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3 A TEORIA CELULAR As células foram descobertas em 1663 pelo inglês Robert Hooke. Ao examinar em um microscópio rudimentar, uma lâmina de cortiça, Hooke verificou que ela era constituída por cavidades poliédricas, às quais chamou de células (do latim cella, pequena cavidade). Na realidade Hooke observou blocos heradecimais que eram as paredes de células vegetais mortas. A teoria celular foi formulada em 1839 por Schleiden e Schwann que concluiram que todo ser vivo é formado por células. A palavra célula vem do latim: cellula (quarto pequeno). O nome descrito para a menor estrutura viva foi escolhido por Robert Hooke. Em um livro que publicou em 1665, em que comparou as células da cortiça, com os pequenos quartos onde os monges viviam.

4 TIPOS DE MICROSCÓPIOS Microscópio Óptico (Luz) Microscópio de Fluorescência Comum Microscópio de Fluorescência Confocal Microscópio de Contraste de Fase e Interferência de Nomarski Microscópio de Polarização Microscópio Eletrônico de Transmissão Microscópio Eletrônico de Varredura Microscópia Crioeletrônica

5 MICROSCÓPIOS ÓPTICOS SIMPLES E COMPOSTOS Um microscópio óptico pode ser simples ou composto: o microscópio simples possui uma única lente e só fornece uma imagem moderadamente aumentada do objeto que se está estudando; o microscópio composto consiste de uma série de lentes e fornece um aumento muito maior. O Microscópio óptico é um instrumento usado para ampliar, com uma série de lentes, estruturas pequenas (vias e mortas) impossíveis de visualizar a olho nu. É constituído por um componente mecânico e elétricos que suportam e permitem controlar um componente óptico que amplia as imagens. 1. Ocular 2. Objetivas e revólver 3. Platina 4. Charriot 5. Macrométrico 6. Micrométrico 7. Diafragma e condensador 8. Espelho 9. Braço 10. Base

6 MICROSCÓPIOS ÓPTICOS COMPOSTOS

7 MICROSCÓPIOS ÓPTICOS

8 MICROSCÓPIOS ELETRÔNICO DE FLUORESCÊNCIA COMUM Certas substancias gozam da propriedade de emitir luz quando excitadas por radiações de certos comprimentos de ondas (normalmente ultravioleta),podendo combinar-se a certas substancias presentes nas células permitindo a localização de determinadas estruturas. A aplicação destas substancias como corantes estão hoje, estão fortemente ligados com métodos imunocitoquimicos, os quais permitem localizar e quantificar o caminho percorrido de moléculas específicas dentro do tecido em questão. Exemplo quando injeta-se no tecido animal antígeno com coloração influorescente, este se ligará no órgão em questão ao seu anticorpo específico, assim o local de ação de onde se encontra o anticorpo dá para ser encontrado. A técnica usa agentes químicos que emitem luz visível que pode ser verde, laranjada ou vermelho. Uma vantagem da microscopia de fluorescência é que podem ser aplicados a células vivas para se determinar a concentração intracelular de íons de Ca+ e H+ podendo ser utilizado como forma de monitoria do ph de células vivas.

9 MICROSCÓPIOS ELETRÔNICO DE FLUORESCÊNCIA COMUM

10 MICROSCÓPIOS ELETRÔNICO DE FLUORESCÊNCIA CONFOCAL A microscopia de imunofluorescência tem suas limitações, uma delas é a superposição de imagens fluorescentes de moléculas, tornando difícil determinar o real arranjo molecular tridimensional. O microscópio de fluorescência confocal evita esse problema permitindo a visualização da imagem muito mais precisa. Aqui as células são submetidas a compostos fluorescentes e as imagens são derivadas da luz excitatória de um feixe de laser que serão registradas por uma câmara de vídeo e armazenadas em um computador.

11 MICROSCÓPIOS ELETRÔNICO

12 MICROSCÓPIO DE CONTRASTE DE FASE E INTERFERÊNCIA DE NOMARSKI A microscopia de contraste de fase é especialmente útil no exame da estrutura e de movimento de organelas maiores como o núcleo e mitocondrias de tecidos vivos, transparentes e não-corados. Ela gera uma imagem com diferentes graus de obscuridade ou luminosidade. A microscopia de interferência de Nomarski, ou diferencial evidencia apenas os contornos de grandes organelas como o núcleo e o vacúolo. As duas técnicas utiliza índices de refração e difração para formar uma imagem. Obserque que a microscopia de interferência de Nomarski ou diferencial gera uma imagem parecendo que o espécime está projetando uma sombra para um dos lados: a sombra basicamente representa uma diferença no índice de refração. Tanto a microscopia de contraste de fase como a microscopia de interferencia de Nomarski podem ser utilizadas na microscopia de lapso de tempo em que a mesma célula é fotografada a intervalos regulares ao longo de períodos que duram várias horas. Esse procedimento permite ao observador estudar o movimento celular, desde que a platina do microscópio possa controlar a temperatura do espécime e o ambiente.

13 MICROSCÓPIO DE CONTRASTE DE FASE E INTERFERÊNCIA DE NOMARSKI

14 MICROSCÓPIO DE CONTRASTE DE FASE E INTERFERÊNCIA DE NOMARSKI O microscópio de polarização é semelhante a microscópio de luz, acrescido de dois prismas ou dois discos polaróides, que permitem estudar certos aspectos da organização molecular dos constituintes celulares. Ao atravessar a célula o feixe de luz pode passar por estruturas cristalinas ou moléculas alongadas e paralelas dividem o feixe polarizado denominando as estruturas de birrefringentes ou anisotrópicas. As estruturas celulares que não apresentam tal organização não modificam o plano de polarização da luz e são ditas isotrópicas O microscópio de polarização serve para individualizar a estrutura que se quer analisar. Microscopia de luz polarizada. Um fragmento de mesentério do rato foi corado com o método de picro-sirius, que cora fibras de colágeno. O mesentério foi colocado sobre a lâmina e observado por transparência. Sob luz polarizada, as fibras de colágeno exibem intensa birrefringência e aparecem brilhantes ou em amarelo. Aumento médio. Imagem retirada do Livro: JUNQUEIRA & CARNEIRO, Histologia Básica, 10ª ed., Ed.Guanabara Koogan (Pg. 5 - Fig. 1.4)

15 MICROSCÓPIOS ELETRÔNICO DE TRANSMISSÃO Enquanto o microscópio de luz utiliza fótons como a radiação visível para observação do material celular, o microscópio eletrônico, por sua vez emprega feixes de elétrons. Estes após atravessarem a célula chegam a uma tela fluorescentes onde formam uma imagem visível sobre uma chapa fotografica que depois serão reveladas podendo ser ampliadas 2 a 4 vezes, sendo chamadas de micrografias. Os elétrons desviados por certas estruturas da célula não contribuirão para formar a imagem e aparecem escuras e são chamadas de eletron-densas. Os componentes celulares que desviam uma pequena percentagem de elétrons aparecerão em diversas tonalidades de cinza. As técnicas de coloração empregadas para observação nestes tipos de microscópio são metais pesados como o ouro, o ósmio, uranio e chumbo. Hoje limite de resolução de um microscópio eletronico de transmissão é vezes melhor do que a resolução do microscópio óptico e 2 milhões de vezes melhor que a resolução do olho humano. No entanto não se é possível ainda aproveitar inteiramente a capacidade resolutiva dos melhores microscópios eletrônicos assim ele passa somente a ter vezes melhor resolução dos microscópios ótico. FONTE:

16 MICROSCÓPIOS ELETRÔNICO DE TRANSMISSÃO

17 MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA É uma técnica que permite a visualização das superfícies de espécimes não seccionados. A amostra é fixada, dessecada e revestida com a camada fina de um metal pesado. A micrografia obtida tem um aspecto tridimensional. O poder de resolução dos microcópios eletrônicos de varredura é limitado pela espessura do revestimento metálico utilizado e muito menor que o poder de resolução dos instrumentos de transmissão.

18 MICROSCÓPIO ELETRÔNICO DE VARREDURA Permite o exame de espécimes biológicos hidratados, não fixados e não corados diretamente no microscópio eletrônico de transmissão, fato que não ocorre em microscopia eletrônica convencional que em particular pela ausência de água faz com que macromoléculas fiquem desnaturadas e não funcionantes. Para se preservar essa estrutura no entanto o material é congelado em nitrogênio líquido a uma temperatura de (- 196ºC) impedindo assim evaporação.

19 MICRÓTOMO Micrótomo é o aparelho que faz cortes microscópicos (variando geralmente de 1 à 10 micrómetros) em pequenas amostras de tecidos emblocadas em resinas específicas(parafina,...) para análise em microscópio óptico. FONTE: NERVO NORMAL INCLUÍDO EM PARAFINA CORTE TRANSVERSAL DE 6 mm, HE.

20 Imagem mostra a parte posterior de um embrião de Drosophila melanogaster 3 horas após fertilização. A vermelho as células que, futuramente e após migrarem até às gónadas, formarão as células germinais. A azul um marcador das membranas das células. E a verde uma proteína nuclear com níveis mais baixos perto das células marcadas a vermelho e mais altos à medida que se afasta deste polo do embrião. Fotografia de Oliver Grimm. Série de imagens de um embrião de Drosophila melanogaster a 4 horas após a fertilização. A vermelho as células germinais e a azul todas as células do embrião. Fotografia (artística) de Oliver Grimm. RADIOISÓTOPOS OU RADIOAUTOGRAFIA Um radioisótopo ou isótopo radioativo se caracteriza por apresentar um núcleo atômico instável que emite energia quando se transforma num isótopo mais estável. A energia liberada na transformação pode ser detectada por um contador Geiger, com uma película fotográfica ou com uma câmera de ionização. Os isótopos radioativos tem aplicações em medicina e, em outras áreas, como na datação radiométrica. Por exemplo, o isótopo radioativo tálio pode identificar vasos sanguíneos bloqueados em pacientes sem provocar algum tipo de dano. O carbono- 14 pode ser utilizado na datação de fósseis. Um radioisótopo pode ser natural ou sintético. FONTE: e

21 CENTRIFUGAÇÃO É uma técnica que separa partículas em suspensão (células, organelas ou moléculas) de acordo com as diferentes massas ou densidades. Ela acelera a sedimentação submetendo as partículas em suspensão à força centrífuga até vezes a força da gravidade g. É usada para separar um tipo de material de outros e como técnica analítica para medir propriedades físicas (por ex. peso molecular, densidade, forma e constante de ligação e de equilíbrio) de macromoléculas. Existem dois tipos de centrifugação: Centrifugação diferencial Centrifugação em gradiente de densidade

22 FRACIONAMENTO CELULAR É um conjunto de procedimentos que levam à separação das organelas celulares, para estudos específicos, como por ex. determinar uma proteína de uma organela específica. Primeiramente faz-se a homogeneização do tecido em solução isotônica de sacarose, que permite o rompimento da membrana plasmática, mas evita o estrago das organelas, e o rompimento da membrana destas organelas ocorrem por choque osmótico, ultra-som ou passando a suspensão das organelas por pequenos orifícios, para estudo dos seus componentes.

23 CITOQUÍMICA É a área da biologia celular e estrutural dedicada aos estudos dos métodos de coloração dos tecidos e constituintes celulares, preparando-os não somente com os princípios químicos das reações de coloração, mas também com os procedimentos protocolares para obtenção de materiais a serem avaliados aos microscópios. A coleta do material, a fixação e os fixadores usados, são procedimentos que antecedem e são fatores que influenciam no resultado final da reação. A reação citoquímica é específica para o composto celular, que podem ser: Os ácidos nucléicos - reação de Feulgen. Os polissacarídeo e oligossacarídeo PAS. Os lipídios Sudan IV, Sudan back e Azul de Toluidina. Os íons - reações químicas. Proteínas fosfatases. Citoquímica ultra-estrutural - sais de metais pesados.

24 IMUNOCITOQUÍMICA É uma reação altamente específica porque envolve interação entre as moléculas do antígeno e do anticorpo. Geralmente é utilizada para marcação de núcleo. Para serem localisados os anticorpos precisam de marcadores que determinam sua localização que pode ser visto imediatamente (imunocitoquímica direta). Quando se usa um anticorpo secundário para evitar a perda de anticorpos destinados à localização dos antigenos chama-se imunocitoquímica indireta. Os ácidos nucléicos - reação de Feulgen. Fotomicrografia de uma célula decidual de camundongo cultivada in vitro. A proteína demina, que forma filamentos intermediários que fazem parte do citoesqueleto, foi detectada com uma técnica de imunofluorescência (imunocitoquímica) indireta. Uma malha de filamentos intermediários fluorescentes ocupa a maior parte do citoplasma. O núcleo (N) está corado de azul. Aumeto grande. Imagem retirada do Livro: JUNQUEIRA & CARNEIRO, Histologia Básica, 10ª ed., Ed.Guanabara Koogan (Pg Fig. 1.25)

25 TIPOS DE CÉLULAS Tempo de vida das células O tempo de vida de uma célula pode variar conforme a espécie. No ser humano, existem células que vivem apenas alguns dias, e outras que podem acompanhar o indivíduo por toda a vida. Quanto a longevidade das células, estas podem ser classificadas em lábeis (curta duração), estáveis (duram meses ou anos) ou permanentes (duram toda a vida). As células lábeis são pouco diferenciadas e possuem grande capacidade de duplicação, como por exemplo, as hemácias. O tempo de vida de uma hemácia é de aproximadamente 90 dias. As células estáveis se multiplicam durante o crescimento do organismo, um exemplo dessas células são as epiteliais. Diferente das células lábeis e estáveis, as células permanentes possui grande capacidade de diferenciação e se multiplicam apenas na fase embrionária.

26 CÉLULAS LÁBEIS GAMETAS MASCULINO E FEMININO HEMÁCIAS

27 CÉLULAS ESTÁVEIS TECIDO EPITELEIAL TECIDO EPITELIAL - NASAL TECIDO ADIPOSO

28 CÉLULAS PERMANENTES TECIDO MUSCULAR ESTRIADO CARDÍACO NEURÔNIOS

29 OBRIGADO