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Biologia Celular - Prof. Dr. Rogaciano Batista
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HOMEOSTASE – designa a tendência dos organismos vivos em manter constante o meio interno. Quando o organismo não consegue manter a homeostase ocorre a doença. Homeostasia é o conjunto de fenômenos de auto-regulação que levam à preservação da constância quanto às propriedades e à composição do meio interno de um organismo. O conceito foi criado pelo fisiologista norte-americano Walter Bradford Cannon (1871-1945). INTRODUÇÃO
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Os sistemas homeostáticos exibem certas propriedades: São extremamente estáveis; Toda a sua organização interna, estrutural e funcional, contribui para a manutenção do equilíbrio. São imprevisíveis (o resultado de uma determinada ação pode mesmo ser o oposto do esperado). Seguem-se alguns dos mais importantes exemplos de homeostase em mamíferos: A regulação da quantidade de água e minerais no corpo, conhecida como osmorregulação. Tem lugar principalmente nos rins. A remoção de resíduos metabólicos, conhecida como excreção. Tem lugar em órgãos excretores como os rins e os pulmões. A regulação da temperatura corporal, realizada principalmente pela pele e pela circulação sanguínea. A regulação dos níveis de glicose no sangue, realizada principalmente pelo fígado e pela insulina segregada pelo pâncreas.Estado de equilíbrio no corpo INTRODUÇÃO (Cont.) INTRODUÇÃO
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HOMEOSTASE NO CORPO HUMANO A capacidade de sustentar a vida dos fluidos do corpo humano é afetada por todo um leque de fatores, como: temperatura, salinidade, pH, ou as concentrações de nutrientes. Regulação térmica: Os músculos esqueléticos tremem para produzir calor quando a temperatura corporal é muito baixa. Outra forma de gerar calor envolve o metabolismo de gordura. O suor arrefece o corpo por evaporação. Regulação química: O pâncreas produz insulina e glucagon para regular a concentração de açúcar no sangue. Os pulmões absorvem oxigênio e expelem dióxido de carbono. Os rins excretam uréia e regulam as concentrações de água e uma grande variedade de íons. INTRODUÇÃO (Cont.) HOMEOSTASE NO CORPO HUMANO
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INTRODUÇÃO (Cont.) As proteínas desempenham relevante papel na atividade celular, pois são responsáveis pelas inúmeras reações enzimáticas e muitas tem papel estrutural; Exercem o papel estrutural no meio extracelular, onde criam condições adequadas para o funcionamento das células; O conhecimento dos mecanismos regulatórios das atividades celulares é de grande importância não só na compreensão das doenças, como também para fornecer bases racionais para a sua terapêutica. HOMEOSTASE NO CORPO HUMANO (Cont.)
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INTRODUÇÃO (Cont.) ComponenteDoençaCausaAlteração tecidualAspectos clínicos MicrotúbuloKartagenerAusência de dineína Deficiência nos microtúbulos Inf.respiratória Esterilidade-M MitocôndriaCitopatia mitocondrial Oxidação fosforilativa Excesso de mitocôndrias emagrecimento PeroxissomoZellwegerMutação Enz.Ausência de Enzimas Retardamento psicomotor LisossomoLipoidoseAusência de sulfatase Acúmulo de lipídios Retardamento psicomotor LisossomoHurlerAusência de L- iduronidase Acumulo de sulfatoRetardamento Psico/cresc. DNAcOsteogenesis imperfecta Mutação de (Colágeno) Alteração das fibras Fraturas freqüentes Ret.End.Rug.EscorbutoCar.Vit.CAlter. colágenoHemorragias Comp.GolgiD. Células IAus. EnzimasAcum.fibroblastosRetardamento Psico/crescimento Tabela 01. Doenças geradas a partir de alterações em vários componentes celulares ALTERAÇÕES EM VÁRIOS COMPONENTES CELULARES
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INTRODUÇÃO (Cont.) Kartagener Leucodistrofia metacromática (lipoidose) Zellweger Citopatia mitocondrial Sindrome de Pearson Hurler Osteogenesis imperfecta Escorbuto Doenças das célula I DOENÇAS GERADAS A PARTIR DE ALTERAÇÕES
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ALTERAÇÕES DO DNA QUE PODEM CAUSAR DOENÇAS A constância do DNA é de característica importante, sendo necessário processos de replicação que ocorram com fidelidade.Isso não acontece sempre, e alterações do DNA podem causar doenças. O DNA pode sofrer alterações devido a mutações, que podem ser espontâneas ou provocadas. As mutações quando ocorrem nas células germinativas, podem gerar doenças hereditárias como, por exemplo, a Hemofilia tipo B, distrofia muscular de Duchenne e Neurofibromatose. Hemofilia Distrofia muscular de Duchenne Neurofibromatose
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ALTERAÇÕES DO DNA QUE PODEM CAUSAR DOENÇAS (Cont.) Além dos casos já mencionados, ocorrem modificações de DNA que podem transferir-se de um cromossomo para outro (Translocações), processos esses responsáveis por algumas doenças. Um exemplo, bem ilustrativo, é o Linfoma de Burkitt, tumor maligno do tecido linfático. As alterações quantitativas do DNA são exemplificadas nos processos de amplificação gênica que ocorrem normalmente na natureza ou então por ação de agentes externos.
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ALTERAÇÕES DO DNA QUE PODEM CAUSAR DOENÇAS (Cont.) Até 1983 foram descritas ao redor de 4.000 doenças hereditárias. Como os seres humanos tem em torno de 50.000 a 100.000 genes e como um mesmo gene pode apresentar mais de um defeito, dependendo do local afetado na sua cadeia de nucleotídeos, percebe-se que a estatística de McKusick é apenas a ponta do iceberg. Algumas doenças hereditárias: Anemia falciforme, Fibrose cística, Doença de Batten, Síndrome de Marfan, Hemocromatose, Síndrome do X frágil, Fenilcetonúria, entre outras... Fibrose cisticaDoença de Batten Síndrome de MarfanHemocromatose Fenilcetonuria
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REPLICAÇÃO DO DNA E GERAÇÃO DE DOENÇAS Nos mecanismos de reparação no processo de replicação do DNA, podem produzir doenças, e delas a mais conhecida é o Xeroderma pigmentosum. Essa doença é autossômica e recessiva, e é caracterizada por alta sensibilidade aos raios UV acompanhada de aumento considerável da incidência de câncer de pele.
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PROTEÍNAS PASSAM POR MODIFICAÇÕES PÓS-TRADUCIONAIS O cólageno que tem uma patologia rica não só porque existem vários genes responsáveis pela síntese de seus vários tipos, mas porque após a sua tradução, alguns tipos de colágeno passam por quase uma dezena de modificações, a maioria delas dependentes de atividade enzimática. Essas modificações pode ser exemplificada pela Síndrome de Ehlers-Danlos. Outro exemplo é a Doença das Células I (Inclusion cell disease), cujos enfermos apresentam células com inclusões citoplasmáticas, nanismo e retardamento mental. Sindrome de Ehlers-Danlos
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ATIVIDADES GÊNICAS E A HOMEOSTASE Um parâmetro fisiológico importante para a homeostase, geralmente é regulado por mais de um mecanismo. É o caso da regulação do teor de cálcio e glicose no sangue, que são controlados cada um por dois hormônios de ação antagônica, a saber calcitonina e paratormônio, para o cálcio e insulina e glucagon para a glicose.
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DEFEITOS NAS PROTEÍNAS PODEM CAUSAR DOENÇAS Tabela 02. Exemplos de algumas alterações cromossômicas que levam a doenças no homem TIPO DE CROMOSSOMO TIPO DE LESÃODOENÇA CAUSADASINTOMAS PRINCIPAIS AUTOSSOMO Presença de C 21 (+)Síndrome de DownRetardamento mental Perda do C 22 (parte)Meningioma benigno Tumor no Sist. Nervoso Perda do C 22 (total)Meningioma maligno Aumento do tumor CROMOSSOMO SEXUAL Presença de C X (+)Síndrome de Klinefelter Retardamento mental Atrofia testicular Presença de 3C XMultiplicidade dos cromossomos Retardamento mental Menstruações irregulares Ausência de 2C XSíndrome de TurnerAspecto feminino Infertilidade
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DEFEITOS NAS PROTEÍNAS PODEM CAUSAR DOENÇAS (Cont.) Síndrome de Klinefelter Síndrome de Down Síndrome de Turner
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DOENÇAS CAUSADAS POR COMPONENTES CELULARES Processos defeituosos de degradação dos componentes celulares e que ocorrem em todos os componentes, exceto no DNA. As doenças lisossômicas mais conhecidas resultam da degradação incompleta das glicosaminoglicanas, chamadas de mucopolissacarídeos. Nessas doenças, a digestão das moléculas é incompleta, resultando no acúmulo intracelular dos produtos não digeridos completamente.
