Bioquímica e Fisiologia: Conceitos Essenciais

Fundamentos da Bioquímica: Substâncias Essenciais

Nos estudos iniciais sobre bioquímica, foram elencadas as substâncias que constituem o organismo dos seres vivos. Estas podem ser classificadas como substâncias orgânicas e inorgânicas. Referente a essa temática, responda:

Substâncias Inorgânicas nos Seres Vivos

a) Quais são as substâncias inorgânicas presentes nos seres vivos?

• Água
• Sais minerais
• Dióxido de carbono
• Oxigênio molecular

Substâncias Orgânicas nos Seres Vivos

b) Quais são as substâncias orgânicas presentes nos seres vivos?

• Aminoácidos e proteínas
• Carboidratos (ex.: glicose)
• Lipídios
• Ácidos nucleicos (RNA e DNA)

O Papel Essencial da Água nos Organismos

c) A água é a substância mais abundante na constituição corporal dos seres vivos. Qual é o papel da água?

Entre as funções da água nos organismos, podemos citar seu papel como solvente, reagente, na regulação do equilíbrio térmico e como lubrificante. Quase todas as reações químicas ocorrem em solução. A água é capaz de dissolver muitas substâncias, possuindo papel importantíssimo na dissolução dos reagentes que participam das reações metabólicas dos organismos. A água participa como reagente de muitas reações de síntese e de quebra (hidrólise) de substâncias. Através da dissipação do calor, a água impede que a temperatura dos organismos varie de maneira abrupta. Outro papel das moléculas da água é evitar o atrito entre partes, como ossos, cartilagens e órgãos internos, atuando como uma espécie de lubrificante.

Funções das Biomoléculas Essenciais

d) Quais as funções dos (as):

Funções das Proteínas

I. Proteínas: As proteínas são de extrema importância para o nosso organismo por sua função construtora e reparadora. Elas também participam da formação de hormônios, enzimas e anticorpos. Desempenham um papel muito importante em nosso organismo, pois fornecem materiais tanto para a construção como para a manutenção de todos os nossos órgãos e tecidos.

Funções dos Carboidratos

II. Carboidratos: De forma geral, os carboidratos desempenham um papel extremamente importante em nosso organismo, pois é através deles que nossas células obtêm energia para realizar suas funções metabólicas.

Funções dos Lipídios

III. Lipídios: Fornecimento de energia para as células, proteção de órgãos vitais, isolante térmico, e servem para transportar as vitaminas A, D, E, K, que são solúveis em lipídio (são lipossolúveis).

Obtenção de Energia e Processos Metabólicos

2. O esquema abaixo permite concluir que um animal pode obter energia a partir de diferentes substratos. Analisando essa imagem, descreva os processos envolvidos.

A gliconeogênese os transforma em glicose, ocorrendo em seguida a glicólise, quebrando essa glicose até se tornar piruvato.

Metabolismo: Anabolismo e Catabolismo

3. O esquema abaixo representa, de maneira simplificada, algumas etapas do metabolismo. A partir da figura, descreva anabolismo e catabolismo.

Como já vimos, nos seres vivos o combustível mais utilizado é a glicose, substância altamente energética cuja quebra no interior das células libera a energia armazenada nas ligações químicas e produz resíduos, entre eles gás carbônico e água.

A energia liberada é utilizada na execução de atividades metabólicas: síntese de diversas substâncias, eliminação de resíduos tóxicos produzidos pelas células, geração de atividade elétrica nas células nervosas, circulação do sangue etc.

O conjunto de reações químicas e de transformações de energia, incluindo a síntese (anabolismo) e a degradação de moléculas (catabolismo), constitui o metabolismo.

Sempre que o metabolismo serve para a construção de novas moléculas com finalidade biológica, falamos em anabolismo. Por exemplo: a realização de exercícios que conduzem a um aumento da massa muscular de uma pessoa envolve a síntese de proteínas nas células musculares. Por outro lado, a decomposição de substâncias, que ocorre, por exemplo, no processo de respiração celular, com a liberação de energia para a realização das atividades celulares, constitui uma modalidade de metabolismo conhecida como catabolismo.

Associe anabolismo à síntese e catabolismo à decomposição de substâncias. De modo geral, essas duas modalidades ocorrem juntas. Durante o catabolismo, que ocorre nos processos energéticos, por exemplo, a energia liberada em decorrência da utilização dos combustíveis biológicos poderá ser canalizada para as reações de síntese de outras substâncias, que ocorre no anabolismo.

ATP: A Moeda Energética Celular

Energia sob a forma de ATP: Cada vez que ocorre a desmontagem da molécula de glicose, a energia não é simplesmente liberada para o meio. A energia é transferida para outras moléculas (chamadas de ATP - Adenosina Trifosfato), que servirão de reservatórios temporários de energia, 'baterias' que poderão liberar 'pílulas' de energia nos locais onde estiverem. No citoplasma das células é comum a existência de uma substância solúvel conhecida como adenosina difosfato (ADP). É comum também a existência de radicais solúveis livres de fosfato inorgânico (que vamos simbolizar por Pi), ânions monovalentes do ácido ortofosfórico. Cada vez que ocorre a liberação de energia na respiração aeróbica, essa energia liga o fosfato inorgânico (Pi) ao ADP, gerando ATP. Como o ATP também é solúvel, ele se difunde por toda a célula. A ligação do ADP com o fosfato é reversível. Então, toda vez que é necessária energia para a realização de qualquer trabalho na célula, ocorre a conversão de algumas moléculas de ATP em ADP + Pi, e a energia liberada é utilizada pela célula. A recarga do ADP ocorre toda vez que há liberação de energia na desmontagem da glicose, o que acontece na respiração aeróbia ou na fermentação. A estrutura do ATP: O ATP é um composto derivado de nucleotídeo em que a adenina é a base e o açúcar é a ribose. O conjunto adenina mais ribose é chamado de adenosina. A união de adenosina com três radicais fosfato leva ao composto adenosina trifosfato (ATP). As ligações que mantêm o segundo e o terceiro radicais fosfato presos no ATP são altamente energéticas (liberam cerca de 7 Kcal/mol de substância). Assim, cada vez que o terceiro fosfato se desliga do conjunto, ocorre a liberação de energia que o mantinha-o unido ao ATP. É esta energia que é utilizada quando andamos, falamos, pensamos ou realizamos qualquer trabalho celular.

Os Cinco Pilares Fundamentais da Bioquímica

4. No início de nossas discussões referentes à bioquímica, elencamos cinco pilares fundamentais para compreensão desses estudos. Descreva, resumidamente, quais são esses cinco pilares.

• Fundamentos Celulares: A célula é a unidade estrutural e funcional dos seres vivos. Possui limite de tamanho, tipos (procarionte ou eucarionte), constituintes (membrana plasmática, citosol e material genético), domínios (Bactéria, Archaea e Eukarya), mecanismos de fotossíntese e quimiossíntese, e macromoléculas.
• Fundamentos Químicos: Biomoléculas (interação específica), Carbono (grande variedade de moléculas), Células (metabolismo).
• Fundamentos Físicos: Estado estacionário dinâmico, composição do meio, transformações matéria/energia, fluxo de elétrons (ADP+P ATP, NAD(P)H). A água atua como solvente e participa de inúmeras reações químicas.
• Fundamentos Genéticos: DNA (adenina, timina, citosina e guanina) – natureza química e tridimensional, continuidade genética, replicação e reparo, e produção de proteínas. RNA (adenina, uracila, citosina e guanina) – RNA mensageiro e RNA transportador. Divisão celular (duplicação do DNA e reparo).
• Fundamentos Evolutivos: Evolução, mutação, biomoléculas, primeiro ser vivo (célula heterotrófica, autotrófica).

Mioglobina e Hemoglobina: Papel no Organismo

5. Quando estudamos as proteínas, falamos da ação da mioglobina e da hemoglobina. Descreva o papel principal de cada uma dessas proteínas no organismo humano.

A mioglobina e a hemoglobina, consideradas hemeproteínas respiratórias, são responsáveis pelo transporte de oxigênio molecular.

• Mioglobina: Armazenar e facilitar o transporte de oxigênio nos músculos.
• Hemoglobina: Transporta oxigênio dos pulmões para os tecidos.

Sistema Imune e Imunoglobulinas: Funcionamento

6. Descreva o funcionamento do Sistema Imune e das imunoglobulinas.

Quando os antígenos (substâncias estranhas que invadem o corpo) são detectados, vários tipos de células trabalham em conjunto para reconhecê-los e responder. Essas células acionam os linfócitos B a produzir anticorpos, proteínas especializadas que combatem os antígenos.

Um agente invasor, ao entrar no organismo, gera um mecanismo de defesa: a resposta imune. As substâncias invasoras são detectadas pelos macrófagos, que atuarão em sua digestão parcial e na comunicação aos demais componentes do sistema imune sobre a invasão sofrida, para que essas substâncias sejam totalmente destruídas e eliminadas. Após a atuação dos macrófagos, os linfócitos T auxiliares entram em ação, ligando-se aos antígenos invasores. Este processo estimula a produção, pelos leucócitos, de compostos denominados interleucinas, que atuarão na ativação e estímulo para a produção de mais linfócitos T auxiliares. Estes novos linfócitos intensificarão o combate aos antígenos e liberarão outros tipos de interleucinas, que estimularão a produção de linfócitos T citotóxicos e linfócitos B. Depois de estimulados, estes linfócitos se multiplicam até que os antígenos sejam desativados e eliminados.

O Papel das Imunoglobulinas (Anticorpos)

Imunoglobulinas também são glicoproteínas envolvidas no sistema imune, presentes no soro e fluidos teciduais de mamíferos, e que desempenham função de anticorpos. Elas são encontradas nas superfícies celulares, funcionando como receptores, ou podem estar na forma livre no sangue ou na linfa. Sua estrutura molecular apresenta uma parte constante (que serve para classificar as Igs) e outra parte variável. A quantidade e a rapidez para a produção de anticorpos ou Igs nas reações imunes dependem do contato prévio do organismo com o antígeno.

Vacina vs. Soro: Diferenças e Imunização

7. Descreva a diferença entre vacina e soro.

As vacinas contêm antígenos inativados ou atenuados, que atuam estimulando o corpo a produzir uma resposta imune específica, de acordo com o agente invasor. Elas estimulam a produção de anticorpos e estes atuam no combate e na eliminação dos microrganismos invasores. Então, a vacina atua como uma medida preventiva para evitar certas doenças, o que é considerado imunização ativa.

Os soros são substâncias que contêm anticorpos prontos para combater uma doença, toxinas ou venenos (de cobra, por exemplo). Ele é utilizado em casos em que o organismo não conseguiria produzir anticorpos específicos a tempo de combater o agente invasor. Eles atuam como medidas curativas, o que é considerado imunização passiva.

As vacinas são usadas como uma forma de proteção que estimula nosso organismo a produzir anticorpos contra determinada doença. Em razão dessa característica, dizemos que a vacina é uma forma de imunização ativa.

Os soros, por sua vez, não promovem uma imunização ativa, uma vez que, nesses casos, são inoculados anticorpos previamente produzidos em outro organismo. No caso dos soros, dizemos que ocorre uma imunização passiva.

Coagulação Sanguínea: Mecanismo de Hemostasia

8. Como podemos explicar a coagulação sanguínea?

A coagulação sanguínea é um dos fatores de hemostasia, talvez o principal deles. Logo iniciado o extravasamento de sangue de um vaso lesado, as plaquetas migram para o local em maior quantidade, aderem ao endotélio dos vasos e se agregam, formando um tampão local. Em seguida, componentes do plasma, chamados fatores de coagulação, agem para formar fios de fibrina, que fortalecem esse tampão. Ao mesmo tempo, ocorre uma vasoconstrição, o que diminui a circulação local. Quando o vaso lesado é de grande calibre, esse processo não se dá, em virtude da grande quantidade de sangue jorrado e da maior pressão dele.

Contração Muscular: Interação Actina e Miosina

9. Como ocorre a interação entre a actina e a miosina na contração muscular?

Na contração das fibras musculares esqueléticas, ocorre o encurtamento dos sarcômeros: os filamentos de actina 'deslizam' sobre os de miosina, graças a certos pontos de união que se formam entre esses dois filamentos, levando à formação da actomiosina. Para esse deslizamento acontecer, há a participação de grande quantidade de dois elementos importantes: íons Ca++ e ATP. Nesse caso, cabe à molécula de miosina o papel de 'quebrar' (hidrolisar) o ATP, liberando a energia necessária para a ocorrência de contração. Durante a contração muscular, ocorre um 'encurtamento' do sarcômero, ocasionado não pela mudança do comprimento dos filamentos de actina e miosina, mas pela sobreposição desses filamentos, ou seja, o deslizamento dos filamentos na contração muscular. Os sarcômeros se encurtam porque os filamentos finos (actina) deslizam ativamente por entre os filamentos grossos (miosina), deslocando os filamentos de actina mais para o centro do sarcômero, 'puxando' os discos Z e causando o 'encurtamento' do sarcômero. O deslizamento dos filamentos de actina em direção ao centro do sarcômero por entre os filamentos de miosina são resultados de forças mecânicas geradas pela interação das pontes cruzadas dos filamentos de miosina com os de actina.

Respostas Metabólicas do Organismo ao Exercício

10. Quando estudamos a bioquímica do perfil muscular, observamos que o organismo apresenta respostas metabólicas durante o exercício. Descreva quais são essas respostas.

• O aumento da frequência respiratória e contração esplênica permitem o aumento da capacidade de oxigenação do sangue.
• Quando o organismo passa de aeróbico para anaeróbico, ocorre o aumento da produção de ácido lático, o qual pode afetar a permeabilidade das membranas celulares, especialmente das células musculares, e algumas enzimas podem vazar para o sangue, principalmente a CK.
• A perda de água no suor e respiração causa desidratação.
• Mudanças no equilíbrio acidobásico, as quais irão depender da duração e intensidade do exercício e da adaptação do animal. Um animal melhor treinado, por exemplo, apresenta menor aumento de ácido lático e maior capacidade de oxigenação.

Enzimas: Funções Essenciais e Classificação

11. Quais são as principais funções das enzimas? Qual sua classificação?

Principais Funções das Enzimas

Reduzir a barreira de energia que mantém os átomos afastados entre si, impedindo-os de:

• Entrar em reação espontânea;
• Induzir outras reações etc.

Desestabilizar a molécula para que ela possa ser:

• Decomposta em seus elementos constituintes;
• Transformada em outra substância etc.

Promover:

• A neutralização de radicais livres;
• A regeneração celular e tissular;
• A respiração e metabolismo celular;
• A síntese do DNA, RNA, novas células, moléculas etc.;
• A reparação do DNA, células e tecidos danificados;
• A remoção das células cancerígenas, envelhecidas, despedaçadas, vírus, bactérias, toxinas etc.
• Prevenção da pele áspera – promove a renovação das células da pele.
• Prevenção do envelhecimento – impede a formação de radicais livres, que causam o envelhecimento.
• Prevenção dos sintomas da senilidade – renova as células responsáveis pelas funções cerebrais.
• Alívio de sintomas do cansaço – previne o acúmulo das substâncias que o causam.
• Aumento da imunidade – ativa as células relacionadas à imunidade.
• Prevenção da obesidade – digere e absorve as substâncias responsáveis pela obesidade.

Classificação das Enzimas

1. Oxidorredutases: Agem em muitos grupos químicos, adicionando ou removendo hidrogênio.
2. Transferases: Transferem grupos funcionais entre moléculas doadoras e moléculas aceptoras.
3. Hidrolases: Adicionam água a uma ligação, hidrolisando-a.
4. Liases: Adicionam água, amônia ou dióxido de carbono a duplas ligações, ou removem estes elementos para produzirem duplas ligações.
5. Isomerases: Catalisam uma variedade de reações de isomerização: do tipo L para D, reações de mutação (troca de grupos químicos) entre outras.
6. Ligases: Catalisam reações em que dois grupos químicos são unidos utilizando energia fornecida pelo ATP.

Vias de Produção de Energia Celular

12. Descreva todas as etapas da:

Respiração Celular: Etapas Detalhadas

a) Respiração celular

GLICÓLISE

Esta primeira etapa, cujo nome significa quebra da glicose, ocorre no citoplasma das células. Para que ela ocorra, há um gasto inicial de energia (duas moléculas de ATP são consumidas), mas que será reposto, já que, ao final dessa primeira etapa, o resultado é a formação de duas moléculas de ácido pirúvico e 4 moléculas de ATP, havendo, portanto, um saldo energético de 2 ATP. Além disso, também ocorre a liberação de elétrons energizados e íons H+, que são capturados por moléculas de uma substância aceptora de elétrons chamada NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), formando duas moléculas de NADH. O ácido pirúvico passa, então, ao interior das mitocôndrias, organelas celulares onde ocorrem as etapas seguintes.

CICLO DE KREBS

Na matriz mitocondrial (solução aquosa no interior das mitocôndrias), o ácido pirúvico reage com uma substância chamada coenzima A, dando origem a duas moléculas de gás carbônico e duas de acetilcoenzima A. Esta substância é totalmente degradada numa série de reações denominadas pelo nome genérico de Ciclo de Krebs e que têm, como produtos, mais quatro moléculas de gás carbônico, além de elétrons energizados e íons H+, que serão capturados por NAD+ e por um outro aceptor de elétrons e de hidrogênio chamado FAD (Flavine Adenine Dinucleotide), originando moléculas de NADH e FADH2. Durante esse processo, formam-se também duas moléculas de GTP (Guanosine Triphosphate - muito semelhante ao ATP).

CADEIA RESPIRATÓRIA E FOSFORILAÇÃO OXIDATIVA

As moléculas de NADH e FADH2 provenientes do Ciclo de Krebs liberam os elétrons energizados e os íons H+. Os elétrons assim liberados – e também aqueles provenientes da glicólise – passam por uma série de proteínas transportadoras (citocromos e quinonas) presentes nas membranas internas da mitocôndria. A essa série de proteínas dá-se o nome de Cadeia Respiratória e, durante a passagem através dela, os elétrons perdem energia que é, então, armazenada em moléculas de ATP. Ao final da Cadeia Respiratória, os elétrons menos energizados e os íons H+ combinam-se com átomos provenientes do gás oxigênio, formando seis moléculas de água. Fosforilação Oxidativa é a reação em que se formam as moléculas de ATP (até 26 no máximo) com a energia liberada pelos elétrons durante sua passagem pela Cadeia Respiratória, tendo o gás oxigênio como aceptor final.

Fermentação: Processos Anaeróbios

b) Fermentação

A fermentação é um processo de obtenção de energia que ocorre sem a presença de oxigênio, portanto, trata-se de uma via de produção de energia anaeróbia. Nesse processo, o aceptor final de elétrons é uma molécula orgânica. A fermentação ocorre no citosol e inicia-se com a glicólise, quando ocorre a quebra de glicose em duas moléculas de piruvato. Percebe-se, portanto, que inicialmente esse processo é semelhante à respiração celular. O piruvato recebe elétrons H+ provenientes do NADH e transforma-se em ácido lático, que posteriormente é eliminado pela célula. Ele pode também se transformar em álcool e CO2, que também são posteriormente eliminados. A substância a ser produzida depende do organismo em que o processo ocorre. Quando o piruvato é transformado em ácido lático, dizemos que ocorreu uma fermentação lática; mas quando se transforma em álcool, a fermentação é chamada de alcoólica. Tanto na fermentação alcoólica quanto na lática, o NADH doa seus elétrons e é convertido em NAD+.

Gliconeogênese vs. Glicólise: Uma Comparação

13. Faça uma descrição comparativa da gliconeogênese e da glicólise.

A glicólise é a quebra da glicose em piruvato, enquanto a gliconeogênese consiste na criação de glicose a partir do piruvato, lactato ou dos intermediários do Ciclo de Krebs.

A glicólise começa com a glicose e termina com o piruvato, enquanto a gliconeogênese começa com o piruvato e termina com a glicose. Como resultado da quebra da glicose, a glicólise gera duas novas moléculas de adenosina trifosfato (ATP) e duas novas moléculas de nicotinamida adenina dinucleotídeo (NADH). Isso torna a energia da glicose disponível para o uso celular e permite que o piruvato vá até a mitocôndria para entrar no Ciclo de Krebs, produzindo mais energia. Na gliconeogênese, a célula consome ATP para regenerar a glicose a partir do piruvato, para que haja uma perda líquida de energia com a execução desse processo. A glicólise, por outro lado, leva ao ganho energético.

Tipos de Fibras Musculares: I e II

14. Descreva os tipos de fibra muscular (I e II) e caracterize seu funcionamento.

Fibras Tipo I: Lentas Oxidativas (Vermelhas)

Também conhecidas como Tipo I, as fibras vermelhas são mais comumente usadas em atividades que demandam intensidade baixa a moderada, com longa duração, com pequena contração muscular e de forma lenta. Elas são, normalmente, em menor diâmetro, necessitando de um maior fornecimento sanguíneo. É possível encontrar muitas organelas do tipo mitocondriais no interior das suas células e muitas enzimas oxidativas no sarcoplasma. Seu metabolismo é aeróbico, tendo em vista a grande quantidade de mitocôndrias, produzindo muito ATP, o qual permite que o músculo seja utilizado para trabalhos de resistência.

Fibras Tipo II: Rápidas Glicolíticas (Brancas)

De contração rápida, as fibras do Tipo II têm maior diâmetro quando comparadas às fibras vermelhas. Possuem uma proliferação de enzimas ligadas ao metabolismo anaeróbico, que ocorre no interior das fibras. Elas são mais usadas quando o indivíduo exerce atividades de curta duração e com alta intensidade. Além disso, velocidade e força são, também, relacionadas a esse grupo de fibras.

Vias de Síntese de ATP Durante o Exercício

15. Nosso organismo apresenta processos bioquímicos para sintetizar ATP. Todas as vias são estimuladas simultaneamente; a intensidade e a duração dos exercícios determinam a via utilizada, que podem ser:

Via Anaeróbia Alática (ATP-CP)

a) Anaeróbia Alática (não tem ácido lático como produto final)

O processo pelo qual há liberação de energia para ressíntese, através da via anaeróbica alática, é a hidrólise da creatina-fosfato, uma molécula existente no músculo esquelético, que se constitui em uma creatina ligada a um radical fosfato de alta energia. A hidrólise da molécula libera energia, que é utilizada na contração muscular; não utiliza oxigênio e não forma ácido lático. Esta via está envolvida em exercícios rápidos ou situações de transição imediata.

Via Anaeróbia Lática (Glicólise)

b) Anaeróbica Lática (ácido lático como produto final)

A via anaeróbica lática é a aceleração específica da via glicolítica, com liberação de ácido lático, que é a molécula de piruvato modificada. A vantagem da via lática é ser mais potente, mas possui como desvantagem a produção de ácido lático, após alguns segundos. Há mecanismos que inibem a via glicolítica, como a acidose intramuscular. O lactato é reaproveitado pelo organismo; entretanto, o H+ livre no músculo provoca acidose muscular, causando dor e queimação. A acidose também inibe a ligação entre o cálcio e a tropomiosina, ou seja, há inibição do próprio mecanismo de contração. A duração é intermediária: mais de 10 segundos e menos de 2 minutos; para durar mais de 2 minutos, deve-se baixar a intensidade, passando a ser aeróbico.

Via Aeróbia (Oxidativa)

c) Aeróbica (reações que dependem do oxigênio)

A via aeróbica envolve a via glicolítica, formando ácido pirúvico que passa pela mitocôndria, Ciclo de Krebs e Cadeia Respiratória. O oxigênio chega como aceptor final de elétrons para formar água. A molécula de glicose é quebrada na via glicolítica, formando 2 moléculas de piruvato, com 3 carbonos. No final, a molécula de glicose libera água e CO2, lembrando uma reação inversa de fotossíntese. A desvantagem da via aeróbica é a sua lentidão, sendo dependente de várias enzimas, de oxigênio e da passagem de piruvato para dentro da mitocôndria. Para funcionar efetivamente, demora de 1 a 2 minutos.

Sistema Endócrino e o Papel dos Hormônios

16. Qual a função do sistema endócrino? E dos hormônios em nosso organismo?

O Sistema Endócrino

O Sistema Endócrino é o conjunto de glândulas responsáveis pela produção dos hormônios que são lançados no sangue e percorrem o corpo até chegar aos órgãos-alvo sobre os quais atuam, como no crescimento de tecidos, no equilíbrio hídrico do corpo, na reprodução e no metabolismo de carboidratos. O Sistema Endócrino é formado por uma série de glândulas, chamadas de glândulas endócrinas. Junto com o sistema nervoso, o sistema endócrino coordena todas as funções do nosso corpo.

O Papel dos Hormônios

Hormônios são substâncias químicas produzidas por glândulas do sistema endócrino ou por neurônios especializados. São de extrema importância para o controle do funcionamento do corpo humano. Vários hormônios são produzidos em nosso corpo, sendo que cada um possui um efeito específico. Alguns hormônios atuam como espécie de mensageiro químico, transportando informações entre as células. Outros agem com função de regular órgãos e regiões do corpo.

• Nervosas e Mentais: Influenciam na formação do caráter e da personalidade.
• Sexuais e Reprodutivas: Controlam o desenvolvimento das características sexuais morfológica, fisiológica e psicologicamente.
• Metabólicas: Regulam a velocidade de reações químicas celulares.
• Morfogenéticas: Controlam o crescimento e desenvolvimento de certos órgãos e do indivíduo como um todo.

Mecanismo de Feedback Hormonal

17. Explique, através de um exemplo, como ocorre o mecanismo de feedback.

A velocidade de secreção de todos os hormônios é controlada por algum sistema de controle interno. Geralmente, esse controle é exercido por meio de um mecanismo de feedback negativo que ocorre da seguinte forma:

1. A glândula endócrina tende a produzir hormônio em excesso.
2. O hormônio secretado exerce cada vez mais seu efeito de controle sobre o órgão-alvo.
3. Devido à ação hormonal, o órgão-alvo exerce sua função.
4. Quando essa função passa a ocorrer, algum fator relacionado a ela atua sobre a glândula endócrina, inibindo a produção do hormônio. Assim, a função do hormônio é controlada.

Principais Glândulas Endócrinas e Hormônios

18. Indique as principais glândulas endócrinas e seus produtos (hormônios) de nosso organismo.

• Hipotálamo: Hormônio liberador do hormônio do crescimento (GHRH), hormônio liberador da tireotrofina (TRH), hormônio liberador da corticotrofina (CRH), hormônio liberador de gonadotrofinas (GnRH), fator inibidor da prolactina (PIF, dopamina), ocitocina, vasopressina (AVP), também chamada hormônio antidiurético (ADH).
• Hipófise: Prolactina, hormônio do crescimento (GH), ACTH, TSH, LH, FSH, ocitocina, hormônio antidiurético.
• Tireoide: T3 (triiodotironina), T4 (tiroxina), calcitonina.
• Paratireoides: Hormônio das paratireoides (PTH).
• Suprarrenais: Adrenalina, noradrenalina, norepinefrina, aldosterona, cortisol, DHEA-S.
• Testículos (nos homens): Testosterona.
• Ovários (nas mulheres): Estrogênios, progesterona.
• Pâncreas: Insulina, glucagon, somatostatina.
• Pineal: Melatonina.

Ação Hormonal: Sinérgica vs. Antagônica

19. Diferencie a ação sinérgica da ação antagônica nos hormônios.

A ação antagônica dos hormônios acontece quando um hormônio tem a função oposta à de outro. Como exemplo, temos a insulina e o glucagon: a insulina tem o papel de diminuir a taxa de glicose no sangue e, através de alguns processos, desempenha um papel importante na formação de glicogênio. O glucagon, por sua vez, faz o processo inverso: quando a taxa de glicose está baixa no sangue, o glucagon quebra as moléculas de glicogênio, transformando-as novamente em glicose e aumentando a taxa de glicose no sangue. Sendo assim, são hormônios antagônicos, pois quando um está em alta concentração, o outro, por sua vez, estará em baixa concentração. A ação sinérgica é quando um hormônio estimula a produção do outro, como por exemplo o FSH e a testosterona. A testosterona não pode ser produzida sem a presença de FSH e outros hormônios.

Célula Eucariótica Heterotrófica: Estrutura e Função

20. Explique, resumidamente, o funcionamento de uma célula eucariótica heterotrófica, salientando a funcionalidade dos ribossomos, mitocôndrias, Complexo de Golgi, retículo endoplasmático (liso e rugoso), lisossomos e o papel da membrana plasmática no controle da entrada e saída de substâncias da célula.

A membrana plasmática é uma estrutura que está presente em todas as células, procarióticas e eucarióticas. A membrana delimita o conteúdo da célula, separando o meio intracelular (dentro da célula) do meio extracelular (fora da célula), e é a principal responsável pelo controle da entrada e saída das substâncias.

Célula Eucariótica Heterotrófica (Animal)

Célula animal é uma célula eucariótica, ou seja, uma célula que apresenta o núcleo delimitado pela membrana (carioteca). Podem ser unicelulares, como as amebas, ou pluricelulares, como os animais. A célula animal é delimitada pela membrana plasmática e possui ribossomos, citoplasma, mitocôndrias e núcleo.

As células animais, diferentemente das vegetais, não apresentam parede exterior à membrana. Por essa razão, elas normalmente não têm uma forma predeterminada quando são isoladas dos tecidos de que fazem parte.

Os animais são organismos que não possuem clorofila nem cloroplastos e não realizam fotossíntese. Também não são encontrados grandes vacúolos em suas células, como ocorre nas plantas.

Algumas células animais, como os espermatozoides, possuem estruturas locomotoras, como o flagelo, que se prolonga para fora dos limites do citoplasma.

Outras células podem apresentar cílios, como as células que revestem o interior de nossa traqueia. Células animais também contêm um par de centríolos, estruturas relacionadas à divisão celular e ao movimento dos cílios e flagelos.

• Complexo de Golgi

  Sua função primordial é o processamento de proteínas ribossomáticas e a sua distribuição por entre essas vesículas. Funciona como uma espécie de sistema central de distribuição na célula, atuando como centro de armazenamento, transformação, empacotamento e remessa de substâncias.

• Flagelos

  São apêndices das células vivas, em forma de filamentos, que servem para a sua locomoção (no caso de organismos unicelulares flagelados) ou para promover o movimento da água ou outros fluidos no interior do organismo, seja no processo da alimentação, seja na excreção.

• Ribossomos

  Sua principal função é sintetizar fitas proteicas de RNA complementares às já existentes e produzir enzimas.

• Citoplasma

  Material gelatinoso que preenche o interior da célula.

• Lisossomos

  Têm como função a degradação de partículas vindas do meio extracelular, assim como a reciclagem de outras organelas e componentes celulares envelhecidos.

• Mitocôndrias

  É uma das organelas celulares mais importantes, sendo extremamente relevante para a respiração celular e produção de energia.

• Vesículas

  Utilizado para designar alguns órgãos e patologias de seres vivos, bem como algumas estruturas celulares.

• Microtúbulos

  São estruturas proteicas que fazem parte do citoesqueleto nas células.

• Filamentos Intermediários

  Sua função principal é a de dar rigidez à célula. A função depende da composição e localização dos filamentos.

• Centríolos

  O centríolo ajuda na separação das células, esticando-se na hora da divisão. Assim, os cromossomos ficam ali em volta dos tubos do centríolo e, quando a divisão celular termina, os cromossomos e os centríolos já estão em seus devidos lugares.

• Retículo Endoplasmático Rugoso (RER)

  Participa da síntese de proteínas, que serão enviadas para o exterior das células (há ribossomos grudados nele).

• Retículo Endoplasmático Liso (REL)

  Participa principalmente da síntese de esteroides, fosfolipídios e outros lipídios (não há ribossomos nele).

• Cromatina

  Complexo de DNA e proteínas (que juntas denominam-se cromossomo) que se encontra dentro do núcleo celular nas células eucarióticas.

• Cariomembrana (Envoltório Nuclear)

  (Também conhecida como envoltório nuclear, invólucro nuclear, envelope nuclear, carioteca ou membrana nuclear) é uma estrutura que envolve o núcleo das células eucarióticas, responsável por separar o conteúdo do núcleo celular (em particular o DNA) do citosol.

• Poro Nuclear

  Os poros nucleares permitem o transporte de moléculas hidrossolúveis através do envoltório nuclear.

• Nucléolo

  Tem por função a organização dos ribossomos.

• Núcleo Celular

  A principal função é controlar a expressão genética e mediar a replicação do DNA durante o ciclo celular.

• Peroxissomos

  São as organelas responsáveis pelo armazenamento das enzimas.

• Vacúolo

  Existe em célula animal, porém é muito maior na célula vegetal, ajudando na digestão intracelular e armazenamento de substâncias.