5 - CÉLULA: QUE UNIDADE É ESSA QUE CONSTITUI E MANTÉM TODOS OS SERES VIVOS?

Externamente, talvez seja difícil identificar características comuns a esses seres, mas se você pudesse fazer uma análise interna, seria possível observar unidades que estão presentes na formação e no funcionamento desses seres vivos – a célula. 
Em se tratando de células, eis aqui algumas indagações comuns entre as pessoas: 
•    Do que a célula é formada? Todas as células possuem o mesmo tamanho e formato? Todas desempenham a mesma função?
Conhecendo a célula de fora para dentro, você descobrirá que elas são formadas por pequenas unidades: as moléculas. 
Dos 92 elementos naturais existentes no Universo, 21 são essenciais para o funcionamento da vida na Terra, sendo assim, importantes para as células. Entre eles, os principais elementos químicos são: o carbono (C), o hidrogênio (H), o oxigênio (O), o nitrogênio (N), o enxofre (S) e o fósforo (P). 
Você deve estar pensando que esses elementos são os mais comuns no Universo e os mais abundantes na crosta terrestre, certo? Se você pensou dessa forma, infelizmente, pensou errado. 
Pesquisas espaciais mostram que a ordem decrescente de abundância dos elementos químicos no Universo é diferente. Estas indicam que os mais comuns são: hidrogênio (H), hélio (He), oxigênio (O), carbono (C), nitrogênio (N), neônio (Ne), silício (Si), magnésio (Mg), ferro (Fe), enxofre (S), argônio (Ar), alumínio (Al), cálcio (Ca), níquel (Ni) e sódio (Na). Os elementos químicos mais abundantes na crosta terrestre são: oxigênio (O), silício (Si), alumínio (Al), ferro (Fe), cálcio (Ca), sódio (Na) e potássio (K). 
Na célula, encontram-se presentes, aproximadamente, 30 elementos químicos, sendo o carbono (C), o hidrogênio (H), o oxigênio (O) e o nitrogênio (N), os principais.
Mas, por que será que o carbono é o principal elemento formador dos seres vivos? 
O carbono é encontrado nas análises de amostras de todos os organismos vivos. Ele tem a possibilidade de formar quatro ligações simples, ou ainda, ligações duplas e triplas, sempre procurando adquirir a estabilidade química, isto é, a última camada com a configuração eletrônica semelhante a dos gases nobres.
Nas células, o carbono é o único átomo com capacidade de formar longas cadeias com ligações covalentes entre si, constituindo estruturas complexas com forte estabilidade química, como as proteínas. 
Além das proteínas, o átomo de carbono (C) também participa na composição química das moléculas dos carboidratos, lipídios e ácidos nucléicos.
Os ácidos nucléicos (DNA e RNA), conhecidos como moléculas da “vida”, são formados basicamente pelo elemento químico carbono (C), sendo assim, do ponto de vista biológico, o carbono passa a ter importância fundamental.
Tanto os átomos quanto a maioria das células são invisíveis a olho nu. Para visualizar as células, há necessidade de utilizarmos instrumento adequado: o microscópio.
Quem já teve a oportunidade de observar algum material ao microscópio óptico percebeu que ele é formado por um conjunto de lentes, o qual aumenta a imagem do objeto a ser visualizado. No microscópio óptico, uma lente convergente que fica próxima ao objeto a ser observado, a objetiva, é associada a uma outra lente também convergente, mas com função semelhante a da lupa – a ocular. Utilizam-se as lentes convergentes porque quando há a incidência de raios em sua superfície, estes são refratados e convergem para o ponto focal (TIPLER, 1995). 
A refração se manifesta, por exemplo, com a passagem de um feixe luminoso através de uma lente, tendo a sua direção de propagação modificada.
Na associação de lentes num microscópio óptico, a lente da objetiva faz a resolução e o aumento da imagem, enquanto a lente da ocular, além de aumentar, projeta a imagem para a visualização. Assim, “a imagem final fornecida ao seu olho pela lente ocular será maior ainda e invertida em relação ao objeto” (GREF, 2000, p. 276), Isto pode ser observado no esquema ao lado pelas pelas linhas que representam os feixes de luz incidentes nas lentes.
Os microscópios, sejam eles quais forem, com seu conjunto de lentes, permitem visualizar medidas especiais como:
•    Micrômetro (μm): equivale a um milésimo do milímetro ou 10-6 m; 
•    Nanômetro (nm): equivale a um milésimo do micrômetro (μm) ou 10-9 m; 
•    Angström (Å): equivale a um décimo do nanômetro (nm) ou 10-10 m
Para calcularmos qual o aumento do objeto observado, multiplica-se a medida da ocular pela da objetiva; dessa forma, uma ocular 4X com uma objetiva 100X proporcionarão um aumento do objeto de 400 vezes. 
Por falar em microscópio, vamos conhecer um pouco da história deste incrível instrumento que possibilitou o conhecimento da constituição e funcionamento dos seres vivos.
 
No século XVII, o jovem holandês Antony van Leeuwenhoek (1632 - 1723) aprendeu a polir lentes com seu pai, que depois armava em placas de prata e cobre. Essas lentes são precursoras do que conhecemos hoje como lupa. Com este instrumento, ele observava fios de cabelo e pequenos insetos. Para dar continuidade às suas observações, Leeuwenhoek aperfeiçoou o microscópio e visualizou incríveis imagens, como: “diminutos glóbulos de muco” e “animálculos”, alguns bem pequenos, outros maiores, lentos ou ziguezagueando em alta velocidade e mudando continuamente de direção, descrevendo-os de maneira magnífica. 
Antes de Leeuwenhoek, sábios já haviam construído um microscópio. Alguns livros trazem o físico e astrônomo Robert Hooke (1635 - 1703) como o primeiro a construir um microscópio para observar material biológico. Para examinar a cortiça ou outras partes das plantas, ele fazia cortes finos para a luz poder atravessar e colocavaos entre vidros. Foi assim que Robert Hooke se tornou conhecido como o primeiro cientista a usar o termo célula para descrever os pequenos espaços vazios da cortiça. Com o aperfeiçoamento do microscópio, foi possível observar que os espaços que Hooke descreveu como vazios são preenchidos por importantes estruturas que mantêm os seres vivos em funcionamento. O conceito de célula, tal como conhecemos hoje, surgiria mais tarde, no início do século XIX, a partir das pesquisas desenvolvidas por Mathias Schleiden (1838), que observou células animais, e Theodor Schwann (1839), que observou células vegetais. Suas observações permitiram concluir que todos os seres vivos são formados por células. 
Em 1946, a história da citologia registra uma revolução. Os materiais até então visualizados em microscópios ópticos passam a ser observados em microscópios eletrônicos. Neles, os materiais observados são atravessados por feixes de elétrons e não por feixes de luz - como ocorre nos microscópios ópticos. Desta forma, os materiais observados são aumentados ainda mais.

 
Percebe como é difícil observar uma célula mesmo com o microscópio óptico?
Da mesma forma que seu corpo é formado por vários órgãos e cada órgão possui uma função específica, as células também têm suas organelas com suas respectivas funções. A maioria dessas organelas só pode ser visualizada ao microscópio eletrônico, devido ao seu tamanho muito reduzido. Ao olhar a célula de fora para dentro, podemos fazer algumas comparações:
Sabemos que nosso corpo tem uma capa protetora que é a epiderme. A célula também tem a sua proteção que é a membrana plasmática. Além da função proteção, a membrana plasmática controla a entrada ou saída de substâncias na célula. 
Uma grande fração da energia produzida pelo organismo humano inicia por meio dos processos respiratórios, cujos principais órgãos são os pulmões. Na célula, a produção de energia é tarefa realizada pelas mitocôndrias. Mas para realizar sua tarefa, as mitocôndrias dependem do nariz. Sabe por quê?
Porque grande parte da energia produzida no organismo humano está relacionada ao oxigênio inspirado nos processos respiratórios. Ao chegar aos pulmões, o oxigênio é absorvido através da circulação e chega às células, onde participa dos processos metabólicos de combustão.
Agora, vamos lembrar de sua última refeição... O que aconteceu com o alimento que você ingeriu? 
Num rápido pensar, você deve ter respondido que eles foram digeridos no estômago. No interior celular, um processo semelhante é realizado pelos lisossomos. Assim como o estômago, eles também contém enzimas digestivas.
A desintoxicação de seu organismo é realizada pelo fígado, os peroxissomos desempenham papel semelhante no interior das células. 
 
Como é realizado o transporte de substâncias em seu organismo?
Se você respondeu que é por meio dos vasos sangüíneos, parabéns. Você acertou!
Na célula, essa função é executada por meio de redes de canais membranosos semelhantes a labirintos, denominados retículo endoplasmático granuloso. Em determinadas regiões desses canais, encontram-se pequenos grânulos responsáveis pela fabricação das proteínas – os ribossomos. Esses grânulos também podem ser encontrados espalhados no citoplasma celular. 
Entre o retículo endoplasmático e a membrana plasmática, encontra-se outra organela, o complexo golgiense. Essa organela participa do processo de transporte e armazenamento de substâncias produzidas pela célula.
 
Por que um organismo cresce? Uma pessoa é maior que a outra por que possui células maiores?
Você respondeu as perguntas do debate acima? Achou difícil? 
A resposta é simples. As células se multiplicam, aumentam em número. Para realizar a multiplicação elas contam com o auxílio dos centríolos, organelas que se encontram próximas ao núcleo celular.
O núcleo celular é uma parte da célula que contém, em seu interior, um material especial – os cromossomos. Esses cromossomos são formados por moléculas chamadas ácidos desoxirribonucléicos (DNA). 
A célula, integrando as ações de todas as suas organelas, realiza em microescala todas as funções essenciais à vida, e assim como os organismos vivos, ela se inter-relaciona funcionalmente com as outras. Caso essas inter-relações não sejam estabelecidas de forma harmoniosa, pode ocorrer um desequilíbrio, principalmente no processo de divisão celular, o que favorece a formação de tumores, geralmente malignos – o câncer.
 
O que é o Câncer? 
Câncer é o nome dado a um conjunto de mais de 100 doenças que têm em comum o crescimento desordenado (maligno) de células que invadem os tecidos e órgãos, podendo espalhar-se (metástase) para outras regiões do corpo. 
Dividindo-se rapidamente, estas células tendem a ser muito agressivas e incontroláveis, determinando a formação de tumores (acúmulo de células cancerosas) ou neoplasias malignas. Por outro lado, um tumor benigno significa simplesmente uma massa localizada de células que se multiplicam vagarosamente e se assemelham ao seu tecido original, raramente constituindo um risco de vida. 
Os diferentes tipos de câncer correspondem aos vários tipos de células do corpo. Por exemplo, existem diversos tipos de câncer de pele, porque ela é formada por mais de um tipo de célula. Se o câncer tem início em tecidos epiteliais, como pele ou mucosas, ele é denominado carcinoma. Se começa em tecidos conjuntivos, como osso, músculo ou cartilagem, é chamado de sarcoma. 
Outras características que diferenciam os diversos tipos de câncer entre si são a velocidade de multiplicação das células e a capacidade de invadir tecidos e órgãos vizinhos ou distantes (metástases). 
Fonte: INCA (Instituto Nacional do Câncer) - Ministério da Saúde - www.inca.gov.br

O câncer pode surgir de uma única célula que, pela ação de fatores diversos, sofre mutação, multiplica-se por mitose e suas descendentes mantêm essa mutação, desencadeando um processo que pode dar origem a células cancerosas. Estas células passam a dividir-se rapidamente, modificando seu mecanismo funcional. Elas tendem a ser agressivas, incontroláveis, o que determina o crescimento rápido de um tecido com características diferentes das quais lhe deram origem. Estas células podem invadir outros tecidos e órgãos espalhando-se pelo corpo.
Estudos sobre o crescimento desordenado das células têm indicado que, na maioria das vezes, trata-se de um processo lento, o que poderia explicar a maior incidência de câncer em pessoas idosas. 
A biologia, para compreender melhor o ciclo mitótico das células cancerosas, desenvolveu as seguintes técnicas de cultivo:
•    Estimulação do processo de transformação de células normais em células cancerosas pela exposição a agentes cancerígenos, tais como: vírus, substâncias químicas, radiações, o que origina uma população mais homogênea, facilitando o estudo de sua biologia molecular;
•    Estimulação do crescimento de uma população celular a partir de células de tumores cancerosos. A desvantagem é que, em geral, obtém-se uma população heterogênea, o que dificulta o seu estudo.
Atualmente, alguns tipos de câncer podem ser diagnosticados precocemente, ou seja, no seu estágio pré-sintomático, através da moderna tecnologia nuclear aplicada à medicina, como a tomografia de emissão de pósitrons (PET). Esta tecnologia oferece nova alternativa para produzir imagens do corpo humano, utilizadas para diagnóstico e tratamento, além de constituir um modelo de cooperação entre os diversos ramos tecnológicos e terapêuticos.
As aplicações da PET para diagnóstico já são utilizadas entre 40 e 50 mil vezes ao dia em todo o mundo, especialmente para detectar metástases ou doenças cardíacas. Esta técnica tem mais precisão que os métodos de diagnóstico conhecidos como raios-X ou tomografia computadorizada, uma vez que é capaz de mostrar os órgãos do corpo humano em funcionamento.
Com o avanço biotecnológico, surge nas clínicas uma nova modalidade de tratamento, a chamada cirurgia guiada por substâncias radioativas – “radioguided surgery” (RIGS), promissora no tratamento de câncer ao permitir a aplicação de uma dose controlada de radiação a um tumor.
O uso desses métodos permite obter diagnósticos na fase inicial de muitas doenças, o que melhora as perspectivas de tratamento e também representa economia financeira para o sistema de saúde. O câncer é uma patologia que atinge grande parte da humanidade, seja ela do sexo feminino ou masculino.
Todos os seres vivos são formados por células com as mesmas características? 
Observe as ilustrações dos modelos das células animal e vegetal, perceba que elas apresentam algumas organelas em comum e outras não.
Agora que você identificou as organelas encontradas somente nas células vegetais, veja que elas têm funções especiais. 
Os plastos são organelas responsáveis pela síntese de glicídios (açúcares), sendo os cloroplastos os plastos mais abundantes nos vegetais. Eles possuem moléculas de clorofila que capturam a energia solar e, através de reações químicas, produzem moléculas, como glicose, que serão utilizadas pelas mitocôndrias para a geração de energia e armazenadas na forma de ATP (adenosina trifosfato).
Os cloroplastos estão concentrados nas regiões da planta mais expostas à luz e nas estruturas mais jovens, como folhas e caules.
Você se lembra que as células animais possuem um envoltório protetor: a membrana plasmática? As células vegetais, além desse envoltório, possuem mais uma estrutura para a sua proteção: é a parede celular, um tipo especializado de revestimento, mais espesso, mais forte e, o mais importante, mais rígido. Ela tem como função proteger a célula de danos mecânicos e também evitar a perda excessiva de água pela célula.
A célula vegetal possui, ainda, o vacúolo de suco celular, uma organela derivada do retículo endoplasmático que pode conter líquidos e pigmentos, além de diversas outras substâncias. Ele está relacionado com o armazenamento de substâncias e o equilíbrio osmótico, sendo que a sua membrana é denominada tonoplasto.
Alguns vacúolos acumulam grande quantidade de pigmentos coloridos. Estes pigmentos são denominados antocianinas. A presença destes vacúolos contendo pigmentos é que determina cor avermelhada ou arroxeada em certos órgãos vegetais, por exemplo: frutos, como os figos e as uvas; flores, como as violetas e as rosas.
Neste estudo, vimos que todos os organismos, desde o mais simples até os complexos, são formados por estruturas semelhantes: as células. Embora apresentem diferenças em suas formas, funções e tamanhos, são elas as unidades formadoras de toda a matéria viva. 
E agora, você já tem informações suficientes para saber a resposta da indagação: “Que unidade é essa que nos constitui e nos mantém vivos?”
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