Alelos letais: Os genes que matam
As mutações que ocorrem nos seres vivos são totalmente aleatórias e, às vezes, surgem variedades genéticas que podem levar a morte do portador antes do nascimento ou, caso ele sobreviva, antes de atingir a maturidade sexual. Esses genes que conduzem à morte do portador, são conhecidos como alelos letais. Por exemplo, em uma espécie de planta existe o gene C, dominante, responsável pela coloração verde das folhas. O alelo recessivo c, condiciona a ausência de coloração nas folhas, portanto o homozigoto recessivo cc morre ainda na fase jovem da planta, pois esta precisa do pigmento verde para produzir energia através da fotossíntese. O heterozigoto é uma planta saudável, mas não tão eficiente na captação de energia solar, pela coloração verde clara em suas folhas. Assim, se cruzarmos duas plantas heterozigotas, de folhas verdes claras, resultará na proporção 2:1 fenótipos entre os descendentes, ao invés da proporção de 3:1 que seria esperada se fosse um caso clássico de monoibridismo (cruzamento entre dois indivíduos heterozigotos para um único gene). No caso das plantas o homozigoto recessivo morre logo após germinar, o que conduz a proporção 2:1.
Esse curioso caso de genes letais foi descoberto em 1904 pelo geneticista francês Cuénot, que estranhava o fato de a proporção de 3:1 não ser obedecida. Logo, concluiu se tratar de uma caso de gene recessivo que atuava como letal quando em dose dupla.
No homem, alguns genes letais provocam a morte do feto. É o caso dos genes para acondroplasia, por exemplo. Trata-se de uma anomalia provocada por gene dominante que, em dose dupla, acarreta a morte do feto, mas em dose simples ocasiona um tipo de nanismo, entre outras alterações.
Há genes letais no homem, que se manifestam depois do nascimento, alguns na infância e outros na idade adulta. Na infância, por exemplo, temos os causadores da fibrose cística e da distrofia muscular de Duchenne (anomalia que acarreta a degeneração da bainha de mielina nos nervos). Dentre os que se expressam tardiamente na vida do portador, estão os causadores da doença de Huntington, em que há a deterioração do tecido nervoso, com perde de células principalmente em uma parte do cérebro, acarretando perda de memória, movimentos involuntários e desequilíbrio emocional.
quarta-feira, 30 de junho de 2010
quinta-feira, 24 de junho de 2010
2ª Lei de Mendel
A Segunda Lei de Mendel é também conhecida como Lei da segregação independente dos genes.
Introdução
Mendel em seus experimentos também cruzou plantas que diferiam em relação a dois pares de alelos. Neste cruzamento, que objetivava esclarecer a relação de diferentes pares de alelos, ele cruzou plantas que possuíam sementes amarelas e lisas com plantas que possuíam sementes verdes e rugosas. A progênie F1 resultante entre o cruzamento dos progenitores homozigota é formada por híbridos(heterozigotos) para dois pares de genes. A progênie F1 (GgWw) é formada por diíbridos e, por extensão, o cruzamento GGWW x ggww é um cruzamento diíbrido. Sabia-se, graças à experiências anteriores, que os alelos que determinavam sementes amarelas e lisas eram dominantes e sobre seus respectivos alelos, que produziam sementes verdes e rugosas. Assim, considerando dois deles tinham-se as informações:
* caráter cor dos cotilédones
já tinha sido observado que o padrão amarelo (V_) apresentava dominância sobre o padrão verde (vv);
* caráter aspecto da casca da semente
neste caso, já se observa que o padrão de casca lisa (R_) era dominante sobre o tipo casca rugosa (rr).
O estudo
Os cruzamentos foram realizados no mesmo esquema da elaboração da primeira lei. A geração parental(P) utilizava duas plantas homozigóticas para as características estudadas, assim uma duplo-dominante (AA) era cruzada com um duplo-recessiva (aa). Desse cruzamento surgiu um híbrido heterozigótico (Aa). Mendel selecionou dois caracteres das sete estudadas na primeira lei para comparação, ervilhas amarelas(AA) e lisas(BB)(duplo-dominante) e ervilhas verdes(aa) e rugosas(bb)(duplo-recessiva).No primeiro cruzamento (F1) todas as ervilhas obtidas eram amarelas(Aa) e lisas(Bb). Na segunda geração(F2) foram obtidas ervilhas amarelas(A_) e lisas(B_), amarelas(A_) e rugosas(bb),verdes(aa) e lisas(B_) e verdes(aa)e rugosas(bb), Na proporção, respectivamente, 9:3:3:1 (P)AA/aa + BB/bb (F1)AAxaa=Aa BBxbb=Bb (F2)AaxAa=AA/Aa/Aa/aa BbxBb=BB/Bb/Bb/bb
Cruzamentos possíveis de todos os gametas obtidos
Gametas AB Ab aB ab
AB AABB AABb AaBB AaBb
Ab AABb AAbb AaBb Aabb
aB AaBB AaBb aaBB aaBb
ab AaBb Aabb aaBb aabb
A_: Dominante(cor Amarela). B_: Dominante(forma Lisa). aa: Recessivo(cor Verde). bb: Recessivo(forma Rugosa).
Obs.: Foram obtidos dezesseis resultados entre os cruzamentos dos possíveis tipos de cromossomos. Obs.2: A proporção obtida na experiencia decorre da soma do número de ocorrencias. Exemplo: Amarela e Lisa(A_B_): 1/16x9= 9/16.
Assim na geração F2 constata-se a existência de quatro fenótipos distintos, sendo dois idênticos da geração parental e dois novos(A_bb e aaB_). Todos os resultados confirmaram que os genes de cada carácter passavam de forma independente dos demais, ou seja, o fenótipo dominante - amarelo - não era transmitido obrigatoriamente com o fenótipo dominante - liso, o mesmo ocorreu com a transmissão dos fenótipos recessivos - verde e rugoso - para os descendentes.
Conclusão
A segunda Lei de Mendel também denominada de lei da segregação independente foi criada por Gregor Mendel diz que, as diferenças de uma característica são herdadas independentemente das diferenças em outras características.
sexta-feira, 18 de junho de 2010
1ª Lei de Mendel
A primeira lei de Mendel, chamada de lei da segregação ou lei da pureza dos gametas, pode ser enunciada da seguinte forma: na formação dos gametas, os pares de fatores se segregam.
A História de Mendel
Gregor Johann Mendel
Gregor Johann Mendel nasceu a 20 de Julho de 1822, na Silésia, sendo batizado a 22 de julho de 1822, o que gera uma confusão em relação ao dia de seu nascimento. Segundo consta, era pobre, e aos 21 anos de idade entrou para um convento da Ordem de Santo Agostinho, de onde seus superiores o enviaram a Viena a fim de estudar história natural. Indicado depois para professor-substituto dessa matéria, jamais conseguiu, entretanto, a aprovação nos exames para se tornar efetivo no cargo. Seu trabalho genial, colocou-o no nível dos maiores cientistas da humanidade. Sua obra Experiências com hibridização de plantas, que não abrange mais de 30 páginas impressas, é um modelo de método científico. O que descobriu, e vem sendo ensinado desde 1900, se tornou absolutamente imprescindível para a compreensão da Biologia moderna.
Baseado em trabalhos já existentes acerca de hibridização de plantas ornamentais, mas que não haviam sido bem-sucedidos, tais como o trabalho de Kölreuter, Gartner, e outros, Mendel decidiu estudar o mesmo problema. O primeiro cuidado que teve foi selecionar devidamente o material de estudo; para isso, estabeleceu alguns critérios e procurou material que se lhes adequassem. Tais critérios consistiam principalmente em encontrar plantas de caracteres nitidamente distintos e facilmente diferenciáveis; que essas plantas cruzassem bem entre si, e que os híbridos delas resultantes fossem igualmente férteis e se reproduzissem bem; e, por fim, que fosse fácil protegê-las contra polinização estranha.
Baseado nesses critérios, depois de várias análises, Mendel escolheu algumas variedades e espécies de ervilhas (Pisum sativum), conseguindo um total de sete pares de caracteres distinto.
O estudo
Vamos chamar de linhagem os descendentes de um ancestral comum. Mendel observou que as diferentes linhagens, para os diferentes caracteres escolhidos, eram sempre puras, isto é, não apresentavam variações ao longo das gerações. Por exemplo, a linhagem que apresentava sementes da cor amarela produziam descendentes que apresentavam exclusivamente a semente amarela. O mesmo caso ocorre com as ervilhas com sementes verdes. Essas duas linhagens eram, assim, linhagens puras. Mendel resolveu então estudar esse caso em especifico.
A flor de ervilha é uma flor típica da família das Leguminosae. Apresenta cinco pétalas, duas das quais estão opostas formando a carena, em cujo interior ficam os órgãos reprodutores masculinos e femininos. Por isso, nessa família, a norma é haver autofecundação; ou seja, o grão de pólen da antera de uma flor cair no pistilo da própria flor, não ocorrendo fecundação cruzada. Logo para cruzar uma linhagem com a outra era necessário evitar a autofecundação.
Mendel escolheu alguns pés de ervilha de semente amarela e outros de semente verde, emasculou as flores ainda jovens, ainda não-maduras. Para isso, retirou das flores as anteras imaturas, tornando-as, desse modo, completamente femininas. Depois de algum tempo, quando as flores se desenvolveram e estavam maduras, polinizou as flores de ervilha amarela com o pólen das flores de ervilha verde, e vice-versa. Essas plantas constituem portanto as linhagens parentais. Os descendentes desses cruzamentos constituem a primeira geração em estudo designada por geração F¹, assim como as seguintes são designadas por F², F³, etc.
Resultados em F¹
Todas as sementes obtidas em F¹, foram amarelas (por serem dominantes e as verdes recessivas), portanto iguais a um dos pais.
Uma vez que todas as sementes eram iguais, Mendel plantou-as e deixou que as plantas quando florescessem, autofecundassem-se, produzindo assim a geração F².
Resultados em F²
As sementes obtidas na geração F² foram verdes e amarelas, na proporção de 3 para 1, sempre 3 amarelas para 1 verde. Inclusive na análise de dois caráteres simultaneamente, Mendel sempre caía na proporção final de 3:1.
[editar] Interpretação dos resultados
Para explicar a ocorrência de somente sementes amarelas em F¹ os dois tipos em F², Mendel começou admitindo a existência de fatores que passassem dos pais para os filhos por meio dos gametas. Cada fator seria responsável pelo aparecimento de um caráter.
Assim, existiria um fator que condiciona o caráter amarelo e que podemos representar por A (maiúsculo), e um fator que condiciona o caráter verde e que podemos representar por a (minúsculo). Quando a ervilha amarela pura é cruzada com uma ervilha verde pura, o híbrido F¹ recebe o fator A e o fator a, sendo portanto, portador de ambos os fatores. As ervilhas obtidas em F¹ eram todas amarelas, isso quer dizer que, por ter o fator A (maiusculo), esse se manifestou, sendo assim chamado de "dominante". Mendel chamou de "recessivo" (a)(minúsculo) o fator que não se manifesta em F¹. Utiliza-se sempre a letra do caráter recessivo para representar ambos os caráteres, sendo maiúscula a letra do dominante e minúscula a do recessivo.
Continuando a análise, Mendel contou em F², o número de indivíduos com caráter recessivo, e verificou que eles ocorrem sempre na proporção de 3 dominantes para 1 recessivo.
Mendel chegou a conclusão que o fator para verde só se manifesta em individuos puros, ou seja com ambos os fatores iguais à a (minúsculo). Em F¹ as plantas possuíam tanto os fatores A quanto o fator a sendo, assim, necessariamente amarelas. Podemos representar os indivíduos da geração F¹ como Aa (heterozigoto e, naturalmente, dominante). Logo para poder formar indivíduos aa (homozigotos recessivos) na geração F² os gametas formados na fecundação só poderiam ser aa.
Esse fato não seria possível se a geração desse origem a gametas com fatores iguais aos deles (Aa). Isso só seria possível se ao ocorrer a fecundação houvesse uma segregação dos fatores A e a presentes na geração F¹, esse fatores seriam misturados entre os fatores A e a provenientes do pai e os fatores A e a provenientes da mãe. Os possíveis resultados sendo: AA, Aa, aA (a letra que representa o dominante deve vir sempre a frente da letra que representa o recessivo, asim ficaria Aa) e aa.
Esse fato foi posteriormente explicado pela meiose, que ocorre durante a formação dos gametas. Mendel havia criado então sua teoria sobre a hereditariedade e da segregação dos fatores.
Mecanismos hereditários não previstos por Mendel
* Co-dominância
* Alelos múltiplos
* Genes Letais
Importância dos estudos de Mendel
Embora as conclusões de Mendel tenham se baseado em trabalhos com uma única espécie de planta, os princípios enunciados nas duas leis aplicam-se a todos os organismos de reprodução sexuada. Pode-se tomar como exemplo um caso de herança animal.
Cobaias pretas homozigotas cruzadas com cobaias brancas homozigotas originarão descendentes pretos heterozigotos, que cruzados entre si, originarão cobaias pretas e brancas na proporção 3:1.
Mendel criou a base da genética moderna. Embora seus estudos tenham permanecidos obscuros até o século XX eles influenciaram a biologia como um todo dando origem a todos os estudos posteriores sobre hereditariedade e genética.
A História de Mendel
Gregor Johann Mendel
Gregor Johann Mendel nasceu a 20 de Julho de 1822, na Silésia, sendo batizado a 22 de julho de 1822, o que gera uma confusão em relação ao dia de seu nascimento. Segundo consta, era pobre, e aos 21 anos de idade entrou para um convento da Ordem de Santo Agostinho, de onde seus superiores o enviaram a Viena a fim de estudar história natural. Indicado depois para professor-substituto dessa matéria, jamais conseguiu, entretanto, a aprovação nos exames para se tornar efetivo no cargo. Seu trabalho genial, colocou-o no nível dos maiores cientistas da humanidade. Sua obra Experiências com hibridização de plantas, que não abrange mais de 30 páginas impressas, é um modelo de método científico. O que descobriu, e vem sendo ensinado desde 1900, se tornou absolutamente imprescindível para a compreensão da Biologia moderna.
Baseado em trabalhos já existentes acerca de hibridização de plantas ornamentais, mas que não haviam sido bem-sucedidos, tais como o trabalho de Kölreuter, Gartner, e outros, Mendel decidiu estudar o mesmo problema. O primeiro cuidado que teve foi selecionar devidamente o material de estudo; para isso, estabeleceu alguns critérios e procurou material que se lhes adequassem. Tais critérios consistiam principalmente em encontrar plantas de caracteres nitidamente distintos e facilmente diferenciáveis; que essas plantas cruzassem bem entre si, e que os híbridos delas resultantes fossem igualmente férteis e se reproduzissem bem; e, por fim, que fosse fácil protegê-las contra polinização estranha.
Baseado nesses critérios, depois de várias análises, Mendel escolheu algumas variedades e espécies de ervilhas (Pisum sativum), conseguindo um total de sete pares de caracteres distinto.
O estudo
Vamos chamar de linhagem os descendentes de um ancestral comum. Mendel observou que as diferentes linhagens, para os diferentes caracteres escolhidos, eram sempre puras, isto é, não apresentavam variações ao longo das gerações. Por exemplo, a linhagem que apresentava sementes da cor amarela produziam descendentes que apresentavam exclusivamente a semente amarela. O mesmo caso ocorre com as ervilhas com sementes verdes. Essas duas linhagens eram, assim, linhagens puras. Mendel resolveu então estudar esse caso em especifico.
A flor de ervilha é uma flor típica da família das Leguminosae. Apresenta cinco pétalas, duas das quais estão opostas formando a carena, em cujo interior ficam os órgãos reprodutores masculinos e femininos. Por isso, nessa família, a norma é haver autofecundação; ou seja, o grão de pólen da antera de uma flor cair no pistilo da própria flor, não ocorrendo fecundação cruzada. Logo para cruzar uma linhagem com a outra era necessário evitar a autofecundação.
Mendel escolheu alguns pés de ervilha de semente amarela e outros de semente verde, emasculou as flores ainda jovens, ainda não-maduras. Para isso, retirou das flores as anteras imaturas, tornando-as, desse modo, completamente femininas. Depois de algum tempo, quando as flores se desenvolveram e estavam maduras, polinizou as flores de ervilha amarela com o pólen das flores de ervilha verde, e vice-versa. Essas plantas constituem portanto as linhagens parentais. Os descendentes desses cruzamentos constituem a primeira geração em estudo designada por geração F¹, assim como as seguintes são designadas por F², F³, etc.
Resultados em F¹
Todas as sementes obtidas em F¹, foram amarelas (por serem dominantes e as verdes recessivas), portanto iguais a um dos pais.
Uma vez que todas as sementes eram iguais, Mendel plantou-as e deixou que as plantas quando florescessem, autofecundassem-se, produzindo assim a geração F².
Resultados em F²
As sementes obtidas na geração F² foram verdes e amarelas, na proporção de 3 para 1, sempre 3 amarelas para 1 verde. Inclusive na análise de dois caráteres simultaneamente, Mendel sempre caía na proporção final de 3:1.
[editar] Interpretação dos resultados
Para explicar a ocorrência de somente sementes amarelas em F¹ os dois tipos em F², Mendel começou admitindo a existência de fatores que passassem dos pais para os filhos por meio dos gametas. Cada fator seria responsável pelo aparecimento de um caráter.
Assim, existiria um fator que condiciona o caráter amarelo e que podemos representar por A (maiúsculo), e um fator que condiciona o caráter verde e que podemos representar por a (minúsculo). Quando a ervilha amarela pura é cruzada com uma ervilha verde pura, o híbrido F¹ recebe o fator A e o fator a, sendo portanto, portador de ambos os fatores. As ervilhas obtidas em F¹ eram todas amarelas, isso quer dizer que, por ter o fator A (maiusculo), esse se manifestou, sendo assim chamado de "dominante". Mendel chamou de "recessivo" (a)(minúsculo) o fator que não se manifesta em F¹. Utiliza-se sempre a letra do caráter recessivo para representar ambos os caráteres, sendo maiúscula a letra do dominante e minúscula a do recessivo.
Continuando a análise, Mendel contou em F², o número de indivíduos com caráter recessivo, e verificou que eles ocorrem sempre na proporção de 3 dominantes para 1 recessivo.
Mendel chegou a conclusão que o fator para verde só se manifesta em individuos puros, ou seja com ambos os fatores iguais à a (minúsculo). Em F¹ as plantas possuíam tanto os fatores A quanto o fator a sendo, assim, necessariamente amarelas. Podemos representar os indivíduos da geração F¹ como Aa (heterozigoto e, naturalmente, dominante). Logo para poder formar indivíduos aa (homozigotos recessivos) na geração F² os gametas formados na fecundação só poderiam ser aa.
Esse fato não seria possível se a geração desse origem a gametas com fatores iguais aos deles (Aa). Isso só seria possível se ao ocorrer a fecundação houvesse uma segregação dos fatores A e a presentes na geração F¹, esse fatores seriam misturados entre os fatores A e a provenientes do pai e os fatores A e a provenientes da mãe. Os possíveis resultados sendo: AA, Aa, aA (a letra que representa o dominante deve vir sempre a frente da letra que representa o recessivo, asim ficaria Aa) e aa.
Esse fato foi posteriormente explicado pela meiose, que ocorre durante a formação dos gametas. Mendel havia criado então sua teoria sobre a hereditariedade e da segregação dos fatores.
Mecanismos hereditários não previstos por Mendel
* Co-dominância
* Alelos múltiplos
* Genes Letais
Importância dos estudos de Mendel
Embora as conclusões de Mendel tenham se baseado em trabalhos com uma única espécie de planta, os princípios enunciados nas duas leis aplicam-se a todos os organismos de reprodução sexuada. Pode-se tomar como exemplo um caso de herança animal.
Cobaias pretas homozigotas cruzadas com cobaias brancas homozigotas originarão descendentes pretos heterozigotos, que cruzados entre si, originarão cobaias pretas e brancas na proporção 3:1.
Mendel criou a base da genética moderna. Embora seus estudos tenham permanecidos obscuros até o século XX eles influenciaram a biologia como um todo dando origem a todos os estudos posteriores sobre hereditariedade e genética.
quarta-feira, 16 de junho de 2010
Bioacumulação
Bioacumulação ou acumulação biológica ou Magnificação trófica é um fenômeno que ocorre quando há acúmulo progressivamente maior de um produto tóxico de um nível trófico para outro ao longo da cadeia alimentar por causa da redução da biomassa. Desse modo os consumidores apresentam maior concentração dos produtos tóxicos que os produtores.
Os seres dos ultimos níveis acabam absorvendo doses altas dessas substancias prejudiciais a saúde. Esse fenômeno é conhecido como magnificação trófica(M.T) ou amplificação biológica.
terça-feira, 15 de junho de 2010
Diminuir o aquecimento global
Introdução
A emissão de gases poluentes tem provocado, nas últimas décadas, o fenômeno climático conhecido como efeito estufa. Este tem gerado o aquecimento global do planeta. Se este aquecimento continuar nas próximas décadas, poderemos ter mudanças climáticas extremamente prejudiciais para o meio ambiente e para a vida no planeta Terra.
Soluções para diminuir o Aquecimento Global
- Diminuir o uso de combustíveis fósseis (gasolina, diesel, querosene) e aumentar o uso de biocombustíveis (exemplo: biodíesel) e etanol.
- Os automóveis devem ser regulados constantemente para evitar a queima de combustíveis de forma desregulada. O uso obrigatório de catalisador em escapamentos de automóveis, motos e caminhões.
- Instalação de sistemas de controle de emissão de gases poluentes nas indústrias.
- Ampliar a geração de energia através de fontes limpas e renováveis: hidrelétrica, eólica, solar, nuclear e maremotriz. Evitar ao máximo a geração de energia através de termoelétricas, que usam combustíveis fósseis.
- Sempre que possível, deixar o carro em casa e usar o sistema de transporte coletivo (ônibus, metrô, trens) ou bicicleta.
- Colaborar para o sistema de coleta seletiva de lixo e de reciclagem.
- Recuperação do gás metano nos aterros sanitários.
- Usar ao máximo a iluminação natural dentro dos ambientes domésticos.
- Não praticar desmatamento e queimadas em florestas. Pelo contrário, deve-se efetuar o plantio de mais árvores como forma de diminuir o aquecimento global.
- Uso de técnicas limpas e avançadas na agricultura para evitar a emissão de carbono.
- Construção de prédios com implantação de sistemas que visem economizar energia (uso da energia solar para aquecimento da água e refrigeração).
quarta-feira, 9 de junho de 2010
Questões Objetivas sobre as Teorias da Evolução
Teoria da Evolução
O assunto está sempre presente nas provas de vestibular e, especialmente, neste ano de 2009, a probabilidade de alguma questão é ainda maior, visto que a teoria de Lamarck completa 200 anos e a de Darwin, 150. O Enem também já abordou o assunto em 2 ocasiões; uma delas está nos exercícios que propusemos sobre evolução.
Ao estudar o assunto, alguns pontos são fundamentais:
- Compreender que Lamarck propunha que os seres se modificavam para adaptar-se ao meio, e que as características assim surgidas eram transmitidas aos descendentes;
- A teoria darwinista propõe a “luta pela sobrevivência”, onde o indivíduo com as características mais favoráveis sobrevive e aquele com menor valor adaptativo é eliminado (ideia de seleção natural);
- A teoria sintética da evolução (neodarwinismo) usa as ideias de Darwin sobre evolução e, acresce a ela, os fatores evolutivos: mutação, recombinação, migração, seleção (já proposto por Darwin) e deriva genética.
Propusemos várias questões envolvendo esses tópicos. Bons estudos e sucesso nas provas!
Questões objetivas
01) (UNIFESP/2004) Leia os trechos seguintes, extraídos de um texto sobre a cor de pele na espécie humana.
A pele de povos que habitaram certas áreas durante milênios adaptou-se para permitir a produção de vitamina D.
À medida que os seres humanos começaram a se movimentar pelo Velho Mundo há cerca de 100 mil anos, sua pele foi se adaptando às condições ambientais das diferentes regiões. A cor da pele das populações nativas da África foi a que teve mais tempo para se adaptar porque os primeiros seres humanos surgiram ali.
(Scientific American Brasil, vol.6, novembro de 2002).
Nesses dois trechos, encontram-se subjacentes ideias
a) da Teoria Sintética da Evolução.
b) darwinistas
c) neodarwinistas
d) lamarckistas
e) sobre especiação
02) (UFES/2004) Os pesquisadores Robert Simmons e Lue Scheepers questionaram a visão tradicional de como a girafa desenvolveu o pescoço comprido. Observações feitas na África demonstraram que as girafas que atingem alturas de 4 a 5 metros, geralmente se alimentam de folhas a 3 metros do solo. O pescoço comprido é usado como uma arma nos combates corpo a corpo pelos machos na disputa por fêmeas. As fêmeas também preferem acasalar com machos de pescoço grande. Esses pesquisadores argumentam que o pescoço da girafa ficou grande devido à seleção sexual; machos com pescoços mais compridos deixavam mais descendentes do que machos com pescoços mais curtos.
(Simmons and Scheepers, 1996. American Naturalist Vol. 148: pp. 771-786. Adaptado)
Sobre a visão tradicional de como a girafa desenvolve um pescoço comprido, é CORRETO afirmar que:
a) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido pela lei de uso e desuso. As girafas que esticam seus pescoços geram uma prole que já nasce com pescoço mais comprido e, cumulativamente, através das gerações, o pescoço, em média, aumenta de tamanho.
b) na visão tradicional baseada em Lamarck, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes.
c) na visão tradicional baseada em Lamarck, a girafa adquire o pescoço comprido pela lei do uso e desuso. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes.
d) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes.
e) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. As girafas que esticam seus pescoços geram uma prole que já nasce com pescoço mais comprido e, cumulativamente, através das gerações, o pescoço, em média, aumenta de tamanho.
03) (UFJF/2008) Considere as afirmativas a seguir.
I) As mutações, sendo fonte de variabilidade genética, ocorrem continuamente com o propósito de adaptar os indivíduos ao ambiente.
II) A migração permite que se estabeleça fluxo gênico entre populações diferentes, diminuindo as diferenças genéticas entre elas e reduzindo a chance de especiação.
III) A seleção natural não altera a freqüência dos genes.
IV) O estabelecimento de uma nova população, a partir de poucos indivíduos que emigram da população original, é um exemplo de princípio ou efeito do fundador.
Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas CORRETAS.
a) I e II
b) I e III
c) I e IV
d) II e III
e) II e IV
04) (UNIMONTES/2007) A mutação, a migração, a deriva genética e a seleção natural têm efeitos diferentes na variação genética dentro das populações e entre as populações. Considerando populações diferentes, assinale a alternativa que apresenta o fator que tem MAIOR CHANCE DE DIMINUIR a variação genética entre populações.
a) Mutação.
b) Recombinação.
c) Deriva genética.
d) Migração.
05) (UNIFAL-JULHO/2009) O ano de 2009 tem um significado importante para a ciência, pois completou, em 12 de fevereiro, 200 anos do nascimento de Charles Darwin. Com relação à Teoria Evolucionista de Darwin, é INCORRETO afirmar:
a) A cada geração, os indivíduos que deixam descendentes são preferencialmente os que apresentam características que estão relacionadas com a adaptação às condições do ambiente onde vivem.
b) A cada geração morre um grande número de indivíduos, sendo que muitos deles não deixarão descendentes.
c) Os organismos atuais surgiram em decorrência de transformações sucessivas de formas primitivas e o desaparecimento de uma espécie ocorre em consequência de sua transformação em outra.
d) Os indivíduos mais adaptados sobrevivem e tendem a transmitir as características que estão relacionadas com essa maior adaptação.
06) (UFC/2004) “O ambiente afeta a forma e a organização dos animais, isto é, quando o ambiente se torna muito diferente, produz ao longo do tempo modificações correspondentes na forma e organização dos animais... As cobras adotaram o hábito de se arrastar no solo e se esconder na grama; de tal maneira que seus corpos, como resultados de esforços repetidos de se alongar, adquiriram comprimento considerável...”.
O trecho citado foi transcrito da obra Filosofia Zoológica de um famoso cientista evolucionista.
Assinale a alternativa que contém, respectivamente, a idéia transmitida pelo texto e o nome do seu autor.
a) Seleção natural – Charles Darwin.
b) Herança dos caracteres adquiridos – Jean Lamarck.
c) Lei do transformismo – Jean Lamarck.
d) Seleção artificial – Charles Darwin.
e) Herança das características dominantes – Alfred Wallace.
07) (UNIVASF – JULHO/2008) Considerando diferentes hipóteses evolucionistas, analise as afirmações abaixo e as respectivas justificativas.
1) O GAFANHOTO É VERDE PORQUE VIVE NA GRAMA! Seguindo esse raciocínio, por viver na grama, o gafanhoto passa a produzir pigmentos verdes que o ajudam a se confundir com o ambiente, passando essa característica para os descendentes.
2) O GAFANHOTO VIVE NA GRAMA PORQUE É VERDE! Segundo esse raciocínio, por ser verde, o gafanhoto fica protegido dos predadores. Conseqüentemente, pode gerar descendentes, aos quais transfere suas características.
As afirmações 1 e 2 podem ser atribuídas, respectivamente, a:
a) Lamarck e Darwin.
b) Hardy-Weinberg e Lamarck.
c) Pasteur e Redi.
d) Spallanzani e Hooke.
e) Oparin e Miller.
08) (UFRGS/2007) Uma professora de biologia explicou aos seus alunos que a quantidade da enzima lactase diminui muito ao longo do desenvolvimento de indivíduos originários de povos orientais, o que impede a degradação efetiva do açúcar do leite. Uma das alunas comentou que essa diminuição de lactase deveria ser causada pelo tipo de alimentação característico dos orientais: pobre em leite e seus derivados. A professora ponderou que a aluna havia expressado uma ideia que correspondia ao pensamento de:
a) Darwin
b) Morgan
c) Lamarck
d) Crick
e) Mendel
09) (UFV/2004) Os gráficos abaixo ilustram as três formas básicas de seleção
natural. A distribuição dos fenótipos da progênie, após a seleção, é representada pela linha sólida. Comparativamente, a linha pontilhada representa a geração parental pré-seleção.
teoria da evolução
Com base na observação dos gráficos, é INCORRETO afirmar:
a) Em I, a seleção é estabilizadora, pois favorece os atributos médios.
b) Em II, a seleção é direcional, pois, favorece um dos atributos extremos.
c) Em II, a freqüência dos alelos no patrimônio genético é alterada.
d) Em I, a seleção resulta em maior variabilidade fenotípica.
e) Em III, a seleção é disruptiva, pois favorece os atributos extremos.
10)(UNIFESP/2009)Considere as seguintes proposições:
I. Os mais fortes sobrevivem independentemente da situação e do ambiente.
II. A seleção natural visa ao aperfeiçoamento da espécie e sua adaptação ao meio.
III. Não é possível compreender adaptação desvinculada de informações sobre o ambiente e a descendência.
Segundo os princípios do darwinismo e da teoria sintética da evolução, está correto o que se afirma em
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) III, apenas.
d) I e II, apenas.
e) I, II e III.
11) (Enem/2007) As mudanças evolutivas dos organismos resultam de alguns processos comuns à maioria dos seres vivos. É um processo evolutivo comum a plantas e animais vertebrados:
a) movimento de indivíduos ou de material genético entre populações, o que reduz a diversidade de genes e cromossomos.
b) sobrevivência de indivíduos portadores de determinadas características genéticas em ambientes específicos.
c) aparecimento, por geração espontânea, de novos indivíduos adaptados ao ambiente.
d) aquisição de características genéticas transmitidas aos descendentes em resposta a mudanças ambientais.
e) recombinação de genes presentes em cromossomos do mesmo tipo durante a fase da esporulação.
12) (UFLA/2003) A teoria sintética da evolução se fundamenta basicamente em três processos:
1. Processo que cria variabilidade,
2. Processo que amplia a variabilidade, e
3. Processo que orienta a população para maior adaptação.
São exemplos desses três processos, respectivamente:
a) recombinação gênica, mutação, seleção natural.
b) recombinação gênica, seleção natural, mutação.
c) seleção natural, mutação, recombinação gênica.
d) mutação, seleção natural, recombinação gênica.
e) mutação, recombinação gênica, seleção natural.
GABARITO
01 - D; 02 - D; 03 - E; 04 - D; 05 - C; 06 - C; 07 - A; 08 - C; 09 - D; 10 - C; 11 - B; 12 - E
O assunto está sempre presente nas provas de vestibular e, especialmente, neste ano de 2009, a probabilidade de alguma questão é ainda maior, visto que a teoria de Lamarck completa 200 anos e a de Darwin, 150. O Enem também já abordou o assunto em 2 ocasiões; uma delas está nos exercícios que propusemos sobre evolução.
Ao estudar o assunto, alguns pontos são fundamentais:
- Compreender que Lamarck propunha que os seres se modificavam para adaptar-se ao meio, e que as características assim surgidas eram transmitidas aos descendentes;
- A teoria darwinista propõe a “luta pela sobrevivência”, onde o indivíduo com as características mais favoráveis sobrevive e aquele com menor valor adaptativo é eliminado (ideia de seleção natural);
- A teoria sintética da evolução (neodarwinismo) usa as ideias de Darwin sobre evolução e, acresce a ela, os fatores evolutivos: mutação, recombinação, migração, seleção (já proposto por Darwin) e deriva genética.
Propusemos várias questões envolvendo esses tópicos. Bons estudos e sucesso nas provas!
Questões objetivas
01) (UNIFESP/2004) Leia os trechos seguintes, extraídos de um texto sobre a cor de pele na espécie humana.
A pele de povos que habitaram certas áreas durante milênios adaptou-se para permitir a produção de vitamina D.
À medida que os seres humanos começaram a se movimentar pelo Velho Mundo há cerca de 100 mil anos, sua pele foi se adaptando às condições ambientais das diferentes regiões. A cor da pele das populações nativas da África foi a que teve mais tempo para se adaptar porque os primeiros seres humanos surgiram ali.
(Scientific American Brasil, vol.6, novembro de 2002).
Nesses dois trechos, encontram-se subjacentes ideias
a) da Teoria Sintética da Evolução.
b) darwinistas
c) neodarwinistas
d) lamarckistas
e) sobre especiação
02) (UFES/2004) Os pesquisadores Robert Simmons e Lue Scheepers questionaram a visão tradicional de como a girafa desenvolveu o pescoço comprido. Observações feitas na África demonstraram que as girafas que atingem alturas de 4 a 5 metros, geralmente se alimentam de folhas a 3 metros do solo. O pescoço comprido é usado como uma arma nos combates corpo a corpo pelos machos na disputa por fêmeas. As fêmeas também preferem acasalar com machos de pescoço grande. Esses pesquisadores argumentam que o pescoço da girafa ficou grande devido à seleção sexual; machos com pescoços mais compridos deixavam mais descendentes do que machos com pescoços mais curtos.
(Simmons and Scheepers, 1996. American Naturalist Vol. 148: pp. 771-786. Adaptado)
Sobre a visão tradicional de como a girafa desenvolve um pescoço comprido, é CORRETO afirmar que:
a) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido pela lei de uso e desuso. As girafas que esticam seus pescoços geram uma prole que já nasce com pescoço mais comprido e, cumulativamente, através das gerações, o pescoço, em média, aumenta de tamanho.
b) na visão tradicional baseada em Lamarck, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes.
c) na visão tradicional baseada em Lamarck, a girafa adquire o pescoço comprido pela lei do uso e desuso. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes.
d) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. Aquelas com pescoço comprido conseguem se alimentar de folhas inacessíveis às outras, e deixam, portanto, mais descendentes.
e) na visão tradicional baseada em Darwin, a girafa adquire o pescoço comprido com a sobrevivência diferencial de girafas. As girafas que esticam seus pescoços geram uma prole que já nasce com pescoço mais comprido e, cumulativamente, através das gerações, o pescoço, em média, aumenta de tamanho.
03) (UFJF/2008) Considere as afirmativas a seguir.
I) As mutações, sendo fonte de variabilidade genética, ocorrem continuamente com o propósito de adaptar os indivíduos ao ambiente.
II) A migração permite que se estabeleça fluxo gênico entre populações diferentes, diminuindo as diferenças genéticas entre elas e reduzindo a chance de especiação.
III) A seleção natural não altera a freqüência dos genes.
IV) O estabelecimento de uma nova população, a partir de poucos indivíduos que emigram da população original, é um exemplo de princípio ou efeito do fundador.
Assinale a alternativa que contém todas as afirmativas CORRETAS.
a) I e II
b) I e III
c) I e IV
d) II e III
e) II e IV
04) (UNIMONTES/2007) A mutação, a migração, a deriva genética e a seleção natural têm efeitos diferentes na variação genética dentro das populações e entre as populações. Considerando populações diferentes, assinale a alternativa que apresenta o fator que tem MAIOR CHANCE DE DIMINUIR a variação genética entre populações.
a) Mutação.
b) Recombinação.
c) Deriva genética.
d) Migração.
05) (UNIFAL-JULHO/2009) O ano de 2009 tem um significado importante para a ciência, pois completou, em 12 de fevereiro, 200 anos do nascimento de Charles Darwin. Com relação à Teoria Evolucionista de Darwin, é INCORRETO afirmar:
a) A cada geração, os indivíduos que deixam descendentes são preferencialmente os que apresentam características que estão relacionadas com a adaptação às condições do ambiente onde vivem.
b) A cada geração morre um grande número de indivíduos, sendo que muitos deles não deixarão descendentes.
c) Os organismos atuais surgiram em decorrência de transformações sucessivas de formas primitivas e o desaparecimento de uma espécie ocorre em consequência de sua transformação em outra.
d) Os indivíduos mais adaptados sobrevivem e tendem a transmitir as características que estão relacionadas com essa maior adaptação.
06) (UFC/2004) “O ambiente afeta a forma e a organização dos animais, isto é, quando o ambiente se torna muito diferente, produz ao longo do tempo modificações correspondentes na forma e organização dos animais... As cobras adotaram o hábito de se arrastar no solo e se esconder na grama; de tal maneira que seus corpos, como resultados de esforços repetidos de se alongar, adquiriram comprimento considerável...”.
O trecho citado foi transcrito da obra Filosofia Zoológica de um famoso cientista evolucionista.
Assinale a alternativa que contém, respectivamente, a idéia transmitida pelo texto e o nome do seu autor.
a) Seleção natural – Charles Darwin.
b) Herança dos caracteres adquiridos – Jean Lamarck.
c) Lei do transformismo – Jean Lamarck.
d) Seleção artificial – Charles Darwin.
e) Herança das características dominantes – Alfred Wallace.
07) (UNIVASF – JULHO/2008) Considerando diferentes hipóteses evolucionistas, analise as afirmações abaixo e as respectivas justificativas.
1) O GAFANHOTO É VERDE PORQUE VIVE NA GRAMA! Seguindo esse raciocínio, por viver na grama, o gafanhoto passa a produzir pigmentos verdes que o ajudam a se confundir com o ambiente, passando essa característica para os descendentes.
2) O GAFANHOTO VIVE NA GRAMA PORQUE É VERDE! Segundo esse raciocínio, por ser verde, o gafanhoto fica protegido dos predadores. Conseqüentemente, pode gerar descendentes, aos quais transfere suas características.
As afirmações 1 e 2 podem ser atribuídas, respectivamente, a:
a) Lamarck e Darwin.
b) Hardy-Weinberg e Lamarck.
c) Pasteur e Redi.
d) Spallanzani e Hooke.
e) Oparin e Miller.
08) (UFRGS/2007) Uma professora de biologia explicou aos seus alunos que a quantidade da enzima lactase diminui muito ao longo do desenvolvimento de indivíduos originários de povos orientais, o que impede a degradação efetiva do açúcar do leite. Uma das alunas comentou que essa diminuição de lactase deveria ser causada pelo tipo de alimentação característico dos orientais: pobre em leite e seus derivados. A professora ponderou que a aluna havia expressado uma ideia que correspondia ao pensamento de:
a) Darwin
b) Morgan
c) Lamarck
d) Crick
e) Mendel
09) (UFV/2004) Os gráficos abaixo ilustram as três formas básicas de seleção
natural. A distribuição dos fenótipos da progênie, após a seleção, é representada pela linha sólida. Comparativamente, a linha pontilhada representa a geração parental pré-seleção.
teoria da evolução
Com base na observação dos gráficos, é INCORRETO afirmar:
a) Em I, a seleção é estabilizadora, pois favorece os atributos médios.
b) Em II, a seleção é direcional, pois, favorece um dos atributos extremos.
c) Em II, a freqüência dos alelos no patrimônio genético é alterada.
d) Em I, a seleção resulta em maior variabilidade fenotípica.
e) Em III, a seleção é disruptiva, pois favorece os atributos extremos.
10)(UNIFESP/2009)Considere as seguintes proposições:
I. Os mais fortes sobrevivem independentemente da situação e do ambiente.
II. A seleção natural visa ao aperfeiçoamento da espécie e sua adaptação ao meio.
III. Não é possível compreender adaptação desvinculada de informações sobre o ambiente e a descendência.
Segundo os princípios do darwinismo e da teoria sintética da evolução, está correto o que se afirma em
a) I, apenas.
b) II, apenas.
c) III, apenas.
d) I e II, apenas.
e) I, II e III.
11) (Enem/2007) As mudanças evolutivas dos organismos resultam de alguns processos comuns à maioria dos seres vivos. É um processo evolutivo comum a plantas e animais vertebrados:
a) movimento de indivíduos ou de material genético entre populações, o que reduz a diversidade de genes e cromossomos.
b) sobrevivência de indivíduos portadores de determinadas características genéticas em ambientes específicos.
c) aparecimento, por geração espontânea, de novos indivíduos adaptados ao ambiente.
d) aquisição de características genéticas transmitidas aos descendentes em resposta a mudanças ambientais.
e) recombinação de genes presentes em cromossomos do mesmo tipo durante a fase da esporulação.
12) (UFLA/2003) A teoria sintética da evolução se fundamenta basicamente em três processos:
1. Processo que cria variabilidade,
2. Processo que amplia a variabilidade, e
3. Processo que orienta a população para maior adaptação.
São exemplos desses três processos, respectivamente:
a) recombinação gênica, mutação, seleção natural.
b) recombinação gênica, seleção natural, mutação.
c) seleção natural, mutação, recombinação gênica.
d) mutação, seleção natural, recombinação gênica.
e) mutação, recombinação gênica, seleção natural.
GABARITO
01 - D; 02 - D; 03 - E; 04 - D; 05 - C; 06 - C; 07 - A; 08 - C; 09 - D; 10 - C; 11 - B; 12 - E
Teorias da evolução
Várias teorias evolutivas surgiram, destacando-se , entre elas, as teorias de Lamarck e de Darwin. Atualmente, foi formulada a Teoria sintética da evolução, também denominada Neodarwinismo, que incorpora os conceitos modernos da genética ás idéias essenciais de Darwin sobre seleção natural.
A teoria de Lamarck
Jean-Baptiste Lamarck ( 1744-1829 ), naturalista francês, foi o primeiro cientista a propor uma teoria sistemática da evolução. Sua teoria foi publicada em 1809, em um livro denominado Filosofia zoológica.
Segundo Lamarck, o principio evolutivo estaria baseado em duas Leis fundamentais:
Lei do uso ou desuso: o uso de determinadas partes do corpo do organismo faz com que estas se desenvolvam, e o desuso faz com que se atrofiem.
Lei da transmissão dos caracteres adquiridos : alterações provocadas em determinadas características do organismo, pelo uso e desuso, são transmitidas aos descendentes.
Lamarck utilizou vários exemplos para explicar sua teoria. Segundo ele, as aves aquáticas tornaram-se pernaltas devido ao esforço que faziam no sentido de esticar as pernas para evitarem molhar as penas durante a locomoção na água. A cada geração, esse esforço produzia aves com pernas mais altas, que transmitiam essa característica à geração seguinte. Após várias gerações, teriam sido originadas as atuais aves pernaltas.
A teoria de Lamarck não é aceita atualmente, pois suas idéias apresentam um erro básico: as características adquiridas não são hereditárias.
Verificou-se que as alterações em células somáticas dos indivíduos não alteram as informações genéticas contida nas células germinativas, não sendo, dessa forma, hereditárias.
A teoria de Darwin
Charles Darwin ( 1809-1882 ), naturalista inglês, desenvolveu uma teoria evolutiva que é a base da moderna teoria sintética: a teoria da seleção natural. Segundo Darwin, os organismos mais bem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência do que os menos adaptados, deixando um número maior de descendentes. Os organismos mais bem adaptados são, portanto, selecionados para aquele ambiente.
Os princípios básicos das idéias de Darwin podem ser resumidos no seguinte modo:
* Os indivíduos de uma mesma espécie apresentam variações em todos os caracteres, não sendo, portanto, indenticos entre si.
* Todo organismo tem grande capacidade de reprodução, produzindo muitos descendentes. Entretanto, apenas alguns dos descendentes chegam à idade adulta.
* O número de indivíduos de uma espécie é mantido mais ou menos constante ao longo das gerações.
* Assim, há grande "luta" pela vida entre os descendentes, pois apesar de nascerem muitos indivíduos poucos atingem a maturalidade, o que mantém constante o número de indivíduos na espécie.
* Na "luta" pela vida, organismos com variações favoráveis ás condições do ambiente onde vivem têm maiores chances de sobreviver, quando comparados aos organismos com variações menos favoráveis.
* Os organismos com essas variações vantajosas têm maiores chances de deixar descendentes. Como há transmissão de caracteres de pais para filhos, estes apresentam essas variações vantajosas.
* Assim , ao longo das gerações, a atuação da seleção natural sobre os indivíduos mantém ou melhora o grau de adaptação destes ao meio.
A teoria sintética da evolução
A Teoria sintética da evolução ou Neodarwinismo foi formulada por vários pesquisadores durante anos de estudos, tomando como essência as noções de Darwin sobre a seleção natural e incorporando noções atuais de genética. A mais importante contribuição individual da Genética, extraída dos trabalhos de Mendel, substituiu o conceito antigo de herança através da mistura de sangue pelo conceito de herança através de partículas: os genes.
A teoria sintética considera, conforme Darwin já havia feito, a população como unidade evolutiva. A população pode ser definida como grupamento de indivíduos de uma mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.
Para melhor compreender esta definição , é importante conhecer o conceito biológico de espécie: agrupamento de populações naturais, real ou potencialmente intercruzantes e reprodutivamente isolados de outros grupos de organismos.
Quando, nesta definição, se diz potencialmente intercruzantes, significa que uma espécie pode ter populações que não cruzem naturalmente por estarem geograficamente separadas. Entretanto, colocadas artificialmente em contato, haverá cruzamento entre os indivíduos, com descendentes férteis. Por isso, são potencialmente intercruzantes.
A definição biológica de espécie só é valida para organismos com reprodução sexuada, já que, no caso dos organismos com reprodução sexuada, já que, no caso dos organismos com reprodução assexuada, as semelhanças entre características morfológicas é que definem os agrupamentos em espécies.
Observando as diferentes populações de indivíduos com reprodução sexuada, pode-se notar que não existe um indivíduo igual ao outro. Execeções a essa regra poderiam ser os gêmeos univitelínicos, mas mesmo eles não são absolutamente idênticos, apesar de o patrimônio genético inicial ser o mesmo. Isso porque podem ocorrer alterações somáticas devidas á ação do meio.
A enorme diversidade de fenótipos em uma população é indicadora da variabilidade genética dessa população, podendo-se notar que esta é geralmente muito ampla.
A compeensão da variabilidade genética e fenotípica dos indivíduos de uma população é fundamental para o estudo dos fenômenos evolutivos, uma vez que a evolução é, na realidade, a transformação estatística de populações ao longo do tempo, ou ainda, alterações na freqüência dos genes dessa população. Os fatores que determinam alterações na freqüência dos genes são denominados fatores evolutivos. Cada população apresenta um conjunto gênico, que sujeito a fatores evolutivos , pode ser alterado. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim , quanto maior é a variabilidade genética.
Os fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos duas categorias:
- Fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população: mutação gênica, mutação cromossônica , recombinação;
- Fatores que atuam sobre a variabilidade genética jás estabelecida : seleção natural, migração e oscilação genética.
A integração desses fatores associada ao isolamento geográfico pode levar, ao longo do tempo, ao desenvolvimento de mecanismos de isolamento reprodutivo, quando, então, surgem novas espécies.
Lupus
Systemic lupus erythematosus (SLE or lupus) is an autoimmune disease of connective tissue that can affect any part of the body. As in other autoimmune diseases, the immune system attacks its own cells and tissues, resulting in inflammation and tissue damage.
SLE most often harms the heart, joints, skin, lungs, blood vessels, liver, kidneys and nervous system. The evolution of the disease is unpredictable, leading to attacks and remissions. The disease occurs nine times more often in women than in men, especially between the ages of 15 and 50 years, being more common in people who have European ancestry.
The LES is treatable mainly symptomatically with steroids and immunosuppressants. Currently there is still no cure. SLE can have fatal complications, however, currently the fatalities have become increasingly rare. The survival rate at five years for people with SLE in the United States, Canada and Europe is approximately 95%, 90% in 10 years and 78% in 20 years.
History
There are several versions about the origin of the name of the disease. (Lupus means wolf in Latin, and erythema (ερυθρός) means red in Greek) One version is that cases of porphyria (a disease with symptoms similar to lupus) generated folklore about vampires and werewolves due to the photosensitivity, scarring, growth hair and stains on teeth. Another theory relates the term loup, a French style of mask that women used to hide the rashes on their faces.
In 1895, the Canadian physician Sir William Osler best characterized the involvement of various tissues of the body and added the word "systemic" to the name.
Pathophysiology
There are periods of inactivity that can last for weeks, months or years. Some patients may not develop serious complications. Is not transferable and its manifestations vary greatly from one patient to another. There are simple cases (which require minimal medical interventions) and severe (damage to the vital organs such as lung, heart, kidney and brain).
Causes
It is believed that the pathogenesis involves a basic defect in maintaining self-tolerance with activation of B cells (B lymphocytes). This process can occur secondarily to some combination of hereditary defects in the regulation of T helper cells (Th-T helper). It is also believed that the primary defect occurs in CD4 T cells that drive B cell autoantigen-specific antibodies.
Genetics
* Disease Clinic: individuals whose relatives have been diagnosed are more likely to present the SLE or another autoimmune disease. The concordance rate in monozygotic twins ranges from 12% to 15%.
* Immunological Changes: Family members have a higher frequency of positive ANA, hypocomplementemia, hypergammaglobulinemia, serologic test for syphilis and false positive antilymphocyte antibodies.
* HLA: Lupus is associated with HLA-DR2 and HLA-DR3.
* Mutations are housed on the short arm of chromosome 6.
Types
There are three types of Lupus: Discoid lupus, systemic lupus and drug-induced lupus.
Discoid lupus
It is always limited to the skin. It is identified by rashes that appear on the face, neck and scalp. Approximately 10% of discoid lupus can evolve into systemic lupus, which can affect almost any organ or body systems.
Systemic lupus
Usually more severe than discoid lupus and can affect almost all organs and systems. In some people only lesions predominate in the skin and joints, in others there may be involvement of the kidneys, heart, lungs or blood.
Drug-induced lupus
The drug-induced lupus erythematosus occurs as a result of the use of certain drugs or medicines. The symptoms are very similar to systemic lupus. The very drugs for lupus can also lead to a state of induced lupus. So you must be absolutely sure of the diagnosis before starting treatment with corticosteroids, antimalarials and anti-inflammatory reuquinol as a whole.
Signs and symptoms
Fatigue is often the first sign. Most people present continuous or intermittent fever, weight loss and malaise. Regardless of the clinical manifestation, the vast majority of patients are critical periods interspersed with periods of relative improvement or even downtime.
Diagnosis
Laboratory Tests
Autoantibodies
It is perhaps the most consistent laboratory finding of the disease. Some autoantibodies such as anti-Sm and anti-DNA double helix (dsDNA) have diagnostic value because they are highly specific for SLE. The other antibodies are not specific, but its presence helps the diagnosis.
Autoantibodies in systemic lupus erythematosus Autoantibody Incidence (%) Specificity
80-90 HIGH ANTI-dsDNA
ANTI-ssDNA 80-90 -
ANTI-Sm 30 HIGH
ANTI-RNP 30-40 -
Anti-Ro/SS-A 30-40 -
Anti-La/SS-B 25 -
ANTI-P 10-15 HIGH
Complement
Fluctuations in levels of C3, C4 and CH50 may be useful in monitoring the disease activity.
Tests VHS and mucoproteins are nonspecific, but used to evaluate the inflammatory activity. The complete blood count can be found normocytic anemia, leukopenia (leukocytes rate below 4,000 / mm ³), lymphopenia (lymphocyte count less than 20% of total leukocytes) and thrombocytopenia (platelet rate below 100,000 / mm ³)
Protein electrophoresis
Important to evaluate elevation of gamma globulin, which most often is associated with disease activity. Also useful for assessing level of albumin and inflammatory activity.
Evaluation of different organs
The assessment of renal function (urine I, Urea, and Creatinine Clearance) must be made regardless of the presence of clinical manifestations. Other tests should be conducted in accordance with the involvement of each organ specifically.
Diagnostic Criteria
The diagnosis of SLE is made when four or more of the criteria listed below are present:
* Malar erythema (redness characteristic in the nose and face), usually in the form of "butterfly"
* Discoid skin lesions (discoid rash)
* Photosensitivity
* Oral ulcers and / or nasopharyngeal, observed by physician
* Non-erosive arthritis of two or more peripheral joints, with pain, swelling or effusion
* Changes hematologic (hemolytic anemia or leukopenia, lymphocytopenia or thrombocytopenia) in the absence of a drug that can produce similar findings
* Abnormalities immune (antibody anti-DNA double helix, antiSm, antiphospholipid and / or false-positive serologic test for syphilis)
* Antinuclear factor (ANF) was positive
* Serositis (pleuritis or pericarditis)
* Changes Neurological: seizures or psychosis without other apparent cause
* Abnormalities in tests of renal function: proteinuria (removal of proteins in the urine) greater than 0.5 g per day or the presence of cellular cylinders on microscopic examination of urine
This diagnostic method has a specificity of 95% and a sensitivity of 75%, so that when at least four criteria are met, on average 95 of every 100 patients will, in fact, systemic lupus erythematosus. However, only 75 out of 100 patients with SLE were positive for four or more of 11 criteria.
Treatment
Prevent infection. General symptoms most often respond to treatment of other clinical manifestations. The isolated fever can be treated with aspirin or nonsteroidal antiinflammatory drugs. Steroids and immunosuppressive agents (especially cyclophosphamide) are indicated in severe cases.
Since there is a very accurate diagnosis for diseases called autoimmune diseases, should be careful when administering medications, since their effects can be very aggressive in the body.
Pregnant women with lupus require strict medical supervision throughout the pregnancy, since the disease can also reach the fetus.
Epidemiology
* Sex: There is a clear prevalence in females (8 females in 10 patients), usually appearing during the reproductive years (menarche to menopause)
* Age group: The first symptoms usually occur between the second and fourth decade of life.
* City: It is more common in the U.S., fewer incidents in England
* Ethnic Distribution: It is more common in blacks, with an incidence of 11.7 per 100,000 while the incidence in whites is 2.7 / 100,000.
* Overall: 27.5 per million for white women and 75.4 per million for black women in America.
SLE most often harms the heart, joints, skin, lungs, blood vessels, liver, kidneys and nervous system. The evolution of the disease is unpredictable, leading to attacks and remissions. The disease occurs nine times more often in women than in men, especially between the ages of 15 and 50 years, being more common in people who have European ancestry.
The LES is treatable mainly symptomatically with steroids and immunosuppressants. Currently there is still no cure. SLE can have fatal complications, however, currently the fatalities have become increasingly rare. The survival rate at five years for people with SLE in the United States, Canada and Europe is approximately 95%, 90% in 10 years and 78% in 20 years.
History
There are several versions about the origin of the name of the disease. (Lupus means wolf in Latin, and erythema (ερυθρός) means red in Greek) One version is that cases of porphyria (a disease with symptoms similar to lupus) generated folklore about vampires and werewolves due to the photosensitivity, scarring, growth hair and stains on teeth. Another theory relates the term loup, a French style of mask that women used to hide the rashes on their faces.
In 1895, the Canadian physician Sir William Osler best characterized the involvement of various tissues of the body and added the word "systemic" to the name.
Pathophysiology
There are periods of inactivity that can last for weeks, months or years. Some patients may not develop serious complications. Is not transferable and its manifestations vary greatly from one patient to another. There are simple cases (which require minimal medical interventions) and severe (damage to the vital organs such as lung, heart, kidney and brain).
Causes
It is believed that the pathogenesis involves a basic defect in maintaining self-tolerance with activation of B cells (B lymphocytes). This process can occur secondarily to some combination of hereditary defects in the regulation of T helper cells (Th-T helper). It is also believed that the primary defect occurs in CD4 T cells that drive B cell autoantigen-specific antibodies.
Genetics
* Disease Clinic: individuals whose relatives have been diagnosed are more likely to present the SLE or another autoimmune disease. The concordance rate in monozygotic twins ranges from 12% to 15%.
* Immunological Changes: Family members have a higher frequency of positive ANA, hypocomplementemia, hypergammaglobulinemia, serologic test for syphilis and false positive antilymphocyte antibodies.
* HLA: Lupus is associated with HLA-DR2 and HLA-DR3.
* Mutations are housed on the short arm of chromosome 6.
Types
There are three types of Lupus: Discoid lupus, systemic lupus and drug-induced lupus.
Discoid lupus
It is always limited to the skin. It is identified by rashes that appear on the face, neck and scalp. Approximately 10% of discoid lupus can evolve into systemic lupus, which can affect almost any organ or body systems.
Systemic lupus
Usually more severe than discoid lupus and can affect almost all organs and systems. In some people only lesions predominate in the skin and joints, in others there may be involvement of the kidneys, heart, lungs or blood.
Drug-induced lupus
The drug-induced lupus erythematosus occurs as a result of the use of certain drugs or medicines. The symptoms are very similar to systemic lupus. The very drugs for lupus can also lead to a state of induced lupus. So you must be absolutely sure of the diagnosis before starting treatment with corticosteroids, antimalarials and anti-inflammatory reuquinol as a whole.
Signs and symptoms
Fatigue is often the first sign. Most people present continuous or intermittent fever, weight loss and malaise. Regardless of the clinical manifestation, the vast majority of patients are critical periods interspersed with periods of relative improvement or even downtime.
Diagnosis
Laboratory Tests
Autoantibodies
It is perhaps the most consistent laboratory finding of the disease. Some autoantibodies such as anti-Sm and anti-DNA double helix (dsDNA) have diagnostic value because they are highly specific for SLE. The other antibodies are not specific, but its presence helps the diagnosis.
Autoantibodies in systemic lupus erythematosus Autoantibody Incidence (%) Specificity
80-90 HIGH ANTI-dsDNA
ANTI-ssDNA 80-90 -
ANTI-Sm 30 HIGH
ANTI-RNP 30-40 -
Anti-Ro/SS-A 30-40 -
Anti-La/SS-B 25 -
ANTI-P 10-15 HIGH
Complement
Fluctuations in levels of C3, C4 and CH50 may be useful in monitoring the disease activity.
Tests VHS and mucoproteins are nonspecific, but used to evaluate the inflammatory activity. The complete blood count can be found normocytic anemia, leukopenia (leukocytes rate below 4,000 / mm ³), lymphopenia (lymphocyte count less than 20% of total leukocytes) and thrombocytopenia (platelet rate below 100,000 / mm ³)
Protein electrophoresis
Important to evaluate elevation of gamma globulin, which most often is associated with disease activity. Also useful for assessing level of albumin and inflammatory activity.
Evaluation of different organs
The assessment of renal function (urine I, Urea, and Creatinine Clearance) must be made regardless of the presence of clinical manifestations. Other tests should be conducted in accordance with the involvement of each organ specifically.
Diagnostic Criteria
The diagnosis of SLE is made when four or more of the criteria listed below are present:
* Malar erythema (redness characteristic in the nose and face), usually in the form of "butterfly"
* Discoid skin lesions (discoid rash)
* Photosensitivity
* Oral ulcers and / or nasopharyngeal, observed by physician
* Non-erosive arthritis of two or more peripheral joints, with pain, swelling or effusion
* Changes hematologic (hemolytic anemia or leukopenia, lymphocytopenia or thrombocytopenia) in the absence of a drug that can produce similar findings
* Abnormalities immune (antibody anti-DNA double helix, antiSm, antiphospholipid and / or false-positive serologic test for syphilis)
* Antinuclear factor (ANF) was positive
* Serositis (pleuritis or pericarditis)
* Changes Neurological: seizures or psychosis without other apparent cause
* Abnormalities in tests of renal function: proteinuria (removal of proteins in the urine) greater than 0.5 g per day or the presence of cellular cylinders on microscopic examination of urine
This diagnostic method has a specificity of 95% and a sensitivity of 75%, so that when at least four criteria are met, on average 95 of every 100 patients will, in fact, systemic lupus erythematosus. However, only 75 out of 100 patients with SLE were positive for four or more of 11 criteria.
Treatment
Prevent infection. General symptoms most often respond to treatment of other clinical manifestations. The isolated fever can be treated with aspirin or nonsteroidal antiinflammatory drugs. Steroids and immunosuppressive agents (especially cyclophosphamide) are indicated in severe cases.
Since there is a very accurate diagnosis for diseases called autoimmune diseases, should be careful when administering medications, since their effects can be very aggressive in the body.
Pregnant women with lupus require strict medical supervision throughout the pregnancy, since the disease can also reach the fetus.
Epidemiology
* Sex: There is a clear prevalence in females (8 females in 10 patients), usually appearing during the reproductive years (menarche to menopause)
* Age group: The first symptoms usually occur between the second and fourth decade of life.
* City: It is more common in the U.S., fewer incidents in England
* Ethnic Distribution: It is more common in blacks, with an incidence of 11.7 per 100,000 while the incidence in whites is 2.7 / 100,000.
* Overall: 27.5 per million for white women and 75.4 per million for black women in America.
Lúpus
O lúpus eritematoso sistêmico (LES ou lúpus) é uma doença autoimune do tecido conjuntivo que pode afetar qualquer parte do organismo. Assim como ocorre em outras doenças autoimunes, o sistema imune ataca as próprias células e tecidos do corpo, resultando em inflamação e dano do tecido.
O LES lesa mais frequentemente o coração, articulações, pele, pulmões, vasos sanguíneos, fígado, rins e sistema nervoso. A evolução da doença é imprevisível, com crises e remissões. A doença ocorre nove vezes mais frequentemente em mulheres do que em homens, especialmente entre as idades de 15 e 50 anos, sendo mais comum nas pessoas que não têm ascendência européia.
O LES é tratável sintomaticamente principalmente com corticosteróides e imunossupressores. Atualmente ainda não existe cura. O LES pode ter complicações fatais, no entanto, atualmente as fatalidades têm-se tornado cada vez mais raras. A taxa de sobrevivência em cinco anos para pessoas com LES nos Estados Unidos, Canadá e Europa é de aproximadamente 95%, 90% em 10 anos e 78% em 20 anos.
Histórico
Há várias versões sobre a origem do nome da doença. (lupus significa lobo em latim, e erito (ερυθρός) quer dizer vermelho em grego) Uma versão é a de que casos de porfiria (doença com sintomas semelhantes aos de lúpus) geraram folclores sobre vampiros e lobisomens, devido à fotossensibilidade, cicatrizes, crescimento de pêlos e manchas nos dentes. Outra teoria refere o termo loup, um estilo francês de máscara que as mulheres usavam para esconder as erupções cutâneas em seus rostos.
Em 1895, o médico canadense Sir William Osler caracterizou melhor o envolvimento dos vários tecidos do corpo e adicionou a palavra "sistêmico" ao nome.
Patofisiologia
Há períodos de inatividade que podem durar semanas, meses ou anos. Alguns pacientes podem não desenvolver complicações graves. Não é transmissível e suas manifestações variam muito de um paciente para outro. Há casos simples (que exigem intervenções médicas mínimas) e graves (com danos a órgãos vitais, como: pulmão, coração, rim e cérebro).
Causas
Acredita-se que a patogenia envolva algum defeito básico na manutenção da auto-tolerância com ativação das células B (linfócitos B).Esse processo pode ocorrer secundariamente a alguma combinação de defeitos hereditários na regulação das células T auxiliares (Th-T helper). Acredita-se também que o defeito primário ocorra nas células T CD4 que impulsionam as células B auto-antígeno-específicas a produzir anticorpos.
Genética
* Doença Clínica: Indivíduos cujos familiares já foram diagnosticados têm mais chance de apresentar o LES ou outra doença auto-imune. A taxa de concordância em gêmeos monozigóticos varia de 12% a 15%.
* Alterações Imunológicas: Os familiares têm uma maior frequência de FAN positivo, hipocomplementemia, hipergamaglobulinemia, teste sorológico para sífilis falso-positivo e anticorpos antilinfócito.
* HLA: O lúpus está associado com HLA-DR2 e HLA-DR3.
* As mutações estão alojadas no braço curto do cromossomo 6.
Tipos
Existem 3 tipos de Lúpus: o lúpus discóide, o lúpus sistêmico e o lúpus induzido por drogas.
Lúpus discóide
É sempre limitado à pele. É identificado por inflamações cutâneas que aparecem na face, nuca e couro cabeludo. Aproximadamente 10% das pessoas Lúpus Discóide pode evoluir para o Lúpus Sistêmico, o qual pode afetar quase todos os órgãos ou sistemas do corpo.
Lúpus sistêmico
Costuma ser mais grave que o Lúpus Discóide e pode afetar quase todos os órgãos e sistemas. Em algumas pessoas predominam lesões apenas na pele e nas articulações, em outras pode haver acometimento dos rins, coração, pulmões ou sangue.
Lúpus induzido por drogas
O lúpus eritematoso induzido por drogas ocorre como conseqüência do uso de certas drogas ou medicamentos. Os sintomas são muito parecidos com o lúpus sistêmico. Os próprios medicamentos para lúpus também podem levar a um estado de lúpus induzido. Por isso é preciso ter certeza absoluta do diagnóstico antes de iniciar tratamento com corticosteróides, antimaláricos como reuquinol e antiinflamatórios em geral.
Sinais e sintomas
A fadiga costuma ser o primeiro sinal. A maioria das pessoas apresenta febre contínua ou intermitente, perda de peso e mal-estar. Independente da forma clínica de manifestação, a grande maioria dos doentes tem períodos críticos intercalados por períodos de relativa melhora ou mesmo de inatividade.
Diagnóstico
Testes laboratoriais
Autoanticorpos
É talvez o achado laboratorial mais consistente da doença. Alguns autoanticorpos como o anti-Sm e o anti-DNA de dupla hélice (dsDNA) têm valor diagnóstico, pois são altamente específicos para o LES. Os demais anticorpos não são específicos, mas a sua presença auxilia o diagnóstico.
Autoanticorpos no lúpus eritematoso sistêmico Autoanticorpo Incidência (%) Especificidade
ANTI-dsDNA 80-90 ALTA
ANTI-ssDNA 80-90 -
ANTI-Sm 30 ALTA
ANTI-RNP 30-40 -
ANTI-Ro/SS-A 30-40 -
ANTI-La/SS-B 25 -
ANTI-P 10-15 ALTA
Complemento
As flutuações nos níveis de C3, C4 e CH50 podem ser úteis no seguimento da atividade de doença.
Testes de VHS e mucoproteínas são inespecíficos, mas utilizados para avaliar a atividade inflamatória. No hemograma, pode ser encontrada anemia normocítica, leucopenia (taxa de leucócitos abaixo de 4.000/mm³), linfopenia (número de linfócitos menor que 20% do total de leucócitos) e plaquetopenia (taxa de plaquetas abaixo de 100.000/mm³)
Eletroforese de proteínas
Importante para avaliar elevação de gamaglobulina, que na maioria das vezes está associada à atividade de doença. Também útil para avaliar nivel de albumina e atividade inflamatória.
Avaliação dos diferentes órgãos
A avaliação renal (Urina I, Uréia, Creatinina e Clearance) deve ser feita independente da presença de manifestações clínicas. Os outros exames devem ser realizados de acordo com o acometimento de cada órgão especificamente.
Critérios diagnósticos
O diagnóstico de LES é estabelecido quando 4 ou mais critérios dos abaixo relacionados estiverem presentes:
* Eritema malar (vermelhidão característica no nariz e face), geralmente em forma de "asa de borboleta"
* Lesões discóides cutâneas (rash discóide)
* Fotossensibilidade
* Úlceras orais e/ou nasofaríngeas, observadas pelo médico
* Artrite não-erosiva de duas ou mais articulações periféricas, com dor, edema ou efusão
* Alterações hematológicas (anemia hemolítica ou leucopenia, linfocitopenia ou plaquetopenia) na ausência de uma droga que possa produzir achados semelhantes
* Anormalidades imunológicas (anticorpo antiDNA de dupla hélice, antiSm, antifosfolipídio e/ou teste sorológico falso-positivo para sífilis)
* Fator antinuclear (FAN) positivo
* Serosite (pleurite ou pericardite)
* Alterações neurológicas: convulsões ou psicose sem outra causa aparente
* Anormalidades em exames de função renal: proteinúria (eliminação de proteínas através da urina) maior do que 0,5 g por dia ou presença de cilindros celulares no exame microscópico de urina
Esse método diagnóstico tem uma especificidade de 95% e uma sensibilidade de 75%, de forma que, quando, no mínimo, quatro critérios forem preenchidos, em média 95 de cada 100 pacientes apresentará, de fato, lúpus eritematoso sistêmico. Entretanto, somente 75 de cada 100 pacientes com lúpus eritematoso sistêmico apresentaram positividade para 4 ou mais desses 11 critérios.
Tratamento
Prevenir infecções. Os sintomas gerais na maioria das vezes respondem ao tratamento das outras manifestações clínicas. A febre isolada pode ser tratada com aspirina ou antiinflamatórios não-hormonais. Corticóides e imunossupressores (especialmente a ciclofosfamida) são indicados nos casos mais graves.
Como não existe um diagnóstico muito preciso para as doenças chamadas auto-imunes, deve-se ter cuidado ao administrar medicamentos, uma vez que seus efeitos colaterais podem ser muito agressivos ao organismo.
Gestantes portadoras de lúpus necessitam de um acompanhamento médico rigoroso ao longo da gravidez, visto que a doença pode atingir também o feto.
Epidemiologia
* Sexo: Há um nítido predomínio no sexo feminino (8 mulheres em cada 10 portadores), aparecendo geralmente durante os anos férteis (da menarca à menopausa)
* Faixa etária: Os primeiros sintomas ocorrem geralmente entre a segunda e quarta década de vida.
* Localidade: É mais comum nos EUA, menos incidente na Inglaterra
* Distribuição étnica: É mais frequente em negros, com incidência de 11,7/100.000 enquanto a ocorrência em brancos é de 2,7/100.000.
* Geral: 27,5/milhão para mulheres brancas e 75,4/milhão para mulheres negras, nos EUA.
terça-feira, 8 de junho de 2010
Transferência de energia
Transferência de energia no corpo humano
O corpo humano precisa receber um suprimento contínuo de energia para poder realizar suas funções. A energia derivada da oxidação do alimento não é liberada subitamente ao ser alcançada uma determinada temperatura, pois as células do organismo, diferentemente de um motor de combustão, não conseguem utilizar a energia térmica.
Esse processo de extração lenta reduz a perda de energia na forma de calor e proporciona uma eficiência muito maior nas transformações energéticas. Essas transformações permitem ao corpo utilizar diretamente a energia química para a realização do trabalho biológico. Em um certo sentido, a energia é fornecida às células à medida que torna necessária.
1. ATP – Adenosina trifosfato
A energia presente nos alimentos não é transferida diretamente às células para realização de trabalho biológico. Em vez disso, essa energia dos nutrientes liberada através da oxidação é recolhida e conduzida como uma forma acessível de energia química através do composto rico em energia ATP (adenosina trifosfato). A energia potencial dentro da molécula de ATP é utilizada para todos os processos da célula que necessitam de energia.
As duas principais atividades transformadoras de energia na célula são:
- Formação do ATP rico em energia a partir da energia potencial existente no alimento;
- Uso da energia química presente no ATP para trabalho biológico.
A energia liberada durante o fracionamento de ATP é transferida diretamente para outras moléculas que necessitam de energia. Poe exemplo, no músculo, essa energia química ativa locais específicos ao longo dos elementos contráteis, acarretando o encurtamento da fibra muscular. Como a energia aproveitada do ATP aciona todas as formas de trabalho biológico, o ATP foi considerado uma “moeda corrente da energia” da célula.
2. Fosfato de creatina: reservatório de energia
Como uma pequena quantidade de ATP é armazenada na célula e não pode ser fornecida através do sangue ou através de outros tecidos, essa substância deverá ser ressintetizada continuamente no mesmo ritmo que é utilizada.
Como o ATP é mantido apenas em pequenas quantidades, sua concentração relativa é alterada rapidamente com qualquer aumento do metabolismo energético. Esta mudança estimula imediatamente a decomposição dos nutrientes armazenados para fornecer energia para a ressíntese de ATP.
Apesar de as principais fontes de energia química para a ressíntese do ATP serem as gorduras e os carboidratos, parte da energia da ressíntese do ATP é gerado rapidamente e sem oxigênio a partir de outro composto fosfato rico em
energia denominado fosfato de creatina, ou CP. A transferência de energia de CP é essencial durante as transições de uma baixa para uma alta demanda de energia, como ocorre no início de um exercício, quando as necessidades de energia ultrapassam a quantidade armazenada pelos macronutrientes. A concentração de CP na célula é cerca de quatro a seis vezes maior que aquela de ATP. Assim sendo, CP é considerado o “reservatório” de fosfato de alta energia.
Ilustração simplificada da estrutura do ATP, que é moeda corrente energética que aciona todas as formas de trabalho biológico. O símbolo ~ significa ligações de alta energia.
3. Oxidação celular
Átomos de hidrogênio são arrancados continuamente dos substratos de glicídios, lipídios e proteínas durante o metabolismo energético. Moléculas carregadoras dentro das mitocôndrias, que representam as “usinas químicas” da célula, removem os elétrons desses átomos de hidrogênio e os transferem para oxigênio molecular. Para completar o processo, o oxigênio aceita também hidrogênio para formar água. Grande parte da energia gerada na oxidação celular é aprisionada ou conservada como energia química na forma de ATP.
A energia é extraída do alimento em uma série de pequenas etapas envolvendo a transferência de elétrons de moléculas doadoras para moléculas aceitadoras. Esse processo, conhecido como oxidação-redução, é fundamental para a dinâmica energética celular. Durante a oxidação celular, os átomos de hidrogênio não são simplesmente despejados no líquido celular, pelo contrário, a liberação de hidrogênio pelo substrato nutriente é catalisada ao longo da superfície interna da mitocôndria por enzimas desidrogenases altamente específicas.
Durante o metabolismo energético, o oxigênio funciona como o aceitador de elétrons na cadeia respiratória e combina-se com o hidrogênio para formar água.
4. Liberação de energia pelos carboidratos
A função primária dos carboidratos consiste em fornecer energia para o trabalho celular. Os carboidratos são os únicos macronutrientes cuja energia armazenada pode ser usada para gerar ATP.
Essa capacidade é importante durante o exercício vigoroso e requer a liberação rápida de energia acima dos níveis que podem ser atendidos pelas reações metabólicas. Nesse caso, o glicogênio acumulado e a glicose sanguínea terão que fornecer a maior parte da energia para a ressíntese de ATP.
5. A glicólise gera energia a partir da glicose
Quando a molécula de glicose penetra na célula para ser utilizada como energia, sofre uma série de reações químicas denominadas glicólise. Essas reações ocorrem no meio aquoso da célula fora da mitocôndria. Em termos de seqüência evolucionária, a glicólise representa uma forma mais primitiva de transferência de energia que se encontra bem desenvolvida nos anfíbio, répteis e mamíferos que mergulham.
Na primeira reação ATP age como doador de fosfato para fosforilar a glicose e transformá-la e glicose 6-fosfato. Essa reação “aprisiona” a molécula de glicose na maioria das células, que são as hepáticas, pois contêm a enzima fosfatase, que retira o fosfato de
glicose 6-fosfato, fazendo com que a glicose possa deixar a célula para ser transportada por todo o corpo, assim se polimeriza com outras moléculas de glicose formando o glicogênio que é uma fonte de glicose para a obtenção de energia.
6. Liberação de energia pela gordura
A gordura armazenada representa a mais abundante fonte corporal de energia potencial. Em relação aos outros nutrientes, a quantidade de gordura disponível para produção de energia é quase ilimitada.
O fornecedor mais ativo de moléculas de ácidos graxos é o tecido adiposo, apesar de existir alguma gordura armazenada em todas as células. Os adipócitos, ou células gordurosas são especializadas para sintetizar e armazenar os triglicerídios, cujas gotículas ocupam até 95% do volume da célula. Depois que os ácidos graxos se difundem do adipócito para a corrente sangüínea, fixam-se na albumina plasmática como ácidos graxos livres, AGLs. Estes são levados a seguir para tecidos ativos e são metabolizados para a obtenção de energia. A utilização de gordura como substância energética varia intimamente com o fluxo sangüíneo no tecido ativo. Com o aumento do fluxo sangüíneo, mais AGLs são levados do tecido adiposo para o músculo ativo; conseqüentemente, maiores quantidades desses nutrientes são usados para obtenção de energia.
O corpo humano precisa receber um suprimento contínuo de energia para poder realizar suas funções. A energia derivada da oxidação do alimento não é liberada subitamente ao ser alcançada uma determinada temperatura, pois as células do organismo, diferentemente de um motor de combustão, não conseguem utilizar a energia térmica.
Esse processo de extração lenta reduz a perda de energia na forma de calor e proporciona uma eficiência muito maior nas transformações energéticas. Essas transformações permitem ao corpo utilizar diretamente a energia química para a realização do trabalho biológico. Em um certo sentido, a energia é fornecida às células à medida que torna necessária.
1. ATP – Adenosina trifosfato
A energia presente nos alimentos não é transferida diretamente às células para realização de trabalho biológico. Em vez disso, essa energia dos nutrientes liberada através da oxidação é recolhida e conduzida como uma forma acessível de energia química através do composto rico em energia ATP (adenosina trifosfato). A energia potencial dentro da molécula de ATP é utilizada para todos os processos da célula que necessitam de energia.
As duas principais atividades transformadoras de energia na célula são:
- Formação do ATP rico em energia a partir da energia potencial existente no alimento;
- Uso da energia química presente no ATP para trabalho biológico.
A energia liberada durante o fracionamento de ATP é transferida diretamente para outras moléculas que necessitam de energia. Poe exemplo, no músculo, essa energia química ativa locais específicos ao longo dos elementos contráteis, acarretando o encurtamento da fibra muscular. Como a energia aproveitada do ATP aciona todas as formas de trabalho biológico, o ATP foi considerado uma “moeda corrente da energia” da célula.
2. Fosfato de creatina: reservatório de energia
Como uma pequena quantidade de ATP é armazenada na célula e não pode ser fornecida através do sangue ou através de outros tecidos, essa substância deverá ser ressintetizada continuamente no mesmo ritmo que é utilizada.
Como o ATP é mantido apenas em pequenas quantidades, sua concentração relativa é alterada rapidamente com qualquer aumento do metabolismo energético. Esta mudança estimula imediatamente a decomposição dos nutrientes armazenados para fornecer energia para a ressíntese de ATP.
Apesar de as principais fontes de energia química para a ressíntese do ATP serem as gorduras e os carboidratos, parte da energia da ressíntese do ATP é gerado rapidamente e sem oxigênio a partir de outro composto fosfato rico em
energia denominado fosfato de creatina, ou CP. A transferência de energia de CP é essencial durante as transições de uma baixa para uma alta demanda de energia, como ocorre no início de um exercício, quando as necessidades de energia ultrapassam a quantidade armazenada pelos macronutrientes. A concentração de CP na célula é cerca de quatro a seis vezes maior que aquela de ATP. Assim sendo, CP é considerado o “reservatório” de fosfato de alta energia.
Ilustração simplificada da estrutura do ATP, que é moeda corrente energética que aciona todas as formas de trabalho biológico. O símbolo ~ significa ligações de alta energia.
3. Oxidação celular
Átomos de hidrogênio são arrancados continuamente dos substratos de glicídios, lipídios e proteínas durante o metabolismo energético. Moléculas carregadoras dentro das mitocôndrias, que representam as “usinas químicas” da célula, removem os elétrons desses átomos de hidrogênio e os transferem para oxigênio molecular. Para completar o processo, o oxigênio aceita também hidrogênio para formar água. Grande parte da energia gerada na oxidação celular é aprisionada ou conservada como energia química na forma de ATP.
A energia é extraída do alimento em uma série de pequenas etapas envolvendo a transferência de elétrons de moléculas doadoras para moléculas aceitadoras. Esse processo, conhecido como oxidação-redução, é fundamental para a dinâmica energética celular. Durante a oxidação celular, os átomos de hidrogênio não são simplesmente despejados no líquido celular, pelo contrário, a liberação de hidrogênio pelo substrato nutriente é catalisada ao longo da superfície interna da mitocôndria por enzimas desidrogenases altamente específicas.
Durante o metabolismo energético, o oxigênio funciona como o aceitador de elétrons na cadeia respiratória e combina-se com o hidrogênio para formar água.
4. Liberação de energia pelos carboidratos
A função primária dos carboidratos consiste em fornecer energia para o trabalho celular. Os carboidratos são os únicos macronutrientes cuja energia armazenada pode ser usada para gerar ATP.
Essa capacidade é importante durante o exercício vigoroso e requer a liberação rápida de energia acima dos níveis que podem ser atendidos pelas reações metabólicas. Nesse caso, o glicogênio acumulado e a glicose sanguínea terão que fornecer a maior parte da energia para a ressíntese de ATP.
5. A glicólise gera energia a partir da glicose
Quando a molécula de glicose penetra na célula para ser utilizada como energia, sofre uma série de reações químicas denominadas glicólise. Essas reações ocorrem no meio aquoso da célula fora da mitocôndria. Em termos de seqüência evolucionária, a glicólise representa uma forma mais primitiva de transferência de energia que se encontra bem desenvolvida nos anfíbio, répteis e mamíferos que mergulham.
Na primeira reação ATP age como doador de fosfato para fosforilar a glicose e transformá-la e glicose 6-fosfato. Essa reação “aprisiona” a molécula de glicose na maioria das células, que são as hepáticas, pois contêm a enzima fosfatase, que retira o fosfato de
glicose 6-fosfato, fazendo com que a glicose possa deixar a célula para ser transportada por todo o corpo, assim se polimeriza com outras moléculas de glicose formando o glicogênio que é uma fonte de glicose para a obtenção de energia.
6. Liberação de energia pela gordura
A gordura armazenada representa a mais abundante fonte corporal de energia potencial. Em relação aos outros nutrientes, a quantidade de gordura disponível para produção de energia é quase ilimitada.
O fornecedor mais ativo de moléculas de ácidos graxos é o tecido adiposo, apesar de existir alguma gordura armazenada em todas as células. Os adipócitos, ou células gordurosas são especializadas para sintetizar e armazenar os triglicerídios, cujas gotículas ocupam até 95% do volume da célula. Depois que os ácidos graxos se difundem do adipócito para a corrente sangüínea, fixam-se na albumina plasmática como ácidos graxos livres, AGLs. Estes são levados a seguir para tecidos ativos e são metabolizados para a obtenção de energia. A utilização de gordura como substância energética varia intimamente com o fluxo sangüíneo no tecido ativo. Com o aumento do fluxo sangüíneo, mais AGLs são levados do tecido adiposo para o músculo ativo; conseqüentemente, maiores quantidades desses nutrientes são usados para obtenção de energia.
Bomba de sódio e de potássio
A bomba de sódio (também designada bomba de sódio-potássio, Na+/K+-ATPase ou bomba Na+/K+) é um mecanismo que se localiza na membrana plasmática de quase todas as células do corpo humano. É também comum em todo o mundo vivo.
Função
Para manter o potencial eléctrico da célula, esta precisa de uma baixa concentração de ions de sódio e de uma elevada concentração de ions de potássio, dentro da célula. Fora das células existe uma alta concentração de sódio e uma baixa concentração de potássio, pois existe difusão destes componentes através de canais iônicos existentes na membrana celular. Para manter as concentrações ideais dos dois ions, a bomba de sódio bombeia sódio para fora da célula e potássio para dentro dela. Note-se que este transporte é realizado contra os gradientes de concentração destes dois ions, o que ocorre graças à energia liberada com a clivagem de ATP (transporte ativo).
O mecanismo
* A bomba, ligada ao ATP, liga-se a 3 íons de Na+ intracelulares.
* O ATP é hidrolizado, levando à fosforilação da bomba e à libertação de ADP.
* Essa fosforilação leva a uma mudança conformacional da bomba, expondo os íons de Na+ ao exterior da membrana. A forma fosforilada da bomba, por ter uma afinidade baixa aos íons de sódio, liberta-os para o exterior da célula.
* À bomba ligam-se 2 íons de K+ extracelulares, levando à desfosforilação da bomba.
* O ATP liga-se e a bomba reorienta-se para libertar os íons de potássio para o interior da célula: a bomba está pronta para um novo ciclo.
O bombeamento não é equitativo: para cada três íons sódio bombeados para o líquido extracelular, apenas dois íons potássio são bombeados para o líquido intracelular.
Fisiologia
Como a membrana celular é muito menos permeável ao sódio que ao potássio, desenvolve-se um potencial eléctrico (negativo, como ponto de referência o interior celular) na célula.
O gradiente de concentração e eléctrico estabelecido pela bomba de sódio, suporta não só o potencial eléctrico de repouso da célula mas também os potenciais de ação em células nervosas e musculares. A exportação de sódio da célula proporciona a força motriz para que certos transportadores façam o importe de glicose, aminoácidos e outros nutrientes importantes para a célula. A translocação de sódio de um lado do epitélio para o outro cria um gradiente osmótico que suporta a absorção de água.
[editar] Farmacologia
As bombas de sódio encontradas na membrana das células do coração são um importante alvo de drogas (digoxina e ouabaina) usadas para promover a performance cardíaca através do aumento da força de contracção. A contracção de qualquer músculo está dependente de uma concentração intercelular de cálcio 100-10000 vezes maior que a encontrada em repouso. O relaxamento do músculo está dependente da actuação de uma enzima que faça a reposição da concentração de cálcio. Essa enzima (faz a translocação Na-Ca) aproveita o gradiente de Na gerado pela bomba de sódio para remover o cálcio do espaço intercelular, levando assim a contracções mais fortes do músculo.
segunda-feira, 7 de junho de 2010
Contração muscular
CONTRAÇÃO MUSCULAR ESTRIADA
Componentes da fibra muscular esquelética:
Sarcolema: é a membrana celular da fibra muscular, consiste de uma membrana celular verdadeira, a membrana plasmática e de uma fina camada de material polissacarídico; finas fibrilas colágenas também estão presentes na camada mais externa do sarcolema.
Miofibrilas; Filamentos de Actina e Miosina: os filamentos de actina e miosina são grandes moléculas protéicas polimerizadas, responsáveis pela contração muscular. Os filamentos espessos são de miosina e os finos de actina. Os filamentos de actina e miosina se interdigitam parcialmente e determinam a existência de faixas claras e escuras alternadas nas miofibrilas. As faixas claras que contém apenas filamentos de actina denominam-se bandas I , porque são isotrópicas à luz polarizada. As faixas escuras, que contém apenas filamentos de miosina, são denominadas bandas A , porque são anisotrópicas à luz polarizada. Os filamentos de actina estão ligados à membrana Z. A porção de uma miofibrila (ou de toda a fibra muscular) que se localiza entre duas membranas Z sucessivas denomina-se sarcômero. Quando uma fibra muscular é estirada além do seu comprimento de repouso, as extremidades dos filamentos de actina são afastadas, deixando uma área clara no centro da banda A, denominada zona H .
Sarcoplasma : as miofibrilas estão suspensas no interior da fibra muscular numa matriz denominada sarcoplasma, que é composta dos constituintes intracelulares habituais.O líquido sarcoplasmático contém grandes quantidades de potássio, fosfato, magnésio e enzimas. Também existe grande número de mitocôndrias, que se localizam entre e paralelamente as miofibrilas, o que indica grande necessidade de ATP formado naquelas organelas para que ocorra contração das miofibrilas.
Retículo Sarcoplasmático: no citoplasma também há um amplo e difuso retículo endoplasmático. Esse retículo apresenta uma organização especial extremamente importante no controle da contração muscular.
A contração muscular ocorre por mecanismo de deslizamento de filamentos. Há forças de atração que ocorrem entre os filamentos de actina e miosina. Em condições de repouso, essas forças de atração estão inibidas, mas quando um potencial de ação se propaga para o interior da fibra muscular, determina a liberação de grandes quantidades de íons cálcio para o sarcoplasma que circunda as miofibrilas. Esses íons cálcio estavam contidos no retículo sarcoplasmático e quando liberados no sarcoplasma, ativam as forças de atração entre os filamentos de actina e miosina e dão início à contração. Porém, também é necessário energia para que ocorra o processo contrátil. Essa é derivada de ligações de alta energia do trifosfato de adenosina (ATP), que é degradado a difosfato de adenosina (ADP) para fornecer a energia necessária.
Características das fibras contráteis
Filamento de Miosina: o filamento de miosina é composto por duas partes, a meromiosina leve e a meromiosina pesada. A meromiosina leve consiste de duas fitas peptídicas que se enrolam em forma de hélice. A meromiosina pesada também se constitui de duas partes: primeira, uma dupla hélice similar a meromiosina leve, segunda, uma cabeça ligada à extremidade da dupla hélice. A própria cabeça é composta de duas massas de proteína globular. O corpo do filamento de miosina compõe-se de filamentos paralelos de meromiosina leve pertencentes a múltiplas moléculas de miosina. De fato, sempre que as moléculas de miosina são precipitadas, observa-se que as porções de meromiosina leve das moléculas de miosina, apresentam uma tendência natural para se agregarem, formando filamentos quase idênticos àqueles de miosina encontrados nos músculos. Por outro lado, há uma protrusão das porções de meromiosina pesada por todos os lados dos filamentos de miosina. Essas protrusões constituem as pontes cruzadas.
Filamentos de Actina: O filamento de actina compõe-se de três partes diferentes: actina, tropomiosina e troponina. O arcabouço do filamento de actina é uma molécula protéica constituída por uma dupla fita de actina F que se enrola em dupla hélice, semelhante à molécula de miosina.
Cada fita de dupla hélice de actina F é composta de moléculas de actina G. Fixa a cada uma das moléculas de actina G há uma molécula de ADP. Acredita-se que essas moléculas de ADP sejam os locais ativos dos filamentos de actina, com os quais interagem as pontes cruzadas dos filamentos de miosina para causarem a contração muscular.
Filamentos de Tropomiosina: O filamento de actina contém também duas fitas adicionais de proteínas que são polímeros de moléculas de tropomiosina. Acredita-se que cada fita de tropomiosina está frouxamente ligada a uma de actina F e que, no estado de repouso, ela cobre de forma física os locais ativos de actina, de modo que a interação entre actina e miosina não possa ocorrer para causar a contração.
Troponina e seu papel na contração muscular: Fixado aproximadamente a dois terços de distância ao longo de cada molécula de troponina, há um complexo de três moléculas protéicas globulares, denominado troponina. Uma das proteínas globulares tem grande afinidade pela actina, outra pela tropomiosina e a terceira pelos íons cálcio. Acredita-se que esse complexo fixa a tropomiosina a actina. A grande afinidade da troponina com os íons cálcio parece iniciar o processo de contração.
Interação dos filamentos de Miosina e Actina para causar contração
Inibição do filameto de actina pelo complexo troponina-tropomiosina; ativação pelos íons cálcio. Um filamento de actina puro, sem a presença do complexo troponina-tropomiosina, prende-se fortemente às moléculas de miosina na presença de íons magnésio e ATP, ambos os quais são normalmente abundantes na miofibrila. Porém se o complexo troponina-tropomiosina é adicionado ao filamento de actina, essa ligação não se realiza. Dessa maneira, acredita-se que os locais ativos dos filamentos de actina normal do músculo relaxado estão inibidos (ou talvez fisicamente cobertos) pelo complexo troponina-tropomiosina. Em conseqüência disso, eles não podem interagir com os filamentos de miosina para determinar a contração. Antes da contração se iniciar, o efeito inibidor do complexo troponina-tropomiosina deve ser, ele próprio, inibido.
Papel dos íons Cálcio: Na presença de grandes quantidades de íons Cálcio, o próprio efeito inibidor do complexo troponina-tropomiosina sobre a actina é inibido. Quando os íons cálcio se combinam com a subunidade da troponina, possivelmente desenvolve uma alteração conformacional que, de algum modo, altera a fita de tropomiosina. Ao mesmo tempo, as ligações entre troponina e actina tornam-se frouxas. É bem provável que essa combinação de efeitos movimente a fita de tropomiosina mais para o interior do sulco entre os dois filamentos de actina e, dessa forma, deixe "descobertos" os locais ativos da actina, permitindo que ocorra a contração.
Logo que o filamento de actina torna-se ativado pelos íons cálcio, acredita-se que os filamentos de miosina sejam imediatamente atraídos pelos locais ativos do filamento de actina e isso determina a contração.
Bomba de Cálcio para remoção de íons Cálcio do Líquido Sarcoplasmático: Depois dos íons cálcio terem sido liberados da cisterna e se terem difundido para as miofibrilas, a contração muscular continuará então durante o tempo de permanências desses íons em alta concentração no liquido sarcoplasmático. Todavia, uma bomba de cálcio continuamente ativa, localizada nas paredes dos tubos do retículo sarcoplasmático, bombeia os íons cálcio do liquido sarcoplasmático, trazendo-os de volta às cavidades vesiculares do retículo. Essa bomba pode aumentar a concentração de íons cálcio em cerca de 2.000 vezes, no interior do retículo, uma condição que permite o acúmulo de cálcio no retículo sarcoplasmático e que também determina uma deleção quase total desses íons no líquido das miofibrilas. Por essa razão, exceto imediatamente após um potencial de ação, a concentração dos íons cálcio nas miofibrilas é mantida a um nível extremamente baixo.
Mecanismo da catraca ou da cremalheira da contração: Ela mostra as cabeças de duas pontes cruzadas que se fixam e se soltam dos locais ativos de um filamento de actina. Postula-se que, quando a cabeça se prende a um local ativo, essa fixação causa simultaneamente profunda alteração nas forças intramoleculares na cabeça e no braço da ponte cruzada.. O novo alinhamento das forças faz com que a cabeça se incline sobre o braço, puxando junto consigo o filamento de actina. Essa inclinação da cabeça da ponte cruzada é denominada "força de deslocamento". Imediatamente após a força de inclinação, a cabeça se solta automaticamente do local ativo e retorna à sua posição perpendicular normal. Nessa posição, ela se combina com um sítio ativo existente mais abaixo, ao longo do filamento de actina; uma inclinação similar novamente acontece para determinar então uma nova força de deslocamento, e o filamento de actina dá outro passo. Assim, as cabeças das pontes cruzadas inclinam-se para trás e para frente e, passo a passo, puxam os filamentos de actina em direção ao centro do filamento de miosina. Dessa maneira, os movimentos das pontes cruzadas usam os locais ativos do filamento de actina como se fosse os dentes de uma catraca.
CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA
Base química da contração: O músculo liso contém filamentos tanto de actina como de miosina, que apresentam características semelhantes, mas não exatamente iguais àquelas dos filamentos de actina e miosina do músculo esquelético. O músculo liso contém também tropomiosina, mas é duvidosa a presença de troponina, ou de substâncias semelhantes a ela. A miosina e a actina interagem entre si da mesma forma que fazem quando provenientes do músculo esquelético. Além disso, o processo contrátil é ativado por íons cálcio e o ATP é degradado a ADP para fornecer energia para a contração. Por outro lado, há importantes entre a organização física do músculo liso e do esquelético, bem como diferenças em outros aspectos da função do músculo liso, tais como o acoplamento excitação-contração, o controle do processo contrátil pelos íons cálcio, a duração da contração e a quantidade de energia requerida para o processo contrátil.
Base física da contração do músculo liso: O músculo liso não apresenta a mesma distribuição estriada dos filamentos de actina e miosina que é encontrado no músculo esquelético. Grande número de filamentos de actina estão aderidos aos denominados corpúsculos densos. Alguns desses corpúsculos, por sua vez, estão fixados a membrana celular, enquanto outros estão dispersos no sarcoplasma. Parece haver suficientes ligações cruzadas entre um corpúsculo denso e outro, de modo a mantê-los em posições extremamente fixas dentro da célula.
Apesar da relativa pobreza dos filamentos de miosina, afirmou-se que os mesmos têm suficientes pontes cruzadas para atrair os numerosos filamentos de actina, causando contração pelo mecanismo de deslizamento dos filamentos, da mesma forma que nos músculo esquelético.
Acoplamento Excitação-Contração – Papel dos Íons Cálcio
No músculo liso, assim como no esquelético, o processo de contração também é derivado pelos íons cálcio. Todavia, a fonte de íons cálcio é diferente porque o retículo sarcoplasmático desse músculo é pouco desenvolvido em contraste com aquele do músculo esquelético. Em alguns tipos de músculo liso, a maior parte dos íons cálcio que causa a contração entra na fibra muscular a partir do líquido extracelular e o potencial de ação é causado, pelo menos em parte, pelo influxo de íons cálcio para o interior da fibra muscular. Devido ao fato de as fibras musculares lisas serem muito pequenas, este íons cálcio podem se difundir para todas as partes do músculo liso e determinar o processo contrátil.
Bombas de Cálcio: Para determinar o relaxamento dos elementos contráteis do músculo liso, é necessário remover os íons cálcio. Essa remoção é obtida através de uma bomba de cálcio que transporta esses íons para o exterior da fibra muscular lisa e de volta para o líquido extracelular, ou bombeia os íons cálcio para o interior do retículo sarcoplasmático. Todavia, essa bomba apresenta uma ação muito lenta em comparação a bomba do músculo esquelético. Dessa maneira, a contração do músculo liso tem uma duração maior que a do músculo esquelético, já que a concentração dos íons cálcio permanecerá mais tempo nas miofibrilas.
Mecanismo pelo qual os íons cálcio determinam a contração do músculo liso: No músculo esquelético, os íons cálcio ativam a contração pela combinação com a troponina. Isso, por sua vez, causa alteração na tropomiosina, seguida da ativação do filamento de actina, e finalmente, o próprio processo de contração. Entretanto como não há a presença de troponina nas células musculares lisas, os íons cálcio aumentam bastante a atividade ATPásica das cabeças das pontes cruzadas de miosina. No músculo esquelético, essa ativação pelo cálcio é baixa, mas no músculo liso, ela ocorre mesmo em concentrações muito baixa de cálcio. Assim, acredita-se que esta ativação do sistema ATPásico de miosina inicie a contração do músculo liso. Isto é, a ATPase começa a desdobrar ATP; a energia liberada, põe em ação o processo contrátil, sem que o complexo troponina-tropomiosina estejam envolvidos.
CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO SEM POTENCIAIS DE AÇÃO –EFEITO DE FATORES TECIDUAIS LOCAIS E DE HORMÔNIOS.
A contração do músculo liso pode se iniciar não somente por potenciais de ação, mas também por fatores estimuladores que atuam diretamente na maquinaria contrátil. Os dois tipos de fatores estimuladores com mais freqüência envolvidos são:
Efeitos de hormônios na contração do músculo liso: A maior parte dos hormônios circulantes no organismo afetam, pelo menos em algum grau, a contração do músculo liso, sendo que alguns têm efeitos muito intensos. Alguns dos mais importantes hormônios são norepinefrina, epinefrina, acetilcolina, angiotensiva, vasopressina, ocitocina, serotonina e histamina. Um hormônio causará contração do músculo liso quando suas células contiverem um receptor inibitório ao invés de excitatório. Assim sendo, a maioria dos hormônios causará excitação em alguns músculos lisos, mas inibição em outros. Alguns dos hormônios – em especial norepinefrina, vasopressina e angiotensina – têm efeito excitatório tão poderoso que podem causar e manter espasmo do músculo liso durante horas.
Mecanismo da excitação muscular de fatores teciduais locais e hormônios: Acredita-se que os fatores teciduais locais e hormônios que determinam a contração do músculo liso atuem assim ativando o mecanismo de cálcio para o controle do processo contrátil. Alguns desses fatores alteram de forma moderada o potencial da membrana sem necessariamente causar um potencial de ação e isto aumenta o fluxo de íons cálcio para o interior da célula. Entretanto, a maior parte deles pode ativar a contração, mesmo quando o potencial da membrana não é alterado e mesmo quando não há disponibilidade de íons cálcio para entrar na célula. Nessas circunstâncias, os íons cálcio são liberados provavelmente pelo retículo sarcoplasmático.
sábado, 5 de junho de 2010
Ciclos Biogeoquímicos
O ciclo biogeoquímico é o percurso realizado no meio ambiente por um elemento químico essencial à vida. Ao longo do ciclo, cada elemento é absorvido e reciclado por componentes bióticos (seres vivos) e abióticos (ar, água, solo) da biosfera, e às vezes pode se acumular durante um longo período de tempo em um mesmo lugar. É por meio dos ciclos biogeoquímicos que os elementos químicos e compostos químicos são transferidos entre os organismos e entre diferentes partes do planeta.
O estudo e a compreensão dos ciclos biogeoquímicos pode ajudar a identificar potenciais impactos ambientais causados pela introdução de substâncias potencialmente perigosas nos diversos ecossistemas.
Todo ser vivo reage com seu ambiente e produz resíduos. A menos que o ambiente possa dispô-los convenientemente, pela autodepuração, eles poderão intervir no ciclo vital.
As relações entre espécies e ambiente físico caracterizam-se por uma constante permuta dos elementos, em uma atividade cíclica, a qual, por compreender aspectos de etapas biológicas, físicas e químicas alternantes, recebe a denominação geral de Ciclo Biogeoquímico. Na verdade, o fenômeno é estritamente cíclico apenas em relação ao aspecto químico, no sentido de que os mesmos compostos químicos alterados se reconstituem ao final do ciclo, enquanto que o aspecto físico das rochas não se regenera, necessariamente. Assim, há uma espécie de intercâmbio contínuo entre meio físico, denominado abiótico (relativo à parte sem vida do meio físico) e o biótico (conjunto de seres vivos), sendo esse intercâmbio de tal forma equilibrado, em relação à troca de elementos nos dois sentidos, que os dois meios se mantêm praticamente constantes.
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