Qual é o objeto de estudo da Fisiologia Humana? Por que a Fisiologia Humana é ensinada em um curso de licenciatura em Educação Física?

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1 Fisiologia Humana QUESTÕES INICIAIS Qual é o objeto de estudo da Fisiologia Humana? Por que a Fisiologia Humana é ensinada em um curso de licenciatura em Educação Física? Qual a importância dos conhecimentos de Fisiologia Humana para a formação dos escolares? 1

2 NOÇÕES BÁSICAS DE CITOLOGIA SUMÁRIO 1 Princípios da biologia celular. 2 Estruturas e organelas celulares. 3 Reprodução celular. 4 Transporte através da membrana celular. 5 Respiração celular (noções básicas). 6 Diferenciação e morte celular. PRINCÍPIOS DA BIOLOGIA CELULAR Quando existe uma organização de moléculas orgânicas e inorgânicas, feita de forma complexa, possivelmente estaremos diante de uma célula, que pode ser entendida como a menor estrutura viva existente. Dentre os milhões de seres vivos existentes, podemos agrupar as espécies de inúmeras formas. Se a análise ocorrer a nível celular, podemos identificar dois tipos: Células procariontes: não possuem um núcleo isolado do restante do citoplasma. Células eucariontes: possuem um núcleo isolado do restante do citoplasma. 2

3 Célula procarionte Célula eucarionte Os seres humanos são formados por células do tipo eucariontes, as quais podem se agrupar da seguinte forma: Moléculas (orgânicas e inorgânicas) Células Tecidos Órgãos Aparelhos / Sistemas Indivíduo 3

4 ESTRUTURAS E ORGANELAS CELULARES 4

5 Membrana celular: é uma estrutura elástica que envolve completamente a célula, sendo formada quase que totalmente por proteínas e lipídios. Como o trânsito de substâncias que entram e saem da célula depende de sua afinidade com a membrana celular, essa capacidade recebe o nome de permeabilidade seletiva. Citoplasma: é a substância que preenche o espaço entre a membrana celular e o núcleo celular. O citoplasma é formado basicamente por água e outras substâncias dissolvidas (aminoácidos, enzimas, minerais, etc.). 5

6 Mitocôndrias: são chamadas de usinas celulares, pois extraem energia dos nutrientes. Isso acontece por um processo chamado oxidação, que é a combinação de oxigênio e um nutriente. Durante o processo de produção de energia nas mitocôndrias são geradas outras substâncias, principalmente água e gás carbônico. -Lisossomos: são pequenas estruturas que flutuam no citoplasma. Dentro dos lisossomos existem muitas enzimas digestivas (ph ácido), as quais são usadas para digerir partículas que entram no citoplasma passando pela membrana celular. Os lisossomos também realizam a digestão de elementos celulares em desuso, fazendo uma reciclagem celular. -Retículo endoplasmático: é um grande sistema de tubos e canais fechados que percorre praticamente todas as áreas do citoplasma. Essa organela atua como um sistema de transporte intracelular, podendo também armazenar substâncias produzidas pela célula. Existem dois tipos: Retículo endoplasmático liso; Retículo endoplasmático rugoso. 6

7 -Ribossomos: são pequenas estruturas que ficam fixadas ao retículo endoplasmático rugoso. É nos ribossomos que são produzidas as proteínas celulares. -Complexo de Golgi: é uma estrutura semelhante ao retículo endoplasmático, sendo que ambas funcionam de forma correlacionada. Muitas substâncias que são produzidas no retículo endoplasmático são transportadas até o complexo de Golgi, onde são novamente processadas. -Microtúbulos: são estruturas rígidas em forma de tubos e desempenham papel importante na manutenção da forma da célula, formando o citoesqueleto. Núcleo: é a estrutura responsável pelo controle das atividades da célula. Os genes localizam-se no núcleo e são as estruturas que determinam as características de cada célula, controlando a reprodução e o funcionamento dessa célula no dia a dia. Os genes ficam agrupados em 23 pares de cromossomos, que são formados por DNA (ácido desoxirribonucléico). 7

8 TRANSPORTE ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR A membrana celular é responsável pela entrada e saída de substâncias, já que ela é o limite entre a célula e o meio externo. A passagem dessas substâncias pela membrana vai depender do tamanho da partícula, da solubilidade em lipídios e do reconhecimento químico por receptores localizados na parte externa da membrana. Existem dois mecanismos pelos quais pode ocorrer passagem de substâncias para dentro ou para fora da célula: Transporte passivo. Transporte ativo. -Transporte passivo: ocorre quando as partículas são pequenas ou solúveis em lipídios. Neste tipo de transporte não há gasto de energia celular e é chamado de difusão. Isso ocorre com o movimento das partículas, indo de uma região de maior concentração para outra de menor concentração (a favor do gradiente de concentração). -Transporte ativo: neste caso ocorre gasto energético para levar as substâncias para dentro ou para fora da célula, já que as partículas são transportadas contra um gradiente de concentração. Entre as substâncias que são transportadas ativamente através da membrana estão os íons (sais minerais), vários açúcares e a maior parte dos aminoácidos. 8

9 REPRODUÇÃO CELULAR O processo de reprodução celular recebe o nome de mitose e consiste na divisão de uma célula em duas células filhas. Tudo inicia-se no núcleo, com a duplicação de todo o DNA da célula. No corpo humano existem diferentes processos de controle da reprodução celular. Com isso, há células que se reproduzem com diferente periodicidade. 9

10 DIFERENCIAÇÃO CELULAR Entende-se por diferenciação celular a capacidade que as células têm para modificar sua composição, forma e função, se transformando em células especializadas. Todo o processo tem início quando ocorre a fecundação de um óvulo por um espermatozóide, formando uma nova célula. Quando o zigoto é formado, inicia-se o processo de duplicação celular, até chegar ao número de oito células. Nessa fase são formadas as células tronco totipotentes, as quais podem gerar um ser humano completo. 10

11 Passados 5 dias da fecundação, ocorre a primeira diferenciação celular no embrião. As células localizadas na parte interna do embrião se diferenciam para formar os tecidos corporais (são células tronco pluripotentes), mas já não são capazes de formar um ser humano completo. As células localizadas na parte externa do embrião darão origem basicamente ao cordão umbilical e ajudarão na formação da placenta. 11

12 Depois que ocorre essa diferenciação, as células só conseguirão se multiplicar e dar origem a células idênticas, perdendo assim a característica de células tronco. No entanto, os mecanismos que direcionam a diferenciação celular ainda não são totalmente compreendidos pela ciência. Ocorre a ativação de alguns genes e outros são silenciados para formar os diferentes tipos de células do corpo humano. 12

13 É justamente a falta de domínio desse fato que dificulta o uso de células tronco para o uso terapêutico com seres humanos. MORTE CELULAR O organismo humano possui uma grande diversidade de células, as quais possuem distintos ciclos de vida. No momento em que uma célula humana completa seu ciclo de vida ocorre uma morte celular programada, que é chamada de apoptose. 13

14 A apoptose pode ter causas fisiológicas ou patológicas. A apoptose por causas fisiológicas é importante para manter o funcionamento normal dos órgãos e tecidos corporais, conservando uma quantidade adequada de células e eliminando células velhas. Já a apoptose patológica acontece quando o material genético da célula é danificado por algum estímulo externo ao organismo, tal como um vírus, a radiação ou um agente químico. A apoptose (fisiológica ou patológica) se inicia com a separação da célula das demais células que formam o tecido do qual ela faz parte. Depois disso a cromatina (componente do núcleo celular) se retrai e fica próxima da membrana celular. Nessa fase o núcleo celular já não está mais ativo. Na sequência, a membrana celular começa a formar prolongamentos que acabam se rompendo e dando origem a pedaços de células, chamados de corpos apoptóticos. 14

15 Os corpos apoptóticos são removidos rapidamente do organismo por um processo chamado fagocitose. A fagocitose é feita por células de defesa do organismo, evitando que ocorram processos inflamatórios no local onde houve a morte celular. 15

16 APOPTOSE E CÂNCER Há diferentes tipos de câncer, mas todas as células cancerígenas apresentam características comuns, como a capacidade de se multiplicar além das células normais e não realizar o processo de apoptose. Quando várias células de câncer se agrupam formam os chamados tumores malígnos. Os estudos sobre a apoptose e as células de câncer possibilitam o desenvolvimento de conhecimentos cada vez mais precisos sobre o tratamento por quimioterapia e por radioterapia. 16