Biologia 2 - Livro 3

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BIOLOGIA 2 PRE R Livro SAS
PRE Livro
SAS PLATAFORMA DE EDUCAÇÃO Direção de Conteúdo Pedagógico Georgia Marinho Gerência de Conteúdo Pedagógico Rafaela Beleboni, Regina Andrade, Thais Pereira Especialistas de Conteúdo Pedagógico Camile Tanto, Denis Pereira, Onias Lopes Coordenação Pedagógico-Editorial Laís Tubertini, Marcelo Diniz Silveira Edição de Texto Ana Beatriz Barbosa, Camila Vieira, Guilherme Silveira, Gustavo Nery, Hellainy Ribeiro, Lídya Monteiro, Luiz Eduardo Alves Siqueira Revisão Responsável Bruna Alves Equipe Andréa Calado, Claryce Oliveira, Shéllida Dias, Taynara Quércia Gerência de Gestão e Operações da Produção de Conteúdo Vinicius Daltro Coordenação de Operações Editoriais Rhayam Nascimento Coordenação de Planejamento e Controle da Produção de Conteúdo Elvis Souza Supervisão de Operações e Engenharia de Processos Lucas Luppi Supervisão de Arte Cauê Pascoa Edição de Arte Sarah Rêgo Conceito da Jazierison Oliveira, Miguel Silva, Cauê Páscoa, Sarah Rêgo Projeto Gráfico Jazierison Oliveira Diagramação Responsável Leandro Leite Equipe Diogo Lima, Jéssica Pinheiro, Jocicleiton Lopes, Jonhathan Rodrigues, Julia Havt, Letícia Maia, Mateus Rodrigues, Miguel Silva Pesquisa Iconográfica Dayane Lima, Djane Fernandes, Joi Duarte, Nadine Urçulino Cartografia Danilo Fernandes Supervisão de Qualidade Editorial Ana Rebouças Revisão Responsável Marília Câmara Diagramação Marcos Lima Colaboração Externa Bruno Thomaz, Camila Borges, lury Figueiredo, Jeferson Araújo, Juliana Tréz, Karine Nascimento, Kevin Alencar, Rafaella Sampaio (revisão) Autoria Língua Portuguesa Charles Ribeiro Pinheiro, Francisco Elder Freitas Vidal, José Humberto Torres Filho, José Maria Cipriano Torres, Silvana Bento Andrade, Thais Antonia Silva Paiva English Daniel Nicolas de Medeiros Silva Español Emanuela Falcão Fernandes Matemática Ademar Celedônio Guimarães Júnior, Artur José Ribeiro da Costa Filho, José Fabrício Maia Filho, Robério Bacelar da Silva, Tácito Vasconcelos Vieira, Vasco Vieira de Vasconcelos Física Célio Augusto Normando, João Paulo Procópio de Aguiar, Vasco Vieira de Vasconcelos Química Francisco Serra Oliveira Alexandre, Jorge Luiz Reis Fernandes, José Omar Landim, Kelton Wadson Silveira, Marisleny Brito Pinto Biologia Daniel Magalhães Gomes, Flávio Eudes Moraes Landim, Lásaro Henrique Lopes Gonçalves, Raimundo Gurgel Filho História Carlos David Costa Sousa, Isac Ferreira do Vale Geografia Charles Weima da Silva Parnaíba, José Fernandes Epitácio Pereira Filho, Yuri Tavares Saboia Leitura Crítica Edson Luiz de Oliveira Colaboração Externa Atarukas, Emanoel Gomes, Emanuel Da Costa Silva, Paulo Martins, Quatroesse Bureau Design, Thayna Cavalcante (Diagramação), Atarukas, Marina Pompeu (Edição), Adelba Fernandes, Ana Carla Ponte, Atarukas, Carolina Piton, Caroline Seco Pereira Queiroz, Dayene Castilho, Eugênia Pessotti, Barroso, Lilian Vismari, Lima, Luciana Macedo, Marcia Menin, Marina Pompeu, Roberto S. Kozdra, Talia Souza (Revisão) Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) S5871 Silveira, Marcelo Diniz. Livro integrado: Pré-Universitário : série / Marcelo Diniz Silveira / Georgia Fabiana Mendes Marinho / Tubertini (Org.) 11. ed. Fortaleza Sistema Ari de Sá de Ensino, 2020. (Coleção Pré-Universitário) 724p. il. color. V. 3. ISBN 978-85-446-2486-9 (CL) ISBN 978-85-446-2635-1 (LA) 1. Ensino Médio. 2. Educação. I. Título. CDD 373 direitos reservados SAS PLATAFORMA DE EDUCAÇÃO Atendimento ao Cliente Contato: 0800.275.3000 (85) 3461.3525 www.portalsas.com.br
Apresentação Prezado(a) Aluno(a), A Coleção Pré-Universitário foi elaborada com intuito de proporcionar a você, estudante da série do Ensino Médio, uma abrangência de objetos de conhecimento que contemplem assuntos relacionados a contextos significativos, ao mesmo tempo em que contribui para a conquista de um dos seus principais objetivos: a universidade. Cada livro dessa coleção apresenta, de forma profunda e contextualizada, todos os objetos de conhecimento determinados pelo ENEM, assim como conteúdos exigidos por vestibulares do país inteiro, equilibrando as competências e as habilidades estabelecidas pela Matriz de Referência do ENEM às requisições de instituições que adotam outras vias de acesso. material didático dessa coleção é composto pelos Livros Integrados e seus Suplementos. Sua organização pedagógica é efetuada aula a aula, facilitando 0 acompanhamento do Conteúdo Programático. Cada aula é identificada por um de Referência, que indica o objeto de conhecimento a ser estudado, as Competências e as Habilidades da Matriz do ENEM. A Coleção Pré-Universitário e as soluções educacionais SAS garantem 0 suporte adequado para a obtenção de um aprendizado condizente a cada disciplina, resultando em excelente desempenho nas avaliações seletivas e na vida. TAREFA ON-LINE SAS Ambiente de aprendizagem virtual em que você responde às questões do material didático no formato de múltipla escolha e obtém relatórios do seu desempenho. LIVROS DIGITAIS SAS SISTEMA DE AVALIAÇÃO SAS Acervo de todo material didático do ano do Ensino à Simulados, Avaliações e série do Ensino Médio em formato Olimpíadas, com relatórios digital, que reforça aprendizado diagnósticos e planos de dos alunos por meio de ferramentas estudos relacionados ao seu e recursos tecnológicos. nível de aprendizagem. SASTV Ambiente que oferece videoaulas de diversas categorias como TECNOLOGIA recurso dinâmico e enriquecedor dos SAS momentos de estudo. No início de cada capítulo deste livro, há um QR Code que direcionará você para uma videoaula sobre os conteúdos PORTAL SAS abordados. Conteúdos relevantes SAS SAS App para o seu dia a dia. Estão disponíveis resoluções e Aplicativo que disponibiliza gabaritos dos livros, além resultados de avaliações, de textos e dicas sobre resoluções de questões, assuntos gerais, vestibulares videoaulas, gabaritos e formação global. dos livros, entre outros conteúdos.
umário LINGUAGENS, CÓDIGOS E SUAS TECNOLOGIAS MATEMÁTICA E SUAS TECNOLOGIAS Gramática Matemática 1 9 Pronomes Classificação dos pronomes 1 9 Relação de dependência entre grandezas 1 10 Pronomes Classificação dos pronomes 9 10 Relação de dependência entre grandezas 5 11 Colocação pronominal 15 11 Porcentagem 9 12 Concordância nominal 20 12 Porcentagem 13 Atividades discursivas 25 Atividades discursivas 18 Redação Matemática 2 9 Geometria Plana IX 20 9 Tipos de desenvolvimento 27 10 Geometria Plana X 23 10 Informatividade e fuga ao senso comum 32 11 Geometria Plana XI 27 11 Uso do repertório sociocultural 37 12 Geometria Plana XII 30 12 Elaboração de propostas de intervenção 45 Atividades discursivas 33 Atividades discursivas 50 Matemática 3 Literatura 9 Proporcionalidade e funções afins 35 9 Naturalismo no Brasil 52 10 Inequações 38 10 Parnasianismo no Brasil 62 11 Função quadrática 42 11 Simbolismo no Brasil 67 12 Função quadrática 47 12 0 teatro brasileiro no século XIX » 78 Atividades discursivas 50 Atividades discursivas 86 Matemática 4 Interpretação Textual 1 9 Medidas de tendência central - Moda e mediana " 52 10 Medidas de tendência central Aprofundamento 55 9 A variação linguística diastrática 88 11 Medidas de dispersão Desvio médio, variância e desvio padrão » 58 10 A variação linguística diafásica » 94 12 Medidas de dispersão Desvio médio, variância e desvio padrão 62 11 Denotação e conotação 100 Atividades discursivas 64 12 A estilística da língua 105 Atividades discursivas 111 Matemática 5 9 Trigonometria IX 66 Interpretação Textual 2 10 Trigonometria X 68 9 Interpretando a Sintaxe 113 11 Trigonometria XI 71 10 Introdução à Semântica 118 12 Trigonometria XII » 74 11 Intertextualidade 123 Atividades discursivas 79 12 Interdiscursividade 131 Atividades discursivas 137 CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS English Física 1 9 Construção do texto As estruturas linguísticas do texto 1 10 Construção do texto A função do texto 3 9 Calorimetria 1 11 Construção do texto 0 uso social do texto 7 10 Diagramas de fases 4 12 Produtos culturais - A diversidade linguística 10 11 Calorimetria e mudanças de fase 9 Atividades discursivas 14 12 Propagação do calor 12 Atividades discursivas 16 Física 2 Español 9 Potencial elétrico III 18 9 Comprensión textual Los numerales 1 10 Corrente elétrica 22 10 Comprensión textual Género de los sustantivos y formación del plural 7 11 Eletrodinâmica 25 11 Comprensión textual - Conjunciones » 14 12 Eletrodinâmica 29 12 Comprensión textual Divergencias léxicas » 19 Atividades discursivas 34
Física 3 Biologia 2 9 Lâminas de faces paralelas 36 9 Histologia animal Tecido conjuntivo 39 10 Introdução ao estudo das lentes esféricas 40 10 Sistema imunitário 49 11 Lentes esféricas 46 11 Histologia animal Tecido muscular 57 12 Óptica da visão 49 12 Histologia animal Tecido nervoso 65 Atividades discursivas 55 Atividades discursivas 72 Biologia 3 9 Física 4 Histologia vegetal Os tecidos permanentes 74 10 Histologia vegetal Os tecidos permanentes 78 9 Cinemática escalar Movimento vertical no vácuo 57 11 Morfologia e anatomia da raiz 84 10 Cinemática escalar Movimento parabólico 60 12 Morfologia e anatomia do caule 90 11 Cinemática angular 64 Atividades discursivas 98 12 Leis de Newton 68 Atividades discursivas 73 Biologia 4 9 Vírus 100 10 Viroses I 108 Química 1 11 Viroses 117 12 Reino Monera 127 9 Funções inorgânicas Ácidos 1 10 Funções inorgânicas Ácidos 6 Atividades discursivas 135 11 Funções inorgânicas Ácidos III 10 12 Funções inorgânicas Bases 13 Atividades discursivas 17 CIÊNCIAS HUMANAS E SUAS TECNOLOGIAS História 1 Química 2 17 Reformas Protestantes e a Contrarreforma Católica " 1 9 Derivados de ácido carboxílico 19 18 História cultural dos povos africanos 9 10 Funções com nitrogênio 24 19 Absolutismo 20 11 Isomeria plana ou estrutural ou constitucional " 30 20 Mercantilismo e colonialismo do século XVI 28 12 Estereoisomeria configuracional geométrica 35 21 Civilizações pré-colombianas 35 Atividades discursivas 41 22 A expansão marítima e a conquista da América 44 23 Revoluções científicas do século XVII 54 24 Revoluções inglesas 60 Atividades discursivas » 66 Química 3 9 Ligação química iônica 43 História 2 10 Ligação química covalente 48 9 11 Ligação coordenada e representações de fórmulas 53 0 Período Regencial e os grupos sociais em conflito na construção da nação 70 12 Hibridização e Geometria Molecular 57 Atividades discursivas 62 10 A estrutura política no Segundo Reinado 78 11 Economia e sociedade no Segundo Reinado 84 12 A política externa no Segundo Reinado 91 Atividades discursivas 97 Química 4 9 Propriedades coligativas 64 Geografia 1 10 Termoquímica 68 9 Estrutura geológica do Brasil 1 11 Termoquímica 73 10 Geomorfologia 8 12 Termoquímica III 78 11 Relevo do Brasil 17 Atividades discursivas 81 12 Solos 26 Atividades discursivas 34 Biologia 1 Geografia 2 9 Código genético e síntese proteica 1 9 Formação territorial e posição geográfica do Brasil » 36 10 Engenharia Genética: técnica do DNA recombinante 8 10 Formação espacial do Brasil 41 11 Exame de DNA e Projeto Genoma Humano 18 11 Divisão política e regional do Brasil 47 12 Introdução à Citologia e à Microscopia 27 12 Complexos geoeconômicos do Brasil 54 Atividades discursivas 37 Atividades discursivas 64
PRIMEIRA Conversa Caro aluno, Antes de iniciar a leitura do livro, pare por um minuto. Você já prestou atenção em sua capa? Quais faixas e quais ícones você nota? A capa de seu livro foi construída com a técnica RGB, desenvolvida pela dupla de artistas conhecida como Carnovsky. Essa técnica busca explorar várias camadas de cor, oferecendo a seu espectador diversos estímulos e perspectivas que marcam 0 mundo contemporâneo. Esse é 0 mote para representar nossa época e nossa sociedade hiperconectada. Vivemos em uma era na qual somos cercados por tecnologias, informações, fatos, acontecimentos e opiniões. Em cada Acesse o site da dupla e utilize o filtro, em seu esquina das cidades, ou em cada rede social, somos todos levados a tomar celular, para desvendar as camadas da capa. decisões sobre situações diversas com base em nossa capacidade de ler e entender 0 mundo ao nosso redor. Trata-se de um mundo de conexões e trocas de conhecimento, cheio de camadas, que, muitas vezes, conversam, mas também podem divergir. Por essa razão, devemos aprender diariamente sobre o funcionamento das diversas linguagens com as quais interagimos, suas intenções, características e seus objetivos. Empenhados em ajudá-lo a entender e interagir com essa realidade cada vez mais complexa, na Coleção Pré-Universitário você vai encontrar diversas potencialidades que 0 ajudarão a desenvolver habilidades necessárias a seu percurso profissional e pessoal. Como você pôde notar na Apresentação, nossa solução educacional é integrada e fornece diversos instrumentos para o desenvolvimento de habilidades de leitura textual e de mundo, como a indicação de habilidades essenciais a cada aula, a sistematização dos principais conceitos e procedimentos, videoaulas para cada aula e um sistema avaliativo com feedbacks e relatórios. É necessário, por outro lado, dedicar energia para desenvolver as habilidades de domínio da escrita de diversas linguagens, sejam artísticas, científicas, verbais e não verbais e a linguagem matemática, como preconizam tanto a Base Nacional Comum Curricular (BNCC) quanto o Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM). Assim, na busca por aprimorar sua capacidade escritora, construímos a seção Atividades discursivas. Essa seção está presente ao final de cada Frente de disciplina e é composta por duas questões discursivas para os conteúdos de cada aula. Cada questão conta, ainda, com uma resolução comentada em vídeo disponível na SAS TV, bem como uma resolução por escrito disponível no Portal SAS. Desejamos que você tenha um ano letivo de muitas descobertas, desafios e aprendizado. SAS PLATAFORMA DE EDUCAÇÃO
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Biologia 2 A 9 Histologia animal Tecido conjuntivo 39 10 Sistema imunitário 49 S 11 Histologia animal Tecido muscular 57 12 Histologia animal Tecido nervoso 65 Atividades discursivas 72 SAS Moléculas, células AULA e tecidos Histologia animal Tecido conjuntivo II: C 4,5 9 cartilaginoso, ósseo e sanguíneo H 14,15,17,18 Acesse a videoaula deste conteúdo. Tecido conjuntivo de propriedades especiais Tecido conjuntivo cartilaginoso tecido cartilaginoso consiste em uma forma especializada de tecido conjuntivo de origem embrionária mesodérmica. Ele apresenta características morfológicas que se assemelham aos tecidos de natureza conjuntiva, pois possui consistência rígida para exercer papel de suporte, revestimento de superfícies articulares, sustentação e modelagem. Esse tecido é cons- tituído por células jovens de formato arredondado e núcleo esférico, chamadas de condroblastos. Estas apresentam elevada atividade metabólica, com retículo endoplasmático granuloso e complexo golgiense bastante desenvolvidos. Estão envolvidas na formação da matriz extracelular cartilaginosa. À medida que a cartilagem vai se formando e amadurecendo, essas células reduzem sua atividade metabólica e passam a ser denominadas de condrócitos, de morfologia ovoide e globosa, contendo um núcleo com formato correspondente e um citoplasma vacuolizado. Esse tecido constitui a única variedade de tecido conjuntivo avascular, ou seja, desprovido de vasos sanguíneos. Nesse caso, a nutrição acontece por meio dos capilares do conjuntivo que envolve a cartilagem, intitulado pericôndrio, ou por um líquido presente nas cavidades articulares, denominado sinovial. tecido também se apresenta ausente de vasos linfáticos e nervos, fazendo com que a difusão de substâncias entre os vasos sanguíneos do tecido conjuntivo circundante e os condróci- tos aconteça por meio da matriz extracelular. Sua matriz é sólida e firme, possuindo macromoléculas de proteoglicanas (proteína + glicosaminoglicanas), fibras coláge- nas (hialina), fibras elásticas e feixes colágenos (fibrosa). As cavidades dessa matriz apresentam-se ocupadas pelos condrócitos e são chamadas de lacunas, podendo ser constituídas por um ou mais condrócitos. Shutterstock Micrografia de cartilagem hialina, encontrada nos ouvidos, nariz, articulações, laringe e traqueia. Biologia 2 39
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS As cartilagens, basicamente, dividem-se em três tipos Tecido conjuntivo cartilaginoso e regeneração distintos. Os tecidos cartilaginosos possuem dificuldade de rege- Imagens: Reprodução neração e, quando lesionados, dificilmente conseguem re- cuperar-se de modo completo, salvo em crianças de pouca idade. No pericôndrio, existem células capazes de se trans- formarem em condrócitos, chamadas de células mesenqui- matosas. Quando há regeneração, ela ocorre por intermédio de células mesenquimatosas, que invadem a região de fra- tura e passam a promover a síntese de um novo tecido carti- laginoso, reparando a lesão. Se a área de lesão for extensa, Cartilagem hialina. Cartilagem fibrosa. Cartilagem elástica. ou se houver lesões pequenas em grandes quantidades, a Cartilagem hialina Pode ser encontrada na formação incapacidade de reconstituição completa leva pericôndrio inicial do esqueleto do feto e é precursora da ossifica- a formar uma cicatriz de tecido conjuntivo denso. ção endocondral. Nesse processo de desenvolvimento e formação óssea, a cartilagem hialina funciona como uma Tecido conjuntivo ósseo espécie de placa de crescimento que continua funcional enquanto osso estiver crescendo no comprimento. Na tecido ósseo corresponde a uma especializada cons- estrutura do osso longo de um adulto, ela fica localizada tituição de células conjuntivas preenchidas por uma matriz na porção superficial da articulação. Também pode ser intersticial abundante, com capacidade única de sofrer mi- encontrada em unidades esqueléticas, como traqueia, neralização. Aliás, essa mineralização confere ao tecido ós- brônquios, laringe, nariz e nas extremidades cartilaginosas seo propriedade de extrema dureza, capacitando-o para as das costelas. funções de sustentação e proteção. Dessa forma, a presença ampla de fibras colágenas lhe confere certa maleabilidade, Fibrocartilagem ou cartilagem fibrosa Tecido de ca- com poder de extensão e flexão. ráter morfológico intermediário, entre conjuntivo denso O tecido ósseo constitui ossos, órgãos ricos em vasos e a cartilagem hialina, compõe-se de feixes evidentes e e responsáveis pela sustentação corporal e de espessas fibras de colágeno. Está presente nos discos reserva de cálcio para organismo. É possível identificar intervertebrais, nos discos articulares dos joelhos, na sín- duas partes nos ossos: uma sem cavidades, chamada de fise púbica e em certas regiões de conexão nas quais os osso compacto em que, em alguns ossos, há a presença de tendões se ligam aos ossos, regiões que precisam de um células adiposas constituindo a medula óssea amarela; e a tecido capaz de resistir à compressão e ao desgaste. outra parte, que apresenta várias cavidades e é denominada Cartilagem elástica A estrutura da cartilagem elástica osso esponjoso. Nos ossos longos, como fêmur, existe se configura pela presença de fibras elásticas e lâminas a medula óssea vermelha, responsável pela produção das de material flexível com fibrilas e substância fundamental, células sanguíneas. A extremidade dos ossos é chamada de morfologia que confere a elasticidade necessária para epífise e a região central é chamada de diáfise. compor regiões como pavilhão auditivo. O predomínio da cor amarelada deve-se à presença de elastina. Esse tipo de cartilagem pode ser encontrado, também, no canal Epífise: extremidade auditivo externo, na laringe e na tuba auditiva. dilatada colágeno é uma das proteínas mais abundantes Cavidade Tome nota no corpo, utilizado industrialmente na fabricação de ali- Diáfise: porção medular cilíndrica que mentos embutidos como salsichas e presunto e na pro- une duas epífises dução de sobremesas como gelatinas e pudins, além de ser utilizado na fabricação de cosméticos e medica- mentos. A deficiência de colágeno acarreta problemas de má formação óssea, problemas de crescimento e rigidez muscular. As fibras colágenas são classificadas em diferentes tipos, os mais comuns no corpo são as Tecido ósseo fibras tipo I, organizadas em feixes paralelos, respon- esponjoso Tecido ósseo compacto sáveis pela resistência dos tendões, e as fibras tipo II, que não apresentam a organização em feixes paralelos. Tecido conjuntivo cartilaginoso e anaerobiose Uma vez que as cartilagens são desprovidas de capilares Canais centrais sanguíneos, ou seja, são avasculares, a oxigenação dos con- drócitos é deficiente, e essas células sobrevivem sob baixas Canais tensões de gás oxigênio. A cartilagem hialina degrada a glico- perfurantes Membrana externa se, principalmente, por mecanismo anaeróbico, com formação do osso, formada por de ácido láctico como produto final. Como já foi observado, tecido conjuntivo os nutrientes chegarão aos condrócitos mais profundos, atra- A matriz do tecido ósseo representa um gran- vessando o pericôndrio e penetrando na matriz da cartilagem. de reservatório de minerais no organismo, essencialmente Visto que mecanismo de transporte dessas moléculas é a íons cálcio e fósforo, contribuindo para a garantia do equi- difusão e bombeamento ativo, este último promovido por líbrio (homeostase) de cálcio no sangue (calcemia) e, conse- uma força de compressão e descompressão, essa falta de ca- quentemente, em todos os fluidos tissulares, condição funda- pilares acaba limitando a espessura máxima das cartilagens. mental para a sobrevivência dos organismos. 40 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS No tecido ósseo, observa-se um suporte estrutural em Por serem altamente ramificados, os osteócitos se loca- equilíbrio. No entanto, se houver alguma alteração des- lizam nas lacunas ósseas, comunicando-se entre si e com al- sa homeostase, o papel estrutural prevalecerá em favor gumas células da superfície óssea por meio de canalículos, do metabólico. O osso possui, então, estrutura altamente nos quais se encontram os numerosos prolongamentos ci- dinâmica, apesar de apresentar aspecto aparentemente toplasmáticos, que permitem a difusão dos nutrientes e do inerte, pois possui capacidade constante de crescimento gás oxigênio provenientes do sangue. O tempo de sobre- e remodelação, mantendo-o em atividade por toda a vida. vivência de um osteócito está relacionado ao potencial de Essa capacidade permanente de metabolismo se deve à difusão dos nutrientes. presença de diversas células ósseas que assumem variadas Observa-se, também, na estrutura dos prolongamentos morfologias e fisiologias e, no seu conjunto, constituem a celulares dos osteócitos, a existência de junções comunican- série osteoclástica e a série osteoblástica, caracterizando tes (gap junctions), fazendo uma analogia à rede neuronal uma constante reabsorção, formação, reparação e manuten- que se encontra no tecido ção da arquitetura do osso. Células do tecido ósseo O tecido ósseo é, sob ponto de vista celular, constituído apenas por duas linhas celulares. Esses conjuntos de células assumem diversas formas e designações, com base em suas diferentes morfologias, atividades e localizações em relação à matriz calcificada. Essas células correspondem a duas linha- gens de tecido ósseo: a linhagem osteoblástica, que partici- pa ativamente do processo de formação da matriz óssea e a linhagem osteoclástica, ativa nos processos de regeneração óssea. Micrografia de compacto mostrando osteócitos e numerosos canalículos interligados. Osteoblastos Osteoclastos Os osteoblastos são células que possuem aspecto mor- Os osteoclastos se originam de células sanguíneas chama- fológico cúbico com prolongamentos que se estendem até das monócitos, e possuem função fundamental no mecanis- as células vizinhas e, quando atingem a forma madura, locali- mo de remodelação e renovação do tecido ósseo. São células zam-se na superfície óssea, formando junções comunicantes, multinucleadas e altamente especializadas em reabsorver a que são de grande importância para a comunicação entre matriz óssea. Por terem a capacidade de se mover pela su- células adjacentes. perfície óssea, promovem a destruição de áreas envelhecidas Os osteoblastos maduros são células sem capacidade de ou lesionadas do osso. Dessa forma, reabsorvem a matriz da- divisão, mas metabolicamente muito ativas. Seu potencial nificada e permitem a ação dos osteoclastos na regeneração de síntese proteica é evidenciado pela grande quantidade de óssea. Tais células podem ser encontradas na superfície dos colágeno tipo e de proteínas colagênicas que constituem a ossos, principalmente na região de revestimento da medula matriz fundamental. óssea, denominada endósteo, e, ocasionalmente, no reves- Além da formação da matriz óssea, osteoclastos tam- timento externo, de tecido conjuntivo, chamado periósteo. bém atuam na regulação do volume ósseo, por meio da pro- Durante o processo de reabsorção da matriz, nessa região dução de peptídios de baixo peso molecular, chamados de forma-se uma espécie de cripta ou lacuna, que recebe a de- fatores de crescimento, e na diferenciação e atividade dos signação de Lacuna de Howship. osteoclastos. A capacidade regenerativa dos ossos é alta. Em casos Reprodução Ob Saiba mais de fratura, macrófagos e osteoclastos entram em ação fagocitando as estruturas desgastadas e os coágulos. Em seguida, as células do periósteo se multiplicam e se diferenciam em osteoblastos e osteócitos. Inicialmente, Ot forma-se calo ósseo, um aglomerado de tecido ós- seo desordenado que com tempo vai se reorganizan- do até assumir a estrutura óssea comum. No caso dos aparelhos ortodônticos, a pressão extra exercida pelo aparelho promove a reabsorção óssea de um lado e a deposição de matriz óssea no lado oposto. Dessa forma, os dentes se movem nos ossos da arcada dentária. Osteoblastos (Ob) na superfície óssea em formação. É visível, também, a presença de osteócito (Ot) e de matriz mineralizada. Durante a formação das proteínas que constituem a matriz Mineralização óssea, os osteoblastos são envolvidos pela matriz produzida A constituição inorgânica do tecido ósseo representa e se isolam em lacunas derivadas de seus prolongamentos. cerca de 50% da massa da matriz óssea. Nesta, os íons en- Durante esse processo, os osteoblastos diminuem progressi- contrados em maior abundância são fosfato e cálcio. vamente sua atividade metabólica e passam a ser chamados Além desses, pode-se encontrar também bicarbonato, mag- de osteócitos. nésio, potássio, sódio e pequenas quantidades de citrato. Biologia 2 41
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS A composição orgânica da matriz óssea é constituída, princi- No adulto, a falta de cálcio leva à osteomalacia, que se palmente, por fibras colágenas (95%), formadas por colágeno caracteriza pela calcificação irregular da matriz óssea neofor- do tipo e por pequena quantidade de glicoproteínas adesi- mada e descalcificação parcial da matriz já calcificada, com a vas e proteoglicanas. consequente óssea. Porém, como adulto já não Essa natureza adesiva da constituição orgânica e inor- tem as cartilagens de conjugação, não ocorrem as deforma- gânica (hidroxiapatita) constitui a dureza e a resistência do ções dos ossos longos nem o atraso do crescimento, caracte- tecido ósseo. Caso ocorra a desmineralização do tecido, ele rísticas do raquitismo. mantém sua forma intacta, mas torna-se tão flexível quanto tecido conjuntivo denso modelado (tendões). Reprodução Fíbula em condições normais Imagens: Reprodução Osso normal. Osso com osteoporose. Na osteoporose, os ossos também se tornam menos Fíbula Fíbula resistentes, mas a causa não é a deficiência nutricional de desmineralizada sem colágeno cálcio nem a hipovitaminose D. Nessa doença, a concentra- Algumas características físicas apresentadas por um que passou por processo de desmineralização e outro por calcificação. A fíbula desmineralizada permite dobramento ção de cálcio na matriz orgânica é normal, mas a quantidade sem se fraturar. Se a matriz orgânica for removida (sem colágeno, calcificação do osso), ele de tecido ósseo é menor, que origina amplos canais de perde a elasticidade, frágil perante deformações e traumatismos diretos. reabsorção no Essa condição, que pode aparecer em pacientes imobilizados, pessoas idosas e, principalmente, Ossificação e crescimento em mulheres após a menopausa, pode decorrer tanto da di- A ossificação é processo de formação dos ossos, que minuição na formação do tecido ósseo quanto do aumento acontece por intermédio de uma base, que pode ser de cartila- na reabsorção do osso formado, ou ainda, da combinação gem ou de tecido conjuntivo. Quando a ossificação ocorre por dos dois fatores. uma substituição progressiva da cartilagem por tecido ósseo, Outros fatores que podem provocar a osteoporose são ela é chamada endocondral, cujo exemplo mais conhecido é a produção excessiva do hormônio da paratireoidea, a formação embrionária do esqueleto do feto. Caso a ossifica- ratormônio, qual estimula a degeneração da matriz óssea, ção seja interna a uma membrana de tecido conjuntivo, nesse com a retirada de cálcio dos ossos; também a carência de caso ela é chamada intramembranosa. Esse processo é co- vitamina A, pois esta atua no controle da atividade dos os- mum na ossificação dos ossos achatados, como os do crânio. teoblastos e dos osteoclastos. crescimento dos ossos consiste na formação de tecido ósseo novo, associada à reabsorção parcial de tecido já for- Uma forma de prevenir a osteoporose, além de mado. Desse modo, ossos conseguem manter sua forma Tome nota manter uma alimentação saudável, é a prática regular enquanto crescem. Apesar de sua dureza e resistência às pres- de exercícios físicos. A atividade física estimula a tração sões, o tecido ósseo é muito plástico, sendo capaz de remode- dos tendões e músculos sobre ossos, favorecendo a lar sua estrutura interna em resposta às modificações das forças formação de matriz óssea. a que está submetido. Um exemplo disso é a possibilidade de se modificar, por meio de pressões laterais exercidas por apa- Tecido sanguíneo (ou Hemocitopoiético) relhos ortodônticos, a posição dos dentes na arcada dentária. O sangue humano é constituído por um líquido amarela- Distúrbios metabólicos e nutricionais do, plasma, além de células e pedaços de células, generi- camente denominados elementos figurados. O tecido ósseo é sensível a diversos fatores nutricionais, principalmente durante a fase de crescimento. A falta de pro- Plasma teínas na dieta acarreta escassez dos aminoácidos necessá- plasma é uma solução aquosa que contém componen- rios à síntese de colágeno pelos osteoblastos, enquanto a tes de pequeno e grande peso molecular, equivalentes a 10% carência de cálcio leva à calcificação incompleta da matriz do volume total. As proteínas plasmáticas correspondem a 7%, orgânica produzida. A deficiência de cálcio pode ser ocasio- e sais inorgânicos, a 0,9%, sendo o restante formado por nada pela carência desse mineral nos alimentos ou pela falta compostos orgânicos diversos, tais como aminoácidos, vitami- de vitamina D, que promove a sua absorção intestinal. nas, hormônios, lipoproteínas e glicose. As principais proteínas Na criança, a baixa ingestão de cálcio causa raquitismo. do plasma são as albuminas, gamaglobulinas e fibrinogênio. Nessa doença, a matriz óssea não se calcifica normalmente, Sendo as proteínas mais abundantes, as albuminas desempe- de modo que as espículas ósseas formadas pelo disco epifi- nham papel fundamental na manutenção da pressão osmótica sário se deformam, por não suportarem as pressões normais do sangue. As gamaglobulinas, por sua vez, são anticorpos e, exercidas sobre elas pelo peso corporal e pela ação muscular. por isso, chamam-se imunoglobulinas. Já fibrinogênio é ne- Em consequência, os ossos não crescem normalmente e as cessário à formação de fibrina, na etapa final da coagulação extremidades dos ossos longos tornam-se desfiguradas. do sangue. 42 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Elementos figurados volume sanguíneo é composto por cerca de 55% do plasma e 45% dos elementos figurados, cujas proporções variam com a idade e o sexo do indivíduo. Eles são formados na medula óssea vermelha pelas células-tronco hematopoiéticas multipotentes, capazes de originar as diversas células sanguíneas. Essas células estão presentes na maioria dos ossos em crianças e, nos adultos, se localizam apenas em alguns ossos, como no esterno, nos ossos pélvicos e nas extremidades do fêmur e do úmero. As células multipotentes (ou pluripotentes) se diferenciam em duas linhagens, a mieloide, que origina as hemácias, as plaquetas e leucó- citos (granulares e monócitos) e a linfoide, que dá origem aos linfócitos (leucócitos agranulares). Elementos figurados do sangue circulante Células do tecido Célula-tronco pluripotente Célula-tronco mieloide Célula-tronco linfoide Núcleo ejetado Reticulócito Megacariócito Glóbulo vermelho Plaquetas Eosinófilo Basófilo Neutrófilo Monócito Linfócito Linfócito (eritrócito ou hemácia) (trombócitos) (célula T) (célula B) Leucócitos granulares Leucócitos agranulares (glóbulos brancos) (glóbulos brancos) Macrófago Célula plasmática (plasmócito) TORTORA, Gerard; GRABOWSKI, Sandra. Corpo humano. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. (adaptado) Eritrócitos Glóbulos vermelhos ou hemácias A molécula de hemoglobina (proteína conjugada) é for- mada por quatro subunidades, cada uma contendo um grupo As hemácias dos mamíferos são anucleadas e têm, nos heme ligado a um polipeptídio. humanos, forma bicôncava, que proporciona aumento da A hemoglobina fetal tem alta afinidade com o gás oxigê- superfície em relação ao volume, facilitando a troca de ga- nio, característica essencial para a sobrevivência do embrião, ses. Elas são flexíveis, passando facilmente pelas bifurcações dos capilares mais finos, sem se romperem, além de trans- pois ele não tem acesso ao ar e obtém gás oxigênio dos eri- portarem gás oxigênio dos pulmões para os tecidos por trócitos do sangue materno por meio da placenta. meio da hemoglobina. Nos pulmões, em que a pressão de gás oxigênio é alta, Os eritrócitos são produzidos no interior dos ossos, pelas cada molécula de hemoglobina combina-se com quatro mo- células da medula óssea vermelha. Sua concentração normal léculas de (uma molécula de para cada da hemo- no sangue é de, aproximadamente, 4,5 a 5,5 milhões por globina), formando a oxiemoglobina. Essa combinação é re- mm³, na mulher e no homem, respectivamente. versível, e gás oxigênio transportado pela hemoglobina é transferido para os tecidos, nos quais a pressão de é baixa. As anemias são doenças caracterizadas por baixa A combinação da hemoglobina com gás carbônico Saiba mais concentração de hemoglobina no sangue. Muitas vezes, normalmente produzido nos tecidos, também é reversível e a anemia é consequência da diminuição do número de constitui a carbamino-hemoglobina (carboemoglobina), mas eritrócitos. No entanto, o número de eritrócitos pode ser a maior parte do é transportada dos tecidos para OS pul- normal, mas cada um deles pode conter pouca hemo- mões dissolvida no plasma. globina. Nesse caso, os eritrócitos se coram mal e, por O aumento de glóbulos vermelhos no sangue (eritro- isso, esse tipo de anemia é denominado hipocrômico. citose) geralmente se dá por uma adaptação fisiológica do As anemias podem ser causadas por: hemorragia; pro- organismo a locais de altitude elevada, onde ar é rarefei- dução insuficiente de eritrócitos pela medula óssea; to. Isso ocorre porque a saturação de gás oxigênio é menor produção de eritrócitos com hemoglobina insuficien- ao nível do mar, e a saturação de hemoglobina permanece te, geralmente por deficiência de ferro na alimentação; normal, determinando, assim, a diminuição da oferta de gás destruição acelerada dos eritrócitos. oxigênio nos tecidos. No processo de adaptação, ocorre secreção de eritropoetina pelos rins, estimulando a medula Biologia 2 43
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS óssea a produzir mais hemoglobina e mais glóbulos verme- curecem núcleo. Em seus grânulos, possuem histami- lhos, resultando na elevação da capacidade de captação nas, fatores quimiotáticos para eosinófilos e neutrófilos, de gás oxigênio. e heparina, uma proteína de ação anticoagulante. A emissão de gases tóxicos como monóxido de Leucócitos agranulares Tome nota carbono (CO) pode provocar intoxicações respirató- rias que impedem transporte de gás oxigênio pela Linfócitos: Os linfócitos constituem uma família de cé- hemoglobina. Isso acontece porque CO liga-se de lulas esféricas, com diâmetro variável entre 6 e 8 O forma estável com a hemoglobina, impedindo a união citoplasma do linfócito é muito escasso, aparecendo nos dessa molécula com o gás oxigênio. Dessa forma, em esfregaços como um anel delgado em volta do núcleo. congestionamentos dentro de túneis, por exemplo, é Embora linfócitos tenham morfologia semelhante, aconselhável desligar o motor do carro, assim como em dependendo das moléculas localizadas em sua super- garagens fechadas. A inalação de CO pode provocar fície, podem ser separados em dois tipos principais, tonturas, dor de cabeça, mal-estar e asfixia. linfócitos e T, com diversos subtipos. Os primeiros apresentam receptores em sua superfície e, quando Leucócitos Glóbulos brancos ativados por antígeno específico, proliferam por mitoses e se diferenciam em plasmócitos que secretam grande Os leucócitos são incolores, de forma esférica quando em quantidade de anticorpos; algumas das células ativadas suspensão no sangue, e estão implicados nas defesas celu- originam linfócitos B da memória imunológica. Já lares e imunocelulares do organismo. Constantemente, contêm receptores T, que não são imunoglo- leucócitos deixam capilares, passando entre as células en- bulinas, sendo especializados em reconhecer antígenos doteliais para adentrar no tecido conjuntivo. Essa passagem dos leucócitos para o tecido conjuntivo se chama diapedese. ligados à superfície de outras células. Existem quatro Todavia, quando tecidos são invadidos por micror- variedades: T citotóxico, T auxiliar, T supressor e T da ganismos, os leucócitos são atraídos por quimiotaxia, uma memória imunológica. resposta a estímulos químicos de origem endógena ou exó- Monócitos: Apresentam núcleo ovoide em forma de gena, provocando, nos leucócitos, uma resposta migratória rim ou de ferradura, geralmente excêntrico. núcleo a qual faz com que eles se dirijam aos locais em que existe do monócito contém dois ou três nucléolos que, algu- maior concentração dos agentes quimiotáticos. O número de leucócitos por milímetro cúbico de san- mas vezes, podem ser vistos em esfregaços comuns. gue no adulto normal é de 6000 a 10000. Denomina-se Os monócitos do sangue representam uma fase na leucocitose fenômeno em que número de leucócitos maturação fagocitária originada na medula óssea. Essas está acima de de sangue e leucopenia quando células passam para sangue, no qual permanecem por está abaixo de de sangue. A leucocitose geral- apenas alguns dias e, atravessando a parede dos capila- mente ocorre devido a uma infecção, enquanto a leucopenia res e vênulas, penetram em alguns órgãos, transforman- predispõe organismo a infecções. Na leucemia, encon- do-se em macrófagos, que constituem uma fase mais tram-se mais de 100 mil leucócitos/mm³ de sangue. avançada na vida da célula mononuclear fagocitária. Os leucócitos são classificados em granulares e agranula- res, dependendo de conterem ou não vesículas citoplasmáti- Plaquetas ou trombócitos cas cheias de substâncias químicas (originalmente chamadas de grânulos), evidenciadas mediante uso de corantes. As plaquetas são corpúsculos anucleados, derivados de células gigantes e poliploides da medula óssea, me- Leucócitos granulares gacariócitos. Eles apresentam forma de disco e cerca de Neutrófilos: Apresentam núcleos formados por dois a 2 mm de diâmetro. cinco lóbulos ligados entre si por finas pontes de croma- Os megacariócitos desintegram-se, formando plaquetas, tina. Os neutrófilos constituem importante defesa celular enquanto ainda estão na medula óssea, liberando, depois, contra a invasão de microrganismos. No sangue circulante, as plaquetas no sangue para que promovam a coagulação são esféricos e não fagocitam, mas se tornam ameboides sanguínea, auxiliando na reparação da parede dos vasos san- fagocitários tão logo toquem um substrato sólido sobre guíneos e evitando a hemorragia. A concentração normal de qual possam emitir seus pseudópodes, movimentando-se plaquetas situa-se em torno de 200000 a por milíme- em uma velocidade de 19 a 36 por minuto. tro cúbico de sangue. Eosinófilos: São muito menos numerosos do que os Na trombocitopenia, ocorre redução do número de pla- neutrófilos, constituindo apenas de 2 a 3% do total de quetas circulantes, que provoca, no paciente, a aparição leucócitos. Seu núcleo, geralmente, é bilobulado. Seus de um grande número de minúsculos pontos hemorrágicos grânulos específicos são os lisossomos, que contêm vá- na pele e nos tecidos profundos, uma vez que método de rias enzimas. Os eosinófilos não são células especializa- tamponamento plaquetário para interromper pequenas he- das para a fagocitose de microrganismos; sua atividade morragias vasculares se torna deficiente. A trombocitopenia defensiva é realizada pela liberação do conteúdo de pode ser determinada geneticamente, porém, a maioria dos seus grânulos para meio extracelular e pela fagocitose casos resulta de intoxicação por medicamentos ou toxinas. de complexo antígeno-anticorpo. Na trombocitose, ocorre aumento do número de plaque- Basófilos: Apresentam núcleo volumoso, com forma tas circulantes, podendo levar à formação de trombos (coá- retorcida e irregular, geralmente com aspecto da letra S. gulos), que ocasiona a trombose, isto é, a solidificação do O citoplasma é carregado de grânulos maiores do que sangue dentro do coração ou dos vasos. Em geral, é determi- os dos outros granulócitos, os quais, muitas vezes, obs- nada geneticamente. 44 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Quando um vaso sanguíneo sofre lesão em sua pa- A participação das plaquetas na coagulação do san- Saiba mais rede, inicia-se um processo denominado hemostasia, gue pode ser resumida da seguinte maneira. que visa impedir a perda do sangue (hemorragia). A Agregação primária Descontinuidade do endotélio hemostasia é um fenômeno complexo que envolve a produzida por lesão vascular, sendo seguida pela absorção de proteínas do plasma sobre o colágeno musculatura lisa do vaso lesado, as plaquetas e diversos adjacente. As plaquetas também aderem ao coláge- fatores do plasma envolvidos na coagulação sanguínea. no, formando um tampão plaquetário. A contração do músculo liso é estimulada pela seroto- Agregação secundária As plaquetas do tampão nina liberada pelas plaquetas. liberam ADP, que é um potente indutor da agre- gação plaquetária, fazendo aumentar número de (1) Adesão plaquetária plaquetas do tampão. Glóbulo vermelho Coagulação do sangue Durante a agregação plaque- tária, fatores do plasma sanguíneo, dos vasos lesados Plaqueta e das plaquetas promovem a interação sequencial aproximada entre 13 proteínas plasmáticas, dando origem a um polímero, a fibrina, e formando uma rede fibrosa tridimensional, que aprisiona eritró- citos, leucócitos e plaquetas. Forma-se, assim, Fibras colágenas coágulo sanguíneo, que é mais consistente e firme e endotélio do que tampão plaquetário. Um defeito heredi- danificado tário na formação de uma das proteínas do plasma (fator VIII) resulta na doença hemorrágica conhecida como hemofilia. (2) Reação de liberação plaquetária Retração do coágulo Inicialmente, coágulo faz grande saliência para interior do vaso, mas logo se contrai, graças à ação da actina, da miosina e do ATP das plaquetas. Remoção do coágulo Protegida pelo coágulo, a parede do vaso se restaura pela formação de tecido novo. Então, coágulo é removido pela ação da Substâncias enzima plasmina, formada pela ativação da própria químicas liberadas enzima plasmática, o plasminogênio, e dos ativa- pelos grânulos dores do plasminogênio produzidos pelo endotélio. Enzimas liberadas pelos lisossomos das plaquetas também contribuem para a remoção do coágulo. (3) Agregação plaquetária Tecidos com Plaquetas lesões aglomeradas Tromboplastinogênio Tromboplastina Enzima Tromboplastina Protrombina Trombina Tampão (plasma) plaquetário (plasma) Vitamina Formação do tampão plaquetário. Fibrina Fibrinogênio (coágulo) (plasma) Coagulação. Plaqueta ATIVIDADES PARA SALA Glóbulo vermelho 1. Considerando as células do sangue, associe corretamente tipos celulares com suas respectivas características, numerando a Coluna de acordo com a Coluna Rede de fibrina Fotomicrografia eletrônica de varredura Coluna I (FEV) de parte de um coágulo sanguíneo, mostrando uma plaqueta e glóbulos 1. Hemácias vermelhos aprisionados pela rede 2. Neutrófilos de fibrina. (FEV) 15000 3. Plaquetas 4. Linfócitos Biologia 2 45
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Coluna Os pacientes retornaram ao médico para mostrar os re- ( ) Estruturas anucleadas, com grande quantidade de sultados. Com base nos hemogramas, posteriormente hemoglobina, que transportam o oxigênio. comprovados por exames complementares, deduz-se que ( ) Células, com núcleo esférico, que participam dos pro- diagnóstico do médico e o provável tratamento prescrito cessos de defesa produzindo e regulando a produção foram, respectivamente: de anticorpos. a) Sérgio foi diagnosticado com anemia e tratamento ( Granulócitos que desempenham papel crucial na deve ocorrer à base de antibióticos. defesa do organismo fagocitando e digerindo mi- crorganismos. b) Camila possivelmente encontra-se com dengue e o ( ) Estruturas anucleadas que participam dos processos tratamento prevê ingestão de líquidos, boa alimentação de coagulação sanguínea. e transfusão de plaquetas. c) Carlos sofre um quadro inicial de infecção e deve ad- A sequência correta, de cima para baixo, é ministrar vitaminas do complexo e sulfato ferroso. a) 2,1,4,3. d) OS três pacientes encontram-se gozando de plena saúde, não necessitando, portanto, de qualquer tra- tamento. e) Carlos e Camila estão saudáveis, enquanto Sérgio está e) 1,2,3,4. com hemorragia, devendo suplementar sua dieta com 2. (ENEM) Um paciente deu entrada em um pronto-socorro vitamina K. apresentando os seguintes sintomas: cansaço, dificuldade em respirar e sangramento nasal. O médico solicitou um 4. Nossa arcada dentária, mesmo dura e resistente, pode hemograma ao paciente para definir um diagnóstico. Os ser modelada por aparelhos ortodônticos. As alternativas resultados estão dispostos na tabela. a seguir se referem ao tecido ósseo e ao seu mecanismo de reparação. Constituinte Número normal Paciente Glóbulos 4,8 milhões/mm³ 4 milhões/mm³ vermelhos Glóbulos brancos (5000-10000)/mm³ 9000/mm³ Imagens: Reprodução Plaquetas 200000/mm³ TORTORA, Gerard. Corpo humano: fundamentos de anatomia e fisiologia. Porto Alegre: Artmed, 2000. (adaptado) Relacionando os sintomas apresentados pelo paciente com os resultados de seu hemograma, constata-se que a) sangramento nasal é devido à baixa quantidade de plaquetas, que são responsáveis pela coagulação sanguínea. b) cansaço ocorreu em função da quantidade de gló- Analisando as imagens, e baseando-se pelos conhecimen- bulos brancos, que são responsáveis pela coagulação tos correlatos, pode-se afirmar que sanguínea. c) a dificuldade respiratória decorreu da baixa quantidade a) osteoclastos são células gigantes e uninucleadas, de glóbulos vermelhos, que são responsáveis pela de- provenientes dos fibroblastos, relacionados à rege- fesa imunológica. neração e remodelação do tecido ósseo, pois liberam d) sangramento nasal é decorrente da baixa quantidade enzimas que digerem a parte orgânica da matriz, con- de glóbulos brancos, que são responsáveis pelo trans- tribuindo nesses processos. porte de gases no sangue. b) durante a formação dos ossos, à medida que ocorre a e) a dificuldade respiratória ocorreu pela quantidade mineralização da matriz, osteoblastos ficam presos de plaquetas, que são responsáveis pelo transpor- em lacunas, diminuem a atividade de síntese proteica te de oxigênio no sangue. e transformam-se em osteócitos. 3. A tabela mostra resultados dos exames de sangue c) a remodelagem óssea é um processo lento e difícil de três indivíduos. nos adultos e nas crianças, dependendo da atividade conjunta de destruição e reconstrução desempenhadas Conteúdo Valores de Carlos Sérgio Camila pelos osteócitos e condrócitos, respectivamente. sanguíneo referência d) os ossos são envolvidos externa e internamente por Glóbulos 3,9-5,6 milhões/mm³ 4,2 3,5 5,0 membranas cartilaginosas vascularizadas, denomina- vermelhos das, respectivamente, endósteo e periósteo. Leucócitos 3,8-11,0 mil/mm³ 12,0 5,8 6,7 e) a modelagem do tecido ósseo dentário ocorre pela sín- tese de matriz orgânica pelos osteócitos e pela remoção Plaquetas 150-450 mil/mm³ 230 350 50 da matriz desgastada pelos osteoblastos. 46 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS ATIVIDADES PROPOSTAS Podem estar ocorrendo deficiências no sistema de defesa do organismo, prejuízos no transporte de gases respirató- rios e alterações no processo de coagulação sanguínea, 1. (ENEM) Pesquisadores criaram um tipo de plaqueta respectivamente, com os estudantes artificial, feita com um polímero gelatinoso coberto de a) Maria, José e Roberto. anticorpos, que promete agilizar o processo de coagulação b) Roberto, José e Abel. quando injetada no corpo. Se houver sangramento, esses c) Maria, Luísa e Roberto. anticorpos fazem com que a plaqueta mude sua forma e se d) Roberto, Maria e Luísa. transforme em uma espécie de rede que gruda nas lesões e) Luísa, Roberto e Abel. dos vasos sanguíneos e da pele. MOUTINHO, S. Coagulação acelerada. Disponível em: 4. O tecido cartilaginoso pode ser encontrado na orelha, Acesso em: 19 fev. 2013. (adaptado) no nariz, na traqueia e nas articulações e possui algumas Qual a doença cujos pacientes teriam melhora de seu características que são comuns aos demais tecidos con- estado de saúde com o uso desse material? juntivos. Analise as proposições a seguir quanto ao tecido a) Filariose cartilaginoso. b) Hemofilia c) Aterosclerose As células jovens do tecido cartilaginoso são chamadas d) Doença de Chagas de condroblastos, e as células adultas, de condrócitos. e) Síndrome da imunodeficiência adquirida II. As fibras colágenas e as fibras elásticas, em associação com proteínas e carboidratos, conferem consistência e 2. A respeito do sangue, considere as afirmações a seguir. flexibilidade ao tecido. As células desse tecido são produzidas pelas células- III. O tecido cartilaginoso adulto é calcificado e apresenta -tronco adultas presentes na medula óssea. canais de Havers, responsáveis pela nutrição das II. Somente glóbulos brancos são células sanguíneas células. nucleadas. IV. A abundância de glândulas mucosas, nervos e vasos III. A quantidade insuficiente de glóbulos vermelhos é sanguíneos permite a fácil regeneração desse tecido. conhecida como anemia. Assinale a alternativa correta. IV. A produção insuficiente de plaquetas tem como con- sequência a dificuldade de defesa. a) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas I, e são verdadeiras. São corretas as afirmativas c) Somente as afirmativas I e são verdadeiras. a) e III, apenas. d) e III, apenas. d) Somente as afirmativas e IV são verdadeiras. b) II, e IV, apenas. e) I, e III, apenas. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. c) I, II, III e IV. 5. Além da sustentação corporal, uma função importante dos 3. (ENEM) O hemograma é um exame laboratorial que informa ossos é servir de reservatório de cálcio para organismo. o número de hemácias, de glóbulos brancos e de plaque- Apesar de a maior parte da população não demonstrar tas presentes no sangue. A tabela a seguir apresenta preocupação com próprios ossos, além do cuidado para OS valores considerados normais para adultos. Os gráfi- não sofrer fraturas, algumas doenças podem atingir esses COS mostram resultados do hemograma de cinco estudan- órgãos, como a osteoporose. Sobre a(s) causa(s) dessa doen- tes adultos. Todos os resultados são expressos em número ça são apresentadas para análise as proposições a seguir. de elementos/mm³ de sangue. I. A osteoporose pode ter como causa a produção ex- Valores normais para adultos cessiva de paratormônio, secretado pelas glândulas paratireoideas, que estimula aumento do número de Hemácias 4,5 a 5,9 milhões/mm³ osteoclastos, que ocasiona degeneração da matriz G. brancos 5 a 10 mil/mm³ óssea, com consequente fraqueza dos ossos. Plaquetas 200 a 400 mil/mm³ II. Apesar de ser importante na manutenção do tônus muscular, exercício físico não traz nenhum benefício 450 13 para os ossos, uma vez que a osteogênese é controlada 11 Plaquetas apenas pela ação hormonal. 300 300 Glóbulos brancos III. A osteoporose pode ter como causa a deficiência de 250 6 5,5 vitamina A, já que esta é importante na regulação do 3,5 equilíbrio entre as atividades de osteoblastos e os- 80 teoclastos: em indivíduos que apresentam deficiência Abel Luísa José Maria Roberto Abel Luísa José Maria Roberto dessa vitamina, a ação dos osteoclastos suplanta a dos osteoblastos e enfraquece. 7 5,5 5,9 Está(ão) correta(s) apenas a(s) proposição(ões) Hemácias (milhões/mm³) 5 a) III. 3,2 b) I. c) II. d) e III. Abel Luísa José Maria Roberto e) e III. Biologia 2 47
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS 6. A medula é um tecido gelatinoso, localizado no quadril e c) evitar rejeições pelos pacientes que utilizam essa técni- que origina as células que compõem o sangue. Na figura, ca e, dessa forma, transformar eficientemente a trom- os números representam células progenitoras, e as letras, bina em protrombina, responsáveis pela coagulação. algumas células diferenciadas. d) aumentar a formação do tampão plaquetário, uma vez que a trombina é uma enzima que transforma a fibrina em fibrinogênio, que estimula a produção de plaquetas. D e) esterilizar os locais em que é aplicado graças à ação antibiótica da trombina e o aumento da síntese dos fatores de coagulação no fígado, com a participação dos íons potássio. Célula progenitora Célula progenitora 2 8. Analise a figura de um corte histológico de um tipo especial de tecido conjuntivo e as suas características descritas no Célula-tronco texto. Disponível em: Acesso em: 9 out. 2018. (adaptado) Assinale a alternativa que apresenta a correta associação entre células e funções. a) A célula 1 é responsável pela formação dos neutró- filos com função de produzir anticorpos e liberar heparina com ação anticoagulante e histamina com ação vasodilatadora. b) As células leucocitárias (progenitora 1) originam os É um tipo de tecido conjuntivo de consistência rígida, que leucócitos (A) do tipo granulócito com função de tem função de sustentação e de revestimento de superfí- fagocitar elementos estranhos ao organismo, como cies articulares. Suas células, condrócitos e condroblastos parasitas intestinais, e atuar em doenças alérgicas e na são responsáveis pela formação das fibras colágenas e da coagulação sanguínea. substância intercelular, denominada de matriz. c) A célula 2 é responsável pela formação dos linfócitos Assinale a alternativa que indica corretamente tecido com função de fagocitar bactérias, vírus, fungos e restos celulares. Os linfócitos podem ser do tipo T e e podem correspondente. ser encontrados no sangue e nos órgãos linfáticos, tais a) Tecido adiposo. d) Tecido ósseo. como baço e timo. b) Tecido cartilaginoso. e) Tecido sanguíneo. d) A célula 2 origina eritrócitos (D), eosinófilos (C), leucó- c) Tecido epitelial. citos agranulócitos (B). Essas primeiras (D) são células anucleadas e, por apresentarem aspecto bicôncavo, 9. (ENEM) A formação de coágulos sanguíneos em veias e propiciam maior superfície para as trocas gasosas. artérias é um dos fatores responsáveis pela ocorrência de e) As células mieloides (progenitora 2) originam hemácias (D), doenças cardiovasculares, como varizes, infarto e acidentes plaquetas (C), neutrófilos (B), monócitos, eosinófilos, vasculares cerebrais. A prevenção e tratamento dessas precursores dos mastócitos e basófilos. Sabe-se que as doenças podem ser feitos com drogas anticoagulantes. plaquetas são fragmentos anucleados dos megacariócitos A indústria farmacêutica estimula a pesquisa de toxinas e participam do processo de coagulação do sangue. animais com essa propriedade. Considerando as adaptações relacionadas aos hábitos 7. (ENEM) Do veneno de serpentes como a jararaca e a casca- alimentares, OS animais adequados ao propósito dessas vel, pesquisadores brasileiros obtiveram um adesivo cirúr- pesquisas são os(as) gico testado com sucesso em aplicações como colagem de a) moluscos fitófagos. pele, nervos, gengivas e na cicatrização de úlceras venosas, b) moscas saprófagas. entre outras. A cola é baseada no mesmo princípio natural c) pássaros carnívoros. da coagulação do sangue. Os produtos já disponíveis no d) morcegos frugívoros. mercado utilizam fibrinogênio humano e trombina bovina. e) mosquitos hematófagos. Nessa nova formulação são utilizados fibrinogênios de búfalos e trombina de serpentes. A substituição da trom- 10. O tecido ósseo é principal constituinte dos ossos. Em relação a esse tecido, é correto afirmar que bina bovina pela de cascavel mostrou, em testes, ser uma escolha altamente eficaz na cicatrização de tecidos. a) os compostos minerais do tecido ósseo são responsá- veis por sua flexibilidade. ERENO, Dinorah. Veneno que cola: enzima substitui sutura tradicional sem deixar cicatrizes. Pesquisa FAPESP, n. 158, abr. 2009. (adaptado) b) disco epifisário é a estrutura pela qual ocorre o cres- cimento dos ossos longos. A principal vantagem desse novo produto biotecnológico é c) não apresenta sensibilidade devido à ausência a) estar isento de contaminações por vírus humanos e per- de fibras nervosas. mitir uma coagulação segura, ou seja, a transformação d) os osteoblastos são estimulados por um hormônio das do fibrinogênio em fibrina. glândulas paratireoides para a remoção de cálcio do b) estimular sistema imunológico a produzir anticorpos sangue. que transformarão as moléculas de protrombina em e) os osteoclastos formam osso novo para preencher o trombina com a participação de íons cálcio. espaço deixado pelos osteoblastos. 48 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Moléculas, células AULA e tecidos 4,5,8 10 Sistema imunitário H 14,15,16,17,30 Acesse a videoaula deste conteúdo. Durante a Guerra da Independência Os descendentes dessas células T ativadas atacaram as célu- dos Estados Unidos, o general George Wikimedia Commons las de Washington infectadas pelos vírus, evitando a propa- Washington recebeu relatórios de que gação letal da doença. Outras células descendentes daque- ingleses estavam disseminando varíola las células T persistiram em seu corpo como "células de me- entre soldados do exército colonial. mória e, rapidamente, defendiam-no quando Inicialmente, Washington deu pouco exposto à doença, na idade adulta. crédito a esses relatórios, até que seus A inoculação dos soldados do exército comandado pelo soldados começaram a contrair a temi- general, utilizando material colhido de lesões de portado- da moléstia. Em uma época em que a res da varíola, contendo vírus mortos, estimulava a forma- varíola matava 16% das pessoas infecta- ção dessas células de memória em seus corpos, impedindo das, o general tinha de tomar alguma de- que a infecção viral se propagasse. Essa prática foi utilizada cisão drástica, caso desejasse preservar por séculos e teve finalmente sua base científica descrita por George Washington, exército colonial. Assim, tomou uma pintura de Gilbert Stuart. Edward Jenner, duas décadas depois que Washington inocu- lou seu exército. decisão médico/militar. Ao escrever para o médico-chefe, relatou: "Encontrando Componentes do sistema de defesa varíola, que está se espalhando rapidamente, e sabendo não existir nenhuma precaução que evite a sua disseminação por complexo sistema de defesa dos seres humanos apre- todo nosso exército, determinei que toda a tropa seja ino- senta componentes dispersos pelo corpo, que interagem culada. A doença poderá vir com sua virulência normal; por- com quase todos tecidos e órgãos. Nos tecidos linfoides, tanto, deveremos temê-la mais do que a espada do inimigo". timo, a medula óssea, baço e linfonodos podem ser Ao ordenar a inoculação de sua tropa, ele sabia que, à época, incluídos como partes essenciais do sistema imune. No en- causaria uma taxa de mortalidade de 0,33% (1 em cada 300 tanto, é fundamental a participação do sangue e da linfa, que inoculados morreria). são fluidos tissulares constituídos essencialmente de água, Em 6 de janeiro de 1777, Washington deu a ordem de que solutos dissolvidos e componentes celulares. exército colonial fosse inoculado com a varíola. Tratava-se sangue corresponde a uma variedade de tecido con- da inoculação intencional do germe da doença no corpo, juntivo caracterizada por abundante quantidade de matriz procedimento mais perigoso do que a vacina com o vírus da extracelular, plasma. plasma sanguíneo é um líquido varíola bovina (vacinação antivariólica), desenvolvida alguns amarelado que contém íons dissolvidos, pequenos solutos anos mais tarde, em 1796. Embora não haja dados disponíveis moleculares e proteínas solúveis. a respeito do número de mortes causadas, a maior parte das Os eritrócitos (glóbulos vermelhos) encontram-se em sus- pessoas que sofreu a inoculação da varíola sobreviveu e ficou pensão no plasma sanguíneo, no qual também encontram-se protegida da enfermidade. glóbulos brancos e plaquetas. Os glóbulos vermelhos, normal- Apesar de arriscada e polêmica, a decisão do general mente, são encontrados apenas no sistema cardiovascular fe- baseava-se em sua experiência. Ele próprio havia sido vítima chado (coração,artérias, capilares e veias), enquanto glóbulos da doença, em 1751, e sobrevivido. Um ano antes da decisão brancos e as plaquetas são, também, observados na linfa. de inocular sua tropa, em 1776, seu exército perdeu 1000 ho- A linfa corresponde a um tecido de composição similar ao mens no campo de batalha e mais 10000 devido à varíola. Um do sangue, sendo formada por plasma que contém substân- século antes, já havia documentos que atestavam poder vi- cias que escaparam do tecido sanguíneo por meio dos vasos rulento e letal dessa doença na história americana, tendo sido capilares e chegaram aos tecidos e espaços intersticiais per- responsável por dizimar indígenas nativos, tornando mais corridos por tais vasos. Acumula-se nos espaços externos aos fácil a colonização pelos europeus. vasos sanguíneos e contém vários dos componentes celula- A taxa de mortalidade causada pela varíola nas forças res do sangue, exceto glóbulos vermelhos. armadas revolucionárias decresceu após a inoculação orde- nada por Washington. Para entender a eficiência dessa técni- Capilar sanguíneo ca, bem como o porquê de general Washington ser imune Hemácia ou eritrócito à doença enquanto seu exército era devastado por ela, faz-se Plasma necessário conhecimento das células e das moléculas do Leucócito sistema imune. A imunidade do general pode ser explicada: quando, na Célula Fluido adolescência, ele contraiu a varíola, determinadas células es- intersticial pecializadas em realizar fagocitose, denominadas macrófagos, internalizaram alguns vírus da varíola e digeriram-nos parcial- Linfócito mente. Assim, fragmentos dos vírus foram expostos na super- Linfa fície pelos macrófagos; células brancas especializadas, deno- minadas linfócitos T, reconheceram esses fragmentos e foram Capilar linfático ativadas, fazendo com que se dividissem e se diferenciassem. Fluxo de glóbulos brancos entre capilar sanguíneo e linfático. Biologia 2 49
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS A linfa é absorvida por vasos muito finos, os capilares lin- Imunidade inata fáticos, que conduzem o fluido aos grandes vasos, os quais se conectam para formar um grande duto linfático que se liga à As defesas inatas costumam corresponder a mecanismos veia principal (veia subclávia esquerda), próxima ao coração. de proteção que promovem a inibição da entrada de pató- Por meio desse sistema de vasos, fluido linfático retorna ao genos, organismos nocivos que podem causar doenças em outros organismos. sistema cardiovascular. Nos organismos humanos, a defesa inata inclui barrei- No trajeto dos vasos linfáticos, encontram-se várias estruturas ras físicas, assim como mecanismos de defesas celulares e de aspecto arredondado denominadas linfonodos, que corres- químicas. pondem aos locais de maturação de uma variedade de glóbulos brancos. Dessa forma, quando os fluidos linfáticos, provenientes Barreiras e agentes locais de defesa do sangue, passam por esses nódulos, são filtrados e "inspecio- A pele é uma defesa inata primária contra organismos nados" por essas células de defesa para a retenção de materiais invasores. Fungos, bactérias e vírus raramente penetram-na estranhos. Somente depois dessa importante vigilância, fluido quando ela se encontra íntegra; porém, lesões na pele ou em segue em direção à veia subclávia esquerda e retorna ao sistema superfícies de tecido interno aumentam intensamente o risco cardiovascular. de infecção por agentes patogênicos. Muitas bactérias e fungos vivem normalmente e se repro- Imunidade inata e adaptativa duzem em grande número superfícies do corpo huma- no sem causar doenças. Esses ocupantes são denominados Qualquer resposta imune envolve, primeiramente, re- microbiota normal e promovem um tipo de defesa inata ao conhecimento do patógeno ou de qualquer outro material competir com patógenos por espaço e nutrientes. estranho e, em segundo lugar, a elaboração de uma reação, Os tecidos que secretam muco encontrado em partes com intuito de eliminá-lo do organismo. De uma forma mais dos sistemas visual, respiratório, digestório, urinário e repro- ampla, os diferentes tipos de resposta imune enquadram-se dutivo têm outras defesas contra patógenos. As lágrimas, em duas categorias: respostas inatas (ou não adaptativas) e muco nasal e a saliva possuem uma enzima denominada respostas imunes adaptativas. lisozima, que ataca as paredes celulares de várias bactérias. muco das narinas retém microrganismos nas vias principal diferença verificada entre esses dois tipos de aéreas superiores; outra porção acaba capturada pelo muco resposta é que a imune adaptativa corresponde a um meca- das regiões mais profundas do trato respiratório e pode ser nismo de elevada especificidade para um dado patógeno, expulsa por meio dos espirros. na qual sistema imune adaptativo "memoriza" agente estômago corresponde a uma região extremamente infeccioso, evitando, assim, que esse mesmo patógeno ve- inóspita para várias bactérias devido à secreção de ácido nha, posteriormente, a causar adoença. Além disso, pode-se clorídrico e das enzimas que digerem proteínas presentes no afirmar que a resposta inata não se altera mediante expo- bolo alimentar que chega ao estômago. sição repetida a um dado agente infeccioso, enquanto a Todas essas barreiras e secreções são mecanismos de resposta adaptativa torna-se cada vez mais eficiente após defesa não específicos porque podem agir da mesma manei- cada encontro sucessivo com mesmo patógeno. ra sobre todos OS patógenos invasores. Por exemplo, costuma-se dizer que uma pessoa contrai sa- Barreiras epiteliais contra a infecção rampo e difteria apenas uma vez. Isso ocorre porque a expo- Células epiteliais aderidas por junções fortes. sição aos patógenos causadores dessas doenças induz uma Fluxo longitudinal de ar ou fluidos Mecânicas resposta imune adaptativa que gera imunidade prolongada por meio do epitélio. Movimento de muco pelos cílios. após a infecção. Com isso, as duas principais características da Ácidos graxos (pele). resposta imune adaptativa são a memória e a especificidade. Enzimas: lisozima (saliva, suor, lágrima), Químicas Imunidade inata Imunidade adaptativa pepsina (intestino), pH baixo (estômago). Monócitos e Peptídios antibacterianos. macrófagos Competição da microbiota normal por (mononucleares). Microbiológicas nutrientes e associação ao epitélio; possível Neutrófilos, produção de substâncias antibacterianas. Células Linfócitos eosinófilos e basófilos (polimorfonucleares) Processos químicos e celulares da imunidade inata Células NK (natural Existem também defesas não específicas (inatas) para pa- killers). tógenos que promovem a danificação das superfícies externas Anticorpos (células B). Fagocitose e ou internas do corpo para invadi-lo. Essas defesas adicionais Mecanismos Citotoxicidade degranulação. incluem a secreção de várias proteínas protetoras, assim como (células T). a atuação de células de defesa envolvidas com a fagocitose. Especificidade + ++++ O sangue de organismos vertebrados costuma possuir Indução de Não Sim uma variedade de vinte proteínas com ação antimicrobiana memória que compõe sistema complemento, principal mecanismo Bactérias Proteção Bactérias, fungos e de defesa humoral não específica. Essas proteínas, em com- (intracelulares), vírus e contra binações diferentes, fornecem três tipos de defesa, ocasio- vermes. protozoários. nando um efeito "cascata", em que cada proteína promove: 50 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS capacidade de aderir às membranas dos micróbios, auxi- superiores de patógenos. Alguns macrófagos migram pelo liando os fagócitos a destruí-los; corpo; outros são residentes permanentes dos ativação da resposta inflamatória de modo a atrair os fa- do baço e de alguns outros tecidos linfoides, "inspecionan- gócitos para o local da infecção (quimiotaxia); do" a linfa em busca de patógenos. lise (rompimento) das células invasoras, como bactérias, Os eosinófilos são fracamente fagocíticos. Sua função em colaboração com os anticorpos. primária é matar parasitas, como vermes, que tenham sido cobertos por anticorpos. Interferons Uma classe de glóbulos não fagocíticos, conhecida como Quando as células são infectadas por vírus, elas produzem células assassinas naturais (do inglês natural killer cells), pode pequenas quantidades de uma proteína antimicrobiana co- reconhecer células infectadas por vírus e algumas células tu- nhecida como interferon, que aumenta a resistência das célu- morais, em comparação com as células normais, e realizar a las vizinhas à célula contaminada contra infecções do mesmo lise dessas células-alvo. Além dessa ação inespecífica, as célu- vírus ou até de outros. las assassinas naturais também fazem parte da defesa especí- Como não possuem especificidade de resposta imune, fica, como será descrito mais adiante. interferons correspondem a uma das linhas de defesa não específica do corpo contra infecções virais. Inflamação Fagocitose As células do sistema imune estão amplamente distribuí- A fagocitose corresponde a uma significativa defesa ines- das pelo organismo, mas quando se instala um processo in- pecífica contra patógenos que perfuram a superfície de um feccioso, há a necessidade de concentrar essas células e seus hospedeiro. Alguns fagócitos trafegam livremente no sistema produtos no local da infecção. Esse processo, denominado cardiovascular; outros podem deixar os vasos sanguíneos e inflamação, compreende alguns sintomas como vermelhidão aderir a certos tecidos. Os patógenos, assim como molécu- e inchaço, acompanhados de calor e de dor. Os corpos celula- las grandes, células e vírus, ficam aderidos à membrana do res lesionados causam essa reação por meio da liberação de fagócito, que internaliza por endocitose movimento de várias substâncias, como a histamina, um sinalizador químico. englobamento de partículas. Após a fusão do lisossomo pri- Algumas células aderem à pele ou localizam-se nas regiões mário com o fagossomo, patógeno é degradado por enzi- que circundam os órgãos, como os mastócitos, quais libe- mas hidrolases lisossomais. ram histamina quando lesionados, assim como basófilos. A propriedade vasodilatadora da histamina é a respon- sável pela vermelhidão e pelo calor nas áreas infectadas ou Patógeno lesionadas. A histamina também permeabiliza os capilares, permitindo o escape de plasma sanguíneo e de fagócitos para tecidos, que causa inchaço característico. A dor da inflamação é resultante da compressão, decorrente do in- chaço do local, e da ação de enzimas liberadas. Os macrófagos internalizam invasores e restos celula- Pseudópodes Vesícula res, sendo responsáveis pela cura ou pela resolução das fagocítica inflamações. Produzem várias citocinas que, entre outras Representação do processo de fagocitose. funções, sinalizam ao cérebro para induzir febre, que inibe Os glóbulos brancos são formados por diferentes tipos de crescimento de patógenos invasores. As citocinas podem fagócitos. Veja OS três tipos a seguir. também atrair células fagocíticas ao local da lesão e iniciar uma resposta imune específica contra patógeno. Os neutrófilos são os mais abundantes, mas têm meia-vida Uma possível consequência da inflamação é a formação relativamente curta. Eles reconhecem e atacam patógenos de pus, que é composto por células mortas (neutrófilos e cor- em tecidos infectados. pos celulares lesados) e pelo fluido liberado. Um resultado Os monócitos diferenciam-se em macrófagos, quais natural da inflamação é pus ser gradativamente consumido vivem mais que os neutrófilos e podem destruir números e digerido pelos macrófagos. 3 Os neutrófilos e ma- Espinho crófagos fagocitam as bactérias e as cé- lulas mortas; o tecido 1 No tecido ferido, os mastócitos retorna ao normal ou produzem histamina, que se difunde. fica modificado pela formação de uma cicatriz. Histamina Mastócito Bactérias 2 A histamina provoca a dilatação dos capilares e altera a função da respectiva parede, permitindo a saída de plasma. Seguidamente, neutrófilos e monócitos deslizam entre as células da parede dos ca- Capilar pilares (diapedese) e os monócitos sanguíneo transformam-se em macrófagos. Esquema de resposta inflamatória. Biologia 2 51
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Imunidade adaptativa Resposta imune Os linfócitos e a imunidade humoral específica Na resposta imune humoral (do latim humor, fluido), os an- ticorpos passam a agir sobre determinantes antigênicos do As defesas inespecíficas são numerosas e eficientes, como invasor quando ele se encontra no sangue, na linfa e nos fluidos pôde ser observado, mas alguns invasores escapam a elas e pre- tissulares. Um animal tem a capacidade de produzir vasta quan- cisam ser combatidos pelos mecanismos de defesa específicos, tidade de anticorpos, que podem reagir com quase todos direcionados contra invasores perigosos. O reconhecimento e a antígenos conhecidos. Muitos desses anticorpos podem ser so- destruição de substâncias específicas não próprias são impor- lúveis e deslocam-se livremente pelo sangue e pela linfa; outros tantes funções do sistema imune dos animais. anticorpos são proteínas integrais de membranas em linfócitos especializados denominados células B. Elementos fundamentais da resposta imune Na primeira vez em que um antígeno específico invade adaptativa o corpo, ele pode ser detectado por meio de uma ligação com uma célula B, cujo anticorpo de membrana reconhe- Especificidade ce um de seus determinantes antigênicos. Essa célula termo antígeno era utilizado para designar qualquer ativada (plasmócito) passa a produzir várias cópias do anti- molécula que induzisse a produção de anticorpos específicos corpo na forma solúvel (proteínas chamadas imunoglobi- pelas células (linfócitos ou plasmócitos). Atualmente, esse nas Ig), possuindo a mesma especificidade do anticorpo de membrana. termo indica qualquer molécula que possa ser reconhecida Assim, anticorpos solúveis saem à "caça" dos antígenos, pelos elementos do sistema imune adaptativo, ou seja, linfó- tornando-os inativos e favorecendo sua destruição pelas célu- citos T, linfócitos ou ambos. las fagocitárias. Cerca de 20% das proteínas solúveis presentes Os locais específicos dos antígenos que são reconheci- no plasma sanguíneo humano são anticorpos produzidos em dos pelo sistema imune são chamados de determinantes resposta a substâncias estranhas que invadiram organismo. antigênicos. Quimicamente, um determinante antigênico é uma porção específica de uma molécula maior, como uma Antígeno sequência de aminoácidos que pode estar presente em vá- rias proteínas. Os antígenos grandes, como células inteiras, podem ter vários determinantes antigênicos diferentes em sua superfície, cada um sendo capaz de interagir especifica- Linfócito mente com anticorpos ou células T. ativado (plasmócito) Diversidade Os desafios ao sistema imune são frequentes: moléculas individuais, vírus, bactérias, protozoários e parasitas multicelu- lares. Cada um desses tipos de patógenos em potencial inclui várias espécies, que, por sua vez, contêm várias subespécies que geram cepas geneticamente distintas; cada possui Anticorpos múltiplas características em sua superfície, e cada uma dessas características é apresentada ao sistema imune. As estimati- vas são de que humanos podem responder especificamen- Produção de anticorpos. te a 10 milhões de determinantes antigênicos diferentes. Os linfócitos T e a imunidade celular Reconhecimento A resposta imune celular é direcionada contra antígenos que se estabeleceram no interior de uma célula do animal organismo humano possui dezenas de milhares de mo- hospedeiro. Ela detecta e destrói células infectadas por ví- léculas proteicas diferentes, que dispõem de estrutura tridi- rus que sofreram mutações. Nesse tipo de resposta, não há a mensional capaz de gerar uma resposta imune original. Cada participação de anticorpos; em vez disso, ela é mediada por célula carrega enorme número de determinantes antigênicos. linfócitos T citotóxicos situados no interior dos linfonodos. Uma das atividades cruciais do sistema imune é o Os linfócitos T auxiliares (CD4) possuem proteínas de Tome nota reconhecimento dos determinantes antigênicos do membrana que reconhecem determinantes antigênicos e próprio organismo e a não produção de respostas con- ligam-se a eles, enquanto continuam compondo a membra- tra eles. Uma falha nessa distinção pode levar a uma na plasmática das células. Quando esse reconhecimento do doença autoimune. linfócito T em relação ao determinante antigênico acontece, tem início a resposta imune. A interatividade da resposta imune adaptativa Nesse caso, os linfócitos T auxiliares produzem substân- cias (interleucinas) que ativam a diferenciação de linfócitos T sistema imune apresenta duas respostas contra inva- citotóxicos (CD8), os quais lançam sobre as células infectadas sores: a resposta imune humoral e a resposta imune celular. substâncias denominadas perforinas, que rompem a mem- As duas operam em consonância simultânea e cooperativa- brana plasmática das células alteradas, matando-as por indu- mente, produzindo mecanismos complementares. ção de lise celular. 52 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Célula infectada Vacinoterapia e soroterapia Linfócito T citotóxico Vacinação ou imunização ativa Uma área na qual os estudos imunológicos tiveram aplica- Proteínas ção e sucesso quase imediatos foi a das vacinas. O princípio da vacinação está embasado em dois elementos fundamentais da resposta imune adaptativa: memória e especificidade. As células de memória permitem ao sistema imune Perforinas Lise elaborar uma resposta de melhor qualidade e maior inten- celular sidade por meio do segundo encontro com antígeno. Desse modo, essa resposta secundária dá-se de forma mais rápida e mais eficiente. Ação do linfócito T citotóxico. O objetivo profilático no desenvolvimento da vacina é al- terar patógeno ou suas toxinas de tal modo que eles se Memória imunológica tornem inofensivos sem perder a antigenicidade (capacidade de ser reconhecido como antígeno). Isso acontece porque Durante a interatividade da imunidade humoral e celular, os anticorpos e as células T citotóxicas reconhecem determi- um linfócito (célula ou T) ativado produz dois tipos de célu- nadas partes dos antígenos, e não organismo ou a toxina las-filhas: células efetoras e células de memória. como um todo. Células efetoras Realizam ataque ao antígeno. Elas Como exemplo, é possível citar a vacina antitetânica: o tanto podem ser plasmócitos, produtores de anticorpos, bacilo do tétano produz uma toxina que age nos receptores, causando a contração tetânica dos músculos. A toxina pode como células T, que, uma vez coligadas ao determinante ser modificada pelo tratamento com formalina, de maneira antigênico, liberam mensageiros moleculares. Essas células que ela mantém seus determinantes antigênicos, mas perde vivem poucos dias. sua toxicidade; toxoide resultante é utilizado como vacina. Células de memória São células de vida longa, que possuem a capacidade de iniciar uma divisão, ao menor Soroterapia ou imunização passiva sinal de estimulação, produzindo mais células efetoras e A imunização passiva pode ser obtida sem que o sistema mais células de memória. Essas células podem sobreviver imune seja estimulado por um antígeno, que ocorre pela injeção de soro ou imunoglobulinas de um doador imune em por décadas. alguém não imune. A imunidade passiva pode ser adquirida Assim, quando os seres humanos são submetidos pela de forma natural ou artificial. primeira vez ao encontro com determinado antígeno, tem- Pode-se citar, como exemplo de imunidade passiva natural- -se uma resposta imunitária primária, com linfócitos produ- mente adquirida, a capacidade de transferência placentária de zindo clones de células efetoras e de memória. As efetoras da mãe para feto ou transferência de IgA pelo colostro. destroem os invasores e morrem; em compensação, são produzidos um ou clones das células de memória para As moléculas de anticorpos são subdivididas em compor sistema imune, tornando-se determinantes para a memória imunológica. Tome nota cinco classes de imunoglobulinas cujas mais co- muns são as IgM, IgA e IgE. A IgM é a imunoglo- bulina que participa de respostas primárias aos antíge- Isso permite entender que os encontros subsequentes com nos; a IgG é a imunoglobulina que participa da resposta mesmo antígeno resultarão em uma grande e mais rápida imune secundária; a IgA é a principal imunoglobulina produção de anticorpos antígeno-específico ou células T. Essa encontrada nas secreções como saliva, lágrima e mucos resposta é denominada resposta imunitária secundária. dos tratos respiratório e digestivo, por exemplo. Além Concentração, no plasma, de anticorpos específicos disso, confere a imunidade passiva da mãe para filho, para antígeno introduzido no corpo de um indivíduo pela amamentação e pela placenta; a IgE é uma imuno- globulina de resposta imune secundária relacionada à defesa contra verminoses e protozooses, e processos 100 alérgicos. Resposta secundária 10 A imunização passiva artificial acontece por intermédio Resposta primária da preparação de soro, com a injeção de doses sucessivas e 1 crescentes do antígeno em cabras, cavalos e outros mamí- feros de grande porte. Como ocorre inicialmente uma pe- quena quantidade de antígeno injetada, não haverá prejuí- 0 10 20 30 40 50 60 zo ao animal e, à medida que dosagens maiores vão sendo Tempo em dias inoculação inoculação do administradas de forma gradual, a produção progressiva de do antígeno mesmo antígeno anticorpos continua evitando tais prejuízos. A análise do sangue do animal imunizado revela a presença Representação da resposta imunitária. dos anticorpos especificamente produzidos, que serão purifi- cados e, então, constituirão soro imune. No entanto, dife- Graças à memória imunológica, desenvolveu-se a imuni- rentemente da imunização ativa, a soroterapia não estimula dade natural para doenças como catapora, sarampo, rubéo- a formação de células de memória e, por isso, não confere la, entre outras. imunidade permanente. Biologia 2 53
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS ATIVIDADES PARA SALA e) 1. O sistema imune apresenta um tipo de célula que passa do vaso sanguíneo para tecido conjuntivo onde irá exercer Anticorpos sua função de defesa. A célula e a passagem são, respec- tivamente, identificadas como Tempo a) basófilos e pinocitose. b) macrófagos e fagocitose. 4. (ENEM) A vacina, soro e antibióticos submetem orga- c) leucócitos e endocitose. nismos a processos biológicos diferentes. Pessoas que viajam d) leucócitos e diapedese. para regiões em que ocorrem altas incidências de febre amarela, e) glóbulos brancos e endocitose. de picadas de cobras peçonhentas e de leptospirose e querem 2. (ENEM) Quando corpo humano é invadido por elementos evitar ou tratar problemas de saúde relacionados a essas ocor- estranhos, o sistema imunológico reage. No entanto, mui- rências, devem seguir determinadas orientações. tas vezes ataque é tão rápido que pode levar a pessoa Ao procurar um posto de saúde, um viajante deveria ser à morte. A vacinação permite ao organismo preparar sua orientado por um médico a tomar, preventivamente ou defesa com antecedência. Entretanto, se existe suspeita como medida de tratamento, de mal já instalado, é recomendável uso do soro, que a) antibiótico contra vírus da febre amarela, soro antio- combate de imediato os elementos estranhos, enquanto fídico, caso seja picado por uma cobra, e vacina contra o sistema imunológico se mobiliza para entrar em ação. leptospirose. Considerando essas informações, soro específico deve b) vacina contra vírus da febre amarela, soro antiofídico, ser usado quando caso seja picado por uma cobra, e antibiótico, caso entre a) um idoso deseja se proteger contra gripe. em contato com a Leptospira sp. b) uma criança for picada por cobra peçonhenta. c) soro contra o vírus da febre amarela, antibiótico, caso c) um bebê deve ser imunizado contra poliomielite. seja picado por uma cobra, e soro contra toxinas bac- d) uma cidade quer prevenir uma epidemia de sarampo. terianas. e) uma pessoa vaiviajar para região onde existe febre amarela. d) antibiótico ou soro, tanto contra vírus da febre ama- 3. (ENEM) variação da quantidade de anticorpos específicos rela como para veneno de cobras, e vacina contra a foi medida por meio de uma experiência controlada, em leptospirose. duas crianças, durante um certo período de tempo. Para e) soro antiofídico e antibiótico contra a Leptospira sp. e a imunização de cada uma das crianças, foram utilizados vacina contra a febre amarela, caso entre em contato dois procedimentos diferentes: com o vírus causador da doença. Criança I: aplicação de soro imune. ATIVIDADES Criança II: vacinação. PROPOSTAS gráfico que melhor representa as taxas de variação da quantidade de anticorpos nas crianças e é 1. O sistema linfático é um importante componente do a) sistema imunológico, pois colabora para a proteção do organismo contra bactérias e vírus invasores. Fazem parte Anticorpos do sistema linfático: a) amígdalas, linfonodos e paratireoides. b) baço, amígdalas e suprarrenais. c) adenoide, paratireoides e timo. Tempo d) linfonodos, baço e suprarrenais. b) e) baço, linfonodos e timo. Anticorpos 2. (ENEM) A contaminação pelo vírus da rubéola é espe- cialmente preocupante em grávidas, devido à síndrome da rubéola congênita (SRC), que pode levar ao risco de aborto e malformações congênitas. Devido a campanhas Tempo de vacinação específicas, nas últimas décadas houve uma c) grande diminuição de casos de rubéola entre as mulheres, e, a partir de 2008, as campanhas se intensificaram e têm Anticorpos dado maior enfoque à vacinação de homens jovens. BRASIL Brasil livre de rubéola: campanha nacional de vacinação para eliminação da rubéola. Brasília: Ministério da Saúde, 2009. (adaptado) Considerando a preocupação com a ocorrência da SRC, Tempo as campanhas passaram a dar enfoque à vacinação dos d) homens, porque eles Anticorpos a) ficam mais expostos a esses vírus. b) transmitem 0 vírus a mulheres gestantes. c) passam a infecção diretamente para feto. d) transferem imunidade às parceiras grávidas. Tempo e) são mais suscetíveis a esse vírus que as mulheres. 54 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS 3. (ENEM) Imunobiológicos Diferentes formas de produção, diferentes aplicações Aplicação do imunobiológico Vírus, bactérias Produção do imunobiológico III Aplicação do imunobiológico A Aplicação do imunobiológico III Embora sejam produzidos e utilizados em situações distintas, os imunobiológicos e atuam de forma semelhante nos humanos e equinos, pois a) conferem imunidade passiva. d) estimulam a produção de anticorpos. b) transferem células de defesa. e) desencadeiam a produção de antígenos. c) suprimem a resposta imunológica. 4. A tabela a seguir mostra os resultados parciais de três hemogramas de uma mesma paciente, em três datas igualmente espaçadas. exame exame exame Valores referenciais Hemácias 2,0 3,0 4,0 4,0 a 5,2 Tera/L Leucócitos totais 8820 12600 18000 4000 a 10000 /mL Plaquetas 50 60 70 150 a 450 mil/mL Os dados apresentados na tabela sugerem um crescimento a) exponencial do número de hemácias, indicando uma anemia controlada. b) exponencial do número de leucócitos totais, indicando um quadro infeccioso. c) linear do número de plaquetas, indicando uma anemia. d) linear do número de hemácias, indicando um quadro infeccioso controlado. e) linear do número de plaquetas, indicando que a coagulação sanguínea está normal. 5. (ENEM) vírus do papiloma humano (HPV, na sigla em inglês) causa o aparecimento de verrugas e infecção persistente, sendo principal fator ambiental do câncer de colo de útero nas mulheres. vírus pode entrar pela pele ou por mucosas do corpo, o qual desenvolve anticorpos contra a ameaça, embora em alguns casos a defesa natural do organismo não seja suficiente. Foi desenvolvida uma vacina contra HPV, que reduz em até 90% as verrugas e 85,6% dos casos de infecção persistente em comparação com pessoas não vacinadas. Disponível em: http://www.g1.globo.com Acesso em: 12 jun. 2011. benefício da utilização dessa vacina é que pessoas vacinadas, comparação com as não vacinadas, apresentam dife- rentes respostas ao vírus HPV em decorrência da(o) a) alta concentração de macrófagos. b) elevada taxa de anticorpos específicos anti-HPV circulantes. c) aumento na produção de hemácias após a infecção por vírus HPV. d) rapidez na produção de altas concentrações de linfócitos matadores. e) presença de células de memória que atuam na resposta secundária. 6. Analise as proposições apresentadas sobre processos de imunização. I. Existem dois tipos de resposta imune: a humoral, relacionada aos anticorpos presentes no sangue e na linfa, e a celular, que é mediada pelos linfócitos T. II. princípio de atuação das vacinas difere do princípio dos soros. As vacinas desencadeiam um mecanismo de imunização ativa e OS soros desencadeiam um mecanismo de imunização passiva. III. Na resposta imunitária secundária, tempo para a produção de anticorpos é maior e a quantidade de anticorpos pro- duzidos é menor, comparando-se com que ocorre na resposta imunitária primária. Assinale a alternativa que apresenta a(s) proposição(ões) correta(s). a) I, e III. c) Apenas III. e) Apenas e II. b) Apenas le III. d) Apenas e III. Biologia 2 55
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS 7. As possibilidades de que as pessoas possam adquirir certas doenças não são iguais para todas. Existem vários fatores que contribuem para que alguns indivíduos ou parcelas da população tenham maior possibilidade de adquirir determinadas patologias. Sobre esses fatores, é correto afirmar que a) a imunização por meio de vacinas e soros é um dos fatores que minimizam de maneira significativa a manifestação de determinadas doenças, visto que há a introdução de organismos atenuados no indivíduo humano. b) a presença de parasitas, como protozoários, fungos, bactérias ou vírus, pode agravar a saúde humana, uma vez que esses organismos são intracelulares facultativos e as barreiras imunológicas os combatem. c) um dos fatores que conduzem ao agravo à saúde humana está relacionado ao risco biológico, tais como a desnutrição, a idade, as tendências genéticas e a existência de outras doenças. d) a população humana depende de uma fonte de alimentos que serve de matéria-prima para a manutenção metabólica e para a obtenção de energia em nível primário de proteínas. e) a exposição das pessoas, principalmente idosos e crianças, a baixas condições de saneamento básico aumenta as bar- reiras de proteção inatas a patógenos. 8. Na retomada de uma época epidemiológica chamada "retorno das doenças reemergentes", especialistas alertam para a capacidade de que corpo humano necessita para adquirir sua homeostase. Para isso, os diferentes sistemas do orga- nismo humano, especialmente aqueles que podem contribuir para os mecanismos de defesa do corpo, devem estar em funcionamento saudável. Nesse contexto, sistema linfático, composto por vasos que passam por órgãos como baço, timo, amígdalas e linfonodos, exerce uma função importante, uma vez que a circulação linfática a) recolhe as gorduras do fígado para liberar no intestino como bile. b) fornece nutrientes, como e glicose, aos tecidos periféricos. c) substitui linfonodos durante a defesa imune contra antígenos. d) lança a linfa vinda de todo corpo nas veias próximas ao coração. e) sequestra os linfócitos do sangue para armazenar na linfa. 9. No quadro a seguir, é demonstrada a característica geral dos leucócitos e a sua função. Desenho esquemático Nome do leucócito 1 2 Linfócito Núcleo ocupando Característica geral 3 Núcleo geralmente trilobulado quase toda célula Fagocitar elementos Função Fagocitar bactérias 4 estranhos Assinale a alternativa correta que completa o quadro na sequência 1, 2, 3 e 4. a) Linfócito, Neutrófilo, Núcleo trilobulado, Produção de anticorpos b) Monócito, Neutrófilo, Núcleo em forma de rim, Produção de anticorpos c) Monócito, Eosinófilo, Núcleo em forma de rim, Libera heparina d) Linfócito, Basófilo, Núcleo em forma de rim, Libera heparina e) Basófilo, Neutrófilo, Núcleo trilobulado, Produção de anticorpos 10. A leucodermia gutata, doença conhecida popularmente como sarda branca, é caracterizada por manchas claras, com tamanhos que variam de 1 a 5 milímetros e que surgem nas pernas e nos braços. As lesões são decorrentes do dano pro- vocado pelo Sol ao longo da vida. A criocirurgia com nitrogênio líquido é uma técnica recente e mostrou bons resultados no tratamento das sardas brancas. O procedimento é realizado no consultório, sem necessidade de anestesia, pois a dor é discreta e cessa rapidamente. O médico aplica um fino jato de spray de nitrogênio líquido, que atinge apenas a mancha e por tempo muito curto. A área tratada sofre congelamento imediato, que provoca uma "destruição" controlada da pele afetada. Nos dias que se seguem, formam-se crostas finas e escuras sobre as áreas tratadas, que levam de 2 a 4 semanas para se soltarem. Quando as crostas caem, aos poucos a repigmentação (produção de melanina) se inicia. A leucodermia gutata ou "sarda branca" tem tratamento. Dermatologia.net. Disponível em: Acesso em: 3 maio 2015. (adaptado) A produção de melanina após o procedimento cirúrgico citado no texto deve-se ao fato de que a) tratamento com nitrogênio líquido estimula a formação de novos melanócitos e, consequentemente, nova produção de melanina. b) a pele em contato com o nitrogênio líquido é obrigada a aumentar a produção de melanina para que possa se proteger do frio excessivo. c) tratamento com nitrogênio líquido estimula a sua formação, sendo essa célula a responsável por produzir melanócitos. d) a pele em contato com os raios solares é estimulada a produzir melanina pelos melanócitos novos que são formados. e) tanto o contato direto com Sol como procedimento com nitrogênio líquido são responsáveis pela produção de melanócitos. 56 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS SAS Moléculas, células AULA e tecidos C 4 11 Histologia animal Tecido muscular H 14,15 Acesse a videoaula deste A prática de atividades físicas é fundamental para a ob- Classificação do tecido muscular tenção e manutenção da saúde. Por meio de exercícios regu- lares é possível aumentar a massa ou a força muscular, entre Os tecidos musculares são classificados de acordo com outros benefícios, como melhorar a postura corporal e irriga- as características morfo-funcionais que apresentam em três ção sanguínea nos músculos. tipos: estriado esquelético, estriado cardíaco e não estriado tecido muscular, responsável pelos movimentos corpo- ou liso. rais, é constituído por células alongadas e contém grande quan- Tecido muscular estriado esquelético tidade de filamentos citoplasmáticos, responsáveis pela contra- ção. Suas células têm origem mesodérmica e sua diferenciação tecido muscular estriado esquelético encontra-se preso ocorre, principalmente, devido a um processo de alongamento aos ossos, por meio dos ligamentos, é inervado pelo sistema gradativo, com simultânea síntese de proteínas filamentosas, nervoso central e, como este se encontra em parte sob con- trole consciente, chama-se músculo voluntário. As contrações principalmente actina e miosina. do músculo esquelético permitem os movimentos dos diver- Os componentes das células musculares possuem nomes sos ossos e das cartilagens do esqueleto. Sua contração é especiais. A membrana plasmática é chamada de sarcolema; rápida, vigorosa e voluntária. o citoplasma (com exceção das miofibrilas), de sarcoplasma; Tecido muscular estriado e o retículo endoplasmático não granuloso de retículo sarcoplasmático. Componentes do sarcoplasma O sarcoplasma contém grânulos de glicogênio que cons- tituem, em média, 1% do peso do músculo e representam um depósito de energia para a contração muscular. Além disso, o sarcoplasma contém mioglobina, proteína que armazena gás oxigênio, parecida com a hemoglobina, e que é a prin- As células musculares esqueléticas, ou miócitos, apresen- cipal responsável pela cor vermelho-escura de alguns tipos tam um formato alongado, por isso também são chamadas de de músculos. A mioglobina apresenta-se, em grande quan- fibras musculares. Os miócitos possuem vários núcleos dis- tidade, nos músculos de mamíferos que normalmente mer- postos na periferia da célula, portanto, são multinucleados, e gulham, como focas e baleias. Também os músculos que se as proteínas componentes do citoplasma estão organizadas mantêm em atividade por longos períodos geralmente são em filamentos contráteis chamados miofibrilas. As miofibri- vermelhos e têm alta taxa de mioglobina. Como exemplo, po- las organizam-se em um padrão de estrias transversais e lon- de-se citar a musculatura peitoral de aves migratórias. gitudinais, o que dá a aparência estriada dessas células. A quantidade de retículo endoplasmático granuloso e músculo estriado esquelético é constituído de fibras de ribossomos presentes nas fibras musculares esqueléticas musculares envoltas por camadas de tecido conjuntivo: é bastante reduzida, aspecto que coincide com a pequena endomísio, perimísio e epimísio. síntese proteica que ocorre nesse tecido. Retículo sarcoplasmático Tecido muscular estriado cardíaco retículo sarcoplasmático consiste em uma rede de cis- tecido muscular estriado cardíaco forma a maior parte ternas do retículo endoplasmático não granuloso, que envol- do coração dos vertebrados. É inervado pelo sistema nervo- ve grupos de miofilamentos, separando-os em feixes cilíndri- so autônomo e apresenta contração involuntária, vigorosa Essa estrutura tem a função de regular fluxo do íon e rítmica. cálcio necessário à realização rápida dos ciclos de contração Tecido muscular cardíaco e relaxamento. A contração muscular depende da disponi- bilidade de íons e relaxamento muscular depende Reprodução da ausência desses íons. Quando a membrana do retículo é despolarizada pelo estímulo nervoso, íons cálcio concen- trados nas cisternas do retículo são liberados passivamente e atingem os filamentos finos e grossos da vizinhança, ligan- do-se à troponina e permitindo a formação de pontes entre a actina e a miosina. Quando cessa a despolarização, o retículo Suas células são mononucleadas e apresentam estrias sarcoplasmático, por processo ativo (que consome energia), transversais, envolvidas pelo endomísio, mas não possuem transporta novamente Ca++ para dentro das cisternas, o que perimísio e epimísio. É importante ressaltar que essas células interrompe a atividade contrátil. não apresentam miofibrilas e que suas ramificações laterais Biologia 2 57
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS são unidas por regiões chamadas discos intercalares; nelas, Perimísio Endomísio há junções tipo gap nas membranas. Por meio dessas jun- Epimísio Sarcômero Sarcolema ções, o estímulo cardíaco se espalha por todo músculo car- Miofilamento díaco, permitindo a contração do coração. Miofibrila Tecido muscular não estriado Feixe muscular O tecido muscular não estriado localiza-se nos órgãos in- ternos, no sistema genital, no sistema digestório, nos gran- Músculo des vasos sanguíneos e no sistema urinário. O estímulo para a contração dos músculos lisos é mediado pelo sistema nervo- so autônomo. Sua contração é lenta e involuntária. Composição do sarcômero Tecido muscular não estriado As miofibrilas são constituídas por unidades que se Reprodução repetem ao longo de seu comprimento, denominadas sarcômeros, em que a distribuição dos filamentos de acti- na e miosina varia. As faixas mais extremas e mais claras do sarcômero, chamadas banda I, contêm apenas filamentos de actina. Dentro da banda existe uma linha que se cora mais in- tensamente, denominada linha Z, que corresponde a várias uniões entre dois filamentos de actina. A faixa central, mais As células da musculatura não estriada não possuem es- escura, é chamada banda A, cujas extremidades são forma- trias transversais, pois filamentos proteicos de actina e das por filamentos de actina e miosina sobrepostos. Dentro miosina não estão organizados de modo regular e se espa- da banda A, existe uma região mediana mais clara, a banda H, lham ao longo do eixo maior da célula. Apresentam apenas que contém apenas miosina. Um sarcômero compreende um núcleo por célula, portanto, são mononucleadas e afila- segmento entre duas linhas Z consecutivas e é a unidade das nas extremidades. contrátil da fibra muscular, constituindo a menor porção com capacidade de contração e distensão. Músculo estriado esquelético Banda Banda A O sistema muscular esquelético constitui a maior parte (filamentos de actina) (filamentos de miosina) Linha Z Linha Z da musculatura do corpo, formando que se chama popu- larmente de "carne". Essa musculatura recobre totalmente esqueleto e está presa aos ossos, sendo responsável pela movimentação corporal. Os músculos esqueléticos estão revestidos por uma lâmina delgada de tecido conjuntivo, perimísio, que man- da, para interior do músculo, septos, dos quais derivam di- visões sempre mais delgadas. músculo fica, assim, dividido Zona H em feixes (primários, secundários e terciários). revestimen- to dos feixes menores (primários), chamado de endomísio, manda para interior do músculo membranas delgadíssimas Músculo estriado cardíaco que envolvem cada uma das fibras musculares. A fibra muscular músculo do coração é constituído por células alonga- é uma célula cilíndrica ou prismática, longa, de 3 a 12 centíme- das, que se anastomosam (unem-se) irregularmente. Essas tros; seu diâmetro é infinitamente menor, variando de 20 a 100 células apresentam estriações transversais semelhantes às mícrons (milésimos de milímetro), tendo aspecto de filamento do músculo esquelético, mas, ao contrário das fibras es- fusiforme. Em seu interior, notam-se muitos núcleos, de modo queléticas, que são multinucleadas, as fibras cardíacas pos- que se tem a ideia de ser a fibra constituída por várias células suem apenas um ou dois núcleos centralmente localizados. que perderam seus limites, fundindo-se umas com as outras. As fibras cardíacas são revestidas por uma delicada bainha Dessa forma, pode-se dizer que um músculo esquelético é um de tecido conjuntivo, equivalente ao endomísio do músculo pacote formado por longas fibras, que percorrem músculo de esquelético, que contém abundante rede de capilares san- ponta a ponta. guíneos. A estrutura e a função das proteínas contráteis das No citoplasma da fibra muscular esquelética, há muitas células musculares cardíacas são praticamente as mesmas miofibrilas contráteis, constituídas por filamentos compostos descritas para o músculo esquelético. Todavia, no músculo cardíaco, sistema T e o retículo sarcoplasmático não são por dois tipos principais de proteínas a actina e a miosina. tão bem organizados como no músculo esquelético. Filamentos de actina e miosina dispostos regularmente origi- músculo cardíaco contém numerosas mitocôndrias, que nam um padrão bem definido de estrias (faixas) transversais ocupam aproximadamente 40% do volume citoplasmático, refle- alternadas, claras e escuras. Essa estrutura existe somente tindo intenso metabolismo aeróbio desse tecido. Em compa- nas fibras que constituem os músculos esqueléticos, os quais ração, no músculo esquelético, as mitocôndrias ocupam apenas são, por isso, chamados de músculos estriados. cerca de 2% do volume do citoplasma. A fonte principal de ener- Em torno do conjunto de miofibrilas de uma fibra muscu- gia para o músculo cardíaco são os ácidos graxos, trazidos pelas lar esquelética situa-se retículo sarcoplasmático (retículo lipoproteínas do sangue. O músculo cardíaco armazena ácidos endoplasmático não granulado), especializado no armazena- graxos sob a forma de triglicerídios encontrados nas numerosas mento de íons cálcio. gotículas lipídicas presentes no citoplasma de suas células. 58 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS O miocárdio tem um sistema próprio de autoestimulação. Músculo relaxado No coração, existe uma rede de células musculares modifi- cadas, acopladas às outras células musculares do órgão, que tem papel importante na geração e na condução do estímulo cardíaco, de modo que as contrações dos átrios e ventrículos ocorrem em determinada sequência, permitindo ao músculo cardíaco exercer com eficiência a sua função de bombeamento do sangue. Não existem, no coração, terminações nervosas comparáveis às placas motoras do músculo esquelético. O sistema túbulo T ou túbulo transverso constitui uma invaginação da membrana plasmática de células musculares estriadas, tanto esqueléticas como cardíacas. Esses túbulos se encontram ligados aos retículos sarco- plasmáticos (vesículas que armazenam os íons cálcio), Músculo contraído favorecendo a propagação com a consequente abertu- ra dos canais de cálcio, visando à ordenada atividade de contração das células. Músculo liso músculo liso é formado pela associação de células lon- gas, mais espessas no centro, e que vão se afilando à medi- da que se aproximam das extremidades, com núcleo único e central. tamanho da célula muscular lisa pode variar de 20 µm na parede dos pequenos vasos sanguíneos até 500 no útero grávido. Durante a gravidez, aumentam muito número e tamanho das fibras musculares no útero. A atividade contrátil característica do músculo liso está re- lacionada com a estrutura e a organização de seus filamentos Miosina se desprende da de actina e miosina, que não exibem a mesma organização en- Complexo actina-miosina actina com gasto de energia Cabeça da miosina (contração do músculo) (relaxamento muscular) contrada nas fibras estriadas. Tanto as observações bioquímicas como as estruturais mostram que a contração se dá por meca- nismos de deslizamento, como ocorre nos músculos estriados. Da mesma forma como acontece no músculo esquelético, a contração das células musculares lisas inicia-se pela entrada de no citoplasma. Entretanto, contrariamente ao músculo es- Esquema mostrando a ligação entre a cabeça da miosina e a actina. triado, a miosina da célula lisa só interage com a actina quando está fosforilada. Por esse motivo e pela falta de troponina, o me- sistema T, já citado anteriormente, é responsável pela con- canismo de contração no músculo liso apresenta diferenças em tração uniforme de cada fibra muscular estriada esquelética, não relação à contração no músculo esquelético. ocorrendo nas fibras lisas e sendo reduzido nas fibras cardíacas. As células musculares lisas não apresentam sistema e seu retículo sarcoplasmático é extremamente reduzido. As A distrofia muscular de Duchenne é uma miopatia vesículas de pinocitose são numerosas e desempenham um papel fundamental na entrada e na saída do íon cálcio. Saiba mais hereditária, ligada ao cromossomo X, que causa lesões progressivas das fibras musculares e, frequentemente, leva à morte prematura. No músculo esquelético dos Contração muscular portadores, nota-se a ausência de uma proteína essen- cial ao músculo, que se degenera progressivamente. A contração do músculo esquelético é voluntária e ocorre pelo deslizamento dos filamentos de actina sobre os de mio- sina. Nas pontas dos filamentos de miosina, existem peque- Química da contração muscular nas projeções capazes de formar ligações com certos sítios O estímulo para a contração muscular é, geralmente, um dos filamentos de actina quando músculo é estimulado. impulso nervoso que chega à fibra muscular por meio de Essas projeções de miosina puxam os filamentos de actina, um nervo. O impulso nervoso propaga-se pela membrana das forçando-os a deslizar sobre os filamentos de miosina. Isso fibras musculares (sarcolema) e atinge retículo sarcoplasmá- leva ao encurtamento das miofibrilas e à contração muscular, tico, fazendo com que cálcio ali armazenado seja liberado no durante a qual sarcômero diminui, devido à aproximação hialoplasma. Ao entrar em contato com as miofibrilas, o cálcio das duas linhas Z, e a zona H chega a desaparecer. desbloqueia os sítios de ligação da actina e permite que esta se ligue à miosina, iniciando a contração muscular. Quando Na contração muscular, os filamentos finos (actina) des- estímulo cessa, cálcio é imediatamente bombeado para in- lizam sobre os filamentos de miosina. terior do retículo sarcoplasmático, que faz cessar a contração. Biologia 2 59
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS A energia para a contração muscular é suprida por moléculas de ATP produzidas durante a respiração celular. ATP atua tanto na ligação da miosina à actina quanto em sua separação, que ocorre durante o relaxamento muscular. Quando falta ATP, a miosina mantém-se unida à actina, causando enrijecimento muscular. É o que acontece após a morte, produzindo-se o estado de rigidez cadavérica (rigor mortis). A quantidade de ATP presente na célula muscular é suficiente para suprir apenas alguns segundos de atividade muscular intensa. A principal reserva de energia nas células musculares é uma substância denominada fosfato de creatina (fosfocreatina ou creatina-fosfato). Dessa forma, pode-se resumir que a energia inicialmente fornecida pela respiração celular é armazenada, principalmente, como fosfocreatina e na forma de ATP. Quando a fibra muscular necessita de energia para manter a contração, grupos fosfatos ricos em energia são transferidos da fosfocreatina para o ADP, que se transforma em ATP. Quando o trabalho muscular é intenso, as células musculares repõem seus estoques de ATP e de fosfocreatina pela intensificação da respiração celular. Para isso, utilizam glicogênio armazenado no citoplasma das fibras musculares como combustível. Representação da fenda sináptica do miócito Membrana plasmática pré-sináptica Mielina Mitocôndria Membrana plasmática Axônio pós-sináptica Vesículas sinápticas Membrana plasmática Grânulos do neurotransmissor Miócito Miofibrila Uma teoria simplificada admite que, ao receber um estímulo nervoso, a fibra muscular mostra, em sequência, os eventos descritos a seguir. O retículo sarcoplasmático e sistema T liberam íons Ca++ e para o citoplasma. Em presença desses dois íons, a miosina adquire uma propriedade ATPásica, isto é, desdobra o ATP, liberando a energia armazenada em uma ligação de um radical fosfato. A energia liberada provoca o deslizamento da actina entre os filamentos de miosina, caracterizando encurtamento das miofibrilas. Tipos de fibras utilizadas na contração muscular A célula muscular esquelética é adaptada para a produção de trabalho mecânico intenso e descontínuo, necessitando de depósitos de compostos ricos em energia química. A energia que pode ser mobilizada com mais facilidade é a acumulada em ATP e fosfocreatina, ambos compostos ricos em energia de ligações fosfato e armazenados na célula muscular. A energia que é depositada nas moléculas de ATP e de fosfocreatina é proveniente de ácidos graxos e de glicose. A principal fonte de energia, quando músculos funcionam de maneira intensa e demorada, como no caso dos corredores de longa distân- cia, são ácidos graxos. Porém, na movimentação pouco intensa ou nos movimentos fortes, mas de curta duração, a energia é proveniente, principalmente, do metabolismo anaeróbio da glicose armazenada no próprio músculo sob a forma de glicogênio. De acordo com sua estrutura e composição bioquímica, as fibras musculares esqueléticas podem ser identificadas como do tipo I (fibras lentas) e do tipo (fibras rápidas). As fibras do tipo são ricas em sarcoplasma contendo mioglobina e têm vermelho-escura. Essas fibras são adaptadas para contrações continuadas. Sua energia é obtida principalmente da fosforilação oxidativa de ácidos graxos. As fibras do tipo são adaptadas para contrações rápidas e descontínuas; elas contêm pouca mio- globina e, por isso, são de cor vermelho-clara. As fibras do tipo podem ser divididas nos tipos IIA, IIB e IIC, de acordo com suas características funcionais e bioquímicas, principalmente a estabilidade da actomiosina-ATPase que elas contêm. Concentração de fibras atividade Modalidade esportiva % de fibras lentas (tipo I) % de fibras rápidas (tipo Corredores de longa distância 70-80 20-30 Corredores de curta distância 25-30 70-75 Halterofilismo 45-55 45-55 Não atletas 47-53 47-53 60 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS ao exercício, mas verificou-se que os efeitos benéficos do As variações no diâmetro das fibras musculares es- Saiba mais queléticas dependem de vários fatores, como o mús- exercício físico são prejudicados pelo uso de anabolizantes, como o decanoato de nandrolona, aumentando a área culo considerado, a idade, sexo, o estado de nutri- ção e o treinamento físico. O exercício aumenta a mus- cardíaca afetada pelo infarto. culatura e diminui a quantidade de tecido adiposo; o CHAVES, E. et al. Cardioproteção induzida pelo exercício é prejudicada pelo tratamento com anabolizante decanoato de nandrolona. aumento da musculatura devido ao exercício é acom- Brazilian Journal of Biomotricity, V. 1, n. 3, 2007. (adaptado) panhado pela formação de novas miofibrilas e por um aumento pronunciado no diâmetro das fibras muscu- Qual gráfico representa os resultados desse estudo? lares. Esse processo, caracterizado pelo aumento de a) 60 volume das células, chama-se hipertrofia, enquanto 50 crescimento devido à proliferação das células por Área de infarto (%) 40 multiplicação mitótica chama-se hiperplasia. Embora frequente em muitos órgãos, a hiperplasia não aconte- 30 ce no músculo esquelético nem no músculo cardíaco, 20 mas é comum no músculo liso, cujas células não per- 10 deram a capacidade de divisão mitótica. 0 Sedentário Sedentário Exercício Exercício sem com sem com Tecido muscular e regeneração anabolizante anabolizante anabolizante anabolizante b) 60 No adulto, os três tipos de tecido muscular apresentam 50 diferenças na capacidade regenerativa após uma lesão que produza destruição parcial do músculo. Área de infarto (%) 40 30 músculo cardíaco não se regenera. Nas lesões do coração, como nos infartos, por exemplo, as partes destruídas 20 são invadidas por fibroblastos que produzem fibras colágenas, 10 formando uma cicatriz de tecido conjuntivo denso. Sedentário Sedentário Exercício Exercício Embora os núcleos das fibras musculares esqueléticas sem com sem com não se dividam, músculo tem uma pequena capacidade de anabolizante anabolizante anabolizante anabolizante reconstituição. Admite-se que as células satélites sejam respon- c) 60 sáveis pela regeneração do músculo esquelético. Essas células 50 são mononucleadas, fusiformes, dispostas paralelamente às fi- bras musculares, dentro da lâmina basal que envolve as fibras, consideradas mioblastos inativos. Após uma lesão ou outro Área de infarto (%) 40 e só podem ser identificadas no microscópio eletrônico. São 30 20 Γ estímulo, as células satélites tornam-se ativas, proliferam por 10 divisão mitótica e se fundem umas às outras para formar no- 0 vas fibras musculares esqueléticas. As células satélites também Sedentário Sedentário Exercício Exercício sem com sem com entram em mitose quando músculo é submetido a exercício anabolizante anabolizante anabolizante anabolizante intenso. Nesse caso, elas se fundem com as fibras musculares d) 60 preexistentes, contribuindo para a hipertrofia do músculo. 50 músculo liso é capaz de dar uma resposta regenerativa mais eficiente. Ocorrendo lesão, as células musculares lisas que permanecem viáveis entram em mitose e reparam o tecido Área de infarto (%) 40 30 destruído. Na regeneração do tecido muscular não estriado da 20 parede dos vasos sanguíneos, há também a participação dos 10 pericitos, que se multiplicam por mitose e originam novas cé- 0 lulas musculares lisas. Sedentário Sedentário Exercício Exercício sem com sem com anabolizante anabolizante anabolizante anabolizante Tome nota O tecido muscular cardíaco não se regenera, o es- e) 60 triado regenera-se parcialmente, e liso regenera-se 50 com facilidade. Área de infarto (%) 40 30 20 ATIVIDADES PARA SALA 10 0 1. (ENEM) Os efeitos do exercício físico na redução de doen- Sedentário Sedentário Exercício Exercício ças cardiovasculares são bem conhecidos, aumentando, sem com sem com anabolizante anabolizante anabolizante anabolizante por exemplo, a tolerância a infartos em comparação com indivíduos sedentários. Visando ganho de força, de massa 2. Durante uma prova de Biologia, Joana recebeu uma muscular e perda de gordura, verifica-se o uso de anaboli- lâmina histológica para analisar em microscópio. As zantes por alguns esportistas. Em uma pesquisa com ratos, seguintes características foram observadas e anotadas confirmou-se a melhora da condição cardíaca em resposta por Joana: presença de células cilíndricas, ramificadas, Biologia 2 61
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS com 1 ou 2 núcleos centrais, com estriações transversais e presença de discos intercalares. Com base nessas observações, pode-se dizer que o tecido presente na lâmina está a) no fígado. d) no intestino. b) no bíceps. e) no estômago. c) no coração. 3. Após assistir a diferentes modalidades desportivas em uma olimpíada, um jovem resolve abandonar sua vida sedentária e se propõe iniciar a prática de exercícios físicos intensos e regulares. Analise as proposições em relação às células musculares esqueléticas desse jovem. I. O número de mitocôndrias nessas células deve aumentar com passar do tempo. II. número de mitocôndrias aumentará indefinidamente à medida que os exercícios físicos forem aumentando gradati- vamente. III. O nível do consumo de oxigênio nessas células deve aumentar com o passar do tempo. IV. número de mitocôndrias não se alterará nessas células. V. único aumento notável nessas células será a produção de ATP. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas III, IV e V são verdadeiras. b) Somente as afirmativas III e IV são verdadeiras. e) Somente as afirmativas IV e V são verdadeiras. c) Somente as afirmativas e III são verdadeiras. 4. O maratonista brasileiro Vanderlei Cordeiro de Lima foi responsável por acender a pira olímpica na cerimônia de abertura dos Jogos do Rio-2016. Sobre o tecido muscular dos atletas maratonistas, é correto afirmar que a) é constituído por igual quantidade de fibras de contração rápida e de contração lenta. b) apresenta baixa quantidade de mioglobina. c) contém predominância de fibras de contração lenta com alta irrigação sanguínea. d) contém predominância de fibras de contração rápida com grande quantidade de mitocôndrias. e) é constituído por células uninucleadas. ATIVIDADES PROPOSTAS 1. A força de contração da fibra muscular estriada é definida pela tensão desenvolvida pelos filamentos de miosina e actina do sarcômero e sofre influência do grau de superposição desses filamentos. B 100 A Tensão desenvolvida (porcento) 50 D 0 0 1 2 3 4 Comprimento do sarcômero (micrômetros) GUYTON, A. C.; HALL, J.E. Tratado de Fisiologia Médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1997. De acordo com gráfico, pode-se dizer que a molécula de miosina apresenta uma interação mais eficiente com a actina entre segmentos a) d) b) A e e) c) e C. 2. O tecido muscular caracteriza-se por apresentar diversidade morfológica e células especializadas e responsáveis pelos movimentos. Sobre a estrutura dos tecidos musculares e suas características, é correto afirmar que a) os sarcômeros são constituídos unicamente por filamentos proteicos de miosina. b) a contração, nas células musculares, é causada pela ausência de ATP e íons cálcio, livres no citosol. c) filamentos de actina deslizam entre de miosina durante a contração muscular. d) as fibras musculares brancas, nos músculos esqueléticos, são ricas em mioglobina e possuem grande quantidade de mitocôndrias. e) as fibras musculares esqueléticas de um indivíduo que passa muito tempo em repouso apresentam altas concentrações de ácido lático. 62 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS 3. Os batimentos do coração são controlados por regiões que 6. (ENEM) A toxina botulínica (produzida pelo bacilo atuam como marca-passo natural do coração: nó sinoa- Clostridium botulinum) pode ser encontrada em alimentos trial e o nó atrioventricular. Essas regiões emitem impulsos mal conservados, causando até a morte de consumidores. elétricos que devem se propagar por todo coração. Para No entanto, essa toxina modificada em laboratório está que essa propagação aconteça, junções celulares entre sendo usada cada vez mais para melhorar a qualidade de as células musculares, chamadas de discos intercalares, vida das pessoas com problemas físicos e/ou estéticos, ate- auxiliam na distribuição do impulso elétrico. nuando problemas como o blefaroespasmo, que provoca O papel desempenhado pelos discos intercalares na con- contrações involuntárias das pálpebras. tração do músculo cardíaco é BACHUR, T. P. R. et al. Toxina botulínica: de veneno a tratamento. Revista Eletrônica Pesquisa Médica, n. 1, jan.-mar. 2009. (adaptado) a) permitir a passagem de íons entre as células, que garante contração uniforme do músculo. O alívio dos sintomas do blefaroespasmo é consequência b) transferir fosfatos energéticos a moléculas de ADP, da ação da toxina modificada sobre o tecido garantindo o suprimento energético do músculo. a) glandular, uma vez que ela impede a produção de c) armazenar íons cálcio utilizados no processo de con- secreção de substâncias na pele. tração muscular. b) muscular, uma vez que ela provoca a paralisia das fibras d) regular a interação entre os filamentos de actina e que formam esse tecido. miosina, impedindo contato entre essas proteínas. c) epitelial, uma vez que ela leva ao aumento da camada e) gerar impulso elétrico que se espalha pelo coração, de queratina que protege a pele. ocasionando seus batimentos. d) conjuntivo, uma vez que ela aumenta a quantidade de substância intercelular no tecido. 4. tecido muscular é caracterizado por apresentar células e) adiposo, uma vez que ela reduz a espessura da camada altamente contráteis. Nos vertebrados, há três tipos de tecido de células de gordura do tecido. muscular: estriado esquelético, estriado cardíaco e liso. Em- bora, basicamente, todos apresentem o mesmo mecanismo 7. esquema a seguir representa o mecanismo de ação dos contrátil, existem diferenças importantes que adaptam às filamentos proteicos de actina e miosina que constituem as fibrilas de um músculo estriado. suas funções particulares. Sobre esses três tipos de tecido muscular, são feitas as seguintes afirmativas. A I. As células do tecido muscular estriado cardíaco apresen- tam ramificações e estão unidas entre si por estruturas típicas e especializadas da membrana citoplasmática: os discos intercalares. II. As células do tecido muscular liso, típicas dos órgãos viscerais, são geralmente uninucleadas e fusiformes. Pela ausência dos filamentos de actina e miosina em B seu citoplasma, não apresentam as estriações carac- terísticas das células musculares estriadas cardíacas e estriadas esqueléticas. III. As células do tecido muscular estriado esquelético, tam- Pode-se afirmar que, da situação A para B, ocorreu bém denominadas fibras musculares, caracterizam-se por serem alongadas e possuírem muitos núcleos, uma a) relaxamento muscular com produção de ATP. b) relaxamento muscular com consumo de íons cálcio. vez que derivam da fusão de diversas células durante a fase embrionária. c) relaxamento muscular com formação do complexo actomiosínico. Está(ão) correta(s) d) contração muscular com formação do complexo actomiosínico. a) apenas e III. b) apenas I e II. e) contração muscular com consumo de creatina. c) apenas I e III. 8. Para a formação dos músculos esqueléticos, é necessária d) apenas I. a ativação, a proliferação e a diferenciação de linhagens e) I, e III. de células miogênicas. Esses três processos dependem da expressão e atividade de genes, conhecidos como fatores 5. pior quadro clínico da gripe Influenza A-H1N1 é da de regulação miogênica (MRFs), responsáveis por trans- Doença Respiratória Aguda Grave, DRAG, no qual os formar células não musculares em musculares. Os MRFs pacientes comumente apresentam hemorragia alveolar (MyoD, Miogenina, Myf5 e o MRF4) são produzidos por seguida de insuficiência respiratória e cardíaca, que rapi- genes reguladores, que funcionam como fatores de trans- damente podem levar ao óbito. crição e que inibem ou ativam os demais genes da via de A parede do coração é formada pelo miocárdio, um tipo de diferenciação. A miostatina, proteína codificada pelo gene tecido muscular que se caracteriza por apresentar MSTN, é a principal responsável pela inibição da hiperplasia a) células longas com vários núcleos periféricos. muscular nos animais adultos. Quando a miostatina não é b) células com contração rápida e voluntária. expressa (ver figura), Pax3 e MyoD continuam atuando e c) células pequenas e uninucleadas. promovem a miogênese, cujo resultado, principalmente em d) células com contração lenta e voluntária. bovinos, é um fenótipo denominado "dupla musculatura". e) células pequenas com 1 ou 2 núcleos centrais, unidas A ausência de expressão dessa proteína ocorre, especial- junções celulares, denominadas discos intercalares. mente, quando há uma mutação em seu gene. Biologia 2 63
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Miotubos Miócitos Mioblastos Células-tronco embrionárias do mesoderma Ativação Proliferação Diferenciação Miostatina Pax3 MyoD Myf5 MRF4 Miogenina HERKENHOFF, M.E.: PALACIOS, R.O gene MSTN e desenvolvimento muscular. Genética na escola, V. 11, n. 1, 90-97, 2016. Disponível Acesso em: 18 out. (adaptado) Sobre esse contexto, é correto afirmar que a) a combinação de dois alelos com mutação confere ao indivíduo o fenótipo característico de dupla musculatura, ofere- cendo maiores vantagens econômicas para os criadores de gado de corte. b) a miogênese é a via responsável pelo crescimento hipertrófico do tecido muscular do gado, sendo necessária a atuação de proteínas que trabalham de forma isolada, mas codificadas pelo mesmo RNAm. c) o genótipo heterozigoto deve receber atenção maior por parte de produtores de carne, pelo fato de apresentar maiores vantagens econômicas que o genótipo homozigoto. d) os organismos nos quais gene MSTN é superexpresso apresentam aumento da massa muscular; assim, a miostatina atua potencializando a fase de ativação e, consequentemente, de proliferação e diferenciação dos miócitos e mioblastos, respectivamente. e) um aumento discreto na musculatura também está presente em indivíduos com apenas uma cópia do alelo mutado. Dessa forma, esse tipo de herança é caracterizado como dominância completa ou ligada ao Y. 9. Os músculos esqueléticos dos vertebrados são compostos por dois tipos de fibras: as fibras lentas oxidativas ou vermelhas, e as fibras rápidas ou brancas. O tipo de atividade física exercida por uma pessoa pode, até um certo grau, alterar a pro- porção dessas fibras em seu corpo. De acordo com a modalidade esportiva e o tipo de treinamento, quais desses atletas olímpicos apresentam maior número de fibras lentas? I. Corredor de 100 m II. Maratonista (percorre 42 km) III. Nadador de 1500 m IV. Levantador de peso V. Atleta de salto a) le b) e III c) e d) III e IV e) IV e V 10. (ENEM) A perda de massa muscular é comum com a idade, porém, é na faixa dos 60 anos que ela se torna clinicamente per- ceptível e suas consequências começam a incomodar no dia a dia, quando simples atos de subir escadas ou ir à padaria se tomam sacrifícios. Esse processo tem nome: sarcopenia. Essa condição ocasiona a perda da força e qualidade dos músculos e tem um impacto significante na saúde. Disponível em: Acesso em: 19 dez. 2012. (adaptado) A sarcopenia é inerente ao envelhecimento, mas seu quadro e consequentes danos podem ser retardados com a prática de exercícios físicos, cujos resultados mais rápidos são alcançados com o(a) a) hidroginástica. b) alongamento. c) musculação. d) corrida. e) dança. 64 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS SAS Moléculas, células AULA Histologia animal Tecido nervoso I: e tecidos 4 12 composição, membrana em potencial de H 14,15 repouso e potencial de ação Acesse a videoaula deste conteúdo. Composição do tecido nervoso Gliócitos O tecido nervoso compõe o sistema nervoso central e Além de neurônios, há, no tecido nervoso, um conjun- periférico. É formado basicamente por dois grupos celulares: to de células de diferentes formas e funções. Constituindo neurônios e gliócitos. Os neurônios são considerados unida- metade do volume do sistema nervoso central, as células da glia, ou gliócitos, são menores que os neurônios, porém mui- des básicas do processamento de informações, sendo pro- to mais numerosas, aparecendo tanto na substância branca fundamente especializados na condução dos impulsos ner- quanto na cinzenta. Essas células dão sustentação ao sistema vosos. Os gliócitos (do grego glia, cola) sustentam, nutrem e nervoso e fabricam mielina, além de participarem da fago- protegem neurônios, mantendo a homeostase no líquido citose no tecido nervoso e colaborarem na manutenção do intersticial, que banha neurônios. metabolismo dos neurônios. Em casos de lesão ou doença, gliócito multiplica-se para preencher os espaços ocupados Neurônios anteriormente pelos neurônios. A célula nervosa, ou simplesmente neurônio, é principal componente do sistema nervoso. Considerada sua unidade tam, aproximadamente, 15 bilhões dessas células, as quais são Tome nota Os tumores cerebrais derivados da glia, chamados anatomofisiológica, estima-se que, no cérebro humano, exis- gliomas, são, muitas vezes, altamente malignos e cres- cem rapidamente. responsáveis por praticamente todas as funções do sistema. Existem diversos tipos de neurônios, com diferentes As principais células da glia são os astrócitos, as micróglias, funções, dependendo de sua localização e de sua estrutura as células de Schwann e oligodendrócitos (oligodendróglias). morfológica, mas, em geral, eles se constituem dos mesmos componentes básicos: Corpo do neurônio (corpo celular) Constituído de núcleo circundado pelo citoplasma funcional, que inclui organelas típicas, como retículo endoplasmático, lisosso- mos, mitocôndrias e um complexo golgiense. Axônio (neurofibras) Prolongamento único e grande que Astrócito Micróglia Oligodendrócitos aparece no corpo celular e é responsável pela condução do Representação dos principais tipos de neuróglios. impulso nervoso, podendo ou não ser revestido por mielina (bainha axonal) e apresentando, no final, os telodendros Os astrócitos são as maiores células, e é por meio deles (terminações axônicas). que as substâncias do sangue fluem para neurônios. Eles são caracterizados pela presença de prolongamentos que Dendritos Prolongamentos menores, em forma de rami- unem os neurônios aos capilares, participando também da ficações (arborizações terminais), que emergem do corpo sustentação do tecido nervoso e da recuperação de áreas celular, conduzindo impulso nervoso para esta porção. lesadas. Já as micróglias são células pequenas e pouco rami- ficadas, cuja função é fagocitar OS detritos ou restos celulares Basicamente, cada neurônio possui uma região receptiva que estejam no tecido. Por fim, os oligodendrócitos possuem e outra efetora em relação à condução da sinalização. curtos prolongamentos que se enrolam nas neurofibras do sistema nervoso central, formando um revestimento isolante chamado de estrato mielínico. Mielinização A maior parte dos neurônios encontra-se circundada Botão Dendritos por uma espécie de bainha denominada estrato mielínico. terminal Núcleo Ele é composto de uma combinação lipoproteica, como analogia a um material isolante que recobre um fio elétrico. Com isso, o estrato mielínico isola axônio de um neurônio, Estrato mielínico ao mesmo tempo que aumenta a velocidade de propagação Corpo Nucléolo Axônio celular do impulso nervoso. No sistema nervoso periférico (SNP), as células de Schwann são responsáveis por produzir a bainha, enquanto no sistema nervoso central (SNC) essa tarefa é Célula de Base do desempenhada pelos oligodendrócitos. Resumindo, apro- Schwann Nó axônio ximadamente 120 camadas recobrem o axônio. Ao longo do neurofibroso axônio, aparecem lacunas intercalares na bainha, denomina- Representação esquemática da estrutura de um neurônio. das nós neurofibrosos. Biologia 2 65
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Experimentos verificaram que, do nascer até a maturidade, a quantidade de mielinização aumenta à medida que acelera a condução do impulso nervoso. Na época em que bebê começa a falar, a maior parte do estrato mielínico está parcialmente formado; por esse motivo, as respostas de uma criança de pouca idade não são tão rápidas nem tão coordenadas como as de uma criança mais velha ou de um adulto. A mielina e a esclerose múltipla Saiba mais A mielina é uma bainha de membranas ricas em lipídios que circunda axônios de células nervosas e tem um conteúdo particularmente alto de esfingomielina, sendo constituída por muitas camadas de membrana plasmática enroladas ao redor da célula nervosa. Ao contrário de muitos tipos de membranas, a mielina é, em essência, uma bicamada lipídica com uma pequena quantidade de proteínas. Sua estrutura, composta por segmentos com interrupções (nódulos), promove a transmissão rápida de impulsos nervosos entre nódulos sucessivos. A perda da mielina leva à lentidão e, eventualmente, à interrupção da transmissão nervosa. Na esclerose múltipla, doença incapacitante e fatal, o estrato mielínico é destruído de modo progressivo por placas escleróticas, que afetam o cérebro e a medula espinhal. Tais placas parecem ter origem autoimune; contudo, os epidemio- logistas levantaram questões acerca do envolvimento de infecção viral na instalação da doença. O progresso da enfermida- de é marcado por períodos de destruição ativa da mielina. As pessoas afetadas pela esclerose múltipla sofrem de fraqueza, perda de coordenação motora e problemas visuais e de fala. Membrana em potencial de repouso Em um neurônio em repouso, ou seja, quando não foi eletricamente estimulado, a superfície externa da membrana plas- mática se conserva mais carga positiva que a sua superfície interna. Desta forma, pode-se dizer que a superfície externa da membrana é eletricamente positiva em relação ao interior celular. A diferença na concentração de cargas positivas dentro e fora da célula é chamada de potencial de repouso, que pode ser medida em volts. Nos neurônios, o potencial de membrana em repouso é de cerca de -70 mV. sinal de subtração (-) indica que o lado interno da membrana é menos positivo em relação ao externo. O potencial de membrana em repouso surge da distribuição desigual de vários íons no citosol (citoplasma) e no líquido intersticial (espaços entre as células). Os principais íons presentes na região externa da célula são Na+ (sódio) e (cloro). No interior da célula, os principais íons de carga positiva no citosol são os íons potássio (K+). Como a concentração de K+ é mais alta no citosol, a membrana apresenta maior quantidade de canais de difusão de K+, enquanto a permeabilidade da membrana ao Na+ é muito baixa, porque existem poucos canais de sódio. Potencial de ação Um potencial de ação ou impulso é uma sequência de eventos de ocorrência rápida que diminuem e invertem o potencial de membrana e, depois, finalmente o restituem ao estado de repouso. Um estímulo corresponde a qualquer mecanismo no ambiente da célula capaz de alterar o potencial de membrana em repouso. A conversão desse estímulo em potencial de ação chama-se excitabilidade. Um potencial de ação tem duas fases principais: a fase de despolarização e a fase de repolarização. Durante a fase de despolarização, uma sequência de eventos de ocorrência rápida diminui e, finalmente, inverte o potencial de membrana, tornando lado interno mais positivo do que externo. Nessa fase, a abertura dos canais de difusão de Na+ permite a entrada de, aproximadamente, 20000 íons, causando a despolarização. influxo de sódio leva potencial de membrana a passar de -70 mV e chegar a até +30 mV. Despolarização das membranas, provocando impulso nervoso (I.N.) Estímulo Área de repolarização Na I.N. Representação do potencial de ação. Posteriormente à passagem do impulso, durante a fase de repolarização, a polarização da membrana é restabelecida até o seu estado de repouso. Esse processo começa a ocorrer quando potencial de membrana alcança limiar, pois os canais de difusão de K+ começam a abrir lentamente, à medida que os de sódio são automaticamente fechados. Com isso, o efluxo de K+ pode ser suficientemente grande para causar uma fase pós-hiperpolarização. Durante a hiperpolarização, os canais de potássio finalmente se fecham e potencial de membrana retorna ao nível de repouso, de -70 mV. 66 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS 2 Alguns canais de abrem, despolarizando 3 Outros canais de a célula até limar. se abrem, causando um Na+ Na pico de despolarização - - Na Na um potencial de ação. Os canais de Na+ são inativados, e os canais voltagem-dependentes de K+ se abrem, repo- Na larizando e até hiper- polarizando a célula. Na Na Na 40 Potencial de membrana (mV) 20 2 3 0 Despolarização Repolarização Na Na -20 Na Na Limiar de -40 Potencial excitabilidade de repouso -60 A abertura de canais de K+ 1 4 1 4 Todos os canais voltagem- gera potencial de repouso. -dependentes se fecham -80 e a célula retorna ao seu 1 2 3 4 5 6 7 Na Na potencial de repouso. Na Na Na Na Na+ Na Na Na Na Na Na Na Na Na A pequena difusão de sódio para dentro e a de potássio para fora da célula são equilibradas pelas bombas de sódio-potássio. Essas bombas ajudam a manter o potencial de membrana em repouso, bombeando Na+ para fora da célula e K+ para dentro. ATIVIDADES PARA SALA 1. Algumas doenças neurodegenerativas podem resultar da degradação progressiva da bainha de mielina dos neurônios pela ação do próprio sistema de defesa. Um exemplo é a adrenoleucodistrofia (ou ALD), uma doença hereditária cujos porta- dores apresentam acúmulo de grandes quantidades de um determinado tipo de gordura nos neurônios, o que estimula o ataque por leucócitos do próprio organismo. Outro exemplo de doença desmielinizante é a esclerose múltipla, que apre- senta características semelhantes à ALD, apesar de causas distintas. Embora estudos já realizados não permitam uma conclusão definitiva, acredita-se que a esclerose múltipla tenha um componente genético e que a expressão da doença seja desencadeada pela ação de determinados microrganismos. De acordo com texto, e analisando as assertivas que seguem, pode-se concluir que a) os neurônios são as únicas células encontradas no tecido nervoso e, além de seu elevado poder mitótico, exercem papel de nutrição, sustentação e proteção. b) danos à bainha de mielina dificultam a transmissão dos impulsos nervosos pelos neurônios, que pode resultar, por exemplo, em problemas motores, de raciocínio e sensoriais. c) leucócitos, ou glóbulos brancos, são as principais células do sistema de defesa do organismo; por isso, as doenças citadas no texto podem ser caracterizadas como autoimunes. d) ambas as doenças desmielinizantes citadas no texto possuem como causa a presença de um gene alterado herdado dos pais, não apresentando influência do ambiente. e) a adrenoleucodistrofia (ALD) é uma doença caracterizada pela degradação da mielina, uma proteína associada à dimi- nuição da velocidade de propagação do impulso nervoso. Biologia 2 67
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS 2. Observe o fragmento de texto a seguir. Pesquisa investiga possíveis problemas neurológicos causados por zika em adultos Pesquisadores acreditam que zika causa outros problemas neurológicos além de Guillain-Barré Um grupo de pesquisadores da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e do Instituto D'or de Pesquisa e Ensino (Idor, ligado à rede D'or de hospitais) começou a estudar, nesta segunda-feira, se adultos infectados pelo zika vírus podem desenvolver problemas neurológicos, além da já conhecida síndrome de Guillain-Barré. A decisão de fazer o estudo veio depois da constatação de alguns casos suspeitos de síndromes neurológicas associadas à infecção por zika. Médicos de diferentes hospitais do Estado vêm relatando um número acima da média de casos de Guillain-Barré (um problema au- toimune que ataca sistema nervoso) e também de encefalites e encefalomielites inflamações no cérebro e na medula normalmente decorrentes de infecções virais. As doenças podem causar desde uma leve confusão mental até convulsões e paralisia. "Temos casos relatados de alterações neurológicas em pessoas que tiveram diagnóstico clínico de zika", afirma a diretora científica do Idor, Fernanda Tovar Moll, professora da UFRJ e especialista em neuroimagem. [...] Disponível em: http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2016/02/160223_problema_zika_adultos_rj_lab. Acesso em: 5 maio 2016. A Síndrome de Guillain-Barré é uma doença autoimune que, aparentemente, vem sendo desencadeada pela presença do zika vírus. Ela se caracteriza pela inflamação dos nervos, das raízes nervosas proximais e nervos cranianos. Além disso, ela é desmielinizante e, por consequência, afeta a condução nervosa. Caso seja desencadeada porque vírus afeta a célula glial produtora da bainha de mielina, a célula afetada seria a) o astrócito protoplasmático. d) a célula de Schwann. b) astrócito fibroso. e) a micróglia. c) o neurônio. 3. Assinale a alternativa que apresenta corretamente alguns tipos celulares e o tecido onde eles são tipicamente encontrados. a) Osteoblastos Tecido Epitelial b) Astrócitos Tecido Conjuntivo c) Fibroblastos Tecido Muscular d) Condrócitos Tecido Nervoso e) Gliócitos Tecido Nervoso 4. (ENEM) As células possuem potencial de membrana, que pode ser classificado em repouso ou ação, e é uma estratégia eletrofisiológica interessante e simples do ponto de vista físico. Essa característica eletrofisiológica está presente na figura a seguir, que mostra um potencial de ação disparado por uma célula que compõe as fibras de Purkinje, responsáveis por conduzir os impulsos elétricos para o tecido cardíaco, possibilitando assim a contração cardíaca. Observa-se que existem quatro fases envolvidas nesse potencial de ação, sendo denominadas fases 0, 1, 2 e 3. Fase 1 0 Fase 2 Potencial de membrana (mV) Fase 3 -50 Fase 0 -100 200 400 600 Tempo (ms) potencial de repouso dessa célula é -100 mV, e quando ocorre influxo de íons Na+ e a polaridade celular pode atingir valores de até +10 mV, que se denomina despolarização celular. A modificação no potencial de repouso pode disparar um potencial de ação quando a voltagem da membrana atinge o limiar de disparo que está representado na figura pela linha pontilhada. Contudo, a célula não pode se manter despolarizada, pois isso acarretaria a morte celular. Assim, ocorre a repolarização celular, mecanismo que reverte a despolarização e retorna a célula ao potencial de repouso. Para tanto, há efluxo celular de íons Qual das fases, presentes na figura, indica o processo de despolarização e repo- larização celular, respectivamente? a) 0 e 2 b) 0 e 3 c) 1 e 2 d) 2 e 0 e) 3 e 1 68 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS ATIVIDADES PROPOSTAS 1. Assinale a alternativa que corretamente se refere aos dendritos. a) Transmitem os impulsos nervosos do corpo celular para outros neurônios, ou para órgãos efetores. b) São prolongamentos que recebem impulsos nervosos e conduzem para o corpo celular. c) Liberam, em suas terminações, mediadores químicos responsáveis pelas sinapses. d) São finas terminações nervosas do axônio, cujas extremidades chegam muito próximo das células-alvo para formar as sinapses. e) São prolongamentos envoltos por uma bainha de mielina. 2. A esclerose múltipla é uma doença autoimune que provoca uma espécie de curto-circuito nervoso. Ela age desencapando os neurônios responsáveis pela troca de informações da central de comando com resto do corpo, comprometendo, em questão de anos ou décadas, funções como a fala, a visão, a memória e a locomoção. Os responsáveis por esse "tilt" são alguns agentes tresloucados do sistema de defesa, que começam a agredir as bainhas de mielina, capas de gordura que revestem a cauda das células nervosas, e criam lacunas de conexão em sua rede de comunicação. A boa notícia é que arsenal terapêutico ganha um novo aliado para amenizar os efeitos dessa falha no nosso "hardware": uma droga capaz de preservar fios nervosos encapados. Disponível em: Acesso em: 27 nov. (adaptado) A esclerose múltipla é uma doença neurológica que atua "desencapando neurônios responsáveis pela troca de informa- ções da central de comando com o resto do corpo". Esse feito tem como consequência a) aumento das expansões da membrana plasmática do axônio, na tentativa de repor a bainha de mielina. b) a diminuição do espaço entre nódulos de Ranvier, dificultando a transmissão dos impulsos nervosos nesses neurônios. c) a diminuição da velocidade de propagação dos impulsos nervosos nos neurônios afetados pela doença. d) aumento da produção de neurotransmissores para facilitar a condução do impulso nervoso nos nódulos de Ranvier. e) a propagação do impulso nervoso nos dois sentidos da fibra nervosa, causando, assim, um colapso do sistema nervoso. 3. A velocidade de propagação do estímulo nervoso na membrana de um neurônio varia entre 10 cm/s e 1 m/s. Tais velocidades, no entanto, são insuficientes para coordenar as ações de animais de grande porte. Em uma girafa, por exemplo, um impulso que viajasse à velocidade de 1 m/s levaria entre três e quatro segundos para percorrer a distância que vai da pata traseira ao encéfalo. Se fosse essa realmente a velocidade de condução nervosa na girafa, ela seria um animal lento e descoordenado, incapaz de enfrentar situações que exigissem respostas rápidas. Disponível em: Acesso em: 16 set. 2019. No entanto, sabe-se que a propagação do impulso pode atingir velocidades de até 200 m/s, que é garantido pela presença de a) sinapses. b) bainha de mielina. c) nódulos de Ranvier. d) neurotransmissores. e) micróglias. 4. tecido nervoso é um dos mais especializados e complexos do corpo humano. Por meio dele, percebe-se - mundo, aprende-se e armazena-se memórias. Sua origem é ectodérmica, sendo constituído por células altamente especializadas, responsáveis pela recepção e resposta adequada aos estímulos, atuando na condução do impulso nervoso. Em relação às células gliais, estabeleça relação entre nome, desenho e as funções de cada uma. CÉLULAS DESENHOS FUNÇÕES A I. São células fagocitárias, que participam tanto do processo de inflamação quanto da reparação do SNC. Também secretam 1. Oligodendrócitos diversas citocinas reguladoras do processo imunitário e removem os restos celulares, que surgem nas lesões do SNC. II. São responsáveis por revestir os ventrículos do cérebro e o canal 2. Astrócitos central da medula espinhal. Em alguns locais, por serem ciliadas, atuam na movimentação do líquido cefalorraquidiano. Biologia 2 69
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS III. São responsáveis pela produção da bainha de mielina, que possui a 3. Células de Schwann função de isolante elétrico para os neurônios do SNC. D IV. Possuem a mesma função de uma outra célula descrita no quadro, 4. Células ependimárias embora formem a bainha de mielina em torno do axônio em neurônios do sistema nervoso periférico. V. E Participam do controle da composição iônica e molecular do ambiente extracelular dos neurônios, podendo influenciar a 5. Células de micróglia atividade e a sobrevivência deles, absorvem excessos localizados de neurotransmissores e sintetizam moléculas neuroativas. Assinale a alternativa que apresenta a associação correta. a) 1-D-IV; 2-B-I; 3-A-II; 4-E-III; 5-C-V d) 1-B-IV; 2-E-II; 3-D-V; 4-A-I; 5-C-III b) 1-E-IV; 2-B-III; 3-C-V; 4-D-I; 5-A-II e) 1-C-II; 2-A-IV; 3-B-I; 4-D-III; 5-E-V c) 1-A-III; 2-C-V; 3-E-IV; 4-B-II; 5-D-I 5. O gráfico representa modificações elétricas da membrana de um neurônio (potencial de membrana), mostrando o potencial de ação gerado por um estímulo, em dado momento. +40 De acordo com a análise do gráfico pode-se concluir que Potencial de membrana (mV) 0 a) a curva X corresponde à despolarização do neurônio. Y W b) a curva Y corresponde à fase de repouso do neurônio. c) W indica o momento de repolarização da membrana neuronal. -40 d) Z indica a abertura dos canais de cloro para restabelecimento do po- -60 tencial de repouso. -80 X Z e) tempo zero mostra a desmielinização do neurônio, logo a interrup- 0 1 2 3 4 ção da despolarização. Tempo (ms) Estímulo 6. O tecido nervoso do ser humano é composto por bilhões de células, desempenhando diversas funções, entre elas, a con- dução do impulso nervoso. A figura ilustra uma organização sequencial de neurônios, nos quais a sinapse é química e mediada por neurotransmissores. Botão Dendritos terminal Núcleo Estrato mielínico Corpo Nucléolo Axônio celular Célula de Base do Schwann Nó axônio neurofibroso 70 Biologia 2
CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS Tal organização é fundamental, pois o percurso celular de 9. O metilfenidato, conhecido como Ritalina, é um fármaco um impulso nervoso, nesse caso, é estimulante do sistema nervoso central indicado para a) unidirecional em todos os neurônios, e também em portadores de transtorno de déficit de atenção e hipera- suas terminações. tividade (TDAH). Seu mecanismo de ação não está total- b) bidirecional em todos neurônios, e também em suas mente elucidado, mas acredita-se que seja o mesmo das terminações. anfetaminas e da cocaína, ou seja, aumenta a concentração c) reversível na maioria dos neurônios, não o sendo em de dopamina nas sinapses. suas terminações. d) unidirecional, dependendo de seu estímulo inicial em Disponível em: www.unicamp.br. Acesso em: 23 jan. 2014. (adaptado) suas terminações. Em relação aos neurônios e à transmissão dos impulsos e) bidirecional, dependendo de seu estímulo inicial em nervosos, analise as afirmativas a seguir e assinale a alter- suas terminações. nativa correta. 7. A respeito da célula representada a seguir, assinale a al- I. Nas sinapses químicas, ocorre a passagem do impulso ternativa correta. nervoso de um neurônio para outro, e esse processo é caracterizado pela continuidade do citoplasma de um neurônio com citoplasma do próximo neurônio. II. Quando um neurônio está em repouso, encontra-se polarizado, apresenta maior concentração de potássio no meio extracelular, e no meio intracelular existe maior IV concentração de sódio. III III. A recepção e transmissão de estímulo nervoso ocor- rem por intermédio de fibras nervosas, que podem ser mielínicas e conduzem impulso nervoso com maior a) pode apresentar-se envolvido por uma camada velocidade, ou amielínicas, que conduzem impulso proteica, que tem como função acelerar a transmissão nervoso de forma mais lenta. do impulso. a) Somente a afirmativa está correta. b) Em IV, existem vesículas contendo substâncias capazes b) Somente a afirmativa está correta. de gerar impulsos em células próximas. c) é responsável por gerar a energia necessária para o c) Somente a afirmativa está correta. funcionamento dessa célula. d) As afirmativas e estão corretas. d) É capaz de gerar um impulso sempre que estimulada, e) As afirmativas e III estão corretas. independentemente da intensidade do estímulo. e) pode estabelecer contato com células musculares, 10. Quando um neurônio é estimulado, ocorre uma onda de sendo responsável pelo controle das contrações. alterações elétricas que percorre a membrana do neurô- nio, dos dendritos em direção ao axônio. Assinale o que 8. As figuras a seguir ilustram dois circuitos neuronais forma- for correto a respeito da propagação do impulso nervoso. dos por neurônios de mesmo tipo. circuito A está em repouso e está sendo estimulado. a) A alteração elétrica é chamada de despolarização, a qual consiste em uma inversão brusca de cargas ao A longo de toda a membrana plasmática. Nesse caso, a superfície interna da membrana torna-se momentanea- mente menos positiva que a externa. Sinapse b) As alterações elétricas na membrana plasmática do neurônio, durante o impulso nervoso, ocorrem devido às mudanças temporárias em sua permeabilidade aos Sinapse íons cloro, sódio e aos íons potássio. Estímulos c) A alteração (inversão) da carga elétrica da membrana Analisando dois circuitos, pode-se afirmar que: plasmática durante a despolarização é chamada de potencial de ação. Enquanto uma área despolarizada da I. O circuito A está em repouso porque não tem capaci- dade de transmitir qualquer estímulo. membrana está se repolarizando, outra imediatamente II. O circuito está sofrendo despolarização e repolariza- à sua frente está se despolarizando. ção da membrana celular. d) Durante processo de despolarização da membrana III. No circuito B, ocorre a passagem do estímulo de um plasmática, a superfície interna da membrana torna-se neurônio para outro, por meio da liberação de media- momentaneamente mais negativa que a externa. Na dores químicos pelos terminais sinápticos. fase de repolarização, ocorre o inverso, ou seja, a super- Está(ão) correta(s), apenas: fície interna torna-se bem mais positiva que a externa. a) e e) Ao atingir a extremidade de um axônio, o impulso ner- b) e III. voso deve ser transmitido a outro neurônio. A região de c) e III. proximidade entre o axônio e a célula vizinha, por onde d) II. se dá a transmissão do impulso nervoso, é chamada e) III. placa motora. Biologia 2 71
ATIVIDADES Discursivas Você pode acessar as resoluções comentadas dessa seção. BIOLOGIA 2 b) Que tipos de produtos (medicamentos) puderam ser produzidos com base nas experiências relatadas, respectivamente, nos fragmentos de textos e Aula 9: Histologia animal Tecido Que relação existe entre fenômeno observado no conjuntivo II: cartilaginoso, ósseo e texto e as chamadas células de memória? sanguíneo 2. (FUVEST) As bactérias podem vencer a barreira da pele por exemplo, em um ferimento e entrar no corpo. 1. (UNICAMP) Fibroblasto é um tipo de célula do tecido sistema imunitário age para combatê-las. conjuntivo que sintetiza e secreta glicoproteínas como colágeno. Algumas organelas citoplasmáticas, como a) Nesse combate, uma reação inicial inespecífica é retículo endoplasmático granuloso, complexo gol- efetuada por células do sangue. Indique o processo giense e as vesículas, participam de forma interativa que leva à destruição do patógeno, bem como as nessas funções. células que realizam. b) Indique a reação de combate que é específica para Indique duas funções do tecido conjuntivo. cada agente infeccioso e as células diretamente responsáveis por esse tipo de resposta. 2. (UFSCAR) A duração de uma hemácia no tecido sanguí- neo humano é de 90 a 120 dias. Por serem continuamen- te renovadas, torna-se necessária a remoção constante Aula 11: Histologia animal Tecido das hemácias envelhecidas do sangue. muscular a) Onde ocorre a produção de novas hemácias e em que órgãos ocorre sua remoção? b) Na parte líquida do sangue, chamada plasma, encon- 1. (FUVEST) A tabela a seguir apresenta algumas carac- tram-se determinadas proteínas, como as globulinas terísticas de dois tipos de fibras musculares do corpo e as albuminas. Qual a função de cada uma dessas humano. proteínas? Fibras musculares Aula 10: Sistema imunitário Características Tipo Tipo IIB Velocidade de contração Lenta Rápida 1. (UNESP) Concentração de enzimas oxidativas Alta Baixa Leia os seguintes fragmentos de textos e responda aos itens a seguir. Concentração de enzimas glicolíticas Baixa Alta Edward Jenner, um médico inglês, observou, no final do século XVIII, que um número expressivo de pessoas mostrava-se imune à varíola. Todas a) Em suas respectivas provas, um velocista corre 200 m, eram ordenhadoras e tinham se contaminado com com velocidade aproximada de 36 km/h; e um mara- cowpox, uma doença do gado semelhante à varíola tonista corre 42 km, com velocidade aproximada de pela formação de pústulas, mas que não causava a 18 km/h. Que tipo de fibra muscular se espera morte dos animais. Após uma série de experiências, encontrar, em maior abundância, nos músculos do constatou que estes indivíduos mantinham-se refratá- rios à varíola, mesmo quando inoculados com vírus. corpo de cada um desses atletas? Disponível em: b) Em que tipo de fibra muscular deve ser observado o maior número de mitocôndrias? Justifique. II. Em 6 de julho de 1885, chegava ao laboratório de Louis Pasteur um menino alsaciano de nove anos, 2. (UNICAMP) As pessoas são incentivadas a praticar ativi- Joseph Meister, que havia sido mordido por um cão dades físicas visando a uma vida saudável. Especialistas raivoso. Pasteur, que vinha desenvolvendo pesquisas em Fisiologia do Exercício determinaram a porcentagem na atenuação do vírus da raiva, injetou na criança de fibras do tipo e do tipo encontradas em material proveniente de medula de um coelho in- fectado. Ao todo, foram 13 inoculações, cada uma músculos estriados esqueléticos de quatro grupos com material mais virulento. Meister não chegou a de pessoas: atletas maratonistas(*), atletas velocis- contrair a doença. tas(**), pessoas sedentárias e pessoas com atividade física moderada. Os resultados desse estudo são mostrados Disponível em: http://www.bio.fiocruz.br. na figura a seguir. a) Qual dos fragmentos, ou II, refere-se a processos (*) Corredores de longas distâncias de imunização passiva? Justifique sua resposta. (**) Corredores de curtas distâncias (ex.: 100 metros) 72
90 80 Aula 12: Histologia animal Tecido 70 nervoso composição, membrana Tipos de fibras (%) 60 em potencial de repouso e 50 potencial de ação 40 30 20 1. (FUVEST) O esquema representa dois neurônios contíguos 10 (I II), no corpo de um animal, e sua posição em relação a duas estruturas corporais identificadas por X e Y. A C D Grupos de pessoas Dendrito X Y Fibra Tipo Fibra Tipo Axônio Sinapse Fibra muscular tipo I Fibra muscular tipo a) Tomando-se as estruturas X e Y como referência, Contração lenta em que sentido se propagam os impulsos nervosos Contração rápida através dos neurônios I e II? b) Considerando-se que, na sinapse mostrada, não há Metabolismo aeróbico Metabolismo anaeróbico contato físico entre OS dois neurônios, que permite Alta densidade de Baixa intensidade de a transmissão do impulso nervoso entre eles? mitocôndrias mitocôndrias c) Explique mecanismo que garante a transmissão unidirecional do impulso nervoso na sinapse. FOX, E. L; Mathews, D.K. Bases fisiológicas da Educação Física e dos Desportos. Rio de Janeiro: Editora Guanabara, 1986, 72-74. 2. (UNICAMP) Com a manchete "O Voo de Maurren", (adaptado) Estado de S. Paulo noticiou, no dia 23 de agosto de a) Analise as informações da tabela e indique, en- 2008, que a saltadora Maurren Maggi ganhou a segunda medalha de ouro para Brasil nos Jogos Olímpicos. No tre quatro grupos de pessoas (A, B, ou D) salto de 7,04 m de distância, Maurren utilizou a força mostrados na figura, qual grupo corresponde originada da contração do tecido muscular estriado aos maratonistas e qual grupo corresponde aos esquelético. Para que pudesse chegar a essa marca, foi preciso contração muscular e coordenação dos movi- velocistas. Justifique. mentos por meio de impulsos nervosos. b) Se dois grupos de atletas não fizerem um treina- a) Explique como neurônio transmite impulso mento adequado, pode ocorrer neles dor muscular nervoso ao músculo. intensa durante ou após uma competição. A que se b) Para saltar, é necessária a integração das estruturas ósseas (esqueleto) com tendões e músculos. deve essa dor muscular? Explique. Explique como ocorre a integração dessas três es- truturas para propiciar à atleta a execução do salto. ANOTAÇÕES 73
D epois de descobrir, explorar e transformar, ano de saída da escola traz uma mistura de sensações para 0 aluno do Ensino Médio. É momento de conquistas, partidas, encontros, dúvidas... Ciclos são fechados para que novos comecem. Diante dessas e de outras possibilidades, é importante aliar 0 conhecimento adquirido em sala de aula à vivência do cotidiano. A escolha da profissão também pode não ser tarefa mais simples: nesse caso, que mais importa é a trilha a ser percorrida, e não ponto de chegada. Neste livro, você encontrará diversos caminhos que têm mesmo destino: futuro. Escolha seu sem medo. Arriscar também é aprender. Vamos lá? SAS Plataforma de Educação saseducacao.com.br *MS20LP33203