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BIOLOGIA
BIOLOGIA
De acordo com a organização estrutural, as células são divididas em:
- Células Procariontes
- Células Eucariontes
1. ESTRUTURA E
FISIOLOGIA CELULAR.
Células Procariontes
As células procariontes ou procarióticas, também chamadas de
protocélulas, são muito diferentes das eucariontes. A sua principal
característica é a ausência de carioteca individualizando o núcleo
celular, pela ausência de algumas organelas e pelo pequeno tamanho que se acredita que se deve ao fato de não possuírem compartimentos membranosos originados por evaginação ou invaginação.
Também possuem DNA na forma de um anel não-associado a proteínas (como acontece nas células eucarióticas, nas quais o DNA
se dispõe em filamentos espiralados e associados à histonas). Estas
células são desprovidas de mitocôndrias, plastídeos, complexo de
Golgi, retículo endoplasmático e sobretudo cariomembrana o que
faz com que o DNA fique disperso no citoplasma. A este grupo
pertencem seres unicelulares ou coloniais:
- Bactérias
- Cianofitas (algas cianofíceas, algas azuis ou ainda Cyanobacteria)
- PPLO (“pleuro-pneumonia like organisms”) ou Micoplasmas
Antiga citologia, a biologia celular estuda as células, seus
componentes e funções.
Os seres vivos podem apresentar o corpo formado por uma ou
mais células, sendo, respectivamente, chamados de unicelulares e
pluricelulares. Quanto à estrutura celular eles podem ser classificados em eucariontes e procariontes. Os eucariontes apresentam
células constituídas por três partes fundamentais: membrana, citoplasma e núcleo, e compreendem a quase totalidade dos organismos. Os procariontes não apresentam um núcleo típico e são
representados por bactérias e cianofíceas.
A teoria celular afirma que todos os seres vivos são constituídos por células e produtos resultantes das atividades celulares.
Portanto, a célula representa a unidade estrutural e funcional dos
seres vivos, da mesma forma que o átomo é a unidade fundamental
dos compostos químicos.
O ciclo celular é um processo que ocorre nas células para
seu crescimento e divisão; ele mostra, como se fosse um relógio,
em que situação a célula se encontra no organismo. É dividido
tecnicamente em dois momentos, a interfase, período em que a
célula não está se dividindo, e a divisão celular propriamente dita,
a mitose. A interfase é a fase mais duradoura do ciclo, ocupando
em média 90% do tempo deste ciclo. Já a mitose é a parte mais
curta, ficando em média com 10% do tempo de duração do ciclo
celular.
A mitose, processo em que a célula se divide uma vez só,
consequentemente formando duas células-filhas geneticamente
idênticas, num processo que permite o crescimento e regeneração
de tecidos.
A meiose é outro tipo de divisão, em que uma célula se
divide duas vezes, formando assim quatro células-filhas com
metade do equipamento genético da célula-mãe. Dessa forma,
a meiose é uma divisão sempre associada à reprodução dos
organismos, possibilitando a formação de gametas nos animais:
espermatozoides e óvulos.
Células Incompletas
As bactérias dos grupos das rickettsias e das clamídias são
muito pequenas, sendo denominadas células incompletas por não
apresentarem capacidade de auto-duplicação independente da colaboração de outras células, isto é, só proliferarem no interior de
outras células completas, sendo, portanto, parasitas intracelulares
obrigatórios. Diferente dos vírus por apresentarem:
- conjuntamente DNA e RNA;
- parte da máquina de síntese celular necessária para reproduzirem-se;
- uma membrana semipermeável, através da qual realizam as
trocas com o meio envolvente.
Obs.: já foram encontrados vírus com DNA, adenovirus, e
RNA, retrovírus, no entanto são raros, os vírus que possuem DNA
e RNA simultaneamente.
Célula Procariótica e Eucariótica
Células Eucariontes
Características Gerais dos Seres Vivos
As células eucariontes ou eucarióticas, também chamadas
de eucélulas, são mais complexas que as procariontes. Possuem
membrana nuclear individualizada e vários tipos de organelas. A
maioria dos animais e plantas a que estamos habituados são dotados deste tipo de células. É altamente provável que estas células
tenham surgido por um processo de aperfeiçoamento contínuo das
células procariontes. Não é possível avaliar com precisão quanto
tempo a célula «primitiva» levou para sofrer aperfeiçoamentos na
sua estrutura até originar o modelo que hoje se repete na imensa
maioria das células, mas é provável que tenha demorado muitos
milhões de anos. Acredita-se que a célula «primitiva» tivesse sido
bem pequena e para que sua fisiologia estivesse melhor adequada
à relação tamanho × funcionamento era necessário que crescesse.
Para ser considerado um ser vivo, esse tem que apresentar certas características:
- Ser constituído de célula;
- buscar energia para sobreviver;
- responder a estímulos do meio;
- se reproduzir;
- evoluir.
De acordo com o número de células podem ser divididas em:
- Unicelulares - Bactérias, cianofitas, protozoários, algas unicelulares e leveduras.
- Pluricelulares - os demais seres vivos.
Didatismo e Conhecimento
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Acredita-se que a membrana da célula “primitiva” tenha emitido internamente prolongamentos ou invaginações da sua superfície, os quais se multiplicaram, adquiriram complexidade crescente, conglomeraram-se ao redor do bloco inicial até o ponto de
formarem a intrincada malha do retículo endoplasmático. Dali ela
teria sofrido outros processos de dobramentos e originou outras
estruturas intracelulares como o complexo de Golgi, vacúolos, lisossomos e outras. Quanto aos cloroplastos (e outros plastídeos) e
mitocôndrias, atualmente há uma corrente de cientistas que acreditam que a melhor teoria que explica a existência destes orgânulos é
a Teoria da Endossimbiose, segundo a qual um ser com uma célula
maior possuía dentro de si uma célula menor, mas com melhores
características, fornecendo um refúgio à menor e esta a capacidade
de fotossintetizar ou de sintetizar proteínas com interesse para a
outra.
5- Ergastoplasma ou Retículo endoplasmático rugoso (RER):
transporte de proteínas ( há ribossomos grudados nele )
6- Complexo de Golgi armazena e libera as proteínas
7- Microtúbulos
8- Retículo Endoplasmático Liso: transporte de proteínas
9- Mitocôndrias Respiração
10- Vacúolo: existem em célula animal, porém são muito
maiores na célula vegetal, serve como reserva energética
11- Citoplasma
12- Lisossomas: digestão
13- Centríolos: divisão celular
A célula vegetal: A célula vegetal é semelhante à célula animal
mas contém algumas peculiaridades como a parede celular e os
cloroplastos. Está dividida em: Componentes protoplasmáticos
que são um composto de organelas celulares e outras estruturas
que sejam ativas no metabolismo celular. Inclui o núcleo,
retículo endoplasmático, citoplasma, ribossomos, complexo de
Golgi, mitocôndrias, lisossomos e plastos e componentes não
protoplasmáticos são os resíduos do metabolismo celular ou
substâncias de armazenamento. Inclui vacúolos, parede celular e
substâncias ergástricas.
Os níveis de organização das Células Eucariotas
Nesse grupo encontram-se:
- Células Vegetais (com cloroplastos e com parede celular;
normalmente, apenas, um grande vacúolo central)
- Células Animais (sem cloroplastos e sem parede celular; vários pequenos vacúolos)
Vacúolo: É uma cavidade delimitada por uma membrana
(tonoplasto) e contém o suco celular que é composto de substâncias
ergástricas e algumas em células podem conter pigmentos como
as flavonas e antocianinas. Células jovens geralmente têm vários
vacúolos pequenos que ao longo de seu desenvolvimento se
fundem em um mega vacúolo. Eles atuam na regulação osmótica
expulsando água da célula ou podem se fundir aos lisossomos e
participar do processo de digestão intracelular. Origina-se do
complexo de golgi.
Componentes Morfológicos das Células
Célula Animal
A palavra célula foi usada pela 1° vez em 1665, pelo inglês
Robert Hooke(1635-1703). Com um microscópio muito simples
ele observou pedaços de cortiça, e ele percebeu que ela era
formada por compartimentos vazios que ele chamou de células.
Célula animal é uma célula que se pode encontrar nos animais e
que se distingue da célula vegetal pela ausência de parede celular e
de plastos.Possui flagelo, o que não é comum nas células vegetais.
- Célula Animal (sem cloroplastos e sem parede celular; vários
pequenos vacúolos)
Substâncias Ergástricas: São substâncias de reserva ou
resíduos, produtos, do metabolismo celular.
- Amido: são partículas sólidas com formas variadas, pode ser
encontrado no cloroplasto ou no leucoplasto. Formam grãos com
muitas camadas centradas em um ponto chamado hilo.
- Proteína: as proteínas ergástricas são material de reserva e
se apresentam no endosperma de muitas sementes em forma de
grãos de aleurona.
- Lipídios: pode ocorrer em forma de óleo ou gordura se for
para armazenamento ou em forma de terpenos que são produtos
finais como óleos essenciais e resinas.
- Taninos: um grupo de compostos fenólicos que podem ficar
em vários órgãos vegetais (se acumulam no vacúolos) e podem
impregnar a parede celular
Plasto: É originado do protoplastídeo e tem configurações
diferentes, com várias especialidades: Cloroplastos, são plastos
de clorofila, responsável pela fotossíntese. Só são encontrados em
células expostas à luz. É formado por uma membrana externa e
uma interna que sofre invaginações formando sacos empilhados,
os tilacoides. Alguns se dispõem uns sobre os outros formando
uma pilha chamada granum (plural = grana). A matriz interna é
chamada de estroma e pode conter granululos de amido espalhados
por ele. São derivados dos cromoplastos. Cloroplastos possuem
seu próprio DNA e ribossomos, são relativamente independentes
do resto da célula (principalmente do núcleo). Cromoplastos: são
Metabolismo -Orgânulos:
1- Nucléolo: armazena carga genética
2- Núcleo celular: cromossomos do DNA
3- Ribossomos: faz a síntese de Proteínas
4- Vesículas
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plastos coloridos (contém pigmentos) de estrutura irregular que
dão origem aos cloroplastos. Seus principais pigmentos são os
carotenoides (coloração da cenoura) e xantofilas que dão coloração
para flores e frutos. Leucoplastos: São incolores e servem para
acumular substâncias diversas como proteínas, amidos e lipídios.
Dependendo da substância que acumulam, recebem nomes
diferentes: oleoplastos, proteoplastos, amiloplastos, etc.
Ele imaginou que o núcleo era uma espécie de “semente” da
célula. O núcleo é a maior estrutura da célula animal e abriga os
cromossomos. Cada cromossomo contém vários genes, o material
genético que comanda as atividades celulares. Por isso, dizemos
que o núcleo é o portador dos fatores hereditários (transmitidos de
pais para filhos) e o regulador das atividades metabólicas da célula.
É o “centro vital” da célula. Envoltório nuclear - É a membrana que
envolve o conteúdo do núcleo, ela é dotada de numerosos poros,
que permitem a troca de substâncias entre o núcleo e o citoplasma.
De maneira geral, quanto mais intensa é a atividade celular, maior
é o número de poros na carioteca.
Nucleoplasma - É o material gelatinoso que preenche o
espaço interno do núcleo.
Nucléolo - Corpúsculo arredondado e não membranoso que
se acha imerso na cariolinfa. Cada filamento contém inúmeros
genes. Numa célula em divisão, os longos e finos filamentos de
cromatina tornam-se mais curtos e mais grossos: passam, então,
a ser chamados cromossomos. Os cromossomos são responsáveis
pela transmissão dos caracteres hereditários.
Funções das Estruturas Celulares
Organelas Celulares
Os ribossomos e a produção de proteínas: As células
produzem diversas substâncias necessárias ao organismo. Entre
essas substâncias destacam-se as proteínas. Os ribossomos
são organelas não membranosas, responsáveis pela produção
(síntese) de proteínas nas células. Eles tanto aparecem isolados no
citoplasma, como aderidos ao retículo endoplasmático.
O retículo endoplasmático e a distribuição de substâncias:
Essa organela é constituída por um sistema de canais e bolsas
achatadas. Apresenta várias funções, dentre as quais facilitar o
transporte e a distribuição de substâncias no interior da célula.
As membranas do retículo endoplasmático podem ou não conter
ribossomos aderidos em sua superfície externa. A presença dos
ribossomos confere à membrana do retículo endoplasmático uma
aparência granulosa; na ausência dos ribossomos, a membrana
exibe um aspecto liso ou não-granulosos.
O núcleo celular
O pesquisador escocês Robert Brown (1773- 1858) é
considerado o descobridor do núcleo celular.
Embora muitos citologistas anteriores a ele já tivessem
observados núcleos, não haviam compreendido a enorme
importância dessas estruturas para a vida das células. O grande
mérito de Brown foi justamente reconhecer o núcleo como
componente fundamental das células.
O nome que ele escolheu expressa essa convicção: a palavra
“núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown
imaginou que o núcleo fosse a semente da célula, por analogia
aos frutos.
O complexo de golgi e o armazenamento das proteínas: É
a organela celular que armazena parte das proteínas produzidas
numa célula, entre outras funções. Essas proteínas poderão então
ser usadas posteriormente pelo organismo.
Os lisossomos e a digestão celular: São organelas que contêm
substâncias necessárias à digestão celular. Quando a célula engloba
uma partícula alimentar que precisa ser digerida, os lisossomos se
dirigem até ela e liberam o suco digestório que contêm.
Fagocitose e pinocitose: Imagine um glóbulo branco do
nosso corpo diante de uma bactéria invasora que ele irá destruir. A
bactéria é grande demais para simplesmente atravessar a membrana
plasmática do glóbulo. Nesse caso, a membrana plasmática emite
expansões que vão envolvendo a bactéria. Essas expansões acabam
se fundindo e a bactéria é finalmente englobada e carregada para o
interior da célula. A esse fenômeno de englobamento de partículas
dá-se o nome de fagocitose. Caso a célula englobe uma partícula
líquida, o fenômeno é chamado pinocitose e, nesse caso, não se
forma as expansões típicas da fagocitose.
Os centríolos e a divisão celular: Os centríolos são estruturas
cilíndricas formadas por microtúbulos (tubos microscópicos).
Essas organelas participam da divisão celular, “orientando”
o deslocamento dos cromossomos durante esse processo.
Geralmente cada célula apresenta um par de centríolos dispostos
perpendicularmente.
Hoje, sabemos que o núcleo é o centro de controle das
atividades celulares e o “arquivo” das informações hereditárias,
que a célula transmite às suas filhas ao se reproduzir.
O núcleo da célula: O botânico escocês Robert Brown (1773 1858) verificou que as células possuíam um corpúsculo geralmente
arredondado, que ele chamos de núcleo (do grego nux: ‘semente’).
A membrana celular presente nas células eucariontes, mas
ausente nas procariontes.
Didatismo e Conhecimento
Células eucariontes e procariontes
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Na célula eucarionte, o material hereditário está separado
do citoplasma por uma membrana – a carioteca – enquanto na
célula procarionte o material hereditário se encontra mergulhado
diretamente no líquido citoplasmático.
Os componentes do núcleo
O núcleo das células que não estão em processo de divisão
apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca
ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico.
A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa
filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais
corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou
nucleoplasma).
A face interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, uma
rede de proteínas que lhe dá sustentação. A lâmina nuclear participa
da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos que
ocorrem durante a divisão celular.
A carioteca
A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro,
caixa) é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas
cuja organização molecular é semelhante as demais membranas
celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito espaço,
chamado cavidade perinuclear. A face externa da carioteca, em
algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e,
muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície.
Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma
continuação do espaço interno do retículo endoplasmático.
A cromatina
A cromatina (do grego chromatos, cor) é um conjunto de fios,
cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada
a moléculas de histonas, um tipo especial de proteína. Esses fios
são os cromossomos. Quando se observam núcleos corados ao
microscópio óptico, nota-se que certas regiões da cromatina se
coram mais intensamente do que outras. Os antigos citologistas já
haviam observados esse fato e imaginado, acertadamente, que as
regiões mais coradas correspondiam a porções dos cromossomos
mais enroladas, ou mais condensadas, do que outras. Para
assinalar diferenças entre os tipos de cromatina, foi criado o
termo heterocromatina (do grego heteros, diferente), que se refere
à cromatina mais densamente enrolada. O restante do material
cromossômico, de consistência mais frouxa, foi denominado
eucromatina (do grego eu, verdadeiro).
Poros da carioteca
A carioteca é perfurada por milhares de poros, através das
quais determinadas substâncias entram e saem do núcleo. Os
poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro
existe uma complexa estrutura proteica que funciona como uma
válvula, abrindo-se para dar passagem a determinadas moléculas e
fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a
entrada e a saída de substâncias.
Didatismo e Conhecimento
Diferentes níveis de condensação do DNA.
(1) Cadeia simples de DNA.
(2) Filamento de cromatina (DNA com histonas).
(3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros.
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(4) Cromatina condensada em prófase. (Existem agora duas
cópias da molécula de DNA)
(5) Cromossoma em metáfase
Centrômero e cromátides
Na célula que está em processo de divisão, cada cromossomo
condensado aparece como um par de bastões unidos em um
determinado ponto, o centrômero. Essas duas “metades”
cromossômicas, denominadas cromátides-irmãs são idênticas e
surgem da duplicação do filamento cromossômico original, que
ocorre na interfase, pouco antes de a divisão celular se iniciar.
Durante o processo de divisão celular, as cromátides-irmãs se
separam: cada cromátide migra para uma das células-filhas
que se formam. O centrômero fica localizado em uma região
heterocromática, portanto em uma constrição que contém o
centrômero é chamada constrição primária, e todas as outras que
porventura existam são chamadas constrições secundárias.
Constituição química e arquitetura dos cromossomos
Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma
árdua tarefa que mobilizou centenas de cientistas e muitos
anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser
identificado foi o ácido desoxirribonucleico, o DNA. Em 1924,
o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica
especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um
dos principais componentes dos cromossomos. Alguns anos mais
tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas
denominadas histonas.
Cromossomos da célula em divisão
Quando a célula vai se dividir, o núcleo e os cromossomos
passam por grandes modificações. Os preparativos para a
divisão celular têm inicio com a condensação dos cromossomos,
que começam a se enrolar sobre si mesmos, tornando-se
progressivamente mais curtos e grossos, até assumirem o aspecto
de bastões compactos.
As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são
chamadas braços cromossômicos. A relação de tamanho entre os
braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero,
permite classificar os cromossomos em quatro tipos:
- metacêntrico: possuem o centrômero no meio, formando
dois braços de mesmo tamanho;
- submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco
deslocado da região mediana, formando dois braços de tamanhos
desiguais;
- acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a
uma das extremidades, formando um braço grande e outro muito
pequeno;
- telocêntricos: possuem o centrômero em um das
extremidades, tendo apenas um braço.
Constrições cromossômicas
Durante a condensação cromossômica, as regiões eucromáticas
se enrolam mais frouxamente do que as heterocromáticas, que
estão condensadas mesmo durante a interfase. No cromossomo
condensado, as heterocromatinas, devido a esse alto grau de
empacotamento, aparecem como regiões “estranguladas” do
bastão cromossômico, chamadas constrições.
Didatismo e Conhecimento
5
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Após a iniciativa do National Institutes of Health (NIH) dos
Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o mundo se
uniram à tarefa de sequenciar, um a um, os genes que codificam as
proteínas do corpo humano e também aquelas sequências de DNA
que não são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento
também participaram do empreendimento com o objetivo de
formar mão-de-obra qualificada em genômica.
Para o sequenciamento de um gene, é necessário que ele
seja antes amplificado numa reação em cadeia da polimerase,
e então clonado em bactérias. Após a obtenção de quantidade
suficiente de DNA, executa-se uma nova reação em cadeia
(PCR), desta vez utilizando didesoxirribonucleotídeos marcados
com fluoróforos para a determinação da sequência. O projeto foi
fundado em 1990, com um financiamento de 3 milhões de dólares
do Departamento de Energia dos Estados Unidos e dos Institutos
Nacionais de Saúde dos Estados Unidos, e tinha um prazo previsto
de 15 anos. Devido à grande cooperação da comunidade científica
internacional, associada aos avanços no campo da bioinformática
e das tecnologias de informação, um primeiro esboço do genoma
foi anunciado em 26 de Junho de 2000, dois anos antes do previsto.
Em 14 de Abril de 2003, um comunicado de imprensa
conjunto anunciou que o projeto foi concluído com sucesso, com o
sequenciamento de 99% do genoma humano, com uma precisão de
99,99%. Os trabalhos do projeto foram dados como concluídos em
2003. Com a tecnologia da época, estimou-se que todos os genes
(em torno de 25.000) haviam sido sequenciados. Deve-se lembrar
que nem todo o DNA humano foi sequenciado. Estimativas atuais
concluem que apenas cerca de 2% do material genético humano é
composto de genes, enquanto que a maior parte parece não conter
instruções para a formação de proteínas, e existe provavelmente
por razões estruturais. Muito pouco dessa maior parte do material
genético tem sua sequência conhecida.
Por limitações tecnológicas, partes do DNA que possuem
muitas repetições de bases nitrogenadas também ainda não foram
totalmente sequenciadas. Essas partes incluem, por exemplo,
os centrômeros e os telômeros dos cromossomos. De todos os
genes que tiveram sua sequência determinada, aproximadamente
50% codificam para proteínas de função conhecida. Apesar
dessas lacunas, a conclusão do genoma já está facilitando o
desenvolvimento de fármacos muito mais potentes, assim como a
compreensão de diversas doenças genéticas humanas.
Cromossomos e Genes
O que são genes? As moléculas de DNA dos cromossomos
contêm “receitas” para a fabricação de todas as proteínas da célula.
Cada “receita” é um gene. Portanto, o gene é uma sequência de
nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma versão de
RNA e consequentemente traduzida em uma proteína.
Organização celular.
Conceito de genoma: Um cromossomo é comparável a um
livro de receita de proteínas, e o núcleo de uma célula humana
é comparável a uma biblioteca, constituída por 46 volumes, que
contêm o receituário completo de todas as proteínas do indivíduo.
O conjunto completo de genes de uma espécie, com as informações
para a fabricação dos milhares de tipos de proteínas necessários
à vida, é denominado genoma. Atualmente, graças a modernas
técnicas de identificação dos genes, os cientistas mapearam o
genoma humano através do Projeto Genoma Humano.
Existem vários níveis hierárquicos de organização entre os
seres vivos, começando pelos átomos e terminando nabiosfera.
Cada um desses níveis é motivo de estudo para os biólogos.
Átomos e moléculas
Os átomos forma toda a matéria que existe. Eles se unem
por meio de ligações químicas para formar as moléculas, desde
moléculas simples como a água (H2O), até moléculas complexas
como proteínas, que possuem de centenas a milhares de átomos.
Como já vimos, a matéria viva é formada principalmente pela
união dos átomos (C) Carbono, (H) Hidrogênio, (O) Oxigênio e
(N) Nitrogênio.
Projeto Genoma Humano: O Projeto Genoma Humano
(PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano, e a
identificação de todos os nucleotídeos que o compõem. Consistiu
num esforço mundial para se decifrar o genoma.
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Organelas e Células
Esses fatores não vivos são chamados de fatores abióticos. Os
seres vivos são chamados de fatores bióticos. A interação entre os
seres bióticos e os abióticos recebe o nome de ecossistema. Por
exemplo, uma população de jacarés que está tomando sol em cima
de uma pedra, nas margens de um rio.
As organelas são estruturas presentes no interior das células,
que desempenham funções específicas. São formadas a partir da
união de várias moléculas. A célula é a unidade básica da vida,
sendo imprescindível para a existência dela. Existem vários tipos
de células, cada uma com sua função específica.
Biosfera:
Tecidos
A biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta
Terra. A biosfera é a mais alta de todas as hierarquias. Adaptado
de: Fabiana Santos Gonçalves.
Os tecidos são formados pela união de células especializadas.
Os tecidos estão presentes apenas em alguns organismos
multicelulares como as plantas e animais. Um exemplo de tecido é
o muscular tem a função de produzir os movimentos musculares,
o tecido ósseo, formado pelas células ósseas tem a função de
sustentar o organismo.
Componentes químicos da célula.
Todos os seres vivos possuem moléculas e elementos que são
essenciais para a sua composição e para o seu metabolismo. É
uma grande variedade de substâncias orgânicas e inorgânicas que
fazem parte dessa composição. Aqui iremos conhecer um pouco
dessas substâncias.
Órgãos
Os tecidos se organizam e se unem, formando os órgãos. Eles
são formados de vários tipos de tecidos, por exemplo. O coração
é formado por tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso. Os
ossos são formados por tecido ósseo, sanguíneo e nervoso.
Substâncias Orgânicas
Sistemas
Proteínas: presentes em todas as estruturas celulares. São formadas por aminoácidos e sua presença é indispensável para o metabolismo do organismo. As proteínas formam as enzimas.
Os sistemas são formados pela união de vários órgãos, que
se trabalham em conjunto para exercer uma determinada função
corporal, por exemplo, o sistema digestório, que é formado por
vários órgãos, como boca, estômago, intestino, glândulas, etc.
Vitaminas: podem ser hidrossolúveis (solúveis em água) ou
lipossolúveis (solúveis em lipídeos). São necessárias em pequenas
quantidades pelo organismo, sua falta pode causar doenças. As vitaminas são adquiridas por meio de uma alimentação variada.
Organismo
A união de todos os sistemas forma o organismo, que pode ser
uma pessoa, uma planta, um peixe, um cachorro, um pássaro, um
verme, etc.
Carboidratos ou Glicídios ou Açúcares: são fundamentais,
pois dão energia às células e ao organismo. São de três tipos: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Alguns têm função
estrutural, como celulose e quitina; e de reserva, como o amido e
glicogênio.
População
Dificilmente um organismo vive isolado, ele interage com
outros organismos da mesma espécie e de outras espécies, e
também com o meio ambiente. O conjunto de organismos da uma
mesma espécie, interagindo entre si e que habitam uma determinada
região, em uma determinada época, chama-se população.
Lipídios: insolúveis em água, atuam como reserva de energia, isolante térmico etc. São classificados em glicerídeos, ceras,
esteroides, fosfolipídios e carotenoides. Compõem estruturas celulares.
Comunidade
Substâncias inorgânicas
O conjunto de indivíduos de diferentes espécies interagindo
entre si numa determinada região geográfica, ou seja, conjunto de
diferentes populações vivendo juntas e interagindo é chamado de
comunidade. O “Cerradinho”, uma reserva ecológica dentro da
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, é uma comunidade
que abriga diferentes populações de plantas e animais nativos da
região.
Ecossistema:
Sais minerais: formados por íons. Algumas de suas funções
são: formar o esqueleto, participar da coagulação sanguínea, transmissão de impulsos nervosos. Sua falta pode afetar o metabolismo
e levar à morte.
Água: substância encontrada em maior quantidade nos seres
vivos. Pode dissolver diversas substâncias, por isso é classificada
como solvente universal. No corpo humano representa cerca de
70% do peso corporal. Participa de inúmeras reações químicas em
nosso organismo. A água é fundamental para a vida!
O ecossistema é o conjunto dos seres vivos da comunidade,
com os fatores não vivos, como temperatura, luminosidade,
umidade e componentes químicos.
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Membrana plasmática e transportes.
O que aconteceria com a célula se a membrana plasmática
não permitisse a passagem de nenhuma substância através dela?
Membrana Plasmática
Assim como, por exemplo, um carro precisa de portas para
as pessoas entrar e sair, as células também possuem mecanismos
que permitem a entrada e a saída de substâncias. Dizemos que a
membrana plasmática seleciona a passagem destas substâncias
e que ela possui, desta forma, uma permeabilidade seletiva. A
camada fosfolipídica da membrana plasmática funciona como uma
barreira fluida (maleável) e permite a passagem de substâncias
diretamente através dela.
ESTRUTURAS CELULARES I (membrana plasmática)
Tudo que existe, e que é individualizado, precisa se separar do
seu meio exterior por algum envoltório. Por exemplo, uma casa é
separada do meio externo por paredes, pelo piso e pelo teto. Imagine
agora uma célula sem um envoltório. Como seria sua composição?
Certamente, semelhante àquela encontrada ao seu redor. Sem esse
envoltório, provavelmente a célula nem existiria. Assim, o papel
principal da membrana plasmática é delimitar a célula, em outras
palavras, separar o conteúdo citoplasmático do meio em que ela se
encontra. Por isso, começaremos nosso estudo sobre as estruturas
que formam a célula pela membrana plasmática.
Você acha que tudo consegue atravessar essa barreira
fosfolipídica?
A resposta é não. Atravessará a barreira apenas as substâncias
pequenas que consigam se entremear através dos fosfoslipídeos.
Essas substâncias precisam ter afinidades por lipídeos, senão não
conseguiriam se “misturar” com eles para atravessar a membrana.
Por outro lado não são apenas substâncias com afinidades por
lipídeos que atravessam a membrana plasmática. As substâncias
que não conseguem atravessar diretamente a camada fosfolipídica
podem entrar ou sair da célula através de suas portas e janelas, que
são as proteínas.
Quais as substâncias que formam a membrana plasmática?
Antes de responder a esta pergunta é importante lembrar
que tanto o interior da célula quanto o seu exterior possui grande
quantidade de água. Você já pode ter observado o que acontece
quando pinga uma gota de óleo sobre a água. O óleo não se
mistura. Os lipídeos, substâncias oleosas, são as principais
moléculas presentes na membrana plasmática e o fato deles não se
misturarem com a água ajuda no papel da membrana plasmática de
separação da célula do seu meio externo. Os lipídeos da membrana
são chamados de fosfolipídeos e se organizam em uma bicamada
(duas camadas justapostas). Os fosfolipídios possuem uma cabeça
polar, formada por fósforo (que pode ficar em contato com a água)
e caudas apolares (que não tem afinidade por água) que ficam
voltadas para o interior da membrana.
Além dos fosfolipídeos a membrana também possui proteínas,
que funcionam como portas e janelas da célula, e açúcares ligados
aos lipídeos e às proteínas. Ou seja, a composição da membrana
plasmática …é principalmente lipoproteica (lipídios + proteínas).
O modelo mais aceito atualmente foi proposto por Singer e
Nicholson e é conhecido como modelo do mosaico fluido, como
mostra a figura abaixo.
Didatismo e Conhecimento
A passagem das substâncias de pequeno porte através da
membrana pode ocorrer passivamente ou ativamente.
Antes de entender as duas formas principais de transporte
na membrana, o passivo e o ativo, é necessário que compreenda
muito bem o processo de difusão. Você já deve ter observado o que
acontece quando uma pessoa passa um perfume forte e permanece
em um ambiente fechado. Em poucos instantes toda a sala fica
com o cheiro do perfume. Já parou para se perguntar por que isso
ocorre?
Lembra que dois corpos não ocupam um mesmo lugar no
espaço? Isso significa dizer que quando uma “partícula” se move,
ela acaba “tomando o lugar” de uma outra partícula que se encontra
ao seu lado. O ar é composto de diversas “partículas” flutuantes
diferentes, ou seja, de gases, como o oxigênio, gás carbônico e
nitrogênio, que se movem, e que estão sempre trocando de lugar
uns com os outros.
O perfume é feito por um líquido muito volátil, que se torna um
gás facilmente. Quando os gases perfumados são adicionados ao
ar, eles também irão se mover e trocar de lugar com os outros tipos
de gases. Isso faz com que depois de um tempo tenhamos gases de
perfume espalhados por todo o ambiente fechado. As moléculas
presentes dentro de líquidos também possuem capacidade de
movimento. Dentro da célula e em seu exterior existe grande
quantidade de líquidos. Então, quando uma molécula qualquer se
move dentro desses líquidos elas deverão também trocar de lugar
com as moléculas que estão ao seu redor.
Agora, responda a seguinte pergunta: Uma pessoa está parada
numa estação final de trem esperando para embarcar. O trem chega
lotado de passageiros e abre as portas. A pessoa conseguirá entrar
com facilidade?
Você já deve ter percebido que esta pessoa terá grande
dificuldade de entrar no trem porque haverá um grande fluxo de
passageiros saindo dele.
8
BIOLOGIA
O mesmo acontece com as substâncias que entram e saem de
uma célula. Se existe maior quantidade de substâncias de um lado
ou do outro, haverá maior fluxo de passagem para o lado que a
substância estiver em menor quantidade.
O liso é formado por estruturas membranosas tubulares, sem
ribossomos aderidos, portanto de superfície lisa. Os dois tipos estão interligados e a transição entre eles é gradual, observando o
retículo endoplasmático, partindo do rugoso em direção ao liso,
vemos as bolsas tornarem-se menores e à quantidade de ribossomos aderidos diminui progressivamente, até deixar de existir.
O retículo endoplasmático atua como uma rede de distribuição
de substâncias no interior da célula. No líquido existente dentro de
suas bolsas e tubos, diversos tipos de substâncias se deslocam sem
se misturar com o citosol. Outras funções são: o armazenamento
de substâncias e o controle da pressão osmótica do hialoplasma.
O retículo Endoplasmático liso também é responsável pela produção de lipídios, desintoxicação do organismo (fígado) e ajuda a
catalisar as reações químicas na célula, já o rugoso é responsável
pela produção de proteínas graças a presença dos ribossomos. As
proteínas fabricadas penetram nas bolsas e desloca-se em direção
ao aparelho de golgi, passando pelos estreitos e tortuosos canais do
retículo endoplasmático liso.
Assim, a difusão pode ser entendida como um maior fluxo
de movimento de moléculas em direção a uma região onde as
mesmas se encontram em menor quantidade.
a) Transporte Ativo – Movimento de entrada ou saída de
substâncias em uma célula com gasto de energia. Ex: bomba de
sódio e potássio. Para entender o transporte ativo, pense em nosso
exemplo acima e imagine o caso da pessoa que está do lado de
fora do trem. Para entrar no trem esta pessoa terá que “vencer”
a direção natural de movimento de passageiros. E, ao fazer isso,
terá que se movimentar contra um “gradiente” de passageiros e se
esforçar bastante. Em outras palavras, ela terá que gastar energia.
Para ocorrer a passagem de uma molécula contra um gradiente de
concentração também será necessário o gasto de energia.
b) Transporte Passivo – Movimento feito sem gasto de
energia, ou seja, respeitando o gradiente de condentração. Ex:
osmose.
Funções do retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático, além de conduzir substâncias pelo
citoplasma, é o local de produção de várias substâncias importantes. Por exemplo, a síntese de diversos lipídios, como colesterol,
fosfolipídios e hormônios esteroides, ocorre no retículo endoplasmático granular. Já o retículo endoplasmático granular, graças aos
ribossomos, fabrica diversos tipos de proteínas. O retículo endoplasmático granular também participa dos processos de desintoxicação das células. No retículo agranular das células do fígado,
por exemplo, ocorre modificação ou destruição de diversas substâncias tóxicas, entre elas o álcool. RE rugoso: também chamado
de ergastoplasma, é formado por bolsas membranosas achatadas,
com grânulos – os ribossomos – aderido à superfície externa. Sua
principal função, graças aos ribossomos presente, é a síntese de
proteínas.
RE liso: é formado por tubos membranosos lisos, sem ribossomos aderidos. Suas principais funções são: síntese de diversos
lipídios, como o colesterol, hormônios esteroides e fofolipídios. É
no RE liso que também ocorre o processo de desintoxicação das
células.
Osmose – É a difusão da água, ou seja, a passagem de água de
um meio hipotônico (onde ela se encontra em maior quantidade)
para um meio hipertônico (onde ela se encontra em menor
quantidade). Em um meio hipotônico existe maior quantidade de
água e menor quantidade de sal dissolvido. O contrário ocorre em
um meio hipertônico.
Difusão facilitada – É a passagem de macromoléculas através
de proteínas especiais denominadas permeases, que formam poros
na membrana.
A membrana plasmática possui a capacidade de englobar
substâncias de maior porte através da endocitose
Endocitose – Transporte de moléculas em grande quantidade.
Existem dois tipos de mecanismos para esse transporte:
a) Fagocitose – Englobamento de partículas sólidas por meio
da emissão de pseudópodes pela membrana plasmática.
b) Pinocitose – Englobamento de gotículas líquidas por meio
de invaginações da membrana plasmática.
Complexo de Golgi
O aparelho de golgi está presente em praticamente todas as células eucariontes, consistindo em bolsas membranosas achatadas,
empilhadas como pratos, chamadas Dictiossomos. Em células animais os dictiossomos geralmente encontram-se reunidos próximo
ao núcleo, já nas células vegetais, geralmente os dictiossomos se
encontram espalhados pelo citoplasma. O complexo de golgi atua
como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e
remessa de substâncias na célula, além de atuar na secreção do ácido pancreátil, na produção de polissacarídeos (muco, glicoproteína-RER), na produção de lipídios, na secreção de enzimas digestivas, formação da lamela média em células vegetais, formação do
lisossomo e na formação do acromossomo do espermatozoide. O
aparelho de Golgi desempenha papel fundamental na eliminação
de substâncias úteis ao organismo, processo denominado secreção
celular.
Citoplasma e organelas.
Organelas Citoplasmáticas
Retículo endoplasmático
O citoplasma das células eucariontes contém inúmeras bolsas
e tubos cujas paredes têm uma organização semelhante à da membrana plasmática. Essas estruturas formam uma complexa rede de
canais interligados, conhecida pelo nome de retículo endoplasmático, que pode ser de dois tipos: Rugoso (granular) e liso (agranular). O rugosa, ou ergastoplasma é formado por sacos achatados,
cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença de ribossomos aderidos à sua superfície externa.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Lisossomos
Os tipos de enzimas presentes nos peroxissomos sugerem que,
alem da digestão, eles participem da desintoxicação da célula. O
peróxido de hidrogênio, que se forma normalmente durante o metabolismo celular, é tóxico e deve ser rapidamente eliminado.
Os lisossomos (do grego lise, quebra, destruição) são bolsas
membranosas que contêm enzimas capazes de digerir diversas
substâncias orgânicas. Existem mais de cinquenta tipos de enzimas hidrolíticas (atuam por hidrólise) alojadas no interior das
pequenas bolsas lisossômicas. Os lisossomos estão presentes em
praticamente todas as células eucariontes, sua origem é o Aparelho
de Golgi. O retículo endoplasmático rugoso produz enzimas que
migram para os dictiossomos (complexo de Golgi), são identificadas e enviadas para uma região especial do Aparelho de Golgi,
onde são empacotadas e liberadas na forma de pequenas bolsas.
Funções: Uma das funções dos lisossomos é a digestão intracelular. As bolsas formadas na fagocitose ou na pinocitose, que
contêm partículas capturadas do meio externo, fundem-se com os
lisossomos, originando bolsas maiores, onde a digestão ocorrerá.
As bolsas originadas pela fusão de lisossomos com fagossomos
ou pinossomos são denominadas vacúolos digestivos; em seu interior as substâncias presentes nos fogossomos ou pinossomos são
digeridas pelas enzimas lisossômicas. Com a digestão intracelular
as partículas capturadas pelas células são quebradas em pequenas
moléculas que atravessam a membrana do vacúolo digestivo, passando pelo citosol. Estas moléculas fornecem energia à célula e
serão utilizadas na fabricação de novas substâncias. Os materiais
não digeridos no processo digestivo permanecem dentro do vacúolo, que passa a ser chamado vacúolo residual. Muitas células
eliminam o conteúdo do vacúolo residual para o meio exterior.
Este processo é chamado de clasmocitose ou defecação celular. O
vacúolo residual encosta-se à membrana plasmática, fundindo-se
nela e lançando seu conteúdo para o meio externo.
Outra função do lisossomo é a autofagia (do grego auto, próprio e phagin, comer). Autofagia é uma atividade indispensável à
sobrevivência de qualquer célula. Ela é o processo pelo qual as células digerem partes de si mesmas, com o auxílio de seus lisossomos. A autofagia é, em outras situações, uma atividade puramente
alimentar. Quando um organismo é privado de alimento e as reservas de seu corpo se esgotam, as células passam a digerir partes de
si mesma, como estratégia de sobrevivência. A autofagia permite
destruir organelas celulares desgastadas e reaproveitar alguns de
seus componentes. Este processo inicia-se com os lisossomos, que
se aproximam, cercam e envolvem a estrutura a ser eliminada, que
fica contida em uma bolsa repleta de enzimas, denominado vacúolo autofágico. Uma célula do nosso fígado, a cada semana, digere
e reconstroi a maioria de seus componentes. Além das funções citadas acima, os lisossomos têm como função a citólise ou autólise,
que o processo pelo qual a célula toda é digerida. Isto acontece
com a cauda do girino, na sua transformação para a fase adulta.
Centríolos
No citoplasma das células animais encontramos dois cilindros
formando um ângulo reto entre si: são os centríolos. Eles estão
localizados em uma região mais densa do citoplasma, próximo
ao núcleo. Essa região chama-se centrossomo. Cada centríolo é
formado por microtúbulos dispostos de modo característico: há
sempre nove grupos de três microtúbulos, formando a parede do
cilindro. Os centríolos podem se autoduplicar, isto é, orientar a formação de novos centríolos. Eles têm duas funções: na divisão celular das células animais e na formação de cílios (estruturas curtas
e numerosas) e flagelos (estrutura longa e em pequeno número),
pelo corpo basal, que servem para a locomoção ou para a captura
de alimento.
Ribossomos
Presentes em todos os seres vivos são grãos formados por ácido ribonucleico (RNA) e proteínas. Nas células eucarióticas, os
ribossomos podem aparecer livres no hialoplasma ou associados a
membrana do retículo (RE rugoso). É nos ribossomos que ocorre a
síntese das proteínas. A síntese é feita através da união entre aminoácidos, sendo o mecanismo controlado pelo RNA. Este é produzido no núcleo da célula, sob o comando do DNA. O RNA, apoiado num grupo de ribossomos chamado polirribossomo ou polissoma, comanda a sequência de aminoácidos da proteína. Durante
esse trabalho, os ribossomos vão «deslizando» pela molécula de
RNA, à medida que a proteína vai sendo fabricada.
Vacúolos
São cavidades do citoplasma visíveis ao microscópio óptico.
Além destes, há outros dois tipos de vacúolos, como o vacúolo
contrátil e o vacúolo de suco celular.
Vacúolo Contráteis: presentes nos protozoários de água doce –
encarrecam-se de eliminar o excesso de água das células, além de
eliminar também, substâncias tóxicas ou em excesso.
Vacúolo de Sulco Celular: é característico das células vegetais, que armazena diversas substâncias. A coloração das flores,
por exemplo, deve-se às antocianinas, pigmentos que se encontram dissolvidos nesse vacúolo.
Vacúolos digestivos
Peroxissomos
Fagossomos e pinossomos, que contém material capturado do
meio pela célula, fundem-se com lisossomos, originando bolsas
membranosas chamadas vacúolos digestivos. As enzimas lisossômicas digerem as substâncias capturadas, quebrando-as e reduzindo-as a moléculas menores. Estas atravessam a mesma membrana
do vacúolo digestivo e saem para o citosol, onde serão utilizadas
como matéria-prima ou fonte de energia para os processos celulares. Eventuais restos da digestão, constituídos por material não-digerido e enzimas, permanecem dentro do vacúolo, agora denominado vacúolo (ou corpo) residual.
Peroxissomos são bolsas membranosas que contêm alguns
tipos de enzimas digestivas, semelhantes aos lisossomos, como
a catalase, que transforma o H2O2 (água oxigenada, formada na
degradação dos aminoácidos e das gorduras) em H2O (água) e O2
(oxigênio), e outras, em menor quantidade, que degradam gorduras e aminoácidos. Além disso, os peroxissomos também atuam
no processo de desintoxicação das células. Pelo qual os peroxissomos absorvem substâncias tóxicas, modificando-as de modo a que
não causem danos ao organismo.
Didatismo e Conhecimento
10
BIOLOGIA
A interfase – A fase que precede a mitose
Este expulsa o conteúdo da célula por clasmocitose.
É impossível imaginar a multiplicação de uma fabrica, de modo
que todas as filiais fossem extremamente semelhantes a matriz,
com cópias fieis de todos os componentes, inclusive dos diretores?
Essa, porém, no caso da maioria das células, é um acontecimento
rotineiro. A mitose corresponde a criação de uma cópia da fabrica
e sua meta é a duplicação de todos os componentes. A principal
atividade da célula, antes de se dividir, refere-se a duplicação de
seus arquivos de comando, ou seja, à reprodução de uma cópia fiel
dos dirigentes que se encontram no núcleo.
A interfase é o período que precede qualquer divisão celular,
sendo de intensa atividade metabólica. Nesse período, há a
preparação para a divisão celular, que envolve a duplicação da
cromatina, material responsável pelo controle da atividade da
célula. Todas as informações existentes ao longo da molécula
de DNA são passadas para a cópia, como se correspondessem a
uma cópia fotográfica da molécula original. Em pouco tempo,
cada célula formada da divisão receberá uma cópia exata de
cada cromossomo da célula se dividiu. As duas cópias de cada
cromossomo permanecem juntas por certo tempo, unidas pelo
centrômero comum, constituindo duas cromátides de um mesmo
cromossomo. Na interfase, os centríolos também se duplicam.
Vacúolos autofágicos e heterofágicos
Partes da célula, como, por exemplo, organelas velhas e desgastadas são constantemente atacadas e digeridas pela atividade
lisossômica. Dessa forma, seus componentes moleculares podem
ser reaproveitados. Os lisossomos fundem-se em torno de uma
parte celular a ser digerida, formando uma bolsa membranosa
chamada vacúolo autofágico (do grego autós próprio, e phagos,
comer). Essa denominação ressalta o fato de o material digerido
no vacúolo ser uma parte da própria célula. Quando o material
digerido vem de fora da célula, capturado por fagocitose ou pinocitose, fala-se em vacúolo heterofágico (do grego heteros, outro,
diferente).
Mitocôndrias
As mitocôndrias são organoides celulares – presentes nos
eucariontes – delimitadas por duas membranas lipoproteicas. A
membrana externa é lisa, e a interna apresenta inúmeras pregas,
chamadas cristas mitocondriais, que se projetam para o interior
da organela. Entre as cristas há uma solução chamada matriz mitocondrial. Essa solução viscosa é formada por diversas enzimas,
DNA, RNA, pequenos ribossomos e outras substâncias. A mitocôndria é a organela onde ocorre a respiração celular. A respiração
celular é, em linhas gerais, uma queima controlada de substâncias
orgânicas, por meio da qual a energia contida no alimento é gradualmente liberada e transferida ´para molécula de ATP.
ANOTAÇÕES
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Cloroplastos
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Como as mitocôndrias, são delimitados por duas membranas
lipoproteicas. A membrana externa é lisa e a interna forma dobras
para o interior da organela, constituindo um complexo sistema
membranoso. Nesse sistema, destacam-se estruturas formadas por
pilhas de discos membranosos, semelhantes a pilhas de moedas,
cada uma chamada granum. Nas membranas internas do cloroplastos estão presentes os fotossistemas, cada um deles constituídos
por algumas moléculas de clorofila, reunidas de modo a formar
uma microscópica antena captadora de luz. Nos cloroplastos ocorre a fotossíntese.
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Divisão celular.
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Do mesmo modo que uma fábrica pode ser multiplicada
pela construção de várias filiais, também as células se dividem e
produzem cópias de si mesmas. Há dois tipos de divisão celular:
mitose e meiose. Na mitose, a divisão de uma “célula-mãe” duas
“células-filhas” geneticamente idênticas e com o mesmo número
cromossômico que existia na célula-mãe. Uma célula n produz
duas células n, uma célula 2n produz duas células 2n etc. Trata-se
de uma divisão equacional. Já na meiose, a divisão de uma “célulamãe” 2n gera “células-filhas” n, geneticamente diferentes. Neste
caso, como uma célula 2n produz quatro células n, a divisão é
chamada reducional.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
A intérfase e a Duplicação do DNA
Houve época em que se falava que a interfase era o período de “repouso” da célula. Hoje, sabemos, que na realidade a interfase é um
período de intensa atividade metabólica no ciclo celular: é nela que se dá a duplicação do DNA, crescimento e síntese. Costuma-se dividir a
interfase em três períodos distintos: G1, S e G2. O intervalo de tempo em que ocorre a duplicação do DNA foi denominado de S (síntese) e
o período que antecede é conhecido como G1 (G1 provém do inglês gap, que significa “intervalo”). O período que sucede o S é conhecido
como G2.
O ciclo celular todo, incluindo a interfase (G1, S, G2) e a mitose (M) – prófase, metáfase, anáfase e telófase – pode ser representado
em um gráfico no qual se coloca a quantidade da DNA na ordenada (y) e o tempo na abscissa (x). Vamos supor que a célula que vai se
dividir tenha, no período G1, uma quantidade 2C de DNA (C é uma unidade arbitrária). Nas células, existe uma espécie de “manual de
verificação de erros” que é utilizado em algumas etapas do ciclo celular e que é relacionado aos pontos de checagem. Em cada ponto de
checagem a célula avalia se é possível avançar ou se é necessário fazer algum ajuste, antes de atingir a fase seguinte. Muitas vezes, a escolha
é simplesmente cancelar o processo ou até mesmo conduzir a célula à morte.
As fases da mitose
A mitose é um processo contínuo de divisão celular, mas, por motivos didáticos, para melhor compreendê-la, vamos dividi-la em fases:
prófase, metáfase, anáfase e telófase. Alguns autores costumam citar uma quinta fase – a prometáfase – intermediária entre a prófase e a
metáfase. O final da mitose, com a separação do citoplasma, é chamado de citocinese.
Prófase – Fase de início (pro = antes)
- Os cromossomos começam a ficar visíveis devido à espiralação.
- O nucléolo começa a desaparecer.
- Organiza-se em torno do núcleo um conjunto de fibras (nada mais são do que microtúbulos) originadas a partir dos centrossomos,
constituindo o chamado fuso de divisão (ou fuso mitótico).
Embora os centríolos participem da divisão, não é deles que se originam as fibras do fuso. Na mitose em célula animal, as fibras que se
situam ao redor de cada par de centríolos opostas ao fuso constituem o áster (do grego, aster = estrela).
- O núcleo absorve água, aumenta de volume e a carioteca se desorganiza.
- No final da prófase, curtas fibras do fuso, provenientes do centrossomos, unem-se aos centrômeros. Cada uma das cromátides-irmãs
fica ligada a um dos polos da célula.
Didatismo e Conhecimento
12
BIOLOGIA
Note que os centrossomos ainda estão alinhados na região
equatorial da célula, o que faz alguns autores designarem essa fase
de prometáfase.
Como cada cromátide passa a ser um novo cromossomo,
pode-se considerar que a célula fica temporariamente tetraplóide.
A formação de um novo par de centríolos é iniciada na fase
G1, continua na fase S e na fase G2 a duplicação é completada.
No entanto, os dois pares de centríolos permanecem reunidos no
mesmo centrossomo. Ao iniciar a prófase, o centrossomo parte-se
em dois e cada par de centríolos começa a dirigir-se para polos
opostos da célula que irá entrar em divisão.
Telófase – Fase do Fim (telos = fim)
- Os cromossomos iniciam o processo de desespirilação.
- Os nucléolos reaparecem nos novos núcleos celulares.
- A carioteca se reorganiza em cada núcleo-filho.
- Cada dupla de centríolos já se encontra no local definitivo
nas futuras células-filhas.
Metáfase – Fase do meio (meta = no meio)
- Os cromossomos atingem o máximo em espiralação,
encurtam e se localizam na região equatorial da célula.
- No finalzinho da metáfase e início da anáfase ocorre a
duplicação dos centrômeros.
Citocinese – Separando as células
A partição em duas copias é chamada de citocinese e ocorre,
na célula animal, de fora para dentro, isto é, como se a célula fosse
estrangulada e partida em duas (citocinese centrípeta). Há uma
distribuição de organelas pelas duas células-irmãs. Perceba que a
citocinese é, na verdade a divisão do citoplasma. Essa divisão pode
ter início já na anáfase, dependendo da célula.
Anáfase – Fase do deslocamento (ana indica movimento ao
contrário)
- As fibras do fuso começam a encurtar. Em consequência,
cada lote de cromossomos-irmãos é puxado para os polos opostos
da célula.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
A mitose serve para...
A mitose é um tipo de divisão muito frequente entre os
organismos da Terra atual. Nos unicelulares, serve à reprodução
assexuada e à multiplicação dos organismos. Nos pluricelulares,
ela repara tecidos lesados, repões células que normalmente
morrem e também está envolvida no crescimento. No homem, a
pele, a medula óssea e o revestimento intestinal são locais onde a
mitose é frequente. Nem todas as células do homem, porém, são
capazes de realizar mitose. Neurônios e célula musculares são dois
tipos celulares altamente especializados em que não ocorre esse
tipo de divisão (ocorre apenas na fase embrionária). Nos vegetais,
a mitose ocorre em locais onde existem tecidos responsáveis pelo
crescimento, por exemplo, na ponta de raízes, na ponta de caules
e nas gemas laterais. Serve também para produzir gametas, ao
contrário do que ocorre nos animais, em que a meiose é o processo
de divisão mais diretamente associado à produção das células
gaméticas.
A Mitose na Célula Vegetal
Na mitose de células de vegetais superiores, basicamente duas
diferenças podem ser destacadas, em comparação com que ocorre
na mitose da célula animal:
- A mitose ocorre sem centríolos. A partir de certos locais,
correspondentes ao centrossomos, irradiam-se as fibras do fuso.
Uma vez que não há centríolos, então não existe áster. Por esse
motivo, diz-se que a mitose em células vegetais é anastral (do
grego, an = negativo);
- A citocinese é centrífuga, ocorre do centro para a periferia
da célula. No início da telófase forma-se o fragmoplasmo, um
conjunto de microtúbulos proteicos semelhantes aos do fuso
de divisão. Os microtúbulos do fragmoplasto funcionam como
andaimes que orientam a deposição de uma placa celular mediana
semelhante a um disco, originada de vesículas fundidas do
sistema golgiense. Progressivamente, a placa celular cresce em
direção à periferia e, ao mesmo tempo, no interior da vesícula,
ocorre a deposição de algumas substâncias, entre elas, pectina
e hemicelulose, ambos polissacarídeos. De cada lado da placa
celular, as membranas fundidas contribuem para a formação, nessa
região, das membranas plasmáticas das duas novas células e que
acabam se conectando com a membrana plasmática da célula-mãe.
Em continuação à formação dessa lamela média, cada célulafilha, deposita uma parede celulósica primária, do lado de fora da
membrana plasmática. A parede primária acaba se estendendo por
todo o perímetro da célula. Simultaneamente a parede celulósica
primária da célula-mãe é progressivamente desfeita, o que permite
o crescimento de cada célula-filha, cada qual dotada, agora, de
uma nova parede primária. Então, se pudéssemos olhar essa região
mediana de uma das células, do citoplasma para fora, veríamos,
inicialmente, a membrana plasmática, em seguida a parede
celulósica primária e, depois, a lamela média. Eventualmente,
uma parede secundária poderá ser depositada entre a membrana
plasmática e a parede primária.
Meiose
Diferentemente da mitose, em que uma célula diplóide, por
exemplo, se divide formando duas células também diplóides
(divisão equacional), a meiose é um tipo de divisão celular em que
uma célula diplóide produz quatro células haplóides, sendo por
este motivo uma divisão reducional. Um fato que reforça o caráter
reducional da meiose é que, embora compreenda duas etapas
sucessivas de divisão celular, os cromossomos só se duplicam
uma vez, durante a interfase – período que antecede tanto a mitose
como a meiose. No início da interfase, os filamentos de cromatina
não estão duplicados. Posteriormente, ainda nesta fase, ocorre a
duplicação, ficando cada cromossomo com duas cromátides.
As várias fases da meiose
A redução do número cromossômico da célula é importante
fator para a conservação do lote cromossômico das espécies,
pois como a meiose formam-se gametas com a metade do lote
cromossômico. Quando da fecundação, ou seja, do encontro de
dois gametas, o número de cromossomos da espécie se restabelece.
Podemos estudar a meiose em duas etapas, separadas por um curto
intervalo, chamado intercinese. Em cada etapa, encontramos as
fases estudadas na mitose, ou seja, prófase, metáfase, anáfase e
telófase.
Vamos supor uma célula 2n = 2 e estudar os eventos principais
da meiose nessa célula.
Meiose I (Primeira Divisão Meiótica)
Prófase I – É a etapa mais marcante da meiose. Nela ocorre
o pareamento dos cromossomos homólogos e pode acontecer um
fenômeno conhecido como crossing-over (também chamado de
permuta). Como a prófase I é longa, há uma sequência de eventos
que, para efeito de estudo, pode ser dividida nas seguintes etapas:
- Inicia-se a espiralação cromossômica. É a fase de leptóteno
(leptós = fino), em que os filamentos cromossômicos são finos,
pouco visíveis e já constituídos cada um por duas cromátides.
Didatismo e Conhecimento
14
BIOLOGIA
- Os pares de cromátides fastam-se um pouco mais e os
quiasmas parecem “escorregar” para as extremidades; a espiralação
dos cromossomos aumenta. è a última fase da prófase I, conhecida
por diacinese (dia = através; kinesis = movimento).
Começa a atração e o pareamento dos cromossomos
homólogos; é um pareamento ponto por ponto conhecido como
sinapse (o prefixo sin provém do grego e significa união). Essa é a
fase de zigóteno (zygós = par).
Enquanto acontecem esses eventos, os centríolos, que vieram
duplicado da interfase, migram para os pólos opostos e organizam
o fuso de divisão; os nucléolos desaparecem; a carioteca se desfaz
após o término da prófase I, prenunciando a ocorrência da metáfase
I.
Metáfase I – os cromossomos homólogos pareados se
dispõem na região mediana da célula; cada cromossomo está preso
a fibras de um só polo.
- A espiralação progrediu: agora, são bem visíveis as duas
cromátides de cada homólogo pareado; como existem, então,
quatro cromátides, o conjunto forma uma tétrade ou par bivalente.
Essa é a fase de paquíteno (pakhús = espesso).
Anáfase I – o encurtamento das fibras do fuso separa os
cromossomos homólogos, que são conduzidos para polos opostos
da célula, não há separação das cromátides-irmãs. Quando os
cromossomos atingem os polos, ocorre sua desespiralação, embora
não obrigatória, mesmo porque a segunda etapa da meiose vem a
seguir. Às vezes, nem mesmo a carioteca se reconstitui.
Telófase I – no final desta fase, ocorre a citocinese, separando
as duas células-filhas haplóides. Segue-se um curto intervalo a
intercinese, que procede a prófase II.
- Ocorrem quebras casuais nas cromátides e uma troca de
pedaços entre as cromátides homólogas, fenômeno conhecido
como crossing-over (ou permuta). Em seguida, os homólogos se
afastam e evidenciam-se entre eles algumas regiões que estão
ainda em contato. Essas regiões são conhecidas como quiasmas
(qui corresponde à letra “x” em grego). Os quiasmas representam
as regiões em que houve as trocas de pedaços. Essa fase da prófase
I é o diplóteno (diplós = duplo).
Meiose II (segunda divisão meiótica)
Prófase II – cada uma das duas células-filhas tem apenas um
lote de cromossomos duplicados.
Didatismo e Conhecimento
15
BIOLOGIA
Nesta fase os centríolos duplicam novamente e as células em
que houve formação da carioteca, esta começa a se desintegrar.
Metáfase II - como na mitose, os cromossomos prendem-se
pelo centrômero às fibras do fuso, que partem de ambos os polos.
Anáfase II – Ocorre duplicação dos centrômeros, só agora as
cromátides-irmãs separam-se (lembrando a mitose).
Telófase II e citocinese – com o término da telófase II
reorganizam-se os núcleos. A citocinese separa as quatro célulasfilhas haplóides, isto é, sem cromossomos homólogos e com
a metade do número de cromossomos em relação à célula que
iniciou a meiose.
O crossing é um fenômeno que envolve cromátides homólogas.
Consiste na quebra dessas cromátides em certos pontos, seguida
de uma troca de pedaços correspondentes entre elas. As trocas
provocam o surgimento de novas sequências de genes ao longo
dos cromossomos. Assim, se em um cromossomo existem vários
genes combinados segundo uma certa sequência, após a ocorrência
do crossing a combinação pode não ser mais a mesma. Então,
quando se pensa no crossing, é comum analisar o que aconteceria,
por exemplo, quanto à combinação entre os genes alelos A e a e B
e b no par de homólogos ilustrados na figura. Nessa combinação
o gene A e B encontram-se em um mesmo cromossomo, enquanto
a e b estão no cromossomo homólogo. Se a distância de A e B
for considerável, é grande a chance de ocorrer uma permuta. E,
se tal acontecer, uma nova combinação gênica poderá surgir. As
combinações Ab e aB são novas. São recombinações gênicas que
contribuem para a geração de maior variabilidade nas células
resultantes da meiose. Se pensarmos na existência de três genes
ligados em um mesmo cromossomo (A, b e C, por exemplo),
as possibilidades de ocorrência de crossings dependerão da
distância em que os genes se encontram – caso estejam distantes, a
variabilidade produzida será bem maior.
Outro processo que conduz ao surgimento de variabilidade
na meiose é a segregação independente dos cromossomos.
Imaginando-se que uma célula com dois pares de cromossomos
homólogos (A e a, B e b), se divida por meiose, as quatro células
resultantes ao final da divisão poderão ter a seguinte constituição
cromossômica: (a e b), (a e B), (A e b) e (A e B). A variabilidade
genética existente entre os organismos das diferentes espécies é
muito importante para a ocorrência da evolução biológica. Sobre
essa variabilidade é que atua a seleção natural, favorecendo a
sobrevivência de indivíduos dotados de características genéticas
adaptadas ao meio. Quanto maior a variabilidade gerada na meiose,
por meio de recombinação gênica permitida pelo crossing-over,
maiores as chances para a ação seletiva do meio.
Variabilidade: Entendendo o crossing-over
A principal consequência da meiose, sem dúvida, é o
surgimento da diversidade entre os indivíduos que são produzidos
na reprodução sexuada da espécie. A relação existente entre
meiose e variabilidade é baseada principalmente na ocorrência de
crossing-over.
Na meiose a variação da quantidade de DNA pode ser
representada como no gráfico ao lado, partindo-se, por exemplo,
de uma célula que tenha uma quantidade 2C de DNA em G1.
Didatismo e Conhecimento
16
BIOLOGIA
2. PRINCIPAIS TECIDOS ANIMAIS.
Os animais que se reproduzirem sexuadamente formam seus descendentes a partir de uma única célula, o zigoto. Depois de divisões
mitóticas sucessivas, as células formam um conjunto pluricelulares , do qual, mediante um processo de diferenciação , formam vários tipos
de células que desempenham funções específicas no organismo.
O conjunto dessas células com funções específicas no organismo forma um tecido. O estudo dos tecidos é denominado Histologia e
compreende, nos animais, os tecidos epitelial (de revestimento e gladular), conjuntivo (abrangendo também os tecidos ósseo, cartilaginoso
[de sustentação] e sanguíneo [de nutrição e transporte]; adiposo [de reserva]), muscular (de movimento) e nervoso (de estímulos).
TECIDO EPITELIAL
A superfície externa do corpo e as cavidades corporais internas dos animais são revestidas por este tecido. O tecido epitelial desempenha
várias funções no organismo, como proteção do corpo (pele), absorção de substâncias úteis (epitélio do intestino) e percepção de
sensações (pele),dependendo do órgão aonde se localizam.
Os tecidos epiteliais ou epitélios têm células perfeitamente justapostas, unidas por pequena quantidade de material cimentante,
com pouquíssimo espaço intercelular. Os epitélios não são vascularizados e não sangram quando feridos. A nutrição das células se faz por
difusão a partir dos capilares existentes em outro tecido, o conjuntivo, adjacente ao epitélio a ele ligado. O arranjo das células epiteliais pode
ser comparado ao de ladrilhos ou tijolos bem encaixados.
Didatismo e Conhecimento
17
BIOLOGIA
Os epitélios podem ser classificados quanto ao número de
células:
- Quando os epitélios são formados por uma só camada de
células, são chamados de epitélios simples ou uniestratificados
(do latim uni, um, e stratum, camada).
- Já os epitélios formados por mais de uma camada de células
são chamados estratificados.
- Existem ainda epitélios que, apesar de formados por uma
única camada celular, têm células de diferentes alturas, o que dá
a impressão de serem estratificados. Por isso, eles costumam ser
denominados pseudo-estratificados.
A derme é uma camada formada por tecido conjuntivo do tipo
denso, cujas fibras ficam orientadas em diversas direções. Vários
tipos de células são encontrados, destacando-se os fibroblastos e
os macrófagos. Nervos, terminações nervosas, diferentes tipos de
corpúsculos sensoriais e uma ampla rede de capilares sanguíneos
cruzam a derme em várias direções. Ela é um importante tecido
de manutenção e de apoio. Os nutrientes existentes no sangue
difundem-se para as células epidérmicas.
Nos mamíferos, a derme é atravessada por finas faixas de
células musculares, os músculos eretores dos pelos, cuja contração
é involuntária e permite aumentar a camada de ar retirada entre
os pelos, que contribui para o isolamento térmico. Mecanismo
semelhante ocorre nas aves, com as penas.
Abaixo da derme, há uma camada de tecido conjuntivo
frouxo, o tecido celular subcutâneo (também conhecido como
tela subcutânea e hipoderme), que não faz parte da pele, mas
estabelece a sua ligação com as estruturas adjacentes, permitindo o
seu deslizamento. Em determinadas regiões do corpo, a hipoderme
contém um número variável de camadas de células adiposas,
formando o panículo adiposo (o popular “toucinho de porco”),
importante como reserva de energia, isolante térmico e facilitador
da flutuação na água.
Quanto à forma das células, os epitélios podem ser
classificados em:
- Pavimentosos, quando as células são achatadas como
ladrilhos;
- Cúbicos, quando as células tem forma de cubo, ou
- Prismáticos, quando as células são alongadas , em forma
de coluna.
No epitélio que reveste a bexiga, a forma das células é
originalmente cúbica, mas elas se tornam achatadas quando
submetidas ao estiramento causado pela dilatação do órgão. Por
isso, esse tipo de epitélio é de denominado, por alguns autores,
epitélio de transição.
Sensores da pele
Diversos tipos de estruturas sensoriais conferem à pele a
função de relacionamento com o meio ambiente. Distribuído por
toda a pele, são basicamente dendritos de neurônios sensoriais
(terminações nervosas livres), sendo que alguns são envoltos por
uma cápsula de células conjuntivas ou epiteliais e, por isso, esses
receptores são capsulados.
Epitélios de revestimento
Funciona como uma membrana que isola o organismo, ou
parte dele, do meio externo. Está relacionado ao revestimento e
proteção de superfícies externas (por exemplo, na pele) e internas
(por exemplo, no estômago). Atua, também, na absorção de
substâncias, na secreção de diversos produtos, na remoção de
impurezas e pode conter vários tipos de receptores sensoriais
(notadamente na pele).
ANOTAÇÕES
Pele: Órgão de contato
Nos vertebrados, a pele é importante órgão de contato com
o meio. A conquista do ambiente terrestre pelos vertebrados
tornou-se possível, entre outras coisas, a partir do isolamento e
proteção do corpo e de mecanismos de relação do ser vivo com
o meio. O tato, a visão, a olfação, a gustação e a audição são
úteis no relacionamento do animal com o ambiente. A pele, órgão
responsável pelas sensações táteis, apresenta diferentes tipos de
“sensores”, que registram e informam ao ser vivo variações de
temperatura (calor ou frio) e pressão (toques, choques, pancadas).
A pele é, ainda, importante órgão de defesa contra diversos tipos
de agentes infecciosos.
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A histologia da pele
Nos mamíferos, a pele é órgão composto por duas camadas:
epiderme e derme.
A epiderme é um tecido epitelial pluriestratificado. É
formada por estratos (ou camadas), dos quais destacam-se o
estrato basal (também chamado de estrato germinativo), que fica
apoiado na derme e é formado por células de aspecto cúbico.
Nessa camada é intensa a atividade de divisão celular mitótica, que
repõe constantemente as células perdidas no desgaste diário a que
a superfície desse tecido está sujeito. À medida que novas células
são formadas, elas vão sendo “empurradas” para formar as demais
células, até ficarem expostas na superfície da pele.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Anexos da Pele
Três estruturas da pele, derivadas da epiderme, são extremamente importantes na adaptação dos mamíferos ao meio terrestre: pelos,
que auxiliam no isolamento térmico; glândulas sudoríparas, que desempenham o papel importante na regulação da temperatura corpórea; e
glândulas sebáceas, que lubrificam a pele e estruturas anexas.
Epitélio de revestimento intestinal
O tecido que reveste internamente o intestino delgado é um bom exemplo de epitélio especializado em absorver nutrientes e permitir
que eles passem da cavidade intestinal para o sangue. A alta capacidade de absorção do epitélio intestinal se deve ao fato de suas células
possuírem, na membrana a borda livre (isto é, a borda voltada para a cavidade intestinal), muitas projeções finas e alongadas, que lembrem
dedos de uma luva, chamadas microvilosidades.
TECIDO CONJUNTIVO
Os tecidos conjuntivos tem origem mesodérmica. Caracterizam-se morfologicamente por apresentarem diversos tipos de células imersas
em grande quantidade de material extracelular, substância amorfa ou matriz, que é sintetizado pelas próprias células do tecido.
A matriz é uma massa amorfa, de aspecto gelatinoso e transparente. É constituída principalmente por água e glicoproteínas e uma parte
fibrosa, de natureza proteica, as fibras do conjuntivo.
As células conjuntivas são de diversos tipos. As principais são:
Fibroblasto: Célula metabolicamente ativa, contendo longos e finos prolongamentos citoplasmáticos. Sintetiza o colágeno e as
substâncias da matriz (substância intercelular).
Macrófago: Célula ovoide, podendo conter longos prolongamentos citoplasmáticos e inúmeros lisossomos. Responsável pela fagocitose
e pinocitose de pertículas estranhas ou não ao organismo. Remove restos celulares e promove o primeiro combate aos microrganismos
invasores do nosso organismo. Ativo no processo de involução fisiológica de alguns órgãos ou estrutura. É o caso do útero que, após o parto,
sofre uma redução de volume.
Mastócito: Célula globosa, grande, sem prolongamentos e repleta de grânulos que dificultam, pela sua quantidade, a visualização
do núcleo. Os grânulos são constituídos de heparina (substância anticoagulante) e histamina (substância envolvida nos processos de
alergia). Esta última substância é liberada em ocasiões de penetração de certos antígenos no organismo e seu contato com os mastócitos,
desencadeando a consequente reação alérgica.
Plasmócito: Célula ovoide, rica em retículo endoplasmático rugoso (ou granular). Pouco numeroso no conjunto normal, mas abundante
em locais sujeitos à penetração de bactérias, como intestino, pele e locais em que existem infecções crônicas. Produtor de todos os anticorpos
no combate a microorganismos. É originado no tecido conjuntivo a partir da diferenciação de células conhecidas como linfócitos B.
Os diferentes tipos de tecido conjuntivo estão amplamente distribuídos pelo corpo, podendo desempenhar funções de preenchimento de
espaços entre órgãos, função de sustentação, função de defesa e função de nutrição.
A classificação desses tecidos baseia-se na composição de suas células e na proporção relativa entre os elementos da matriz extracelular.
Os principais tipos de tecidos conjuntivos são: frouxo, denso, adiposo, reticular ou hematopoiético, cartilaginoso e ósseo.
Didatismo e Conhecimento
19
BIOLOGIA
Tipos de Tecido Conjuntivos.
Dependendo do modo de organização dessas fibras, esse
tecido pode ser classificado em:
não modelado: formado por fibras colágenas entrelaçadas,
dispostas em feixes que não apresentam orientação fixa, o que
confere resistência e elasticidade. Esse tecido forma as cápsulas
envoltórias de diversos órgãos internos, e forma também um a
derme, tecido conjuntivo da pele;
modelado: formado por fibras colágenas dispostas em feixes
com orientação fixa, dando ao tecido características de maior
resistência à tensão do que a dos tecidos não-modelados e frouxo;
ocorre nos tendões, que ligam os músculos aos ossos, e nos
ligamentos, que ligam os ossos entre si.
Tecido conjuntivo frouxo
O tecido conjuntivo frouxo preenche espaços não-ocupados
por outros tecidos, apoia e nutre células epiteliais, envolve nervos,
músculos e vasos sanguíneos linfáticos. Além disso, faz parte da
estrutura de muitos órgãos e desempenha importante papel em
processos de cicatrização.
É o tecido de maior distribuição no corpo humano. Sua
substância fundamental é viscosa e muito hidratada. Essa
viscosidade representa, de certa forma, uma barreira contra a
penetração de elementos estranhos no tecido. É constituído por
três componentes principais: células de vários tipos, três tipos
de fibras e matriz.
Tecido conjuntivo adiposo
Nesse tecido a substância intracelular é reduzida, e as células,
ricas em lipídios, são denominadas células adiposas. Ocorre
principalmente sob a pele, exercendo funções de reserva de energia,
proteção contra choques mecânicos e isolamento térmico. Ocorre
também ao redor de alguns órgãos como os rins e o coração.
As células adiposas possuem um grande vacúolo central de
gordura, que aumenta ou diminui, dependendo do metabolismo:
se uma pessoa come pouco ou gasta muita energia, a gordura
das células adiposas diminui; caso contrário, ela se acumula. O
tecido adiposo atua como reserva de energia para momentos de
necessidade.
Tipos de fibras
As fibras presentes no tecido conjuntivo frouxo são de três
tipos: colágenas, elásticas e reticulares.
As fibras colágenas são constituídas de colágeno, talvez a
proteína mais abundante no reino animal. São grossas e resistentes,
distendendo-se pouco quando tensionadas. As fibras colágenas
presentes na derme conferem resistência a nossa pele, evitando
que ela se rasgue, quando esticada.
As fibras elásticas são longos fios de uma proteína chamada
elastina. Elas conferem elasticidade ao tecido conjuntivo frouxo,
completando a resistência das fibras colágenas. Quando você
puxa e solta à pele da parte de cima da mão, são as fibras elásticas
que rapidamente devolvem à pele sua forma original. A perda da
elasticidade da pele, que ocorre com o envelhecimento, deve-se ao
fato de as fibras colágenas irem, com a idade, se unindo umas às
outras, tornando o tecido conjuntivo mais rígido.
As fibras reticulares são ramificadas e formam um trançado
firme que liga o tecido conjuntivo aos tecidos vizinhos.
Tecido conjuntivo cartilaginoso
O tecido cartilaginoso, ou simplesmente cartilagem,
apresentam consistência firme, mas não é rígido como o tecido
ósseo. Tem função de sustentação, reveste superfícies articulares
facilitando os movimentos e é fundamental para o crescimento dos
ossos longos.
Nas cartilagens não há nervos nem vasos sanguíneos. A
nutrição das células desse tecido é realizada por meio dos vasos
sanguíneos do tecido conjuntivo adjacente.
A cartilagem é encontrada no nariz, nos aneis da traqueia
e dos brônquios, na orelha externa (pavilhão auditivo), na
epiglote e em algumas partes da laringe. Além disso, existem
discos cartilaginosos entre as vértebras, que amortecem o impacto
dos movimentos sobre a coluna vertebral. No feto, o tecido
cartilaginoso é muito abundante, pois o esqueleto é inicialmente
formado por esse tecido, que depois é em grande parte substituído
pelo tecido ósseo.
O tecido cartilaginoso forma o esqueleto de alguns animais
vertebrados, como os cações, tubarões e raias, que são, por isso,
chamados de peixes cartilaginosos.
Há dois tipos de células nas cartilagens: os condroblastos
(do grego chondros, cartilagem, e blastos, “célula jovem”),
que produzem as fibras colágenas e a matriz, com consistência
de borracha. Após a formação da cartilagem, a atividade dos
condroblastos diminui e eles sofrem uma pequena retração de
volume, quando passam a ser chamados de condrócitos (do
grego chondros, cartilagem, e kytos, célula). Cada condrócito fica
encerrado no interior de uma lacuna ligeiramente maior do que ele,
moldada durante a deposição da matriz intercelular.
As fibras presentes nesse tecido são as colágenas e as
reticulares.
Tipos de células
O tecido conjuntivo frouxo contém dois principais de células:
fibroblastos e macrófagos.
Os fibroblastos têm forma estrelada núcleo grande. São eles
que fabricam e secretam as proteínas que constituem as fibras e a
substância amorfa.
Os macrófagos são grandes e ameboides, deslocandose continuamente entre as fibras à procura de bactérias e restos
de células. Sua função é limpar o tecido, fagocitando agentes
infecciosos que penetram no corpo e, também, restos de células
mortas. Os macrófagos, alem disso identificam substâncias
potencialmente perigosas ao organismo, alertando o sistema de
defesa do corpo.
Outros tipos celulares presentes no tecido conjuntivo frouxo
são as células mesenquimatosas e os plasmócitos. As células
mesenquimatosas são dotadas de alta capacidade de multiplicação
e permitem a regeneração do tecido conjuntivo, pois dão origem
a qualquer tipo de célula nele presente. Os plasmócitos são
células especializadas em produzir os anticorpos que combatem
substâncias estranhas que penetram no tecido.
Tecido conjuntivo denso
No tecido conjuntivo denso há predomínio de fibroblastos e
fibras colágenas.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Tecido conjuntivo sanguíneo
O sangue (originado pelo tecido hemocitopoiético) é um
tecido altamente especializado, formado por alguns tipos de
células, que compõem a parte figurada, dispersas num meio líquido
– o plasma -, que corresponde à parte amorfa. Os constituintes
celulares são: glóbulos vermelhos (também denominados
hemácias ou eritrócitos); glóbulos brancos (também chamados
de leucócitos).
O plasma é composto principalmente de água com diversas
substâncias dissolvidas, que são transportadas através dos vasos
do corpo.
Todas as células do sangue são originadas na medula óssea
vermelha a partir das células indiferenciadas pluripotentes (célulastronco). Como consequência do processo de diferenciação celular,
as células-filhas indiferenciadas assumem formas e funções
especializadas.
Essa classificação é de ordem macroscópica, pois quando
essas partes são observadas no microscópio nota-se que ambas
são formadas pela mesma estrutura histológica. A estrutura
microscópica de um osso consiste de inúmeras unidades, chamadas
sistemas de Havers. Cada sistema apresenta camadas concêntricas
de matriz mineralizada, depositadas ao redor de um canal central
onde existem vasos sanguíneos e nervos que servem o osso.
Os canais de Havers comunicam-se entre si, com a cavidade
medular e com a superfície externa do osso por meio de canais
transversais ou oblíquos, chamados canais perfurantes (canais de
Volkmann). O interior dos ossos é preenchido pela medula óssea,
que pode ser de dois tipos: amarela, constituída por tecido adiposo,
e vermelha, formadora de células do sangue.
Tipos de células do osso
As células ósseas ficam localizadas em pequenas cavidades
existentes nas camadas concêntricas de matriz mineralizada.
Quando jovens, elas são chamadas osteoblastos (do grego
osteon, osso, e blastos, “célula jovem”) e apresentam longas
projeções citoplasmáticas, que tocam os osteoblastos vizinhos. Ao
secretarem a matriz intercelular ao seu redor, os osteoblastos ficam
presos dentro de pequenas câmeras, das quais partem canais que
contêm as projeções citoplasmáticas.
Quando a célula óssea se torna madura, transforma-se
em osteócito (do grego osteon, osso, e kyton, célula), e seus
prolongamentos citoplasmáticos se retraem, de forma que ela passa
a ocupar apenas a lacuna central. Os canalículos onde ficavam os
prolongamentos servem de comunicação entre uma lacuna e outra,
e é através deles que as substâncias nutritivas e o gás oxigênio
provenientes do sangue até as células ósseas.
Além dos osteoblastos e dos osteócitos, existem outras
células importantes no tecido ósseo: os osteoclástos (do grego
klastos, quebrar, destruir). Essas células são especialmente
ativas na destruição de áreas lesadas ou envelhecidas do osso,
abrindo caminho para a regeneração do tecido pelos osteoblastos.
Os cientistas acreditam que os ossos estejam em contínua
remodelação, pela atividade conjunta de destruição e reconstrução
empreendidas, respectivamente, pelos osteoclastos e osteoblastos.
Você encontrará mais informações sobre os osteoclastos no texto
sobre remodelação óssea.
Plaquetas
Plaquetas são restos celulares originados da fragmentação de
células gigantes da medula óssea, conhecidas como megacariócitos.
Possuem substâncias ativas no processo de coagulação sanguínea,
sendo, por isso, também conhecidas como trombócitos (do grego,
thrombos = coágulo), que impedem a ocorrência de hemorragias.
Glóbulos vermelhos
Glóbulos vermelhos, hemácias ou eritrócitos (do grego,
eruthrós = vermelho, e kútos = célula) são anucleados, possuem
aspecto de disco bicôncavo e diâmetro de cerca de 7,2 m m. São
ricos em hemoglobina, a proteína responsável pelo transporte de
oxigênio, a importante função desempenhada pelas hemácias.
Glóbulos brancos
Glóbulos brancos, também chamados de leucócitos (do grego,
leukós = branco), são células sanguíneas envolvidas com a defesa
do organismo.
Essa atividade pode ser exercida por fagocitose ou por meio
da produção de proteínas de defesa, os anticorpos.
Costuma-se classificar os glóbulos brancos de acordo com a
presença ou ausência, em seu citoplasma, de grânulos específicos,
e agranulócitos, os que não contêm granulações específicas,
comuns a qualquer célula.
Tecido conjuntivo ósseo
O tecido ósseo tem a função de sustentação e ocorre nos
ossos do esqueleto dos vertebrados. É um tecido rígido graças à
presença de matriz rica em sais de cálcio, fósforo e magnésio.
Além desses elementos, a matriz é rica em fibras colágenas, que
fornecem certa flexibilidade ao osso.
Os ossos são órgãos ricos em vasos sanguíneos. Além do
tecido ósseo, apresentam outros tipos de tecido: reticular, adiposo,
nervoso e cartilaginoso.
Por serem um estrutura inervada e irrigada, os ossos
apresentam sensibilidade, alto metabolismo e capacidade de
regeneração.
Quando um osso é serrado, percebe-se que ele é formado
por duas partes: uma sem cavidades, chamada osso compacto,
e outra com muitas cavidades que se comunicam, chamada osso
esponjoso.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
A formação do tecido ósseo
A ossificação – formação de tecido ósseo – pode se dar por dois processos: ossificação intramenbranosa e ossificação endocondral.
No primeiro caso, o tecido ósseo surge aos poucos em uma membrana de natureza conjuntiva, não cartilaginosa. Na ossificação
endocondral, uma peça de cartilagem, com formato de osso, serve de molde para a confecção de tecido ósseo. Nesse caso, a cartilagem é
gradualmente destruída e substituída por tecido ósseo.
Crescimento nos ossos longos
A ossificação endocondral ocorre na formação de ossos longos, como os das pernas e os dos braços.
Nesses ossos, duas regiões principais sofrerão a ossificação: o cilindro longo, conhecido como diáfise e as extremidades dilatadas, que
correspondem as epífises.
Entre a epífise de cada extremidade e a diáfise é mantida uma região de cartilagem, conhecida como cartilagem de crescimento,
que possibilitará a ocorrência constante de ossificação endocondral, levando à formação de mais osso. Nesse processo, os osteoclastos
desempenham papel importante. Eles efetuam constantemente a reabsorção de tecido ósseo, enquanto novo tecido ósseo é formado.
Os osteoclastos atuam como verdadeiros demolidores de osso, enquanto os osteoblastos exercem papel de construtores de mais osso.
Nesse sentido, o processo de crescimento de um osso depende da ação conjunta de reabsorção de osso preexistente e da deposição de novo
tecido ósseo. Considerando, por exemplo, o aumento de diâmentro de um osso longo, é preciso efetuar a reabsorção de camada interna da
parede óssea, enquanto na parede externa deve ocorrer deposição de mais osso.
O crescimento ocorre até que se atinja determinada idade, a partir da qual a cartilagem de crescimento também sofre ossificação e o
crescimento do osso em comprimento cessa.
Remodelação óssea
Depois que o osso atinge seu tamanho e forma adultos, o tecido ósseo antigo é constantemente destruído e um novo tecido é formado
em seu lugar, em um processo conhecido como remodelação.
A remodelação ocorre em diferentes velocidades nas várias partes do corpo. Por exemplo, a porção distal do fêmur é substituída a cada
4 meses; já os ossos da mão são completamente substituídos durante a vida inteira do indivíduo. A remodelação permite que os tecidos já
gastos ou que tenham sofrido lesões sejam trocados por tecidos novos e sadios. Ela também permite que o osso sirva como reserva de cálcio
para o corpo.
Em um adulto saudável, uma delicada homeostase (equilíbrio) é mantida entre a ação dos osteoclastos (reabsorção) durante a remoção
de cálcio e a dos osteoblastos (aposição) durante a deposição de cálcio. Se muito cálcio for depositado, podem se formar calos ósseos ou
esporas, causando interferências nos movimentos. Se muito cálcio for retirado, há o enfraquecimento dos ossos, tornando-os flexíveis e
sujeitos a fraturas.
O crescimento e a remodelação normais dependem de vários fatores
- suficientes quantidades de cálcio e fósforo devem estar presentes na dieta alimentar do indivíduo;
- deve-se obter suficiente quantidade de vitaminas, principalmente vitamina D, que participa na absorção do cálcio ingerido;
- o corpo precisa produzir os hormônios responsáveis pela atividade do tecido ósseo:
Didatismo e Conhecimento
22
BIOLOGIA
- Hormônio de crescimento (somatotrofina): secretado pela
hipófise, é responsável pelo crescimento dos ossos;
- Calcitonina: produzida pela tireoide, inibe a atividade
osteoclástica e acelera a absorção de cálcio pelos ossos;
- Paratormônio: sintetizado pelas paratireoides, aumenta a
atividade e o número de osteoclastos, elevando a taxa de cálcio na
corrente sanguínea;
- Hormônios sexuais: também estão envolvidos nesse
processo, ajudando na atividade osteoblástica e promovendo o
crescimento de novo tecido ósseo.
Com o envelhecimento, o sistema esquelético sofre a perda
de cálcio. Ela começa geralmente aos 40 anos nas mulheres e
continua até que 30% do cálcio nos ossos seja perdido, por volta
dos 70 anos. Nos homens, a perda não ocorre antes dos 60 anos.
Essa condição é conhecida como osteoporose.
Outro efeito do envelhecimento é a redução da síntese de
proteínas, o que diminui a produção da parte orgânica da matriz
óssea. Como consequência, há um acúmulo de parte inorgânica
da matriz. Em alguns indivíduos idosos, esse processo causa uma
fragilização dos ossos, que se tornam mais susceptíveis a fraturas.
O uso de aparelhos ortodônticos é um exemplo de remodelação
dos ossos, neste caso, resultando na remodelação da arcada
dentária.
Os aparelhos exercem forças diferentes daquelas a que os
dentes estão naturalmente submetidos. Nos pontos em que há
pressão ocorre reabsorção óssea, enquanto no lado oposta há
deposição de matriz. Assim, os dentes movem-se pelos ossos da
arcada dentária e passam a ocupar a posição desejada.
A célula muscular estriada apresenta, no seu citoplasma,
pacotes de finíssimas fibras contráteis, as miofibrilas, dispostas
longitudinalmente. Cada miofibrila corresponde a um conjunto
de dois tipos principais de proteínas: as miosina, espessas, e as
actinas, finas. Esses proteínas estão organizados de tal modo que
originam bandas transversais, claras e escuras, características
das células musculares estriadas, tanto as esqueléticas como as
cardíacas.
Os filamentos de miosina formam bandas escuras, chamadas
anisotrópicas (banda A), e os de actina, bandas claras, chamadas
isotrópicas (banda I).
No centro de cada banda I aparece uma linha mais escura,
chamada linha Z. O intervalo entre duas linhas Z consecutivas
constitui um miômetro ou sarcômero e correspondem à unidade
contrátil da célula muscular.
No centro de cada banda A existe uma faixa mais clara,
chamada banda H, bem visível nas células musculares relaxadas e
que vai desaparecendo à medida que a contração muscular ocorre.
Na contração muscular, os miofilamentos não diminuem de
tamanho, mas os sarcômeros ficam mais curtos e toda a célula
muscular se contrai.
O encurtamento dos sarcômeros ocorre em função do
deslizamento dos miofilamentos finos sobre os grosso, havendo
maior sobreposição entre eles: a banda I diminui de tamanho, pois
os filamentos de actina deslizam sobre os de miosina, penetram na
banda A e reduzem a largura da banda H.
A membrana plasmática da célula muscular estriada
esquelética costuma ser chamada sarcolema (do grego, sarcos,
carne).
TECIDOS MUSCULARES
Os tecidos musculares são de origem mesodérmica e
relacionam-se com a locomoção e outros movimentos do corpo,
como a contração dos órgãos do tubo digestório, do coração e das
artérias.
As células dos tecidos musculares são alongadas e recebem
o nome de fibras musculares ou miócitos. Em seu citoplasma,
são ricas em dois tipos de filamento proteico: os de actina e os
de miosina, responsáveis pela grande capacidade de contração e
distensão dessas células.
Exercícios e o aumento da musculatura esquelética
Sabemos que exercícios físicos promovem o aumento da
musculatura esquelética.
Mas o que aumenta: o número de células no músculo ou o
volume das células já existentes?
A atividade física estimula as células musculares esqueléticas
já existentes a produzirem novas miofibrilas, o que ocasiona
aumento do volume da célula e consequentemente do músculo.
No indivíduo adulto, as células da musculatura esquelética não
se dividem mais. No entanto, existem células especiais, chamadas
satélites, que são mononucleadas e pequenas e se localizam no
conjuntivo que envolve os miócitos. Em situações muito especiais,
quando o músculo é submetido a exercícios intensos, essas células
podem se multiplicar e algumas delas se fundir com as fibras
musculares já existentes, contribuindo também para o aumento do
músculo.
As células satélites são importantes nos processos de
regeneração da musculatura esquelética quando ocorrem lesões.
Quando um músculo é estimulado a se contrair, os filamentos
de actina deslizam entre os filamentos de miosina. A célula diminui
em tamanho, caracterizando a contração.
Tipos de tecido muscular
Há três tipos de tecido muscular: estriado esquelético,
estriado cardíaco e liso. Cada um deles tem características
próprias, adequadas ao papel que desempenham no organismo.
Tecido muscular estriado esquelético
O tecido muscular estriado esquelético constitui a maior
parte da musculatura do corpo dos vertebrados, formando o
que se chama popularmente de carne. Essa musculatura recobre
totalmente o esqueleto e está presa aos ossos, daí ser chamada de
esquelética. Esse tipo de tecido apresenta contração voluntária
(que depende da vontade do indivíduo).
Um músculo esquelético é um pacote de longas fibras. Cada
uma delas é uma célula dotada de muitos núcleos, chamado
miócitos multinucleados. Uma fibra muscular pode medir vários
centímetros de comprimento, por 50 mm de espessura.
Didatismo e Conhecimento
Tecido muscular estriado cardíaco
Apresenta miócitos estriados com um ou dois núcleos centrais.
Esse tecido ocorre apenas no coração e apresenta contração
independente da vontade do indivíduo (contração involuntária).
No músculo cardíaco essa contração é vigorosa e rítmica.
Essas células musculares são menores e ramificadas,
intimamente unidas entre si por estruturas especializadas e típicas
da musculatura cardíaca: os discos intercalares, que fazem a
conexão elétrica entre todas as células do coração.
23
BIOLOGIA
O axônio é uma expansão celular fina, alongada e de diâmetro
constante, com ramificações em sua porção final, de modo que o
impulso pode ser transmitido simultaneamente a vários destinos. É
uma estrutura especializada na transmissão de impulsos nervosos
para outros neurônios ou para outros tipos celulares, como as
células de órgãos efetores (musculares e glandulares).
Assim, se uma célula receber um estímulo suficientemente
forte, ele é transmitido a todas as outras células e o coração como
um todo se contrai. Essa transmissão do estímulo é feita por canais
de passagem de água e íons entre as células, que facilita a difusão
do sinal iônico entre uma célula e outra, determinando a onda
rítmica de contração das células. Os discos intercalares possuem
estruturas de adesão entre células que as mantêm unidas mesmo
durante o vigoroso processo de contração da musculatura cardíaca.
As células musculares cardíacas são capazes de
autoestimulação, não dependendo de um estímulo nervoso para
iniciar a contração. As contrações rítmicas do coração são geradas
e conduzidas por uma rede de células musculares cardíacas
modificadas que se localizam logo abaixo do endocárdio, tecido
que reveste internamente o coração.
Existem numerosas terminações nervosas no coração, mas
o sistema nervoso atua apenas regulando o ritmo cardíaco às
necessidades do organismo.
Outras células do tecido nervoso
Células de Schwann
Certos tipos de neurônios são envolvidos por células especiais,
as células de Schwann. Essas células se enrolam dezenas de vezes
em torno do axônio e formam uma capa membranosa, chamada
bainha de mielina.
A bainha de mielina atua como um isolamento elétrico e
aumenta a velocidade de propagação do impulso nervoso ao longo
do axônio.
Na doença degenerativa conhecida como esclerose múltipla,
por exemplo, ocorre um deterioração gradual da bainha de mielina,
resultando na perda progressiva da coordenação nervosa.
Tecido muscular liso ou não-estriado
As células musculares lisas não apresentam estriação
transversal, característica das células musculares esqueléticas e
cardíacas. A razão disso é que os filamentos de actina e miosina
não se encontram alinhados ao longo do comprimento da célula.
Acredita-se que eles estejam arranjados em espiral dentro da fibra
muscular lisa.
Os miócitos se apresentam uninucleados e fusiformes, isto
é, alongadas e coam as extremidades afiladas. Nessas células a
contração é involuntária e lenta. Você pode decidir quando lavar as
suas mãos, mas não controla conscientemente os movimentos de
seu estômago ou a contração de seu coração. Ocorre nas artérias,
sendo responsável por sua contração; ocorre também no esôfago,
no estômago e nos intestinos, sendo responsável pelo peristaltismo
(ou peristalse) nesses órgãos. Os movimentos peristálticos são
contrações em ondas que deslocam o material alimentar dentro
desses órgãos do sistema digestório.
Células da glia
O tecido nervoso apresenta outras células auxiliares que dão
suporte ao funcionamento do sistema nervoso: são as células
da glia ou gliais. Elas digerem em forma e função, cada uma
desempenha um papel diferente na estrutura e no funcionamento
do tecido nervoso. Os astrócitos dão suporte mecânico e fornecem
alimento à complexa e delicada rede de circuitos nervosos. Os
oligodendrócitos desempenham função equivalente à das células
de Schwann, formando bainhas protetoras sobre os neurônios que
ficam no encéfalo e na medula espinhal. As micróglias são um
tipo especializado de macrófago cuja função é fagocitar detritos e
restos celulares presentes no tecido nervoso.
Transmissão do impulso nervoso
TECIDO NERVOSO.
Em um neurônio, os estímulos se propagam sempre no mesmo
sentido: são recebidos pelos dendritos, seguem pelo corpo celular,
percorrem o axônio e, da extremidade deste, são passados à célula
seguinte (dendrito – corpo celular – axônio). O impulso nervoso
que se propaga através do neurônio é de origem elétrica e resulta
de alterações nas cargas elétricas das superfícies externa e interna
da membrana celular.
A membrana de um neurônio em repouso apresenta-se com
carga elétrica positiva do lado externo (voltado para fora da célula)
e negativa do lado interno (em contato com o citoplasma da célula).
Quando essa membrana se encontra em tal situação, diz-se que
está polarizada. Essa diferença de cargas elétricas é mantida pela
bomba de sódio e potássio. Assim separadas, as cargas elétricas
estabelecem uma energia elétrica potencial através da membrana:
o potencial de membrana ou potencial de repouso (diferença entre
as cargas elétricas através da membrana).
Quando um estímulo químico, mecânico ou elétrico chega ao
neurônio, pode ocorrera alteração da permeabilidade da membrana,
permitindo grande entrada de sódio na célula e pequena saída de
potássio dela. Com isso, ocorre uma inversão das cargas ao redor
dessa membrana, que fica despolarizada gerando um potencial de
ação. Essa despolarização propaga-se pelo neurônio caracterizando
o impulso nervoso.
Os seres vivos reagem aos estímulos ambientais. Mudanças
nas condições do ambiente, tais como sons, choques, calor e frio,
são percebidas pelo organismo, que reage adotando uma postura
correspondente ao estímulo. Embora sejam os músculos que
respondem aos estímulos, é o tecido nervoso o responsável por sua
recepção e escolha da resposta adequada.
O tecido nervoso tem origem ectodérmica, nele a substância
intercelular praticamente não existe. Os principais componentes
celulares são os neurônios e as células da glia.
As células da glia ou neuroglia são vários tipos celulares
relacionados com a sustentação e a nutrição dos neurônios, com
a produção de mielina e com a fagocitose.
Os neurônios, ou células nervosas, têm a propriedade de
receber e transmitir estímulos nervosos, permitindo ao organismo
responder a alteração do meio. Os neurônios são alongados,
podendo atingir, em alguns casos, cerca de 1 metro de comprimento,
como nos neurônios que se estendem desde nossas costas até o pé.
São células formadas por um corpo celular ou pericário, de onde
partem dois tipos de prolongamento: dendritos e axônio.
Os dentritos são prolongamentos ramificados da célula
especializados em receber estímulos, que também podem ser
recebidos pelo corpo celular. O impulso nervoso é sempre
transmitido no sentido dendrito – corpo – axônio.
Didatismo e Conhecimento
24
BIOLOGIA
Imediatamente após a passagem do impulso, a membrana sofre
repolarização, recuperando seu estado de repouso, e a transmissão
do impulso cessa.
O estímulo que gera o impulso nervoso deve ser forte o
suficiente, acima de determinado valor crítico, que varia entre
os diferentes tipos de neurônios, para induzir a despolarização
que transforma o potencial de repouso em potencial de ação.
Esse é o estímulo limiar. Abaixo desse valor o estímulo só
provoca alterações locais na membrana, que logo cessam e não
desencadeiam o impulso nervoso.
Qualquer estímulo acima do limiar gera o mesmo potencial
de ação que é transmitido ao longo do neurônio. Assim, não existe
variação de intensidade de um impulso nervoso em função do
aumento do estímulo; o neurônio obedece à regra do “tudo ou
nada”.
Este último degenera e é fagocitado pelos macrófagos, que
limpam a região lesada. Já o coto próxima cresce e se ramifica. Ao
mesmo tempo, células que formam a bainha de mielina do coto
distal modificam-se e proliferam, originando colunas celulares que
servirão de guia para os ramos que estão crescendo a partir do
coto proximal. Quando um desses ramos penetra nessa coluna de
células, ele regenera completamente o axônio.
Quando o espaço entre o coto proximal e o distal é muito
grande ou quando ocorre uma amputação, os ramos do coto
proximal crescem desordenadamente, entrelaçam-se e formam uma
estrutura muito sensível à dor, chamada neuroma de amputação.
Sinapse: Dos dondritos ao corpo celular e ao axônio, seguese a transmissão elétrica despolarizando e polarizando a célula
nervosa. A função destes neurotransmissores, que podem ser a
adrenalina ou acetilcolina, é de transmitir quimicamente o impulso
nervoso de um neurônio a outro, ou de neurônios para órgãos e
glândulas.
Alguns neurônios apresentam uma bainha envolvendo o
axônio, chamada bainha de mielina. A presença da bainha de
mielina acelera a velocidade do impulso vai ocorrendo mais
rapidamente que numa célula sem esta bainha.
Fibras nervosas – Um conjunto de axônios, envolvidos por
tecido conjuntivo, forma uma fibra nervosa. Ao conjunto de fibras
nervosas chamados nervos. Os nervos não contém corpo celular de
neurônio, apenas axônios.
Os nervos podem ser:
A)Sensitivos – quando recebem o estímulo e o levam até o
centro nervoso que pode ser o encéfalo ou medula.
B)Motores – são os nervos que trazem uma resposta do centro
nervoso para os órgãos.
C)Mistos - quando realizam as duas funções.
Lei do tudo ou nada: Um neurônio só formará um potencial
de ação se a intensidade do impulso for tanta que faça despolizar e
repolarizar a sua membrana. Pouco impulso de nada adianta.
Dessa forma, a intensidade das sensações vai depender do
número de neurônios despolarizados e da frequência de impulsos.
Imagine uma queimadura no dedo. Quanto maior a área queimada,
maior a dor, pois mais receptores serão estimulados e mais
neurônios serão despolarizados.
A transmissão do impulso nervoso de um neurônio a outro ou
às células de órgãos efetores é realizada por meio de uma região de
ligação especializada denominada sinapse.
O tipo mais comum de sinapse é a química, em que as
membranas de duas células ficam separadas por um espaço
chamado fenda sináptica.
Na porção terminal do axônio, o impulso nervoso proporciona
a liberação das vesículas que contêm mediadores químicos,
denominados neurotransmissores. Os mais comuns são acetilcolina
e adrenalina.
Esses neurotransmissores caem na fenda sináptica e dão
origem aos impulsos nervosos na célula seguinte. Logo a seguir,
os neurotransmissores que estão na fenda sináptica são degradados
por enzimas específicas, cessando seus efeitos.
No sistema nervoso, verifica-se que os neurônios dispõemse diferenciadamente de modo a dar origem a duas regiões
com coloração distinta entre si e que podem ser notadas
macroscopicamente: a substância cinzenta, onde estão os corpos
celulares, e a substância branca, onde estão os axônios. No encéfalo
(com exceção do bulbo) a substância cinzenta está localizada
externamente em relação a substância branca, e na medula espinha
e no bulbo ocorre o inverso.
Os nervos são conjuntos de fibras nervosas organizadas em
feixes, unidos por tecidos conjuntivo denso.
Arco reflexo
A cada estímulo que captamos nosso organismo precisa emitir
uma resposta para tanto, o nervo sensitivo percebe o estímulo e
através do impulso nervoso o leva até o centro nervoso, que pode
ser o cérebro ou a medula espinhal.
Mas quando a estamos retirando, o nervo sensitivo já enviou
a mensagem até a medula e o nervo motor já trouxe a resposta
fazendo-nos agir rápida e inconscientemente.
Leitura Complementar
Drogas e o sistema nervoso
Álcool - em baixa concentração no sangue provoca euforia,
aumento da autoconfiança e diminuição da timidez ocorrendo
também um estímulo no apetite. Num indivíduo alcoolizado, os
reflexos se tornam mais lentos propiciando acidentes, a fala se
modifica e o equilíbrio é afetado. Doses altas provocam gastrites e
úlceras bem como problemas hepáticos que envolvem para cirrose.
Maconha - Ataca o humor, a coordenação motora e a
memória deteriorando a capacidade de desempenhar tarefas que
exijam raciocínio. Outros sintomas são secura na boca e garganta e
aumento do apetite. Doses elevadas provocam alucinações e perda
de consciência.
Cocaína – Sensações de bem – estar e euforia, agitação
e excitação. Com o tempo, o indivíduo não se contenta mais
com pequenas doses, partindo para doses maiores o que passa a
provocar tremores, crises convulsivas, vômitos e depressão.
Regeneração das fibras nervosas
Assim com as células musculares do coração, os neurônios não
se dividem mais depois de diferenciados. Desse modo, se forem
destruídos, não são mais repostos. No entanto, os prolongamentos
dos neurônios podem, dentro de certos limites, sofrer regeneração,
desde que o corpo celular não tenha sido destruído. Quando um
axônio é cortado acidentalmente, o que ocorre no caso de ferimentos
na pele, a região que fica ligada ao corpo celular é chamada coto
proximal, e a que fica separada é chamada coto distal.
Didatismo e Conhecimento
25
BIOLOGIA
- Embrionárias: São encontradas no embrião humano e são
classificadas como totipotentes ou pluripotentes, devido ao seu
poder de diferenciação celular de outros tecidos. A utilização
de células estaminais embrionárias para fins de investigação e
tratamentos médicos varia de país para país, em que alguns a sua
investigação e utilização é permitida, enquanto em outros países é
ilegal. O STF autorizou as pesquisas no Brasil.
- Adultas: São encontradas em diversos tecidos, como a
medula óssea, sangue, fígado, cordão umbilical, placenta, e
outros. Estudos recentes mostram que estas células-tronco têm
uma limitação na sua capacidade de diferenciação, o que dá uma
limitação de obtenção de tecidos a partir delas.
- Mesenquimais:
Células-tronco mesenquimais, uma
população de células do estroma do tecido (parte que dá
sustentação às células), têm a capacidade de se diferenciar em
diversos tecidos. Por conta desta plasticidade, essas células têm
sido utilizadas para reparar ou regenerar tecidos danificados como
ósseo, cartilaginoso, hepático, cardíaco e neural. Além disso, essas
células apresentam uma poderosa atividade imunossupressora,
o que abre a possibilidade de sua aplicação clínica em doenças
imunomediadas, como as autoimunes e também nas rejeições aos
transplantes. Em adultos, residem principalmente na medula óssea
e no tecido adiposo.
Nicotina - Os problemas de saúde causados pela nicotina
também são graves. Entre eles estão arritmias cardíacas, doenças
cerebrovascular, aumento da mortalidade pré-natal, doenças nas
gengivas, perda do tato e olfato.
3. NOÇÕES SOBRE CÉLULAS-TRONCO,
CLONAGEM E TECNOLOGIA DO DNA
RECOMBINANTE.
As células-tronco, células-mães ou células estaminais são
células que possuem a melhor capacidade de se dividir dando
origem a duas células semelhantes às progenitoras.
As células-tronco de embriões têm ainda a capacidade de se
transformar, num processo também conhecido por diferenciação
celular, em outros tecidos do corpo, como ossos, nervos,
músculos e sangue. Devido a essa característica, as célulastronco são importantes, principalmente na aplicação terapêutica,
sendo potencialmente úteis em terapias de combate a doenças
cardiovasculares, neurodegenerativas, Diabetes mellitus tipo 1,
acidentes vasculares cerebrais, doenças hematológicas, traumas na
medula espinhal e nefropatias.
O principal objetivo das pesquisas com células-tronco é usá-las para recuperar tecidos danificados por essas doenças e traumas.
Quanto a sua classificação, podem ser:
- Totipotentes: aquelas células que são capazes de
diferenciarem-se em todos os 216 tecidos que formam o corpo
humano, incluindo a placenta e anexos embrionários. As células
totipotentes são encontradas nos embriões nas primeiras fases
de divisão, isto é, quando o embrião tem até 16 - 32 células, que
corresponde a 3 ou 4 dias de vida;
- Pluripotentes ou multipotentes: aquelas células capazes
de diferenciar-se em quase todos os tecidos humanos, excluindo a
placenta e anexos embrionários, ou seja, a partir de 32 - 64 células,
aproximadamente a partir do 5º dia de vida, fase considerada de
blastocisto. As células internas do blastocisto são pluripotentes
enquanto as células da membrana externa destinam-se a produção
da placenta e as membranas embrionárias;
- Oligotentes: aquelas células que se diferenciam em poucos
tecidos;
- Unipotentes: aquelas células que se diferenciam em um
único tecido.
Constitui um mistério para os cientistas a ordem ou comando
que determina no embrião humano que uma célula-tronco
pluripotente se diferencie em determinado tecido específico, como
fígado, osso, sangue etc. Porém em laboratório, existem substâncias
ou fatores de diferenciação que quando são colocadas em culturas
de células-tronco in vitro, determinam que elas se diferenciem no
tecido esperado. Um estudo está sendo desenvolvido pela USP
para averiguar o resultado do contato de uma célula-tronco com
um tecido diferenciado, cujo objetivo é observar se a célula-tronco
irá transformar-se no mesmo tecido com que está tendo contato.
As células-tronco da pesquisa foram retiradas de cordão umbilical.
Podem ser obtidas:
- Por Clonagem Terapêutica é a técnica de manipulação
genética que fabrica embriões a partir da transferência do núcleo
da célula já diferenciada, de um adulto ou de um embrião, para
um óvulo sem núcleo. A partir da fusão inicia-se o processo de
divisão celular, na primeira fase 16-32 são consideradas células
totipotentes. Na segunda fase 32-64 serão células pluripotentes,
blastocisto que serão retiradas as células-tronco para diferenciação,
in vitro, dos tecidos que se pretende produzir. Nesta fase ainda não
existe nenhuma diferenciação dos tecidos ou órgãos que formam
o corpo humano e por isso podem ser induzidas para a terapia
celular.
- Do Corpo Humano as células-tronco adultas são fabricadas
em alguns tecidos do corpo, como a medula óssea, sistema nervoso
e epitélio, mas possuem limitação quanto a diferenciação em
tecidos do corpo humano.
- De Embriões Descartados (inviáveis para implantação) e
Congelados nas clínicas de reprodução assistida.
Podem ser utilizadas:
Terapia Celular: tratamento de doenças ou lesões com
células-tronco manipuladas em laboratório.
O que é Clonagem Reprodutiva?
É a técnica pela qual se forma uma cópia de um indivíduo.
O procedimento baseia-se na transferência do núcleo de uma
célula diferenciada, adulta ou embrionária, para um óvulo sem
núcleo com a implantação do embrião no útero humano. Gêmeos
univitelinos são clones naturais.
Principal diferença das técnicas de Clonagem Terapêutica
e Reprodutiva
Nas duas situações há transferência de um núcleo de uma
célula diferenciada para um óvulo sem núcleo. Mas na técnica
de clonagem para fins terapêuticos as células são multiplicadas
em laboratório para formar tecidos específicos e nunca são
implantados em um útero.
Há três possibilidades de extração das células-tronco.
Podem ser adultas, mesenquimais ou embrionárias:
Didatismo e Conhecimento
26
BIOLOGIA
Vantagens e limitações da Clonagem Terapêutica para a
obtenção de células-tronco
A principal vantagem dessa técnica é a fabricação de células
pluripotentes, potencialmente capazes de produzir qualquer tecido
em laboratório, o que poderá permitir o tratamento de doenças
cardíacas, doença de Alzheimer, Parkinson, câncer, além da
reconstituição de medula óssea, de tecidos queimados ou tecidos
destruídos etc, sem o risco da rejeição, caso o doador seja o próprio
beneficiado com a técnica. Mas a principal limitação é que no caso
de doenças genéticas, o doador não pode ser a própria pessoa
porque todas as suas células têm o mesmo defeito genético.
A clonagem para fins terapêuticos não pode reproduzir seres
humanos, porque nunca haverá implantação no útero. As células
são multiplicadas em laboratório até a fase de blastocisto, 32-64
células, sendo a partir desse estágio manipuladas para formação
de determinados tecidos. Além disso, nessa fase o pré-embrião
é constituído por um aglomerado de células que ainda não tem
sistema nervoso.
Benefícios da clonagem
Os cientistas têm muitas esperanças com relação à clonagem
na cura de doenças, porem esbarram em parâmetros éticos. Mas
acreditam que no futuro a clonagem possa produzir células de órgãos ou até órgãos inteiros, salvando a vida de muitas pessoas e
diminuindo a fila dos transplantes. Que também possa utilizar células do próprio organismo no lugar de implantes mamários, clonando as células de gordura, por exemplo. A clonagem de seres
humanos poderá solucionar os casos de infertilidade e até evitar
que crianças nasçam com defeitos genéticos. Espécies de animais
com risco de extinção podem ser clonados.
Riscos da clonagem humana
Muitos médicos “espertinhos” podem querer lucrar muito
com esta técnica, clonando seres humanos, cobrando muito dinheiro por isso.
Como ocorreu na ovelha Dolly, os clones podem ter envelhecimento precoce, uma vez que são originados de uma célula adulta.
A individualidade do organismo passa a ser invadida, pois ele
será ou terá uma cópia andando por aí. Muitas pessoas clonadas
podem ser alvos de preconceito.
CLONAGEM
A clonagem (do grego Klon = broto vegetal) é processo
natural ou artificial onde são produzidos organismos geneticamente
idênticos. Trata-se de um tipo de reprodução assexuada pois não
envolve troca de gametas entre indivíduos.
Aspectos éticos
Todos nos sabemos que a clonagem pode acabar se tornando
um grande comércio no futuro e acabar fugindo do controle. O
custo desta técnica é e será cada vez mais caro e poucas pessoas
terão acesso a ela.
“A ciência precisa seguir em frente no seu objetivo de antecipar-se ao futuro, com prudência e controle democrático sobre
suas aplicações práticas”. (Revista Scientifc American, Ano 2, nº
14).
Segundo a reportagem “Prós e contras da clonagem humana”, ela pode sim ser realizada, porem necessita de limites e um
equilíbrio, respeitando os valores morais e éticos. Uma legislação
deve ser construída democraticamente com a participação de todos
garantindo uma tecnologia segura a serviço da humanidade, que
respeite os valores humanos e ao mesmo tempo possa desenvolver
novas tecnologias.
Histórico
Em 1903 o botânico Herbert J. Webber criou o termo clonagem. Mas ela ficou mundialmente conhecida com a clonagem da
ovelha Dolly, que nasceu dia 5 de julho de 1996, feita pelo cientista escocês Ian Wilmut. Em 2001 um médico italiano, chamado
Severino Antinori teve a intenção de clonar num ser humano, o que
causou grande agito na sociedade cientifica. Outros cientistas até
anunciaram que havia clonado um ser humano, porem esses fatos
nunca foram provados.
Clonagem reprodutiva
A clonagem reprodutiva se refere à produção se seres vivos geneticamente idênticos, ou seja, produção cópias idênticas
de seres vivos, sejam eles animais, vegetais ou humanos. Neste
processo, normalmente o núcleo de uma célula reprodutiva é retirado e esta recebe uma célula somática, que irá se fundir e se
dividir, comportando-se como um embrião normal. Este embrião
é implantado em uma mãe de aluguel. O organismo formado é
geneticamente idêntico ao organismo doador da célula somática.
Assim que a ovelha Dolly foi clonada. A célula somática utilizada
é de uma glândula mamária.
TECNOLOGIA DO DNA RECOMBINANTE
Os organismos vivos são compostos de células. AS bactérias,
por exemplo, são formados por apenas um célula, enquanto outros
mais complexos, como seres humanos, são formados por bilhões
de células diferentes.
Os cromossomos estão no interior das células, são estruturas
delgadas cujo número e cuja forma dependem da espécie em
questão. Os cromossomos são formados de DNA, o cromossomo
nada mais é do que uma longa fita dupla de DNA, toda enovelada
e dobrada sobre si mesma, de várias formas, até atingir o aspecto
de cromossomo. Num cromossomo existem milhares de genes
diferentes, capazes de produzir um enorme número de diferentes
proteínas.
Cromossomos semelhantes são chamados de cromossomos
homólogos. Também existem nos cromossomos regiões de DNA
que não produzem proteína, que podemos chamar de DNA não
codificante.
Do ponto de vista estrutural, o DNA se apresenta como
uma dupla fita dobrada em forma de hélice. As duas fitas são
antiparalelas, ou seja, estão dispostas em direções opostas.
Clonagem terapêutica
O objetivo desta técnica é produzir células-tronco para o tratamento de doenças e produção de órgãos para transplante. Esta
técnica é a esperança de muitas pessoas portadoras de doenças
como diabetes, Parkinson e Alzheimer. Esta técnica esbarra em
muitos preconceitos e parâmetros éticos. O processo de produção de uma célula é muito parecido com a clonagem reprodutiva, porem a célula não é implantada no útero. As células-tronco
embrionárias podem se diferenciar em todos os tipos de tecidos e
são chamadas de multifuncionais, já as adultas não possuem esta
capacidade, cada uma dá origem ao mesmo órgão.
Didatismo e Conhecimento
27
BIOLOGIA
O que define a direção de cada uma das fitas é o local de
ligação entre o grupo fosfato com o anel de desoxirribose. Se a
ligação ocorre no carbono 3, dizemos que a fita na direção 3’-5’;
se a ligação ocorre no carbono 5, dizemos que a fita está na direção
5’-3’.
As células hospedeiras são então plaqueadas e deixadas crescer
em colônias separadas. Uma célula individual transformada com
um único vetor recombinante irá se dividir em uma colônia com
milhões de células, todas portando o mesmo vetor recombinante.
Portanto, esta célula individual é capaz de se multiplicar e gerar
uma população que contém cópias idênticas do DNA híbrido; esta
população é designada clone de DNA. Neste caso, diz-se que o
hospedeiro amplificou a molécula recombinante de interesse;
Como o DNA foi digerido em muitos fragmentos que podem
conter insertos de DNA diferentes, é necessário selecionar o clone
bacteriano que contenha o material genético desejado;
Uma vez obtido o clone de interesse, o passo final consiste
em submetê-lo a uma série de análises que permitam verificar se
construção recombinante em um determinado hospedeiro é capaz
de expressar, tanto quantitativamente quanto qualitativamente, a
proteína de interesse.
O DNA do organismo doador e o do vetor são digeridos com
enzimas de restrição. O fragmento de interesse e o vetor linearizado
são ligados e transformados em uma célula hospedeira apropriada.
Esta permite a expressão da proteína de interesse (representada
pelas três bolinhas vermelhas).
A geração de moléculas recombinantes pela clonagem
molecular deve ser diferenciada daquelas obtidas por processos
de “crossing-over” que ocorre entre cromossomos homólogos
de eucariotos. A tecnologia do DNA recombinante consiste em
procedimentos de manipulação experimental que permitem que
DNA de fontes diferentes ou heterólogas seja inserido em um
hospedeiro capaz de perpetuar o material genético de interesse,
produzindo-o de maneira apropriada.
O aprofundamento em conhecimentos de genética abriu a
imaginação dos pesquisadores e esta ciência se tornou uma das
ferramentas mais importantes para o desenvolvimento de técnicas
biotecnológicas. Aliado a isto, o conhecimento multidisciplinar
de áreas como a biologia molecular e bioquímica permitiu que a
biotecnologia avançasse a aplicações industriais. A metodologia
envolvida neste processo abarca diversas técnicas que englobam
a manipulação do DNA visando à produção de bens de interesse
comercial. Esta tecnologia do DNA recombinante, também
conhecida como clonagem gênica ou clonagem molecular,
compreende processos de transferência da informação genética
(DNA) de um organismo a outro. Apesar de não haver uma
metodologia universal, os experimentos seguem um protocolo
similar:
O primeiro passo consiste em caracterizar um gene de
interesse. Tendo-se um conhecimento prévio do mesmo, o segundo
passo consiste em isolar o DNA do organismo que o contém; este é
denominado organismo doador;
O DNA de um organismo doador é extraído e sofre uma
clivagem ou digestão enzimática. Em seguida, os fragmentos
gerados na digestão são ligados a outra molécula de DNA que deve
ter uma replicação autônoma, tais como os plasmídeos bacterianos.
Esta molécula atua como portadora dos fragmentos de DNA e é
denominada vetor de clonagem. Assim, há a formação de um DNA
híbrido, ou uma molécula de DNA recombinante. Este é também
designado como DNA quimérico, uma analogia ao monstro grego
mitológico Quimera;
O passo seguinte à obtenção da molécula de DNA que codifica
uma proteína de interesse é permitir a perpetuação do vetor
recombinante até a produção do bem de escolha. Para isso, há a
necessidade de selecionar uma célula hospedeira apropriada a qual
será introduzido o vetor recombinante. A introdução do material
genético na célula hospedeira ocorre por um processo denominado
transformação;
Didatismo e Conhecimento
28
BIOLOGIA
Fixação de Nitrogênio
O nitrogênio, sendo um dos nutrientes fundamentais para
as plantas, participa da composição das moléculas de proteína e
clorofila, além de desempenhar uma função chave no processo de
divisão celular. Assim, uma adequada nutrição em nitrogênio é
fundamental para o crescimento vigoroso das plantas.
Uma das possibilidades de fornecimento de nitrogênio às
plantas é através da fixação biológica, por microrganismos,
utilizando o nitrogênio existente no ar.
Esses fixadores de nitrogênio, denominados inoculantes,
podem ser usados em leguminosas, gramíneas, florestas, ambientes
aquáticos, etc.
4. APLICAÇÕES DE BIOTECNOLOGIA NA
PRODUÇÃO DE ALIMENTOS, FÁRMACOS E
COMPONENTES BIOLÓGICOS.
A biotecnologia moderna se aplica ao entendimento e
utilização de informações genéticas de espécies animais e vegetais.
A engenharia genética modifica o funcionamento dos genes nas
mesmas espécies ou movimenta os genes entre espécies.
Com início na descoberta em 1953, da maneira como a
informação genética é transmitida de geração a geração, a
biotecnologia moderna se desenvolveu de forma acelerada na
segunda metade do século XX.
Na agricultura, aplicações da biotecnologia se concentram nas
modificações genéticas de plantas e espécies animais existentes, por
meio de implantação de material genético de uma espécie a outra,
quando o cruzamento natural não é eficaz. Safras geneticamente
modificadas (GM), milho, soja e outras sementes oleaginosas são,
até o momento, as principais aplicações.
Uma área em crescimento da biotecnologia industrial é o
desenvolvimento de produtos e técnicas para limpeza da poluição
causada pela agricultura, indústria ou urbanização – esta área é
conhecida como biotecnologia ambiental ou “biosolução”.
No decorrer de sua curta história, a biotecnologia moderna
permitiu o crescimento de uma grande quantidade de produtos e
processos nos campos de ciência da vida.
Suas aplicações na indústria constituem o objetivo principal
da chamada Biotecnologia Industrial.
Controle Biológico de Pragas
São inegáveis os danos que os insetos/pragas causam à
agricultura. A monocultura e o uso indiscriminado de produtos
químicos - defensivos agrícolas - eliminam os inimigos naturais
que existem em culturas diversificadas, provocando o desequilíbrio
ecológico nas áreas de plantio, gerando condições propícias para o
aparecimento de pragas além de aumentar a sua resistência.
Os microrganismos patogênicos aos insetos/pragas são
adequados à redução específicas, enquanto que os predadores
naturais e insetos benéficos são preservados ou podem se
desenvolver, estabelecendo o equilíbrio natural. Portanto, os
inseticidas microbiológicos são considerados como uma forma
alternativa de controle de pragas.
Entre esses podem ser mencionados:
- fungos: cigarrinha da folha da cana-de-açúcar;
- vírus: granulose da broca da cana-de-açúcar; lagarta da
laranja;
- parasitas moscas: broca da cana-de-açúcar;
- vespas: broca da cana-de-açúcar;
- bactérias: toxinas - lagarta do algodão e legumes.
- moscas domésticas e bicheiras: moscas azuis e verdes,
moscas das frutas.
Agricultura
Cultura de Tecidos
Informações dão ciência de que a seleção e reprodução de
plantas superiores por métodos convencionais têm sido utilizados
desde os tempos antigos considerando a necessidade de produzir
quantidades crescentes de alimentos e matérias primas para a
indústria.
Uma das áreas mais promissoras na Biotecnologia é a da
cultura de tecidos. É uma área já antiga, datando dos anos 20, mas
que só alcançou progressos razoáveis a partir do fim da década de
60.
Nos tecidos e células cultivadas “in vitro” pode-se introduzir
alterações por ação de agentes físicos ou químicos com maior
eficiência do que em plantas inteiras. Assim, as taxas de alterações
podem ser grandemente aumentadas e, a partir dessas culturas,
pode-se conseguir a regeneração de plantas com características
diferentes. Existe também a possibilidade de fusão de células
com características diferentes, possibilitando ou novos tipos
de combinação, ou combinação de material genético de células
provenientes de espécies muitas vezes diferentes. Uma das
vantagens é que através dessa técnica pode-se gerar um grande
número de material clonado em curto espaço de tempo e em
ambientes reduzidos, sendo ainda indicada para a eliminação de
doenças.
Didatismo e Conhecimento
Sementes
A melhoria da produtividade agrícola pode ser conseguida
mediante o uso de sementes melhoradas geneticamente. Produtos
como a batata , cacau, café, cana-de-açúcar, arroz, cebola, laranja,
milho, soja e tomate tiveram progresso na produção agrícola nos
últimos anos através do melhoramento genético e seleção de
cultivos de maior produtividade e resistência a fatores ambientais.
Mineração
Lixiviação Bacteriana de Minérios
O estudo e aperfeiçoamento dos processos de concentração
de metais em geral tem contribuído significativamente para o
aproveitamento de minérios.
No campo da metalurgia extrativa, mais especificamente
da hidrometalurgia, a lixiviação bacteriana de minérios vem
merecendo crescente atenção como alternativa para os processos
convencionais. Analogamente a lixiviação convencional, baseiase na solubilidade dos metais em soluções adequadas por meio de
reações químicas e também de reações bioquímicas.
Cobre, urânio e zinco são exemplos de minerais que podem
ser recuperados através de lixiviação bacteriana.
29
BIOLOGIA
Pecuária
Vacinas
As vacinas representam um importante instrumento no
controle de doenças infecciosas. Muitas doenças podem ser
evitadas pela imunidade induzida como a poliomielite, a varíola
e o sarampo.
As vacinas podem ser de origem viral, bacteriana, protozoária
e mesozoária.
A Biotecnologia, através da técnica do DNA recombinante,
tem envidado esforços no desenvolvimento de novos agentes
imunizantes para influenza tipos A e B, herpes, polio e hepatite
A e B,
Vacinas de origem bacteriana, para diversos tipos de
meningite, tem sido produzidas por meio de fermentação, bem
como o componente pertussis da vacina tríplice.
Inseminação Artificial
A técnica de inseminação artificial em bovinos teve um rápido
crescimento a partir de meados da década de 70.
O Estado de São Paulo é de longe o estado brasileiro mais
importante na produção e comercialização de sêmem bovino
participando com mais de 60% em relação ao total do País.
Como impactos decorrentes da inseminação artificial podem
ser citados:
- aumento da produtividade na produção leiteira
- liberação de áreas antes ocupadas com pastagens para outra
atividades agrícolas.
Transferência de Embriões
O estudo de transferência de embriões é novo no País, tendo
sido iniciado no final da década de 70.
O que se transfere não é o embrião propriamente dito,
mas o zigoto, que é uma massa de células não diferenciadas. A
transferência de embriões na seleção de mães de produtoras e
reprodutores, na propagação de raças com características raras
de produtividade, no aumento do percentual de características
genéticas e na diminuição do intervalo entre gerações.
Processos Fermentativos
A fermentação como processo industrial apresenta hoje uma
importância crescente em setores chaves da economia.
Assim é, que mais de 300 empresas por todo o mundo
produzem e comercializam produtos obtidos através de processos
fermentativos, tendo sido a produção em escala industrial de bens,
através de processos microbiológicos, iniciada a partir da primeira
guerra mundial.
Atualmente, existem mais de uma centena de produtos viáveis
de serem obtidos através da via fermentativa.
Saúde
Antibióticos
Os antibióticos são empregados no combate a infecções
causadas por microrganismos, notadamente bactérias, tanto no
organismo humano como no animal e vegetal.. São usados também
no controle de infecções em determinados processos fermentativos.
Os antibióticos se constituem no grupo de maior importância
econômica, entre os produtos obtidos por fermentação.
Atualmente existem mais de 5.000 tipos diferentes de
antibióticos conhecidos, tendo sido a sua produção grandemente
impactada pelo melhoramento genético dos microrganismos
utilizados.
Dentre os produtos industrializados a maior contribuição
comercial provêm das penicilinas e cefalosporinas.
Enzimas
As enzimas são moléculas de proteínas que têm a função de
catalisar reações, sendo produzidas por microrganismos.
Foi somente na primeira metade do século XIX que surgiram
as primeiras evidências científicas de que os microrganismos
possuem substâncias químicas capazes de catalisarem reações
químicas (Payen Persaz em 1883).
A principal fonte de obtenção de enzimas são os
microrganismos, embora muitas enzimas de aplicação industrial
tenham sua origem nos tecidos animal ou vegetal: renina, obtida do
estômago de bezerros e papaína, obtida do mamão, por exemplo.
Os principais tipos de enzimas comercializados atualmente
são as proteases, glucoamilase, amilase e glicose isomerase.
Proteínas reguladoras do metabolismo
A produção dessas macromoléculas por microrganismos, teve
grande impulso com as pesquisas do DNA recombinante.
Os principais produtos são: insulina humana, interferon,
hormônio de crescimento humano, peptídios neuroativos,, etc.
Desses fármacos, o que se encontra em estágio tecnológico mais
avançado é a insulina, fundamental na regulação do teor de glicose
no sangue, sendo usada na terapia de pacientes com diabetes.
Ácidos Orgânicos
Dentre os ácidos orgânicos que podem ser produzidos
por processos fermentativos destacam-se: o ácido acético, o
ácido cítrico e o ácido láctico, os três de largo uso industrial,
principalmente na área de alimentos, com a função de acidulantes.
Transformação de esteroides
A cortisona, descoberta no início da década de 30, e suas
propriedades no combate à artrite reumática, levou à pesquisa
do desenvolvimento de muitos compostos similares, hoje
industrializados e comercializados.
Inicialmente, a síntese da cortisona era feita por via química.
Posteriormente, algumas das etapas principais da síntese passaram
a ser realizadas por microrganismos o que proporcionou substancial
barateamento no custo final.
Outros produtos como hidrocortisona, testosterona, albumina
humana, gama globulina, e fator anti-hemofílico estão sendo
produzidos e comercializados.
Didatismo e Conhecimento
Aminoácidos
Os aminoácidos constituem a unidade básica das proteínas. O
ser humano necessita basicamente de 20 aminoácidos para as suas
necessidades de metabolismo e desenvolvimento orgânico. Destes,
oito não são sintetizados pelo organismo necessitando, pois, serem
ingeridos através de alimentos.
Entretanto, dois aminoácidos revestem - se de especial
importância: a metionina e a lisina, dado ao fato de não se
encontrarem presentes nos cereais. A metionina não foi obtida por
processos fermentativos, porém 80% da lisina produzida é obtida
por via microbiológica.
30
BIOLOGIA
Outros importantes aminoácidos sintetizados por via
fermentativa: ácido glutâmico, ácido aspártico, triptofano.
Picles, azeitonas, pão, chucrute são outros alimentos que tem
a participação de processos biológicos em sua obtenção.
Vitaminas
Tradicionalmente utilizadas como suplemento alimentar
para o ser humano e animais, as vitaminas são, em sua maioria,
sintetizadas quimicamente. Entretanto, algumas delas como as
do complexo B, notadamente a B2, são produzidas por biosíntese
microbiana.
A POLÊMICA DOS ORGANISMOS GENETICAMENTE
MODIFICADOS
A engenharia genética apresenta dois aspectos bastante
conflitantes:
O aspecto benéfico ligado à sua capacidade de produzir
medicamentos através de bactérias ou plantas (por exemplo,
a insulina), de poder transformar produtos convencionais em
medicamentos, e até mesmo de conseguir realizar o sequenciamento
completo de bactérias que infestam nossas lavouras.
E outro aspecto obscuro e preocupante, consubstanciado
nos eventuais riscos dos alimentos de origem transgênica. Diz-se
obscuro, em virtude da dificuldade de grande parte da população
na compreensão de conceitos complexos como, “biotecnologia”,
“DNA recombinante”, “clonagem” e muitos outros.
Ressalte-se que tal obscuridade permanece, muito embora
os processos da biotecnologia e seus produtos estejam sendo
divulgados e debatidos até nos meios de informação mais populares
há vários anos. Note-se que a discussão a respeito dos transgênicos
se iniciou ainda nos anos 90, quando houve as primeiras colheitas
de OGMs.
A polêmica se estende desde a produção até a comercialização
de produtos, sendo que os argumentos em favor da técnica se
alicerçam no suposto potencial produtivo, com a criação de
plantas resistentes a insetos, que necessitam de menos inseticidas,
preservando o meio ambiente e a saúde humana; ou de frutos com
amadurecimento controlado e, portanto, de melhor conservação
e qualidade; ou ainda de sementes de plantas como soja, milho,
canola e arroz, com seu valor nutricional melhorado.
Com isso, os defensores dos transgênicos defendem a
utilização de tais técnicas, como instrumento para o aumento da
produção de alimentos e a consequente erradicação da fome no
planeta.
Destarte, a priori, vale esclarecer alguns pontos basilares a
respeito da discussão que envolve os alimentos transgênicos.
Os Organismos Geneticamente Modificados – OGMs foram
desenvolvidos por um restrito grupo de indústrias biotecnológicas
que atuam na produção de sementes, agrotóxicos e fármacos. Esse
pequeno grupo de indústrias domina o mercado mundial, sendo
certo que todo seu investimento na área de alimentos transgênicos
tem por objetivo desenvolver sementes que resistam aos herbicidas
e aos insetos.
Nesse contexto, podemos observar que, a grande maioria
das sementes transgênicas cultivadas atualmente, possuem a
característica de resistência aos herbicidas (venenos para plantas
daninhas). Possibilitando ao produtor agrícola, que antes
pulverizava o herbicida com cautela, a fim de não provocar danos
a sua plantação, a utilização indiscriminada desses produtos, posto
que devido à resistência da lavoura ao veneno, somente as plantas
prejudiciais à lavoura morrerão.
Vale lembrar que a empresa que desenvolve e vende a semente
transgênica é a mesma que produz e vende o agrotóxico.
Há ainda, mas em quantidade bem inferior, as sementes
chamadas cultivos Bt, que são produzidas a partir da inserção
dos genes da bactéria Bacillus thuringiensis (que produz toxinas
inseticidas) no código genético da planta. Com isso, essas plantas
adquirem uma característica inseticidas, matando os insetos que
venham a alimentar de suas folhas.
Biopolímeros
Comercialmente entende-se por biopolímeros determinados
polissacarídeos excretados por microrganismos. Os principais
biopolímeros encontrados no mercado são as gomas xantana e as
dextranas. As primeiras representam a maior parte do mercado,
sendo aplicadas como aditivos em alimentos: estabilizantes de
suspensão líquidas e genelatizantes.
Solventes
Três são os principais solventes orgânicos produzidos por
microrganismos: etanol, butanol e acetona. Destes, o etanol se
reveste de especial importância no contexto brasileiro pelo seu
destaque no segmento da economia.
Bebidas Alcoólicas
As bebidas alcoólicas são tão antigas quanto a humanidade e
numerosas como sua s etnias.
Fenícios, assírios, babilônios, hebreus, egípcios, chineses,
germanos, gregos e romanos mencionaram-nas e cada povo
tem praticamente as suas, a partir das fontes naturais próprias
de açúcares e produtos amiláceos como: frutas, cana-de-açúcar,
milho, trigo, arroz, batata, centeio, aveia, cevada, e mesmo raízes
e folhas.
Deve-se lembrar, aliás, de que esses produtos de fermentação
alcoólica originavam-se na antiguidade de processos espontâneos
de fermentação e que só em época mais recente começara a ser
usados nas indústrias, para a sua fabricação, os modernos métodos
da Biotecnologia.
As bebidas alcoólicas podem ser classificadas em:
- fermentadas: cerveja, vinho saquê, sidra, etc.
- fermento - destiladas: aguardente, rum, uísque, conhaque,
vodca, gim, etc.
Microrganismos
O primeiro processo industrial para a produção de
microrganismos úteis ao homem constituiu-se na produção de
levedura para panificação.
O uso de proteína unicelular - SCP (sigle cell protein) para
a nutrição animal tem-se mostrado mais atraente que para a
ingestão humana haja visto que ocorrem problemas quanto à
digestibilidade, pelo ser humano, da grande quantidade de ácidos
nucleicos componentes da SCP.
Todavia, muitas indústrias têm construído fábricas para a
produção de proteínas unicelular nos últimos anos, principalmente
na Europa, Estados Unidos e Japão.
Alimentos
Inúmeros são os produtos alimentícios modificados ou
produzidos através de processos fermentativos.
Alguns como queijos, iogurte, etc. são utilizados pela
humanidade há mais de 2.000 anos;
Didatismo e Conhecimento
31
BIOLOGIA
Por fim, há uma pequena parcela restante das sementes
transgênicas que apresentam ambas características, ou seja,
possuem tanto a resistência a herbicidas, quanto a propriedade
inseticida.
Destarte, conclui-se que os produtos transgênicos foram
desenvolvidos para serem resistentes a herbicidas e/ou serem
inseticidas naturais, não guardando qualquer relação com eventuais
potenciais produtivos.
É evidente que, sendo os produtos transgênicos oriundos de
investimentos e pesquisas de grandes indústrias multinacionais,
não possuem qualquer outro caráter (social, filantrópico, etc.) que
não seja o financeiro-econômico. Sendo assim, pelo menos por
enquanto, não possuem os atributos necessários para a erradicação
da fome no planeta.
Forçoso convir que não há relação entre a prevalência de fome
em um determinado país e o seu índice populacional, sendo esta
gerada pela má distribuição de recursos, decorrente de políticas
Estatais divorciadas do cunho social. Com efeito, a causa derradeira
da fome está na desigualdade social, que provoca a pobreza, e não
possibilita o acesso às terras produtivas e consequentemente aos
alimentos.
Observe-se ainda, que se por um lado não há qualquer
comprovação no sentido de que os cultivos transgênicos sejam
mais produtivos do que os cultivos convencionais.
Cumpre salientar que a utilização em maior escala de
defensivos agrícolas, torna o custo das lavouras transgênicas
muito mais elevado. Portanto, esse tipo de cultivo (transgênico)
não poderia atender às necessidades, no caso de eventual aumento
na demanda por alimentos.
Some-se a isso o fato das sementes transgênicas serem
patenteadas por essas empresas, inserindo o agricultor num processo
de dependência mais rígido do que o sistema convencional.
Portanto, é nítido o objetivo estritamente comercial das
empresas produtoras de produtos GMs, visando à difusão
em âmbito mundial de sementes de alto custo, patenteadas e
dependentes de sistemas intensivos de produção.
Em meio a toda polêmica que envolve os alimentos
transgênicos, são apontadas diversas preocupações que podemos
classificar em três vertentes:
agrotóxicos em certos produtos transgênicos, as pragas e as ervas
daninhas tenderão a desenvolver a mesma resistência, tornando-se
superpragas.
Outro fator preocupante é o controle da contaminação de genes
para parentes próximos de maneira a não poluir outras lavouras.
Não há também como calcular as eventuais perdas em termos
de biodiversidade, nem como controlar a degradação de recursos
biológicos, muito menos de prever os efeitos adversos aos vários
ecossistemas.
No aspecto socioeconômico – A principal preocupação é
de enfraquecer o oligopólio criado pelas empresas produtoras
de sementes transgênicas, através de uma regulação eficaz
para a questão da propriedade intelectual, visando controlar a
concentração do conhecimento sem desestimular os investimentos
em novas pesquisas.
Em suma, as preocupações no aspecto socioeconômico
objetivam atenuar a competitividade no setor agrícola, criando
oportunidade aos pequenos produtores e, consequentemente,
produtos acessíveis a toda população. Estabelecendo assim uma
equidade socioeconômica capaz de reduzir, de fato, a fome no
mundo.
O RISCO DOS ALIMENTOS
GENETICAMENTE MODIFICADOS
Os produtos orgânicos são consumidos principalmente por
causarem menos impacto ambiental. Agora, de acordo com uma
nova pesquisa, há uma outra razão para escolher alimentos que
não contêm ingredientes geneticamente modificados – a sua saúde.
Um estudo do Instituto de Pesquisa Médica Walter and Eliza
Hall, na Austrália, descobriu uma evidência preocupante do
impacto sobre a saúde de alimentos geneticamente modificados
(GMs) como milho e soja. Os pesquisadores identificaram três
proteínas encontradas em alimentos GMs que podem causar no
corpo reações antigliadina. Em resumo, elas podem ter um papel
no desenvolvimento da doença celíaca. A gliadina é um dos dois
grupos de proteínas na composição do glúten.
A doença celícia é uma condição autoimune na qual o corpo
reage ao glúten como se ele fosse uma toxina. O resultado é dano
ao intestino delgado e má absorção de nutrientes. Um média de
1 em cada 123 pessoas sofrem deste problema crônico de saúde.
A doença celícia não tem cura. A única opção de tratamento
disponível é eliminar o glúten da dieta.
Os cientistas desenvolveram plantas GM inicialmente para
criar espécies mais resistentes a secas e pestes. A ideia parece
ter sido boa, mas as consequências para a saúde suplantam os
benefícios. E mais: os efeitos desejados parecem ter atingido
seus limites. O entomologista Kenneth Ostlie, da Universidade de
Minnesota, relata casos isolados de milho GM que não têm mais
mostrado resistência a pestes.
Parte do problema é que alguns agricultores não fazem a
rotação de colheitas. Isto dá às pestes uma oportunidade de se
desenvolverem e se tornarem mais resistentes ao próprio inseticida
das GM. Dada a curta geração desta organismos, não se espera
resistência. No entanto, estas consequências ocorreram mais cedo
que o imaginado por cientistas.
Estas descobertas são uma evidência adicional de que a
agricultura orgânica, com seu uso mínimo de pesticidas, e a
Na segurança alimentar – Referente à preocupação sobre
o comportamento das toxinas ou das substâncias alérgicas nos
produtos transgênicos, ao potencial efeito destas substâncias em
longo prazo e como podem vir a afetar a cadeia alimentar.
Em virtude de tal incerteza científica, não é descartado o risco
de eventuais processos alérgicos em massa, além do surgimento
de bactérias resistentes aos antibióticos, visto que algumas plantas
GMs recebem um gene de resistência a antibióticos que pode
ser absorvido pelas bactérias do intestino humano, tornando-as
imunes aos antibióticos.
Coloque-se ainda a preocupação com as substâncias tóxicas
existentes em algumas plantas e micróbios, utilizadas para defesa
de seus inimigos naturais. Estas substâncias, na maioria das
vezes, não fazem mal ao ser humano. Porém, com a inserção em
alimentos do gene dessas plantas ou desses micróbios, é provável
que essas toxinas alcancem níveis intoleráveis, causando mal a
pessoas, insetos benéficos e a outros animais.
No meio ambiente – Refere-se à preocupação sobre os
possíveis meios de controle de concepções inesperadas de novas
plantas e de plantas daninhas, pois ao colocar genes resistentes aos
Didatismo e Conhecimento
32
BIOLOGIA
Rotulagem
Muitos transgênicos estão chegando à mesa dos consumidores
sem as devidas informações. Todos os consumidores têm o direito
de saber o conteúdo do produto que está consumindo e as consequências disso, inclusive qual foi a técnica empregada para a
melhoria daquele alimento.
proibição de culturas GM, são a alternativa mais segura, diz o
About My Planet. Apenas os dados do Instituto Walter and Eliza
Hall são convincentes o bastante para adotarmos escolhas mais
ecoamigáveis. Melhores práticas, como a rotação de colheitas e o
gerenciamento integrado de pestes, oferecem meios de maximizar
ganhos e minimizar o impacto no ambiente.
ALIMENTOS TRANSGÊNICOS
5. ASPECTOS GENÉTICOS DO
FUNCIONAMENTO DO CORPO HUMANO.
Os alimentos transgênicos são geneticamente modificados
com o objetivo de melhorar a qualidade e aumentar a produção e a
resistência às pragas, visando o lucro.
O DNA desses alimentos é modificado.
Em algumas técnicas, são implantados fragmentos DNA de
bactérias, vírus ou fungos no DNA da planta. Esses fragmentos
contêm genes que codificam a produção de herbicidas. As plantas
que receberam esses genes produzem as toxinas contra as pragas
da lavoura, não necessitando de certos agrotóxicos. Algumas são
resistentes a certos agrotóxicos, pois em determinadas lavouras
precisa-se exterminar outro tipo de vegetal, como ervas daninhas,
e o mesmo agrotóxico acaba prejudicando a produção total.
Alguns produtos são modificados para que contenha um maior
valor nutricional, como o arroz dourado da Suíça, que é muito rico
em betacaroteno, substância precursora de Vitamina A. O arroz é
um alimento muito consumido em todo o mundo, e quando rico
em betacaroneto, ajuda a combater as doenças por deficiência de
vitamina A.
Alguns vegetais são modificados para resistirem ao ataque de
vírus e fungos, como a batata, o mamão, o feijão e banana. Outros
são modificados para que a produção seja aumentada e os vegetais
sejam de maior tamanho. Existem também alimentos que têm o
seu amadurecimento prolongado, resistindo por muito mais tempo
após a colheita.
Pontos positivos
- Aumento da produção
- Maior resistência à pragas (vírus, fungos, bactérias e insetos)
- Resistência aos agrotóxicos
- Aumento do conteúdo nutricional
- Maior durabilidade e tempo de estocagem
O corpo humano é constituído por diversas partes que são
inter-relacionadas, ou seja, umas dependem das outras. Cada
sistema, cada órgão é responsável por uma ou mais atividades.
Milhares de reações químicas acontecem a todo instante
dentro do nosso corpo, seja para captar energia para a manutenção
da vida, movimentar os músculos, recuperar-se de ferimentos e
doenças ou se manter na temperatura adequada à vida.
Nosso corpo é uma mistura de elementos químicos feita na
medida certa. As partes do corpo humano funcionam de maneira
integrada e em harmonia com as outras. É fundamental entendermos
o funcionamento do corpo humano a fim de adquirirmos uma
mentalidade saudável em relação a nossa vida.
Genética (do grego genno; fazer nascer) é a ciência dos
genes, da hereditariedade e da variação dos organismos. Ramo da
biologia que estuda a forma como se transmitem as características
biológicas de geração para geração. O termo genética foi
primeiramente aplicado para descrever o estudo da variação e
hereditariedade, pelo cientista William Bateson numa carta dirigida
a Adam Sedgewick, da data de 18 de Abril de 1908.
Já no tempo da pré-história os agricultores, utilizavam
conhecimentos de genética através da domesticação e do
cruzamento seletivo de animais e plantas para melhorar suas
espécies. Atualmente é a genética que proporciona as ferramentas
necessárias para a investigação das funções dos genes, isto é, a
análise das interações genéticas. No interior dos organismos, a
informação genética está normalmente contida nos cromossomos,
onde é representada na estrutura química da molécula de DNA
o que diminui bastante o tempo de espera no cruzamento das
espécies.
Os genes, em geral, codificam a informação necessária
para a síntese de proteínas, no entanto diversos tipos de gene
não-codificantes de proteínas já foram identificados, como por
exemplo genes precursores de microRNAs (miRNA) ou de RNAs
estruturais, como os ribossômicos. As proteínas, por sua vez, podem
atuar como enzimas (catalisadores) ou apenas estruturalmente,
funções estas diretamente responsáveis pelo fenótipo final de um
organismo. O conceito de “um gene, uma proteína” é simplista
e equivocado: por exemplo, um único gene poderá produzir
múltiplos produtos (diferentes RNAs ou proteínas), dependendo
de como a transcrição é regulada e como seu mRNA nascente é
processador pela maquinaria de splicing.
Pontos negativos
- A seleção natural tende a ser maior nas plantas que não são
transgênicas.
- Eliminação de populações naturais de insetos, animais e outras espécies de plantas.
- Aumento de reações alérgicas em determinadas pessoas.
Segurança
Muitas plantas são cultivadas e analisadas pela Embrapa (Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária), porém a comercialização dessas especialidades ainda não está autorizada.
Muitos transgênicos ainda não são autorizados para serem comercializados em decorrência da polêmica gerada pelo impacto
ambiental e reações alérgicas já observadas em algumas pessoas.
A empresa responsável pela autorização do plantio e comercialização é a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança
(CTNBio).
Didatismo e Conhecimento
Componentes químicos da célula.
Todos os seres vivos possuem moléculas e elementos que são
essenciais para a sua composição e para o seu metabolismo.
33
BIOLOGIA
É uma grande variedade de substâncias orgânicas e inorgânicas que fazem parte dessa composição. Aqui iremos conhecer um
pouco dessas substâncias.
O óleo não se mistura. Os lipídeos, substâncias oleosas, são as
principais moléculas presentes na membrana plasmática e o fato
deles não se misturarem com a água ajuda no papel da membrana
plasmática de separação da célula do seu meio externo. Os lipídeos
da membrana são chamados de fosfolipídeos e se organizam
em uma bicamada (duas camadas justapostas). Os fosfolipídios
possuem uma cabeça polar, formada por fósforo (que pode ficar
em contato com a água) e caudas apolares (que não tem afinidade
por água) que ficam voltadas para o interior da membrana.
Além dos fosfolipídeos a membrana também possui proteínas,
que funcionam como portas e janelas da célula, e açúcares ligados
aos lipídeos e às proteínas. Ou seja, a composição da membrana
plasmática …é principalmente lipoproteica ( lipídios + proteínas).
O modelo mais aceito atualmente foi proposto por Singer e
Nicholson e é conhecido como modelo do mosaico fluido, como
mostra a figura abaixo.
Substâncias Orgânicas
Proteínas: presentes em todas as estruturas celulares. São formadas por aminoácidos e sua presença é indispensável para o metabolismo do organismo. As proteínas formam as enzimas.
Vitaminas: podem ser hidrossolúveis (solúveis em água) ou
lipossolúveis (solúveis em lipídeos). São necessárias em pequenas
quantidades pelo organismo, sua falta pode causar doenças. As vitaminas são adquiridas por meio de uma alimentação variada.
Carboidratos ou Glicídios ou Açúcares: são fundamentais,
pois dão energia às células e ao organismo. São de três tipos: monossacarídeos, dissacarídeos e polissacarídeos. Alguns têm função
estrutural, como celulose e quitina; e de reserva, como o amido e
glicogênio.
Lipídios: insolúveis em água, atuam como reserva de energia, isolante térmico etc. São classificados em glicerídeos, ceras,
esteroides, fosfolipídios e carotenoides. Compõem estruturas celulares.
Substâncias inorgânicas
Sais minerais: formados por íons. Algumas de suas funções
são: formar o esqueleto, participar da coagulação sanguínea, transmissão de impulsos nervosos. Sua falta pode afetar o metabolismo
e levar à morte.
Água: substância encontrada em maior quantidade nos seres
vivos. Pode dissolver diversas substâncias, por isso é classificada
como solvente universal. No corpo humano representa cerca de
70% do peso corporal. Participa de inúmeras reações químicas em
nosso organismo. A água é fundamental para a vida!
O que aconteceria com a célula se a membrana plasmática
não permitisse a passagem de nenhuma substância através dela?
Assim como, por exemplo, um carro precisa de portas para
as pessoas entrar e sair, as células também possuem mecanismos
que permitem a entrada e a saída de substâncias. Dizemos que a
membrana plasmática seleciona a passagem destas substâncias
e que ela possui, desta forma, uma permeabilidade seletiva. A
camada fosfolipídica da membrana plasmática funciona como uma
barreira fluida (maleável) e permite a passagem de substâncias
diretamente através dela.
Membrana plasmática e transportes.
Membrana Plasmática
ESTRUTURAS CELULARES (membrana plasmática)
Tudo que existe, e que é individualizado, precisa se separar do
seu meio exterior por algum envoltório. Por exemplo, uma casa é
separada do meio externo por paredes, pelo piso e pelo teto. Imagine
agora uma célula sem um envoltório. Como seria sua composição?
Certamente, semelhante àquela encontrada ao seu redor. Sem esse
envoltório, provavelmente a célula nem existiria. Assim, o papel
principal da membrana plasmática é delimitar a célula, em outras
palavras, separar o conteúdo citoplasmático do meio em que ela se
encontra. Por isso, começaremos nosso estudo sobre as estruturas
que formam a célula pela membrana plasmática.
Você acha que tudo consegue atravessar essa barreira
fosfolipídica?
A resposta é não. Atravessará a barreira apenas as substâncias
pequenas que consigam se entremear através dos fosfoslipídeos.
Essas substâncias precisam ter afinidades por lipídeos, senão não
conseguiriam se “misturar” com eles para atravessar a membrana.
Por outro lado não são apenas substâncias com afinidades por
lipídeos que atravessam a membrana plasmática. As substâncias
que não conseguem atravessar diretamente a camada fosfolipídica
podem entrar ou sair da célula através de suas portas e janelas, que
são as proteínas.
Quais as substâncias que formam a membrana plasmática?
Antes de responder a esta pergunta é importante lembrar
que tanto o interior da célula quanto o seu exterior possui grande
quantidade de água. Você já pode ter observado o que acontece
quando pinga uma gota de óleo sobre a água.
Didatismo e Conhecimento
A passagem das substâncias de pequeno porte através da
membrana pode ocorrer passivamente ou ativamente.
34
BIOLOGIA
Difusão facilitada – É a passagem de macromoléculas através
de proteínas especiais denominadas permeases, que formam poros
na membrana.
Antes de entender as duas formas principais de transporte
na membrana, o passivo e o ativo, é necessário que compreenda
muito bem o processo de difusão. Você já deve ter observado o que
acontece quando uma pessoa passa um perfume forte e permanece
em um ambiente fechado. Em poucos instantes toda a sala fica
com o cheiro do perfume. Já parou para se perguntar por que isso
ocorre?
Lembra que dois corpos não ocupam um mesmo lugar no
espaço? Isso significa dizer que quando uma “partícula” se move,
ela acaba “tomando o lugar” de uma outra partícula que se encontra
ao seu lado. O ar é composto de diversas “partículas” flutuantes
diferentes, ou seja, de gases, como o oxigênio, gás carbônico e
nitrogênio, que se movem, e que estão sempre trocando de lugar
uns com os outros.
O perfume é feito por um líquido muito volátil, que se torna um
gás facilmente. Quando os gases perfumados são adicionados ao
ar, eles também irão se mover e trocar de lugar com os outros tipos
de gases. Isso faz com que depois de um tempo tenhamos gases de
perfume espalhados por todo o ambiente fechado. As moléculas
presentes dentro de líquidos também possuem capacidade de
movimento. Dentro da célula e em seu exterior existe grande
quantidade de líquidos. Então, quando uma molécula qualquer se
move dentro desses líquidos elas deverão também trocar de lugar
com as moléculas que estão ao seu redor.
Agora, responda a seguinte pergunta: Uma pessoa está parada
numa estação final de trem esperando para embarcar. O trem chega
lotado de passageiros e abre as portas. A pessoa conseguirá entrar
com facilidade?
Você já deve ter percebido que esta pessoa terá grande
dificuldade de entrar no trem porque haverá um grande fluxo de
passageiros saindo dele.
O mesmo acontece com as substâncias que entram e saem de
uma célula. Se existe maior quantidade de substâncias de um lado
ou do outro, haverá maior fluxo de passagem para o lado que a
substância estiver em menor quantidade.
A membrana plasmática possui a capacidade de englobar
substâncias de maior porte através da endocitose
Endocitose – Transporte de moléculas em grande quantidade.
Existem dois tipos de mecanismos para esse transporte:
a) Fagocitose – Englobamento de partículas sólidas por meio
da emissão de pseudópodes pela membrana plasmática.
b) Pinocitose – Englobamento de gotículas líquidas por meio
de invaginações da membrana plasmática.
Citoplasma e organelas.
Organelas Citoplasmáticas
Retículo endoplasmático
O citoplasma das células eucariontes contém inúmeras bolsas e tubos cujas paredes têm uma organização semelhante à da
membrana plasmática. Essas estruturas formam uma complexa
rede de canais interligados, conhecida pelo nome de retículo endoplasmático, que pode ser de dois tipos: Rugoso (granular) e liso
(agranular). O rugosa, ou ergastoplasma é formado por sacos achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso devido à presença
de ribossomos aderidos à sua superfície externa. O liso é formado
por estruturas membranosas tubulares, sem ribossomos aderidos,
portanto de superfície lisa. Os dois tipos estão interligados e a transição entre eles é gradual, observando o retículo endoplasmático,
partindo do rugoso em direção ao liso, vemos as bolsas tornarem-se menores e à quantidade de ribossomos aderidos diminui progressivamente, até deixar de existir.
O retículo endoplasmático atua como uma rede de distribuição
de substâncias no interior da célula. No líquido existente dentro de
suas bolsas e tubos, diversos tipos de substâncias se deslocam sem
se misturar com o citosol. Outras funções são: o armazenamento
de substâncias e o controle da pressão osmótica do hialoplasma.
O retículo Endoplasmático liso também é responsável pela produção de lipídios, desintoxicação do organismo (fígado) e ajuda a
catalisar as reações químicas na célula, já o rugoso é responsável
pela produção de proteínas graças a presença dos ribossomos. As
proteínas fabricadas penetram nas bolsas e desloca-se em direção
ao aparelho de golgi, passando pelos estreitos e tortuosos canais do
retículo endoplasmático liso.
Assim, a difusão pode ser entendida como um maior fluxo
de movimento de moléculas em direção a uma região onde as
mesmas se encontram em menor quantidade.
a) Transporte Ativo – Movimento de entrada ou saída de
substâncias em uma célula com gasto de energia. Ex: bomba de
sódio e potássio. Para entender o transporte ativo, pense em nosso
exemplo acima e imagine o caso da pessoa que está do lado de
fora do trem. Para entrar no trem esta pessoa terá que “vencer”
a direção natural de movimento de passageiros. E, ao fazer isso,
terá que se movimentar contra um “gradiente” de passageiros e se
esforçar bastante. Em outras palavras, ela terá que gastar energia.
Para ocorrer a passagem de uma molécula contra um gradiente de
concentração também será necessário o gasto de energia.
Funções do retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático, além de conduzir substâncias pelo
citoplasma, é o local de produção de várias substâncias importantes. Por exemplo, a síntese de diversos lipídios, como colesterol,
fosfolipídios e hormônios esteroides, ocorre no retículo endoplasmático granular. Já o retículo endoplasmático granular, graças aos
ribossomos, fabrica diversos tipos de proteínas. O retículo endoplasmático granular também participa dos processos de desintoxicação das células. No retículo agranular das células do fígado,
por exemplo, ocorre modificação ou destruição de diversas substâncias tóxicas, entre elas o álcool. RE rugoso: também chamado
b) Transporte Passivo – Movimento feito sem gasto de
energia, ou seja, respeitando o gradiente de condentração. Ex:
osmose.
Osmose – É a difusão da água, ou seja, a passagem de água de
um meio hipotônico (onde ela se encontra em maior quantidade)
para um meio hipertônico (onde ela se encontra em menor
quantidade). Em um meio hipotônico existe maior quantidade de
água e menor quantidade de sal dissolvido. O contrário ocorre em
um meio hipertônico.
Didatismo e Conhecimento
35
BIOLOGIA
de ergastoplasma, é formado por bolsas membranosas achatadas,
com grânulos – os ribossomos – aderido à superfície externa. Sua
principal função, graças aos ribossomos presente, é a síntese de
proteínas.
RE liso: é formado por tubos membranosos lisos, sem ribossomos aderidos. Suas principais funções são: síntese de diversos
lipídios, como o colesterol, hormônios esteroides e fofolipídios. É
no RE liso que também ocorre o processo de desintoxicação das
células.
Outra função do lisossomo é a autofagia (do grego auto, próprio e phagin, comer). Autofagia é uma atividade indispensável à
sobrevivência de qualquer célula. Ela é o processo pelo qual as células digerem partes de si mesmas, com o auxílio de seus lisossomos. A autofagia é, em outras situações, uma atividade puramente
alimentar. Quando um organismo é privado de alimento e as reservas de seu corpo se esgotam, as células passam a digerir partes de
si mesma, como estratégia de sobrevivência. A autofagia permite
destruir organelas celulares desgastadas e reaproveitar alguns de
seus componentes. Este processo inicia-se com os lisossomos, que
se aproximam, cercam e envolvem a estrutura a ser eliminada, que
fica contida em uma bolsa repleta de enzimas, denominado vacúolo autofágico. Uma célula do nosso fígado, a cada semana, digere
e reconstroi a maioria de seus componentes. Além das funções citadas acima, os lisossomos têm como função a citólise ou autólise,
que o processo pelo qual a célula toda é digerida. Isto acontece
com a cauda do girino, na sua transformação para a fase adulta.
Complexo de Golgi
O aparelho de golgi está presente em praticamente todas as células eucariontes, consistindo em bolsas membranosas achatadas,
empilhadas como pratos, chamadas Dictiossomos. Em células animais os dictiossomos geralmente encontram-se reunidos próximo
ao núcleo, já nas células vegetais, geralmente os dictiossomos se
encontram espalhados pelo citoplasma. O complexo de golgi atua
como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e
remessa de substâncias na célula, além de atuar na secreção do ácido pancreátil, na produção de polissacarídeos (muco, glicoproteína-RER), na produção de lipídios, na secreção de enzimas digestivas, formação da lamela média em células vegetais, formação do
lisossomo e na formação do acromossomo do espermatozoide. O
aparelho de Golgi desempenha papel fundamental na eliminação
de substâncias úteis ao organismo, processo denominado secreção
celular.
Peroxissomos
Peroxissomos são bolsas membranosas que contêm alguns
tipos de enzimas digestivas, semelhantes aos lisossomos, como
a catalase, que transforma o H2O2 (água oxigenada, formada na
degradação dos aminoácidos e das gorduras) em H2O (água) e O2
(oxigênio), e outras, em menor quantidade, que degradam gorduras e aminoácidos. Além disso, os peroxissomos também atuam
no processo de desintoxicação das células. Pelo qual os peroxissomos absorvem substâncias tóxicas, modificando-as de modo a que
não causem danos ao organismo. Os tipos de enzimas presentes
nos peroxissomos sugerem que, alem da digestão, eles participem
da desintoxicação da célula. O peróxido de hidrogênio, que se forma normalmente durante o metabolismo celular, é tóxico e deve
ser rapidamente eliminado.
Lisossomos
Os lisossomos (do grego lise, quebra, destruição) são bolsas
membranosas que contêm enzimas capazes de digerir diversas
substâncias orgânicas. Existem mais de cinquenta tipos de enzimas hidrolíticas (atuam por hidrólise) alojadas no interior das
pequenas bolsas lisossômicas. Os lisossomos estão presentes em
praticamente todas as células eucariontes, sua origem é o Aparelho
de Golgi. O retículo endoplasmático rugoso produz enzimas que
migram para os dictiossomos (complexo de Golgi), são identificadas e enviadas para uma região especial do Aparelho de Golgi,
onde são empacotadas e liberadas na forma de pequenas bolsas.
Funções: Uma das funções dos lisossomos é a digestão intracelular. As bolsas formadas na fagocitose ou na pinocitose, que
contêm partículas capturadas do meio externo, fundem-se com os
lisossomos, originando bolsas maiores, onde a digestão ocorrerá.
As bolsas originadas pela fusão de lisossomos com fagossomos
ou pinossomos são denominadas vacúolos digestivos; em seu interior as substâncias presentes nos fogossomos ou pinossomos são
digeridas pelas enzimas lisossômicas. Com a digestão intracelular
as partículas capturadas pelas células são quebradas em pequenas
moléculas que atravessam a membrana do vacúolo digestivo, passando pelo citosol. Estas moléculas fornecem energia à célula e
serão utilizadas na fabricação de novas substâncias. Os materiais
não digeridos no processo digestivo permanecem dentro do vacúolo, que passa a ser chamado vacúolo residual. Muitas células
eliminam o conteúdo do vacúolo residual para o meio exterior.
Este processo é chamado de clasmocitose ou defecação celular. O
vacúolo residual encosta-se à membrana plasmática, fundindo-se
nela e lançando seu conteúdo para o meio externo.
Didatismo e Conhecimento
Centríolos
No citoplasma das células animais encontramos dois cilindros
formando um ângulo reto entre si: são os centríolos. Eles estão
localizados em uma região mais densa do citoplasma, próximo
ao núcleo. Essa região chama-se centrossomo. Cada centríolo é
formado por microtúbulos dispostos de modo característico: há
sempre nove grupos de três microtúbulos, formando a parede do
cilindro. Os centríolos podem se autoduplicar, isto é, orientar a formação de novos centríolos. Eles têm duas funções: na divisão celular das células animais e na formação de cílios (estruturas curtas
e numerosas) e flagelos (estrutura longa e em pequeno número),
pelo corpo basal, que servem para a locomoção ou para a captura
de alimento.
Ribossomos
Presentes em todos os seres vivos são grãos formados por ácido ribonucleico (RNA) e proteínas. Nas células eucarióticas, os
ribossomos podem aparecer livres no hialoplasma ou associados a
membrana do retículo (RE rugoso). É nos ribossomos que ocorre a
síntese das proteínas. A síntese é feita através da união entre aminoácidos, sendo o mecanismo controlado pelo RNA. Este é produzido no núcleo da célula, sob o comando do DNA. O RNA, apoiado num grupo de ribossomos chamado polirribossomo ou polissoma, comanda a sequência de aminoácidos da proteína. Durante
esse trabalho, os ribossomos vão «deslizando» pela molécula de
RNA, à medida que a proteína vai sendo fabricada.
36
BIOLOGIA
Vacúolos
A membrana externa é lisa e a interna forma dobras para o
interior da organela, constituindo um complexo sistema membranoso. Nesse sistema, destacam-se estruturas formadas por pilhas
de discos membranosos, semelhantes a pilhas de moedas, cada
uma chamada granum. Nas membranas internas do cloroplastos
estão presentes os fotossistemas, cada um deles constituídos por
algumas moléculas de clorofila, reunidas de modo a formar uma
microscópica antena captadora de luz. Nos cloroplastos ocorre a
fotossíntese.
São cavidades do citoplasma visíveis ao microscópio óptico.
Além destes, há outros dois tipos de vacúolos, como o vacúolo
contrátil e o vacúolo de suco celular.
Vacúolo Contráteis: presentes nos protozoários de água doce –
encarrecam-se de eliminar o excesso de água das células, além de
eliminar também, substâncias tóxicas ou em excesso.
Vacúolo de Sulco Celular: é característico das células vegetais, que armazena diversas substâncias. A coloração das flores,
por exemplo, deve-se às antocianinas, pigmentos que se encontram dissolvidos nesse vacúolo.
Existem vários níveis hierárquicos de organização entre os
seres vivos, começando pelos átomos e terminando na biosfera.
Cada um desses níveis é motivo de estudo para os biólogos.
Vacúolos digestivos
Átomos e moléculas
Fagossomos e pinossomos, que contém material capturado do
meio pela célula, fundem-se com lisossomos, originando bolsas
membranosas chamadas vacúolos digestivos. As enzimas lisossômicas digerem as substâncias capturadas, quebrando-as e reduzindo-as a moléculas menores. Estas atravessam a mesma membrana
do vacúolo digestivo e saem para o citosol, onde serão utilizadas
como matéria-prima ou fonte de energia para os processos celulares. Eventuais restos da digestão, constituídos por material não-digerido e enzimas, permanecem dentro do vacúolo, agora denominado vacúolo (ou corpo) residual. Este expulsa o conteúdo da
célula por clasmocitose.
Os átomos forma toda a matéria que existe. Eles se unem
por meio de ligações químicas para formar as moléculas, desde
moléculas simples como a água (H2O), até moléculas complexas
como proteínas, que possuem de centenas a milhares de átomos.
Como já vimos, a matéria viva é formada principalmente pela
união dos átomos (C) Carbono, (H) Hidrogênio, (O) Oxigênio e
(N) Nitrogênio.
Organelas e Células
As organelas são estruturas presentes no interior das células,
que desempenham funções específicas. São formadas a partir da
união de várias moléculas. A célula é a unidade básica da vida,
sendo imprescindível para a existência dela. Existem vários tipos
de células, cada uma com sua função específica.
Vacúolos autofágicos e heterofágicos
Partes da célula, como, por exemplo, organelas velhas e desgastadas são constantemente atacadas e digeridas pela atividade
lisossômica. Dessa forma, seus componentes moleculares podem
ser reaproveitados. Os lisossomos fundem-se em torno de uma
parte celular a ser digerida, formando uma bolsa membranosa
chamada vacúolo autofágico (do grego autós próprio, e phagos,
comer). Essa denominação ressalta o fato de o material digerido
no vacúolo ser uma parte da própria célula. Quando o material
digerido vem de fora da célula, capturado por fagocitose ou pinocitose, fala-se em vacúolo heterofágico (do grego heteros, outro,
diferente).
Tecidos
Os tecidos são formados pela união de células especializadas.
Os tecidos estão presentes apenas em alguns organismos
multicelulares como as plantas e animais. Um exemplo de tecido é
o muscular tem a função de produzir os movimentos musculares,
o tecido ósseo, formado pelas células ósseas tem a função de
sustentar o organismo.
Órgãos
Mitocôndrias
Os tecidos se organizam e se unem, formando os órgãos. Eles
são formados de vários tipos de tecidos, por exemplo. O coração
é formado por tecido muscular, sanguíneo e tecido nervoso. Os
ossos são formados por tecido ósseo, sanguíneo e nervoso.
As mitocôndrias são organoides celulares – presentes nos
eucariontes – delimitadas por duas membranas lipoproteicas. A
membrana externa é lisa, e a interna apresenta inúmeras pregas,
chamadas cristas mitocondriais, que se projetam para o interior
da organela. Entre as cristas há uma solução chamada matriz mitocondrial. Essa solução viscosa é formada por diversas enzimas,
DNA, RNA, pequenos ribossomos e outras substâncias. A mitocôndria é a organela onde ocorre a respiração celular. A respiração
celular é, em linhas gerais, uma queima controlada de substâncias
orgânicas, por meio da qual a energia contida no alimento é gradualmente liberada e transferida para molécula de ATP.
Sistemas
Os sistemas são formados pela união de vários órgãos, que
se trabalham em conjunto para exercer uma determinada função
corporal, por exemplo, o sistema digestório, que é formado por
vários órgãos, como boca, estômago, intestino, glândulas, etc.
Organismo
Cloroplastos
A união de todos os sistemas forma o organismo, que pode ser
uma pessoa, uma planta, um peixe, um cachorro, um pássaro, um
verme, etc.
Como as mitocôndrias, são delimitados por duas membranas
lipoproteicas.
Didatismo e Conhecimento
37
BIOLOGIA
População
- Diferenciação ou especialização celular, com modificações
no tamanho e forma das células que compõem os tecidos. Essas
alterações é que tornam as células capazes de cumprir suas funções
biológicas.
Através da fecundação ocorre o encontro do gameta
masculino (espermatozoide) com o feminino (óvulo), o que resulta
na formação do zigoto ou célula-ovo (2n). Após essa fecundação o
desenvolvimento embrionário apresenta as etapas de segmentação
que vão do zigoto até o estágio de blástula. Muitas vezes há um
estágio intermediário, a mórula. A gastrulação é o período de
desenvolvimento de blástula até a formação da gástrula, onde
começa o processo de diferenciação celular, ou seja, as células vão
adquirindo posições e funções biológicas específicas.
No período de organogênese, há formação dos órgãos do animal,
estágio em que as células que compõem os respectivos tecidos se
apresentarão especializadas. Os óvulos são gametas femininos que
serão classificados em função das diferentes quantidades de vitelo
(reservas nutritivas) e das suas variadas formas de distribuição
no interior do citoplasma. Essas duas características determinam
aspectos diferentes no desenvolvimento embrionário. É o estudo
do desenvolvimento do ovo, desde a fecundação até a forma adulta.
Dificilmente um organismo vive isolado, ele interage com
outros organismos da mesma espécie e de outras espécies, e
também com o meio ambiente. O conjunto de organismos da uma
mesma espécie, interagindo entre si e que habitam uma determinada
região, em uma determinada época, chama-se população.
Comunidade
O conjunto de indivíduos de diferentes espécies interagindo
entre si numa determinada região geográfica, ou seja, conjunto de
diferentes populações vivendo juntas e interagindo é chamado de
comunidade. O “Cerradinho”, uma reserva ecológica dentro da
Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, é uma comunidade
que abriga diferentes populações de plantas e animais nativos da
região.
Ecossistema:
O ecossistema é o conjunto dos seres vivos da comunidade,
com os fatores não vivos, como temperatura, luminosidade,
umidade e componentes químicos. Esses fatores não vivos são
chamados de fatores abióticos. Os seres vivos são chamados de
fatores bióticos. A interação entre os seres bióticos e os abióticos
recebe o nome de ecossistema. Por exemplo, uma população de
jacarés que está tomando sol em cima de uma pedra, nas margens
de um rio.
Embriologia vegetal
As plantas superiores, que produzem sementes, formam
células geradoras de gametas. São os gametófitos masculinos
(microgametófitos) e femininos (macrogametófitos), que têm
origem em órgãos especializados denominados esporângios
(microesporângios e macroesporângios, respectivamente). Nas
gimnospermas (plantas que não florescem nem frutificam), os
microesporângios acham-se em estruturas cônicas chamadas
estróbilos e os macroesporângios em outras, também cônicas e de
maior tamanho, chamadas macrostóbilos - que correspondem, por
exemplo, às pinhas do pinheiro. Por sua vez, nas angiospermas
(vegetais que dão flor e fruto), os microesporângios correspondem
a órgãos homólogos, as anteras, e os macroesporângios, aos
pistilos.
Nas gimnospermas, o microgametófito é constituído de uma
célula vegetativa e outra generativa, ambas haploides (com um só
jogo cromossômico, consequência do processo de divisão celular
conhecido como meiose). A partir da célula generativa, durante
o processo de fecundação, formam-se duas células, a pedicular
e a espermatógena. O núcleo desta última se biparte, e assim a
célula passa a constar de quatro núcleos haploides. Nas plantas
angiospermas, o microgametófito compõe-se de uma só célula, que
contém três núcleos haploides, dois espermáticos e um vegetativo.
O macrogametófito se compõe, nas gimnospermas, de
múltiplas células haploides, várias das quais são óvulos (gametas
femininos que se fundem com um núcleo espermático, para formar
o zigoto) e, nas angiospermas, de sete células: uma central, com
dois núcleos haploides, e dois grupos de três células haploides em
posição polar.
Quando o micromegatófito contido num grão de pólen
entra em contato com um macroesporângio, dá-se a polinização.
O grão de pólen lança o tubo polínico, pelo qual migram os
núcleos espermáticos, que entram em contato com as células
do macromegatófito para processar-se a fecundação. Nas
gimnospermas, três dos núcleos do micromegatófito degeneram
e o restante se funde com o óvulo para formar o zigoto. Nas
angiospermas, um dos núcleos espermáticos se une ao óvulo (a
Biosfera:
A biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas do planeta
Terra. A biosfera é a mais alta de todas as hierarquias
6. EMBRIOLOGIA, ANATOMIA E
FISIOLOGIA HUMANA.
EMBRIOLOGIA
A maioria das espécies animais e vegetais apresenta
mecanismos de reprodução sexual que consistem basicamente na
formação dos gametas masculinos e femininos, células especiais
que possuem a metade dos cromossomos (onde está contida a
informação genética) que o adulto requer e que, mediante sua
união, formam o ovo ou zigoto, a partir do qual se origina um
novo indivíduo.
Embriologia é a ciência biológica que estuda, nos vegetais e
animais, o desenvolvimento da semente ou do ovo até constituir
um espécime completo. Para alguns, seu campo de aplicação se
estende aos processos de formação dos gametas e à fecundação.
Em Biologia o desenvolvimento envolve diversos aspectos:
- Multiplicação de células, através de mitoses sucessivas.
- Crescimento, devido ao aumento do número de células e das
modificações volumétricas em cada uma delas.
Didatismo e Conhecimento
38
BIOLOGIA
célula central de um dos pólos do macromegatófito) e o outro se
funde com os dois núcleos da célula central. Assim se constitui o
endosperma, tecido de reserva que serve de nutriente ao embrião
durante seu desenvolvimento.
Os zigotos formados começam a dividir-se ativamente
mediante mitose, até formar o embrião, que consta de uma
raiz e um talo jovens e de dois ou mais cotilédones (folhas
embrionárias), nas gimnospermas, e de um ou dois cotilédones
nas angiospermas (conforme sejam monocotiledôneas ou
dicotiledôneas). A multiplicação das células caracteriza distintas
zonas embrionárias, além dos cotilédones: nas dicotiledôneas,
por exemplo, se distinguem o núcleo ou meristema radicular, a
fração central ou hipocótilo, a superior ou meristema caulinar, o
Albume e o tegumento da semente. Rodeada dos restos de tecido
do macroesporângio, constituem-se as sementes que, no caso
das angiospermas, ficam dentro do fruto. Depois de uma fase de
latência, as sementes germinam e dão início ao crescimento da
planta.
O arquêntero comunica-se com o exterior por um orifício dito
blastóporo, onde têm origem a boca do animal (nos protostomados)
e o ânus (nos deuterostomados).
O ectoderma e o endoderma podem formar-se mediante
diferentes mecanismos, os mais comuns dos quais são a embolia,
em que uma parte da blástula se invagina e cresce até entrar em
contato com a parte não invaginada, e a epibolia, em que uma
parte da blástula cresce e recobre o resto. Uma vez formados o
ectoderma e o endoderma, o mesoderma origina-se a partir das
células de um deles ou de ambos.
Organogênese: Depois de formar-se a gástrula, ocorre
proliferação celular e amplo movimento e migração de células,
abre-se um poro secundário (que origina a boca ou o ânus) e
formam-se pregas e bolsas, fenômenos que, em conjunto, se
conhecem como organogenesia, e que dão lugar à constituição dos
diferentes órgãos do animal. De modo geral, o ectoderma constitui
o sistema nervoso e a pele, o endoderma os aparelhos respiratório e
digestivo, como as glândulas a estes associadas, e o mesoderma os
ossos, os músculos, os aparelhos excretor, circulatório e reprodutor.
Embriologia animal
Nos animais, o embrião pode dar lugar a um adulto, em
processo de crescimento direto, ou produzir uma larva que passará
por metamorfose para converter-se em adulto. As células que
apresentam dois jogos cromossômicos homólogos são diploides e
os organismos correspondentes diplontes. Isso ocorre em todos os
animais: durante a gametogênese, formam-se os gametas (óvulos
nas fêmeas e espermatozoides nos machos), que só têm um jogo
cromossômico como resultado da meiose.
Na fecundação, o núcleo do espermatozoide funde-se com o
óvulo para formar o zigoto, que assim constitui a célula diploide.
O embrião pode desenvolver-se fora do organismo a partir do
qual se formou, alimentando-se de uma substância proporcionada
pelo óvulo, o vitelo (caso dos animais ovíparos, como as aves),
no interior do gerador, também com nutrição vitelina (animais
ovovivíparos, como alguns répteis), ou ainda no interior, mas com
alimentação fornecida pelo organismo (caso dos animais vivíparos,
como os mamíferos).
Fases de desenvolvimento embrionário. A complexidade
do processo de crescimento do embrião impõe a atribuição de
denominações específicas a numerosas células e grupamentos
celulares que intervêm em suas sucessivas etapas de
desenvolvimento.
Segmentação: O começo do processo embrionário consiste
na divisão mitótica do zigoto, que dá origem a duas células que
voltam a dividir-se. O processo se repete à medida que aumenta
o número de células (2, 4, 8, 16...) até formar uma densa esfera
de células, a mórula. O resultado final desse processo, chamado
segmentação, é o estado da blástula (nos mamíferos, blastocisto),
formada por um conjunto de células denominadas blastômeros e
que normalmente contêm uma cavidade, o blastocele (lecitocele
nos mamíferos).
Animais amniotas: Os embriões de répteis, aves e mamíferos
encontram-se protegidos por uma série de membranas. O cório
acha-se imediatamente debaixo da casca do ovo nos répteis, aves
e mamíferos monotremados e une-se à parede do útero da mãe
nos mamíferos superiores, para formar a placenta. A segunda
membrana é o âmnio, que contém o líquido amniótico.
As duas camadas restantes são invaginações do tubo digestivo:
o saco vitelino, cheio de vitelo (exceto nos mamíferos superiores),
que serve de alimento ao embrião, e o alantoide, que nos animais
que põem ovos se liga à casca por meio de vasos e serve tanto para
a respiração como para o acúmulo de substâncias rejeitadas. Nos
mamíferos superiores, liga-se à placenta, serve às mesmas funções
e ao transporte de alimentos fornecidos pelo sangue da mãe.
Nesses animais, o alantoide e a vesícula vitelina (muito reduzida)
são rodeados por tecido conectivo e pela pele, constituindo o
cordão umbilical.
Regulação e mosaico: Nos primeiros passos da segmentação,
varia o comportamento de certas espécies, nas quais está
determinada a parte do corpo originada de cada célula ou
blastômero. Diz-se, em tal caso, que o embrião apresenta um
comportamento de mosaico, ou que está determinado. Por
exemplo, nas ascídias, animais em geral marinhos, quando se
separa um dos blastômeros formados depois da primeira divisão
celular, o restante produz apenas a metade do embrião.
Em outros casos, como o do ouriço-do-mar, uma operação
similar resulta na produção do embrião completo: o blastômero
restante é capaz de assumir as funções do que foi eliminado. Dizse, então, que o ovo apresenta regulação. É um mecanismo desse
tipo que intervém no desenvolvimento do embrião humano. Em
geral, depois de algumas divisões celulares a partir da inicial do
zigoto, cada zona do embrião está determinada e se denomina
campo morfogenético.
Gastrulação: O estado da blástula dá lugar a outro mais
desenvolvido, o da gástrula, mediante o processo chamado
gastrulação, em que se formam as três camadas celulares
fundamentais dos embriões dos animais superiores: o ectoderma
na parte externa, o endoderma na interna e o mesoderma entre
ambas. Durante a gastrulação, desaparece o blastocele (se existia)
e forma-se uma nova cavidade, o arquêntero, que dará lugar ao
intestino do animal.
Didatismo e Conhecimento
Indução: Ao se transplantar para um embrião de anfíbio certos
tecidos de outro embrião, os tecidos adjacentes aos transplantados
não se desenvolvem como habitualmente, para dar lugar à estrutura
39
BIOLOGIA
que originariam em condições normais, mas se transformam em
outros, associados aos transplantados. Dá-se a esse fenômeno o
nome de indução. Quando, por exemplo, se transplanta de um
embrião uma estrutura em forma de círculo retirada da área do
globo ocular para a área do ectoderma ventral de outro embrião, as
áreas adjacentes ao transplante, que normalmente produzem pele,
se diferenciam e formam o cristalino do olho.
Um exemplo mais espetacular é o transplante do lábio dorsal
do blastóporo, que provoca a formação de um embrião secundário
completo. Devido a isso, se conhece essa área como centro
organizador. Acredita-se que a segregação de uma substância,
chamada organizadora, seja responsável pela organização dos
tecidos do embrião. Estima-se que, nas sucessivas etapas de
diferenciação dos tecidos, produzem-se fenômenos de indução
desse tipo que, devidamente controlados, possibilitam a reparação
de defeitos e malformações congênitas de origem embrionária.
Nessa fase, o embrião vive à custa do material difusível através
do endométrio, uma vez que suas reservas nutritivas (vitelo) são
mínimas. A implantação ocorre normalmente na parede posterior
do corpo do útero, no espaço entre a abertura de glândulas do
endométrio. Não é raro, porém, o blastocisto implantar-se em
locais anormais, fora do corpo do útero. Em geral isso leva à morte
do embrião, e a mãe sofre severa hemorragia durante o primeiro ou
segundo mês de gestação.
Fase embrionária: Durante o segundo mês de gestação, ou
seja, da terceira à oitava semana do desenvolvimento, o embrião
atinge cerca de 25mm. As partes da cabeça e do tronco podem
facilmente ser reconhecidas. Dobrado sobre si mesmo, o embrião
mantém a parte superior da cabeça voltada para baixo, em direção
à cauda. Aparecem os rudimentos dos membros (quarta a quinta
semana).
Os órgãos genitais podem ser considerados como
indiferenciados, pois não têm forma definida, de modo que, pelo
simples exame deles, não se consegue indicar o sexo do embrião.
Na região da face, o desenvolvimento caracteriza-se pela formação
do nariz (a partir dos placoides nasais, que se situam na parte
frontal, pouco acima da “boca”) e pela diferenciação do olho, a
partir dos placoides ópticos.
Embriologia humana
Apesar dos progressos na fecundação humana em proveta,
certas particularidades do desenvolvimento embrionário ainda não
estão bem esclarecidas. Conhecer a idade exata de um embrião
ou feto é praticamente impossível, pois raramente se consegue
determinar o momento exato em que se deu a fecundação. Sabe-se,
porém, que ocorre nas 24 horas depois da ovulação e, em média,
nas mulheres que apresentam ciclos menstruais bem definidos,
dá-se frequentemente no 14º dia após iniciado o último período
menstrual.
Quando se levam em conta diferentes casos isolados ou ainda
diferentes gestações de uma mesma mulher, verifica-se que o
período de desenvolvimento intrauterino é bastante variável. Por
ocasião do parto, em cinquenta por cento dos casos o feto tem 266
dias (com uma margem de sete dias para mais ou para menos) -- ou
seja, 280 dias, o que corresponde ao tempo convencional de uma
gestação, menos os 14 dias correspondentes à primeira metade do
ciclo menstrual.
O período pré-natal pode ser dividido em três etapas, mais ou
menos distintas: (1) implantação do blastocisto, o que corresponde
às três primeiras semanas do desenvolvimento, quando ficam
diferenciados os epitélios germinativos e esboçadas as membranas
extraembrionárias; (2) fase embrionária (da quarta à oitava
semana), quando os processos de diferenciação e crescimento são
muito rápidos e se constituem os principais sistemas de órgãos; (3)
fase fetal (do terceiro ao nono mês de gestação), quando há uma
complementação parcial do crescimento e alterações na forma
externa.
Fase fetal: A partir do terceiro mês, o embrião, que agora
se chama feto, inicia alguns movimentos respiratórios, apesar de
estar imerso no líquido amniótico. Seus movimentos ainda não
são percebidos pela mãe. Os olhos deslocam-se para a posição
definitiva e inicia-se a diferenciação na genitália externa. No
quarto mês, o feto tem o peso aumentado em aproximadamente
seis vezes (passa de vinte para 120 gramas).
Durante o quinto e o sexto mês de gestação, inicia-se o
crescimento dos cabelo, cílios e supercílios, bem como um
desenvolvimento acentuado das unhas. Os movimentos realizados
pelo feto são perfeitamente percebidos pela mãe. Caso seja retirado
do ventre materno, consegue manter a respiração por mais 24 horas
e pode até sobreviver em um incubador, desde que tomados alguns
cuidados especiais.
Inicia-se no oitavo mês da gestação a deposição de gordura
subcutânea, de maneira que o feto perde a aparência enrugada do
estágio anterior. Por ser a cabeça bastante pesada em relação ao
corpo, o feto ocupa, no útero, uma posição normalmente invertida.
Sua pele está recoberta de uma substância esbranquiçada e
gordurosa, a vernix caseosa, composta de uma secreção produzida
pelas glândulas sebáceas.
O feto ganha muito peso durante os dois últimos meses da
gestação. Devido, porém, à perda de eficiência da placenta, para de
crescer por volta do 260o dia de gestação. Depois do nascimento, o
recém-nascido é capaz de manter sua temperatura corporal, graças
à aceleração de seu metabolismo.
Placenta: Originalmente formada pela associação das
membranas extraembrionárias (cório e alantoide) e do endométrio
do útero, a placenta é um órgão temporário, mas o principal
responsável pelo intercâmbio de alimento e oxigênio necessários
ao desenvolvimento do feto. Deve desempenhar, para o feto, as
funções que, no adulto, são normalmente desempenhadas pelos
pulmões, fígado, intestino, rins e glândulas endócrinas. Atua ainda
como barreira para muitos microrganismos patogênicos e várias
substâncias tóxicas, prevenindo sua transfusão da mãe para o feto.
Com a forma e o tamanho de um prato fundo, liga-se ao feto pelo
cordão umbilical.
Implantação do blastocisto: Numa ejaculação normal, são
lançados cerca de três centímetros cúbicos de sêmen, que contêm
de 200 a 300 milhões de espermatozoides. Depois de liberados
dos túbulos seminíferos, os espermatozoides tornam-se ativos e,
depositados na vagina, espalham-se por todo o útero e trompas,
chegando ao infundíbulo. Se tiver ocorrido ovulação, o óvulo
cai no infundíbulo, onde é fecundado. Graças aos movimentos
conjugados dos cílios existentes na camada epitelial e às contrações
rítmicas da trompa, o ovo é deslocado para o útero.
Não se sabe exatamente quanto tempo o óvulo gasta para
atravessar a trompa (oviduto). Presume-se que esse tempo seja de
três a quatro dias. No sexto dia depois da fecundação, o blastocisto
“fixa-se” no endométrio do útero, iniciando a fase de implantação.
Didatismo e Conhecimento
40
BIOLOGIA
Também podem passar pela placenta aminoácidos, ureia, ácido
úrico, creatina e creatinina. A transmissão dos carboidratos é mais
complicada: a placenta é capaz de retirar a glicose do sangue da
mãe e convertê-la em glicogênio, que parece ser a reserva alimentar
do feto. Além disso, passam facilmente da mãe para o feto íons
de sódio, potássio, magnésio, fósforo e cálcio, água, vitaminas,
hormônios, antígenos, anticorpos, alguns medicamentos e quase
todos os vírus.
A mãe pode então imunizar, passivamente, o filho, pela
transfusão de anticorpos produzidos pela imunização ativa
de qualquer infecção que ela tenha tido. Assim, se ela estiver
defendida de certas doenças como a difteria, a escarlatina ou a
varíola, o feto estará imunizado contra essas doenças infecciosas.
O corpo humano na posição anatômica pode ser dividido
conceitualmente em planos:
- O plano mediano é um plano vertical que passa através do
eixo mais longo que cruza o corpo, dos pés até a cabeça; este plano
separa o corpo em antímeros direito e esquerdo. O que quer que
esteja situada próximo a este plano é chamado medial, e o que está
longe dele, lateral.
- Um plano sagital é paralelo ao plano mediano.
- O plano coronal é também um plano vertical que passa
pelo eixo maior (dos pés à cabeça), mas é perpendicular ao plano
mediano, separando a frente do corpo, ou ventre, da parte de trás,
ou dorso. Algo em posição à frente do plano frontal é chamado
anterior, ao passo que algo situado atrás desse plano é chamado
posterior.
- O plano horizontal, transverso ou axial atravessa o eixo
menor do corpo, do dorso até o ventre, isto é, da posição posterior
para a anterior. Divide a estrutura atravessada em porções superior
e inferior.
- De um modo resumido podemos dizer que a posição
anatômica do corpo humano encontra-se ereto com os pés juntos e
a face, os olhos e as palmas das mãos dirigidos para frente.
Gêmeos e partos múltiplos: Na espécie humana, a estrutura
e função do útero da mulher estão adaptadas ao desenvolvimento
de um só indivíduo, o que corresponde ao tipo mais comum de
reprodução. Os gêmeos representam um desvio dessa condição
normal, pois de um mesmo útero nascem dois ou mais indivíduos.
Tudo indica que a disposição gemelar decorre de um caráter
hereditário que envolve tanto a mãe como o pai, mas principalmente
a mãe.
Alguns gêmeos são tão parecidos que dificilmente se consegue
distingui-los (iguais, univitelinos), enquanto outros são pouco
parecidos e podem ser inclusive de sexos opostos (desiguais,
fraternos, dizigóticos). Os primeiros derivam de um único ovo e
ocorrem numa frequência de cerca de três para mil partos simples.
ANATOMIA E FISIOLOGIA HUMANA
A Anatomia é a ciência que estuda macro e microscopicamente,
a constituição e o desenvolvimento dos seres organizados. (seres
vivos). Na anatomia observa-se e estuda-se o conhecimento do
corpo humano com a descrição dos ossos, junturas, músculos,
vasos e nervos. Etimologicamente, deriva do grego Ana, “repetir”,
e tomos, “cortar”; ou seja, da repetição de cortes na dissecação de
cadáveres.
O corpo humano é constituído de: Cabeça, pescoço, tronco
(tórax e abdome), membros superiores (torácicos): raiz (ombro),
parte livre: braço, antebraço, mão (palma e dorso da mão) e
membros inferiores (pélvicos): raiz (quadril), parte livre: coxa,
perna, pé (planta e dorso do pé).
Nas transições entre o braço e antebraço há o cotovelo e entre
o antebraço e a mão há o punho isto nos membros superiores. Já
nos membros inferiores entre a coxa e a perna há o joelho e entre a
perna e o pé há o tornozelo.
Planos do corpo e posições anatômicas:
A posição anatômica é uma convenção adotada em anatomia
para descrever as posições espaciais dos órgãos, ossos e demais
componentes do corpo humano.
Na posição anatômica, o corpo estudado deve ficar ereto (de
pé), calcanhares unidos, com os olhos voltados para o horizonte, os
pés também apontados para frente e perpendiculares ao restante do
corpo, braços estendidos e aplicados ao tronco e com as palmas das
mãos voltadas para frente (os dedos estendidos e unidos). Deve-se
notar que não é a posição normal dos braços, que normalmente
ficariam em torção mais ou menos medial (com as palmas voltadas
para o corpo, em pronação). É uma posição em que há consumo
de energia.
Didatismo e Conhecimento
Decúbitos:
Decúbito é um termo médico que se refere à posição da pessoa
que está deitada, não necessariamente dormindo. Pode ser referido
como:
- Decúbito dorsal ou supina (pessoa que deita com a barriga
voltada para cima);
- Decúbito ventral ou prona (pessoa que deita de bruços);
- Decúbito lateral (esquerdo ou direito).
41
BIOLOGIA
Tecido:
Do ponto de vista da biologia, um tecido é um conjunto de
células especializadas, iguais ou diferentes entre si, separadas
ou não por líquidos e substâncias intercelulares, que realizam
determinada função num organismo multicelular. O estudo dos
tecidos biológicos chama-se histologia; na medicina, os estudos
dos tecidos como meio de diagnóstico de uma doença é a
histopatologia.
A Fisiologia é a ciência que consiste no estudo do
funcionamento da matéria viva, procurando explicar os fatores
físicos e químicos responsáveis pela origem, desenvolvimento e
progressão da vida. Pensando que cada ser possui características
funcionais próprias, então a fisiologia pode ser dividida em várias
áreas, tais como: fisiologia bacteriana, fisiologia celular, fisiologia
virótica, fisiologia vegetal e fisiologia humana, entre outras.
De uma forma mais sintética, a fisiologia estuda o
funcionamento do organismo. Muitos dos aspectos da fisiologia
humana estão intimamente relacionados com a fisiologia animal,
onde muita da informação hoje disponível tem sido conseguida
graças à experimentação animal.
Para o entendimento do funcionamento do nosso organismo, e
necessária a visão de noções básicas de como se dá a inter-relação
entre os sistemas. É disto que trata a Fisiologia.
Tipos de tecidos
Nos animais vertebrados há quatro grandes grupos de tecidos:
o muscular, o nervoso, o conjuntivo (abrangendo também os
tecidos ósseo, cartilaginoso e sanguíneo) e o epitelial, constituindo
subtipos específicos que irão formar os órgãos e sistemas corporais.
Por exemplo: O sangue é considerado um tecido conjuntivo,
com diversificadas células (as hemácias, os leucócitos e as
plaquetas) e o plasma (água, sais minerais e diversas proteínas).
Nos invertebrados estes tipos de tecido são basicamente os
mesmos, porém com organizações mais simples. A maioria dos
tecidos além de serem compostos de células, apresentam entre
elas substâncias intracelulares (intersticiais).
Observação: A anatomia e a fisiologia são campos de
estudo estreitamente relacionados onde a primeira incide sobre o
conhecimento da forma e a segunda dedica-se ao estudo da função
de cada parte do corpo, sendo ambas, áreas de vital importância
para o conhecimento médico.
Especificação dos tecidos básicos
UNIDADES ESTRUTURAIS
Células:
É a menor unidade estrutural básica do ser vivo. Foi descoberta
em 1667 pelo inglês Robert Hooke, que observa uma célula de
cortiça (tecido vegetal morto) usando o microscópio. A partir daí,
as técnicas de observação microscópicas avançam em função de
novas técnicas e aparelhos mais possantes. O uso de corantes,
por exemplo, permite a identificação do núcleo celular e dos
cromossomos, suportes materiais do gene (unidade genética que
determina as características de um indivíduo). Pouco depois,
comprova-se que todas as células de um mesmo organismo têm o
mesmo número de cromossomos. Este número é característico de
cada espécie animal ou vegetal e responsável pela transmissão dos
caracteres hereditários. O corpo humano tem cerca de 100 trilhões
de células.
Epitélio → revestimento da superfície externa do corpo (pele),
os órgãos (fígado, pulmão e rins) e as cavidades corporais internas;
Conjuntivo → constituído por células e abundante matriz
extracelular, com função de preenchimento, sustentação e
transporte de substâncias;
Muscular → constituído por células com propriedades
contráteis;
Nervoso → formado por células que constituem o sistema
nervoso central e periférico (o cérebro, a medula espinhal e os
nervos). Obs: Sendo a pele o maior órgão do corpo humano.
Órgãos:
O corpo humano é constituído por diversas partes que são
inter-relacionadas, ou seja, umas dependem das outras. Cada
sistema, cada órgão é responsável por uma ou mais atividades.
Milhares de reações químicas acontecem a todo instante dentro do
nosso corpo, seja para captar energia para a manutenção da vida,
movimentar os músculos, recuperar-se de ferimentos e doenças ou
se manter na temperatura adequada à vida.
Há milhões de anos, o corpo humano vem se transformando
e evoluindo para se adaptar ao ambiente e desenvolver o seu ser.
Nosso corpo é uma mistura de elementos químicos feita na medida
certa. As partes do corpo humano funcionam de maneira integrada
e em harmonia com as outras. É fundamental entendermos o
funcionamento do corpo humano a fim de adquirirmos uma
mentalidade saudável em relação a nossa vida.
Veja abaixo, os principais órgãos e sistemas do corpo humano
bem como outros textos importantes sobre anatomia, saúde e bemestar:
Órgãos do Corpo Humano:
- Baço
- Rins
- Bexiga Urinária
- sangue
- Célula
- Traqueia
- Cérebro
- Vesícula biliar
Didatismo e Conhecimento
42
BIOLOGIA
-
Coração
Dentes
Esôfago
Esqueleto
Estômago
Faringe
Fígado
- Pulmão
- Pâncreas
- Laringe
- Intestino Grosso
- Intestino Delgado
- Glândulas Salivares
Desse modo, podemos calcular a que distância encontra-se o
emissor.
Da orelha interna, partem os impulsos nervosos. Nosso aparelho
auditivo consegue ampliar o som cerca de cento e oitenta vezes até
o estímulo chegar ao nervo acústico, o qual levará a informação
ao cérebro. Quando movemos a cabeça, movimentamos também
os líquidos existentes nos canais semicirculares e no vestíbulo da
orelha interna. É esse movimento que gera os estímulos que dão
informações sobre os movimentos que nosso corpo está efetuando
no espaço e sobre a posição da cabeça, transmitindo-nos com isso
a noção de equilíbrio.
Órgãos dos sentidos:
Definição de sistemas: Você já reparou quantas coisas
diferentes nosso corpo é capaz de fazer? Podemos perceber o
ambiente vendo, ouvindo, cheirando, apalpando, sentindo sabores.
Recebemos informações sobre o meio que nos cerca. Ao processálas em nosso cérebro, nós as interpretamos, seja como sinais de
perigo, sensações agradáveis ou desagradáveis, etc. Depois dessa
interpretação, respondemos aos estímulos do ambiente, interagindo
com ele.
Como você sabe o que está acontecendo ao seu redor?
Recebemos informações sobre o ambiente através dos cinco
sentidos: visão, audição, paladar, olfato e tato.
Olfato e tato
Podemos adivinhar o que está no forno apenas pelo cheiro que
sentimos no ar da cozinha. Esse é o sentido do olfato. Partículas
saídas dos alimentos, de líquidos, de flores, etc. chegam ao nosso
nariz e se dissolvem no tecido que reveste a região interna do
teto da cavidade nasal, a mucosa olfatória. Ali a informação é
transformada, para ser conduzida, através do nervo olfatório, até o
cérebro, onde será decodificada.
Já a nossa pele nos permite perceber a textura dos diferentes
materiais, assim como a temperatura dos objetos, pelas diferenças
de pressão, captando as variações da energia térmica e ainda as
sensações de dor. Podemos sentir a suavidade do revestimento
externo de um pêssego, o calor do corpo de uma criança que
seguramos no colo e a maciez da pele de um corpo que
acariciamos.
A visão
A energia luminosa (luz) chega aos nossos olhos trazendo
informações do que existe ao nosso redor. Nossos olhos conseguem
transformar o estímulo luminoso em uma outra forma de energia
(potencial de ação) capaz de ser transmitida até o nosso cérebro.
Esse último é responsável pela criação de uma imagem a partir das
informações retiradas do meio.
Paladar
Mesmo com os olhos vendados e o nariz tapado, somos
capazes de identificar um alimento que é colocado dentro de nossa
boca. Esse sentido é o paladar.
Partículas se desprendem do alimento e se dissolvem na nossa
boca, onde a informação é transformada para ser conduzida até o
cérebro, que vai decodificá-la. Os seres humanos distinguem as
sensações de doce, salgado, azedo e amargo através das papilas
gustativas, situadas nas diferentes regiões da língua.
SISTEMA ESQUELÉTICO
O corpo humano é formado por um arcabouço de ossos
unidos por ligamentos que conectam um osso a outro, camadas
de músculos e tendões que conectam os músculos aos ossos
ou outras estruturas. O sistema esquelético é responsável pela
movimentação, apoio e proteção dos órgãos vitais.
Os ossos são formados por células vivas circundadas por
depósitos densos de cálcio; todas as células ósseas são ricamente
supridas por vasos sanguíneos e nervos. O esqueleto do adulto
tem 206 ossos que são classificados de acordo com seu tamanho
e formato.
As extremidades ósseas se encaixam umas nas outras
formando uma articulação. Todas as articulações são envolvidas
por uma cápsula flexível rígida com uma membrana interna que
produz um líquido espesso para lubrificação. As articulações
podem ser imóveis (como as do crânio), ligeiramente móveis
(como as da coluna vertebral) ou de movimento livre (como joelho
ou cotovelo).
A emergência mais comum envolvendo o sistema esquelético
é a fratura, uma rachadura ou quebra do osso. Quando a fratura
danifica vasos sanguíneos pode causar hemorragia interna
potencialmente grave.
Audição
Nossos ouvidos também nos ajudam a perceber o que está
ocorrendo a nossa volta. Além de perceberem os sons, eles
também nos dão informações sobre a posição de nossos corpos,
sendo parcialmente responsáveis por nosso equilíbrio. O pavilhão
auditivo (orelha externa) concentra e capta o som para podermos
ouvir os sons da natureza, diferenciar os sons vindos do mar do
som vindo de um automóvel, os sons fortes e fracos, graves e
agudos.
Por possuirmos duas orelhas, uma de cada lado da cabeça,
conseguimos localizar a que distância se encontra o emissor
do som. Percebemos a diferença da chegada do som nas duas
diferentes orelhas.
Didatismo e Conhecimento
43
BIOLOGIA
Possui os seguintes ossos importantes: frontal, parietais, temporais, occipital, esfenoide, nasal, zigomático, maxilar e mandíbula.
Observações: Temos na caixa craniana a fontanela ou moleira
que e o nome dado a região alta e mediana, da cabeça da criança,
que facilita a passagem da mesma no canal do parto; apos o nascimento, será substituída por osso.
Coluna vertebral
É uma coluna de vertebras que apresentam cada uma um buraco, que se sobrepõem constituindo um canal que aloja a medula
nervosa ou espinhal; e dividida em regiões típicas que são: coluna
cervical (região do pescoço), coluna torácica, coluna lombar, coluna sacral, cóccix.
Caixa torácica
É formada pela região torácica de coluna vertebral, osso esterno e costelas, que são em número de 12 de cada lado, sendo as 7
primeiras verdadeiras (se inserem diretamente no esterno), 3 falsas
(se reúnem e depois se unem ao esterno), e 2 flutuantes (com extremidades anteriores livres, não se fixando ao esterno).
Caixa craniana
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Esqueleto apendicular
Membros e cinturas articulares
Cada membro superior e composto de braço, antebraço, pulso
e mão. O osso do braço – úmero – articula-se no cotovelo com
os ossos do antebraço: radio e ulna. O pulso constitui-se de ossos
pequenos e maciços, os carpos. A palma da mão e formada pelos
metacarpos e os dedos, pelas falanges.
Cada membro inferior compõe-se de coxa, perna, tornozelo e
pé O osso da coxa e o fêmur, o mais longo do corpo. No joelho,
ele se articula com os dois ossos da perna: a tíbia e a fíbula. A região frontal do joelho esta protegida por um pequeno osso circular:
a patela. Ossos pequenos e maciços, chamados tarsos, formam o
tornozelo. A planta do pe e constituída pelos metatarsos e os dedos
dos pés (artelhos), pelas falanges.
Os membros estão unidos ao corpo mediante um sistema ósseo que toma o nome de cintura. A cintura superior se chama cintura torácica ou escapular (formada pela clavícula e pela escapula);
a inferior se chama cintura pélvica popularmente conhecida como
bacia (constituída pelo sacro - osso volumoso resultante da fusão
de cinco vertebras, por um par de ossos ilíacos e pelo cóccix, formado por quatro a seis vertebras rudimentares fundidas). A primeira sustenta o úmero e com ele todo o braço; a segunda da apoio ao
fêmur e a toda a perna.
Juntas e articulações
Junta e o local de junção entre dois ou mais ossos. Algumas
juntas, como as do crânio, são fixas; nelas os ossos estão firmemente unidos entre si. Em outras juntas, denominadas articulações,
os ossos são moveis e permitem ao esqueleto realizar movimentos.
Ligamentos
Os ossos de uma articulação mantem-se no lugar por meio dos
ligamentos, cordões resistentes constituídos por tecido conjuntivo
fibroso. Os ligamentos estão firmemente unidos às membranas que
revestem os ossos.
Classificação dos ossos
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Os ossos são classificados de acordo com a sua forma em:
A - Longos: tem duas extremidades ou epífises; o corpo do osso e a diáfise; entre a diáfise e cada epífise fica a metáfise. Exemplos:
fêmur, úmero.
B- Curtos: tem as três extremidades praticamente equivalentes e são encontrados nas mãos e nos pés. Exemplos: calcâneo, tarsos,
carpos.
C - Planos ou Chatos: são formados por duas camadas de tecido ósseo compacto. Exemplos: esterno, ossos do crânio, ossos da bacia,
escapula.
Revestindo o osso compacto na diáfise, existe uma delicada membrana – o periósteo - responsável pelo crescimento em espessura do
osso e também pela consolidação dos ossos apos fraturas (calo ósseo). As superfícies articulares são revestidas por cartilagem. O interior
dos ossos e preenchido pela medula óssea, que, em parte e amarela, funcionando como deposito de lipídeos, e, no restante, e vermelha e
gelatinosa, constituindo o local de formação das células do sangue.
Diferenças entre os ossos do esqueleto masculino e feminino
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
SISTEMA MUSCULAR
Os músculos dão ao corpo capacidade de movimento. Todos os músculos são compostos de células longas e filiformes, denominadas
fibras, que formam deixes em grupos sobrepostos e intimamente reunidos.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Existem três tipos básicos de músculos no corpo humano:
- Músculos esqueléticos ou voluntários – estão sobre o controle consciente da pessoa e tornam possíveis ações como andar,
mastigar, engolir, sorrir, falar e mover os olhos. Estes músculos
ajudam a dar a forma ao corpo. A maioria dos músculos esqueléticos está presa aos ossos por tendões, que são cordões rígidos de
tecido fibroso.
- Músculos lisos ou involuntários – são aqueles que temos
pouco ou nenhum controle consciente, como no intestino e vasos
sanguíneos.
- Músculo cardíaco – forma a parede do coração. Este músculo é capaz de auto estimular suas contrações sem receber sinais
do sistema nervoso central.
Existem três tipos de músculos. Os músculos esqueléticos,
também denominados músculos voluntários, são encontrado em
todo o corpo. O músculo cardíaco se limita ao coração. Os músculos lisos, ocasionalmente denominados músculos involuntários,
são encontrados nos intestinos, nas arteríolas e nos bronquíolos.
SISTEMA CIRCULATÓRIO
O sistema circulatório é formado por dois sistemas de transporte principais: o sistema cardiovascular, que compreende o
coração, vasos sanguíneos e sangue, com o objetivo de carregar
oxigênio e nutrientes para as células do corpo e transportar os resíduos das células corporais para os rins. O sistema linfático fornece
drenagem para o líquido dos tecidos, denominado linfa.
O coração contrai e relaxa alternadamente para bombear os
pulmões (onde ocorre a oxigenação) e depois para a vasta rede de
vasos sanguíneos. Ele fica localizado no centro esquerdo do tórax,
imediatamente atrás do esterno, e tem aproximadamente o tamanho da mão fechada. As artérias e arteríolas carregam o sangue
oxigenado do coração para as células do corpo. A troca de líquido,
oxigênio e gás carbônico entre o sangue e as células dos tecidos
ocorre através dos capilares. As vênulas e veias carregam o sangue
pobre em oxigênio de volta para o coração, onde o ciclo recomeça.
Cada vez que o coração contrai, a corrente sanguínea pode ser
sentida, na forma de pulsação, em qualquer lugar onde uma artéria
passa próxima a superfície da pele. As principais localizações onde
podem ser sentidas o pulso são: no punho, na virilha e no pescoço.
As emergências envolvendo o sistema circulatório ocorrem
quando há sangramento descontrolado, comprometimento da circulação ou quando o coração perde sua capacidade de bombear.
Didatismo e Conhecimento
SISTEMA RESPIRATÓRIO
O corpo depende de um suprimento constante de oxigênio,
que é disponibilizado para o sangue pelo sistema respiratório, que
compreende as cavidades nasais, faringe, laringe, traqueia e os
pulmões.
A passagem do ar para dentro e para fora dos pulmões é denominada respiração. Durante a inspiração, o ar entra através do nariz chegando até os pulmões. Estes se expandem para preencher a
cavidade torácica, o sangue que circula nos pulmões é oxigenado.
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BIOLOGIA
SISTEMA NERVOSO
Durante a expiração, os músculos do peito relaxam liberando
o ar dos pulmões, o ar exalado carrega com ele gás carbônico.
A frequência respiratória normal em repouso, medida pelo número de respirações por minuto é de 12 a 20 em adultos, de 15 a
30 em crianças e de 25 a 50 em bebês.
As emergências envolvendo o sistema respiratório incluem a
obstrução (asfixia), dificuldade para respirar e parada respiratória.
O sistema nervoso é composto de centros nervosos (a maioria
deles no encéfalo e na medula espinhal) e nervos que se ramificam
a partir desses centros, levando aos tecidos e órgãos do corpo.
Existem duas divisões estruturais principais do sistema nervoso. O sistema nervoso central compreende o encéfalo e a medula
espinha; o sistema nervoso periférico compreende os nervos localizados fora do encéfalo e da medula espinhal.
Existem também duas divisões funcionais do sistema nervoso: o sistema nervoso voluntário influencia os movimentos voluntários em todo o corpo; o sistema nervoso autônomo, que não está
sob a influência direta do cérebro, influencia os músculos involuntários e as glândulas.
O sistema nervoso autônomo é ainda subdividido em dois sistemas:
- O sistema nervoso simpático regula o funcionamento do
coração, o suprimento de sangue para as artérias e a função dos
órgãos internos. Este sistema é o responsável pela resposta ao estresse com agitação e força.
- O sistema nervoso parassimpático se opõe ao sistema nervoso simpático, impedindo que as reações do corpo se tornem extremas.
O atendimento de emergência é necessário em caso de perda
de consciência, traumatismo craniano significativo, traumatismo
encefálico ou lesão medular e qualquer grau de paralisia.
SISTEMA DIGESTÓRIO
O sistema digestório compreende o trato alimentar e os órgãos
acessórios da digestão – boca, esôfago, estômago, pâncreas, fígado, baço, vesícula biliar, intestino delgado e intestino grosso. Em
caso de ferimentos fechados (batida) ou penetrantes (facada, tiro)
no abdome, é necessário atendimento de emergência.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Fisiologia
Para o entendimento do funcionamento do nosso organismo, e
necessária a visão de noções básicas de como se dá a inter-relação
entre os sistemas. É disto que trata a Fisiologia. Neste livro temos
a intenção de mostrar uma visão geral destas relações entre os diversos sistemas do organismo, afim de podermos entender melhor
suas funções e importância para o dia-a-dia, além de melhorar a
percepção dos capítulos que se seguem.
A homeostase designa a tendência do organismo vivo em
manter constante o meio interno, em equilíbrio. Quando o organismo não consegue manter a homeostase ocorre a doença. Quando o
corpo é ameaçado ou sofre um trauma, sua resposta pode envolver
mudanças estruturais ou funcionais. Essas mudanças podem ser
adaptativas ou mal adaptativas. Os mecanismos de defesa que o
corpo suporta vai determinar a diferença entre saúde e doença.
SISTEMA CARDIOVASCULAR
O sistema cardiocirculatório é exposto a condições variáveis
de estresse e tem uma grande capacidade de se adaptar. Entender
essa fisiologia adaptativa torna-se muito importante, visto que as
manifestações clínicas de muitas doenças cardiovasculares acontecem devido à perda desta capacidade adaptativa e de sua função
principal, que é fornecer sangue para suprir os tecidos de oxigênio
e nutrientes necessários para o metabolismo
O endocárdio compõe o revestimento interno do coração
(membrana interna), em contato direto com o sangue, o pericárdio é a membrana que reveste externamente o coração. O miocárdio, músculo cardíaco, é estriado e possui filamentos de actina e
miosina(proteínas que fazem a contração muscular), que deslizam
uns pelos outros durante a contração, determinando o inotropismo
cardíaco, que é a força de contração. O feixe átrio ventricular é um
sistema de condução elétrica especializado em conduzir potencial
elétrico entre átrio e ventrículo, determinando a contração sincronizada das células cardíacas. O nodo sinusal, ou também chamado
sinoatrial é considerado o marcapasso normal do coração, controlando o batimento cardíaco devido a sua frequência de descargas
rítmicas liberadas. Sistema nervoso autônomo, que pode ser descrito de acordo
com a função. Existem duas divisões: o sistema voluntário (cérebro-espinhal), que geralmente controla as ações corpóreas conscientes e deliberadas mediante comando voluntário, além dos reflexos, que podem ou não ser conscientes, e o sistema involuntário
(autônomo), que é automático e parcialmente independente do resto do sistema nervoso. O sistema nervoso autônomo é subdividido
em: sistema simpático e parassimpático.
SISTEMA TEGUMENTAR
A pele é o maior órgão do organismo. Tem a função de proteger os órgãos internos contra lesões e invasão de microorganismos,
impedir a desidratação, manter a temperatura do corpo e atuar
como receptor do tato, dor, calor e frio.
A pele é composta de três camadas. A camada mais externa, a
epiderme, contém células que dão cor à pele. A derme, se segunda
camada, conte a vasta rede de vasos sanguíneos, folículos pilosos,
glândulas sudoríparas, glândulas sebáceas e nervos sensitivos. A
última camada é composta por tecido adiposo com espessura variada, dependendo da parte do corpo que ela cobre.
1- Sistema de condução elétrica cardíaco.
2- Nodo sinusal.
3- Nodo átrio-ventricular.
4- Feixe de His.
5- Células de Purkinji.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
O ciclo cardíaco é a sequência de eventos ocorridos entre um
batimento e outro, começando pela geração de um potencial de
ação no nodo sinusal (o marcapasso autônomo já citado), que está
localizado no átrio direito, propagando-se através de ambos os
átrios e, daí, através do feixe átrio ventricular, para os ventrículos
através do feixe de His que se divide em ramo esquerdo e direito; a
partir daí, as células de Purkinje distribuem-se de forma a permitir
que todo o miocárdio ventricular (células de contração cardíaca)
seja ativado simultaneamente. O ciclo cardíaco consiste em um
período de relaxamento, denominado diástole, onde o coração se
enche de sangue, e um período de contração denominado sístole,
onde o coração bombeia boa parte do sangue presente nos ventrículos.
Diástole A respiração é o intercâmbio de gases entre um organismo e o
meio no qual esse organismo vive. Mais especificamente, trata-se
da absorção de oxigênio, sua utilização nos tecidos e a eliminação
de dióxido de carbono pelo organismo.
Para o diagnóstico e o tratamento da maioria das doenças
respiratórias é necessário compreender os princípios da fisiologia
respiratória e das trocas gasosas. Algumas doenças respiratórias
resultam de ventilação inadequada, ao passo que outras resultam
de anormalidades na difusão através da membrana pulmonar ou no
transporte de gases dos pulmões para os tecidos.
Podemos dividir a respiração em quatro grandes eventos, do
ponto de vista funcional:
- A ventilação pulmonar, que é a remoção cíclica do gás alveolar pelo ar atmosférico.
- A difusão do oxigênio e do dióxido de carbono entre os alvéolos e o sangue.
- O transporte, no sangue e nos líquidos corporais, do oxigênio
(dos pulmões para as células) e do dióxido de carbono (das células
para os pulmões).
- A regulação da ventilação e de outros aspectos da respiração.
São exemplos de doenças do sistema respiratórias a DPOC
(doença pulmonar obstrutiva crônica) que nela inclui o enfisema
pulmonar e a bronquite crônica; embolia pulmonar; síndrome do
desconforto respiratório agudo (SDRA); edema agudo de pulmão
(EAP); pneumonia; infecções; insuficiência respiratória aguda
(IRA); dentre outras.
A inspiração, que promove a entrada de ar nos pulmões, dá-se
pela contração da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma abaixa e as costelas elevam-se, promovendo
o aumento da caixa torácica, com consequente redução da pressão
interna (em relação à externa), forçando o ar a entrar nos pulmões.
A expiração, que promove a saída de ar dos pulmões, dá-se pelo
relaxamento da musculatura do diafragma e dos músculos intercostais. O diafragma eleva-se e as costelas abaixam, o que diminui
o volume da caixa torácica, com consequente aumento da pressão
interna, forçando o ar a sair dos pulmões.
Sístole
Quando o organismo tem febre, ocorre um aumento acentuado
da FC, chegando até o dobro do seu valor. Isto se dá pelo fato de
o calor aumentar o metabolismo, dentre outros fatores. Na hipotermia ocorre o inverso, a FC diminui chegando a alguns poucos
batimentos por minuto até a morte.
SISTEMA HEMATOPOIÉTICO
O sangue é um tecido fluido, composto em 45% de componentes celulares que circulam em suspensão num meio líquido,
denominado plasma. A parte celular, composta principalmente
pelas hemácias (células vermelhas, para transporte de oxigênio
no sangue) é denominada hematócrito. O componente celular do
sangue consiste em três tipos principais de células: leucócitos (células brancas), eritrócitos (hemácias) e trombócitos (plaquetas). A
porção acelular ou plasma é constituída por 92% de água. Os 8%
restantes são formados por proteínas, sais e outros constituintes
orgânicos em dissolução
Num homem adulto e normal, com peso corpóreo de 75 kg,
o volume total de sangue é de, aproximadamente, 5.000 mL. Nas
mulheres, esses valores são um pouco menores, ou seja, 3.404 mL
de volume sanguíneo total, considerando-se um peso médio de 55
kg.
O sistema hematopoiético consiste em sangue e nos locais
onde este é produzido, incluindo a medula óssea e o sistema reticulo endotelial. Na criança, todos os ossos esqueléticos estão envolvidos, mas, à medida que a pessoa envelhece, a atividade da
medula diminui. Todavia, na idade adulta, a atividade da medula é
geralmente limitada à pelve, costela, vértebra e esterno.
Vejamos abaixo, os principais tipos células sanguíneas e suas
principais características.
Didatismo e Conhecimento
SISTEMA RESPIRATÓRIO
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BIOLOGIA
O fluxo sanguíneo para os dois rins é equivalente a 25% (1,25
L/min) do débito cardíaco nos indivíduos em repouso. Contudo, os
rins constituem menos de 0,5% do peso corporal total.
No ser humano, cada rim é constituído de cerca de 1 milhão
de néfrons, cada um destes é capaz de formar urina. Os néfrons são
tubos ocos formados de uma camada celular simples. O rim não
tem a capacidade de regenerar novos néfrons. Por conseguinte, em
caso de lesão ou doença renal, ou no processo do envelhecimento
normal, verifica-se diminuição gradual do número de néfrons.
Cinética do movimento inspiratório com elevação das costelas e abaixamento do diafragma.
O transporte de gás oxigênio está a cargo da hemoglobina,
proteína presente nas hemácias. Cada molécula de hemoglobina
combina-se com 4 moléculas de gás oxigênio, formando a oxi-hemoglobina. Nos alvéolos pulmonares o gás oxigênio do ar difunde-se para os capilares sanguíneos e penetra nas hemácias, onde
se combina com a hemoglobina, enquanto o gás carbônico (CO2)
é liberado para o ar. Nos tecidos ocorrem um processo inverso: o
gás oxigênio dissocia-se da hemoglobina e difunde-se pelo líquido
tissular, atingindo as células.
Em repouso, a frequência respiratória (FR) é da ordem de até
12 movimentos por minuto. A respiração é controlada automaticamente por um centro nervoso localizado no bulbo. Desse centro
partem os nervos responsáveis pela contração dos músculos respiratórios (diafragma e músculos intercostais).
Os sinais nervosos são transmitidos desse centro através da
coluna espinhal para os músculos da respiração. O mais importante músculo da respiração, o diafragma, recebe os sinais respiratórios através de um nervo especial, o nervo frênico, que deixa
a medula espinhal na metade superior do pescoço e dirige-se para
baixo, através do tórax até o diafragma.
Os sinais para os músculos expiratórios, especialmente
os músculos abdominais, são transmitidos para a porção baixa
da medula espinhal, para os nervos espinhais que inervam os
músculos.
Existem algumas ocasiões em que a concentração de oxigênio
nos alvéolos cai a valores muito baixos. Isso ocorre especialmente
em locais de grande altitude ou quando uma pessoa contrai pneumonia, por exemplo.
SISTEMA RENAL
Néfron esquemático demonstrando arteríola interlobular, arteríola aferente, arteríola eferente, glomérulos, cápsula de Bowman,
espaço urinário, ducto proximal, alça de Henle, ducto distal e ducto coletor.
Cada néfron possui dois componentes principais: (1) um glomérulo (capilares glomerulares), através do qual, grandes quantidades de líquidos são filtradas do sangue e (2) um longo túbulo no
qual o liquido filtrado é convertido em urina no seu trajeto até a
pelve renal.
SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO
Este é caracterizado pela sua grande complexidade das ações
de controle que pode desempenhar. Em conjunto com o sistema
endócrino, provê a maior parte das funções de controle do corpo.
A porção denominada sistema nervoso autônomo (SNA) é responsável pelo controle das funções viscerais.
O SNA regula atividades dos órgãos internos, como o coração,
pulmões, vasos sanguíneos, órgãos digestivos e glândulas. É responsável, em grande parte, pela manutenção e restauração da homeostase interna. Dentre suas atribuições encontram-se o controle
da pressão arterial, motilidade e secreção gastrintestinal, esvaziamento da bexiga urinária, transpiração, temperatura corporal, entre
muitas outras. O SNA possui duas divisões importantes: simpático
e parassimpático, que geralmente atuam em oposição.
O SNA inerva a grande parte dos órgãos internos, embora ocasionalmente considerado parte do sistema nervoso periférico, ele
é regulado por centros na medula espinhal, tronco cerebral e hipotálamo. Possui dois neurônios em uma série que se estende entre
os centros no SNC e os órgãos inervados.
O sistema urinário é composto pelos rins, ureteres, bexiga e
uretra. Os rins são órgãos excretores e reguladores. Excretando a
água e outras substâncias, os rins eliminam do corpo o excesso de
água e produtos desnecessários e tóxicos. Eles também regulam o
volume e a composição dos fluidos corporais dentro de um limite bastante estreito, eliminando o efeito de grandes variações na
absorção de alimentos e água. Devido à função homeostática dos
rins, os tecidos e as células do corpo podem realizar suas funções
habituais em um ambiente relativamente constante.
Didatismo e Conhecimento
52
BIOLOGIA
O SNA transmite seus impulsos por meio de vias nervosas estimulados por mediadores químicos assemelhando-se, nesse sentido, ao sistema endócrino.
O sistema nervoso parassimpático funciona como o controlador dominante para a maioria dos efetores viscerais. Durante
condições calmas e sem estresse, os impulsos das fibras parassimpáticas (colinérgicas) predominam. O sistema nervoso Simpático,
ao contrario, atua predominantemente nas situações de “fuga”, associado ao estresse. Tem a função basal também de manter o tônus
dos vasos e frequência cardíaca.
A digestão química é uma série de reações que degradam as
moléculas grandes e complexas de carboidratos, lipídios e proteínas que ingerimos, transformando-as em moléculas simples,
pequenas o suficiente para passar através das paredes dos órgãos
digestórios e eventualmente para as células do corpo. A digestão
mecânica consiste de vários movimentos que auxiliam na digestão
química. Os dentes trituram o alimento para que ele seja deglutido;
o músculo liso do estômago e do intestino delgado promovem a
mistura do alimento com as enzimas que o digerem; e as ondas de
contração muscular denominadas peristal se movem o alimento ao
longo do trato gastrointestinal.
- Absorção: É a passagem do alimento digerido do trato
gastrointestinal aos sistemas sanguíneo e linfático para distribuição
às células.
- Defecação: É a eliminação de substâncias não digeridas do
trato gastrointestinal.
Assim, as funções gerais desempenhadas pelo tubo gastrintestinal podem ser classificadas em:
- propulsão e mistura do conteúdo gastrintestinal;
- secreção dos sucos digestivos;
- digestão do alimento;
- absorção do alimento.
Todas as células do corpo necessitam de nutrientes. Esses
nutrientes derivam da ingestão de alimento que contém proteína,
lipídios, carboidratos, vitaminas e minerais, bem como fibras de
celulose e outras matérias vegetais sem valor nutricional.
As principais funções digestivas do trato gastrointestinal são:
- Clivar as partículas alimentares na forma molecular para a
digestão.
- Absorver as pequenas moléculas produzidas pela digestão
para dentro da corrente sanguínea.
- Eliminar alimentos não-digeridos e não-absorvidos e outros
produtos residuais do corpo.
Depois que o alimento é ingerido, ele é impulsionado através
do trato gastrointestinal, ficando em contato com uma ampla variedade de secreções que auxiliam na digestão, absorção e eliminação
do mesmo.
O processo digestivo consiste em uma série de transformações
sequenciais e é deflagrada por mediadores químicos, endócrinos e
estímulos diversos, desenvolvidos pelo aparelho digestivo com a
finalidade de possibilitar a melhor absorção alimentar.
A digestão se inicia na boca, onde a mastigação e a insalivação
reduzem os alimentos sólidos a uma massa de menor tamanho,
auxiliados pela movimentação da língua. Segue-se a deglutição
voluntária e/ou reflexa, que conduz o bolo alimentar ao estômago.
SISTEMA DIGESTÓRIO
O sistema digestivo tem a função primordial de promover nutrientes para o corpo. O alimento, após passar pela boca, é propelido, por meio do esôfago, para o estômago e, em seguida para os
intestinos delgado e grosso, antes de ser esvaziado pelo ânus. O
sistema digestório prepara o alimento para ser usado pelas células
por meio de cinco atividades básicas.
- Ingestão: Captar alimento pela boca (ato de comer).
- Mistura e movimentação do alimento: As contrações musculares misturam o alimento e as secreções e movimentam o alimento ao longo do trato gastrointestinal.
- Digestão: Ocorre a degradação do alimento por processos
químicos e mecânicos.
Didatismo e Conhecimento
53
BIOLOGIA
Na superfície da língua existem dezenas de papilas gustativas, cujas células sensoriais percebem os quatro sabores primários:
amargo (A), azedo ou acido (B), salgado (C) e doce (D). De sua
combinação resultam centenas de sabores distintos.
A distribuição dos quatro tipos de receptores gustativos, na
superfície da língua, não é homogênea.
As glândulas salivares
Ha três pares de glândulas salivares que lançam sua secreção
na cavidade bucal: parótida, submandibular e sublingual:
Os sais da saliva neutralizam substancias acidas e mantem, na
boca, um pH neutro (7,0) a levemente acido (6,7), ideal para a ação
da ptialina. O alimento, que se transforma em bolo alimentar, e
empurrado pela língua para o fundo da faringe, sendo encaminhado para o esôfago, impulsionado pelas ondas peristálticas.
BOCA
FARINGE E ESÔFAGO
A abertura pela qual o alimento entra no tubo digestivo e a
boca. Ai encontram-se os dentes e a língua, que preparam o alimento para a digestão, por meio da mastigação. Os dentes reduzem
os alimentos em pequenos pedaços, misturando-os a saliva, o que
ira facilitar a futura ação das enzimas.
A faringe, situada no final da cavidade bucal, e um canal comum aos sistemas digestório e respiratório: por ela passam o alimento, que se dirige ao esôfago, e o ar, que se dirige a laringe.
O esôfago, canal que liga a faringe ao estomago, localiza-se
entre os pulmões, atrás do coração, e atravessa o musculo diafragma, que separa o tórax do abdômen. O bolo alimentar leva de 5 a
10 segundos para percorrê-lo.
Características dos dentes
Os dentes são estruturas duras, calcificadas, presas ao maxilar
superior e mandíbula, cuja atividade principal e a mastigação.
Tipos de dentes
Em sua primeira dentição, o ser humano tem 20 pecas que
recebem o nome de dentes de leite. A medida que os maxilares
crescem, estes dentes são substituídos por outros 32 do tipo permanente.
A língua
A língua movimenta o alimento empurrando-o em direção a
garganta, para que seja engolido.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
ESTÔMAGO E SUCO GÁSTRICO
O pH da bile oscila entre 8,0 e 8,5. Os sais biliares tem ação
detergente, emulsionando as gorduras (fragmentando suas gotas
em milhares de micro gotículas).
A absorção dos nutrientes ocorre através de mecanismos ativos ou passivos, nas regiões do jejuno e do íleo.
O estômago e uma bolsa de parede musculosa, localizada no
lado esquerdo abaixo do abdome, logo abaixo das ultimas costelas.
E um órgão muscular que liga o esôfago ao intestino delgado. Sua função principal e a digestão de alimentos proteicos. Um
musculo circular, que existe na parte inferior, permite ao estômago
guardar quase um litro e meio de comida, possibilitando que não se
tenha que ingerir alimento de pouco em pouco tempo.
Quando está vazio tem a forma de uma letra “J” maiúscula,
cujas duas partes se unem por ângulos agudos.
O estômago produz o suco gástrico, um líquido claro, transparente, altamente acido, que contem acido clorídrico, muco, enzimas e sais. O acido clorídrico mantem o pH do interior do estomago entre 0,9 e 2,0. Também dissolve o cimento intercelular
dos tecidos dos alimentos, auxiliando a fragmentação mecânica
iniciada pela mastigação.
O bolo alimentar pode permanecer no estomago por ate quatro
horas ou mais e, ao se misturar ao suco gástrico, auxiliado pelas
contrações da musculatura estomacal, transforma-se em uma massa cremosa acidificada e semilíquida, o quimo.
Passando por um esfíncter muscular (o piloro), o quimo vai
sendo, aos poucos, liberado no intestino delgado, onde ocorre a
maior parte da digestão.
SISTEMA ENDÓCRINO
O sistema endócrino possui alta complexidade, sendo composto por um grupo de órgãos integrados e de ampla distribuição,
coordenando um estado de equilíbrio metabólico (homeostase)
entre vários órgãos do corpo. Este equilíbrio ocorre, pois são regulados por dois sistemas: sistema nervoso representado pelo hipotálamo e o sistema endócrino.
INTESTINO DELGADO
O intestino delgado e um tubo com pouco mais de 6 m de
comprimento por 4cm de diâmetro e pode ser dividido em três
regiões: duodeno (cerca de 25 cm), jejuno (cerca de 5 m) e íleo
(cerca de 1,5 cm).
A porção superior ou duodeno tem a forma de ferradura e
compreende o piloro, esfíncter muscular da parte inferior do estomago pela qual este esvazia seu conteúdo no intestino.
A digestão do quimo ocorre predominantemente no duodeno
e nas primeiras porções do jejuno. No duodeno atua também o
suco pancreático, produzido pelo pâncreas, que contem diversas
enzimas digestivas. Outra secreção que atua no duodeno e a bile,
produzida no fígado e armazenada na vesícula biliar.
Didatismo e Conhecimento
O hipotálamo contém neurossecreções que são importantes no
controle de certas atividades metabólicas, como a manutenção do
equilíbrio hídrico, metabolismo do açúcar e das gorduras, regulação da temperatura corporal, secreção de hormônios liberadores e
inibidores.
Os hormônios agem nas células em um sistema chamado “chave-fechadura”, ou seja, as chaves são os hormônios e a fechadura,
são os receptores sendo divididos em receptores de membrana:
hormônios hipofisários e catecolaminas; receptores de citoplasma
ou de núcleo: hormônios esteroides; receptores associados direta55
BIOLOGIA
Linfa: líquido que circula pelos vasos linfáticos. Sua
composição é semelhante à do sangue, mas não possui hemácias,
apesar de conter glóbulos brancos dos quais 99% são linfócitos.
No sangue os linfócitos representam cerca de 50% do total de glóbulos brancos.
Órgãos linfáticos: amígdalas (tonsilas), adenoides, baço, linfonodos (nódulos linfáticos) e timo (tecido conjuntivo reticular
linfoide: rico em linfócitos). Amígdalas (tonsilas palatinas): produzem linfócitos.
Timo: órgão linfático mais desenvolvido no período pré-natal, evolui desde o nascimento até a puberdade.
Linfonodos ou nódulos linfáticos: órgãos linfáticos mais numerosos do organismo, cuja função é a de filtrar a linfa e eliminar
corpos estranhos que ela possa conter, como vírus e bactérias. Nele
ocorrem linfócitos, macrófagos e plasmócitos. A proliferação dessas células provocada pela presença de bactérias ou substâncias/
organismos estranhos determina o aumento do tamanho dos gânglios, que se tornam dolorosos, formando a íngua.
Baço: órgão linfático, excluído da circulação linfática, interposto na circulação sanguínea e cuja drenagem venosa passa,
obrigatoriamente, pelo fígado. Possui grande quantidade de macrófagos que, através da fagocitose, destroem micróbios, restos de
tecido, substâncias estranhas, células do sangue em circulação já
desgastadas como eritrócitos, leucócitos e plaquetas. Dessa forma,
o baço “limpa” o sangue, funcionando como um filtro desse fluído
tão essencial. O baço também tem participação na resposta imune,
reagindo a agentes infecciosos. Inclusive, é considerado por alguns cientistas, um grande nódulo linfático.
mente ao DNA: hormônio tireóideo. Com frequência, o hormônio
endócrino é transportado pelo sangue de seu local de liberação até
o seu órgão-alvo(órgão onde o hormônio ira agir).
A função das glândulas endócrinas é controlada por meios de
mecanismos de retro alimentação: feedback, assim as discrepâncias nas taxas séricas normais desses hormônios estimulam ou inibem a liberação de substâncias de controle de secreção produzidas
no eixo hipotálamo-hipofisário.
O sistema endócrino é constituído pelo hipotálamo, hipófise,
pineal, tireoide, paratireoides, timo, suprarrenal, pâncreas, ovários,
testículos e placenta (durante a gravidez).
SISTEMA REPRODUTOR MASCULINO
O sistema reprodutor masculino é formado por:
• Testículos ou gônadas
• Vias espermáticas: epidídimo, canal deferente, uretra.
• Pênis
• Escroto
• Glândulas anexas: próstata, vesículas seminais, glândulas
bulbouretrais.
ANOTAÇÕES
SISTEMA LINFÁTICO
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Sistema paralelo ao circulatório, constituído por uma vasta
rede de vasos semelhantes às veias (vasos linfáticos), que se distribuem por todo o corpo e recolhem o líquido tissular que não
retornou aos capilares sanguíneos, filtrando-o e reconduzindo-o
à circulação sanguínea.
É constituído pela linfa, vasos e órgãos linfáticos.
Os capilares linfáticos estão presentes em quase todos os tecidos do corpo. Capilares mais finos vão se unindo em vasos linfáticos maiores, que terminam em dois grandes dutos principais: o
duto torácico (recebe a linfa procedente da parte inferior do corpo,
do lado esquerdo da cabeça, do braço esquerdo e de partes do tórax) e o duto linfático (recebe a linfa procedente do lado direito da
cabeça, do braço direito e de parte do tórax), que desembocam em
veias próximas ao coração.
Didatismo e Conhecimento
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56
BIOLOGIA
Vesículas seminais: responsáveis pela produção de um líquido, que será liberado no ducto ejaculatório que, juntamente com o líquido
prostático e espermatozoides, entrarão na composição do sêmen Próstata: glândula localizada abaixo da bexiga urinária. Secretas substâncias alcalinas que neutralizam a acidez da urina e ativa os espermatozoides.
Pênis: é considerado o principal órgão do aparelho sexual masculino, sendo formado por dois tipos de tecidos cilíndricos: dois corpos
cavernosos e um corpo esponjoso (envolve e protege a uretra). Na extremidade do pênis encontra-se a glande - cabeça do pênis, onde podemos visualizar a abertura da uretra. Com a manipulação da pele que a envolve - o prepúcio.
A uretra é comumente um canal destinado para a urina, mas os músculos na entrada da bexiga se contraem durante a ereção para que
nenhuma urina entre no sêmen e nenhum sêmen entre na bexiga. Todos os espermatozoides não ejaculados são reabsorvidos pelo corpo
dentro de algum tempo.
SISTEMA REPRODUTOR FEMININO
O sistema reprodutor feminino é constituído por dois ovários, duas tubas uterinas (trompas de Falópio), um útero, uma vagina, uma
vulva. Ele está localizado no interior da cavidade pélvica. A pelve constitui um marco ósseo forte que realiza uma função protetora.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
A vagina é um canal de 8 a 10 cm de comprimento, de paredes
elásticas, que liga o colo do útero aos genitais externos. Contém
de cada lado de sua abertura, porém internamente, duas glândulas
denominadas glândulas de Bartholin, que secretam um muco lubrificante. A entrada da vagina é protegida por uma membrana circular - o hímen – que fecha parcialmente o orifício vulvo-vaginal e
é quase sempre perfurado no centro, podendo ter formas diversas.
Geralmente, essa membrana se rompe nas primeiras relações sexuais.
Ovários: são as gônadas femininas. Produzem estrógeno e
progesterona, hormônios sexuais femininos que serão vistos mais
adiante.
Os rins situam-se na parte dorsal do abdome, logo abaixo do
diafragma, um de cada lado da coluna vertebral.
Como funcionam os rins? O sangue chega ao rim através da
artéria renal, que se ramifica muito no interior do órgão, originando grande número de arteríolas aferentes, onde cada uma ramifica-se no interior da cápsula formando um enovelado de capilares.
Dessa forma, estima-se que em 24 horas são filtrados cerca de 180
litros de fluido do plasma; porém são formados apenas 1 a 2 litros
de urina por dia, o que significa que aproximadamente 99% do
filtrado glomerular é reabsorvido.
Além desses processos gerais descritos, ocorre, ao longo dos
túbulos renais, reabsorção ativa de aminoácidos e glicose. Os capilares que reabsorvem as substâncias úteis dos túbulos renais se
reúnem para formar um vaso único, a veia renal, que leva o sangue
para fora do rim, em direção ao coração.
Útero: órgão oco situado na cavidade pélvica anteriormente à
bexiga e posteriormente ao reto, de parede muscular espessa (miométrio) e com formato de pera invertida. É revestido internamente
por um tecido vascularizado rico em glândulas - o endométrio.
Regulação da função renal
A regulação da função renal relaciona-se basicamente com a
regulação da quantidade de líquidos do corpo. Havendo necessidade de reter água no interior do corpo, a urina fica mais concentrada, em função da maior reabsorção de água; havendo excesso
de água no corpo, a urina fica menos concentrada, em função da
menor reabsorção de água.
SISTEMA EXCRETOR OU URINÁRIO
O sistema excretor é formado por um conjunto de órgãos que
filtram o sangue, produzem e excretam a urina - o principal líquido
de excreção do organismo. É constituído por um par de rins, um
par de ureteres, pela bexiga urinária e pela uretra.
A Eliminação de urina
Ureter: Os néfrons desembocam em dutos coletores, que se
unem para formar canais cada vez mais grossos. A fusão dos dutos
origina um canal único, denominado ureter, que deixa o rim em
direção à bexiga urinária.
Bexiga urinária: A bexiga urinária é uma bolsa de parede
elástica, dotada de musculatura lisa, cuja função é acumular a urina produzida nos rins. Quando cheia, a bexiga pode conter mais de
¼ de litro (250 ml) de urina, que é eliminada periodicamente
através da uretra.
Didatismo e Conhecimento
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BIOLOGIA
Uretra: A uretra é um tubo que parte da bexiga e termina,
na mulher, na região vulvar e, no homem, na extremidade do pênis. Sua comunicação com a bexiga mantém-se fechada por anéis
musculares - chamados esfíncteres. Quando a musculatura desses
anéis relaxa-se e a musculatura da parede da bexiga contrai-se,
urinamos.
Quando o indivíduo entra em contato pela segunda vez, a
produção de anticorpos será muito mais rápida e eficiente, pois
os anticorpos serão produzidos pelas células B de memória, então
ativadas (resposta imune secundária).
Desenvolvimento inicial da RIH
Para se desenvolver uma RIH, é necessária a exposição do
antígeno ao linfócito B. Isso é feito de forma direta, ou seja, o
LB entra em contato direto com o antígeno sem a necessidade de
célula apresentadora de antígeno, pois a célula B é capaz de reconhecer o antígeno diretamente pela ligação com seus receptores de
superfície (BCR), como a IgM monomérica e a IgD.
Nesse contato, há interação do antígeno com o receptor de superfície IgM. Essa interação antígeno-IgM vai estimular a ativação
e proliferação dos linfócitos B (expansão clonal) e em seguida síntese de imunoglobulinas, todas com a mesma especificidade. Esse
mecanismo básico de RIH é eficaz contra antígenos de natureza
lipídica, polissacáride ou glicídica.
SISTEMA IMUNOLÓGICO
O sistema imunológico ou sistema imune é de grande eficiência no combate a micro-organismos invasores. Mas não é só isso;
ele também é responsável pela “limpeza” do organismo, ou seja, a
retirada de células mortas, a renovação de determinadas estruturas,
rejeição de enxertos, e memória imunológica.
Também é ativo contra células alteradas, que diariamente surgem no nosso corpo, como resultado de mitoses anormais. Essas
células, se não forem destruídas, podem dar origem a tumores.
Células do sistema imune são altamente organizadas como um
exército. Cada tipo de célula age de acordo com sua função. Algumas são encarregadas de receber ou enviar mensagens de ataque,
ou mensagens de supressão (inibição), outras apresentam o “inimigo” ao exército do sistema imune, outras só atacam para matar,
outras constroem substâncias que neutralizam os “inimigos” ou
neutralizam substâncias liberadas pelos “inimigos”.
Além dos leucócitos, também fazem parte do sistema imune
às células do sistema mononuclear fagocitário, (SMF) antigamente
conhecido por sistema retículo-endotelial e mastócitos. As primeiras são especializadas em fagocitose e apresentação do antígeno ao
exército do sistema imune. São elas: macrófagos alveolares (nos
pulmões), micróglia (no tecido nervoso), células de Kuppfer (no
fígado) e macrófagos em geral.
Antígenos: são quaisquer moléculas que possam ser
reconhecidas pelo sistema imune adaptativo. O reconhecimento
do antígeno é a base principal de todas as respostas imunes
adaptativas. O ponto essencial a ser considerado com relação ao
antígeno é que a estrutura é a força iniciadora e condutora de todas
as respostas imunes. O sistema imune evoluiu com a finalidade
de reconhecer os antígenos e destruir e eliminar a sua fonte.
Quando o antígeno é eliminado, o sistema imune é desligado. A
seleção clonal envolve a proliferação de células que reconhecem
um antígeno específico. Quando um antígeno se liga às poucas
células que podem reconhecê-lo, estas são rapidamente induzidas
a proliferar e em poucos dias existirá uma quantidade suficiente
delas para elaborar uma resposta imune adequada.
7. ANTÍGENOS E ANTICORPOS.
Anticorpos: são um grupo de proteínas séricas produzidas
pelos linfócitos B. Eles são a forma solúvel do receptor de
antígenos. Os anticorpos ligam-se especificamente aos antígenos
e assim promovem efeitos secundários. Enquanto uma parte da
molécula do anticorpo se liga ao antigénio (chamada porção Fab
do AC), outras regiões interagem com outros elementos do sistema
imune (chamada porção Fc do AC), como os fagócitos ou com
uma das moléculas do complemento.
A Resposta Imune Humoral (RIH) é mediada por anticorpos (Ac), que são proteínas sintetizadas e secretadas pelos plasmócitos (linfócitos B diferenciados). Os Ac são produzidos de forma
específica contra o antígeno (Ag) que estimulou sua produção e
têm como função principal a neutralização e eliminação deste antígeno. Este processo de eliminação é feito de diversas formas, quais
sejam: ativação do complemento, opsonização, neutralização de
microorganismos e toxinas, etc. Os anticorpos são também chamados de imunoglobulinas (Ig), e divididos em classes e subclasses.
Por exemplo, IgG é uma classe, IgM é outra, e assim por diante.
Há regiões na molécula de Ig que são extremamente variáveis
(regiões hipervariáveis e variáveis) e que dão a ela a característica
específica contra o antígeno. Por exemplo, quando um antígeno X
entra no organismo e é apresentado ao sistema imune, estimulando
uma resposta imune humoral, as IgM produzidas contra o antígeno
X terão a região variável da molécula específica para o X e irão
combatê-lo. Se no organismo penetrar um antígeno Y, as IgM com
região variável anti-X não irão atacar o antígeno Y e haverá a produção de IgM com região variável anti-Y.
A resposta imune primária se desenvolve quando o indivíduo entra em contato com o antígeno pela primeira vez, havendo
como resultado a produção de Ac (pelos linfócitos B efetores) e
células B de memória.
Didatismo e Conhecimento
Estrutura do Anticorpo
A estrutura básica da molécula de imunoglobulina consiste de
quatro cadeias polipeptídicas, sendo duas cadeias leves e duas cadeias pesadas, unidas por pontes dissulfeto formando uma proteína globular em forma de Y. A haste do Y é denominada fragmento
Fc e é responsável pela atividade biológica (função efetora) dos
anticorpos. Diferenças estruturais no Fc definem os cinco isotipos
principais ou classes de imunoglobulinas: IgA, IgD, IgE, IgG e
IgM. Tanto as cadeias pesadas quanto as cadeias leves tem uma região constante e uma região variável. A região variável é responsável pela interação com o antígeno – são os “braços” da molécula de
anticorpo e são denominados fragmentos Fab (Fragment antigen
binding). As moléculas de imunoglobulinas ou anticorpos apresentam diferenças na sequência de aminoácidos nas porções Fab. A
diversidade nesses sítios de ligação ao antígeno garante que haja
um repertório quase ilimitado de especificidades de anticorpos.
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BIOLOGIA
Funções dos anticorpos
Anticorpo de Membrana como receptor de linfócito B – Linfócitos B maduros (mas inativos) expressam IgD e IgM na superfície. O encontro do antígeno com esses receptores constitui as fases
de reconhecimento e ativação (expansão clonal e diferenciação) da
resposta imune.
Neutralização do antígeno – Toxinas bacterianas, drogas,
agentes virais e outros parasitas, iniciam a lesão celular pela ligação
a receptores específicos da superfície celular. Os anticorpos podem
impedir esta interação, neutralizando o processo tóxico ou infeccioso.
Ativação do complemento por IgG ou IgM – O sistema
complemento consiste numa família de proteínas plasmáticas que
podem ser ativadas por duas vias principais. A ativação pela via clássica é inicia pela ligação do componente C1q do complemento com
um imunocomplexo (Ag+Ac). O ponto crucial da cascata de eventos
que ocorre após a ativação do complemento é a clivagem de c3 em
c3a e c3b. O c3a tem várias funções, como por exemplo, ativar a
degranulação de mastócitos e realizar quimiotaxia. O c3b (além de
opsonizar fagócitos) liga-se a outros fragmentos e entra na via da c5
converta-se que vai então, clivar o c5 em c5a e c5b, o qual vai juntar-se a outros componentes formando o MAC (complexo de ataque
à membrana – c5b9), um poro que vai levar a lise da célula-alvo
(bactéria), através da interação com sua membrana. Esse processo
ocorre em questão de segundos.
Opsonização – Os anticorpos envolvem a bactéria ou vírus em
questão, e se ligam a receptores na superfície dos macrófagos. Isso
melhora a eficiência da fagocitose.
Citotoxidade mediada por células dependente de anticorpo
– As células NK, em determinadas ocasiões, matam o microorganismo se ele estiver revestido por anticorpos. Também os eosinófilos
têm receptores para a região Fc da IgE, que reveste helmintos (muito
grandes para serem fagocitados). É um processo chamado decitotoxidade mediada por células dependente de anticorpo.
A classe de um anticorpo é definida pela estrutura de sua cadeia pesada, algumas das quais possuem vários subtipos, e esses
determinam a atividade funcional de uma molécula de anticorpo.
As cinco classes principais de imunoglobulinas são IgA, IgD, IgE,
IgG e IgM:
IgA: Representa 15-20% das imunoglobulinas do soro humano. No homem, mais de 80% da IgA ocorre sob a forma monomérica e está presente no sangue sob esta forma. A IgA é a imunoglobulina predominante em secreções: saliva, lágrima, leite, mucosas
do trato gastrintestinal (TGI), respiratório e geniturinário. Nestas
secreções ela se une a um componente secretor, e forma a IgA
secretora. Esta é composta por duas unidades (dimérica) ligadas
a uma cadeia J unida pelas porções Fc no componente secretor.
A função desse componente é proteger a molécula das enzimas
hidrolíticas (destrutivas). O principal papel da IgA é proteger o
organismo de invasão viral ou bacteriana através das mucosas
(neutralização).
IgD: perfaz menos de 1% do total de imunoglobulinas plasmáticas e a função biológica precisa dessa classe de imunoglobulina é ainda incerta. A IgD é co-expressa com a IgM na superfície
de quase todas as células B maduras e inativas (fase de reconhecimento), sendo que a IgD é expressa mais tardiamente, indicando
uma célula B mais madura.
IgE: é encontrada nas membranas superficiais dos mastócitos
e eosinófilos em todos os indivíduos. Essa classe de imunoglobulina sensibiliza as células nas superfícies das mucosas conjuntiva,
nasal e brônquica. A IgE pode ter ainda importante papel na imunidade contra helmintos, embora nos países desenvolvidos esteja
mais comumente associada a reações alérgicas como asma e rinite. Metade dos pacientes com doenças alérgicas tem altos níveis
de IgE. A interação entre o antígeno e a IgE ligada no mastócito
resulta em liberação de histamina, importante mediador inflamatório, causando vasodilatação, aumento da permeabilidade vascular,
contração de músculo liso e quimioatração de outras células inflamatórias.
IgG: É uma imunoglobulina monomérica que perfaz 80%
das imunoglobulinas do organismo. É a imunoglobulina mais
abundante no soro e está distribuída uniformemente entre os
espaços intra e extravasculares. É o anticorpo mais importante da
resposta imune secundária. Em humanos, as moléculas de IgG de
todas as subclasses atravessam a barreira placentária e conferem
um alto grau de imunidade passiva ao feto e ao recém-nascido. É
o anticorpo principal nas respostas imunes secundárias e a única
classe antitoxinas. A região Fc ativa o complemento (quando unida ao antígeno) e auxilia a fagocitose por se ligar a macrófagos
(opsonização). Com a ativação do complemento, há uma amplificação da resposta inflamatória (com geração de quimiotaxia de
neutrófilos, aumento da permeabilidade vascular), opsonização e
montagem do MAC (complexo de ataque à membrana).
IgM: Perfaz aproximadamente 10% do conjunto de imunoglobulinas. Sua estrutura é pentamérica, As cinco cadeias são ligadas entre si por pontes dissulfeto e por uma cadeia polipeptídica
inferior chamada de cadeia J. É a primeira imunoglobulina a ser
expressa na membrana do linfócito B inativo. Na membrana das
células B, a IgM está na forma monomérica. O primeiro anticorpo
produzido numa resposta imune primária é sempre IgM pentamérica. A IgM é encontrada principalmente intravascular, sendo uma
classe de anticorpos “precoces” (são produzidas nas fases iniciais
agudas das doenças que desencadeiam resposta humoral).
Didatismo e Conhecimento
8. VIROLOGIA.
De uma forma geral, os métodos de diagnóstico usados no
diagnóstico de viroses humanas podem ser agrupados em duas
categorias diferentes: os métodos diretos e os métodos indiretos.
Nos métodos diretos pretende-se identificar, na amostra
clínica, a presença do vírus ou de componentes desse vírus. Assim,
englobam-se nesta categoria a microscopia electrónica (ME), a
cultura viral, a detecção de antigénios virais (Ag) e a detecção do
ácido nucleico viral.
Nos métodos indiretos pesquisa-se a presença de anticorpos
específicos para um determinado vírus (serologia). Este tipo
de métodos constituem a maioria das técnicas executadas num
laboratório de virologia, uma vez que a maioria das infecções virais
pode ser diagnosticada por este tipo de métodos. O diagnóstico
serológico de uma infecção viral pode ser feito detectando a presença
ou a subida do título de anticorpos específicos para um determinado
vírus. Esta detecção envolve, normalmente, os anticorpos da classe
IgG ou a totalidade de anticorpos circulantes presentes (IgG+IgM).
Em alguns casos é igualmente possível detectar-se a presença/subida
de anticorpos da classe IgM. As técnicas disponíveis para a detecção
e quantificação de anticorpos são:
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BIOLOGIA
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Detecção de corpos de inclusão
A replicação viral provoca, por vezes, alterações histológicas
(corpos de inclusão) nas células infectadas in vivo. Estas alterações
podem ser características ou não-específicas. Os corpos de inclusão,
observáveis por microscopia óptica nas células presentes na amostra
clínica, são basicamente conjuntos de partículas virais que estão a
ser produzidas pela célula infectada no núcleo ou no citoplasma.
Exemplos de corpos de inclusão são os corpos de Negri e os corpos
de inclusão citomegálicos, encontrados nas infecções pelos vírus
da Raiva e pelo CMV (citomegalovirus), respectivamente. Embora
pouco sensível e específica, a identificação histológica dos corpos
de inclusão pode, ainda assim, ser útil no diagnóstico de algumas
viroses, em conjunto com outros métodos mais específicos e
sensíveis.
Ensaios imunoenzimáticos (EIA: ELISA, ELFA, etc.)
Ensaios radioimunológicos (RIA)
Aglutinação
Western-blot
Recombinant immunoblot assay (RIBA)
Imunofluorescência
Fixação de complemento
Inibição de hemaglutinação
1- Métodos diretos
Detecção de antigénio viral
A principal vantagem destes métodos é a rapidez com que o
resultado é obtido. No entanto, na maior parte dos casos, trata-se
de técnicas que envolvem a correta interpretação das observações
feitas, o que torna os resultados menos objetivos. A sensibilidade
e especificidade são igualmente menores quando comparadas com
outras técnicas. Está muito dependente da qualidade da amostra
clínica. São ainda técnicas não automatizadas que envolvem a
intervenção frequente do operador.
Exemplos de detecção de antigénios como método de
diagnóstico de viroses: detecção de células infectadas por
RSV, ou adenovirus, em aspirados naso-faríngeos ou broncoalveolares; detecção de HSV (Figura 1) ou VZV em zaragatoas
de lesões cutâneas (exemplos em que se utiliza a técnica de
imunofluorescência); detecção de rotavirus ou adenovirus nas
fezes (por reação de aglutinação de partículas de látex); detecção de
antigénio p24 do HIV no soro ou plasma (antigenémia); detecção
de antigenémia pp65 do CMV (por métodos imunoenzimáticos EIA).
Detecção do genoma viral
Os métodos baseados na detecção do genoma viral, são
igualmente conhecidos como métodos de biologia molecular.
Embora estes métodos tenham, nos últimos anos, aumentado
de importância no contexto do diagnóstico viral, o papel
desempenhado por eles na rotina laboratorial é ainda pequeno,
quando comparado com os outros testes convencionais.
Os testes clássicos de detecção do genoma viral englobam
as técnicas de dot-blot e de Southern-blot os quais dependem do
uso de sondas marcadas (com radioatividade ou com enzimas)
específicas do DNA/RNA a pesquisar (por hibridação da sonda
com a sequência alvo).
A especificidade depende das condições usadas durante o
processo de hibridação. A sensibilidade destas técnicas é, em geral,
idêntica à observada para os testes convencionais.
As técnicas mais recentes, tal como a polymerase chain
reaction (PCR), a ligase chain reaction (LCR), a nucleic acid based
amplification (NASBA), e branched DNA (bDNA), dependem
todas elas de alguma forma de amplificação, seja do ácido nucleico
a pesquisar, seja do próprio sinal emitido pela reação final. Destas
técnicas a mais sensível e a que mais usos tem tido no diagnóstico
virológico é o PCR. Teoricamente, pela técnica de PCR é possível
amplificar-se uma única cópia de DNA alvo presente na amostra
clínica. Devido a esta extrema sensibilidade, a execução desta
técnica traz consigo alguns problemas, o maior dos quais tem a
ver com a possibilidade de contaminações, uma vez que basta a
presença duma quantidade mínima de DNA contaminante para
se obter um resultado falsamente positivo. Por outro lado, a
detecção por PCR de DNA de um determinado vírus, não significa
necessariamente que se esteja na presença real duma patologia.
Casos como a detecção de genomas virais identificados como
sendo do vírus da hepatite G ou do TTV (transfusion transmited
virus) não permitem, por si só, fazer a respectiva associação
com qualquer estado patológico agudo ou crónico. Também
nos casos de infecções por vírus que se mantêm latentes no
hospedeiro, a detecção de genoma viral a nível celular, não implica
necessariamente que esteja a ocorrer uma manifestação patológica
desse vírus.
Dentro deste grupo de testes há ainda a referir os que utilizam
as reações de hibridação in situ. Neste caso a integridade da célula
é mantida, sofrendo somente uma permeabilização de forma a
permitir a entrada da sonda molecular marcada com uma enzima.
Uma vez que a estrutura celular e tecidular são mantidas, permite
quantificar o número de células infectadas e quais os tipos de
células, ou compartimentos celulares, onde o genoma viral existe.
Microscopia electrónica (ME)
As partículas virais são detectadas e identificadas com base
na sua morfologia. A sua principal vantagem reside no facto de
ser possível visualizar diretamente a partícula viral. Desta forma
é possível examinar a amostra sem que para tal seja necessário o
conhecimento prévio dos possíveis agentes causais, em contraste
com outros métodos que usam células (cultura celular) ou sondas
específicas (PCR, detecção de antigénio, detecção de anticorpos).
A rapidez é outra das vantagens da ME, podendo por isso ser
usada em diagnóstico virológico rápido. No entanto, exige que na
amostra clínica existam partículas virais em quantidade suficiente
para poderem ser visualizadas (105 -106 partículas virais/ml).
Devido a isso, a sua sensibilidade é baixa, podendo, no entanto,
ser aumentada utilizando a imuno-microscopia electrónica (IME),
onde são usados anticorpos específicos do vírus a pesquisar, por
forma a aglutinar as partículas virais, tornando-as mais fáceis de
visualizar e reconhecer. Para além da sua baixa sensibilidade, a
ME tem como desvantagem ser uma técnica dispendiosa, quer na
aquisição do equipamento, quer na sua manutenção e utilização,
exigindo pessoal devidamente treinado.
Devido a isso, e ao facto dos métodos de detecção de
antigénios e de diagnóstico molecular, se terem tornado mais
fiáveis, sensíveis e económicos, fizeram com que cada vez menos
se utilize a ME como método de diagnóstico. Atualmente a ME
é usada no diagnóstico de gastrenterites virais a partir das fezes
(rotavirus, adenovirus, astrovirus, calicivirus, etc).
Menos frequentemente pode ser usada para a detecção de
vírus em lesões cutâneas, como por exemplo, o HSV ou o HPV.
Didatismo e Conhecimento
61
BIOLOGIA
Caso exista hemadsorção, as hemácias vão ficar aderentes
a algumas células (células infectadas e por isso expressando
hemaglutininas virais).
Alternativamente, a presença de vírus em cultura pode ser
feita recorrendo à técnica de hemaglutinação ou à técnica de
interferência viral.
No primeiro caso, pesquisa-se a presença de proteínas com
capacidade de aglutinar hemácias de espécies animais específicas
(humanas tripsinizadas, de pombo, etc.). Essas proteínas são
pesquisadas no sobrenadante da cultura infectada pondo em
contato esse sobrenadante com uma suspensão de hemácias em
placas com cúpulas de fundo em V. Caso existam hemaglutininas,
as hemácias ficam em suspensão não se concentrando no fundo da
cúpula (vértice do V).
A técnica de interferência viral é usada nos casos em que
nenhuma das anteriores técnicas pode ser usada. O seu princípio
baseia-se no fato de haverem determinados vírus que interferem
com a replicação de outros que se multiplicam nas mesmas células,
impossibilitando estes últimos de fazerem o seu ciclo replicativo.
O sistema vírus-célula é portanto constituído por um tipo de
células e por dois vírus: o vírus que se pretende detectar (vírus
A que é interferente) e o vírus indicador (vírus B). Este último
terá de ser capaz de induzir um ECP claro e rápido. Caso na
cultura celular inoculada existir o vírus A, ele vai impedir que,
após inoculação posterior do vírus B, este possa fazer o seu ciclo
de replicação e por isso não apareça o ECP esperado. Caso não
exista o vírus A na cultura, a inoculação do vírus B irá resultar no
aparecimento do ECP esperado e característico. Este procedimento
é obviamente mais laborioso e, só é usado em casos particulares
em que nenhuma das técnicas anteriores é passível de ser utilizada.
Além disso, impõe a conhecimento presuntivo de qual o vírus
que deverá estar presente em cultura para que a escolha do vírus
B possa ser convenientemente feita. Essa suspeita baseia-se em
vários parâmetros dos quais os mais importantes são: tipo de
sintomatologia, amostra biológica usada e o fato de se verificar a
ausência de ECP.
Isolamento viral
O isolamento de vírus a partir de amostras clínicas constitui um
importante método de diagnóstico de infecções virais. Este pode
ser conseguido por inoculação das amostras clínicas em células
eucariotas mantidas em cultura in vitro, ou, em alternativa, por
inoculação em animais ou ovos embrionados. Estas duas últimas
alternativas são usadas somente em casos muito particulares,
devido principalmente à maior dificuldade na sua manutenção.
Assim, este tipo de método utiliza quase sempre culturas de células
mantidas in vitro.
As células eucariotas variam muito quanto à sua
susceptibilidade aos diferentes vírus. É de importância crucial a
escolha da(s) célula(s) mais susceptíveis para um determinado
vírus suspeito de estar presente numa determinada amostra
(dependendo dos sinais clínicos).
Além disso, a amostra deverá ser enviada ao laboratório o
mais rapidamente possível após a colheita.
Depois de recebida a amostra, esta é inoculada em diferentes
tipos de culturas celulares dependendo dos vírus supostamente
envolvidos. Este inoculo é mantido durante pelo menos 1 hora até
ao máximo de 16-18 horas (overnight). As células são mantidas a
37ºC em estufa com atmosfera controlada (5% CO2).
As culturas celulares podem ser de diferentes tipos. Assim
podemos classificá-las quanto ao modo de cultura ou quanto ao
tipo de células.
Quanto ao modo de cultura, as células podem ser classificadas
como células em suspensão ou células em monocamada. As
primeiras, como o nome indica, crescem não aderentes ao suporte
sólido, dispersas no meio de cultura.
As segundas crescem aderentes às paredes internas do
frasco de cultura ou outro suporte sólido. Esta característica está
dependente da origem das células: se as células, in vivo, existirem
em suspensão (células sanguíneas por exemplo) mantêm essa
característica in vitro.
Se in vivo as células formarem tecidos ou órgãos sólidos,
existindo aderentes entre si, manterão essa propriedade in vitro.
Quanto ao tipo de células, estas podem ser classificadas como
células primárias, células secundárias e células contínuas.
Identificação dos vírus em cultura
A identificação presuntiva de um vírus em cultura pode ser
feita com base no seu ECP, na capacidade de induzir hemadsorção
e no tipo de célula onde esse vírus foi capaz de se replicar
(susceptibilidade celular). No entanto, para a identificação cabal
e objetiva do vírus em questão, torna-se necessário recorrer
a técnicas como a imunofluorescência, imunoperoxidase,
neutralização, inibição da hemaglutinação, microscopia electrónica
e eventualmente a técnicas de biologia molecular (amplificação,
clonagem e sequenciação do genoma viral).
Detecção dos vírus em cultura
Após inoculação da amostra, e após o tempo necessário
para que a replicação viral ocorra, a detecção de replicação viral
nas células inoculadas pode ser feito pela visualização do efeito
citopático (ECP). Com esse objetivo, as culturas inoculadas
devem ser observadas diariamente. Regularmente também, o meio
de cultura deve ser mudado por forma a manter as células em
crescimento e em bom estado fisiológico.
Alguns vírus, no entanto, não induzem o aparecimento de
ECP. Nesses casos tem que se recorrer a técnicas de detecção
alternativas.
Uma dessas técnicas é a hemadsorção. Esta técnica baseia-se
no facto de alguns vírus (influenza e parainfluenza, por exemplo)
induzirem a expressão de hemaglutininas, de origem viral, na
membrana da célula infectada. Desta forma, a célula adquire a
capacidade de fixar hemácias na sua membrana. Nesta técnica, o
meio de cultura é removido e as células são incubadas com uma
suspensão de hemácias a 4ºC ou à TA durante 30 minutos. A
suspensão de hemácias é removida e o tapete celular é observado
ao microscópio.
Didatismo e Conhecimento
Vantagens e desvantagens do isolamento e cultura do vírus
in vitro
A principal vantagem do isolamento viral, no âmbito do
diagnóstico viral, é a especificidade e a capacidade de usar os
vírus obtidos para futuras caracterizações. No entanto esta técnica
tem várias desvantagens: necessidade de existirem linhas celulares
adequadas em cultura, laboratório devidamente apetrechado para
a manipulação de amostras contendo vírus patogénicos, pessoal
devidamente treinado, custos elevados. Além disso, as culturas
celulares são, devido aos meios de cultura extremamente ricos que
são utilizados, facilmente contamináveis por bactérias e/ou fungos.
62
BIOLOGIA
Cultura viral com centrifugação
Um dos avanços mais importantes, no diagnóstico rápido das infecções virais, foi a aplicação da centrifugação à cultura viral tradicional.
Esta técnica baseia-se no facto de se conseguir aumentar a eficiência de infecção (infecciosidade) de alguns vírus quando, após inoculação
da amostra, se submete as culturas a uma força centrífuga de baixa velocidade. As células assim tratadas são incubadas, 24-48 horas depois
da inoculação, com anticorpos monoclonais marcados, específicos de antigénios precoces do vírus suspeito de estar presente na amostra
biológica inoculada (presumido a partir dos sinais clínicos e do tipo de amostra colhida). Um dos melhores exemplos de aplicação desta
técnica é o diagnóstico precoce da infecção pelo CMV (citomegalovirus). Neste caso a amostra é inoculada numa cultura de fibroblastos
humanos.
Titulação de um vírus
Em Virologia, existem dois métodos para quantificar (titular) uma suspensão viral: o método das placas e o da diluição limite.
Método das placas:
Baseia-se no princípio de que um vírus, ao infectar uma célula e ao ser transmitido às células vizinhas, irá provocar a morte a essas
células.
Estas células mortas serão visualizadas, após adição de um corante vital (vermelho neutro).
As células susceptíveis ao vírus a titular são postas em cultura, numa placa de Petri ou numa cúpula de dimensões apropriadas, e usadas
quando tiverem numa densidade correspondente à sub-confluência.
A suspensão viral a titular é diluída sucessivamente, num fator de diluição 1:10 e cada uma das diluições será inoculada numa placa
individualmente. Na prática, serão inoculadas somente as diluições mais prováveis de darem uma leitura adequada (por exemplo as diluições
10-5, 10-6 e 10-7). Após a inoculação as células inoculadas são inundadas com meio de cultura contendo agarose, por forma a favorecer as
infecções célula-célula e não permitir a difusão das partículas virais entretanto formadas. Ao fim de algum tempo (variável consoante o tipo
de vírus), é adicionado o corante vermelho neutro que irá corar de vermelho as células vivas e manter incolor as células mortas.
O cálculo da concentração de partículas virais é feita usando a diluição que melhor contagem apresentar (nem demasiado elevada nem
baixa demais). Nessa, serão contadas as zonas de morte celular (denominadas placas), e multiplicadas pelo inverso da diluição usada como
inoculo (ex: 50 placas na diluição 10-5, corresponde um título de 50x105 ou seja 5x106). Há ainda que ter em conta o fato de o título ser dado
em PFU (plaque forming units; ou UFP, unidades formadoras de placas) por mililitro. Assim sendo, ter-se-á ainda que multiplicar o resultado
pelo inverso da fração de mililitro que foi usada (se só se inoculou 0,1 ml, terá que se multiplicar por 10 para se ter o valor por mililitro; ou
seja, no exemplo dado anteriormente, ficará como resultado final: 5x107 PFU/ml).
Método da diluição limite:
Neste caso calcula-se a diluição que provoca a infecção em 50% das culturas inoculadas
(TCID50 ou dose infectante 50%). A suspensão viral é diluída sucessivamente (fator de diluição 1:10 normalmente) e as diferentes
diluições são inoculadas individualmente em culturas de células susceptíveis. Para cada diluição, e ao fim do tempo adequado à replicação
viral, vai-se observar qual o número de culturas inoculadas que apresentam sinal de infecção (por pesquisa do ECP, por exemplo). O objetivo
é identificar aquela diluição para a qual se conseguiu infectar metade das culturas inoculadas. Constroi-se assim uma tabela onde vão figurar
o número de culturas infectadas e não infectadas para cada diluição, bem como os totais acumulados de culturas infectadas e não infectadas
para uma das diluição (Tabela 1). Os cálculos a realizar, para se calcular a TCID50 estão também esquematizados na Tabela 1. Este método
é mais laborioso, mas tem a vantagem de poder ser usado mesmo em vírus que não induzam a morte celular, a qual, como foi referido, é a
marca que, no método das placas nos permite quantificar o título da suspensão viral em estudo.
Didatismo e Conhecimento
63
BIOLOGIA
Linhas celulares susceptíveis
No diagnóstico baseado no isolamento dos vírus in vitro, bem
como na sua titulação, é importante a escolha das células sobre as
quais se vai inocular a amostra. Na Tabela 2 apresentam-se alguns
exemplos de linhas celulares possíveis de serem usadas para
vários vírus. Quando o vírus é novo, ou seja em que a experiência
é ainda restrita, deve-se seguir a norma de se utilizar in vitro as
células mais prováveis de serem as células-alvo in vivo. Convém
ainda realçar que, sempre que possível deverão ser usadas células
primárias ou secundárias, pois são essas as que mais próximas
estão da situação in vivo.
Os principais problemas deste tipo de critério é a definição de
subida significativa e o facto
de ser um diagnóstico retrospectivo.
- Presença de IgM: é uma forma rápida de detectar uma primoinfecção, no entanto a detecção específica de IgM é por vezes
difícil de se conseguir devido a reações cruzadas/interferência
(fator reumatoide), presença de IgM devido a reinfecções e ainda
devido à persistência das IgM vários meses/anos após a infecção
primária.
- Seroconversão: definida como sendo a evolução duma
situação de ausência de anticorpos para uma outra onde esses
anticorpos passam a estar presentes.
- Uma única amostra com título elevado de IgG (ou anticorpos
totais): método muito pouco fiável pois não permite confirmar se
se trata de uma infecção primária, reinfecção ou vacinação.
Critérios para o diagnóstico duma reinfecção/reativação
Na maior parte dos casos é difícil de distinguir uma reinfecção
de uma reativação, e, em certas circunstâncias, estas de uma
infecção primária. Embora seja verdade que em muitos casos não
é primordial distinguir uma primoinfecção de uma reinfecção,
outros há em que essa distinção é fundamental. É o caso da infecção
pelo vírus da rubéola (ver capítulo referente ao diagnóstico por
este vírus mais adiante) durante o primeiro trimestre da gravidez,
onde uma primo-infecção está associada a um alto risco de malformações enquanto que a reinfec ção não está.
Em geral, durante a reinfecção/reactivação, ocorre um
aumento rápido dos níveis de IgG com ausência, ou presença de
níveis muito baixos, de IgM.
Limitações do diagnóstico serológico
A utilidade do diagnóstico serológico vai depender do vírus
em questão. Assim:
- Para vírus como os da rubéola ou da hepatite A, o
aparecimento dos sinais clínicos coincide com o desenvolvimento
de anticorpos. Desta forma, a detecção de IgM ou títulos de IgG
aumentados no soro do indivíduo, indica uma infecção ativa.
- Noutros casos, no entanto, os sinais clínicos surgem antes do
aparecimento dos anticorpos. É o caso dos vírus responsáveis por
infecções respiratórias ou por diarreias.
Nestes casos, o diagnóstico serológico será sempre
retrospectivo e por isso sem interesse prático.
- Outros vírus provocam o aparecimento de manifestações
clínicas muitos meses/anos após a seroconversão. Servem de
exemplos para esta situação o HIV e o vírus da raiva. Nestes
casos a simples presença de anticorpos é suficiente para fazer
um diagnóstico definitivo, exceto nas situações em que esses
anticorpos possam ter sido transmitidos passivamente (caso da
transmissão vertical do HIV).
- Em casos de infecções localizadas, como por exemplo as
lesões herpéticas a nível labial ou genital, podem não induzir uma
resposta humoral significativa
- Ocorrência de reações cruzadas entre vírus devidas a
identidades antigénicas (por ex: HSV/VZV) que podem levar a
falsos resultados positivos.
- Ocorrência de falsos positivos devido a anticorpos
interferentes: frequente em doentes com Lupus Eritematoso
disseminado ou com mononucleose infecciosa.
- Indivíduos imunodeficientes podem ter uma resposta
humoral ausente ou muito reduzida.
Detecção de anticorpos específicos (serologia)
O diagnóstico baseado na detecção de anticorpos específicos,
constitui a maioria dos ensaios de rotina em viroses humanas.
Baseia-se no facto de, após a exposição a um antigénio, o sistema
imunológico responder com a produção de anticorpos específicos
para esse antigénio. Os primeiros anticorpos a aparecerem são da
classe das IgM, seguidos dos anticorpos da classe IgG. No caso
de uma reinfecção, o nível das IgM específicas poderá aumentar,
enquanto que as IgG aumentam significativamente.
Existem vários tipos de técnicas serológicas. Em algumas delas
é possível descriminar a presença de IgM e de IgG (caso das técnicas
EIA e RIA), enquanto que noutras somente é possível avaliar a
presença da totalidade dos anticorpos (fixação do complemento,
inibição da hemaglutinação). De igual forma, a sensibilidade e
especificidade dos métodos varia significativamente.
Assim os métodos EIA e RIA são em geral mais específicos e
sensíveis do que as técnicas de fixação do complemento (FC) ou
inibição da hemaglutinação (IHA).
Critérios para o diagnóstico de uma primo-infecção
- Um aumento significativo do título de anticorpos específicos
(IgG ou totais) entre uma amostra colhida durante a existência de
sintomas (fase aguda) e a convalescença.
Didatismo e Conhecimento
64
BIOLOGIA
- Em indivíduos que sofreram transfusões de sangue, podem
existir anticorpos devido à transferência passiva desses anticorpos
a partir do dador.
Em seguida é adicionada uma suspensão de hemácias. Caso
existam Ac no soro em estudo, estes irão ligar-se ao Ag específico
(com capacidade hemaglutinante), impedindo que este aglutine as
hemácias presentes. Uma vez que este ensaio envolve a diluição
sucessiva do soro, permite quantificar qual a maior diluição,
desse mesmo soro, para a qual ainda se verificou a inibição da
hemaglutinação. O inverso dessa diluição corresponde ao título
de anticorpos específicos para o vírus em estudo (ex: maior
diluição=1:160, logo o título=160).
Presença de anticorpos no LCR
Numa pessoa saudável, poucos ou nenhuns anticorpos devem
ser detectados no LCR. Em situações de meningite ou encefalite,
poderão ser produzidos anticorpos específicos do vírus em causa.
A presença de anticorpos no LCR diz-se que é significativa quando
a razão entre o título de anticorpos no soro e no LCR é inferior a
100.
No entanto, isto só é verdade se a barreira hemato-encefálica
estiver intacta (o que frequentemente deixa de ser verdade numa
meningite ou encefalite). Caso contrário os anticorpos do soro
podem passar facilmente para o LCR. O mesmo se passa quando
a colheita do fluido espinal tiver sido feita com a ocorrência de
hemorragia. Nesse caso o LCR virá contaminado com sangue, o
que invalida a interpretação da razão de anticorpos sangue/LCR.
Uma forma de comprovar a não contaminação do LCR com sangue
(seja por compromisso da barreira hemato-encefálica, seja por má
colheita) é pesquisar, no LCR, a presença de anticorpos específicos
para um vírus para o qual toda a população tenha sido vacinada
(papeira, sarampo, rubéola). Caso não tenha havido contaminação
com sangue, a presença de anticorpos no LCR será muito baixa
ou nula.
Métodos imunoenzimáticos (EIA) e imuno-radioactivos (RIA)
Baseiam-se na formação de complexos Ag-Ac e posterior
detecção destes complexos pela adição de um segundo Ac marcado
enzimaticamente (EIA) ou radioactivamente (RIA). No segundo
caso, quanto maior o número de complexos Ag-Ac formados
maior a quantidade de radioatividade presente. No primeiro caso,
a quantidade destes imuno-complexos irá determinar a quantidade
de enzima presente e esta por sua vez irá degradar em maior
quantidade o substrato adequado, entretanto adicionado à reação,
donde resulta um composto corado.
Assim, quanto maior a intensidade da coloração, maior a
quantidade de enzima e, portanto, maior a quantidade de complexo
Ag-Ac formados no início.
Os métodos EIA e RIA apresentam maior sensibilidade,
maior especificidade e são mais práticos de executar, tendo ainda a
vantagem de serem automatizáveis, com benefícios em termos de
diminuição de erros de execução, de maior objetividade e rapidez
e de permitir uma melhor organização do laboratório.
Testes usados na detecção de anticorpos específicos
Reação de fixação do complemento (RFC)
A RFC é um testes simples, rápido e que exige pouco
equipamento e reagentes. A sua utilização é cada vez menor,
tendo gradualmente sido substituído por testes mais sensíveis e
específicos (EIA e RIA). Este teste consiste em duas reações
antigénio-anticorpo (Ag-Ac) sucessivas, uma das quais (a
segunda) serve de teste indicador. A primeira reação, entre um
antigénio viral conhecido e titulado e o soro em estudo, ocorre
na presença de uma quantidade pré-determinada de complemento.
Este complemento irá ser removida ou “fixada” pelo complexo
AgAc eventualmente formado. A segunda reação Ag-Ac consiste
na junção de hemácias de carneiro e hemolisina (também esta
previamente titulada). Quando este sistema indicador é adicionado
à primeira reação, as hemácias serão lisadas somente na presença
de complemento livre (não “fixado” pela primeira reação Ag-Ac).
Desta forma indireta ficamos a saber se na amostra de soro
em estudo existiam Ac específicos do Ag usado. Exige a titulação
prévia do antigénio, complemento e hemolisina usados.
Cultura de células eucariotas
As culturas celulares em virologia são fundamentais, na
medida em que permitem a multiplicação in vitro dos vírus
presentes nas amostras biológicas. São, por isso, um elemento
fundamental em todos as técnicas virológicas que envolvam o
isolamento (no diagnóstico das infecções virais) ou a propagação
(estudos de caracterização fenotípica) de vírus.
Tratando-se de vírus causadores de patologias no ser humano,
as células a utilizar têm de ser necessariamente eucariotas (os
fagos multiplicam-se em células procariotas). As células eucariotas
são muito mais difíceis de manter em cultura do que as células
procariotas. Elas exigem meios de cultura muito ricos e são, por
isso, muito susceptíveis à contaminação por microorganismos
como as bactérias e fungos.
De uma forma simples, podemos distinguir as culturas
celulares de três formas: pela forma como se propagam in vitro,
conforme a sua morfologia e consoante o tipo de células.
1- Quanto à forma de propagação, as culturas celulares
podem-se classificar em:
•
Culturas em suspensão: as células crescem sem estarem
aderentes entre si ou ao suporte sólido (paredes interiores do frasco
de cultura ou outro recipiente onde estejam a ser cultivadas)
•
Culturas em monocamada: crescem aderindo ao suporte
sólido e entre si. Estas células necessitam, para serem transferidas
para outro suporte sólido, de serem dissociadas entre si e do
suporte sólido onde se fixaram. Os métodos de dissociação serão
referidos mais adiante.
2.5.2- Reação de inibição da hemaglutinação (IHA)
Vários vírus possuem a capacidade de aglutinar hemácias de
algumas espécies de mamíferos e de aves. A espécie cujas hemácias
são aglutinadas depende do vírus. Exemplos de vírus que possuem
hemaglutininas são: influenza, parainfluenza, adenovirus, rubéola,
flavivirus, e algumas estirpes de picornavirus. O princípio deste
teste baseia-se no fato de, caso existam Ac específicos do vírus em
estudo (com capacidade hemaglutinante), estes Ac irão impedir a
hemaglutinação por parte do Ag. Tal como a RFC, a IHA é um
teste simples e que requer muito pouco equipamento/reagentes. É
mais sensível que a RFC, mas menos do que o EIA ou o RIA.
Diluições sucessivas do soro em estudo (1:10, 1:20, 1:40, 1:80,
...) são postas em contato com uma quantidade constante e prédeterminada de hemaglutinina viral.
Didatismo e Conhecimento
em:
65
2- Quanto à sua morfologia as células podem-se classificar
BIOLOGIA
•
Epiteliais: com morfologia poligonal
•
Fibroblásticas: com morfologia fina e alongada
•
Outras: com outros tipos de morfologias (células
sanguíneas, nervosas, musculares, etc).
9. PRINCIPAIS DOENÇAS QUE
AFETAM A POPULAÇÃO BRASILEIRA:
CARACTERIZAÇÃO, PREVENÇÃO E
PROFILAXIA.
3- Quanto ao tipo de células as culturas celulares podem-se
classificar em:
•
Células primárias: constituem o melhor sistema celular
uma vez que permitem a replicação de um maior número de
vírus e são aquelas que mais se assemelham às células in vivo,
constituindo, por isso, o modelo mais próximo desse sistema. São
células normais, obtidas diretamente de animais. Permitem um
número muito limitado de passagens
(1 a 2). Têm inibição de contato: uma vez justapostas, param
de se dividir. Para além disso são difíceis de manter em quantidade
suficiente. Exemplos de culturas de células primárias: linfócitos
humanos.
Diversos são os processos responsáveis por gerar
variabilidade genética dentro de uma população viral. Entre tais
processos, estão: mutações, recombinações, rearranjos genéticos
em coinfecções, entre outros. A fidelidade e a frequência dos
processos de replicação, as taxas de ocorrência de coinfecções,
o modo de transmissão, o tamanho e a estrutura das populações
(virais e de hospedeiros) são fatores que influenciam a geração
da variabilidade genética viral. Quando os vírus se reproduzem
no interior de uma célula, o material genético viral pode sofrer
mutações, originando uma grande diversidade genética a partir
de um único tipo de vírus. Vírus de RNA, que dependem das
enzimas RNA polimerase ou transcriptase reversa para se replicar,
apresentam taxas de mutação mais elevadas, se comparados a
vírus de DNA. Isto ocorre porque tais enzimas não são capazes de
corrigir os erros provocados no decorrer da replicação. Vírus de
DNA, que usam a maquinaria enzimática celular, apresentam taxas
reduzidas de mutações genéticas, pois utilizam enzimas celulares
que possuem a habilidade de reparar os erros gerados durante a
síntese de DNA.
•
Células secundárias: São obtidas originalmente a partir
de um dador animal e, se as condições de cultura forem as ideais,
podem-se dividir e crescer durante algum tempo in vitro (entre 50100 gerações ou passagens). No entanto, elas não têm a capacidade
de se dividirem e crescer indefinidamente e eventualmente, ao
fim de algum tempo, as suas características alteram-se e acabam
por entrar em senescência e morrem. Os fatores que controlam a
capacidade de propagação destas células in vitro estão relacionados
com o grau de diferenciação das células - em geral, as células mais
diferenciadas são mais difíceis de manter em cultura do que as
células menos diferenciadas (menos especializadas). Exemplo
de cultura de células secundárias: células MRC5 - fibroblastos
humanos obtidos a partir do pulmão e que em geral conseguem
atingir as 60-70 gerações.
•
Células contínuas: Também denominadas (erradamente)
de células imortalizadas, as células contínuas têm a capacidade
de crescerem indefinidamente in vitro, desde que as condições
de cultura sejam as adequadas. Também são denominadas células
transformadas uma vez que as suas características fisiológicas
normais foram alteradas. Em geral são obtidas a partir de tecidos
neoplásicos (cancros, linfomas, leucemias) ou, alternativamente,
são o resultado da transformação in vitro de células normais através,
por exemplo, da infecção com vírus com capacidade transformante
(EBV, HHV-8, HTLV, etc). Estas células caracterizam-se por, em
geral, terem perdido a “inibição por contato”, isto é, quando duas
células adjacentes se tocam, continuam a dividir-se, ao contrário
do que acontece nas células normais em que esse facto sinaliza
as células para pararem de se dividir. As células HeLa são um
exemplo de células contínuas. Estas são células epiteliais obtidas
dum carcinoma do colo do útero e estão infectadas com o vírus do
papiloma humano tipo 18 (HPV 18).
Didatismo e Conhecimento
Doenças humanas virais:
Assim como muitos parasitas, os vírus são patogênicos aos seres
vivos. Ao invadirem as células de um indivíduo, eles prejudicam
o funcionamento normal dessas células e, consequentemente,
provocam doenças. Entre as principais viroses humanas estão:
gripe, hepatite (A, B e C), caxumba, sarampo, varicela (catapora),
SIDA (AIDS), raiva, dengue, febre amarela, poliomielite (paralisia
infantil), rubéola, meningite, encefalite, herpes, pneumonia, entre
outras doenças. Recentemente foi mostrado que o câncer cervical
é causado ao menos em partes pelopapilomavirus (que causa
papilomas, ou verrugas), representando a primeira evidência
significante em humanos para uma ligação entre câncer e agentes
virais.
Prevenção e tratamento de doenças virais:
Devido ao uso da maquinaria das células do hospedeiro, os
vírus tornam-se difíceis de se combater. Como os tratamentos
quimioterápicos para a infecções virais são limitados, os tratamentos
sintomáticos, como descanso, hidratação e analgésicos, são as
alternativas mais comuns para reduzir os incômodos causados pela
maioria das doenças virais, principalmente infecções respiratórias.
Pesquisas realizadas com camundongos infectados com o vírus
coxsackie B demonstraram que esforços físicos severos, repetitivos
e exaustivos prolongaram a infecção e provocaram o retardo do
início da resposta imune via interferons e anticorpos.
Quando as células são atacadas por vírus, o sistema de defesa
do organismo parasitado passa a produzir anticorpos específicos
que combatem o vírus invasor. Isso ocorre porque os vírus são
formados por proteínas diferentes das do organismo parasitado.
Estas proteínas são reconhecidas como não-próprias do organismo
e são neutralizadas pelos anticorpos.
66
BIOLOGIA
Assim, caso o mesmo vírus invada o organismo novamente,
a memória imunológica desencadeará rapidamente uma resposta
imune específica contra o vírus, e a doença não se instalará.
RNAs interferentes defectivos (DI-RNAs): são pequenas
moléculas de RNA viral provenientes de genomas virais que
perderam função essenciais em decorrência de seguidas deleções.
Um DI-RNA depende essencialmente do vírus parental (que o
originou) para se replicar.
Príons (ou priões): são agentes infecciosos que não possuem
nenhum ácido nucleico, sendo constituídos exclusivamente
por um único tipo de proteína estruturalmente modificada que
tem a capacidade de converter proteínas semelhantes e normais
em proteínas alteradas quanto a conformação tridimensional.
Tais proteínas alteradas se agregam e causam danos em células
nervosas.
Vacinas virais:
As vacinas são soluções médicas eficazes para prevenir
algumas infecções virais. Elas podem ser produzidas a partir
de vírus inativados ou atenuados, ou a partir de subunidades
de proteínas virais. Uma vez introduzidos num indivíduo, os
componentes das vacinas são capazes de estimular o organismo
a produzir uma resposta imunológica humoral e/ou celular. O
indivíduo desenvolve memória imunológica quando é exposto uma
ou algumas vezes aos antígenos presentes na vacina. A vacinação é
empregada com o objetivo de prevenir a manifestação de doenças
virais futuras. Portanto, vacinas não são aplicadas com o intuito de
curar viroses já instaladas, mas sim para evitar o desenvolvimento
da doença.
A vacina Sabin, usada para prevenir a poliomielite (ou paralisia
infantil), é uma das vacinas virais atenuadas mais amplamente
utilizadas no mundo. Testes com macacos demonstraram que
o vírus atenuado, diferentemente da cepa viral patogênica, não
possui virulência contra os tecidos nervosos do cérebro e da
medula espinhal. Porém, como o organismo não diferencia um
vírus do outro, ele passa a produzir os anticorpos necessários,
imunizando o indivíduo vacinado contra o vírus da poliomielite.
PRINCIPAIS DOENÇAS QUE AFETAM A POPULAÇÃO
BRASILEIRA
- Aids (Síndrome da Imunodeficiência Adquirida)
Modo de transmissão: é transmitida pelo contato desprevenido
com o sangue, sêmen, leite materno, e fluidos vaginais infectados
pelo vírus. Por tal motivo, o uso de instrumentos perfurocortantes
sem terem sido previamente esterilizados, transfusão de sangue
contaminado; sexo oral, anal e vaginal sem uso de camisinha; e
gravidez, parto e aleitamento de bebê cuja mãe é portadora, são as
principais formas de contágio.
Características: Síndrome caracterizada pelo aparecimento
de várias infecções oportunistas que acabam levando o individuo
à morte. Essas infecções surgem devido à queda da imunidade
ocasionada pela destruição dos linfócitos T pelo HIV. Esses
linfócitos são fundamentais no mecanismo de defesa de nosso
corpo.
Profilaxia: usar camisinha nas relações sexuais; recorrer a
bancos de sangue confiáveis na necessidade de receber transfusão
de sangue; utilizar seringas descartáveis; exigir dos profissionais
da área de saúde o uso de materiais cirúrgicos bem esterilizados;
evitar a gravidez e a amamentação ao saber que é portadora do
HIV.
Drogas antivirais:
As drogas antivirais são substâncias utilizadas no tratamento
específico contra determinados vírus. Entre as principais
substâncias antivirais, estão: oaciclovir, contra o herpesvírus;, a
ribavirina, contra o vírus da hepatite C; o oseltamivir, contra o
vírus da gripe; o ritonavir, o indinavir, a zidovudina, entre outras,
contra o vírus da AIDS. Diferentemente do que ocorre nos casos
de infecções bacterianas, os antibióticos não são úteis contra
infecções virais. O uso abusivo e inadequado de antibióticos,
como contra infecções virais, tem se tornado um grave problema
de saúde pública por ser uma das causas do recorrente surgimento
de bactérias resistentes a múltiplos antibióticos.
Agentes infecciosos subvirais
Agentes subvirais são partículas infecciosas subcelulares
bastante simples estruturalmente que não são enquadradas como
vírus no sentido estrito do termo. Entres tais agentes, destacam-se
os vírus satélite, os virusoides, os viroides, os RNAs satélite, os
RNAs interferentes defectivos (DI-RNAs) e os príons.
Vírus satélites: são moléculas de DNA ou RNA viral que
carecem de informações genéticas essencias para garantir sua
independência replicativa. Vírus satélites dependem de outros
vírus (vírus helper) para obter os fatores biológicos (proteínas)
necessários a infecção de uma célula.
Virusoides: são moléculas de ssRNA circular que não
codificam proteínas. Dependem de vírus helpers para se replicar
e formar capsídeos.
Viroides: são patôgenos de plantas constituídos apenas por
moléculas de ssRNA circular, altamente estáveis, as quais não
capazes de codificar nenhuma proteína.
RNAs satélite: considerados subtipos de virusoides, são
constituídos por pequenas moléculas de RNA, que variam de 200 a
1700 nucleotídeos, sendo os maiores capazes de codificar algumas
proteínas.
Didatismo e Conhecimento
- Catapora
Modo de transmissão: O vírus causador da catapora alojase no nariz e na garganta e é expelido no ar quando uma pessoa
infectada espirra, tosse ou fala. Ele também está presente nas
bolhas e erupções da pele. A catapora é transmitida de uma pessoa
para outra pela tosse, espirro, pelo uso de copos, garfos e outros
objetos contaminados pelo vírus ou contato com as erupções. As
pessoas com catapora podem transmitir a doença de 1 a 2 dias
antes do início dos sintomas e até que todas as bolhas tenham
formado crosta (normalmente em aproximadamente 5 dias).
Características: caracterizada pelo aparecimento de pequenas
e numerosas vesículas na pele.
Profilaxia: vacinação.
- Caxumba
Modo de transmissão: é transmitida de uma pessoa para
outra pela saliva; pelo uso de copos, garfos e outros objetos
contaminados pelo vírus.
67
BIOLOGIA
Características: o vírus infecta normalmente as parótidas
(glândulas salivares), mas pode afetar também testículos, ovários,
pâncreas e cérebro.
Profilaxia: vacinação.
Existem várias causas de hepatite, sendo as mais conhecidas
as causadas por vírus (vírus das hepatite A, B, C, D, E, F, G,
citomegalovírus, etc). Outras causas: drogas (anti-inflamatórios,
anticonvulsivantes, sulfas, derivados imidazólicos, hormônios
tireoidianos, anticoncepcionais, etc), distúrbios metabólicos
(doença de Wilson, poli-transfundidos, hemossiderose,
hemocromatose, etc), trans-infecciosa, pós-choque. Em comum,
todas as hepatites têm algum grau de destruição das células
hepáticas.
Profilaxia: medidas higiênicas básicas como lavar as mãos
antes das refeições, evitar que moscas e baratas pousem sobre
alimentos, água, talheres, copos, etc., saneamento básico, recorrer
a bancos de sangue confiáveis ao necessitar receber transfusão de
sangue. Existe vacina contra a hepatite A e B.
- Dengue
Modo de transmissão: através da picada da fêmea do
mosquito Aedes aegypti (macho é herbívoro) contaminado pelo
vírus. O mosquito adquire o vírus ao picar uma pessoa ou outro
mamífero contaminado. Esse mosquito pica de dia e vive no
interior ou nas redondezas das casas que possuem agua parada.
Características: existem duas formas de dengue, a clássica e
a hemorrágica.
Na forma clássica os sintomas mais comuns são: falta de
apetite, fraqueza, febre, dor muscular e nas articulações, manchas
vermelhas na pele.
Na forma hemorrágica, ocorrem os mesmos sintomas,
mas a situação agrava-se, pois há sangramento das gengivas e
hemorragias, geralmente internas, que podem levar o indivíduo à
morte.
Profilaxia: Combate ao mosquito Aedes aegypti - Uso de
repelente de insetos na pele ou nas roupas; evitar acúmulo de água
parada, realizar o “fumacê” (ação da Fundação Nacional de Saúde,
que pulveriza inseticida) em locais críticos.
- Herpes
Modo de transmissão: contato direto com pessoas em fase de
manifestação herpética.
Características: As infecções pelo herpes simples vírus
apresentam-se como desafios, cada vez maiores, para diversas
áreas da medicina, por serem dotadas de várias peculiariedades.
Dentre elas, citam-se a capacidade do vírus permanecer em
latência por longos períodos de tempo, podendo sofrer reativação
periódica, gerando doença clínica ou subclínica. O herpes simples
vírus é comumente associado a lesões de membranas mucosas e
pele, ao redor da cavidade oral (herpes orolabial) e da genitália
(herpes anogenital). O vírus do herpes simples determina
quadros variáveis benignos ou graves. Há dois tipos de vírus:
o tipo-1, responsável por infecções na face e tronco, e o tipo-2,
relacionado às infecções na genitália e de transmissão geralmente
sexual. Entretanto, ambos os vírus podem infectar qualquer área
da pele ou das mucosas. As manifestações clínicas são distintas
e relacionadas, ao estado imunológico do hospedeiro. A primoinfecção herpética é, em geral, sub-clínica e passa despercebida;
o indivíduo torna-se portador do vírus sem apresentar sintomas.
Em pequena porcentagem de indivíduos, a infecção é grave e
prolongada, perdurando por algumas semanas. Após a infecção
primária, o vírus pode ficar em estado de latência em gânglios
de nervos cranianos ou da medula. Quando reativado por várias
causas, o vírus migra através de nervo periférico, retorna à pele ou
mucosa e produz a erupção do herpes simples recidivante.
Profilaxia: evitar contato direto com pessoas em fase de
manifestação do vírus.
- Encefalite viral
Modo de transmissão: pela picada de mosquitos e carrapatos
contaminados pelo vírus.
Características: doenças caracterizadas por fortes dores de
cabeça.
Profilaxia: combate aos vetores.
- Febre amarela
Modo de transmissão: existem duas formas de febre
amarela: a urbana, transmitida pela picada da fêmea do mosquito
Aedes aegypti, e a selvagem, transmitida pela picada do Aedes
leucocelaenus ou de várias espécies do mosquito Haemagogus que
vivem nas partes altas das árvores e costumam picar as pessoas por
ocasião de derrubadas de matas.
Características: doença grave e até mesmo fatal. Compromete
vários órgãos, principalmente o fígado, o que dá aspecto amarelado
à pele do doente.
Profilaxia: vacinação, combate aos vetores.
- Polimielite
- Hepatite
Modo de transmissão: provavelmente a forma mais comum
do vírus penetrar em nosso corpo pela via digestória.
Características: o vírus afeta a medula e outras regiões do
sistema nervoso. Sua forma mais grave determina a paralisia
infantil.
Profilaxia: existem dois tipos de vacinas: a Salk, feita com o
vírus inativo, e a Sabin, feita com o vírus atenuado.
Modo de transmissão: ingestão de água ou de alimentos
contaminados pelo vírus (moscas e baratas podem contaminar as
partes externas de seu corpo com fezes de pessoas com hepatite
e transportar esses vírus para alimentos com os quais entrem em
contato). Fezes de pessoas com de hepatite podem contaminar
a água de rios e mares. Existe uma forma de hepatite que é
transmitida por transfusão de sangue.
Características: é toda e qualquer inflamação do fígado e que
pode resultar desde uma simples alteração laboratorial (portador
crônico que descobre por acaso a sorologia positiva), até doença
fulminante e fatal (mais frequente nas formas agudas).
Didatismo e Conhecimento
- Polimielite
Modo de transmissão: provavelmente a forma mais comum
do vírus penetrar em nosso corpo pela via digestória.
68
BIOLOGIA
Características: o vírus afeta a medula e outras regiões do
sistema nervoso. Sua forma mais grave determina a paralisia
infantil.
Profilaxia: existem dois tipos de vacinas: a Salk, feita com o
vírus inativo, e a Sabin, feita com o vírus atenuado.
10. TÉCNICAS DE BIOSSEGURANÇA.
As atividades a serem desenvolvidas no PROGRAMA
DE BIOSSEGURANÇA devem permitir o aprendizado e o
crescimento do estudante na sua área profissional.
Os líquidos biológicos e os sólidos, os quais são manuseados
nos laboratórios, são, quase sempre, fontes de contaminação. Os
cuidados que devemos ter para não haver contaminação cruzada
dos materiais, não contaminar o pessoal do laboratório, da
limpeza, os equipamentos, o meio ambiente através de aerossois e
os cuidados com o descarte destes materiais fazem parte das Boas
Práticas em Laboratório Clínico (BPLC), seguindo as regras da
Biossegurança. Para cada procedimento há uma regra já definida
em Manuais, Resoluções, Normas ou Instruções Normativas.
- Raiva
Modo de transmissão: pela mordedura de animais infectados,
principalmente cães e gatos.
Características: o vírus infecta o sistema nervoso,
causando danos irreparáveis. É doença grave e pode ser fatal
Profilaxia: vacinação de cães e gatos. Se uma pessoa for
mordida por um animal não-vacinado, deve imediatamente
procurar um médico.
- Sarampo
Modo de transmissão: gotículas de saliva.
Características: caracteriza-se por numerosas erupções na
pela, febre.
Profilaxia: vacinação.
1. O local de trabalho deve ser mantido sempre em ordem.
2. Aos chefes de grupo cabe a responsabilidade de orientar
seu pessoal e exigir o cumprimento das regras, sendo os mesmos,
responsáveis diretos por abusos e falta de capacitação profissional
para utilizar os equipamentos, reagentes e infraestrutura.
3. Antes de utilizar qualquer dependência que não seja a do
laboratório em que se encontra trabalhando, o estagiário deverá
pedir permissão ao responsável direto pelo mesmo.
4. Para sua segurança, procure conhecer os perigos oferecidos
pelos produtos químicos utilizados no seu trabalho.
5. Procure inteirar-se das técnicas que você utiliza. Ciência
não é mágica. O conhecimento dos porquês pode ser muito útil na
solução de problemas técnicos.
6. Na dúvida, pergunte.
7. Ao perceber que um aparelho está quebrado, comunique
imediatamente ao chefe do setor para que o reparo possa ser
providenciado.
8. Ao perceber algo fora do lugar, coloque-o no devido lugar.
A iniciativa própria para manter a ordem é muito bem-vinda e
antecipadamente agradecida.
9. Planeje bem os seus protocolos e realize os procedimentos
operacionais dos mesmos. Idealmente, antes de começar um
experimento, você deve saber exatamente o que será consumido,
sobretudo no tocante ao uso de material importado.
10. Trabalho com patógenos não deve ser realizado em local
movimentado. O acesso ao laboratório deve ser restrito a pessoas
que, realmente, manuseiem o material biológico.
11. O trânsito pelos corredores com material patogênico deve
ser evitado ao máximo. Quando necessário, utilize bandejas.
- Varíola
Modo de transmissão: gotículas de saliva.
Características: caracteriza-se por numerosas pústulas
grandes que deixam cicatrizes na pele. Pode evoluir para um
quadro grave e fatal. Doença erradicada pela vacinação.
Profilaxia: vacinação.
- Doença de Chagas
Modo de transmissão: contato de mucosas com fezes do
barbeiro, transfusões, amamentação, durante a gestação.
Características: é uma infecção causada pelo protozoário
cinetoplástida flagelado Trypanosoma cruz. Os sintomas da
doença de Chagas podem variar durante o curso da infecção. Nos
primeiros anos, na fase aguda, os sintomas são geralmente lentos,
pouco mais do que inchaço nos locais de infecção. À medida que a
doença progride, durante até cinquenta anos, os sintomas tornamse crônicos e graves, tais como insuficiência cardíaca e desordens
do sistema digestivo. Se não tratada, a doença crônica é muitas
vezes fatal.
Profilaxia: combate ao vetor, construção de casas de alvenaria,
telas nas janelas.
- Teníase (solitária)
Características: A teníase é uma infecção intestinal causada
pela fase adulta da Taenia solium e da Taenia saginata. Estes
são parasitas hermafroditas da classe dos cestódeos, da família
Taenidae, também conhecido como “solitária”. São seres
extremamente competitivos pelo seu habitat, não precisando nem
de parceiro para a cópula, já que são seres monoicos com estruturas
fisiológicas para autofecundação. O complexo teníase-cisticercose
constitui-se de duas entidades distintas, porém causadas pelo
mesmo parasita, sendo um sério problema para a saúde pública.
Profilaxia: saneamento básico, não ingerir carne crua ou mal
cozida.
Didatismo e Conhecimento
12. Aquele que nunca trabalhou com patógenos, antes de
começar a manuseá-los, deve: Estar familiarizado com estas
normas; Ter recebido informações e um treinamento adequado em
técnicas e conduta geral de trabalho em laboratório (pipetagem,
necessidade de manter-se a área de trabalho sempre limpa, etc.).
13. Ao iniciar o trabalho com patógenos, o estagiário deverá
ficar sob a supervisão de um pesquisador experimentado, antes de
estar completamente capacitado para o trabalho em questão.
14. Saída da área de trabalho, mesmo que temporariamente,
usando luvas (mesmo que o pesquisador tenha certeza de que não
estão contaminadas), máscara ou avental, é estritamente proibida.
69
BIOLOGIA
3. RISCOS FÍSICOS
Consideram-se agentes de risco físico as diversas formas de
energia a que possam estar expostos os trabalhadores, tais como:
ruído, vibrações, pressões anormais, temperaturas extremas,
radiações ionizantes, radiações não ionizantes, ultrassom, materiais
cortantes e ponteagudos, etc.
Não se deve tocar com as luvas em maçanetas, interruptores,
telefone, etc. (Só se deve tocar com as luvas o material estritamente
necessário ao trabalho).
15. Seja particularmente cuidadoso para não contaminar
aparelhos dentro ou fora da sala (use aparelhos extras, apenas em
caso de extrema necessidade).
16. Em caso de acidente:
- A área afetada deve ser lavada com água corrente em
abundância;
- Álcool iodado deve ser passado na área afetada (com
exceção dos olhos, que devem ser lavados exaustivamente com
água destilada);
- Em caso de ferida, deve ser lavada com água corrente e
comprimida de forma a sair sangue (cuidado para não aumentar as
dimensões da ferida deve ser tomado);
- Os acidentes devem ser comunicados, imediatamente, ao
responsável pelo setor e a direção do Instituto para discussão das
medidas a serem adotadas;
17. As normas de trabalho com material radioativo e com
material patogênico devem ser lidas com atenção antes de se
começar a trabalhar com os mesmos.
18. Recomendação final para minimizar o risco de acidentes:
não trabalhe sob tensão.
4. RISCOS QUÍMICOS
Consideram-se agentes de risco químico as substâncias,
compostas ou produtos que possam penetrar no organismo pela
via respiratória, nas formas de poeiras, fumos, névoas, neblinas,
gases ou vapores, ou que, pela natureza da atividade de exposição,
possam ter contato ou ser absorvido pelo organismo através da
pele ou por ingestão.
5. RISCOS BIOLÓGICOS
Consideram-se agentes de risco biológico as bactérias, fungos,
parasitos, vírus, entre outros.
Classificação de risco biológico:
Os agentes de risco biológico podem ser distribuídos em
quatro classes de 1 a 4 por ordem crescente de risco, classificados
segundo os seguintes critérios:
• Patogenicidade para o homem.
• Virulência.
• Modos de transmissão
• Disponibilidade de medidas profiláticas eficazes.
• Disponibilidade de tratamento eficaz.
• Endemicidade.
DEFINIÇÃO
Biossegurança é um conjunto de procedimentos, ações,
técnicas, metodologias, equipamentos e dispositivos capazes de
eliminar ou minimizar riscos inerentes as atividades de pesquisa,
produção, ensino, desenvolvimento tecnológico e prestação de
serviços, que podem comprometer a saúde do homem, dos animais,
do meio ambiente ou a qualidade dos trabalhos desenvolvidos.
MÉTODOS DE CONTROLE DE AGENTE DE RISCO
Os elementos básicos para contenção de agentes de risco:
A. - BOAS PRÁTICAS DE LABORATÓRIO - GLP
• Observância de práticas e técnicas microbiológicas
padronizadas.
• Conhecimento prévio dos riscos.
• Treinamento de segurança apropriado.
• Manual de biossegurança (identificação dos riscos,
especificação das práticas, procedimentos para eliminação de
riscos).
TIPOS DE RISCO (Portaria do Ministério do Trabalho, MT
no. 3214, de 08/06/78)
1. Riscos de Acidentes
2. Riscos Ergonômicos
3. Riscos Físicos
4. Riscos Químicos
5. Riscos Biológicos
A.1. - RECOMENDAÇÕES GERAIS
• Nunca pipete com a boca, nem mesmo água destilada. Use
dispositivos de pipetagem mecânica.
• Não coma, beba, fume, masque chiclete ou utilize cosméticos
no laboratório.
• Evite o hábito de levar as mãos à boca, nariz, olhos, rosto ou
cabelo, no laboratório.
• Lave as mãos antes de iniciar o trabalho e após a manipulação
de agentes químicos, material infeccioso, mesmo que tenha usado
luvas de proteção, bem como antes de deixar o laboratório.
• Objetos de uso pessoal não devem ser guardados no
laboratório.
• Utilize jalecos ou outro tipo de uniforme protetor, de
algodão, apenas dentro do laboratório. Não utilize essa roupa fora
do laboratório.
• Não devem ser utilizadas sandálias ou sapatos abertos no
laboratório.
• Utilize luvas quando manusear material infeccioso.
• Não devem ser usados joias ou outros adornos nas mãos,
porque podem impedir uma boa limpeza das mesmas.
1. RISCOS DE ACIDENTES
Considera-se risco de acidente qualquer fator que coloque o
trabalhador em situação de perigo e possa afetar sua integridade,
bem estar físico e moral. São exemplos de risco de acidente:
as máquinas e equipamentos sem proteção, probabilidade de
incêndio e explosão, arranjo físico inadequado, armazenamento
inadequado, etc.
2. RISCOS ERGONÔMICOS
Considera-se risco ergonômico qualquer fator que possa
interferir nas características psicofisiológicas do trabalhador
causando desconforto ou afetando sua saúde. São exemplos de
risco ergonômico: o levantamento e transporte manual de peso,
o ritmo excessivo de trabalho, a monotonia, a repetitividade, a
responsabilidade excessiva, a postura inadequada de trabalho, o
trabalho em turnos, etc.
Didatismo e Conhecimento
70
BIOLOGIA
• Mantenha a porta do laboratório fechada. Restrinja e controle
o acesso do mesmo.
• Não mantenha plantas, bolsas, roupas ou qualquer outro
objeto não relacionado com o trabalho dentro do laboratório.
• Use cabine de segurança biológica para manusear material
infeccioso ou materiais que necessitem de proteção contra
contaminação.
• Utilize dispositivos de contenção ou minimize as atividades
produtoras de aerossois, tais como operações com grandes volumes
de culturas ou soluções concentradas.
Essas atividades incluem: centrifugação (utilize sempre
copos de segurança), misturadores tipo Vortex (use tubos com
tampa), homogeneizadores (use homogeneizadores de segurança
com copo metálico), sonicagem, trituração, recipientes abertos
de material infeccioso, frascos contendo culturas, inoculação de
animais, culturas de material infeccioso e manejo de animais.
• Qualquer pessoa com corte recente, com lesão na pele ou
com ferida aberta (mesmo uma extração de dente), devem absterse de trabalhar com patógenos humanos.
• Coloque as cabines de segurança biológica em áreas de pouco
trânsito no laboratório, minimize as atividades que provoquem
turbulência de ar dentro ou nas proximidades da cabine.
• As cabines de segurança biológica não devem ser usadas
em experimentos que envolvam produtos tóxicos ou compostos
carcinogênicos. Neste caso utilizam-se capelas químicas.
• Descontamine todas as superfícies de trabalho diariamente e
quando houver respingos ou derramamentos. Observe o processo
de desinfecção específico para escolha e utilização do agente
desinfetante adequado.
• Coloque todo o material com contaminação biológica em
recipientes com tampa e a prova de vazamento, antes de removêlos do laboratório para autoclavação.
• Descontamine por autoclavação ou por desinfecção química,
todo o material com contaminação biológica, como: vidraria,
caixas de animais, equipamentos de laboratório, etc..., seguindo as
recomendações para descarte desses materiais.
• Descontamine todo equipamento antes de qualquer serviço
de manutenção.
• Cuidados especiais devem ser tomados com agulhas e
seringas. Use-as somente quando não houver métodos alternativos.
• Seringas com agulhas ao serem descartadas devem ser
depositadas em recipientes rígidos, a prova de vazamento e
embalados como lixo patológico.
• Vidraria quebrada e pipetas descartáveis, após
descontaminação, devem ser colocadas em caixa com paredes
rígidas rotulada “vidro quebrado” e descartada como lixo geral.
• Saiba a localização do mais próximo lava olhos, chuveiro de
segurança e extintor de incêndio. Saiba como usá-los.
• Mantenha preso em local seguro todos os cilindros de gás,
fora da área do laboratório e longe do fogo.
• Zele pela limpeza e manutenção de seu laboratório,
cumprindo o programa de limpeza e manutenção estabelecido para
cada área, equipamento e superfície.
• Todo novo funcionário ou estagiário deve ter treinamento e
orientação específica sobre
Didatismo e Conhecimento
BOAS PRÁTICAS LABORATORIAIS E PRINCÍPIOS DE
BIOSSEGURANÇA APLICADOS AO TRABALHO QUE IRÁ
DESENVOLVER.
• Qualquer acidente deve ser imediatamente comunicado
à chefia do laboratório, registrado em formulário específico
e encaminhado para acompanhamento junto a Comissão de
Biossegurança da Instituição.
• Fique atento à qualquer alteração no seu quadro de saúde
e dos funcionários sob sua responsabilidade, tais como: gripes,
alergias, diarreias, dores de cabeça, enxaquecas, tonturas, mal estar
em geral, etc... e notifique imediatamente à chefia do laboratório.
EPI
B. BARREIRAS
B.1. BARREIRAS PRIMÁRIAS
B.1.1. EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL –
São empregados para proteger o pessoal da área de saúde
do contato com agentes infecciosos, tóxicos ou corrosivos, calor
excessivo, fogo e outros perigos. A roupa e o equipamento servem
também para evitar a contaminação do material em experimento
ou em produção. São exemplos:
LUVAS
As luvas são usadas como barreira de proteção prevenindo
contra contaminação das mãos ao manipular material contaminado,
reduzindo a probabilidade de que microrganismos presentes nas
mãos sejam transmitidos durante procedimentos. O uso de luvas
não substitui a necessidade da LAVAGEM DAS MÃOS porque
elas podem ter pequenos orifícios inaparentes ou danificar-se
durante o uso, podendo contaminar as mãos quando removidas.
Usar luvas de látex SEMPRE que houver CHANCE DE
CONTATO com sangue, fluídos do corpo, dejetos, trabalho com
microrganismos e animais de laboratório.
Usar luvas de PVC para manuseio de citostáticos (mais
resistentes, porém menos sensibilidade).
Lavar instrumentos, roupas, superfícies de trabalho SEMPRE
usando luvas.
NÃO usar luvas fora da área de trabalho, NÃO abrir portas,
NÃO atender telefone.
Luvas (de borracha) usadas para limpeza devem permanecer
12 horas em solução de
Hipoclorito de Sódio a 0,1% (1g/l de cloro livre = 1000 ppm).
Verificar a integridade das luvas após a desinfecção.
NUNCA reutilizar as luvas, DESCARTÁ-LAS de forma
segura.
JALECO
Os vários tipos de jalecos são usados para fornecer uma
barreira de proteção e reduzir a oportunidade de transmissão de
microrganismos. Previnem a contaminação das roupas do pessoal,
protegendo a pele da exposição a sangue e fluidos corpóreos,
salpicos e derramamentos de material infectado.
OUTROS EQUIPAMENTOS:
- Óculos de Proteção e Protetor Facial (protege contra salpicos,
borrifos, gotas, impacto).
- Máscara (tecido, fibra sintética descartável, com filtro HEPA,
filtros para gases, pó, etc.).
- Avental impermeável.
- Uniforme de algodão, composto de calça e blusa.
71
BIOLOGIA
- Luvas de borracha, amianto, couro, algodão e descartáveis.
- Dispositivos de pipetagem (borracha peras, pipetadores
automáticos, etc.).
EXTINTOR DE INCÊNDIO DE ESPUMA
Usado para líquidos inflamáveis. Não usar para fogo causado
por eletricidade.
EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO COLETIVA (EPC)
São equipamentos que possibilitam a proteção do pessoal do
laboratório, do meio ambiente e da pesquisa desenvolvida. São
exemplos:
EXTINTOR DE INCÊNDIO DE BCF
Utiliza o bromoclorodifluorometano. É usado em líquidos
inflamáveis, incêndio de origem elétrica. O ambiente precisa ser
cuidadosamente ventilado após seu uso.
CABINES DE SEGURANÇA
As Cabines de Segurança Biológica constituem o principal
meio de contensão e são usadas como barreiras primárias para
evitar a fuga de aerossois para o ambiente. Há três tipos de cabines
de segurança biológica:
Classe I
Classe II – A, B1, B2, B3.
Classe III
MANGUEIRA DE INCÊNDIO
Modelo padrão, comprimento e localização são fornecidos
pelo Corpo de Bombeiros.
PROCEDIMENTOS
PARA
DESCARTE
RESÍDUOS GERADOS EM LABORATÓRIO
1 - RESÍDUOS INFECTANTES
Estes resíduos podem ser divididos em quatro grupos a saber:
FLUXO LAMINAR DE AR
Massa de ar dentro de uma área confinada movendo-se com
velocidade uniforme ao longo de linhas paralelas.
MATERIAL
PROVENIENTE
DE
ÁREAS
DE
ISOLAMENTO
Incluem-se aqui, sangue e secreções de pacientes que
apresentam doenças transmissíveis.
CAPELA QUÍMICA NB
Cabine construída de forma aerodinâmica cujo fluxo de ar
ambiental não causa turbulências e correntes, assim reduzindo o
perigo de inalação e contaminação do operador e ambiente.
MATERIAL BIOLÓGICO
Composto por culturas ou estoques de microrganismos
provenientes de laboratórios clínicos ou de pesquisa, meios de
cultura, placas de Petri, instrumentos usados para manipular,
misturar ou inocular microrganismos, vacinas vencidas ou
inutilizadas, filtros e gases aspiradas de áreas contaminadas.
CHUVEIRO DE EMERGÊNCIA
Chuveiro de aproximadamente 30 cm de diâmetro, acionado
por alavancas de mão, cotovelos ou joelhos. Deve estar localizado
em local de fácil acesso.
LAVA OLHOS
Dispositivo formado por dois pequenos chuveiros de média
pressão, acoplados a uma bacia metálica, cujo ângulo permite
direcionamento correto do jato de água. Pode fazer parte do
chuveiro de emergência ou ser do tipo frasco de lavagem ocular.
SANGUE HUMANO E HEMODERIVADOS
Composto por bolsas de sangue com prazo de utilização
vencida, inutilizada ou com sorologia positiva, amostras de sangue
para análise, soro, plasma, e outros subprodutos.
PROCEDIMENTOS RECOMENDADOS PARA O
DESCARTE
MANTA OU COBERTOR
Confeccionado em lã ou algodão grosso, não podendo ter
fibras sintéticas. Utilizado para abafar ou envolver vítima de
incêndio.
As disposições inadequadas dos resíduos gerados em
laboratório poderão constituir focos de doenças infectocontagiosas
se, não forem observados os procedimentos para seu tratamento.
Lixo contaminado deve ser embalado em sacos plásticos para
o lixo tipo 1, de capacidade máxima de 100 litros, indicados pela
NBR 9190 da ABNT.
Os sacos devem ser totalmente fechados, de forma a não
permitir o derramamento de seu conteúdo, mesmo se virados
para baixo. Uma vez fechados, precisam ser mantidos íntegros
até o processamento ou destinação final do resíduo. Caso ocorram
rompimentos frequentes dos sacos, deverão ser verificados, a
qualidade do produto ou os métodos de transporte utilizados.
Não se admite abertura ou rompimento de saco contendo resíduo
infectante sem tratamento prévio.
Havendo derramamento do conteúdo, cobrir o material
derramado com uma solução desinfetante (por exemplo,
hipoclorito de sódio a 10.000 ppm), recolhendo-se em seguida.
Proceder, depois, a lavagem do local. Usar os equipamentos de
proteção necessários.
VASO DE AREIA
Também chamado de balde de areia, é utilizado sobre
derramamento de álcalis para neutralizá-lo.
EXTINTOR DE INCÊNDIO A BASE DE ÁGUA
Utiliza o CO2 como propulsor. É usado em papel, tecido e
madeira. Não usar em eletricidade, líquidos inflamáveis, metais
em ignição.
EXTINTOR DE INCÊNDIO DE CO2 EM PÓ
Utiliza o CO2 em pó como base. A força de seu jato é capaz de
disseminar os materiais incendiados. É usado em líquidos e gases
inflamáveis, fogo de origem elétrica.
Não usar em metais alcalinos e papel.EXTINTOR DE
INCÊNDIO DE PÓ SECO
Usado em líquidos e gases inflamáveis, metais do grupo dos
álcalis, fogo de origem elétrica.
Didatismo e Conhecimento
DOS
72
BIOLOGIA
Todos os utensílios que entrarem em contato direto com o
material deverão passar por desinfecção posterior.
Os sacos plásticos deverão ser identificados com o nome do
laboratório de origem, sala, técnica responsável e data do descarte.
Autoclavar a 121 C (125F), pressão de 1 atmosfera (101kPa,
151 lb/in acima da pressão atmosférica) durante pelo menos 20
minutos.
As lixeiras para resíduos desse tipo devem ser providas de
tampas.
Estas lixeiras devem ser lavadas, pelo menos uma vez por
semana, ou sempre que houver vazamento do saco.
• Os containers devem ser identificados com: Isótopo presente,
tipo de produto químico e concentração, volume do conteúdo,
laboratório de origem, técnico responsável pelo descarte e a data
do descarte.
• Os rejeitos não devem ser armazenados no laboratório, mas
sim em um local previamente adaptado para isto, aguardando o
recolhimento.
• Considerar como de dez meias vidas o tempo necessário para
obter um decréscimo quase total para a atividade dos materiais
(fontes não seladas) empregadas na área biomédica.
• Pessoal responsável pela coleta de resíduos radioativos
devem utilizar vestimentas protetoras e luvas descartáveis. Estas
serão eliminadas após o uso, também, como resíduo radioativo.
• Em caso de derramamento de líquidos radioativos, poderão
ser usados papeis absorventes ou areia, dependendo da quantidade
derramada. Isto impedirá seu espalhamento. Estes deverão ser
eliminados juntos com outros resíduos radioativos.
2 - RESÍDUOS PERFUROCORTANTES
Os resíduos perfurocortantes constituem a principal fonte
potencial de riscos, tanto de acidentes físicos como de doenças
infecciosas. São compostos por: agulhas, ampolas, pipetas, lâminas
de bisturi, lâminas de barbear e qualquer vidraria quebrada ou que
se quebre facilmente.
OBSERVAÇÕES IMPORTANTES:
Os Procedimentos estabelecidos para a eliminação de rejeitos
radioativos foram padronizados pela Norma CNEN-NE-6.05
(CNEN, 1985).
O pessoal envolvido na manipulação desses rejeitos devem
receber treinamento específico para realização dessa atividade,
além de uma regular vigilância médico sanitária.
PROCEDIMENTOS RECOMENDADOS PARA O
DESCARTE
• Os resíduos perfurocortantes devem ser descartados
em recipientes de paredes rígidas, com tampa e resistentes à
autoclavação. Estes recipientes devem estar localizados tão
próximo quanto possíveis da área de uso dos materiais.
• Os recipientes devem ser identificados com etiquetas
autocolantes, contendo informações sobre o laboratório de origem,
técnico responsável pelo descarte e data do descarte.
• Embalar os recipientes, após tratamento para
descontaminação, em sacos adequados para descarte identificados
como material perfurocortantes e descartar como lixo comum,
caso não sejam incinerados.
• A agulha não deve ser retirada da seringa após o uso.
• No caso de seringa de vidro, levá-la juntamente com a agulha
para efetuar o processo de descontaminação.
• Não quebrar, entortar ou recapear as agulhas.
4 - RESÍDUOS QUÍMICOS
Os resíduos químicos apresentam riscos potenciais de
acidentes inerentes às suas propriedades específicas. Devem ser
consideradas todas as etapas de seu descarte com a finalidade, de
minimizar, não só acidentes decorrentes dos efeitos agressivos
imediatos (corrosivos e toxicológicos), como os riscos cujos
efeitos venham a se manifestar a mais longo prazo, tais como os
teratogênicos, carcinogênicos e mutagênicos. São compostos por
resíduos orgânicos ou inorgânicos tóxicos, corrosivos, inflamáveis,
explosivos, teratogênicos, etc.
Para a realização dos procedimentos adequados de descarte, é
importante a observância do grau de toxicidade e do procedimento
de não mistura de resíduos de diferentes naturezas e composições.
Com isto, é evitado o risco de combinação química e combustão,
além de danos ao ambiente de trabalho e ao meio ambiente. Para
tanto, é necessário que a coleta desses tipos de resíduos seja
periódica.
Os resíduos químicos devem ser tratados antes de descartados.
Os que não puderem ser recuperados, devem ser armazenados em
recipientes próprios para posterior descarte.
No armazenamento de resíduos químicos devem ser
considerados a compatibilidade dos produtos envolvidos, a
natureza do mesmo e o volume.
3 - RESÍDUOS RADIOATIVOS
Compostos por materiais radioativos ou contaminados com
radionuclídeos com baixa atividade provenientes de laboratórios
de pesquisa em química e biologia, laboratórios de análises clínicas
e serviços de Medicina Nuclear. São normalmente, sólidos ou
líquidos (seringas, papel absorvente, frascos, líquidos derramados,
urina, fezes, etc.).
Resíduos radioativos, com atividade superior às recomendadas
pela Comissão Nacional de
Energia Nuclear (CNEN), deverão ser acondicionados em
depósitos de decaimento (até que suas atividades se encontrem
dentro do limite permitido para sua eliminação).
PROCEDIMENTOS GERAIS DE DESCARTE
PROCEDIMENTOS ESPECÍFICOS PARA O
DESCARTE
Cada uma das categorias de resíduos orgânicos ou inorgânicos
relacionados deve ser separada, acondicionada, de acordo
com procedimentos e formas específicas e adequadas a cada
categoria. Na fonte produtora do rejeito e em sua embalagem
deverão existir os símbolos internacionais estabelecidos pela
Organização Internacional de Normalização (ISO) e pelo Comitê
de Especialistas em Transporte de Produtos Perigosos, ambos da
Organização das Nações Unidas, adequados a cada caso.
• Não misturar rejeitos radioativos líquidos com sólidos.
• Preveja o uso de recipientes especiais, etiquetados e
apropriados à natureza do produto radioativo em questão.
• Coletar materiais como agulhas, ponteiras de pipetas e
outros objetos afiados, contaminados por radiação, em recipientes
específicos, com sinalização de radioatividade.
Didatismo e Conhecimento
73
BIOLOGIA
Além do símbolo identificador da substância, na embalagem
contendo esses resíduos deve ser afixada uma etiqueta autoadesiva,
preenchida em grafite contendo as seguintes informações:
Laboratório de origem, conteúdo qualitativo, classificação quanto
à natureza e advertências.
Os rejeitos orgânicos ou inorgânicos sem possibilidade de
descarte imediato devem ser armazenados em condições adequadas
específicas.
Os resíduos orgânicos ou inorgânicos deverão ser desativados
com o intuito de transformar pequenas quantidades de produtos
químicos reativos em produtos derivados inócuos, permitindo
sua eliminação sem riscos. Este trabalho deve ser executado com
cuidado, por pessoas especializadas.
Os resíduos que serão armazenados para posterior recolhimento
e descarte/incineração, devem ser recolhidos separadamente em
recipientes coletores impermeáveis a líquidos, resistentes, com
tampas rosqueadas para evitar derramamentos e fechados para
evitar evaporação de gases.
Resíduos inorgânicos tóxicos e suas soluções aquosas – Sais
inorgânicos de metais tóxicos e suas soluções aquosas devem ser
previamente diluídos a níveis de concentração que permitam o
descarte direto na pia em água corrente.
-Sem risco de contaminação ao meio ambiente – coletar em
sacos plásticos e descartar em lixo comum.
Resíduos de solventes orgânicos:
Solventes halogenados puros ou em mistura – armazenar
em frascos etiquetados e de conteúdo similar para posterior
recolhimento.
Solventes isentos de halogenados, puros ou em mistura –
coletar em frascos etiquetados e de conteúdo similar, para posterior
incineração.
Solventes isentos de toxicidade, puros ou em solução aquosa,
utilizados em grande volume – coletar em frascos etiquetados e de
conteúdo similar para posterior recuperação.
Solventes que formam peróxidos e suas misturas – coletar
em frascos, adicionar substâncias que impeçam a formação de
peróxidos, etiquetar, para posterior incineração
11. MICROBIOLOGIA: MORFOLOGIA DE
MICRO-ORGANISMOS, MÉTODOS DE
CONTAGEM DE MICRO-ORGANISMOS,
NOÇÕES DE DESINFECÇÃO DE
MATERIAIS E MEIOS.
Concentrações máximas permitidas ao descarte direto na pia
para cada metal:
-Cádmio - no máximo 1 mg/L
-Chumbo- no máximo 10 mg/L
-Zinco- no máximo 5 mg/L
-Cobre- no máximo 5 mg/L
-Cromo- no máximo 10 mg/LPrata- no máximo 1 mg/L
-Resíduos inorgânicos ácidos e suas soluções aquosas – Diluir
com água, neutralizar com bases diluídas e, descartar na pia em
água corrente.
-Resíduos inorgânicos básicos e suas soluções aquosas –
Diluir com água, neutralizar com ácidos diluídos e descartar na pia
em água corrente.
-Resíduos inorgânicos neutros e suas soluções aquosas –
Diluir com água e descartar na pia em água corrente.
Microbiologia é o ramo da biologia que estuda os
microrganismos, incluindo eucariontes unicelulares e procariontes,
como as bactérias, fungos e vírus. Atualmente, a maioria dos
trabalhos em microbiologia é feita com métodos de bioquímica
e genética. Também é relacionada com a patologia, já que muitos
organismos são patogênicos.
TIPOS DE MICROORGANISMOS:
VÍRUS
Vírus são os menores microorganismos que existem. São
responsáveis por doenças comuns, como resfriado, gripe e dor de
garganta. Causam também doenças terríveis, como poliomielite,
Ebola e Aids.
Resíduos inorgânicos insolúveis em água:
-Com risco de contaminação ao meio ambiente – armazenar
em frascos etiquetados e de conteúdo similar, para posterior
recolhimento.
-Sem risco de contaminação ao meio ambiente – coletar em
saco plástico e descartar como lixo comum.
-Resíduos orgânicos e suas soluções aquosas tóxicas – coletar
em frascos etiquetados e de conteúdo similar para posterior
recolhimento.
-Resíduos orgânicos ácidos e suas soluções aquosas – diluir
com água, neutralizar com ácidos diluídos e descartar na pia em
água corrente.
-Resíduos orgânicos básicos e suas soluções aquosas – diluir
com água, neutralizar com ácidos diluídos e descartar na pia em
água corrente.
-Resíduos orgânicos neutros e suas soluções aquosas – diluir
com água e descartar na pia em água corrente.
BACTÉRIAS
Bactérias são organismos unicelulares tão simples que são
desprovidos de núcleo e em geral têm um só cromossomo. Trilhões
de bactérias habitam o nosso corpo, a maioria no trato digestivo.
Elas ajudam a digerir os alimentos e são a fonte principal da
vitamina K, necessária para a coagulação do sangue. Apenas
umas 300 das cerca de 4.600 espécies de bactérias catalogadas
são consideradas patógenas (causadoras de doenças). Ainda
assim, as bactérias são a fonte de uma longa lista de doenças em
plantas, animais e humanos. Nos humanos essas doenças incluem
tuberculose, cólera, difteria, antraz, cáries dentárias, certos tipos
de pneumonia e várias doenças sexualmente transmissíveis.
PROTOZOÁRIOS
Protozoários, como as bactérias, são organismos unicelulares,
mas podem ter mais de um núcleo. Incluem as amebas e os
tripanossomas, bem como o parasita da malária. cerca de um
terço das espécies vivas são parasitas — existem cerca de 10.000
espécies — embora poucos desses parasitas causem doenças em
humanos.
Resíduos orgânicos sólidos insolúveis em água:
-Com risco de contaminação ao meio ambiente – armazenar
em frascos etiquetados e de conteúdo similar para posterior
recolhimento.
Didatismo e Conhecimento
74
BIOLOGIA
Contagem por Filtração em Membrana
- Conjunto de filtração previamente esterilizado;
- Bomba de vácuo;
- Membranas de 47mm de diâmetro, porosidade de 0,45
micrometros, brancas e quadriculadas;
- Água de diluição (tampão fosfato com cloreto de magnésio);
- Placas Petri;
- Provetas de 100mL estéreis;
- Pinças para transferência das membranas, mergulhadas em
etanol;
- Estufa incubadora regulada a 35ºC.
FUNGOS
Fungos também podem causar doenças. Esses organismos
têm um núcleo e formam emaranhados de filamentos. As infecções
mais comuns são tinhas (micoses), como pé-de-atleta e candidíase
(cândida). Infecções fúngicas graves em geral afligem apenas
pessoas com defesas enfraquecidas pela desnutrição, câncer, drogas
ou infecções viróticas que suprimem o sistema imunológico.
MÉTODOS DE CONTAGEM DE MICRO-ORGANISMOS
A contagem de heterotróficos, também conhecida como
contagem padrão em placas, é um procedimento que objetiva estimar
o número de bactérias heterotróficas na água, particularmente
como uma ferramenta para acompanhar variações nas condições de
processo, no caso das águas minerais, ou a eficiência das diversas
etapas de tratamento, no caso de águas tratadas. Permite ainda
verificar as condições higiênicas em diferentes pontos da rede de
distribuição. O método de contagem em placas é uma técnica geral
de enumeração de microrganismos, que pode ser utilizado tanto
para a contagem de heterotróficos como também para a contagem
de outros grupos, gêneros ou espécies, como Escherichia coli,
Enterococcus, Pseudomonas, Coliformes Totais e Fecais e outros.
Essa versatilidade é decorrente do princípio do método, que se
baseia na premissa de que cada célula microbiana presente em
uma amostra irá formar, quando fixada em um meio de cultura
sólido adequado, uma colônia visível e isolada. O que determina
o grupo a ser contado é a seleção dos meios de cultura (meios de
enriquecimento, meios seletivos ou meios seletivos diferenciais) e
condições de incubação (temperatura e atmosfera), selecionando
o grupo, gênero ou espécie que se deseja contar. Como as células
microbianas muitas vezes ocorrem em agrupamentos (pares,
tétrades, cachos, cadeias, etc.), não é possível estabelecer uma
relação direta entre o nº de colônias e o nº de células. A relação
correta é feita entre o nº de colônias e o nº de “unidades formadoras
de colônias” (UFC), que podem ser tanto células individuais como
agrupamentos característicos de certos microrganismos.
Há três procedimentos básicos para a contagem de
microrganismos em placas:
- Plaqueamento em Profundidade (pour plate): Permite a
inoculação de até 2,0mL de amostra as suas diluições, indicado
para a análise de amostras com contagens acima de 102/mL,
porque a inoculação de diluições permite abranger uma faixa
ampla de variação.
Limite de Detecção: 1UFC/mL. Colocar em uma placa de
Petri, com auxilio de uma pipeta previamente esterilizada, 1mL
do inóculo e em seguida verter o meio de cultura liquefeito. Após
misturar.
NOÇÕES DE DESINFECÇÃO DE MATERIAIS E MEIOS
Preconiza-se realizar a limpeza com água e sabão ou detergente
de todas as superfícies fixas em todas as áreas de serviços de
saúde, como forma de promover a remoção de sujeira e do mau
odor característico, reduzindo a população microbiana nas áreas
do estabelecimento.
Os antissépticos descritos como microbicidas ou
microbiostáticos recomendados para utilização na pele, mucosa e
ferimentos, que são permitidos, abrangem as soluções alcoólicas
(atuam por desnaturação de proetínas), iodadas e iodóforos
(atenção a absorção transcutânea em recém-nascidos e necessita
de 2 minutos de contato para a liberação do iodo livre), soluções
contendo cloro-hexidina (atua por rutura da parede celular),
e o permanganato de potássio utilizado em algumas áreas. Não
são permitidas as formulações contendo mercúrio, acetona,
quaternários de amônio e hipoclorito a 0,5%, éter e clorofórmio.
A desinfecção é o processo de destruição de microorganismos
em forma vegetativa mediante aplicação de agentes físicos ou
químicos.
Os processos físicos mais aplicados e descritos para a
desinfecção incluem a imersão em água em ebulição por trinta
minutos, associando-se processos como calor ou ação mecânica
ou ainda adição de detergentes. Quando os artigos são sensíveis
ao calor, recomenda-se a utilização de processos químicos. Os
desinfetantes para lactários mais descritos e permitidos são o
hipoclorito de sódio, de lítio e de cálcio. Entre os desinfetantes
indicados para superfícies fixas de ambientes de serviços de saúde
e que são permitidos encontram-se os álcoois, os fenólicos, o iodo
e seus derivados, os liberadores de cloro ativo e os quaternários
de amônio.
A esterilização promove a destruição de todas as formas de
vida microbiana, as formas vegetativas, as esporuladas, os fungos
e os vírus mediante aplicação de agentes físicos e químicos. O
agente esterilizador físico mais descrito e aconselhado é o vapor
saturado sob pressão (autoclaves); o calor seco é recomendado
para artigos sensíveis a umidade; a radiação ultravioleta não
é recomendada atualmente para desinfecção de superfícies ou
artigos; e a flambagem, embora seja permitido, em laboratório,
deve-se ter o critério de escolha e o cuidado de não formar
aerossois com partículas virulentas íntegras.
Os agentes químicos permitidos com capacidade esterilizante
são os aldeídos (glutaraldeído) e o óxido de etileno descrito com as
normas técnicas na Portaria Interministerial de Saúde e Trabalho
de número 4, divulgada em 31 de julho de 1991.
- Plaqueamento em Superfície (spread plate): Limita o
volume inoculado a 0,1mL da amostra ou suas diluições, mas
permite uma melhor visualização das características das colônias
na superfície, além de facilitar sua transferência para outros meios
de cultura.
Limite de Detecção: 10UFC/mL. Plaquear o meio de cultura
e esperar solidificar. Com uma pipeta previamente esterilizada,
inocular sobre o meio de cultura 0,1mL do inoculo e espalhar com
o auxilio de uma alça de Drigalski.
- Filtração em Membrana: Permite analisar maiores volumes,
concentrando os microrganismos presentes no volume inoculado.
Indicado para amostras com contagens abaixo de 1UFC/mL, fora
do limite de detecção dos dois outros métodos.
Didatismo e Conhecimento
75
BIOLOGIA
Utiliza temperaturas inferiores a 100ºC, e faz-se em banhomaria, onde se mergulham os frascos de meio a esterilizar
herméticamente fechados, durante cerca de 1h, repetindo-se o
tratamento em 3 dias consecutivos. Objetivo: eliminação de formas
esporuladas, as quais germinam quando submetidas a temperaturas
de 100º C, resultando desta germinação as formas vegetativas não
resistentes a essa temperatura.
12. NOÇÕES DE PREPARO E
ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAL.
Em Microbiologia é importante a esterilização de meios,
soluções e material de vidro ou metal que se utiliza. Uma das formas
de esterilização obtém-se através do uso do Autoclave, para grandes
quantidades de meios, ou de uma panela de pressão, para pequenas
quantidades de meios. Um produto é microbiológicamente estéril
quando não contem nenhuma forma de microrganismo vivo. A
assepsia é extremamente importante na microbiologia. Entendese por assepsia todas as condições, gestos e atitudes tendentes a
manterem o estado de ausência de microrganismos contaminantes
no meio em que atua.
Alguns instrumentos de dissecção como tesouras, pinças
podem ser esterilizadas mergulhando em 70% de álcool (70 ml de
etanol absoluto e 30 ml de água destilada).
O material contaminado, por exemplo as ansas que tocaram
em cultura de bactérias, devem ser descontaminados através da
chama de um bico de Bunsen, aparelho igualmente necessário num
laboratório de microbiologia.
As bocas de tubos contendo cultura de bactérias, as bocas de
frascos de vidro contendo os meios de cultura, devem sempre que
destapados ser chamuscados á chama do Bunsen.
Meios contaminados com as culturas de bactérias, devem ser
descontaminados por autoclavagem, e em seguida despejados em
sacos plásticos fortes. Placas de petri de plástico com culturas, bem
como outro material de plástico utilizado, devem ser colocados em
sacos de plástico e enviados para incineração. O material de vidro
contaminado por sua vez após autoclavagem deve ser lavado com
lexivia e detergente, passado por água destilada e seco na estufa
de secagem.
As pipetas de vidro utilizadas no laboratório deverão ser
imersas numa proveta de plástico grande contendo lexivia ou outro
liquido desinfetante, e posteriormente lavadas e autoclavadas.
As bancadas devem ser esterilizadas passando um líquido
desinfetante, e idealmente o laboratório deve ser isolado, ou então
o trabalho deverá ser realizado dentro de uma câmara de fluxo
laminar.
3. Pasteurização:
Esterilização utilizando uma temperatura inferior a 100º C,
geralmente 57 a 600 C em banho-maria. Objectivo: eliminação de
microrganismos sensíveis ao calor, entre estes, estirpes patogénicas,
sem adulteração das qualidades do produto a pasteurizar.
Esterilização por calor seco
Pode constar do processo de chamuscar o material á chama
do Bunsen, ou por um período prolongado numa estufa a 160º C
por períodos de no mínimo 45 minutos. Este tipo de esterilização
é utilizado para material de vidro, para material de dissecção,
mas não é muito efetivo contra aquelas bactérias e fungos que
produzem esporos resistentes à secura.
Irradiação e Filtração
Outros métodos de esterilização incluem a irradiação e a
filtração. A filtração é especialmente utilizada para esterilização
de meios e soluções.
Unidades de filtração (acetato) que podem ser posteriormente
autoclavadas.
Esterilização Química
Com substâncias voláteis, álcool etílico a 70%, com sais
metálicos ou compostos orgânicos de metais, como mertiolato
e mercurocromo, com halógeneos, como o cloro sob a forma
de hipoclorito de cálcio e o iodo, os ácidos e álcalis aumentam
a concentração hidrogeniónica do meio e aceleram a taxa de
mortalidade dos microorganismos. Os compostos de amónio
quaternários são atóxicos e extremamente enérgicos sobre
bactérias e virus.
A glicerina em solução a 50%, tem utilização na perservação
de alguns virus, que mantêm a sua virulência ou viabilidade nessa
solução. Os antibióticos são produtos orgânicos não bactericidas,
mas bacteriostáticos ou seja impedem a evolução de germes.
São geralmente produtos do metabolismo de fungos e alguns são
produzidos por bactérias. Alguns exemplos de antibióticos:
Bacteriostáticos: Penicilina, Estreptomicina, Neomicina,
Tetraciclina
Fungostáticos:
Micostatina,
Fungisone,
Compostos
sulfonamídicos, sulfamidas, são também utilizados para
bacteriostase em trabalhos de laboratório.
Esterilização por calor húmido:
1. Autoclavagem
Faz-se através do autoclave cujo funcionamento é idêntico
ao da panela de pressão sendo a temperatura necessária para
esterilizaçao de 121º C, e o tempo de esterilização de cerca de 15
minutos. Este tempo de esterilização deverá ser aumentado quando
se enche bastante o autoclave com meios para esterilizar. Objetivo:
morte de todos os possíveis organismos vivos. As soluções ao sair
do autoclave estão estéreis. Utiliza-se este tipo de esterilização
pelo calor húmido para meios de cultura e diversas soluções.
Existem vários tipos de autoclaves verticais ou horizontais.
Manuseamento de Microrganismos
Essencial, uma ansa de fio reto e outra redonda na ponta, feita
de metal de níquel e crómio, por exemplo. Também se utilizam
ansas de material plástico de usar e deitar fora, cotonetes (swabs).
Para cultura de microorganismos em meio sólido, utilizamse caixas de petri de plástico ou vidro, as primeiras são deitadas
fora após o uso, e as segundas podem ser reutilizadas após
descontaminação por autoclavagem.
2. Tindalização
Este método consiste numa esterilização fraccionada em que o
meio sofre 3 aquecimentos em 3 dias consecutivos, para destruição
de formas vegetativas bacterianas que evoluem de esporos.
Didatismo e Conhecimento
76
BIOLOGIA
Os meios líquidos e os meios de conservação de
microorganismos estão contidos em tubos de ensaio de vidro
com tampas de algodão cardado ou rolha de cortiça embebida em
parafina (demonstrar com algodão hidrófilo como se faz uma rolha
e se coloca no tubo de ensaio).
- Acrescentar à mistura nitrito de sódio 0,5M (recémpreparado)
- Certificar-se de que o pH esteja abaixo de 3.0.
- Incubar o material por 24 horas à temperatura ambiente.
- Adicionar bicarbonato de sódio 1M em excesso (pelo menos
o dobro do volume do material).
- Este material já pode ser descartado.
Cuidados com Descarte de Materiais
Ácidos, Álcalis, Líquidos / Solventes Orgânicos
Devem ser armazenados em tanques contenedores com sistema
de tampa de rosca e de segurança. Armazenados primeiramente de
forma separada e, se necessário, de acordo com a compatibilidade.
Os galões devem ser transportados com segurança até o servidor
que processa material resíduo líquido.
Atualmente, segundo informações do pessoal da LimpurbBahia, no curso de extensão de pós-graduação em Biossegurança
– PPGIm-ICS-UFBA, em agosto de 2000, os fornecedores das
substâncias devem coletar os resíduos de sobra e de descarte da
unidade a quem vendeu e comercializou o produto químico.
Entretanto Cardoso (1998) informa surpreendentemente
como condições específicas na sua obra no capítulo de resíduos de
serviços de saúde que resíduos orgânicos ou inorgânicos devem ser
desativados, com o intuito de transformar pequenas quantidades
de produtos químicos reativos em produtos derivados inócuos,
permitindo sua eliminação sem riscos.
Incluindo sais orgânicos de metais tóxicos como o
cádmio, chumbo, zinco, cobre, cromo, cobre e prata que com
concentrações mínimas podem ser descartadas diretamente na pia
nas concentrações 1mg/l, 10 mg/l, 5 mg/l, 5 mg/l, 10 mg/l e 1 mg/l.
Ressaltamos, entretanto, que com o efeito cumulativo por serem
substâncias que não são degradadas e se perpetuam na cadeia
alimentar, gera riscos e, portanto, recomendamos a solicitação
do auxílio de agências especiais, se possível, com tecnologia
de tratamento de resíduo para efetuar tal encaminhamento final
de forma adequada. Os resíduos gerados com produtos ácidos
inorgânicos devem ser neuralizados e diluídos antes de serem
eliminados na pia.
Baseado no método descrito por Quillardet e Hofnung (1987)
- redução em 3000 vezes a atividade mutagênica confirmada em
ensaio de microssomo com Salmonella, entretanto Lunn e Sansone
(1987) relatam a atividade mutagênica em algumas partidas
ocasionais tratadas com as soluções descontaminantes:
- Adicionar água para reduzir a concentração de brometo a <
0,5 mg/ml.
- Adicionar 1 volume de KMnO4 0,5 M agitar cuidadosamente
e incubar a temperatura ambiente por muitas horas.
- Acrescentar à mistura 1 volume de NaOH 2,5 N.
- Agitar cuidadosamente.
- Este material já pode ser descartado.
Descontaminação de soluções diluídas (tampão do gel
contendo 0,5 µg/ml)
Baseado no método descrito por Lunn e Sansone (1987):
- Adicionar 2,9 g de resina amberlite XAD-16 (absorvente
polimérico não-iônico) para cada 100 ml de solução, água para
reduzir a concentração de brometo a < 0,5 mg/ml.
- Incubar a solução por 12 horas a temperatura ambiente, em
agitação contínua.
- Filtrar a solução em papel de filtro Whatman nº 1 e descartar
o filtrado.
- Selar o filtro e a resina amberlite em uma bolsa plástica e
descartar no lixo de risco.
Baseado no método descrito por Bensaude (1988):
- Adicionar 100 mg de carvão ativado em pó para cada 100
ml de solução.
- Incubar a solução por uma hora a temperatura ambiente, em
agitação contínua.
- Filtrar a solução em papel de filtro Whatman nº 1 e descartar
o filtrado.
- Selar o filtro e o carvão ativado em uma bolsa plástica e
descartar no lixo para material de risco.
Acrilamida
Deve ser polimerizada antes de ser descartada como lixo
comum de laboratório.
Brometo de Etídio
O Manual de Laboratório editado por Maniatis e colaboradores
(1989) recomenda vários métodos de diversos autores para a
inativação e descontaminação do brometo de etídio, composto
químico de moderada toxicidade e poderosas características
mutagênicas e carcinogênicas, utilizado amplamente em
experimentos com biologia molecular.
ROTINAS DE ESTERILIZAÇÃO
1.Vidraria a ser autoclavada de rotina:
A vidraria deve ser autoclavada a 120º C por 20 minutos e
postas para secar em estufa. A vidraria com tampa de poliestireno
não deve ser submetida a temperatura acima de 50º C no forno.
Os demais materiais a serem esterilizados devem ser solicitados,
diretamente, ao pessoal da esterilização, pelos próprios usuários.
Descontaminação para soluções contendo >0,5 mg/ml
Baseado no método descrito por Lunn e Sansone (1987)
- redução em 200 vezes a atividade mutagênica confirmada em
ensaio de microssomo com Salmonella:
- Adicionar água para reduzir a concentração de brometo a <
0,5 mg/ml.
- Adicionar 0,2 volumes de ácido hipofosforoso* 5% (recémpreparado)
Didatismo e Conhecimento
2. Tubos de ensaio, frascos e pipetas:
a) Contaminados ou sujos com material proteico:
Após o uso imergí-los em solução de hipoclorito de sódio
a 1% em vasilhames apropriados (pipetas Pasteur e demais
separadamente) por, no mínimo, 12 horas.
77
BIOLOGIA
b) Vidraria suja com material aderente (Nujol, Percoll,
Adjuvantes oleosos, etc.):
Lavar em água de torneira e colocá-los em solução de Extran
a 2% próximos a pia das salas dos laboratórios por um período
mínimo de 04 horas (Pipetas Pasteur e demais separadamente).
Observação: A vidraria maior que não couber dentro dos
vasilhames deve ser tratada colocando-se a solução desinfetante
ou detergente dentro da mesma.
Após o uso imergir no vasilhame de paredes duras contendo
formol a 10%, para isso destinado, pelo menos 24 horas.
Observação: DESPREZÁ-LAS SEM USAR O PROTETOR
a fim de se evitar o risco de acidentes (punção acidental do dedo).
b) Sujas com material aderente:
Desprezá-las com o respectivo protetor bem preso. Após a
descontaminação deverá ser incinerado
2) Material Cirúrgico
a) Contaminado:
Imergir em solução de glutaraldeido a 2% por 02 horas para
desinfectar. Após lavar em água corrente e destilada, secar com
gase e guardar.
Se desejar esterilizar o material, submeter a glutaraldeido a
2% durante 10 horas, lavar e secar com água e gaze estéreis dentro
do fluxo laminar. Alternativamente.
c) Vidrarias utilizadas com água ou soluções tampões sem
proteínas:
Os frascos deverão ser lavados pelo próprio usuário, em água
corrente e, em seguida, três vezes em água destilada, colocados para
secar deixando-os emborcados sobre papel toalha no laboratório,
próximo a pia. Após secarem, deverão ser tampados com papel
alumínio e guardados nos armários. Tubos e pipetas deverão ser
processados como se estivessem contaminados.
3) Tampões de Gaze
a) Molhados com cultura
Colocar no vasilhame com hipoclorito de sódio a 1% para ser
desprezado após desinfecção.
b) Secos
Deixar em vasilhame reservado por, no mínimo, 48 horas e
em seguida reutilizá-los.
d) Pipetas sujas com gel:
Colocar em vasilhames separados e ferver antes de juntar as
demais pipetas.
3. Lâminas e Lamínulas
Colocar nos vasilhames apropriados e rotulados para as
mesmas com solução de hipoclorito a 1%. Após o trabalho, colocar
as lâminas e lamínulas em vasilhames separados.
Lavar as lamínulas no laboratório e colocar em vasilhames
contendo álcool, na mesa de apoio do fluxo.
4) Filtros Millipore Pequenos
Devem ser desmontados pelo operador, colocados dentro de
um frasco com hipoclorito e entregues à esterilização (até às 16
horas).
4. Câmara e Lamínula de Neubauer e Homogeneizadores de
Vidro:
Após uso, colocar em vasilhame imergindo em hipoclorito a
1%. Após 1 hora, lavar em água corrente, secar e guardar.
5) Culturas de parasitos não utilizados
Colocar um volume duas vezes maior de hipoclorito dentro
dos frascos e em seguida desprezar dentro do vasilhame para
vidrarias ou plásticos.
MATERIAL PLÁSTICO
1) Frasco, tubos de ensaio, seringas, ponteiras e tampas
a) Contaminados:
Imergir em hipoclorito de sódio a 1% no mesmo vasilhame
utilizado para as vidrarias, com exceção das ponteiras, que deverão
ser colocadas em recipientes menores, separados.
Observação: Encher as ponteiras com a solução de hipoclorito
ao desprezá-las.
b) Não contaminados, porém sujos com material aderente
(adjuvante oleoso, Nujol, Percoll,etc):
Lavar em água corrente e imergir em Extran a 2% por tempo
mínimo de 04 horas em vasilhame apropriado.
6) Imãs para agitadores magnéticos
Após uso, lavar com água corrente e destilada, secar e guardar.
7) Placas de gel de poliacrilamida
Após o uso, lavar em água corrente, água destilada e álcool,
secar e guardar.
EQUIPAMENTOS, BANCADAS E PIAS
1) Cada usuário deverá limpar e arrumar as bancadas e
equipamentos após o uso.
2) No final do expediente as bancadas deverão ser limpas com
hipoclorito a 0,5% e, na
sexta-feira, à tarde, no caso, na sala de cultura, fazer a mesma
limpeza com fenol semisintético (Germipol – 50 mL/L), utilizando
máscara.
3) As pias deverão ser limpas no início do expediente, quando
forem removidos os
materiais a serem lavados.
4) Verificar se os refrigeradores e freezeres precisam ser
descongelados e limpos,
semanalmente, e executar a limpeza, se necessário.
ALGUMAS NORMAS DA SALA DE ESTERILIZAÇÃO
A) - LAVAGEM:
1) Retirar, os vasilhames com materiais a serem lavados, da
sala, no início do expediente.
2) Pipetas Descartáveis
a) Contaminadas:
Colocar no vasilhame para pipeta de vidro.
b) Sujas com material aderente:
Lavar em água corrente e colocar no vasilhame para pipeta de
vidro.3) Tampas pretas de poliestireno:
Imergir em formol a 10% ou glutaraldeído a 2% por um
mínimo de 24 horas ou 02 horas respectivamente.
OUTROS MATERIAIS:
1) Agulhas descartáveis
a) Contaminadas:
Didatismo e Conhecimento
78
BIOLOGIA
2) Lavar o material que estava com hipoclorito de sódio, fenol
ou glutaraldeído em água corrente.
3) Mergulhar o material em Extran em vasilhames específicos
para cada tipo de material, pelo período mínimo de 04 horas.
4) Retirar o Extran do material após escová-los (quando
necessário), rinsando-os, repetidas vezes, com água de torneira
seguido por água destilada.
5) Fazer a rinsagem das pipetas graduadas dentro do lavador
de pipetas.
6) Secar o material em estufa. Colocar papel alumínio para
cobrir a vidraria não autoclavável e devolver ao laboratório.
2 – DEFINIÇÕES
Para efeitos desta Norma Técnica, considera-se:
2.1 – Área contaminada: Local destinado a receber os
artigos contaminados ou sujos e executar os procedimentos de
descontaminação prévia (desinfecção prévia), lavagem e secagem
do material.
2.2 – Área limpa: Local onde são executados os procedimentos
de desinfecção, preparo, acondicionamento, esterilização e
distribuição do material.
2.3 – Artigos críticos: São todos os itens médico-cirúrgicos
e odontológicos, bem como seus acessórios, utilizados em
intervenções invasivas, que vão penetrar nos tecidos subepiteliais,
no sistema vascular e em outros órgãos isentos de flora microbiana
própria.
2.4 – Artigos semicríticos são todos os itens médico-cirúrgicos
e odontológicos, bem como seus acessórios que entram em contato
com a mesma íntegra.
2.5 – Artigos não críticos são todos os itens médico-cirúrgicos
e odontológicos que entram em contato com a pele íntegra e os que
não entram em contato com o paciente.
2.6 – Autoclave a vapor saturado sob pressão: Vasos de
pressão equipados com acessórios, que possuem duas câmaras
concêntricas, cilíndricas ou retangulares, separadas por um
espaço (camisa), no qual é introduzido vapor. São utilizadas para
esterilização de materiais.
2.7 - Autoclave a óxido de etileno: Equipamento destinado
à esterilização de materiais médico-cirúrgicos e odontológicos
sensíveis ao calor, utilizando o gás de óxido de etileno;
2.8 – Carcinogenicidade é a propriedade que tem uma
substância de provocar alterações responsáveis pela indução do
câncer.
2.9 – Centro de Material: Local destinado a recepção,
descontaminação prévia, limpeza e desinfecção, preparo,
esterilização, armazenamento e distribuição de materiais.
2.10 – Classificação de artigos médico-cirúrgicos e
odontológicos agrupamento do material quanto ao risco potencial
de transmissão de infecção para o usuário.
2.11 – Descontaminação prévia é o procedimento utilizado em
artigos contaminados por matéria orgânica (sangue, pus, secreções
corpóreas) para destruição de microorganismos patogênicos na
forma vegetativa (não esporulada) antes de iniciar o processo de
limpeza que tem por objetivo proteger as pessoas que irão proceder
à limpeza desses artigos;
2.12 – Desinfecção é o processo de destruição dos
microorganismos ou não, na forma vegetativa (não esporulada) de
artigos semicriticos;
2.13 – Desinfetantes: São produtos químicos que têm na sua
composição substâncias microbicidas, apresentando efeito letal
para microorganismos não esporulados;
2.14 – Equipamento de proteção individual: Todo o dispositivo
de uso individual destinado a proteger a integridade do trabalhador
tais como luvas, mascaras, avental plástico e óculos de proteção;
2.15 – Esterilização é o procedimento utilizado para
a destruição de todas as formas de vida microbiana, isto é,
bactérias, fungos, vírus e esporos dos artigos médico-cirúrgicos e
odontológicos;
2.16 – Esterilizantes: Produtos quimícos que têm na sua
composição substâncias microbícidas , apresentando efeito letal
para os microorganismos esporulados;
B) ESTERILIZAÇÃO:
1) PIPETAS
Colocar chumaço de algodão, empacotar em papel pardo ou
porta-pipetas e esterilizar em forno (170º C – 180º C) por 01 hora.
SECRETARIA DE ESTADO DA SAÚDE
COORDENAÇÃO DOS INSTITUTOS DE PESQUISA
CENTRO DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA
SUS SISTEMA ÚNICO DE SAÚDE
Resolução SS-374, d e 15-12-95
Altera a Norma Técnica sobre a organização do Centro de
Material e Noções de Esterilização
O Secretário da Saúde,
- considerando as orientações contidas no manual
“Processamento de artigos e superfícies em estabelecimentos
de saúde” e ao manual “Hepatites, AIDS e herpes na prática
odontológica”, publicados pelo Ministério da Saúde em 1994, e
- considerando a necessidade de padronização da relação
tempo/temperatura para esterilização de artigos em estufa, resolve
Artigo 1º - A Norma Técnica sobre a organização do Centro
de Material e Noções de Esterilização, aprovada pela Resolução
SS-392, DE 29/6/94, fica alterada na conformidade do Anexo que
faz parte integrante desta resolução.
Artigo 2º - Esta resolução entrará em vigor na data de sua
publicação
ANEXO
Norma Técnica sobre Organização do Centro de Material e
Noções de Esterilização
1. OBJETIVO
A presente Norma Técnica (NT) tem por objetivo
1.1 padronizar procedimentos técnicos pela esterilização de
material médico-cirúrgico e odontológico.
1.2 estabelecer um padrão mínimo de estrutura organizacional
com relação e recursos físicos, materiais humanos. Foram
obedecidas normas próprias e específicas consoantes da legislação
federal.
1.3 subsidiar os dirigentes dos Serviços de Saúde e os
profissionais que atuam no Centro de Material – (M desenvolvendo
atividades de preparo, desinfecção, esterilização e armazenamento
do material médico cirúrgico e odontológico:
1.4 promover alterações na área física, na aquisição de
equipamentos, no treinamento dos recursos humanos e nos
procedimentos técnicos, a fim de garantir um produto final seguro
para a utilização dos usuários das Unidades de Saúde.
Didatismo e Conhecimento
79
BIOLOGIA
2.17 – Estufa ou Forno de Pasteur: Câmaras ou caixas elétricas
equipadas com acessórios utilizadas na esterilização de materiais,
através de temperatura elevada e atmosfera seca;
2.18 – Indicadores biológicos são suspensões de
microorganismos de padrões e concentrações conhecidas,
apresentados em fitas ou ampolas, utilizados na monitorização dos
processos de esterilização;
2.19 – Invólucro: Embalagem é qualquer acondicionamento
que tem a finalidade de permitir a entrada do agente esterilizador e
proteger o produto contra a entrada de microorganismos, poeira e
umidade enquanto o artigo estiver armazenado;
2.20 – Limpeza consiste na lavagem, enxágue e secagem
do material. Tem por objetivo remover totalmente os detritos e
sujidade dos artigos;
2.21 – Mutagenicidade é a propriedade de variação brusca de
um ou mais caracteres de uma determinada espécie, que pode se
tornar hereditária e caracterizar uma espécie diferente daquela que
originou o indivíduo;
2.22 – Óxido de etileno é um gás incolor de alto poder virucida,
bactericida e fungicida cuja formula é (211140) É miscível em
água, acetona, eter, benzeno e na maioria dos solventes orgânicos.
É altamente explosivo e facilmente inflamável;
2.23 – Papel grau cirúrgico é o papel que apresenta
características físicas, químicas e biológicas que permitem a
esterilização e manutenção de esterilidade do produto. É próprio
para embalagem de artigos médico-cirúrgicos e odontológicos a
serem submetidos pelo processo de esterilização;
2.24 – Toxicidade é a propriedade que tem a substância ou
produto de ser tóxico ou venenoso.
À área contaminada dever conter um mínimo de pia com cuba
funda e água corrente, bancada, escovas, sabão ou detergente e
desinfetantes, até lavagem por ultra-som de baixa frequência e
outros equipamentos que permitam a manutenção de um padrão
técnico permanente, diminuição de mão-de-obra e segurança no
trabalho.
À área limpa deve ser equipada com bancadas para o
preparo do material armários e/ou cestos para o armazenamento
e equipamento de esterilização, tais como autoclave convencional
horizontal, alto vácuo e estufa. Pode contar também com seladoras
automáticas para invólucros e autoclave de óxido de etileno.
3.4 Organização
Os artigos encaminhados para processamento no CMH
devem obedecer uma sequência lógica, representada pelo seguinte
fluxograma:
ÁREA CONTAMINADA(Procedimentos prévios)
RECEBIMENTO DO MATERIAL CONTAMINADO
DESCONTAMINAÇÃO PRÉVIA (química física)
LIMPEZA DO MATERIAL (lavagem e secagem)
ÁREA LIMPA (Procedimentos Finais)
PREPARO DESINFECÇÃO OU ESTERILIZAÇÃO (física
ou química) (física, química ou físico-química)
ARMAZENAMENTO
4.1 Na área contaminada
Os procedimentos na área contaminada devem ser
desenvolvidos por pessoal treinado, fazendo uso do EPI e
compreendem:
3 – REQUISITOS BÁSICOS PARA O FUNCIONAMENTO
DO CENTRO DE MATERIAL
3.1 –Estrutura física
O Centro de Material deve estar localizado distante da
circulação do público, ser de uso restrito aos funcionários
que atuam na área e próximo às unidades que segue.
As paredes e o piso devem ser de material resistente, lavável de fácil
limpeza, liso, sem frestas ou saliências que propiciem o acúmulo de
sujidade. As janelas devem ser amplas, altas e teladas. Recomendase também um sistema de exaustão, ventilação e iluminação.
A disposição dos equipamentos, pias e das bancadas de trabalho,
deve permitir um fluxo contínuo sem retrocesso e sem cruzamento
do material limpo com o contaminado. Recomenda-se que haja
uma barreira física separando a área contaminada da área limpa.
As dimensões devem ser proporcionais ao tamanho e
complexidade da Unidade de Saúde Independentemente das
dimensões, deve estar setorizado, em área contaminada e área
limpa.
4.1.1 Descontaminação prévia
Os artigos contaminados com matéria orgânica (sangue, pus,
secreções corpóreas) devem passar pela descontaminação prévia,
através de processo físico, mecânico ou químico, que deverá ser
escolhido em função das características do artigo.
O processo mecânico compreende o uso de equipamentos
termo-desinfector.
O processo químico compreende a imersão total do artigo
por 30 minutos em produtos químicos dos grupos do aldeídos
(glutaraldeído ou formaldeído) ou dos halogênios (hipoclorito de
sódio a 0,5% e estabilizado com cloreto de sódio) em recipientes
de vidro ou plásticos rígido com tampa, sendo recomendado
recipiente duplo um perfurado e outro sem furo. A troca da solução
desinfetante deve obedecer as recomendações do fabricante.
4.1.2 Limpeza
O material deve ser escrupulosamente lavado com solução
detergente ou desincrustante, manualmente em cuba de pia
funda e com a ajuda de escovas, estiletes, arames e outros, ou
mecanicamente através de equipamentos, tais como lavadoras
de ultra-som de baixa frequência, etc. Devem ser utilizados em
água corrente e enxugados por gravidade ou com tecido. Após os
procedimentos de limpeza os itens não críticos estarão prontos
para o armazenamento ou distribuição, os semicríticos deverão se
submetidos à desinfecção e os críticos à esterilização.
3.2 Recursos Humanos
O Centro de Material deve ser operado por pessoal capacitado
para realizar as tarefas específicas, sob a supervisão de enfermeiro
habilitado. A quantidade de recursos humanos, depende dos
recursos materiais existentes, de estrutura física, da utilização de
técnicas padronizadas e da racionalização do trabalho.
3.3 Recursos Materiais
O Centro de Material deve contar com equipamentos
compatíveis com o seu tamanho, complexidade e as necessidades
da Unidade de Saúde. Quanto mais automatizado, o trabalho terá
maior rendimento.
Didatismo e Conhecimento
4.2 Na área limpa
Para serem processados na área limpa, os artigos devem estar
limpos e secos.
80
BIOLOGIA
4.2.1 Desinfecção
Pode ser obtida por processo físico ou químico, que deve ser escolhido em função das características do artigo.
O processo físico compreende a exposição ao calor úmido através da água em ebulição por 30 minutos ou com a utilização de
equipamento termo-desinfector.
O processo químico compreende a utilização de produtos químicos dos grupos aldeídos (glutaraldeídos ou formaldeídos) ou dos
halogênicos (hipoclorito de sódio a 0,5% estabilizado com cloreto de sódio), em recipiente de vidro ou plástico regido com tampa, sendo
recomendado recipiente duplo ou perfurado e outro sem furo. A troca da solução desinfetante deverá obedecer as recomendações do
fabricante. O álcool etílico a 70% sob fricção deve ser utilizado como auxiliar na desinfecção de instrumentos clínicos, tais como olivas e
diafragma de esteroscópio, otoscópio e termômetro.
4.2.2 Esterilização
Pode ser obtida por processo físico-químico ou químico. Os processos físico e físico-químico são os mais indicados, pois garantem a
destruição total de todas as formas de vida microbiana. O processo químico deve ser utilizado somente quando não houver outro recurso,
uma vez que, devido a inúmeras variáveis, não dá garantia total de esterilidade do material.
4.2.2.1 Processo Físico
a) Vapor Saturado Sob Pressão
É o processo que oferece maior segurança e economia. Pode ser realizado em autoclave convencional horizontal ou autoclave a alto
vácuo.
A autoclave vertical é própria para laboratórios, não devendo ser utilizado para a esterilização de artigos médicos-cirúrgicos e
odontológicos, pois os pacientes ficam superpostos, dificultando a drenagem do ar, retardando a penetração do vapor e não dando a secagem
dos artigos, o que não garante a sua esterilização. Para o funcionamento correto da autoclave deve-se seguir o manual de instruções do
fabricante e observar os valores recomendados durante todo o ciclo de esterilização.
A panela de pressão do tipo doméstico também funciona de acordo com os princípios da Autoclave convencional à 120ºC, podendo ser
utilizado de acordo com a, técnica própria estabelecidos para a esterilização dos artigos médico cirúrgicos e odontológicos em unidades de
menor porte.
Para facilitar a penetração e circulação do vapor e eliminação do ar no autoclave convencional horizontal, deve-se utilizar no máximo
80% da sua capacidade e no alto vácuo 10%. Dispor os pacotes maiores na parte inferior e os pequenos na parte superior do aparelho,
mantendo um espaço de cerca de 3 cm entre eles, evitando que encostem nas paredes do autoclave artigos como jarros e bacias, devendo ser
colocados em posição que facilite a remoção do ar e escoamento do vapor.
O período de exposição varia de acordo com o artigo, o tipo de equipamento utilizado e na temperatura em que esta regulado o aparelho.
O Quadro I, a seguir, registra a temperatura e invólucro adequados para a esterilização de material em autoclave.
Os pacotes devem ser retirados da autoclave frios e secos para evitar que o vapor se condense na temperatura ambiente, criando uma
pressão negativa, que aspira o ar (contaminado) do ambiente, através do invólucro.
O autoclave deve ser limpo diariamente com pano úmido e sabão neutro. A limpeza dos filtros e do purgador deve ser feito pelo técnico
especializado.
ANOTAÇÕES
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Didatismo e Conhecimento
81
BIOLOGIA
QUADRO I
Esterilização do Material pelo processo de vapor saturado sob pressão (Autoclave),
De acordo com a temperatura de exposição.
130ºC
A l t o
V a l o r e s Observações
132ºC
Temperatura
120º
Material
Tempo de Exposição
Roupas
30º
15º
4º
Embrulhadas em campo de tecido de algodão cru
duplo
Escova de fibra sintéticas
30º
15º
4º
Embrulhadas individualmente em papel Kraft ou
campo de tecido de algodão cru duplo
Material de aço inox ou outro tipo de
30º
metal
15º
4º
Embrulhado em papel Kraft ou campo de tecido
de algodão cru duplo
Instrumentos metálicos colocados em
30º
bandeja ou caixa metálica perfurada
15º
4º
Embrulhados em papel Kraft ou campo de tecido
de algodão cru duplo.
Agulhas ocas (limpas e secas)
30º
15º
4º
Montadas em tubos de vidro com tampa de
algodão hidrófilo
Agulhas de sutura
30º
15º
4º
Montadas em par e embrulhadas em papel ou
campo de tecido de algodão cru duplo
Seringas de vidro
30º
15º
4º
Desmontadas e embrulhadas individualmente em
papel kraft ou campo de tecido de algodão cru
duplo
30º
15º
4º
Embrulhadas individualmente ou acondicionadas
em bandeja ou caixa metálica perfurada e envolta
em papel Kraft ou campo de tecido de algodão cru
duplo
Frascos, balões de vidro, tubos de
30º
ensaio
15º
4º
Tampados com bucha de algodão hidrófilo e
embrulhados em papel Kraft ou campo de tecido
de algodão cru duplo
Líquidos ou frascos 756 a 210ml 500
30º
a 2000 ml
15º
Laminas de corte, tesouras e serras
Verificar se o liquido pode ser retirado pelo vapor
não dar tempo o tempo de secagem
OBS: A gaze furacinada não deve ser esterilizada, pois o princípio ativo antimicrobiano da nitrofurazona é sensível à luz e o calor
inativo.
b) Calor Seco
O calor gerado em estufa elétrica (Forno de Pasteur) é de uso limitado pois sua penetração e distribuição dentro da câmara não se faz
de maneira uniforme, além do que o processo requer um tempo de exposição mais prolongado e altas temperaturas, o que é inadequado
para certos materiais, tais como tecido e borrachas. A estufa deve possuir um termômetro que indica a temperatura atingida no interior e um
termostato responsável pela manutenção da temperatura desejada. Deve-se colocar as caixas maiores nas prateleiras superiores e as menores
nas inferiores para facilitar a condução do calor sem encostá-las na parede da estufa, nem encostar o bulbo do termômetro nas caixas. Não
colocar grande quantidade de material dentro das caixas, nem sobrecarregar o aparelho. Deve-se seguir o manual de instruções do fabricante
o Quando II a seguir registra o tempo, temperatura e invólucro adequados para a esterilização de materiais em estufa.
Didatismo e Conhecimento
82
BIOLOGIA
Esterilização do material pelo processo de calor seco (estufa)
de acordo com a temperatura de exposição.
Os artigos devem estar rigorosamente limpos, secos e
desconectados para permitir a ação do produto químico e
totalmente imersos na solução em recipiente de vidro ou plástico
com tampa (recomenda-se recipiente duplo perfurado e outro sem
furo). Não colocar metais diferentes devido a corrosão eletrolítica.
O tempo da exposição para o glutaraldeído é de 10 horas e para
o formaldeído é de 18 horas. Deve-se utilizar o EPI para o manuseio
do material. Após a esterilização os artigos devem ser enxaguados
abundantemente com água destilada ou soro fisiológico estéreis
com técnica asséptica, utilizando-se luvas esterilizadas, máscaras
e outros, devendo ser utilizados imediatamente. A troca do
produto químico deverá obedecer às recomendações do fabricante.
O formaldeído pode também ser utilizado sob a forma de um
polímero sólido, denominado paraformaldeído, na esterilização
de artigos termossensíveis. Tem duas formas de apresentação,
pastilhas ou tabletes, na concentração de 3% (3g/100cm) a 90º,
com umidade relativa de 75% a 80%, durante 4 horas. Após a
esterilização, os artigos devem ser enxaguados em água destilada
ou soro fisiológico estéreis , utilizando a técnica asséptica. Se
o material não puder ser molhado, remover o resíduo com uma
compressa esterilizado em água destilada ou soro fisiológico
estéreis.
QUADRO II
MATERIAL
TEMPERATURA
160º
OBSERVAÇÃO
170º
Instrumental
Metálico
Agulhas de sutura
Lâminas de corte,
serras e tesouras
Seringas de vidro
120 m
60 m
Acondicionados
em caixa metálica
fechada ou
embrulhados em
papel laminado
Agulhas ocas
(limpas e secas)
120 m
60 m
Tubos de vidro com
bucha de algodão
hidrófobo
60 m
Tampados com bucha
de algodão hidrófobo
e colocados em caixa
metálica fechada
60 m
Colocados em
frascos de vidro
ou caixa metálica
fechada
150 m
Acondicionadas
em caixa metálica
fechada
Frascos, balões
de vidro, tubos de
ensaio
Vaselina líquida e
óleos em geral (em
camadas de 0,5cm
de altura)
Gaze vaselinada
(grupo de 10
gazes)
120 m
120 m
4.3 – Material Técnico-Educativo
A equipe de saúde terá como material de apoio o Manual de
Organização do Centro de Materiais e Noções de Esterilização, que
fornecerá o conteúdo técnico para desenvolvimento das atividades
em Centro de Vigilância Sanitária de Material e respectivos
treinamentos.
5. NORMAS PARA AQUISIÇÃO E USO DOS PRODUTOS
QUÍMICOS
Para aquisição e uso dos produtos químicos devem ser
observados.
a) Adquirir somente produtos registrados no Ministério da
Saúde, verificando-se em seu rótulo o número do registro emitido
pela Secretaria Nacional de Vigilância – DIPROD ( Divisão de
Serviços de Saúde Produtos).
b) A água sanitária de uso doméstico não deve ser utilizada
na desinfecção de artigos médico-cirúrgicos e odontológicos, pois
sua concentração não atende as diversas exigências de formulação
para desinfetantes hospitalares determinados pelo DIPROD.
c) Produtos químicos, tais como sabões e desinfetantes, não
devem ser misturados aleatoriamente entre si, pois, dependendo
do tipo de carga elétrica existente na parte ativa de suas
moléculas podem ser incompatíveis, o que comprometerá a ação
antimicrobiana do produto.
d) O armazenamento do produto químico, deve ser em local
arejado, fresco, ao abrigo da luz solar e em embalagens apropriadas
e) Produtos como hipoclorito de sódio e álcool que são
adquiridos em concentrações diferentes da necessária aos
procedimentos do CM, devem ser tituladas por farmacêutico ou
químico com materiais e reagentes acessórios para a titulação da
solução mãe. Onde não houver esses profissionais a titulação deve
ser feita por pessoa treinada.
f) Os produtos diluídos por pessoa habilitada e de acordo
com as indicações do fabricante, devem estar na concentração
adequada. Se o produto for utilizado em concentração maior
que o indicado poderá causar danos ao material e se menor, não
produzirá a ação desejada.
4.2.2.2 – Processo Físico-Químico
É obtido através da ação combinada de um agente químico,
o óxido de etileno (E.T.O) e o calor na forma de vapor saturado
sob pressão, gerado em autoclave. Seu uso é restrito a unidades
hospitalares de grande porte devido ao custo das instalações e
complexidade na operacionalização.
É necessário observar com rigor as disposições contidas na
Portaria Interministerial 4, de 31/07/91, as instruções do fabricante
e supervisão das técnicas de manejo dos equipamentos de
segurança física e ambiental, além do uso da EPI, tais como luvas
de PVC, óculos de proteção, máscara com filtro químico próprio
para vapores orgânicos, botas e roupas de PVC. A exposição
continuada ao ETO pode provocar irritação cutânea, anemia e
vômitos, além de ser carcinogênico e mutagênico.
4.2.2.3 – Processo Químico
Compreende a utilização de produtos do grupo dos aldeídos,
glutaraldeídos e formaldeídos. Não é um processo de primeira
escolha devido a sua toxicidade, ao tempo prolongado de exposição
e a necessidade de utilização imediata do artigo, uma vez que não
pode ser armazenado. Pode ser utilizado em artigos termossensíveis,
tais como laparoscópio, artroscópio, ventriloscópio, artigos de
nylon. teflon, e outros e na impossibilidade da utilização do calor
úmido na esterilização de instrumentos metálicos, catéteres e
drenos, tubos de borracha, luvas e outros.
Didatismo e Conhecimento
83
BIOLOGIA
QUESTÕES
g) O prazo de validade da solução mãe, bem como da solução
diluída, de acordo com as recomendações do fabricante
h) Que a presença de matéria orgânica no hipoclorito de
sódio consome o cloro disponível podendo anular a atividade
antimicrobina da solução, qual deverá ser desprezada.
1. A membrana plasmática, apesar de invisível ao microscópio
óptico, está presente:
a) em todas as células, seja ela procariótica ou eucariótica.
b) apenas nas células animais.
c) apenas nas células vegetais.
d) apenas nas células dos eucariontes.
e) apenas nas células dos procariontes.
6. CONTROLE DA EFICÁCIA DA ESTERILIZAÇÃO
Deve ser realizada através de indicadores químicos e
biológicos. Os indicadores químicos apenas comprovam a
exposição do artigo ao calor, sem garantir que o mesmo esteja
esterilizado, podendo ser utilizados fitas adesivas, indicadores e
selos adesivos. Os indicadores biológicos são recomendados para
se verificar a eficácia da esterilização.
No procedimento por calor úmido deve-se utilizar fitas de papel
impregnadas com esporos visíveis de Bacillos Scherothermophilus
AICC (American Type Culture Collection) 7958 ou 12980, na
quantidade de 5 x 10º a 5 x 10º esporos por fita ou em ampola com
2 ml de suspensão.
Na esterilização por calor seco ou óxido de etileno é
recomendado a utilização de fitas impregnadas com esporos
visíveis de Bacillos Subtilis Van Niger (globigu), ATTC 9372, na
quantidade de 5 x 10º esporos por fita.
2. Os seres vivos, exceto os vírus, apresentam estrutura
celular. Entretanto, não há nada que corresponda a uma célula
típica, pois, tanto os organismos unicelulares como as células dos
vários tecidos dos pluricelulares são muito diferentes entre si.
Apesar dessa enorme variedade, todas as células vivas apresentam
o seguinte componente:
a) retículo endoplasmático.
b) membrana plasmática.
c) aparelho de Golgi.
d) mitocôndria.
e) cloroplasto.
6.1 Técnica para Utilização dos Indicadores Biológicos
Para utilização dos indicadores biológicos devem ser
obedecidos
a) Dispor os pacotes identificados contendo as fitas impregnada
ou ampolas em diferentes posições do equipamento.
b) Após a esterilização, incubar as fitas impregnadas com
B. Shicarothermophilus em estufa ou banho maria 55ºC e as
impregnadas com 1 Subtilis Van Niger (globigu) de 35ºC a 37ºC.
Fazer a leitura diariamente durante 7 dias. As ampolas devem ser
incubadas a 55ºC durante 24 a 48 horas. Após esse período se não
houver crescimento a esterilização foi eficaz.
c) Esta avaliação deverá ser realizada no mínimo semanalmente
ao primeiro ciclo de esterilização, sendo ideal que seja realizada
diariamente.
3. Dentre as funções do fígado humano está a
(A) detoxificação de substâncias.
(B) destruição de glóbulos brancos.
(C) síntese de amido.
(D) síntese de adrenalina.
(E) estocagem de bile.
4. Cloroplastos e mitocôndrias têm em comum
(A) vias metabólicas idênticas.
(B) a forma e o tamanho.
(C) a sua presença em todas as células vivas.
(D) a provável origem endossimbiótica.
(E) o tamanho de seus genomas.
7. ACONDIONAMENTO DO ARTIGO
O algodão cru é recomendado na textura de aproximadamente 4
fios e em campos duplos. Quando novos devem ser lavados antes do
uso para eliminar amido e evitar o superaquecimento que resultará
em desidratação das fibras. Na realização dos tecidos os mesmos
devem ser lavados para a retirada de poeira e recomposição das fibras.
O papel Kraft deve possuir superfície regular sem zonas de maior
ou menor acumulo de fibras que possam causar furos. A gramatura
deve ser de 60g/m e não deve conter grande quantidade de corante
ou de amido. As lâminas de alumínio devem ter espessura de 0,025
a 0,050 m
5. São várias as opções de agentes químicos que podem
ser utilizados para a desinfecção e/ou esterilização de artigos
hospitalares, entre eles, o álcool.
O álcool NÃO possui a seguinte propriedade:
a) Ação mais eficaz na concentração entre 60 a 90% por
volume.
b) Ação contra esporos bacterianos.
c) Eliminação do bacilo da tuberculose.
d) Desaconselhável para artigos que necessitam uma
exposição prolongada.
e) Utilização como desinfetante de alto nível para materiais
não críticos.
8. ARMAZENAMENTO DO MATERIAL ESTERILIZADOR
O local de armazenamento do material deve estar limpo, seco
e de acesso restrito ao pessoal envolvido nesta atividade.
Os pacotes devem permanecer íntegros, pouco manuseados
e armazenados em cestos e armários, de fácil limpeza e uso
exclusivo.
Gabarito:
9. VALIDADE DA ESTERILIZAÇÃO
A esterilização do material está diretamente ligado ao seu
acondicionamento e estocagem. Para se Ter certeza da validade da
esterilização, deve-se realizar pesquisas das condições oferecidas
em cada serviço.
Didatismo e Conhecimento
84
01
A
02
B
03
A
04
D
05
B
BIOLOGIA
ANOTAÇÕES
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Didatismo e Conhecimento
85
BIOLOGIA
ANOTAÇÕES
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Didatismo e Conhecimento
86