Coordenação nervosa

O sistema nervoso dos animais complexos é responsável pela coordenação nervosa, ou seja, permite aos organismos detectarem variações das condições do meio externo e do meio interno e dar as respostas mais adequadas. O sistema nervoso está organizado em dois sistemas.
- o sistema nervoso central (unidade central de processamento), constituído pelo encéfalo (cérebro, cerebelo, bolbo raquidiano) e pela medula espinal;
- o sistema nervoso periférico (unidades de transmissão do fluxo nervoso), constituído pelos nervos cranianos e pelos nervos espinais.



Os estímulos externos são captados por receptores e transmitidos ao sistema nervoso central, onde a informação é processada. A informação resultante deste processamento é conduzida aos efectores, onde se dá a resposta ao estímulo.
As vias nervosas responsáveis pela transmissão da informação desde os receptores até aos centros nervosos são denominadas vias aferentes ou nervos sensitivos. Pelo contrário, as vias nervosas responsáveis pela transmissão da informação desde os centros nervosos até aos efectores são denominadas vias eferentes ou nervos motores.
O sistema nervoso é constituído por inúmeras células, os neurónios. Os neurónios são, então, as unidades básicas e funcionais do sistema nervoso. Cada uma destas células apresenta um corpo celular, com o núcleo e o citoplasma, a partir do qual partem numerosas ramificações, as dendrites, e uma ramificação maior, de diâmetro relativamente constante, o axónio, que termina numa arborização terminal.




Os neurónios associam-se entre si, constituindo uma rede complexa, através da qual as informações são transmitidas. Um nervo é estruturalmente constituído por feixes de axónios ou fibras nervosas, envolvidas por tecidos densamente vascularizados.
Designa-se impulso nervoso à informação que percorre os neurónios. Nesta transmissão do impulso nervoso, a membrana celular dos neurónios desempenha um papel fundamental. De facto, verifica-se uma diferença do potencial eléctrico entre o interior e o exterior da membrana celular, sendo o exterior positivo e o interior negativo. Esta diferença de potencial é denominada potencial de repouso e corresponde a um estado polarizado da membrana. O mecanismo de polarização da membrana está relacionado com a desigual distribuição dos iões nas duas faces. Esta distribuição desigual dos iões é, por sua vez, uma consequência da permeabilidade selectiva dos iões através da membrana.

Quando um neurónio é suficientemente estimulado, o valor do potencial de repouso varia, como consequência da alteração da permeabilidade selectiva da membrana. Esta alteração produz, localmente, uma despolarização, ou seja, internamente, a membrana fica positiva e, externamente, negativa. Edta modificação local do potencial da membrana é denominada potencial de acção, que acaba por ser o ponto de partida para o impulso nervoso. A propagação do impulso nervoso ao longo do axónio inicia-se, então, no local da membrana que foi inicialmente despolarizada. Este local, por sua vez, vai perturbar o local imediatamente vizinho, que entretanto se despolarizará. À medida que esta onda despolarizadora percorre o axónio, os locais anteriormente despolarizados retomam a situação eléctrica inicial, ou seja, ficam novamente polarizados (diz-se que ocorreu repolarização).

Quando um impulso nervoso chega ao final de um axónio, passa para a célula seguinte através de uma sinapse. Uma sinapse é uma estrutura específica que permite que os neurónios comuniquem com as células receptoras, com as células efectoras ou entre si. Numa sinapse, o neurónio não chega a tocar directamente na célula seguinte, uma vez que existe um espaço, a fenda sináptica, que separa as duas membranas. Assim, a fenda sináptica separa a célula que transmite o impulso nervoso - célula pré-sináptica - da célula que recebe o impulso - célula pós-sináptica. Então, quando um impulso nervoso passa através de um axónio para a célula seguinte, não atravessa directamente a fenda sináptica. Em vez disso, o impulso provoca, na célula pré-sináptica, o rebentamento de vesículas que contêm mediadores químicos - os neurotransmissores. Estas substâncias atravessam a fenda sináptica, sendo, posteriormente, recebidas pela célula pós-sináptica. Quando esta célula é um outro neurónio, os neurotrnasmissores vão desencadear uma perturbação na membrana, originando um novo potencial de acção que percorrerá o axónio.

Regulação nervosa e hormonal nos animais

As trocas entre os animais e o meio podem ocorrer directamente com as células ou, então, através de fluidos corporais, como o sangue e a linfa. As alterações do meio em que os animais vivem produzem variações no meio interno. Normalmente, estas variações do meio interno ocorrem em pequenos intervalos, cujos limites são compatíveis com a vida. Nestas condições, ocorre no interior dos animais uma série de reacções, químicas e físicas, que permitem manter as condições do meio interno relativamente constantes e independentes das variações exteriores. Este conjunto de reacções permitem alcançar um equilíbrio interno é denominado homeostasia. Dito de outra forma, homeostasia consiste numa persistência das condições constantes do meio interno do organismo, através de um processo dinâmico de regulação.
Nos animais mais complexos, a manutenção de um estado de equilíbrio entre o meio interno e o meio externo é assegurado pelo sistema nervoso e/ou endócrino, responsáveis, respectivamente, pela regulação nervosa e hormonal.

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Membrana Plasmática

A membrana plasmática é uma fina película, invisível ao microscópio óptico (MO) e visível ao microscópio eletrónico. De contorno irregular, elástica e lipoprotéica, apresenta um carácter selectivo, ou seja, actua "seleccionando" as substâncias que entram ou saem da célula, de acordo com suas necessidades.
A membrana possui grande capacidade selectiva possibilitando apenas a passagem de substâncias "úteis", buscando sempre o equilíbrio de cargas elétricas e químicas.


Qual é a função da membrana?

Regula a troca de substâncias entre a célula e o meio externo.
Individualidade a cada célula.
Contém e delimita o espaço da célula.
Mantém as condições adequadas para ocorrer as necessárias reações metabólicas.
Diz o que deve entrar e sair da célula.
Auxilia na locomoção
Permeabilidade selectiva, ou seja, permite a passagem de certas substâncias entre a célula e o seu meio.

Qual a sua composição química?

As membranas celulares consistem numa dupla camada contínua de lipídos, com a qual proteínas e carbohidratos das mais diversas naturezas interagem de variadas maneiras.

Como é a sua estrutura?

Há dois modelos estruturais propostos para a membrana plasmática:
a) O modelo de Davson e Danielli
b) O modelo de Singer e Nicholson

a) O modelo de Davson e Danielli:
Em 1936, Dawson e Danielli propuseram um modelo molecular para a membrana plasmática. Ela seria constituída por uma camada bimolecular de fosfolipídos, cujos pólos hidrofóbicos (que não têm afinidade com a água) se confrontam e cujos pólos
hidrofílicos (que têm afinidade com a água) são recobertos por proteínas.
Uma crítica que pode ser feita ao modelo de Dawson e Danielli é que ele não explica a passagem, pela membrana, de água e de substâncias lipossolúveis. Fica-se, portanto, obrigado a imaginar que a penetração dessas substâncias se efetua através de poros, embora estes não possam ser evidenciados pela microscopia eletrónica.



b) O modelo de Singer e Nicholson:
É o modelo mais aceite, chamado de modelo do mosaico fluido. É composto de duas camadas de fosfolipídos onde estão depositadas as proteínas.
“A membrana é formada por uma bicamada fosfolipídica fluida na qual as proteínas globulares são livres para se difundirem e estão embebidas ou imersas em diferentes graus” (Science, 1972). A membrana é um fluido mosaico de fosfolipídios e proteínas.
Este modelo foi sugerido por Singer e Nicholson, onde as proteínas da membrana estão engastadas na camada lipídica, do lado interno, do lado externo, ou atravessando
completamente a membrana. A fluidez esta condicionada ao tipo de ligações intermoleculares na membrana. O termo mosaico se deve ao aspecto da membrana na microscopia eletrônica.
É aplicável ao movimento de gases, sólidos e líquidos hidro e lipossolúveis.

A célula

A célula é a unidade básica estrutural e funcional de todos os seres vivos; o mais baixo nível de organização biológica onde se manifestam todas as propriedades da vida.

Seres vivos unicelulares são constituídos por uma única célula, a qual corresponde ao organismo.
Seres vivos pluricelulares são constituídos por vários tipos especializados de células, verificando-se a divisão de trabalho entre elas.

Distinguem-se dois tipos de células no que respeita à sua organização estrutural: células eucarióticas e células procarióticas.

Célula eucariótica animal

Célula eucariótica vegetal

Célula procariótica

A membrana celular constitui o limite externo da célula e regula a passagem de materiais entre a célula e o seu meio.

O núcleo, individualizado por um invólucro nuclear, é a região na qual se encontra o DNA e que regula toda a actividade celular.

O citoplasma é a região localizada entre o núcleo e a membrana celular. Possui uma variedade de organelos delimitados por membranas.

As células procarióticas não possuem invólucro nuclear, pelo que não têm verdadeiro núcleo. A designação citoplasma também é utilizada para referir o seu interior. Estruturalmente muito mais simples que as células eucarióticas, não possuem organelos citoplasmáticos delimitados por membranas.

A unidade da vida revela-se ao nível da célula, mas também a nível molecular. Os principais elementos que constituem os seres vivos são: Carbono (C), Oxigénio (O), Hidrogénio (H) e Azoto (N); existem ainda outros elementos presentes em menor quantidade como Fósforo (P), Enxofre (S) e Cálcio (Ca).

Os constituintes inorgânicos dos seres vivos são a água e os sais minerais.
A água é o constituinte fundamental dos seres vivos. A polaridade das suas moléculas confere-lhes propriedades de grande importância biológica.

As quatro classes principais de moléculas orgânicas que constituem os seres vivos são as proteínas, os hidratos de carbono, os lípidos e os ácidos nucleicos e formam moléculas de grandes dimensões, designadas por macromoléculas. As proteínas, hidratos de carbono e ácidos nucleicos são polímeros formados a partir da ligação em cadeia de moléculas mais simples, mais simples, os monómeros.

A biosfera

A biosfera é o subsistema que inclui o conjunto das regiões da Terra onde existe vida. Dito por outras palavras, a biosfera é o conjunto de todos os ecossistemas existentes no nosso planeta. É o ecossistema global (por vezes utiliza-se o termo ecosfera para designar biosfera). A biosfera:

1. apresenta uma espessura variável, que oscila entre os 10000 metros de altitude e os 10000 metros de profundidade. Assim, no máximo, a biosfera poderá ter uma espessura de 20000 metros;

2. apresenta a máxima concentração de seres vivos entre os 3000 metros de altitude e os 2000 metros de profundidade.

Um ecossistema é formado pelo conjunto de todos os organismos, de uma determinada área geográfica, e pelas interacções que esse organismos estabelecem entre si e com o meio abiótico (água, luz, temperatura e solo) que os rodeia.

A todos os organismos de todas as espécies que habitam uma determinada área chama-se comunidade . Uma comunidade é formada por populações. Uma população é um grupo de indivíduos de uma determinada espécie. Espécie é o conjunto de organismos com características morfológicas semelhantes, capazes de se reproduzirem e originar descendentes férteis.

A dinâmica dos ecossistemas envolve dois processos: circulação de materiais e fluxo de energia. A energia entra no ecossistema na forma de luz solar e dissipa-se na forma de calor. Os elementos químicos circulam entre os componentes biótico e abiótico do ecossistema, sendo reciclados.

Uma característica do mundo vivo é um elevado nível de organização. A organização biológica assenta numa hierarquia de níveis estruturais de complexidade crescente. A biosfera é o nível mais inclusivo da hierarquia da organização biológica, que se encontra resumida no esquema seguinte:

Átomo → Molécula → Célula → Tecido → Órgão → Sistema de órgãos → Organismo → População → Comunidade → Ecossistema → Biosfera



A diversidade é a principal característica da vida. Acompanhando a diversidade da vida verifica-se uma surpreendente unidade, principalmente nos níveis mais baixos da organização biológica. Esta unidade da diversidade está assente nas ligações evolutivas entre todos os organismos.

A extinção de espécies é um fenómeno natural, que ocorre desde que a vida evoluiu. A taxa actual de extinção de espécies, causada pela interferência do Homem nos ecossistemas, é, no entanto, preocupante.



As principais causas de extinção de espécies são as seguintes:

→ destruição ou alteração do habitat;
→ introdução de novas espécies em áreas geográficas onde não existam;
→ sobreexploração de espécies, por colheita, caça ou pesca;
→ ruptura das cadeias alimentares.

A conservação das espécies baseia-se na procura das causas do declínio de espécies e no desenvolvimento de esforços no sentido de travar esse declínio.

A necessidade de proceder à conservação da biodiversidade é da maior importância, uma vez que:

→ as espécies constituem recursos naturais cruciais;
→ nos ecossistemas realizam-se processos essenciais ao suporte da vida humana na Terra, como a purificação do ar e da água, geração e preservação de solos férteis, decomposição de resíduos, entre outros;
→ perder espécies é perder genes únicos e empobrecer a biodiversidade.

Entre os esforços de conservação contam-se a criação de áreas protegidas (parques naturais, parques nacionais, reservas naturais e paisagens protegidas) e a recuperação de áreas degradadas.