Oligossacarinas

Além das hormonas auxina, giberelina, citoquinina e etileno que estão ligadas ao desenvolvimento das plantas, as porções das paredes celulares denominadas oligossacarinas têm um papel importante: influenciam o crescimento das plantas, a sua diferenciação e reprodução, e defendem as plantas contra as doenças.
As oligossacarinas têm a função de hormonas vegetais. Contudo, diferem das outras hormonas vegetais pelos efeitos que podem obter. Diferentes oligossacarinas podem induzir células de cultura a formar cicatrizes, raízes, gomos ou flores numa grande variedade de plantas. Algumas vezes as oligossacarinas inibem a floração e estimulam o crescimento em algumas espécies. Estes estímulos são induzidos por muito pequenas quantidades de oligossacarinas. É, em geral, necessário 100 a 1000 vezes menos oligossacarinas do que, por exemplo, citoquinina para obter os mesmos efeitos.
As oligossacarinas são libertadas das paredes celulares por enzimas. Diferentes oligossacarinas são libertadas das paredes celulares por diferentes enzimas e cada oligossacarina transmite uma mensagem que regula uma função específica.

Hormonas vegetais

As hormonas vegetais, também denominadas fito-hormonas, são substâncias orgânicas produzidas em células, tecidos ou órgãos vegetais e que funcionam como agentes reguladores, induzindo modificações, fisiológicas e/ou anatómicas, nos seus locais de acção. As fito-hormonas são eficazes em concentrações relativamente baixas.
Contrariamente às hormonas animais, as hormonas vegetais são, geralmente, sintetizadas por células não especializadas. Actuam sobre células-alvo, que possuem receptores específicos, localizados em membranas ou no citoplasma.
Os efeitos das hormonas vegetais são variáveis, não induzindo uma resposta sempre idêntica, dependendo a sua acção de diversos factores, quer intrínsecos à planta (ex. concentração da hormona; tipo de órgão em que actua; interacção com outras hormonas), quer provenientes do meio ambiente.
As hormonas vegetais desempenham um papel importante no desenvolvimento da planta e algumas são mesmo fundamentais para a viabilidade destes organismos, como é o caso das auxinas e das citocininas.
Os principais grupos de substâncias que funcionam como fito-hormonas são as auxinas, as citocininas, o etileno, as giberelinas e o ácido abcísico. Outros compostos como o ácido salicílico, os brassinosteróides e o jasmonato, actuam também como hormonas vegetais.
Diversas hormonas vegetais têm sido produzidas em laboratório, sendo aplicadas artificialmente nas culturas, de forma a obter efeitos desejados, como indução da floração, promoção do crescimento ou formação de frutos, entre diversos outros.

Glândulas vegetais

Nas glândulas vegetais, as secreções podem estar retidas numa célula, ser segregadas numa cavidade especial ou por um tubo para o exterior. São exemplo de glândulas os hidátodos de certas folhas, os nectários e as glândulas digestivas de certas plantas carnívoras.

Giberelinas

As giberelinas constituem um grupo de hormonas vegetais. São substâncias de actividade biológica variável, mas estrutura química semelhante (ácidos diterpenos), sintetizadas a partir do percursor acetil coenzima A.
Conhece-se uma grande variedade de giberelinas, isoladas de sementes, especialmente de dicotiledóneas, ou de fungos. Mais de uma centena de giberelinas foi já isolada nas plantas, embora só algumas sejam biologicamente activas como hormonas.
Em 1926, Ewiti Kurosawa, cientista japonês, observou que o fungo Gibberella fugikyroi, causava uma doença nas plantas do arroz (foolish disease ou bakanae), em que se verificava um crescimento descontrolado. Os caules das plantas do arroz infectadas pelo fungo cresciam duas vezes mais que os daquelas que não estavam infectadas, embora fossem tão frágeis que levavam à morte das plantas.
Kurosawa verificou que o extracto do fungo aplicado em plantas não infectadas provocava os mesmos efeitos estimulantes do crescimento, mas, apenas nove anos mais tarde, outros cientistas japoneses conseguiram isolar do extracto das culturas do fungo a substância responsável pelo crescimento excessivo das plantas, que designaram por giberelina.
À medida que as diferentes giberelinas foram sendo isoladas e identificadas de plantas e fungos, foram denominadas por GA1, GA2, GA3 (ácido giberélico), GA4, etc., consoante a ordem de descoberta.
Nas plantas, as giberelinas são produzidas ao nível do ápice caulinar, em gomos, folhas, entre-nós e sementes.
As giberelinas estimulam o crescimento numa grande variedade de plantas, promovendo a divisão e o alongamento celular, regulam a passagem da fase juvenil à fase adulta em algumas espécies vegetais e têm efeito contrário noutras plantas, induzem a floração, promovem o crescimento de frutos e a indução da germinação de sementes.
É grande o interesse nestas hormonas pela sua capacidade de estimular o crescimento das plantas de uma maneira mais evidente que as auxinas, embora vestígios de auxinas devam estar presentes para que as giberelinas produzam o máximo efeito.
Muitas dicotiledóneas e algumas monocotiledóneas crescem mais rapidamente com uma aplicação de giberelinas. Se uma giberelina, numa concentração apropriada, é aplicada numa couve, a planta pode atingir os dois metros de altura, e os feijoeiros podem crescer muito mais que o normal com uma única aplicação. Contudo, isto não acontece quando a hormona é aplicada na raiz.
As giberelinas são utilizadas comercialmente no desenvolvimento de frutos, estimulando o aumento do seu tamanho (ex.: uvas e maçãs). Experimentalmente têm sido utilizadas para estimular o crescimento da cana-de-açúcar e do lúpulo, e obter uvas sem sementes e de grande tamanho.
Verificou-se experimentalmente que as giberelinas aplicadas em conjunto com determinados tipos de herbicidas podem reverter o efeito desses herbicidas.
O alto custo das giberelinas tem limitado a generalização da sua aplicação na horticultura e na agricultura em geral.

Etileno

Hidrocarboneto de forma gasosa, também conhecido por eteno, do grupo dos alcenos e de fórmula química C2H4.
Em 1934, R. Gane descobriu que o etileno era naturalmente produzido pelos frutos e verificou que o amadurecimento dos frutos verdes pode ser acelerado artificialmente colocando-os neste gás.
O etileno foi, então, classificado como fito-hormona. É sintetizado pela maioria dos tecidos vegetais (ex. frutos, flores, sementes e folhas) e a sua actividade como hormona vegetal está relacionada com a promoção da abcisão foliar, do amadurecimento de frutos e da senescência de flores.
Muitos fungos e algumas bactérias também produzem etileno.
A biossíntese de etileno é estimulada pelas auxinas e aumenta em determinadas situações de stress (ex.: carência hídrica, temperatura reduzida).
O etileno, aparentemente, pode desencadear a sua própria produção. O tratamento de alguns frutos com esta hormona vegetal, por exemplo, aumenta a sua produção endógena.
O aumento súbito, por algumas horas, do etileno tem efeitos evidentes sobre vários tecidos, incluindo frutos, que são alterados ou destruídos.
O etileno facilmente se escapa dos tecidos vegetais, podendo afectar outros tecidos e órgãos e mesmo influenciar o funcionamento de plantas vizinhas. Assim, deve ter-se em atenção a possibilidade de libertação de etileno quando se armazenam vegetais, como frutos e flores, de forma a impedir a sua alteração ou destruição.
A utilização que se dá ao etileno é enorme. Usa-se para rapidamente amadurecer frutos - tais como bananas, mangas e melões -, para promover a floração de determinadas espécies vegetais e acelerar a abcisão de alguns frutos.

Citocininas

As citocininas, também conhecidas por citoquininas, constituem um grupo de hormonas vegetais. Derivadas da adenina, as citocininas são aminopurinas, como a zeatina, citocinina de ocorrência natural mais abundante, a isopentenil-adenina e a desidrozeatina.
Como fito-hormonas, as citocininas têm uma actividade biológica variada nas plantas. Actuam sobre o crescimento das plantas, promovendo a divisão celular nos tecidos meristemáticos e o desenvolvimento dos gomos laterais. Retardam a senescência foliar, estimulando a deslocação de nutrientes para as folhas, bem como para outras zonas da planta. Promovem, ainda, o desenvolvimento de cloroplastos.
Em culturas de tecidos in vitro, a citocinina é utilizada, juntamente com a auxina, para regular a formação de órgãos. Concentrações elevadas de citocinina, relativamente às de auxina, estimulam a formação de caules, enquanto que concentrações reduzidas de citocinina, relativamente às de auxina promovem a formação de raízes.

Auxinas

As auxinas são substâncias de ocorrência natural derivadas do ácido indoleacético (IAA), sintetizadas a partir do aminoácido triptofano. Constituem um grupo de fito-hormonas e são produzidas pelas plantas, essencialmente em tecidos em divisão activa, como meristemas apicais, botões, folhas jovens e frutos em desenvolvimento.
As auxinas foram as primeiras hormonas vegetais a ser descobertas. O radical acético das auxinas parece ser o principal responsável pela acção deste tipo de hormonas, já que, mantendo este grupo, conseguem-se produzir diversos tipos de moléculas artificiais com acção semelhante.
As auxinas produzem diferentes efeitos fisiológicos nas plantas. Estas fito-hormonas podem estimular o alongamento celular em caules e coleóptilos, inibir o crescimento de raízes, promover a formação de raízes laterais e adventícias, retardar o início da abcisão foliar, estimular ou inibir a floração e induzir a diferenciação de tecidos vasculares, influenciando a quantidade relativa de xilema e floema. Intervêm, ainda, no desenvolvimento de frutos, promovendo-o, sendo produzidas em sementes em desenvolvimento.
A acção das auxinas depende de vários factores, nomeadamente da sua concentração e do tecido ou órgão em que actua. Por exemplo, a concentração de auxina que estimula o alongamento em caules tem o efeito contrário nas raízes, inibindo o seu crescimento.
As auxinas podem ainda influenciar a produção de outras hormonas. Estimulam a síntese de etileno, provocando o aumento das taxas de secreção dos dictiossomas, desempenhando um papel no controlo de algumas fases da respiração e influenciando numerosas fases do crescimento.
Muitas monocotiledóneas são menos sensíveis às auxinas do que as dicotiledóneas, mas altas concentrações podem matar os tecidos. O efeito das auxinas, combinado com o de outras hormonas, é responsável por muitas fases do crescimento.
Os fruticultores tratam os ramos florais com auxinas para provocar uma floração uniforme e tratam posteriormente os frutos para evitar a formação das camadas de abcisão e a subsequente queda prematura do fruto. Se as auxinas são aplicadas às flores antes que tenha ocorrido a polinização, podem-se formar e desenvolver frutos sem sementes.
Alguns tipos de auxinas têm efeitos prejudiciais nos humanos e outros animais.

Ácido abcísico (ABA)

O ácido abcísico (ABA) é uma fito-hormona cujos efeitos biológicos incluem a iniciação e manutenção do estado de dormência em sementes e gomos, a indução do fecho dos estomas.
Em 1963, três grupos de investigadores trabalhando independentemente, na Grã-Bretanha, Estados Unidos da América e Nova Zelândia, descobriram uma hormona inibidora do crescimento. Nos vários estudos realizados foram isoladas duas substâncias, a dormina, que induzia a dormência em gomos de plantas, e a abcisina, que promovia a abcisão de frutos. Em 1965, a dormina e a abcisina foram identificadas como o mesmo composto, o qual foi oficialmente designado ácido abcísico (ABA).
O ácido abcísico (ABA) é sintetizado a partir de um intermediário de carotenóides em células que possuem amiloplastos ou cloroplastos. Encontra-se em muitas partes das plantas, mas é particularmente comum nos frutos carnudos, onde evita a germinação das sementes. O seu transporte nas plantas ocorre através do xilema e do floema.
Durante o desenvolvimento das sementes, o ácido abcísico actua promovendo a acumulação de proteínas de reserva e a resistência das sementes à desidratação.
A dormência das sementes é regulada pela concentração relativa de ácido abcísico e de giberelinas. O ácido abcísico actua de forma a inibir a produção de α-amilase, a qual é induzida pelas giberelinas, promovendo o estado de dormência nas sementes. A quebra deste estado ocorre quando se verifica um decréscimo na concentração de ácido abcísico em relação à de giberelinas.
A inibição provocada pelo ABA pode ser reversível pela aplicação de giberelinas.
O ácido abcísico induz o estado de dormência em gomos ou botões. Quando aplicado em botões (florais ou foliares) activos das plantas, a folha primordial origina escamas envolventes e o botão entra em dormência como se fosse Inverno.
Em situações de carência hídrica, o movimento de fecho dos estomas é promovido pelo ácido abcísico, que aumenta de concentração nas folhas, contribuindo para a diminuição da perda de água por transpiração. Esta fito-hormona interfere com o transporte ou retenção dos iões potássio nas células-guarda, provocando o fecho dos estomas.
Outro efeito biológico do ácido abcísico durante períodos de secura é a inibição do crescimento do caule e a promoção do crescimento da raiz.
Quando as condições se tornam favoráveis e a água se torna suficiente para as necessidades das folhas, o ácido abcísico é metabolicamente decomposto e os estomas reabrem.
O ácido abcísico é inibidor do crescimento da célula. Inicialmente acreditava-se que o ácido abcísico provocava a formação da camada de abcisão nas folhas e frutos. Embora esta crença se mantivesse durante uns anos, verificou-se que é o etileno que desempenha um papel importante no processo de abcisão.
A forma como o ácido abcísico promove a senescência foliar é independente do modo como o etileno actua.

Osmorregulação

Processo homeostático de manutenção do equilíbrio de água e sais no interior de um ser vivo, a osmorregulação inclui um conjunto de mecanismos que mantêm a pressão osmótica do meio interno dentro de valores compatíveis com a vida.
Tendo em conta o tipo de adaptações desenvolvidas no âmbito da osmorregulação, os seres vivos podem ser considerados osmoconformantes (poiquilosmóticos) ou osmorreguladores
Os osmoconformantes não são capazes de controlar a sua pressão osmótica interna, que varia com a pressão osmótica do meio externo. Estes organismos apresentam células que toleram uma pressão osmótica elevada.
Os osmorreguladores têm a capacidade de controlar a sua pressão osmótica interna, que se mantém constante, independentemente das variações da pressão osmótica do meio exterior. A existência de mecanismos que permitam manter a pressão interna constante - mecanismos de osmorregulação - é importantíssima nos organismos osmorreguladores, uma vez que estes não toleram grandes variações osmóticas.
Nos animais, os mecanismos de osmorregulação envolvem, entre outros órgãos, o sistema excretor, que permite a eliminação de substâncias tóxicas e o controlo do volume de água e sais minerais.
Os mecanismos osmorreguladores são diferentes consoante o habitat em que o animal se encontra - meio aquático, de água doce ou marinho, ou meio terrestre.
- Nos ambientes de água doce, em que o meio interno dos organismos é hipertónico em relação à água, a osmorregulação deve opor-se à tendência da água passar, por osmose, para o interior do ser vivo e à perda de sais por difusão. Existem vários processos que permitem eliminar o excesso de água nestes ambientes, como os vacúolos contrácteis dos protozoários e os rins com glomérulos muito desenvolvidos dos peixes de água doce. Nos peixes de água doce, por exemplo, os mecanismos de osmorregulação passam pela não ingestão de água, pela produção de grandes quantidades de urina diluída e pelo transporte activo de sais para o meio interno, através das brânquias.
- Nos ambientes marinhos o problema é oposto ao das águas doces. O meio interno dos seres vivos é hipotónico em relação à água, pelo que a osmorregulação deve prevenir a excessiva perda de água por osmose e facilitar a secreção de sais. Órgãos envolvidos na excreção de sal, como rins com poucos glomérulos, brânquias, glândulas do sal e tracópodes, permitem minimizar a perda de água em ambientes com grande salinidade. Os peixes de água salgada, por exemplo, que ingerem grandes quantidades de água salgada, excretam, por transporte activo, o excesso de sal através das brânquias. A urina produzida por estes organismos é muito concentrada. Nas aves marinhas, que também ingerem água salgada, os mecanismos de osmorregulação incluem a excreção de sal, por transporte activo, através de glândulas nasais (glândulas do sal).
- Nos ambientes terrestres, os organismos perdem água por evaporação, através das superfícies respiratórias e da pele e através da excreção de urina e de fezes. A osmorregulação nestes animais inclui mecanismos como a ingestão de grandes quantidades de água e a produção de urina hipertónica. Nos animais terrestres encontram-se vários tipos de sistemas excretores. A minhoca, por exemplo, possui nefrídios, que produzem urina diluída, compensando a entrada excessiva de água por osmose através da sua pele. Os insectos e outros artrópodes terrestres apresentam túbulos de Malpighi associados a glândulas rectais, que produzem urina hipertónica, contrariando a tendência para perder água associada aos ambientes secos em que estes organismos vivem. Os vertebrados, por sua vez, têm como órgãos excretores os rins. (homeosmóticos).

Sistema nervoso simpático

O sistema nervoso simpático é um dos componentes do sistema nervoso autónomo, o qual é responsável pelo controlo involuntário de vários órgãos internos.
O sistema nervoso simpático actua de modo oposto ao parassimpático, preparando o organismo para reagir em situações de medo, stress e excitação, adequando o funcionamento de diversos sistemas internos para um elevado estado de prontidão.
O sistema nervoso é, juntamente com o sistema endócrino, o agente regulador de toda a actividade do organismo. No entanto, não actua através de mensageiros químicos libertados para o sangue como o sistema de glândulas endócrinas, que se baseia na secreção de hormonas. O seu mecanismo de actuação é muito mais rápido, em virtude de ser baseado na transmissão de impulsos eléctricos (impulsos nervosos), através de células especializadas no processo de condução nervosa - os neurónios.
O sistema nervoso divide-se em dois grandes grupos genéricos, o sistema nervoso central e o sistema nervoso periférico. Neste último sistema, estão situados os nervos que saem do sistema nervoso central em direcção a diversas zonas do organismo, afim de conduzir aos órgãos efectores as respostas definidas por este, bem como de recolher informação, e o sistema nervoso autónomo, o qual controla a actividade involuntária e inconsciente da maior parte dos órgãos e glândulas do organismo, assegurando o seu funcionamento automático, independentemente da vontade do sujeito.
Por sua vez, o sistema nervoso autónomo pode ser dividido em dois subsistemas, que desencadeiam acções antagónicas, regulando assim de um modo totalmente efectivo as funções orgânicas, consoante seja necessário o seu estímulo ou depressão: o sistema nervoso simpático e o sistema nervoso parassimpático.
O sistema nervoso simpático é, basicamente, um sistema de excitação, que ajusta o organismo para suportar situações de perigo, esforço intenso, stress físico e psíquico. Ele actua ao nível dos diferentes aparelhos do organismo, desencadeando alterações diversas. São exemplos da sua acção a dilatação pupilar, o aumento do diâmetro da traqueia e dos brônquios (aumentando a capacidade de débito respiratório), taquicardia (aumento da frequência cardíaca, que acelera a circulação do sangue e o consequente aporte de nutrientes às células, incrementando a produção de energia), estimulação da produção de adrenalina e noradrenalina nas glândulas supra-renais, intensificação da libertação da glicose armazenada no fígado, diminuição dos movimentos peristálticos intestinais, vasoconstrição da pele e eriçamento dos pêlos e cabelos.

Sistema nervoso parassimpático

O sistema nervoso parassimpático forma, juntamente com o sistema nervoso simpático, o sistema nervoso autónomo.
O sistema nervoso autónomo é o responsável pela manutenção do equilíbrio fisiológico e homeostasia do meio interno, já que é a ele que compete a regulação da actividade - involuntária e inconsciente - da maior parte das glândulas e órgãos que compõem o corpo humano. Este sistema é regulado pelo centro nervoso denominado de hipotálamo, situado na zona da base do cérebro, sendo que a informação proveniente deste posto de controlo é conduzida através do tronco cerebral até à medula espinal, situada no interior da coluna vertebral. Desta saem vários nervos, que se dirigem a uma enorme diversidade de órgãos e tecidos, conduzindo informações que regulam a sua actividade.
O sistema nervoso parassimpático e simpático actuam de um modo não simultâneo e, de certo modo, oposto, já que o tipo de funções que é estimulado ou activado por um deles é, concomitantemente, inibido pelo outro, assegurando assim um total controlo do funcionamento dessa estrutura biológica. O sistema nervoso parassimpático actua assim em oposição ao sistema nervoso simpático, o qual é activado em situações de excitação, stress, perigo ou em que é necessário um rápido e grande dispêndio energético.
Praticamente todos os órgãos internos se apresentam inervados por fibras nervosas constituintes do sistema nervoso parassimpático, sendo extremamente diversificados os efeitos desencadeados pela sua entrada em acção. Como exemplos da sua actividade, pode-se mencionar o aumento da produção de lágrimas nas glândulas lacrimais, contracção da pupila, produção de saliva clara e abundante (aumento da concentração de enzimas digestivas na boca e da capacidade de deglutição), constrição dos brônquios e traqueia (diminuição da velocidade das trocas gasosas), bradicardia (abrandamento do ritmo cardíaco), armazenamento de glicogénio no fígado (aumento das reservas energéticas), secreção pancreática de insulina (diminuição da concentração de glicose circulante), aceleração dos processos digestivos e dos movimentos peristálticos (maior absorção de nutrientes), relaxamentos dos esfincteres da bexiga e a estimulação dos órgãos sexuais.

Sistema nervoso autónomo

O sistema nervoso autónomo é responsável pela percepção das condições do ambiente interno, sendo capaz de alterar convenientemente estas condições de maneira que a sua composição se mantenha constante. As acções do sistema nervoso autónomo são quase completamente involuntárias. A sua acção exerce-se principalmente na regulação da actividade das vísceras do organismo. O sistema nervoso autónomo é anatomicamente formado por aglomerados de células nervosas localizadas no sistema nervoso central, por fibras nervosas ligadas ao sistema nervoso central através dos nervos cranianos ou raquidianos, e por gânglios situados ao longo dessas fibras.

Sistema nervoso

O sistema nervoso é o conjunto de nervos, gânglios e centros nervosos que asseguram o comando e a coordenação das funções vitais além da recepção das mensagens sensoriais. É constituído pelo sistema nervoso central, que inclui o encéfalo e a espinal medula, e pelo sistema nervoso periférico, que inclui o sistema somático e o sistema autónomo. O sistema nervoso somático é composto pelos nervos sensoriais, que mantêm o corpo em contacto com o mundo exterior, e pelos nervos que comandam as reacções do corpo a esse mundo exterior. O sistema nervoso autónomo controla o funcionamento interno do organismo - a respiração, o ritmo cardíaco e outras actividades fisiológicas -, além de determinadas reacções físicas relacionadas com emoções.
No sistema nervoso central, a espinal medula é a parte do eixo cerebroespinal com aspecto de cordão branco, subcilíndrico, que apresenta dois sulcos profundos, um anterior e um posterior, e alguns sulcos laterais. Encontra-se alojada no canal raquidiano da coluna vertebral. O encéfalo é composto por cérebro, cerebelo e tronco cerebral (ou bolbo raquidiano). A inteligência, a capacidade de aprender e de julgar, residem nas duas metades - hemisférios - que constituem o cérebro. Este ocupa inteiramente a parte superior do crânio. O cerebelo tem 1/8 do volume do cérebro e as suas funções principais são a manutenção do equilíbrio e a coordenação da actividade muscular. O tronco cerebral inclui o tálamo e o hipotálamo, que regulam as sensações de fome sede, sono e comportamento sexual; o mesencéfalo e a ponte, que transferem impulsos de um local para outro do encéfalo; e a medula, que comanda a respiração, a pressão sanguínea, os batimentos do coração, entre outras actividades vitais. Para um bom funcionamento, o encéfalo requer um ambiente controlado e imutável. Se as quantidades de substâncias químicas de que necessita não forem constantes, ou se for exposto a substâncias estranhas, o encéfalo começa a funcionar anormalmente, com consequências imprevisíveis. Como a corrente sanguínea transporta um certo número de substâncias potencialmente nocivas ao encéfalo, o contacto com estas de certeza provocaria estragos. No entanto, este órgão é diferente de todos os outros, pois está dotado de um sistema de protecção especial, denominado barreira hemato-encefálica. Esta protecção impede as substâncias químicas, formadas por grandes moléculas, de passarem do sangue para o encéfalo. Tal deve-se ao facto de os vasos sanguíneos de menor diâmetro, que no resto do corpo são porosos, não o serem no encéfalo, pois as células destes estão fortemente ligadas entre si. No entanto, as substâncias formadas por moléculas de pequenas dimensões, como o oxigénio, o álcool etílico, a maioria dos anestésicos, transpõem facilmente a barreira. É deste modo que o encéfalo recebe oxigénio e é também esta a razão pela qual uma pessoa se embriaga ou é anestesiada.
Cerca de 10% das células do sistema nervoso são neurónios, os quais, por acção de estímulos, dão origem a impulsos eléctricos transmitidos, de neurónio em neurónio, através das sinapses.
Quando uma parte do encéfalo envia uma mensagem, utiliza dois tipos de energia - a eléctrica e a química. A electricidade transporta a mensagem dentro das células nervosas. Estas passam a mensagem de uma célula para outra, não por contacto, já que entre as células existe um intervalo ou sinapse, mas através de uma substância química designada neurotransmissor, que surge na extremidade da célula assim que a mensagem se aproxima da sinapse. A energia eléctrica, que até aí fizera mover a mensagem, é cortada e esta é transportada pelo neurotransmissor através do canal, até à próxima célula do percurso. Aí, a electricidade surge de novo, repetindo-se o processo, até a mensagem atingir o destino. Uma mensagem, ou melhor, um impulso nervoso, leva de um a três milésimos de segundo a fazer a travessia química. Este transporte é mais lento que a transmissão eléctrica, mas é acelerado se tomarmos uma chávena de café, uma vez que a cafeína activa o processo. Há cerca de 30 neurotransmissores diferentes, produzidos por diferentes partes do encéfalo.
As células nervosas que possuímos já estão presentes no nosso corpo quando nascemos, pelo que, se uma morre não é substituída. No entanto, as células nervosas estão em número tão elevado que cada pessoa possui o suficiente para uma vida inteira. Embora o corpo da célula não possa ser substituído, algumas ramificações podem regenerar-se.
Existem curto-circuitos, na espinal medula, que processam sinais sem esperar instruções do cérebro. O movimento súbito e brusco da perna aquando da martelada no joelho é um desses reflexos. A percussão no tendão do joelho origina um sinal que é enviado ao cérebro. Este, quando chega à espinal medula, é interceptado. É então enviado um sinal, ao músculo da perna, sinal esse que origina a contracção do músculo e consequente movimento da perna. Este é um teste que se realiza para testar a ligação correcta à medula. A este curto-circuito dá-se o nome de arco-reflexo.
Cada metade do cérebro é especialmente dotada para determinadas funções. O hemisfério direito comanda o lado esquerdo do corpo e vice-versa. Além disso, o hemisfério esquerdo é especializado na linguagem, matemática e pensamento, enquanto o hemisfério direito é especializado na percepção do espaço, na apreciação da música, das artes, no pensamento intuitivo e na criatividade. De um modo geral, cada hemisfério tem um estilo próprio - o esquerdo tende a ser racional, lógico e analítico e o direito tende a ser emocional, intuitivo e generalizado.

Sinapse

A sinapse é a região de contacto muito próximo que medeia a transferência de informação entre a extremidade de um neurónio e a superfície de outra célula, que tanto pode ser outro neurónio como uma célula efectora (muscular, sensorial ou glandular).
As sinapses entre neurónios e células musculares são especificamente denominadas junções neuromusculares e as sinapses entre um neurónio e uma célula glandular denominam-se junções neuroglandulares.
Muitas sinapses ocorrem entre as terminações axiais de um neurónio e as dendrites do corpo celular de outro neurónio e denominam-se sinapses axodendríticas. Podem também ocorrer entre dendrites de corpos celulares e denominam-se sinapses axossomáticas. Menos comuns e menos estudadas são as sinapses formadas entre dois axónios (axoaxónicas), entre duas dendrites (dendrodendítricas) ou entre dendrites e corpos celulares (dendrossomáticas).
A região sináptica inclui uma membrana pré-sináptica, uma fenda sináptica e uma membrana pós-sináptica. O neurónio que conduz impulsos em direcção à sinapse denomina-se neurónio pré-sináptico. Os neurónios pré-sinápticos são transmissores de informação. O neurónio a que é transmitido o impulso, através da sinapse, é denominado neurónio pós-sináptico. Os neurónios pós-sinápticos são receptores de informação.
A maior parte dos neurónios, pré-sinápticos e pós-sinápticos, recebem impulsos de uns neurónios e transmitem-nos a outros. Um neurónio pode ter entre 1000 a 10 000 terminações que estabelecem sinapses e é estimulado por igual número de outros neurónios.
São conhecidos dois tipos principais de sinapses, as sinapses químicas e as sinapses eléctricas.
Nas sinapses químicas, quando o impulso nervoso chega à membrana pré-sináptica ocorre a libertação de neurotransmissores para a fenda sináptica, que se vão ligar a receptores presentes na membrana pós-sináptica, permitindo a propagação do impulso nervoso.
Nas sinapses eléctricas, não há intervenção de neurotransmissores. O impulso nervoso propaga-se directamente do neurónio pré-sináptico para o neurónio pós-sináptico.

Propagação do impulso nervoso

A propagação do impulso nervoso faz-se através do fluxo de iões, positivos e negativos, ao nível da membrana celular do axónio, o qual é facilitado por alterações da permeabilidade da membrana.
Num estado de repouso (ausência de estímulos) a superfície interna da membrana celular do neurónio encontra-se carregada negativamente em relação à superfície externa da membrana, que se encontra carregada positivamente - polarização. A diferença de potencial eléctrico entre as duas faces da membrana (potencial de membrana) deve-se, principalmente, à distribuição desigual dos iões de sódio (Na⁺) e potássio (K⁺) dentro e fora do neurónio, por acção da bomba de sódio e potássio (bomba Na⁺/K⁺). Nestas condições o neurónio tem um potencial de repouso.
Quando o neurónio recebe um estímulo, a polaridade da membrana celular é trocada - despolarização -, devido à passagem do impulso nervoso, e o neurónio passa a ter um potencial de acção.
Após a passagem do impulso nervoso, a membrana celular volta ao seu estado inicial polarizado - repolarização - e o neurónio retoma ao seu estado de repouso - potencial de repouso.
A velocidade de propagação do impulso nervoso depende da estrutura do axónio. A condução do potencial de acção é progressivamente mais rápida em axónios de maior diâmetro e com bainha de mielina. Os axónios de maior calibre oferecem uma resistência menor ao fluxo do impulso nervoso. Nos axónios mielinizados, como a mielina isola electricamente a membrana celular, o potencial de acção propaga-se apenas nos nódulos de Ranvier. Assim, o impulso nervoso propaga-se de nódulo em nódulo, numa condução saltatória, e não ao longo de toda a membrana do axónio, o que aumenta consideravelmente a velocidade de transmissão da informação.
O impulso nervoso propaga-se num só sentido, das dendrites para o corpo celular e deste para o axónio.
A transmissão do impulso nervoso de um neurónio para outro ocorre através das sinapses. Esta transmissão pode ocorrer directamente - por propagação do potencial de acção do neurónio pré-sináptico para o neurónio pós-sináptico -, no caso das sinapses eléctricas, ou pela libertação de neurotransmissores - pelo neurónio pré-sináptico para a fenda sináptica -, no caso das sinapses químicas, que se ligam a receptores da membrana do neurónio pós-sináptico.

Neurotransmissor

Agente químico que medeia a transmissão do impulso nervoso através da sinapse. São exemplo de neurotransmissores a adrenalina, a noradrenalina, a dopamina, a serotonina, a acetilcolina e o ácido gama-aminobutírico.
Os neurotransmissores encontram-se desde a zona sináptica do extremo do axónio até à fenda sináptica. Difundem-se através da membrana oposta, onde se inicia a propagação do impulso nervoso até ao neurónio seguinte.

Neurónio

Célula especializada na recepção, condução e transmissão do impulso nervoso, o neurónio é a unidade estrutural e funcional do sistema nervoso. Assegura a recepção de estímulos internos e externos, assim como a resposta a esses mesmos estímulos.
O tecido nervoso é formado basicamente por uma associação de neurónios.
O neurónio apresenta três zonas fundamentais, o corpo celular (pericário ou soma), onde se localiza o núcleo e a maior parte do citoplasma, as dendrites, prolongamentos citoplasmáticos curtos, por onde os estímulos são recebidos e encaminhados para o corpo celular, e o axónio, prolongamento citoplasmático longo, responsável pela transmissão dos impulsos nervosos provenientes do corpo celular.
O conhecimento do neurónio deve-se aos trabalhos do espanhol Santiago Ramón y Cajal, Prémio Nobel da Fisiologia e da Medicina em 1906, que estabeleceu a chamada teoria do neurónio. Esta demonstrou que os neurónios são células independentes, isto é, que as suas expansões, dendrites e axónios terminam em filamentos livres, constituindo, em consequência, verdadeiras unidades histológicas. As relações que se estabelecem entre as diferentes células nervosas são de simples contacto, mas não existe continuidade ou ligação entre elas. As conexões entre os neurónios, que carecem de continuidade, denominam-se sinapses. O estudo ao microscópio electrónico permitiu verificar a existência de um interstício ou espaço sináptico de cerca de 200 angströms a separar dois neurónios contíguos. A passagem dos impulsos nervosos entre os neurónios ocorre devido à existência de mediadores químicos (acetilcolina e adrenalina).
Os neurónios podem estabelecer contacto uns com os outros, mas também com células pertencentes a diferentes tecidos, tais como as receptoras de sensações ou efectoras (musculares, glandulares, etc.). As relações entre os neurónios nas sinapses estabelecem-se sempre entre axónio e dendrites, ou entre axónio e corpo celular. Nunca se estabelecem entre corpos celulares, duas dendrites ou dois axónios.

Nervos

Os nervos são órgãos cordiformes que fazem parte do sistema nervoso periférico. Cada nervo é constituído por um feixe de fibras paralelas (umas mielinizadas e outras não), envolvido por sucessivas camadas de tecido conjuntivo.
Cada fibra nervosa é envolvida por uma membrana muito fina de tecido conjuntivo chamada endoneuro que também inclui feixes de fibras mielinizadas ou feixes de neurilema. Grupos de fibras são rodeados por um tecido conjuntivo, o perineuro, para formar feixes de fibras denominadas fascículos. Finalmente, todos os fascículos são envolvidos por uma bainha, o epíneuro, para formar o nervo. A parte nervosa é uma pequena fracção do volume do nervo. A totalidade do volume do nervo inclui a mielina e o tecido conjuntivo protector. Na constituição da formação nervosa são também encontrados vasos sanguíneos e linfáticos.
Os nervos apresentam tamanho variável e são classificados de acordo com a direcção em que transmitem os impulsos.
Nervos constituídos por fibras sensitivas e motoras e que transmitem os impulsos do e para o sistema nervoso central são denominados nervos mistos; nervos que transportam os impulsos na direcção do sistema nervoso central para a periferia denominam-se nervos sensitivos ou aferentes e nervos que transportam impulsos somente do sistema nervoso central para a periferia denominam-se nervos eferentes ou motores. A maior parte dos nervos são mistos. Nervos puramente motores ou sensitivos são extremamente raros.
Podem ainda ser classificados em função da sua ligação ao sistema nervoso somático e ao sistema nervoso autónomo. Assim podem ser aferentes somáticos, eferentes somáticos, aferentes viscerais e eferentes viscerais.

Impulso nervoso

O impulso nervoso, ou influxo nervoso, é o sinal ou mensagem que passa a todo o comprimento da fibra nervosa como processo de transmitir a informação do sistema nervoso a todo o organismo. É uma onda de despolarização que viaja ao longo da membrana do axónio. A energia para a deslocação desta onda tem origem num estímulo, mas é fornecido à medida que a mensagem avança. Nestas condições, a natureza da mensagem nervosa não é afectada pela intensidade do estímulo, mas este codifica a sua frequência. O impulso nervoso manifesta-se por uma sucessão de modulações que constituem o seu suporte físico e podem ser medidas num osciloscópio.

Hormonas hipotalâmicas

O hipotálamo, um importante centro nervoso localizado no cérebro, produz hormonas que vão ser armazenadas e posteriormente libertadas pela hipófise posterior - é o caso das hormonas antidiurética (ADH) e oxitocina. No entanto, também produz hormonas/factores que vão inibir ou promover a libertação das hormonas hipofisárias - neste caso temos a hormona libertadora de corticitrofina (CRH), a hormona libertadora de somatostanina (GHRH), a hormona libertadora de gonadotrofinas (GnRH), a hormona libertadora de tirotrofina (TRH), o factor libertador de prolactina (PRF), a hormona inibidora de somatostatina (GHIH) e o factor inibidor de prolactina (PIF).

Hormonas

As hormonas são substâncias produzidas pelos seres vivos que actuam sobre o crescimento, a diferenciação, o metabolismo, a função digestiva e o equilibrio homeostático. Em geral, actuam à distância, longe do seu ponto de origem. As hormonas vegetais, como, por exemplo, as auxinas e as giberelinas, são importantes no controle do crescimento das plantas. Nos animais as hormonas são segregadas, pelas glândulas endócrinas, na corrente sanguínea, que as transporta para o local de actuação.
A existência de hormonas foi prevista pela primeira vez em 1902 pelos fisiologistas ingleses William Maddock Bayliss e Ernest Henry Starling, quando estudavam o controle das secreções pancreáticas.
Além de insulina e outras hormonas, o pâncreas produz sucos digestivos que são lançados no intestino. Estes sucos só fluem quando as substâncias alimentares chegam ao intestino, pelo que os biólogos admitiam que os nervos informavam o pâncreas da chegada dos alimentos ao intestino. Bayliss e Starling formularam outra hipótese.
Numa das experiências, eles ligaram o aparelho circulatório de dois cães e observaram que os pâncreas dos dois animais segregavam os sucos digestivos quando os alimentos chegavam ao intestino de um deles. Estes investigadores concluíram que a mensagem era química e era levada do intestino ao pâncreas através da corrente sanguínea. Chamaram a este mensageiro químico "secretina", e concluíram que a secretina era provavelmente uma das hormonas que actuavam como mensageiros no corpo.
Em 1970, pouco mais de trinta hormonas tinham sido identificadas. Hoje, já foram investigadas cerca de 200 hormonas produzidas por várias células disseminadas no corpo. A maioria das hormonas pode ser distribuída em duas categorias: (1) aminoácidos, derivados de aminoácidos, peptídios ou proteínas; e (2) esteróides, constituídos pelo mesmo tipo estrutural de moléculas.

Homeostasia

Podemos aperceber-nos da maravilhosa máquina que é o nosso corpo se pensarmos no facto de que o nosso corpo é constituído por triliões de células, que centenas de processos fisiológicos se realizam em cada segundo e que raramente funciona mal. Walter Canon, fisiologista americano do princípio do século vinte, referiu a "sabedoria do corpo" e criou a palavra homeostasia para descrever a capacidade de manutenção de condições internas estáveis face às contínuas alterações do meio exterior. Embora a tradução literal do termo possa ser "inalterável", o termo não designa uma realidade estática ou um estado estático. Pelo contrário, indica um estado dinâmico de equilíbrio, ou de balanço, no qual as condições internas mudam e variam, mas sempre entre amplitudes muita pequenas. Em geral, podemos dizer que o corpo está em homeostasia quando as suas células desempenham adequadamente as suas actividades com regularidade. Mas a manutenção homeostática é muito mais complexa do que pode parecer à primeira vista. Virtualmente cada sistema de órgãos tem um papel a desempenhar na manutenção constante do meio interno. Para que o sangue seja propagado com força adequada para atingir todos os tecidos do corpo é necessário não só que a corrente sanguínea contenha níveis adequados de nutrientes vitais, mas também que sejam controladas a actividade do coração e a pressão sanguínea. Adicionalmente, não deve ser possível a acumulação de produtos tóxicos, e a temperatura do corpo deve ser controlada a fim de possibilitar as condições específicas para que os fenómenos de metabolismo possam ocorrer. Uma inumerável variedade de factores químicos, térmicos e nervosos actuam e interactuam por complexos meios, muitas vezes apoiando e muitas vezes impedindo a capacidade de o corpo manter a "função orientadora".
A comunicação no interior do corpo é essencial para a homeostasia. Esta comunicação é armazenada pelo sistema nervoso e pelo sistema endócrino que utilizam impulsos eléctricos, conduzidos pelos nervos ou hormonas transportadas pelo sangue, como intermediários.
Todos os mecanismos de controlo homeostático têm no mínimo três componentes interdependentes.
O primeiro componente é o centro de controlo, que determina em que ponto e em que medida uma variável deve ser mantida, analisa as informações recebidas e então determina uma resposta apropriada.
O segundo elemento é um receptor. Essencialmente é um tipo de sensor que monitoriza o meio e responde a mudanças denominadas estímulos, pelo envio de informação ao centro de controlo. A corrente de informação do receptor para o centro de controlo ocorre através de uma denominada via aferente.
O terceiro componente é o efector que fornece os meios para que o centro de controlo possa transmitir a resposta aos estímulos. A corrente de informação parte do centro de controlo para o efector ao longo de vias eferentes. O resultado da resposta ao estímulo pode moderar, acabar ou paralisar a reacção.
A regulação da temperatura do corpo pelo hipotálamo ilustra um de muitos processos de o sistema nervoso manter constante o meio interno. O controlo dos níveis de glicose no sangue é um bom exemplo do controlo hormonal pelas hormonas pancreáticas.

Hipotálamo

Órgão localizado no encéfalo anterior, formado por tecido nervoso e que coordena várias actividades fisiológicas do organismo, como, por exemplo, a reprodução, o crescimento, o metabolismo e a temperatura. Constitui o ponto de interacção do sistema nervoso com o sistema endócrino.
O hipotálamo produz uma série de hormonas e factores (utiliza-se esta designação quando se conhece a acção, mas não se conhece completamente a molécula e/ou o mecanismo) que regulam a actividade endócrina da hipófise, conduzindo à libertação ou inibição de determinadas hormonas hipofisárias. Encontra-se intimamente associado à hipófise, formando com esta glândula o chamado eixo hipotálamo-hipófise.

Gonadotropina

Designação de qualquer das hormonas segregadas pela parte posterior da hipófise e que estimulam a actividade reprodutiva dos testículos e dos ovários. As gonadotropinas incluem a hormona estimulante do folículo e a hormona luteinizante. A gonadotropina coriónica produzida pela placenta dos mamíferos permite a manutenção do corpo lúteo. A presença de grande quantidade da hormona coriónica na mulher é indicativo de gravidez.

Gonadoestimulina

Hormona glicoproteica que interfere no funcionamento das gónadas. As gonadoestimulinas podem ser hipofisárias, de que é exemplo a foliculoestimulina, (LH), e podem ser placentárias, de que é exemplo a gonadatropina coriónica humana (HCG).

Glândulas supra-renais

As supra-renais são duas pequenas glândulas, em forma de cápsula, situadas sobre o topo de cada um dos rins. A sua estrutura anatómica pode ser dividida em duas zonas genéricas: o córtex (mais externo) e a medula (interna), que se distinguem também pelos diferentes tipos de hormonas que produzem.
No córtex, são produzidas três hormonas distintas: os mineralocorticóides (intervêm no equilíbrio hídrico e iónico do organismo), os glucocorticóides (intervêm no metabolismo celular, particularmente no das gorduras, proteínas e glicídos) e ainda hormonas sexuais, em pequena quantidade.
Na zona medular são produzidas a adrenalina (hormona com acção hipertensiva e vasoconstritora da circulação periférica, intervindo também na regulação da musculatura lisa, com acção análoga à do sistema nervoso simpático) e a noradrenalina (desempenha funções de mediador químico na transmissão nervosa simpática, sendo um vasoconstritor mais potente que a adrenalina).
As hormonas medulares são libertadas, geralmente, em condições de stress.

Glândulas sudoríparas

Glândulas, localizadas na pele (derme), produtoras de suor. São constituídas por uma zona tubular, por onde o suor é libertado na superfície da pele, e uma extremidade mais profunda em forma de novelo.
As glândulas sudoríparas participam na termorregulação e na eliminação de determinadas excreções, como, por exemplo, sais minerais, ureia, ácido úrico e outras substâncias provenientes do sangue.
A evaporação da água contida no suor ao nível da superfície do corpo contribui para a redução da temperatura do organismo, sendo por essa razão um dos mecanismos que intervêm na termorregulação.
Embora as glândulas sudoríparas se distribuam por todo o corpo, encontram-se em maior número em determinados locais, como as axilas e as palmas dos pés e das mãos.

Glândulas exócrinas

As glândulas exócrinas são muito mais numerosas que as glândulas endócrinas e muitos dos seus produtos são por nós bem conhecidos. As glândulas exócrinas multicelulares segregam os seus produtos através de um ducto (canal) na superfície do corpo ou nas cavidades corporais. As glândulas exócrinas desempenham diversas funções. Incluem as glândulas sudoríparas que segregam o suor, as glândulas sebáceas que segregam gordura, as salivares, as biliares, o pâncreas que segrega enzimas digestivas, as glândulas mamárias, as glândulas mucosas e muitas outras. As glândulas exócrinas unicelulares não possuem ducto e são células simples interpostas, num epitélio, entre outras com outras funções. Nos humanos a maior parte delas produzem mucina, uma glicoproteína complexa que com a água forma um líquido viscoso, o muco, que protege e lubrifica as superfícies. As glândulas unicelulares incluem as células em forma de taça das mucosas intestinais e pulmonares, bem como as células produtoras de mucina que se encontram noutras partes do corpo.
As glândulas unicelulares provavelmente excedem em número as glândulas pluricelulares e são as menos comum dos dois tipos de glândulas.
As glândulas multicelulares têm em comum três elementos estruturais: um epitélio, uma unidade secretora e um tecido conjuntivo de suporte que envolve a unidade excretora e possui enervação e vasos sanguíneos. Muitas vezes o tecido conjuntivo forma uma cápsula fibrosa que limita a glândula ou a divide em lobos.
As glândulas multicelulares podem ser divididas em dois grupos com base na estrutura dos seus ductos. Glândulas simples que apresentam como ducto não ramificado e glândulas compostas quando o ducto é ramificado ou dividido. Estas glândulas podem ser divididas de acordo com a estrutura das suas partes secretoras, em: tubulares, quando as células secretoras formam um tubo (ex. glândulas intestinais), alveolares ou acinosas quando as células secretoras formam pequenos alvéolos (ex. glândulas sebáceas) e tubuloalveolares quando as porções secretoras têm uma parte tubular e uma alveolar (ex. glândulas do pâncreas).
Em virtude de as glândulas multicelulares segregarem os seus produtos de diferentes maneiras, também podem classificadas funcionalmente segundo o seu comportamento secretor. Muitas glândulas exócrinas denominam-se glândulas merócrinas, que segregam os seus produtos por exocitose pouco depois de os produtos serem produzidos. O pâncreas, a maior parte das glândulas sudoríparas e salivares pertencem a esta classe. Denominam-se glândulas holócrinas as que acumulam as suas secreções até que ocorra a ruptura das células secretoras.
As células mortas pela ruptura são substituídas pela divisão de outras células. As glândulas sebáceas da pele são as únicas glândulas verdadeiramente holócrinas. As glândulas denominam-se apócrinas quando também acumulam os seus produtos, mas neste caso a acumulação ocorre somente na célula do ápice (a que está mais próxima da superfície). Eventualmente, a célula vértice contrai-se e a secreção é libertada. Esta célula recupera e repete o processo sucessivamente. As glândulas mamárias e algumas glândulas sudoríparas libertam as suas secreções através deste mecanismo.

Glândula endócrina

Glândulas desprovidas de canais excretores que segregam hormonas directamente na corrente sanguínea. São endócrinas as glândulas hipófise, tiróide, paratiróides, supra-renais, parte do pâncreas, os testículos e os ovários.

Glândula salivar

Designação das glândulas anexas que estão localizadas próximo da boca para onde eliminam a saliva por elas produzida. São em número de três pares e, em função da sua localização, denominam-se parótidas, sublinguais e submaxilares.

Glândula

As glândulas são órgãos ou tecidos formados por células epiteliais secretoras, que são capazes de segregar determinadas substâncias.
Quanto ao local de libertação da sua secreção, elas podem ser de dois tipos: exócrinas ou endócrinas.
As glândulas exócrinas são de secreção externa, libertando os seus produtos para o meio externo (por exemplo, as glândulas sudoríparas) ou para cavidades internas que comuniquem com o exterior, através de canais excretores, como é o caso, por exemplo, do pâncreas, que segrega enzimas digestivas para o duodeno, através do canal colédoco.
As glândulas endócrinas ou de secreção interna libertam hormonas para o meio interno, nomeadamente, para a corrente sanguínea. As hormonas são moléculas complexas, que actuam como mensageiros no organismo, dirigindo-se pelo sangue até às células que possuem receptores específicos para si - células-alvo -, onde vão actuar de um modo estimulante ou inibitório. Muitos dos órgãos alvo das hormonas são outras glândulas, que assim se regulam mutuamente.
Juntamente com o sistema nervoso, o sistema endócrino (conjunto das glândulas endócrinas do organismo) intervém na regulação e manutenção da homeostasia interna do organismo, mas, ao contrário deste, a sua actuação é lenta e de longa duração.
A forma de organização das glândulas é muito variável, podendo estas estruturarem-se em tecidos (por exemplo, a tiróide) ou em órgãos (como o pâncreas, por exemplo).
As principais glândulas endócrinas são a hipófise e a glândula pineal, situadas na cavidade craniana, a tiróide e a paratiróide, no pescoço, os ovários, pâncreas e supra-renais, na cavidade abdominal, e os testículos, no interior do escroto, no homem. A placenta, nas grávidas, apresenta também propriedades comuns a este tipo de glândulas.
As hormonas controlam uma enorme diversidade de processos, desde o crescimento aos ciclos sexuais, passando pela glicemia e pela temperatura corporal, entre muitas outras funções vitais.
A desregulação ou mau funcionamento de uma glândula afecta não apenas as suas células ou órgãos-alvo, mas também outras glândulas, dada a existência de mecanismos de controlo recíproco, o que aumenta a extensão da perturbação.

Feromonas

Há relativamente poucos anos sabe-se que a actividade e conduta de muitos animais está influenciada não só pelas hormonas libertadas no meio interno pelas glândulas endócrinas mas também pelas denominadas feromonas, que são substâncias com odor, produzidas e segregadas por glândulas exócrinas, libertadas no meio externo e que exercem influência sobre a conduta de outros animais da mesma espécie.
O comportamento animal é condicionado pela procura de alimento, encontro e ocupação de um território, capacidade de reprodução, etc.
Os padrões de comportamento procuram aumentar a capacidade individual de modo a permitir liderar no meio. Um dos comportamentos desenvolvidos pelos animais é a comunicação entendida pela acção realizada por aquele que transmite e que influencia o comportamento do receptor.
Um dos tipos de comunicação utilizados pelos animais (visual, táctil, acústica) é a química. O termo feromona é utilizado para designar sinais químicos que são passados entre os membros da mesma espécie.
Por exemplo, as traças fêmeas segregam substâncias químicas que produzem em certas glândulas abdominais. Estas substâncias químicas são detectadas durante o voo por receptores das antenas dos machos. Este processo de comunicação é extremamente eficiente. Calcula-se que somente 40 dos 40 000 receptores existentes nas antenas do macho necessitam de ser activados para este responder.
Os ratos machos produzem uma substância que pode alterar o ciclo reprodutivo da fêmea. Quando um macho e uma fêmea acasalam, esta substância, se a fêmea estiver grávida, causa o aborto, e só então a fêmea pode engravidar pelo seu novo par. Similarmente, a aglomeração de ratos e fêmeas pode causar distúrbios ou, muitas vezes, bloquear os seus estrogéneos quando as fêmeas estão sexualmente receptivas. Em qualquer dos casos, a remoção dos lobos olfactivos evita estas ocorrências.

Epitélios glandulares

Os epitélios glandulares têm função secretora, podendo ser do tipo seroso ou mucoso. Alguns epitélios glandulares, como, por exemplo, o do estômago, revestem toda a mucosa. Outros epitélios glandulares, denominados glândulas, constituem-se como órgãos bem definidos, dispondo de tubos excretores próprios.

Endocrinologia

Ciência que estuda a estrutura e funções das glândulas endócrinas e os efeitos das hormonas que estas glândulas produzem.

Diurese

Produção de urina. A eliminação de urina muito aquosa (pouco concentrada) provoca um aumento de pressão no sangue, a que o ser vivo responde com a secreção da hormona antidiurética, para limitar a saída de água.

Cortisona

Esteróide sintetizado no córtex da glândula supra-renal a partir do colesterol. É um glicocorticóide e uma potente hormona. Desde 1943 que é preparada sinteticamente, sendo utilizada com aproveitamento das suas propriedades metabólicas e anti-inflamatórias.

Axónio

Prolongamento citoplasmático longo de um neurónio, de diâmetro mais ou menos constante, que propaga o impulso nervoso proveniente do corpo celular.
O axónio dos vertebrados e de alguns invertebrados é revestido por uma bainha de mielina, formada pelas células de Schwann, que a intervalos regulares é interrompida, deixando exposta a membrana do axónio. Estas zonas são denominadas nódulos de Ranvier e têm um papel importante na transmissão do impulso nervoso, contribuindo para aumentar a velocidade a que aquele se propaga. O intervalo existente entre dois nódulos de Ranvier é designado internódulo.
Num neurónio típico, a membrana do axónio transporta a mensagem nervosa do corpo celular para a arborização terminal. Num neurónio bipolar, a mensagem nervosa é transportada das dendrites, muitas vezes de natureza sensorial, para a arborização terminal.

Controlo neuro-hormonal da digestão

O aparelho digestivo apresenta um sistema nervoso intrínseco, que vai desde o esófago até ao ânus, sendo responsável pelo controlo dos movimentos e secreções. No entanto, os estímulos nervosos simpáticos e parassimpáticos alteram o grau de actividade do sistema nervoso intrínseco: os estímulos parassimpáticos aumentam o grau de actividade enquanto que os estímulos simpáticos provocam uma diminuição da mesma.
O sistema nervoso intrínseco é constituído por duas camadas de neurónios e fibras conectoras, tendo a mais externa o nome de plexo mioentérico ou de Auerbach (situado entre as duas camadas musculares e responsável pelos movimentos gastrointestinais) e a mais interna o nome de plexo submucoso ou de Meissner (localizado a nível da submucosa e responsável pelo controlo da secreção e por determinadas funções sensoriais, captando sinais das terminações nervosas sensitivas especializadas na quimiorrecepção e mecanorrecepção).
A estimulação do plexo mioentérico, de forma a desencadear um aumento de actividade, origina diversos tipos de resposta, como o aumento da contracção tónica, da intensidade e frequência das contrações rítmicas e da velocidade de condução das ondas excitatórias ao longo do tubo digestivo.
Para além do controlo neural da motilidade através do plexo nervoso mioentérico e do sistema nervoso autónomo, há também um controlo hormonal, com a participação das hormonas gastrina, colecistocinina, secretina e péptido inibidor gástrico.
A gastrina, secretada pela mucosa da cavidade gástrica, é libertada para o lúmen devido à presença de péptidos ou à distensão do estômago, provocada pela entrada de alimentos. Esta hormona permite o aumento da motilidade gástrica, do grau de constrição do esfíncter esofágico inferior (para prevenir o refluxo do quimo para o esófago), aumentando ainda a motilidade do intestino delgado e da vesícula biliar.
A colecistocinina, secretada pela mucosa do jejuno, é secretada em resposta à presença de aminoácidos ou ácidos gordos no intestino delgado, conduzindo ao aumento da contractilidade da vesícula biliar e à inibição da motilidade gástrica.
A secretina é produzida pela mucosa do duodeno, sendo libertada quando se verifica a presença de ácido no intestino delgado, provocando a inibição da motilidade da maior parte do tubo digestivo, facilitando a absorção.
O péptido inibidor gástrico é elaborado pela mucosa do intestino delgado superior, sendo libertado aquando da presença de ácidos gordos ou monossacarídeos no intestino delgado. Faz com que a actividade motora do estômago diminua, o que tem como consequência um esvaziamento mais lento do conteúdo gástrico.

Auto-regulação hormonal

Mecanismo de controlo hormonal em que é o nível de uma determinada hormona no sangue que regula o sistema responsável pela sua produção. Existindo mais ou menos estruturas e/ou produtos envolvidos na produção de uma hormona, este mecanismo auto-regula-se de forma a que o nível sanguíneo da hormona seja sempre o necessário em função das necessidades do organismo naquele momento.
Tome-se como exemplo a regulação hormonal do sistema reprodutor masculino: após a puberdade o hipotálamo estimula a hipófise a produzir as hormonas LH e FSH (gonadotrofinas) que vão actuar sobre os testículos - gónadas - para a produção de androgénios, particularmente testosterona, e para a espermatogénese, respectivamente. Uma elevada concentração de testosterona actua sobre o hipotálamo que deixa de estimular a hipófise que diminui a produção de gonadotrofinas que, ao não actuarem sobre os testículos, diminuem a produção de testosterona. A concentração baixa de testosterona estimula, por sua vez, o hipotálamo a produzir a hormona libertadora de gonadotrofinas (GnRH) que induz a hipófise a produzir as gonadotrofinas que vão actuar sobre os testículos para produzir mais testosterona. Este processo, em que a secreção de gonadotrofinas aumenta ou diminui em função da diminuição ou aumento de testosterona, respectivamente, repete-se continuamente mantendo, assim, o equilíbrio do sistema.

Adrenalina

É uma hormona segregada pela glândula supra-renal, nos gânglios nervosos, nas terminações das fibras simpáticas e nos paragânglios cromafins. Também é designada pelos autores anglo-saxões, por epinefrina.
Aumenta a actividade cardíaca, melhora a actividade muscular e eleva a capacidade de reacção do corpo em virtude de um susto, de uma fuga, ou de uma luta, este efeito corresponde a uma resposta de alarme. Ao mesmo tempo, inibe a actividade digestiva e as secreções, provoca vasoconstrição periférica, aumenta o tónus dos esfíncteres.
A adrenalina pode ser injectada para aliviar a asma branquial e reduzir, por constrição vascular, a perda de sangue durante as cirurgias. A adrenalina provoca aumento da pressão arterial e eleva a glicemia favorecendo a libertação de glicose hepática que é necessário para a realização dos trabalhos musculares. Também actua nas fibras musculares erectoras dos pêlos e na dilatação da pupila.

ADH (Hormona antidiuretica)

A hormona antidiurética (ADH), também denominada vasopressina, é uma hormona peptídica com apenas nove resíduos de aminoácidos, produzida pelo hipotálamo e libertada pela hipófise, que intervém na regulação da pressão osmótica.
A ADH aumenta a permeabilidade dos túbulos uriníferos, favorecendo a reabsorção de água pelos rins e a produção de urina hipertónica.
A produção da ADH é estimulada por uma osmolaridade plasmática elevada e por um baixo volume sanguíneo, consequências directas da perda excessiva de água.

Actividade hormonal

As hormonas são substâncias excepcionalmente potentes, que exercem profundos efeitos nos órgãos em que actuam, embora apresentem baixas concentrações no sangue devido à velocidade com que são degradadas ou removidas do corpo.
A concentração de uma hormona no sangue é algumas vezes reflexo não só da velocidade a que é libertada, mas também da velocidade com que é inactivada ou removida do corpo.
Muitas hormonas são rapidamente degradadas por enzimas no interior das células, mas muitas são removidas do corpo através dos rins ou eliminadas por enzimas no fígado, e os seus produtos de degradação são eliminados pelos rins ou pelas fezes. Em consequência a persistência de uma hormona na corrente sanguínea é geralmente breve - entre uma fracção de minuto e trinta minutos.
O tempo que uma hormona necessita para provocar efeitos é muito variável.
Algumas hormonas provocam reacções, quase imediatas, dos órgãos, outras, principalmente as hormonas esteróides, podem necessitar de horas ou dias para que os seus efeitos sejam visíveis. Adicionalmente algumas hormonas, tais como a testosterona segregada pelos testículos e a tiroxina libertada pela glândula tiróide, são segregadas numa forma relativamente inactiva e só são activadas células determinadas.
A acção da hormona é limitada, variando entre vinte minutos e algumas horas, dependendo da hormona. Os efeitos podem desaparecer rapidamente quando os níveis são muito pequenos ou podem persistir durante horas mesmo quando se mantêm em pequenas concentrações. Em virtude destas muitas variáveis, os níveis de hormonas no sangue são especifica e individualmente controladas para satisfazer as contínuas necessidades do corpo.

Acetilcolina

A acetilcolina consiste numa substância química que actua como neurotransmissor, transmitindo os impulsos nervosos entre as células do sistema nervoso. Também se encontra associada à transmissão de impulsos entre as junções das células nervosas e musculares, que provocam a contracção muscular.
A acetilcolina é uma base quaternária de amónio (CH₃CO-O-CH₂CH₂N(CH₃)₃OH), que se forma no organismo em pequenas quantidades, por via enzimática.
É produzida no botão sináptico (uma tumefacção na extremidade de uma célula nervosa) e armazenada em vesículas até que um novo impulso nervoso desencadeia a sua descarga na junção das células nervosas.
Quando a acetilcolina atinge a membrana da célula receptora, liga-se a um local específico e provoca a despolarização, originando um novo impulso nas células nervosas ou uma contracção nas células musculares. Tem uma acção limitada por ser rapidamente destruída pela enzima colinesterase.
As drogas anticolinérgicas possuem várias aplicações em medicina para bloquear a acção da acetilcolina, interrompendo assim a passagem de impulsos nervosos e relaxando determinados músculos, por exemplo na medicação pré-cirúrgica.

Trocas Gasosas

Intercâmbio gasoso que se estabelece entre superfícies especializadas dos seres multicelulares e o meio externo.
Nas plantas, é essencialmente ao nível dos estomas que ocorrem as trocas gasosas com exterior, indispensáveis para a realização de processos metabólicos como a fotossíntese, a respiração e a transpiração.
Nos animais, as trocas gasosas com o meio externo realizam-se em superfícies respiratórias, por difusão que, por sua vez, pode ser directa ou indirecta. Na difusão directa, há a troca imediata de gases entre o ar e o meio (ex.: insectos), enquanto que na difusão indirecta - hematose -, as trocas gasosas realizam-se entre as células e um fluido circulante (ex.: minhoca e vertebrados).

Ciclo de oxigénio

O oxigénio atmosférico ou dissolvido na água, na forma de O₂, é captado pelos seres vivos para ser utilizado no processo respiratório. Neste processo, o oxigénio combina-se com o hidrogénio e origina moléculas de água. Estas moléculas de água podem ter diferentes destinos. Por transpiração, podem ser libertadas directamente no ambiente ou podem, em parte, ser utilizadas na formação de mais matéria orgânica, servindo como fonte de hidrogénio e oxigénio. Neste caso, o oxigénio só voltará para a atmosfera na forma de água ou de dióxido de carbono, quando o organismo morrer e for decomposto.
As moléculas de água podem ainda ser utilizadas na fotossíntese. Neste caso, serão fornecedoras de átomos de hidrogénio, que serão utilizados na formação de moléculas orgânicas, e libertará oxigénio.
O ciclo do oxigénio está intimamente ligado ao ciclo do carbono, pelo que muitos autores consideram um ciclo único, que denominam por ciclo do carbono-hidrogénio-oxigénio.
A manutenção do teor do ar em oxigénio (21%) é obtida pela compensação existente entre o consumo de oxigénio e a libertação de dióxido de carbono na respiração dos produtores (por exemplo, respiração nocturna dos órgãos verdes e respiração dos órgãos não fotossíntéticos) e consumidores. O único ganho possível de oxigénio provém do abrandamento do ciclo do carbono com a retenção, por tempo relativamente curto, de igual quantidade de carbono nos órgãos perenes das plantas (por exemplo, ramos e troncos) e do seu armazenamento, em meio anaeróbio, nos combustíveis fósseis (carvões, petróleo, etc.).

Evapotranspiração

Processo de transferência natural da água, no estado de vapor, da superfície da Terra para a atmosfera. A evapotranspiração inclui a água proveniente da evaporação da água, no estado líquido ou sólido, do solo, e da transpiração das plantas que constituem o revestimento vegetal do solo.
A evapotranspiração depende do clima, da humidade do solo, da vegetação e da mobilização de terras. O clima e a humidade são os factores mais influentes.

Célula-guarda

Cada uma das duas células epidérmicas, também conhecidas por células labiais estomáticas ou ostiolares, geralmente com forma de rim, que fazem parte do complexo estomático.
As células-guarda dispõem-se no estoma com as concavidades voltadas uma para a outra, de forma a delimitar o ostíolo. Estas células são estruturalmente diferentes das outras células epidérmicas. A zona da parede celular que rodeia a abertura do estoma é geralmente mais espessa que a zona que se encontra em contacto com as outras células da epiderme. As zonas de maior espessura têm menor elasticidade que as zonas mais espessas.
Esta característica possibilita o fecho ou abertura do estoma em função do seu grau de turgescência. A elevação do grau de turgescência das células-guarda conduz à abertura do estoma. Quando a pressão de turgescência diminui nas células estomáticas, o estoma fecha.
As células-guarda, ao contrário das restantes células epidérmicas, possuem cloroplastos.

Reacções de oxidação-redução

A oxidação e a redução são processos químicos complementares, que envolvem a perda de electrões por um dos reagentes (oxidação) e o correspondente ganho de electrões por outro reagente (redução). Devido às suas características, estes processos, também conhecidos por reacções redox, decorrem em simultâneo e de tal forma que o número de electrões libertados na oxidação é idêntico ao número necessário na redução.
A espécie química que perde electrões é oxidada e actua como agente redutor (dador electrões) e a espécie química que aceita electrões é reduzida e actua como agente oxidante (aceitador de electrões).
Alguns processos de oxidação comuns são a oxidação de metais (que inclui a formação da "ferrugem", ou óxido de ferro) e as combustões. Entre os processos de redução comuns estão, por exemplo, os métodos de extracção de metais a partir de minérios.
A electronegatividade, que indica a capacidade de um elemento para captar electrões, é proporcional ao potencial oxidante de um elemento. Os elementos mais electronegativos têm um grande potencial oxidante, pois têm grande tendência para formar iões negativos. Da mesma forma, os elementos com electronegatividades baixas têm um elevado potencial redutor, pois formam facilmente iões positivos. O flúor é o oxidante mais forte, sendo agentes oxidantes comuns o peróxido de hidrogénio (água oxigenada) e os iões hipocloritos contidos nas lixívias. O lítio é o elemento redutor mais forte, sendo o hidrogénio um dos agentes redutores mais comuns.
Todos os seres vivos dependem de reacções de oxidação-redução para se manterem vivos. Quer na síntese de compostos ricos em energia, na fotossíntese, quer na obtenção da energia necessária para o metabolismo do organismo, na respiração celular, decorre um complexo conjunto de reacções que envolvem a transferência de electrões entre diversos compostos intermédios, que alternam entre uma forma oxidada e uma forma reduzida. Esta cadeia de transporte de electrões termina no oxigénio, que tem uma grande importância como aceitador final dos electrões, ou, no caso dos microrganismos anaeróbios, no enxofre ou noutros compostos que tomam o papel do oxigénio.

Mitocôndria

Organelo de estrutura esférica ou em forma de bastonete, apresenta duas membranas, uma externa, lisa, e outra interna que forma invaginações para o interior, designadas cristas mitocondriais. É na membrana interna das mitocôndrias que se localiza a cadeia respiratória.
O interior das mitocôndrias é ocupado pela matriz mitocondrial, onde se encontram enzimas, ribossomas e DNA. É na matriz das mitocôndrias que ocorrem duas etapas da respiração aeróbia, a formação da acetil-coenzima A e o ciclo de Krebs.
Responsáveis pelo processo de respiração celular, as mitocôndrias são consideradas as centrais enérgicas da célula, produzindo a energia (ATP) necessária para o metabolismo celular.

Glicólise

Série de reacções que ocorre no hialoplasma, em que a glicose é convertida em ácido pirúvico, comum à fermentação e à respiração aeróbia.
A glicólise inclui duas fases: a fase de activação e a fase de rendimento. A fase da activaçãofase de rendimento inicia-se com a oxidação do PGAL, que perde dois hidrogénios, que são utilizados para reduzir a molécula de NAD⁺⁺. Esta fase termina com a formação de quatro moléculas de ATP e duas moléculas de ácido pirúvico.
No final da glicólise formam-se, a partir da decomposição de uma molécula de glicose, duas moléculas de ácido pirúvico, duas moléculas de NADH e quatro moléculas de ATP, embora o saldo final em ATP seja apenas de duas moléculas, pois foram gastas duas moléculas de ATP na activação da glicólise. inicia-se com a activação da molécula de glicose, por duas moléculas de adenosina trifosfato (ATP). Desta activação, resultam duas moléculas de frutose-difosfato, cada uma das quais é desdobrada em duas moléculas de aldeído fosfoglicérico (PGAL). A (dinucleótido de nicotinamida e adenina), formando-se NADH e H

Fosforilação oxidativa

Considerada no sentido lato, a fosforilação consiste na transferência de um grupo fosfato para um composto orgânico. Apresenta sempre um significado metabólico importante. Por exemplo, a fosforilação de açúcares e ácidos orgânicos desempenha um papel fundamental em todas as células vivas. Os produtos resultantes como, por exemplo, os ésteres fosfóricos de açúcares e de ácidos orgânicos, são metabolitos intermediários a diversas vias e ciclos metabólicos, como é o caso da glicólise.
A fosforilação oxidativa, também conhecida por fosforilação da cadeia respiratória, é um processo de síntese do ATP a partir do ADP e do fosfato inorgânico, decorrente da transferência de electrões do NADH e do FADH₂ para o oxigénio molecular. A fosforilação oxidativa está ligada à cadeia respiratória de transporte de electrões. É a principal fonte de ATP nos organismos heterotróficos em condições aeróbicas. Nestas condições formam-se 36 ou 39 moléculas de ATP pela oxidação completa de uma molécula de glicose em dióxido de carbono e água.

Desidrogenase

As desidrogenases são enzimas que catalisam reacções de oxirredução e que, como tal, estão actualmente incluídas no grupo das oxirredutases.
A maioria das desidrogenases têm como co-enzima o dinucleótido de nicotinamida e adenina (NAD) e o fosfodinucleótido de nicotinamida e adenina (NADP). Estes podem, em muitos casos, associar-se com várias proteínas específicas e desse modo transportar o hidrogénio para vários substratos.
As desidrogenases são enzimas com grande difusão na célula viva e existem em muitos processos bioquímicos, como o ciclo de Krebs, onde intervêm, juntamente com descarboxilases, na transformação do grupo acetil em CO2. Encontram-se em animais e plantas, tanto superiores como inferiores.
Pertencem a este grupo, por exemplo, a L-lactato e a D-glucose-6-fosfato.

Crista mitocondrial

Prega da membrana interna das mitocôndrias que contêm as cadeias de oxirredução e suporta as esferas pedunculadas.

Citocromo

Designação de qualquer grupo de proteínas, todas com um átomo de ferro no grupo hemo, que fazem parte da cadeia transportadora de electrões, nas mitocôndrias e cloroplastos. Os electrões são transferidos por trocas reversíveis do átomo de ferro, entre a forma reduzida do ferro (ferro II) e a forma oxidada (ferro III).

Ciclo de Krebs

O ciclo de Krebs, também designado por ciclo dos ácidos tricarboxílicos ou ciclo do ácido cítrico, foi proposto em 1943 pelo bioquímico britânico de origem alemã Hans Krebs e constitui uma sucessão sistemática de reacções enzimáticas que conduzem à oxidação completa da glicólise. Integra uma das etapas da respiração aeróbia e ocorre na matriz das mitocôndrias.
O ciclo de Krebs é mediado por uma série de enzimas em que se destacam as desidrogenases, que intervêm em reacções de oxidação-redução, e as carboxílases, que intervêm nas descarboxilações.
Todos os produtos de degradação dos lípidos e dos glícidos confluem para o ciclo de Krebs sob a forma de ácido acético activado (acetil-coenzima A). É este ciclo de reacções de desidrogenação e descarboxilação que permite a oxidação do grupo acetil do ácido acético activado a CO₂ (dióxido de carbono).
O ciclo de Krebs pode ser representado da seguinte forma:
2 Acetil-CoA + 6 NAD⁺ + 2 FAD + 2 ADP + 2 P_i → 2 ATP + 6 NADH + 6 H⁺ + 2 FADH₂ + 4 CO₂
Durante o ciclo de Krebs, a acetil-coenzima A liga-se ao ácido oxaloacético para formar ácido cítrico e, depois de passar por numerosos compostos intermediários, converte-se em dióxido de carbono e hidrogénio, para finalmente se regenerar de novo em ácido oxaloacético.
O dióxido de carbono é eliminado na respiração enquanto que o hidrogénio se liga a armazenadores de energia, reduzindo o NAD⁺ (dinucleótido de nicotinamida e adenina) a NADH e o FAD (dinucleótido de adenina flavina) a FADH₂, e é transportado na cadeia respiratória, onde tem lugar, por etapas, a combinação do hidrogénio com o oxigénio inalado na respiração, com formação de água.
A energia libertada neste processo incorpora-se no armazenador de energia trifosfato de adenosina (ATP) por meio do qual pode ser transferida para todos os processos vitais.
As duas moléculas de acetil-CoA, originadas por uma molécula de glicose, iniciam dois ciclos de Krebs. Assim, por cada molécula de glicose formam-se no ciclo de Krebs duas moléculas de ATP, seis moléculas de NADH e de H⁺, duas moléculas de FADH₂ e quatro moléculas de CO₂.
Ao ciclo de Krebs também se incorporam paralelamente os produtos de degradação das proteínas. Desta forma, o ciclo de Krebs é o aceitador dos produtos intermediários do metabolismo e o ponto de partida para a síntese de novos compostos.

Aerobise

Os seres vivos que apenas conseguem sobreviver na presença de oxigénio são designados de aeróbios obrigatórios.
O termo aerobiose reporta-se, geralmente, ao processo de respiração celular, isto é, ao conjunto de vias metabólicas pelas quais a molécula de glicose (principal substrato de produção energética das células) é oxidada, ocorrendo a libertação de energia biologicamente útil, que é armazenada em moléculas de adenosina tri-fosfato (ATP).
A respiração celular é um processo que engloba diversas fases: primeiramente a glicólise, no citoplasma das células, e, posteriormente, na mitocôndria, o ciclo de Krebs e a fosforilação oxidativa.
Na glicólise a glicose é sujeita, inicialmente, a duas fosforilações consecutivas, com gasto de duas moléculas de ATP e formação de duas moléculas de adenosina di-fosfato (ADP), obtendo-se, sucessivamente, glicose 6 - fosfato e frutose 6 - difosfato. Esta molécula, formada por seis átomos de carbono, é convertida em duas de aldeído fosfoglicérico, o qual vai ser transformado em ácido pirúvico, já que é sujeito a processos de oxidação, libertando dois átomos de hidrogénio que irão reduzir a coenzima NAD⁺ à forma NADH + H⁺, e a duas desfosforilações, com formação de duas moléculas de ATP. O balanço final da glicólise é de quatro novas moléculas de ATP, havendo o consumo de duas, o que dá um diferencial positivo de dois ATP.
O ácido pirúvico, seguidamente, é transportado para as mitocôndrias, onde se completará a sua oxidação até à formação de duas moléculas simples, energeticamente pobres: dióxido de carbono e água. Estas transformações iniciam-se pela conversão do ácido pirúvico em acetil- coenzima A, através de uma descarboxilação e de processos de oxidação. Ainda na matriz da mitocôndria, a acetil-coenzima A é inserida num ciclo de reacções bioqímicas, o ciclo de Krebs ou do ácido Cítrico, do qual resultará a formação, por cada molécula de ácido pirúvico inicialmente formada a partir da glicose, de duas moléculas de dióxido de carbono, três de NADH, 3 hidrogeniões (H⁺), um ATP e uma molécula de FADH₂.
Seguidamente, as moléculas reduzidas de NADH e de FADH₂ vão ser oxidadas (processo de fosforilação oxidativa), através de mecanismos enzimáticos, libertando os protões para o meio e os electrões para uma cadeia de moléculas situadas na membrana mitocondrial, a cadeia transportadora de electrões. As moléculas desta cadeia são capazes de sofrer sucessivas reacções de oxidação-redução, sendo que estão dispostas por ordem crescente de afinidade para os electrões, garantindo assim um fluxo contínuo e unidireccional destes ao longo da cadeia, libertando-se energia, que é armazenada sob a forma de ATP. A molécula de oxigénio é essencial ao processo, já que funciona como receptor final dos electrões, formando-se moléculas de água, com a associação aos hidrogeniões do meio.
A oxidação de uma molécula de NADH garante a produção de 3 ATP e a de cada FADH2 dois ATP, obtendo-se um total de 34 moléculas de ATP por cada molécula de glicose, ao nível da cadeia de transporte de electrões.

Acetil-coenzima A

A acetil-coenzima A (acetil-CoA) é uma fonte de energia, desempenhando um importante papel na síntese e oxidação dos ácidos gordos. A sua formação constitui uma das etapas da respiração aeróbia e ocorre na matriz mitocondrial. Esta fase pode ser representada da seguinte forma:
2 Ácido pirúvico + 2 NAD⁺ + 2 CoA → 2 Acetil-CoA + 2 CO₂ + 2 NADH + 2H⁺
A actil-CoA forma-se a partir do ácido pirúvico produzido na glicólise. O ácido pirúvico passa por uma descarboxilação, com libertação de CO₂ (dióxido de carbono), e por uma oxidação, com libertação de hidrogénio, formando a acetil-CoA por associação à CoA (coenzima A). O hidrogénio produzido é utilizado para reduzir uma molécula de NAD⁺ (dinucleótido de nicotinamida e adenina), formando-se NADH e H⁺ (ião hidrogénio).
Por cada molécula de glicose, que dá origem a duas moléculas de ácido pirúvico, produzem-se duas moléculas de acetil-CoA, duas moléculas de CO₂, duas moléculas de NADH e duas moléculas de H⁺.
A acetil-CoA intervém na etapa seguinte da respiração aeróbia, designada por ciclo de Krebs.

Respiração anaeróbia

Tipo de respiração em que os alimentos, geralmente hidratos de carbono, são oxidados parcialmente, com libertação de energia química, num processo que não utiliza o oxigénio. Atendendo a que o substrato nunca se oxida completamente, a energia libertada por este tipo de respiração é menor que a libertada pela respiração aeróbia. Os seres vivos aeróbios específicos são organismos que não podem utilizar o oxigénio na respiração. Os anaeróbios facultativos têm também respiração aeróbia, mas podem ter respiração anaeróbia quando há diminuição na concentração de oxigénio. A fermentação alcoólica, realizada por leveduras, é um tipo de respiração anaeróbia em que um dos produtos finais é uma substância ainda energética, o álcool etanol.

Redução do piruvato

Nome atribuído a uma das etapas da fermentação em que o piruvato (ácido pirúvico) é reduzido pelo NADH formado durante a etapa anterior, a glicólise.
A redução do piruvato pode dar origem a diferentes produtos, consoante o tipo de fermentação. Na fermentação alcoólica, por exemplo, forma etanol, por descarboxilação do ácido pirúvico seguida da redução pelo NADH, enquanto que na fermentação láctica dá origem ao ácido láctico, ocorrendo apenas a redução pelo NADH.

Pasteurização

A pasteurização é uma técnica de esterilização parcial dos alimentos, nomeadamente de bebidas (especialmente do leite), conseguida pela eliminação dos microrganismos (bactérias) sob acção do calor, de modo a alterar-se o menos possível a estrutura física do produto e as suas propriedades bioquímicas.
Louis Pasteur, químico bacteriologista francês, realizou estudos sobre a actividade óptica, a fermentação e putrefacção, desenvolveu vacinas, iniciou a ciência da microbiologia e o estudo dos processos de fermentação e desenvolveu bases da assepsia e a anti-sepsia em medicina e cirurgia. Em 1862, desenvolveu um método para matar os microrganismos pelo calor, designando-o de pasteurização.
A pasteurização é realizada em instalações especiais, normalmente fiscalizadas pelas entidades sanitárias estatais.
Existem vários tipos de pasteurização consoante o tempo e a temperatura utilizada: pasteurização prolongada (30 minutos a 62-63 ^oC); pasteurização elevada (1 minuto a 85 ^oC, em placas aquecedoras); e pasteurização rápida (40 segundos a 71-74 ^oC).
Graças à pasteurização, os produtos ficam com poucos microrganismos (só destrói os que são patogénicos deixando o que são benéficos), enquanto que através da esterilização os produtos ficam completamente libertos de todos os microsganismos (tanto patogénicos como benéficos).

Iogurte

O iogurte é um produto coagulado, obtido por fermentação láctea, devida à acção exclusiva das bactérias Lactobacillus bulgaricus e do Streptococus thermophilus sobre leite pasteurizado ou pasteurizado concentrado, leite desnatado ou parcialmente desnatado. No iogurte, ao qual se adicionam outros ingredientes alimentares (concentrados de frutas), a parte láctea não pode ser inferior a 75%.
Existem dois tipos de iogurte: os tradicionais, sólidos ou preparados em estufas, cuja a fermentação ocorre em boiões ou copos (iogurtes naturais ou aromatizados) e os de coalho misturado, que se devem agitar antes de consumir e cuja a fermentação se realiza em cuba (iogurtes com pedaços de fruta).
O processo de fabrico de um iogurte inclui várias etapas.
A primeira é a de preparação e tratamento do leite . Nesta etapa é feita a normalização da matéria gorda através da junção da nata e do aumento de extracto seco, adicionando-se leite em pó ou concentrando-se. O leite enriquecido sofre em seguida um tratamento térmico que consiste numa pasteurização a 90-95 ^oC durante 3 a 5 minutos. Este tratamento térmico permite a destruição dos microrganismos patogénicos e de certas substâncias inibidoras.
A segunda etapa é designada desenvolvimento da fermentação e é a fase característica do fabrico do iogurte. Nesta fase procede-se à inoculação de uma mistura simbiótica de Lactobacillus bulgaricus e de Streptococus thermophilus na relação 1:1. É desta relação que depende a qualidade do iogurte. Em seguida realiza-se a acidificação do iogurte realizada pelas bactérias lácticas inoculadas anteriormente que transformam a lactose em ácido lácteo, provocando a coagulação da caseína.
Na terceira etapa, a da paragem da fermentação , o iogurte deve ser arrefecido mal se atinja o pH de 4,2 a 4,3 bloqueando-se assim a acidificação por se inibirem as bactérias lácticas. A temperatura depende do tipo de produto e para os iogurtes tradicionais ronda os 2 a 4 ^oC.
Por fim, a última fase, a do acondicionamento, pode ser realizada em dois tipos de embalagens: boiões de vidro ou copos de plástico, devendo-se assegurar as devidas condições estéreis de modo a evitar a contaminação por fungos. É nesta etapa que se pode fazer a adição de aromas, de polpa ou frutas.
O iogurte só pode ser comercializado em embalagens de origem e com garantia de integridade, devendo ser conservado a uma temperatura entre 0 e 6 ^oC e o seu transporte deve efectuar-se a uma temperatura máxima de 8 a 10 ^oC, conforme se trate respectivamente de transporte de longo curso ou de distribuição.