligadas aos demais músculos, ossos, ligamentos e outros órgãos executores de movimento, transmitindo a força produzida pela sua contração.

Sua contração depende de energia e requer muita produção de ATP, como consequência há “perda” de calor que serve para manter a temperatura corporal acima da ambiental. Este músculo está presente na língua, permitindo a articulação da fala e auxiliando a deglutição, e no diafragma, possibilitando o controle voluntário da respiração.

Veja nas lâminas histológicas abaixo que os feixes de fibrocélulas podem aparecer cortados transversalmente ou longitudinalmente.
músculo esquelético

Nos cortes longitudinais observam-se faixas alternadas transversais, claras e escuras – as estrias. Essa estriação resulta do arranjo regular de microfilamentos formados pelas proteínas actina e miosina, responsáveis pela contração muscular. Cada célula muscular estriada possui inúmeros núcleos e pode atingir comprimentos que vão de 1mm a 60 cm.

Muscúlos estriado esquelético HE

As variações no tamanho das fibras musculares dependem da idade, sexo, nutrição e atividade física. Os exercícios físicos estimulam o aumento das miofibrilas, estimulando a síntese de proteína contrátil e aumentando o tamanho do músculo num processo denominado HIPERTROFIA (como na primeira imagem que mostra a fisiculturista Rosemary Jennings). O crescimento normal do músculo acontece através da HIPERPLASIA, que consiste no aumento do número de células.

No músculo estriado esquelético, a hiperplasia se inicia no embrião e ocorre até o estágio adulto, quando o tamanho corporal máximo (ossos e músculos) é atingido.

REGENERAÇÃO MUSCULAR (3): a capacidade de regeneração do tecido muscular estriado esquelético é muito baixa e irregular. Depende da proliferação de células satélites, que se fundem e originam novas fibras. Embora esse mecanismo de regeneração opere bem em pequenos animais, como camundongos, ele é menos eficiente em humanos, onde, em geral, a resposta regenerativa é incapaz de acompanhar os passos do dano e as células musculares são substituídas por tecido conjuntivo.

A regeneração depende de fatores como tipo de lesão, corte ou amassamento e estado metabólico do músculo. Técnicas terapêuticas, fundamentadas por pesquisas sobre a proliferação de células satélites, podem estimular e aperfeiçoar esta regeneração em humanos.

NECESSIDADES ENERGÉTICAS: a contração muscular demanda muita energia, obtida, a princípio, do ATP ou da fosfocreatina disponíveis na célula muscular. A reposição dos níveis destes dois compostos de alta energia se dá pela catabolização da glicose, do glicogênio (armazenado no retículo sarcoplasmático) ou dos ácidos graxos que são transformados e participam do ciclo do ácido cítrico e da fosforilação oxidativa nas mitocôndrias. Por isso os tecidos musculares são altamente irrigados.

Fotografia eletrônica de músculo estriado esquelético

Porém, quando o músculo exerce atividade intensa, pode haver insuficiência de oxigênio, neste caso a célula estriada esquelética recorre à glicólise, que produz ATP de forma anaeróbica, pela fermentação a ácido lático. O acúmulo de ácido lático pode causar dores musculares e câimbras.

TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES ESQUELÉTICAS: de acordo com sua estrutura as fibras musculares podem ser de contração lenta (Tipo I) ou rápida (Tipo II).

As fibras do Tipo I possuem muita mioglobina e sua cor é vermelho-escura. Estão adaptadas a esforços continuados e retiram sua energia de ácidos graxos.

As fibras do Tipo II contem menos mioglobina e sua cor é vermelho-clara. Elas estão adaptadas às contrações rápidas e descontínuas e dependem mais da glicólise. Os músculos estriados esqueléticos humanos apresentam diferentes proporções desses dois tipos de fibras, dependendo de sua localização e funções (2).

Referências:
(1)Mais sobre técnicas de coloração veja em ICB.UFMG
(2) Para saber mais consulte: JUNQUEIRA, L.C.U. ; CARNEIRO J. Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2004.
(3) Uma revisão sobre regeneração do tecido estriado esquelético pode ser obtida em: BERNINI, A.M. ; MELLO, E. V. S. L. Regeneração Muscular e o papel das Células Satélites. Arq. Ciênc. Saúde Unipar, 4(3): ste/dez, 2000, disponível em http://revistas.unipar.br/saude/article/viewFile/1038/902, acesso 17/out/2009.

Fontes das imagens:
1- Rosemary Jennings – BLOGPAEDIA
2- Mesoderme – MultiMania
3- Lâminas de tecido muscular: HistoWeb
4- Miofibrila: Cartage
5- Mitocôndrias em fibrocélulas: Diabetes Journal

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14 Outubro, 2009

O que o Brasil tem a oferecer ao Mundo agora?

O TEDx São Paulo é um evento aberto a todos que não querem mais esperar o futuro.
A ideia é reunir pensadores brasileiros de várias áreas do conhecimento em um só lugar para avaliar o papel do nosso país no contexto global. Quais ideias de um país moldado pela diversidade podem ajudar a construir na prática um mundo melhor.

Quando isso vai acontecer?

Durante todo o dia 14 de novembro de 2009.

O que vai acontecer?

30 palestrantes apresentarão inovações em diversas áreas de conhecimento e atuação, buscando descobrir como o Brasil pode ajudar a construir, na prática, um mundo melhor.
Mais do que uma exposição de boas ideias, a conferência propõe a
formação de uma comunidade de inovação, que inspire e mobilize. Um
primeiro encontro, um primeiro passo. Desde a seleção dos palestrantes
até a plateia, a Comissão Organizadora busca explorar a diversidade,
criatividade, inteligência e, porque não, a paixão e fascínio dos
brasileiros por seus projetos.

Uma força que une a química Milena Boniolo, que aos 25 anos recebeu o
Prêmio Jovem Cientista por seus estudos em torno do uso da casca de
banana na limpeza da água, à Guti Fraga, ator e realizador do Projeto
Nós do Morro. Regina Casé, atriz, apresentadora e produtora de
programas como “Central da Periferia”, à Flávio Deslandes, designer
industrial, criador de bicicletas com bambu nativo do Brasil.
Pensadores que juntos descobrirão como um país moldado pela
diversidade podem ajudar a construir na prática um mundo melhor

As inscrições são gratuitas e ainda estão abertas.

Confira mais sobre o evento e os palestrantes no site:
http://www.tedxsaopaulo.com.br/

fonte das ilustrações:
1- Escola de Redes
2- Brasil Escola

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04 Outubro, 2009

Estudando Piano: Quinta audição - as coisas começam a melhorar?

21 Audição de Piano

No dia da graça de 03/10/2009 participei pela quinta vez de uma audição anual de piano.
Esta audição já está na sua vigésima terceira edição e é organizada pelas Escolas de Piano das professoras Iraida, Regina eLeila, que são filiadas ao Instituto Verdi de Porto Alegre.

Quando eu estava indo para o Clube Aliança em Bento Gonçalves (RS), me dei conta que tocar piano para um público de aproximadamente trezentas pessoas me deixa mais adrenada do que decolar de parapente (se bem que em 2009 só voei de montanha um dia em maio) o que é um contra-senso, pois sentar-se ao piano não coloca a pele de ninguém em risco.

Porém, há algumas razões para isso primeiro que voar é um ato totalmente eletivo e se as condições não me parecerem boas, simplesmente não decolo. Já a audição é diferente porque uma vez assumido este compromisso é um comprometimento e não se pode simplesmente virar as costas: é preciso estudar a peça, ensaiar, arrumar-se e chegar meia hora antes para fazer as fotos.

Depois só nos resta sentar e aguardar que o apresentador(1) nos anuncie, levantar corajosamente caminhar até o palco, subir os três degraus e encarar um piano que não é dos melhores, pois tem as teclas curtas e não nos deixa ouvir muito bem, embora transmita o som para o público. Assim, enquanto tocamos ouvimos mais os sons da platéia do que da música.
Enquanto tocamos, nossa imagem é projetada num telão a partir de duas câmeras uma fixa e outra que fica na mão de uma pessoa que se movimenta junto ao piano dividindo espaço com um fotógrafo que também não fica parado.

Desse modo, nenhum tremor, nenhuma expressão de desagrado ou de tensão passam despercebidos de quem estiver atento, ficamos, de certa forma, desnudos diante de 300 pessoas.

Além disso, vivi uma experiência de travamento durante minha terceira audição (a mesma da foto acima) quando travei no meio de uma valsa de Brahms (op.39) e não consegui concluir a música. Depois a peça a quatro mãos com o Isaías salvou minha noite, mas deixou marcas para o ano seguinte, quando toquei uma peça bem simples e fiquei muito feliz por ter conseguido terminar, mesmo que de forma um tanto trôpega.

Por que então continuar indo? Essa é uma pergunta que me faço, mas a resposta é a mesma que me faz aceitar novamente a cada ano esse compromisso: queremos mostrar que os adultos podem dar-se o direito de aprender algo novo e serem falíveis e frágeis como qualquer iniciante.

Especialmente queremos mostrar que não se pode abrir mão da arte, pois segundo Friedrich Nietzsche(2), através da arte se aprende a intensidade e a multiformidade da alegria de viver, em suas palavras : “Antes de tudo ela (a arte) ensinou, através dos milênios, a olhar com interesse e prazer para a vida em todas as suas formas e a levar nossa sensação tão longe que finalmente exclamamos: seja como fora a vida ela é boa! Esse ensinamento da arte, que consiste em encontrar prazer na existência e considerar a vida humana como quem considera um pedaço de natureza, sem se empolgar demais, vendo-a como um objeto de um desenvolvimento conforme leis – esse ensinamento se arraiga em nós e retorna a luz como necessidade onipotente de conhecimento”.

O que aconteceu na minha quinta audição?

Ontem, voltei a tocar uma peça mais complexa (“Quem sabe?” de Carlos Gomes). A novidade é que além te não ter travado toquei razoavelmente bem para uma aluna de segundo ano. Depois dessa peça tocamos a quatro mãos a Barcarola de Offenbach e pude voltar ao meu assento para assistir aos colegas mais adiantados.

Confesso que me vi mergulhada numa espécie de torpor sem ter muita certeza do que tinha conseguido fazer. Após a apresentação, os cumprimentos alegres da minha professora (Regina) me confirmaram que esta vez foi a melhor de todas e que um novo estágio foi alcançado, pois as palavras foram estas: “A partir de agora vais enfrentar qualquer coisa!” Será? Quem sabe... Em 2010 tem mais...

Para relembrar...
Gavota: primeira dança em 1973

A foto acima é da minha primeira apresentação numa audição de piano, onde atuei como bailarina. Eu devia ter uns 14 anos e se a Regina estava presente devia ser uma das crianças sentadas atrás, dancei uma gavota que foi tocada por uma das alunas da Freira que aparece ao fundo. Essa foi a Mestra da Regina e quem lhe estimulou a organizar estas audições, no mesmo local e com o mesmo piano que usamos atualmente. Quando ficou muito velhinha a Irmã se aposentou e foi para um retiro de sua Ordem Religiosa, por um tempo cessaram as audições até que Regina A Mota procurasse suas colegas e as reiniciasse há 23 anos atrás...

Notas:
(1) Nosso apresentador é um rapaz que também sabe tocar piano, mas que por motivos de trabalho não tem se apresentado nas audições, o que é uma pena.

(2)Referência: NIETZSCHE, Friedrich. [1878] Humano, demasiado humano. Os pensadores, 3 ed. São Paulo : Abril Cultural e Industrial, 1983.

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27 Setembro, 2009

O TECIDO ADIPOSO

Pieter Paul Rubens - As três graças

O tecido adiposo coordena uma variedade de processos metabólicos, incluindo: Metabolismo Energético; Função Neuro-endócrina; Função Imunológica. As funções do tecido adiposo podem ser divididas em três categorias: secreção de proteínas com efeitos metabólicos à distância; Produção de enzimas envolvidas no metabolismo de hormônios esteróides e expressão de receptores (DAMIANI, 2005).

Funções dos Lipídios

Lipídeos, lipídios ou triglicerídeos são biomoléculas insolúveis em água, e solúveis em solventes orgânicos, como o álcool, benzina, éter e clorofórmio.

A família de compostos designados por lípidios é muito vasta. Sua principal função é energética: através dos ácidos graxos e do glicerol, as células adiposas constituem importante fonte de energia, que pode ser utilizada mediante a oxidação na respiração celular (JUNQUEIRA; CARNEIRO, 2004).

Reserva Energética: na forma de glicerídeos (óleos e gorduras) os lipídios são facilmente armazenados. Inclusive, neste particular, os lipídios apresentam mais vantagem do que os glicídios e as proteínas, pois um grama de lipídio encerra mais calorias do que qualquer dos outros dois compostos. Cada grama de lipídio armazena 9 calorias de energia cinética, enquanto cada grama de glicídio ou proteína armazena somente 4 calorias (Wikipédia). Este fato explica porque nos animais, cuja locomoção é fundamental para a sobrevivência, a forma de reserva energética é Lipídios, enquanto nos vegetais, que são fixos, ela é glicídica.

Plástica ou Estrutural: os fosfolipídios são importantes componentes das membranas celulares. Desenho da membrana plasmática ao lado disponibilizado por Calazans.

Hormonal: muitos hormônios são lipídios, como é o caso dos hormônios sexuais masculinos (testosterona) e femininos (estrógino e progesterona).

Isolante Térmico: as gorduras armazenadas no tecido adiposo dos animais atuam retendo calor no organismo.

Isolante Elétrico: a bainha de mielina que envolve o axônio de certos neurônios (células nervosas) é formada por células cuja membrana possuiu alta porcentagem de lipídios, atuando como isolante elétrico e facilitando a condução do impulso nervoso nestas células.
(O desenho da bainha de mielina ao lado foi disponibilizado por “Uma Questão de Cérebro?”)

Produção de Água: quando oxidados, os lipídios produzem água. Um grama de lipídio produz 1,07 gramas de água.

Participação na Digestão: os sais biliares atuam neste processo ao emulsificar as gorduras e os óleos. Os ácidos graxos apresentam uma porção hidrófoba (carga +) e uma porção hidrófila (carga -). Em solução aquosa, gotas de gordura (que possuem caráter hidrófobo), sob agitação, são fragmentadas em partículas menores. Os ácidos graxos; envolvem tais partículas evitando sua agregação. Esta propriedade dos ácidos graxos é conhecida como detergência. De forma análoga, os sais biliares realizam processo semelhante, emulsificando óleos e gorduras no intestino.

Proteção mecânica: as gorduras armazenadas no tecido adiposo dos animais atuam protegendo estruturas (órgãos) internas, funcionando como um amortecimento. Ex.: região glútea e parte inferior dos pés.

Tecido Adiposo Unilocular
Visão geral do tecido adiposo

Também chamada de gordura amarela. Suas células possuem uma única gotícula de lipídio, que ocupa quase todo o espaço celular formando um grande vacúolo. Sua cor varia entre o branco e o amarelo-escuro.

Forma o Panículo adiposo, camada de gordura disposta sob a pele; no recém nascido é de espessura uniforme, já em adultos o acúmulo é em determinadas posições, sendo a distribuição regulada por hormônios.

Principal lipídio armazenado é o triglicerídeo (Wikipédia). Localiza-se também nas membranas que revestem os órgãos internos por exemplo no tecido subcutâneo do abdome e das nádegas, ele funciona como reservatório de gordura, amortecedor de choques e contribuiu para o equilíbrio térmico dos organismos.
As principais células são os adipócitos, que também são encontradas no tecido conjuntivo frouxo e ao longo dos vasos.

Tecido Adiposo Multilocular ou “gordura marrom”
Tecido Adiposo Multilocular
Imagem de UFRJ

Esse tecido é formado por células que contêm várias gotículas de gordura, ou seja, possui vários vacúolos de gordura e várias mitocôndrias. Sua cor castanha é devido à vascularização abundante e às numerosas mitocôndrias, que fazem gerar energia mais rápido que o tecido unilocular. Localiza-se em áreas determinadas, encontrados em grande quantidade em animais hibernantes e em recém nascidos. Tem como principal função gerar calor (Wikipédia).

As mitocôndrias deste tipo de célula possuem uma peculiaridade importante: a sua membrana interna é rica em proteína termogenina, um canal de prótons também conhecido como proteína desacopladora (UCP), que permite o fluxo retrógrado de prótons; desacoplando a cadeia transportadora de elétrons da síntese de ATP e produzindo calor. Essa proteína está ausenta nas mitocôndrias dos demais tecidos. ( A imagem do adipócito multilocular foi disponibilizada por FMUSP)


Os animais hibernantes armazenam gorduras que os protegem do frio no inverno; para isso apresentam bastante tecido adiposo multilocular capaz de gerar calor, além de funcionar como isolante térmico.
urso_polar_-7714
Urso polar por Katrix

O tecido adiposo marrom é abundante em animais que hibernam como os ursos, mas também existe entre os humanos e de forma bem mais expressiva nos recém-nascidos. Esse é um tecido que tem a capacidade de produção de calor para o organismo bem superior a qualquer outro tipo de tecido do corpo, e nos animais, é bem reconhecido que essa gordura varia nas diferentes épocas do ano por conta de mudanças de temperatura e luminosidade. A quantidade desse tecido nos adultos humanos não é grande, mas pesquisas recentes têm apontado que é menor a atividade dessa gordura entre os obesos, mas ainda não se conhece bem quais fatores influenciam essa atividade. [...]O estudo foi realizado por pesquisadores da Universidade de Nottingham que defendem a idéia que a ativação da gordura marrom pode representar mais uma ferramenta no controle de um dos maiores problemas de saúde do mundo: a obesidade” (TEIXEIRA, 2009).

Veja também: Tecidos Conjuntivos Propriamente Ditos.

Referências:
DAMIANI, Durval. UMA PUERICULTURA PARA QUEM VAI VIVER MAIS DE 100 ANOS. Sistema Nervoso, 2004/2005 disponível em http://www.sistemanervoso.com/pagina.php?secao=8&materia_id=300&materiaver=1, acesso em 27/set/2009.

JUNQUEIRA, L.C.U. ; CARNEIRO J. Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2004.

TEIXEIRA, Ricardo. Pesquisa revela que os humanos adultos também têm gordura marrom e que ela varia de acordo com a luminosidade. Consciência no dia a dia, 2009. Disponível em: http://consciencianodiaadia.com/2009/08/26/pesquisa-revela-que-os-humanos-adultos-tambem-tem-gordura-marrom-e-que-ela-varia-de-acordo-com-a-luminosidade/

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20 Setembro, 2009

Tecido Conjuntivo Propriamente Dito - TCPD

Tecido conjuntivo frouxo do estomago
Por UFRJ

O tecido conjuntivo é constituído por vários tipos de células, as quais se encontram imersas em uma substância intercelular, designada como matriz extracelular.

Estes tecidos desempenham as funções de sustentação, preenchimento, armazenamento, transporte, defesa e reparação e estão associados aos demais tecidos servindo de suporte e preenchendo espaços. Formam os tendões, cápsulas de órgãos, traves e paredes no interior de diversos órgãos e os envoltórios do sistema nervoso central (meninges). Podem armazenar lipídios, água, eletrólitos como o sódio e proteínas plasmáticas.


Os tecidos conjuntivos propriamente ditos têm grande capacidade de regeneração, constituindo as cicatrizes dos tecidos que não são capazes de se regenerar. A deficiência de vitamina C causa o escorbuto, que se caracteriza pela degeneração generalizada do tecido conjuntivo, porque, sem esta vitamina, os fibroblastos (figura ao lado de Immediart) param de sintetizar colágeno.

Matriz Extracelular: A matriz extracelular é produzida pela maioria das células, sendo constituída pelos seguintes elementos: glicosaminoglicanas (GAGs); proteínas fibrilares; glicoproteínas estruturais extracelulares; íons e água de solvatação.

Células
A divisão de trabalho entre as células do conjuntivo determina o aparecimento de vários tipos celulares com características morfológicas e funcionais próprias.
Algumas destas células estão constantemente presentes em número e padrão relativamente fixos em certos tipos de tecido conjuntivo maduro, sendo denominadas como células residentes:

Tipos de células residentes:

1- Fibroblasto : é a célula mais comum no tecido conjuntivo e a principal responsável pela formação das fibras e do material intercelular amorfo. Os fibroblastos jovens e com intensa atividade são morfologicamente diferentes das células mais velhas ou maduras, as quais são chamadas por certos autores de fibrócitos.
Fibroblastos
Por UCLA

2- Macrófago: se distingue por sua grande capacidade de pinocitose e fagocitose. Sua morfologia é variável conforme o estado funcional e localização da célula. Podem ser fixos (histiócitos) ou móveis.
Macrófago e linfocitos
Por UCLA

3- Mastócito: célula globosa e grande com grânulos basófilos, que contém heparina e histamina. A heparina é anticoagulante e a histamina tem vários efeitos: contrai a musculatura lisa dos bronquíolos, dilata e aumenta a permeabilidade dos capilares sangüíneos. No choque anafilático os mastócitos liberam grandes quantidades de heparina e histamina.
Mastócito
Por UCLA

4- Plasmócito: são mais abundantes nos locais sujeitos à infecção por bactérias como a mucosa intestinal. Originam-se da transformação dos Linfócitos B e produzem anticorpos. São abundantes nas áreas onde existe inflamação crônica.
Plasmócito
Por TULANE

5- Célula adiposa: é uma célula especializada no armazenamento de gorduras neutras.
Adipócitos
Por UCLA

Em contraste com as células residentes há as células migratórias, que, em geral, aparecem transitoriamente nos tecidos conjuntivos como parte da reação inflamatória à lesão celular.

Tipos de células migratórias:

1- Neutrófilos: são leucócitos com núcleo multilobulado e citoplasma carregado de granulações e com atividade fagocitária. Constituem a primeira linha de defesa contra a invasão de microorganismos.
Neutrófilos
Por UWA

2- Eosinófilos: núcleo, em geral, bilobulado e presença de grânulos que se coram com a eosina. São células dotadas de movimento amebóide e capacidade de fagocitar. Em reações alérgicas seu número aumenta no sangue.
Eosinófilo
Por UWA

3- Basófilos: possuem um núcleo volumoso com forma retorcida, possui grandes grânulos citoplasmáticos. Podem se movimentar e fagocitar.
Basófilo
Por UWA

4- Linfócitos são células pequenas e esféricas com núcleos arredondados e pouco citoplasma.Constituem uma população celular heterogênea que atuam nos processos de defesa do organismo. Alguns agem como células da memória imunológica. Linfócitos
Por UWA

5- Monócitos: possuem núcleo ovóide em forma de rim ou ferradura, geralmente excêntrico. Seu citoplasma é basófilo e apresenta grânulos azurófilos. Atravessa as paredes dos vasos sanguíneos e penetra no tecido conjuntivo onde se torna muito ativo na fagocitose. Fagocitam principalmente vírus, fungos e protozoários.
Monócito
Por UWA

O Tecido Conjuntivo Propriamente Dito é caracterizado morfologicamente por apresentar diversos tipos de células separadas por abundante material intercelular. Esse material é representado pelos elementos fibrosos e uma substância fundamental. A substância fundamental engloba as GAGs, as glicoproteínas, os íons e a água de solvatação. Apesar de ser uma visão clássica do tecido conjuntivo, essa caracterização fornece os subsídios que ajudam no diagnóstico histopatológico.

Os elementos fibrosos do tecido conjuntivo são representados pelas fibras colágenas, pelas fibras reticulares e pelas fibras elásticas. As fibras colágenas e as fibras reticulares são agrupadas no sistema colágeno, visto que possuem como proteína fundamental de suas moléculas o colágeno. As fibras elásticas, juntamente com as fibras elaunínicas e as fibras oxitalânias, constitui o sistema elástico.
Elementos fibrosos do tecido conjuntivo
Por UCLA

Classificação


Em microscopia óptica é possível observar que há diversas variedades de tecidos conjuntivos, onde o componente predominante ou a organização estrutural do tecido varia dependendo da ocorrência e/ou freqüência de seus constituintes básicos.

A classificação aqui apresentada é utilizada na prática de microscopia, porém não é suficiente, pois são comuns os tecidos cuja estrutura é intermediaria entre duas variedades típicas da classificação.

Transição de tecido conjuntivo frouxo para denso na pele
Por UCLA

1-Tecido Conjuntivo Frouxo: também chamado de tecido areolar. Preenche os espaços entre as fibras e feixes musculares, serve de apoio para epitélios e forma uma camada em torno dos vasos sanguíneos e linfáticos. Apoiando e nutrindo os tecidos epiteliais é encontrado na pele, nas mucosas e nas glândulas. Possui todos os elementos típicos do TCPPD, mas não há predomínio de qualquer dos componentes. Sua consistência é delicada, flexível e pouco resistente às trações.

2- Tecido Conjuntivo Denso: é formado pelos mesmos elementos presentes no frouxo, havendo predominância acentuada das fibras colágenas, sendo menos flexível, porém muito mais resistente. Quando suas fibras NÃO estão arranjadas com uma orientação é dito não-modelado (encontrado na derme). Quando suas fibras estão orientadas é dito modelado (os tendões representam o exemplo típico de tecido conjuntivo denso modelado).

TECIDOS CONJUNTIVOS DE PROPRIEDADES ESPECIAIS

1- TECIDO ADIPOSO: constituído por células com alta capacidade de armazenamento de lipídios, que representam importante reserva nutritiva.
Visão geral do tecido adiposo
Por UCLA

2- TECIDO ELÁSTICO: constituído por fibras elásticas grossas, paralelas e organizadas em feixes separados por tecido conjuntivo frouxo. Sua cor é amarelada e tem grande elasticidade. Pouco freqüente é encontrado nos ligamentos amarelos da coluna vertebral e no ligamento suspensor do pênis.
Tecido elastico do ligamento amarelo da Coluna Vertebral
Montagem a partir de CLC.UC e Netter (2000).

3- TECIDO RETICULAR: constituído por fibras reticulares. Encontra-se nos órgãos formadores de células do sangue (órgãos hemocitopoéticos) constituindo um arcabouço de sustentação para as células. Também está presente no fígado.
Tecido conjuntivo reticular
Por UCLA

4- TECIDO MUCOSO: neste tecido há predominância da substância fundamental amorfa. Sua consistência é gelatinosa. Contém fibras colágenas e raras fibras elásticas e reticulares. É o principal constituinte do cordão umbilical (Geléia de Wharton) sendo encontrado também na polpa dental jovem.
Tecido Mucoso do Cordão Umbilical
Por Fábio/PUCRS

Sistema colágeno
É representado por fibras conjuntivas que possuem como proteína básica o colágeno.

Fibras colágenas: Este tipo de fibra apresenta como característica grande resistência às forças de tensão, sendo inelásticas. Nos cortes histológicos, apresentam-se coradas em róseo pela eosina, em azul pelo tricrômico de Mallory, em verde pelo tricrômico de Gomori e em vermelho pelo Van Gienson. Possuem de 1 a 10 micrômetros de espessura e de comprimento indefinido. As cadeias polipeptídicas são ricas em glicina e contêm os animoácidos hidroxiprolina e hidroxilisina. Em corte longitudinal, ao M.E., as microfibrilas apresentam estriação transversal devido à organização das moléculas de tropocolágeno. Quimicamente, são formadas principalmente por colágeno do tipo I.

Fibras reticulares: São delgadas, com dimensões menores, cujo diâmetro varia entre 0,5 a 1 micrômetro. Desta forma, não são visualizadas nos preparados rotineiros; sendo somente observadas após o método de impregnação pela prata como delgadas linhas negras, ou após o emprego do método do PAS. Quimicamente, são formadas principalmente por colágeno tipo III.

Sistema elástico
É representado por fibras conjuntivas que possuem como proteína principal a elastina.
Camada média de artéria
Por UCLA

Fibras elásticas: São delgadas e não apresentam estriação transversal. Nos cortes histológicos, apresentam-se mal coradas, sendo somente visualizadas quando se agrupam formando lâminas elásticas, como na aorta. São visualizadas através de técnicas especiais, como a coloração seletiva pela orceína, coloração pela resorcina fucsina de Weigert e pelo método do PAF. As cadeias polipeptídicas são ricas em valina e alanina e contêm os animoácidos desmosina e isodesmosina. Ao microscópio eletrônico, observa-se que as fibras elásticas são formadas por microfibrilas associadas à elastina. O aminoácido cisteína é abundante na proteína fibrilar.

Além das fibras elásticas típicas, são descritas na literatura as fibras elaunínicas, primeiramente descritas na pele, e as fibras oxitalânicas, encontradas com menor freqüência no ligamento periodontal. Ao microscópio eletrônico, observa-se que as fibras elaunínicas contêm proporcionalmente muitas microfibrilas organizadas em feixes no interior de pequena quantidade de elastina. As fibras oxitalânicas são constituídas exclusivamente por microfibrilas.

Bibliografia:
ALBERTS, Bruce et al. Fundamentos da Biologia Celular. Porto Alegre, ARTMED, 1999.

DI FIORI, M.S.H.
Atlas de Histologia. 7ª ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan, 1988..

JUNQUEIRA, L.C.U. ; CARNEIRO J.
Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2004.

NETTER, Frank H.
Atlas de anatomia Humana 2ed. Porto alegre: Artmed, 2000; disponibilizada por http://www.auladeanatomia.com/artrologia/coluna.htm acesso em 20set2009 às 21:00.

SCHOOL OF ANATOMY AND HUMAN BIOLOGY – UWA Blue Histology – Blood. Disponível em http://www.lab.anhb.uwa.edu.au/mb140/corepages/blood/blood.htm#Blood 19set2009 às 20:30.

TULANE UNIVERSITY – Atlas disponível em http://tulane.edu/som/index.cfm acesso em 20set2009 às 21:00.

UCLA Connective Tissue disponível em: http://neuromedia.neurobio.ucla.edu/campbell/connective_tissue/wp.htm acesso em 19set2009 às 19:30.

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12 Setembro, 2009

O TRANSPORTE DE HIDROGÊNIOS E OS CARREADORES DE ELÉTRONS

O Hidrogênio é o elemento químico mais abundante no Universo e está envolvido na produção de energia pelas células que, por exemplo, realizam fase clara da fotossíntese e a fosforilação oxidativa.

Através do transporte de Hidrogênio nas reações de oxidação-redução (ou Redox) ocorre o transporte de elétrons, produzindo um gradiente de concentração de prótons, que promove a síntese do ATP (Adenosina Tri-Fosfato).

As reações redox suprem os seres vivos com a maior parte da energia livre de que necessitam, mas nas células elas dependem da atividade dos carreadores de elétrons.


OS CARREADORES DE ELÉTRONS DE OCORRÊNCIA MAIS AMPLA SÃO: NAD+ e FAD

O NAD (Nicotinamida-Adenina-Dinucleotídeo) e FAD (Flavina-Adenina-Dinocleotídeo) são coenzimas de ampla ocorrência que atuam como “carreadores” de íons hidretos (H- = hidrogênio com um próton e dois elétrons), porque possuem sítios reversíveis de redução (veja o FAD na figura ao lado).

O FAD pode aceitar um ou dois elétrons, produzindo a forma semiquinona FADH ou a forma hidroquinona FADH2. Esta molécula recebeu o nome de flavina porque possui uma cor amarelada, que é brilhante na forma oxidada (FAD) e fica pálida na forma reduzida (FADH2).

As funções metabólicas de carreadores de Hidretos, do NAD e do FAD, exigem que eles possam sofrer redução reversível de maneira a receber e transferir elétrons para outro carreador, regenerando-se para participar de novos ciclos de oxidação e redução.


Observação: O ser humano não é capaz de sintetizar a porção FLAVINA da molécula de FAD, por isso deve obtê-la através da dieta consumindo, por exemplo, a RIBOFLAVINA (vitamina B2). A deficiência de riboflavina é muito rara, mas seus sintomas são inflamação da língua, lesões nos cantos da boca e dermatites, que estão associados com desnutrição generalizada ou dietas não-balanceadas.

Reações Redox: Nessas reações os elétrons (H-) passam de um DOADOR (agente redutor) para um ACEPTOR (agente oxidante).

A figura abaixo representa a oxidação do NADH pelo Complexo I ou NADH-Q oxidorredutase, presente na membrana interna da mitocôndria (Wikipedia).
O potencial de redução (medido em volts) determina a ordem de transferência espontânea de elétrons de uma molécula à outra. Por exemplo, o O2 tem 0,295 V; o Citocromo b tem 0,077; o FAD tem 0,0 V e o Oxalacetato tem -0,166 V. Assim, a tendência espontânea é a transferência de elétrons (hidretos) ocorrer no sentido: Oxalacetato → FAD → Citocromo b → Oxigênio.

Os elétrons fluem espontaneamente dos componentes de baixo para os de alto potencial redutor, porém a ausência de enzimas apropriadas pode aumentar muito o tempo em que estas reações acontecem.

As reações de transferência de elétrons tem enorme importância biológica, porque são elas as responsáveis pela alta produção de ATP na CADEIA RESPIRATÓRIA.

Nota: As reações redox são a base da Ecopese, que visa explicar o surgimento da vida na Terra. Nela o ambiente físico desempenha o principal papel, e não os organismos.

Além de dotar o meio ambiente, desde o início, com a proteção contínua de uma camada de ozônio, a presença precoce do oxigênio livre determina o estabelecimento de um fluxo de elétrons que, deixando os componentes redutores da litosfera, cruzam os mares arqueanos, bombeados pela produção fotolítica de oxigênio na atmosfera terrestre.

Este fluxo é mediado e em grande parte canalizado pelas transições redox dos elementos redox-sensíveis na hidrosfera (figura ao lado). Estas interações ambientais de grande escala ocasionam o desenvolvimento de um metabolismo de base geoquímica em um protoplasma planetário (o holoplasma) criando as pré-condições para a evolução gradual da vida organismal.


Questão para fixação: qual a função metabólica das coenzimas reduzidas?

Bibliografia: VOET, D. ; VOET, J. ; PRATT, J.W. Fundamentos de Bioquímica. Porto Alegre, ARTMED, 2000.

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02 Setembro, 2009

Os compostos de Alta Energia.

Os processos físicos irreversíveis e fora do equilíbrio são observados em muitas situações na natureza. A vida é um exemplo disso. Os seres vivos nascem e se desenvolvem a custa do consumo de energia (através da alimentação) e do aumento da entropia (a partir da troca de calor entre o corpo e o ambiente externo). Basta lembrar que nossos corpos estão tipicamente na temperatura de 36º C enquanto o ambiente normalmente está a 25º C. Essa diferença de temperatura é fundamental: se ela não existisse, não haveria como o nosso organismo funcionar.(OLIVEIRA, 2009)

A vida é uma sucessão de processos irreversíveis, por isso ‘anda’ num só sentido e requer contínuos aportes de energia. As reações químicas iniciais de incremento de energia se dão nos processos de ELABORAÇÃO das moléculas orgânicas, realizados pelos PRODUTORES (fotossíntese, quimiolitossíntese). A partir da sua produção, estas moléculas passam a fazer parte dos processos metabólicos (anabolismo e catabolismo), havendo uma tendência a favor das reações com entropia crescente.

A oxidação completa da glicose libera altas quantidades de energia, ou seja, ela é muito EXERGÔNICA, a do palmitato é ainda mais exergônica, veja abaixo:

Se essa grande quantidade de energia fosse liberada de uma vez, causaria estragos na célula e seria perdida para o ambiente. Assim como um aparelho elétrico quando recebe uma voltagem e corrente elétricas muito grandes, queima e o excesso de energia é perdido para o ambiente.

Para resolver esse problema o metabolismo oxidativo ocorre em etapas, de modo que a energia livre pode ser recuperada de forma gerenciável a cada reação exergônica.

A conservação de energia se dá pela síntese de compostos intermediários de alta energia como o ATP:
1ª ligação FOSFODIESTER
2ª e 3ª ligação FOSFOANIDRIDO

Quando um grupo fosfato é transferido para outro composto e as ligações fosfoanidrido são quebradas é liberada energia.

As transferências ocorrem no sentido de moléculas menos energéticas ("morro abaixo"). Quanto mais negativo o valor de energia livre de hidrólise (delta G), mais espontaneamente essa molécula CEDE fosfatos e mais dificilmente recebe fosfatos, ou seja, os valores negativos da energia livre de hidrólise são chamados de POTENCIAL DE TRANSFERÊNCIA DE GRUPOS FOSFATOS.

Quanto mais negativo o valor da variação da energia livre, maior a capacidade desse composto transferir grupos fosfato espontaneamente.


Compare os valores de energia livre de hidrólise do ATP, fosfocreatina e Glicerol 3-fosfato acima. A partir destes dados sabe-se que o ATP recebe espontaneamente grupos fosfato da fosfocreatina e cede espontaneamente seus grupos fosfatos para o Glicerol 3-fosfato, pois nesse sentido as reações são exergônicas com aumento da ENTROPIA.

As reações inversas são endergônicas e precisam ser mediadas por “TRABALHO” enzimático. Nesse caso, há necessidade de associar reações de biossíntese (anabolismo) com reações de degradação (catabolismo) para transferir energia. Um caso em que isso não se verifica é a fase iluminada da fotossíntese, onde a energia é obtida diretamente da LUZ.

Para melhor compreensão pensemos num botijão de gás. Ele tem maior energia e menor entropia que o ambiente, uma vez que o GLP está no estado líquido, assim, pode liberar espontaneamente seu conteúdo para o meio externo, onde há maior entropia. No caso oposto, para a colocação do gás dentro de um botijão é necessário realizar um trabalho e consumir energia, porém o gás que foi liberado para o ambiente não poderá mais ser recuperado porque atinge altíssimos níveis de entropia. Desse modo, o enchimento do botijão também dependerá da disponibilidade de reservas de gás natural ou da sua produção no beneficiamento do petróleo.

O que é uma ligação de alta energia?

Uma ligação cuja hidrólise é acompanhada de valores de energia livre altamente negativos, ou seja, maiores do que -25 kj.mol-1 é denominada LIGAÇÃO DE ALTA ENERGIA ou LIGAÇÃO RICA EM ENERGIA, simbolizada pelo til (~). Assim o ATP pode ser representado como:

AR-P~P~P
Onde: A é adenosina, R de ribose e P de fosfato. A ligação fosfodiéster é representada pelo traço (-) e as ligações fosfoanidrido pelo til (~).

Observação: os valores padrão da variação da energia livre de hidrólise, obtidos em laboratório, nunca ocorrem nos organismos vivos, mas como é muito difícil calcular as concentrações de uma substância química dentro de uma célula, esses valores para as reações in vivo são meras estimativas.

Porém, sabe-se que alguns elementos em altas concentrações alteram a variação da energia livre, por exemplo, altas concentrações de dos íons Mg²+ neutralizam as cargas negativas dos grupos fosfatos fazendo com que a hidrólise do ATP seja menos exergônica, ou seja, libere menos energia!

Alterações no pH também alteram as energias livres, assim sendo, algumas reações deixam de ocorrer em certos valores de pH, dessa forma, os microambientes das organelas celulares, os quais apresentam valores de pH diferentes do citoplasma celular, permitem que algumas reações ocorram apenas no seu interior. Outro exemplo prático é a ação das enzimas digestivas do pâncreas que necessitam de pH ácido para reagirem com seus substratos.

REAÇÕES ACOPLADAS: As reações exergônicas podem ocorrer acopladas às endergônicas para permitir que ocorram até se completarem. Nesse sentido, uma reação altamente EXERGÔNICA ‘força’ ou ‘impulsiona’ uma reação ENDERGÔNICA e as duas são consideradas acopladas se houver um INTERMEDIÁRIO comum. Veja o exemplo abaixo onde o intermediário comum é D.Hidrólise do ATP: No ATP as ligações fosfoanidras são estáveis, por isso a sua hidrólise ocorre espontaneamente de forma lenta, mas, na presença de enzimas apropriadas, ocorre rapidamente liberando grande quantidade de energia livre. Ou seja, num sistema vivo, uma reação termodinamicamente favorável pode não ocorrer na ausência de uma enzima específica que atue como catalisador.

O ATP é continuamente hidrolisado e regenerado! As células não conseguem armazenar ‘estoques’ do ATP, por isso necessitam de contínuos aportes de O2.

Tipos de clivagem:



1- A maioria das reações com o ATP produzem ADP + Pi (clivagem de ortofosfato).

2- Porém em algumas reações o ATP é quebrado em AMP + PPi (clivagem de pirofosfato), consumindo duas ligações de alta energia. Logo que é liberado o PPi é hidrolisado por uma pirofosfatase (essa reação é altamente exergônica).

São exemplos de clivagem de pirofosfato a ligação dos tRNA aos aminoácidos e a biossíntese de ácidos nucléicos a partir dos nucleosídeos trifosfatos (ATP, GTP, UTP, CTP, TTP).

OUTROS COMPOSTOS FOSFORILADOS
O fluxo de energia entre os compostos fosfatados ocorre de cima para baixo, ou seja, o ATP recebe P dos compostos de ‘alta energia’ e transfere para os de ‘baixa energia’. Estas reações de transferência são catalisadas por enzimas conhecidas como CINASES (pronuncia-se: kinases).

Curiosidades:

1- A fosfocreatina fornece uma reserva de alta energia para formação de ATP.
As células musculares e nervosas, que possuem uma elevada reciclagem de ATP, dependem de fosfoguanidinas para regenerarem o ATP rapidamente. Nos vertebrados, a fosfocreatina é sintetizada pela fosforilação reversível da creatina pelo ATP, mediada pela creatina-cinase.

Dessa maneira, quando a célula está em repouso e a concentração de ATP é relativamente alta e se forma fosfocreatina, mas quando a atividade metabólica da célula cresce a fosfocreatina é hidrolisada para formação de ATP. Assim, a fosfocreatina funciona como um tampão de ATP nas células que possuem creatina-cinase. Em alguns invertebrados, como as lagostas, a fosfoarginina exerce a mesma função.

Na prática em que isso redunda?
Os músculos conseguem “armazenar” e disponibilizar energia para mudanças rápidas nas taxas de metabolismo, ou seja, uma célula muscular consegue passar de um estado de baixa para outro de muito alta atividade rapidamente, até que outros mecanismos entrem em ação para suprir as necessidades de ATP. Logicamente este processo tem seus limites e exames de níveis de creatina são usados para medir predisposições a ataques cardíacos.

2- Todos os nucleotídeos-trifosfatos (ATP, GTP, CTP, UTP, CTP, TTP) são formados a partir do ATP + o respectivo NDP (nucleotídeo-difosfato), em reações catalisada pela enzima NUCLEOTÍDEO-DIFOSFATO-CINASE, nas reações gerais:
3- A interconversão entre as forma ATP, ADP e AMP é mediada pela ADENILATO-CINASE. Assim, quando há acúmulo de AMP ele é convertido em ADP, que pode ser usado para síntese de ATP.

4- Como surgiu a vida num mundo abiótico onde o Fosfato era escasso? Sugere-se que nos primórdios da vida outros compostos tenham sido utilizados. Um dos candidatos a composto de alta energia primordial é os TIOÉSTERES (compostos com S), pois estão presentes nas vias metabólicas centrais de todos os organismos vivos conhecidos. Outro indício é o fato dos tioésteres estarem envolvido na produção de ATP em reações independentes da fosforilação oxidativa, indicando que provavelmente apareceram antes na evolução.
Exemplos de tioésteres são: Acetil-coenzima A (acetil-CoA) e a Succinil-CoA.

Referências:

OLIVEIRA, Adilson A. J. Overdose de informação. Blog: Por dentro da Ciência, disponível em http://pordentrodaciencia.blogspot.com/2009/08/overdose-de-informacao.html

VOET, D. ; VOET, J. ; PRATT, J.W. Fundamentos de Bioquímica. Porto Alegre, ARTMED, 2000.

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29 Agosto, 2009

Generalidades sobre o núcleo celular

O núcleo é uma organela típica das células eucarióticas. Ele está delimitado por duas unidades de membranas concêntricas, as quais formam a carioteca. Pode ser considerado como o depósito das informações hereditárias na célula, porque no seu interior há uma cariolinfa na qual se encontram as moléculas de DNA associadas às proteínas histônicas formando os cromossomos.

A membrana interna da carioteca está associada a fibras protéicas de esqueleto celular, as quais constituem a lâmina nuclear (veja o Esquema de Poro Nuclear). Nessa lâmina há locais onde os cromossomos se ligam. Essa ligação é específica para cada cromossomo, indicando que sua localização no núcleo não é ao acaso. Além disso, essa ligação dos cromossomos à lâmina basal da carioteca é essencial para realizarem sua autoduplicação.

Outra característica da carioteca é a presença de poros, que se organizam numa estrutura chamada de complexo do poro, cuja função é o transporte seletivo de moléculas para dentro e para fora do núcleo. Nos poros há uma continuidade entre as duas membranas que formam a carioteca. A presença dos poros é essencial para o transporte de certas moléculas, por exemplo, os ions entram no núcleo somente pelos poros, pois as membranas que formam a carioteca são impermeáveis a moléculas carregadas. As moléculas maiores são transportadas ativamente pelos poros, necessitando de energia fornecida pelo ATP (Adenosina-Tri-Fosfato).

O núcleo é, normalmente, a organela mais proeminente da célula eucariótica animal e, em geral, se cora mais intensamente do que o citoplasma. Em preparados histológicos sua coloração não é homogênea, apresentando locais com maior pigmentação (heterocromatina) e outros locais menos corados (eucromatina). Além disso, ele apresenta um ou mais nucléolos que aparecem com coloração mais intensa. Os nucléolos são regiões de síntese do RNA-ribossômico.


CROMOSSOMO X CROMATINA

O termo cromossomo foi, inicialmente, criado para designar o estado mais condensado destas estruturas formadas pela associação entre DNA e Histonas. Ou seja, chamavam-se cromossomos penas as estruturas que se tornavam visíveis ao microscópio óptico nas células em divisão, momento em que estão altamente condensados e duplicados.

Nas células que não estão se dividindo o material genético se apresenta na sua forma distendida, que era designada como Cromatina. Porém, atualmente, costuma-se utilizar o termo cromossomo para referência a associação entre DNA e histonas, em qualquer dos seus estágios: tanto na forma tradicional condensada, quanto distendida, quando eles não podem ser individualizados ao microscópio ótico.

Além dos cromossomos se encontram no núcleo uma série de outras moléculas orgânicas como hormônios, proteínas, enzimas e nucleotídeos intimamente relacionados com as atividades dos cromossomos, tais como: transcrição, regulação gênica, duplicação e reparo do DNA. Também se observam as moléculas de RNA, que são formadas no núcleo e exportadas para o citoplasma da célula, onde desempenham suas funções na síntese de proteínas.

Referência bibliográfica:
JUNQUEIRA, Luiz C ; CARNEIRO José. Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2004.

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25 Agosto, 2009

TECIDOS EPITELIAIS

Fig. 1- Epitélio de Revestimento da Bexiga - ET (PUCRS)
O que significa o termo Epitélio?
Tellus (do latim) significa terra, o pavimento do edifício e Epi é um prefixo para designar o que está encima. Historicamente, o corpo tem sido relacionado à "terra": "do pó viemos e ao pó voltaremos ...". Logo, epitélio é o revestimento dos órgãos do corpo.

O papel básico dos epitélios é o de revestir órgãos ou cavidades do organismo, podendo atuar como uma barreia ou realizando complexas atividades bioquímicas, tais como: secreção de produtos especializados (exemplos: hormônios, muco, leite, lágrimas); absorção de nutrientes; detecção de sinais (exemplos: células fotorreceptoras dos olhos e células ciliadas dos ouvidos).

Existem mais de 200 tipos de células diferentes no corpo de um vertebrado. Elas estão, na sua maioria, organizadas em epitélios.

Os epitélios são constituídos por células geralmente poliédricas, justapostas entre as quais há pouca substância intercelular. Em alguns casos a camada se apresenta com muitas células, o que a torna espessa e estratificada, como ocorre na pele. Em outros casos eles se apresentam como uma camada única ou simples, como o revestimento do intestino e estômago.

Fig. 2: Epitélio do intestino delgado: 1- borda estriada; 2- núcleos;
3- células caliciformes. (UERJ)

As células dos epitélios podem ser altas (chamadas de colunares, cilíndricas ou prismáticas, fig. 2), cúbicas ou achatadas (chamadas de pavimentosas ou escamosas).

As células epiteliais devem criar barreiras nos organismos multicelulares, para isso, a manutenção da união entre as células epiteliais requer um conjunto de estruturas de membrana especializadas em adesão celular (fig 3).

Fig 3- Estruturas de adesão (UCP)

Tais barreiras desempenham o mesmo papel da membrana plasmática dos unicelulares. Ou seja, os epitélios mantem algumas moléculas no interior e outras no exterior; absorvem nutrientes; exportam metabólitos; captam sinais ambientais; protegem o organismo da invasão por microorganismos e evitam a perda de líquidos.

A grande diversidade dos epitélios se deve, em parte, à sua origem embrionária, pois os epitélios se originam a partir dos três folhetos embrionários (ectoderma, mesoderma e endoderme).

Origem ectodérmica – epiderme, epitélio do nariz, epitélio da boca, glândulas sebáceas, glândulas mamárias, glândulas salivares.

Origem mesodérmica – endotélio (vasos sangüíneos), epitélio do sistema urogenital (menos a bexiga), epitélio das membranas que envolvem órgãos (serosa intestinal, pleura, pericárdio, etc).

Origem endodérmica – epitélio que reveste a luz do tubo digestório, a árvore respiratória, o fígado e o pâncreas, epitélio da bexiga urinária, glândulas tireóide e paratireóide.

A larga distribuição dos epitélios no nosso organismo, em órgãos com as mais diferentes funções, explica o porque da variada morfologia e fisiologia dos tecidos epiteliais, bem como sua múltipla origem embrionária.

Apesar de sua morfologia e funções variadas os tecidos epiteliais apresentam várias características básicas comuns.

1
. Forma das células: variam de achatas a prismáticas, com todas as formas intermediárias.

2. Forma dos núcleos:
variam de esféricos até elípticos, com formas intermediárias. A partir da forma do núcleo é possível se identificar a forma das células. O eixo maior dos núcleos sempre acompanha o eixo maior das células.

3. Ausência de substância intersticial:
com exceção de uma camada muito delgada de glicocálix, não existe substância intersticial entre elas. Isto contrasta com a maioria dos outros tecidos do corpo, onde as células se encontram separadas por uma quantidade variável de fibras e matriz intercelular.

4. Presença de lâmina basal (fig. 3): quase todos os epitélios apresentam na sua superfície de contato com o tecido conjuntivo, uma estrutura biológica não celular denominada lâmina basal. Sua espessura é variável, mas ela não representa uma barreira na troca de substâncias, seu principal papel é dar maior resistência e aderência ao tecido epitelial.

5. Inexistência de vasos sangüíneos: todos os tecidos epiteliais são avascularizados, recebendo oxigênio, nutrientes e outras substâncias por difusão através do tecido conjuntivo e da lâmina basal.

6. Coesão entre as células (fig. 3): as células epiteliais apresentam uma intensa adesão mútua e, para separá-las, são necessárias forças mecânicas relativamente grandes. Esta adesão é tanto maior quanto mais o epitélio for sujeito a fortes trações. Além das estruturas envolvidas a presença do íon cálcio é fundamental para adesão entre as células.

7. Polaridade das células: a maioria das células epiteliais apresenta uma estrutura diferente, conforme observamos a porção do citoplasma que está acima ou abaixo do núcleo. Convencionou-se chamar de pólo basal a região que está entre o núcleo e a membrana basal e de pólo apical, a região oposta.

8. Especializações da membrana apical (Fig 2): em diferentes tecidos encontram-se: microvilosidades; cílios, flagelos, estereocílios.

CASSIFICAÇÃO DOS EPITÉLIOS

1. Quanto à forma das células:
pavimentoso, cúbico ou prismático.
2. Quanto à quantidade de camadas: simples ou estratificado.
3. Epitélios glandulares: os epitélios que formam as glândulas.

TIPOS DE EPITÉLIOS
Epitélios simples:
1- Epitélio simples pavimentoso - exemplos de localização: endotélios dos vasos e mesotélios das cavidades naturais (pleura, peritônio e pericárdio).
2- Epitélio cúbico simples - exemplos de localização: superfície do ovário, túbulos renais (Fig 4).
3- Epitélio cilíndrico simples - exemplos de localização: revestimento do intestino (Fig. 2), do estômago.
4- Epitélio pseudo-estratificado- exemplos de localização: revestimento das vias respiratórias (Fig. 5).

Fig. 4 - Epitélio de revestimento dos túbulos renais - seta (UFBP)

Fig 5 - Epitélio de revestimento da traqueia (UFRJ)
Epitélios estratificados:
Sua classificação baseia-se na forma das células das camadas mais superficiais.
1- Epitélio estratificado pavimentoso (Fig.6): encontrado principalmente na pele, onde se nota que as células vão se achatando à medida que se aproximam da superfície. Também presente na língua e esôfago.
2- Epitélio estratificado prismático: com distribuição reduzida é observado na conjuntiva do olho humano.
3- Epitélio estratificado de transição (Fig. 1): reveste internamente a bexiga, caracteriza-se por suas células superficiais não serem nem prismáticas nem pavimentosas, mas globosas. Neste epitélio o número de camadas e a forma das células superficiais variam conforme o órgão esteja distendido ou não.

Fig. 6 - Corte de língua: 1- epitélio; 2 conjuntivo (ICB2- UFG)

ALGUNS TERMOS ESPECÍFICOS

1- Membranas mucosas: Termo usado para designar o conjunto de epitélio mais tecido conjuntivo que reveste cavidades úmidas como a boca, bexiga, intestinos e outras, em contraste com a pele que é seca. O tecido conjuntivo que constitui as membranas mucosas recebe o nome de lâmina própria ou córion.

2- Neuroepitélios: constituídos por células epiteliais com função sensorial, são encontrados nos órgãos de audição, olfação e gustação.

3- Epitélios glandulares: são aqueles constituídos por células que apresentam atividade característica de secreção. A natureza das secreções é variável podendo se constituir de proteínas, lipídios ou complexos de carboidratos e proteínas. No caso das glândulas mamárias todas as três substâncias são secretadas. Há glândulas unicelulares (intestino e árvore respiratória) e multicelulares (salivares, sudoríparas, sebáceas, mamárias, etc). As glândulas originam-se sempre dos epitélios de revestimento.

4- Lâmina própria: os epitélios mucosos repousam sempre sobre uma camada de tecido conjuntivo ricamente vascularizada, chamada lâmina própria (a ligação entre a lâmina própria e os epitélios, como já vimos se chama lâmina basal). A lâmina própria serve de apoio aos epitélios mucosos e os prende aos tecidos vizinhos.

5- Papilas: Muitas vezes se observam evaginações da lâmina própria aumentando a superfície de contato e a adesão, estas evaginações são chamadas de papilas. Na língua e pele as papilas são freqüentes.

6- Inervação: todos os epitélios recebem terminações nervosas livres que, às vezes, formam uma rica rede intra-epitelial

Nota: Os links das imagens disponibilizadas na Internet constam nas legendas das respectivas figuras.

Bibliografia:

ALBERTS, Bruce et al. Fundamentos da Biologia Celular. Porto Alegre, ARTMED, 1999.

DI FIORI, M.S.H. 1988. Atlas de Histologia. 7ª ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan AS 229p.

JUNQUEIRA, L.C.U. ; CARNEIRO J. Histologia Básica. 10ª ed. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 2004.

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