Controle biológico da Dengue

A Dengue é um dos principais problemas de saúde pública do mundo, especialmente em países tropicais como o Brasil. E as estratégias no controle do mosquito Aedes aegypti, transmissor da doença, resumem-se em atividades preventivas, como a eliminação de criadouros, adoção de medidas comunitárias de conscientização e, principalmente, aplicação estratégica ou emergencial de inseticidas químicos

Aedes aegypti

Uma forma de combater o mosquito vetor seria utilizar o controle biológico através dos mosquitos transgênicos. Por isso a Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) aprovou pedido de liberação comercial de mosquito transgênico contra a dengue, desenvolvidos por uma empresa britânica, chamada Oxitec. Os mosquitos são geneticamente modificados para serem estéreis, de modo que, ao copularem com as fêmeas de Aedes aegypti na natureza, bloqueiam a reprodução da espécie. Testes realizados em dois bairros da cidade de Juazeiro, na Bahia, resultaram em uma redução de 90% do número de insetos da dengue nessas localidades.

A decisão da CTNBio, atesta que os mosquitos transgênicos são seguros, tanto para a saúde humana quanto para  o meio ambiente, autorizando a empresa a buscar o registro comercial para colocá-los no mercado - o que deverá ocorrer nos próximos meses. A Oxitec já tem uma fábrica pronta para entrar em operação em Campinas, com a capacidade para produzir 2 milhões de mosquitos transgênicos por semana, além de uma parceria com a empresa brasileira Moscamed, com sede em Juazeiro, que produziu os mosquitos para os testes de campo na Bahia.

Larva do Aedes aegypti

Os mosquitos transgênicos da Oxitec têm um gene a mais em seu DNA que faz com que seus descendentes morram antes de chegar à fase adulta, ainda em estágio de larva. Apenas os mosquitos machos são produzidos, pois são apenas as fêmeas que picam as pessoas e transmitem a dengue( dessa forma, evita-se acrescentar mais mosquitos com potencial para transmitir a doença no ambiente).

A estratégia, basicamente, é liberar grandes quantidades desses mosquitos transgênicos na natureza ( mais especificamente, nas áreas urbanas onde a dengue é um problema), em número muito maior do que o de machos selvagens, de forma que os transgênicos estéreis tenham uma probabilidade muito maior de copular com as fêmeas daquela população e, assim, a reprodução da espécie seja suprimida.

Os mosquitos transgênicos sobrevivem apenas de 2 a 4 dias na natureza, de modo que a população de mosquitos é aumentada apenas temporariamente após a liberação. Os mosquitos machos não picam pessoas, e a modificação genética não é transmitida para as fêmeas na cópula.

Os testes de campo em Juazeiro foram realizados nos bairros de Itaberaba e Mandacaru. No primeiro, a população de mosquitos transmissores foi reduzida em 81%; e no segundo 93%. Um terceiro ensaio, conduzido pela Moscamed, está em andamento na cidade de Jacobina, com patrocínio do governo do Estado da Bahia. Seis meses após as primeiras liberações de machos transgênicos, a população de mosquitos no bairro de Pedra Branca foi reduzida de 79%, segundo resultados divulgados pela Oxitec.

Veja no vídeo abaixo o ciclo de vida do Aedes aegypti produzido pela Fiocruz:

Fontes: www.estadao.com.br

              www.br.oxitec.com

              www.moscamed.org.br

Atividade extracurricular - Alunos de Ciências, Biologia ou Química.

Leia com atenção o post acima, assista ao vídeo, copie e responda as questões abaixo e entregue ao seu professor na sala 7.

1- Como se dá a transmissão do vírus da dengue?
2- Quais as principais atitudes de combate à doença?
3- Como se realiza o controle biológico do vetor transmissor da doença e em quais cidades está sendo testado?
4- À partir do vídeo descreva a metamorfose do Aedes aegypti.

Bons estudos!

Doença de Chagas

Organização estrutural do Tripanossomo

Pesquisadores da USP estão desenvolvendo nova molécula para tratamento da doença de Chagas. Segundo a professora da Faculdade de Ciências Farmacêutica de Ribeirão Preto, vinculada à USP, Ivone Carvalho, a substância é menos tóxica e mais eficiente no tratamento do que os medicamentos usados atualmente. "Nesses estudos, ela ( a nova molécula) mostrou uma resposta interessante. Não foi tóxica para a célula. Teve maior atividade para matar o parasita do que o próprio fármaco", afirma Ivone.

Barbeiro - inseto transmissor do Tripanossomo

Os estudos tiveram como base a estrutura do benznidazol, remédio utilizado no Brasil para combater o Trypanossoma cruzi, parasita transmitido pelo inseto conhecido como barbeiro e causador da doença. Ivone explica que a ideia é aperfeiçoar o tratamento. "Nós temos problemas com o tratamento atual, que é antigo. O medicamento disponível tem problemas de toxidade, de ineficácia na fase crônica. E também desenvolvimento de resistência ao tratamento", explicou.

Na fase inicial, a doença tem sintomas como febre e mal-estar, podendo ser confundidos com outras enfermidades. Caso não seja tratado adequadamente, o paciente pode desenvolver a forma crônica da doença, quando o Trypanossoma se hospeda nos tecidos e pode causar o crescimento de órgão como o coração e o esôfago.

Tripanossomo no sangue de pessoa infectada

O medicamento usado atualmente tem efeitos limitados para eliminar o parasita nessa segunda fase do mal de Chagas. Segundo o Ministério da Saúde, existem entre 2 milhões e 3 milhões de pessoas infectadas no Brasil, a maior parte na fase crônica.

A descoberta da molécula já foi patenteada pela Agência USP de Inovação. Além de ser mais eficiente, a nova substância deverá ter menos efeitos colaterais do que a usada hoje, que pode causar enjoos e dores estomacais. "Nós temos aí uma entidade química promissora", comemora Ivone sobre a molécula que até agora só foi testada in vitro. O próximo passa serão os testes com camundongos.

Ciclo de vida do Trypanossoma cruzi

Veja o ciclo de vida do Tripanossoma no vídeo abaixo: (pequena correção do vídeo: os machos também são hematófagos)

Fonte: www.uol.com.br

Atividade extracurricular - Alunos de Ciências, Biologia ou Química.

Leia com atenção o post acima, copie e responda as questões abaixo e entregue ao seu professor na sala 7.

 Observando o ciclo de vida do Trypanossoma cruzi responda as questões abaixo:

a) Qual é o causador e o transmissor (vetor) da doença de Chagas?
b) Como o ser humano adquire esta doença?
c) Quais os sintomas dessa doença, na fase inicial e na fase crônica?
d) Como você acha que poderíamos combater essa doença?

Bons estudos!

A VIDA SEM A LUA: UMA ESPECULAÇÃO CIENTÍFICA

Nem sempre a Terra possuiu uma lua, então, de onde é que ela veio? A teoria científica predominante é a de que um objeto com cerca do tamanho de Marte, denominado Theia, colidiu com a Terra há cerca de 4,5 bilhões de anos atrás. Colidindo com um ângulo oblíquo, provocou uma nuvem de detritos que se fundiram para dar origem à Lua. Este evento teve consequências profundas sobre a Terra.

A Terra e a sua Lua acabada de ser formada exerceram uma força gravitacional para ambos os lados, diminuindo a rotação da Terra e aumentando a duração dos dias terrestres de 5 horas para 24h. De fato, até aos dias de hoje, a Lua continua a diminuir lentamente a rotação da Terra, mas somente por 0,002 segundos por século.

A Terra (A) gira e é orbitada pela Lua (B). A atração gravitacional da Lua provoca uma protuberância devido à mare (C): a água na Terra é puxada em direção à Lua.  1) A Terra gira mais rápida do que a Lua orbita a Terra, causando atrito entre a terra e o bojo da maré. Esse atrito empurra o bojo da maré para a frente (C), de modo que ele está à frente da linha de atração entre a Terra e a Lua (D). 2) A força de atrito entre a Terra e o oceano age como um freio. Esta força chamada de frenagem das marés retarda o movimento da Terra, diminuindo sua rotação (F). Esta frenagem também afeta a Lua através da força (E) que a empurra  para frente, acelerando sua rotação. Isto faz com que a órbita da Lua aumente lentamente, fazendo-a mover-se mais longe da Terra.

A atração gravitacional entre a Terra e a Lua também estabilizou a inclinação do eixo da Terra, que é hoje constante de 23,5 graus e que dá à Terra, clima constante, previsível e com suas estações. Sem a Lua, no entanto, o eixo poderia ter continuado a oscilar, assim como a do planeta Marte que não tem lua.

Outra característica de nosso planeta é seu oceano: mais de 70% da superfície da Terra é coberta por água salgada, cujo nível sobe e desce num ciclo de maré de 12,5h. As forças que criam as marés são complexas, envolvendo não só as forças centrífugas da rotação da Terra, mas também a força gravitacional da Lua e do Sol. O efeito da Lua, no entanto, é o dobro do Sol; devido que a força gravitacional que um objeto exerce sobre outro depende tanto da sua massa quanto da distância entre eles.

A atração gravitacional entre a Terra e a Lua estabiliza a inclinação do eixo da Terra, possibilitando um clima bastante constante e previsível. Como a Lua orbita a Terra a uma distância menor do que qualquer um dos planetas, sua atração gravitacional é tanto mais forte do que qualquer um deles e quase constante. Sem a Lua, a Terra seria submetida à atração dos outros planetas, por exemplo: quando Júpiter  estivesse perto, ele puxaria a Terra em sua direção e quando Marte estivesse perto a Terra seria puxado em outra direção. A Terra, então, seria puxada por várias forças ao longo do tempo e seu eixo iria oscilar.

Nós não sabemos o quão perto a Lua estava da Terra, quando se formou. mas sabemos que foi mais distante do que 12.000 km e mais perto do que é hoje (cerca de 384.400 km). Isso significa que ela, inicialmente, causou marés muito maiores do que nós experimentamos hoje - se pensa que as marés foram importantes na mistura dos oceanos e no início da evolução da vida, cerca de 3,8 bilhões de anos atrás.

Tanto a Lua como o Sol estão envolvidos nas marés, ao exercerem suas forças gravitacionais sobre a Terra. A atração da Lua faz com que haja uma protuberância nos oceanos. Outra protuberância ocorre no lado oposto. Já que a Terra gira, essa protuberâncias (marés altas A) ocorrem duas vezes por dia. As marés também mostram um padrão ligado ao ciclo lunar: quando a Lua e o Sol estão alinhados 1 (na lua nova, B, e na lua cheia, C), essa combinação provoca maré mais alta. Quando a lua está no quarto crescente ou minguante 2,  as marés são mais baixas.

Curiosamente, as marés e a rotação da Terra têm um efeito sobre a Lua. Juntos eles puxam a Lua, fazendo-a girar um pouco mais rápido e, à medida que gira cada vez mais rápido, ela se move para mais longe da Terra - embora a uma taxa de apenas 3,82 cm por ano.

E se a Lua nunca tivesse se formado, a Terra seria um lugar muito diferente. O dia na Terra seria de apenas 8-10h, sem a Lua para retardá-lo. A rotação mais rápida causaria ventos de 160-200 km/h varrendo a superfície da Terra. O eixo de inclinação da Terra iria oscilar, resultando em mudanças dramáticas na temperatura ao longo de milhões de anos. E, embora os nossos mares ainda tivessem marés, elas seriam muito menores, causada apenas pela atração do Sol.

E se a Lua desaparecesse de repente? Sem Lua, a estabilidade do eixo da Terra estaria perdida e com ela, as temperaturas seriam imprevisíveis. Vamos considerar duas cidades: Roma na Itália e Estocolmo, na Suécia. No verão, a temperatura média em Roma é de 29º C, e no inverno a temperatura média é de 13º C. Em Estocolmo. a média, no verão, é de 20º C e no inverno é de 0º C. Se o eixo de inclinação da Terra mudasse, as temperaturas nessas duas cidades mudaria dramaticamente. Imagine se as temperaturas fossem trocadas: a infra-estrutura (por exemplo, ar condicionado ou limpa-neves) simplesmente não estaria disponível naquelas cidades a fim de que os seres humanos pudessem sobreviver, trabalhar e se alimentar confortavelmente. Os italianos, suecos e todos os outros seres na Terra teriam a necessidade de se adaptarem ou correriam riso de extinção.

Migrarem seria uma opção, mas não para todos os organismos. Os recifes de corais, por exemplo, são ecossistemas  sensíveis e complexos e não seriam capazes de se adaptar com rapidez suficiente para a mudança da temperatura da água e  provavelmente morreriam.

Caso as temperaturas mudassem, a Terra perderia suas regiões como conhecemos hoje, por exemplo: os polos são muito frios e contêm grandes quantidade de gelo. Com a mudança de temperatura este gelo poderia derreter, o nível dos oceanos subiria, mudando as linhas costeiras em todo o mundo. Países como a Holanda seria coberto de água.

Com a falta de estabilidade na inclinação da Terra, também perderíamos nossas temperaturas regulares, com  consequências em toda a Terra. Pense quantos organismos crescem,  morrem, migram ou hibernam em determinadas épocas do ano. As mudanças drásticas na temperatura afetariam a estação de crescimento e do clima para as plantas, tonando a produção de alimentos mais complexas para os bilhões de habitantes da Terra.

Fonte: www.scienceinschool.org

Atividade Curricular - Alunos de Ciências, Biologia e Química

Leia com atenção o post acima, responda as questões abaixo e entregue ao seu professor na sala 7.

1) Qual a teoria, hoje dominante, para explicar a origem da Lua?
2) Qual é o efeito da Lua sobre a Terra?
3) Qual foi o papel da Lua na origem e evolução da vida na Terra?
4) O que poderia acontecer se a Lua desaparecesse de repente?

VÍRUS e SOROS

Uma medida importante para promover a saúde de uma população e a vacinação. Vacinar é injetar no organismo bactérias mortas ou suas toxinas desativadas, vírus atenuados ou partes desses vírus que possam ser reconhecidas pelo corpo como antígenos. Isso faz com que o organismo produza anticorpos específicos, sem ficar doente.

Linfócito T (em laranja) atacam uma célula cancerosa
(imagem ao microscópio eletrônico, aumentado 4000 vezes).

Algumas vezes, para obter um volume razoável de anticorpos, é necessária a vacinação por três ou mais vezes, pois o tempo que os anticorpos permanecem no organismo é variável. Assim, dependendo do tipo de vacina, é conveniente, após algum tempo, a aplicação de uma dose suplementar – o chamado  reforço. Após isso, o organismo produz de imediato um nível alto de anticorpos, o que torna a conferir resistência contra a infecção.

A vacina é um caso de imunização ativa, porque o próprio corpo fabrica os anticorpos contra o agente infeccioso. Em geral, tem função de prevenir uma doença, embora algumas vacinas sejam dadas ao indivíduo doente para aumentar suas defesas contra microrganismos.

Às vezes, porém, é preciso uma defesa rápida, por exemplo, quando um indivíduo sofre ferimentos suspeitos de contaminação pelo bacilo do tétano ou pelo vírus da raiva ou quando é picado por serpentes peçonhentas. Nesses casos, não se deve esperar que seu corpo produza anticorpos, pois esse processo é muito lento em relação à capacidade de proliferação do microrganismo invasor ou ao alto poder tóxico da peçonha.

Depois de entrar em contato com o antígeno do microrganismo, o linfócito T auxiliar
estimula a multiplicação de outros tipos de linfócitos que combaterão o microrganismo.

Assim, deve-se inocular no indivíduo um líquido obtido do sangue de um animal previamente colocado em contato com o agente infeccioso – o soro ou soro imune, com certa quantidade de anticorpos, que começam a neutralizar imediatamente os antígenos. Depois, o indivíduo passa a produzir seus próprios anticorpos, impedindo a progressão da infecção ou da intoxicação.

A preparação do soro pode ser feita em cavalos, coelhos ou cabras. Esses animais recebem quantidades não mortais de antígenos, em doses progressivamente maiores, e produzem grande quantidade de anticorpos. O soro é, então, retirado do sangue do animal e armazenado para uso em indivíduos atingidos por infecção ou pecadas de animai peçonhentos.

Na produção do soro antiofídico (contra picadas de serpentes), por exemplo, as hemácias são devolvidas ao cavalo, reduzindo, assim, os efeitos colaterais da perda de sangue.

O soro, portanto, tem efeito curativo e é uma imunização passiva, uma vez que o organismo recebe os anticorpos já prontos.

Uma imunização passiva ocorre naturalmente durante a gravidez, quando o feto recebe anticorpos através da placenta, e durante a amamentação, quando os anticorpos são fornecidos tento pelo colostro (líquido produzido nos três primeiros dias depois do parto) como pelo leite materno. É por isso que os bebês alimentados com leite materno têm mais resistência contra infecções, mesmo  contra as gastrointestinais, uma das causas da alta mortalidade infantil nos países subdesenvolvidos.

Preparação do soro imune:

Fonte: Biologia Hoje ´Linhares,S, Gewandsznajder,F - Ed. Ática

Atividade Curricular - Alunos de Ciências, Biologia e Química

Leia com atenção o post acima, assista aos vídeos e responda as questões abaixo e entregue ao seu professor na sala 7.

1) O que você entende por vacina?
2) Por que, algumas vezes, é necessário tomar o  reforço de uma vacina?
3) Quando um indivíduo for picado por uma cobra peçonhenta aplica-se o soro ou a vacina? Por quê?
4) Por que o cavalo não morre ao ser injetado com veneno de cobra? Ele é prejudicado neste processo?
5) Como é feita a imunização passiva pela mãe ao seu bebê?
6) Por que a amamentação é tão importante para o bebê?

Experimento de Stanley Miller

Sopa primordial

Para alcançar a receita da sopa primitiva ou pré-biótico, deve-se usar uma grande variedade de elementos químicos como o carbono (C), hidrogênio (H₂), potássio (K), amônia (NH₃), nitrogênio (N₂), magnésio (Mg) e de água de curso (H₂ O).

Estes elementos parecem essenciais para a formação da sopa primordial que deu origem à vida orgânica na Terra.

Os elementos químicos são facilmente manipuláveis, eles “gostam“ de reunir-se e experimentar todos os tipos de combinações químicas. Quando as condições de temperatura e pressão são favoráveis, como na Terra há 4,4 bilhões anos, esses elementos organizaram-se sem qualquer ajuda ou qualquer intervenção externa, eles organizaram-se simplesmente por afinidade eletromagnética (ligação química entre átomos).

Na atmosfera primordial da Terra, um conjunto mágico baseado na dupla água-carbono provou ser a maneira mais fácil para formar as moléculas orgânicas e, mais tarde, muito mais tarde a vida. É possível fazer esta receita em um laboratório, muitas equipes de pesquisadores têm demonstrado.

Stanley Miller

Em 1953, um biólogo americano Stanley Miller (1930-2007), realizou na Universidade de Chicago, o famoso experimento, chamado a experiência de Miller e Urey. Esta experiência consiste de recriar em laboratório, in vitro, as condições da sopa primordial. Para realizar esta experiência só deve ter elementos químicos, água e relâmpagos elétricos.

Deixando repousar esta mistura por vários dias, alguns aminoácidos primitivos precipitaram no fundo da bola.

Os aminoácidos são os elementos mais importantes na construção da vida, como a conhecemos. Estes são os constituintes elementares das proteínas que levarão à formação de longas cadeias macromoleculares, e os primeiros tijolos da vida.

Harold Urey

Harold Urey estava convencido que na Terra primitiva existia uma atmosfera contendo os elementos químicos necessários para as estruturas dos seres vivos. Em 1953, para verificar a relevância dessa teoria, Stanley Miller imagina uma experiência físico-química. O aparelho instalado e cheio com uma atmosfera de metano, amônia e hidrogênio.

Um balão cheio com água simula um oceano primitivo (a água é aquecida por uma resistência, o que contribui para enriquecer a atmosfera de vapor de água). 

Dois eletrodos são usados para produzir um raio, fornecem a energia ao sistema.

A sopa primordial é, assim, realizada em um ambiente líquido e quente em que a acumulação prolongada (milhões de anos) de moléculas orgânicas inertes moverá do inanimado ao animado. Assim, a matéria orgânica inerte irá produzir um novo material, um que pode crescer e reproduzir-se, ou seja, a matéria viva.

O aparelho instalado e cheio com uma atmosfera de metano, amônia e hidrogênio. Um balão cheio com água simula um oceano primitivo (a água é aquecida por uma resistência, o que contribui para enriquecer a atmosfera de vapor de água). Dois elétrodos são usados para produzir um relâmpago elétrico que fornece energia ao sistema. Após uma semana de funcionamento, vários compostos orgânicos, incluindo aminoácidos precipitaram na parte inferior do frasco.

É claro que a receita de Stanley Miller não deve ser  o que a natureza seguiu para iniciar o processo de vida.

A atmosfera primordial não era o da simulação de Miller, os elementos primordiais não foram os mesmos  e os relâmpagos da Terra primitiva não eram os arcos elétricos . Além disso, as críticas da época, referentes às condições do experimento são bastantes justificadas.

Mas o ponto importante não é na reconstituição da sopa primordial. A experiência de 1953 mostra a facilidade com a qual os elementos reúnem-se entre si por afinidade química ou simplesmente porque eles suportam menor resistência.

Hoje em dia, muitos modelos podem mostrar como as condições de pré-bióticos são criados em laboratório e os cientistas podem produzir moléculas orgânicas (aminoácidos, hidratos de carbono, lipídios, proteínas, ácidos nucleicos, açúcares, ...).

Nota: a síntese de moléculas orgânicas parece ser um fenômeno muito comum no espaço. No vazio interestelar, os cientistas identificaram cerca de 120 moléculas orgânicas contendo entre 2 a 13 átomos de carbono. Muitos corpos extraterrestres, cometas e meteoritos contêm também uma série de moléculas orgânicas mais ou menos complexas.

Outra hipótese afirma que moléculas orgânicas poderiam ter chegada na Terra através de meteoritos.

Sobre a  teoria de 1920 de Aleksander I. Oparin (1894-1980) e do cientista inglês John Burdon S. Haldane (1892 – 1964) sobre a origem dos primeiros seres vivos, o pesquisador japonês Yoshihiro Furukawa propôs que os impactos de meteoritos nos oceanos primitivos da Terra podem também ter sido os causadores da formação de complexas moléculas orgânicas, que mais tarde originaram a vida.

Diferente da teoria da panspermia cósmica, que sugere que o aparecimento dos primeiros seres vivos na Terra veio dos cosmozoários, que seriam microrganismos flutuantes no espaço cósmico, Yoshihiro e sua equipe explicam, no artigo publicado em dezembro de 2008 pela revista científica britânica Nature Geoscience, que os impactos desses corpos sobre os mares primitivos, muito frequentes na época, podem ter gerado alguma das complexas moléculas orgânicas necessárias para a vida.

Fonte: http://www.astronoo.com/pt/artigos/sopa-primordial.html

OVÁRIO PRODUZINDO ESPERMATOZÓIDE

Pesquisadores japoneses descobriram que existe um gene que determina se células germinativas – células que dão origem aos gametas em diversas espécies - vão se tornar espermatozoides ou óvulos. Batizado de foxl3, o gene foi identificado em experimentos realizados com peixes. Quando o gene foi "desativado" em fêmeas, elas passaram a produzir espermatozoides saudáveis em seus ovários.

     Nova descoberta pode ajudar os pesquisadores, a saber, mais sobre como o destino sexual  de células germinativas é determinado durante o desenvolvimento dos vertebrados.

O estudo, que teve seus resultados publicados na revista Science, foi liderado por Toshiya Nishimura e Minoru Tanaka, do Instituto Nacional de Biologia Básica, no Japão.

Existentes em machos e fêmeas, as células germinativas são inicialmente "genéricas", mas já nas primeiras fases de desenvolvimento de um embrião elas se diferenciam para formar os gametas - espermatozoides ou óvulos. No entanto, até agora o mecanismo responsável por essa decisão não estava claro.

O novo estudo conclui que o gene foxl3 funciona como um "interruptor sexual", decidindo o destino das células germinativas. Os autores manifestaram surpresa ao descobrir que é possível gerar um espermatozoide fora do ambiente do órgão reprodutivo masculino.

O experimento foi realizado com o peixe-arroz conhecido como medaka (Oryzias iatipes), mas, segundo os autores, é possível que os resultados se apliquem a todos os vertebrados. Os humanos não possuem o gene foxl3, mas os cientistas suspeitam que exista no organismo humano um mecanismo semelhante, com a função de um interruptor sexual.

De acordo com os autores, o gene foxl3 atua nas células germinativas das fêmeas "para impedir que elas se diferenciem como espermatozoides". O estudo demonstrou que o foxl3 é expresso unicamente nas células germinativas, mas não nas células somáticas dos ovários.

Em fêmeas com o gene foxl3 "desligado", a aparência do corpo continuou com todas as características típicas das fêmeas, mas seus ovários começaram a formar um grande número de espermatozoides e, ao mesmo tempo, uma pequena quantidade de óvulos. Esses espermatozoides gerados pelas fêmeas mutantes foram usados para fertilizar óvulos de fêmeas comuns, por inseminação artificial, gerando peixes totalmente normais e saudáveis.

Os pesquisadores verificaram, ainda, que a formação dos espermatozoides nos ovários das fêmeas é mais rápida que sua formação natural nas gônadas dos machos. Por conta disso, segundo eles, as pesquisas para a aplicação da descoberta em aquicultura já foram iniciadas.

"Deixou-nos muito surpresos o fato de que espermatozoides saudáveis tenham sido produzidos ali (nos ovários), embora o ambiente ao redor das células germinativas fosse o da fêmea. Esse interruptor sexual presente nas células germinativas é independente do sexo do organismo onde elas estão - e isso é uma descoberta inteiramente nova", disse Nishimura.

Segundo Tanaka, embora fosse conhecido que as células germinativas podem se tornar tanto espermatozoides como óvulos, ninguém sabia que elas tinham, em vertebrados, um mecanismo que funcionasse como um interruptor responsável por decidir seu destino como óvulo ou espermatozoide. "Nossos resultados indicam que, assim que a decisão é tomada, as células germinativas têm a capacidade de se desenvolver até o fim. Eu acredito que é algo muito significativo que esse mecanismo tenha sido descoberto", declarou Tanaka.

Fonte: http://www.sciencemag.org

UMA CONEXÃO ENTRE O SONO E A FOME

Hormônio que indica ao corpo a hora de dormir também regula a ingestão de alimentos e o acúmulo de gordura

A melatonina, hormônio produzido pela glândula pineal, situada no centro do cérebro, é conhecida há tempos por seu papel na regulação do sono. Agora, surgem evidências de que ela também exerce uma ação fundamental no controle da fome, no acúmulo de gorduras e no consumo de energia. “Na ausência da melatonina, ratos desenvolveram doenças metabólicas e se tornaram obesos. 

Localização da glândula Pineal

Já a reposição do hormônio favoreceu a perda de peso”, conta o fisiologista José Cipolla Neto, da Universidade de São Paulo (USP). Ele coordenou uma série de experimentos com animais, realizados em parceria com outros pesquisadores de São Paulo, da França e dos Estados Unidos, que estão demonstrando como a variação nos níveis de melatonina ao longo do dia afeta a ingestão e o gasto de energia, o chamado balanço energético do organismo. 

Cipolla e seus colegas começaram a identificar a influência desse hormônio sobre a fome e o acúmulo de energia usando uma estratégia clássica da fisiologia. Segundo essa estratégia, para se conhecer a função de determinado componente em um sistema, é preciso eliminá-lo e observar o que acontece. 

Por meio de uma cirurgia, eles extraíram a glândula pineal dos animais, extinguindo a produção do hormônio, e acompanharam as mudanças que surgiram. Depois, como se colocassem de volta a peça retirada, reverteram o efeito fazendo a reposição de melatonina via oral e registrando como era afetado o funcionamento de diferentes órgãos e tecidos sobre os quais a melatonina atua. Os experimentos revelaram que o metabolismo energético tem uma organização temporal diária sincronizada pela melatonina.

 À medida que escurece, a pineal passa a liberar o hormônio até alcançar uma concentração máxima, inundando o corpo com melatonina. A partir desse pico, que ocorre por volta do meio da madrugada, a concentração de hormônio diminui e permanece baixa durante a manhã e a tarde – os níveis são 10 vezes menores do que à noite. No caso dos seres humanos e de outros mamíferos de atividade diurna, as concentrações mais baixas coincidem com o período de maior atividade. É durante o dia que esses animais se alimentam – ou, ao menos, comem em maior quantidade do que à noite – e estocam mais energia do que gastam.

 A energia armazenada na forma de gordura ou de estoques de açúcares durante o dia garante que o organismo continue funcionando à noite, em geral o período de descanso, quando os níveis de melatonina estão altos e o corpo passa horas em jejum. Uma parte significativa dessa energia é usada pelo tecido  adiposo marrom – esse tipo de gordura gasta energia, enquanto a gordura branca a armazena – para produzir calor e manter o corpo aquecido num período em que há pouca contração muscular (outra fonte de calor). O consumo de energia pela gordura marrom é tão elevado à noite que, no balanço geral, compensa o que havia sido estocado de dia. Como resultado, o peso praticamente não muda.

“Do ponto de vista evolutivo, essa organização temporal do metabolismo energético deve ter sido fundamental para a sobrevivência dos mamíferos”, diz Cipolla, um dos pioneiros no país dos estudos em cronobiologia, área da ciência que investiga como os fenômenos biológicos variam no tempo. Produzir reservas energéticas no período de atividade, conta, pode ter permitido sobreviver em segurança à noite, quando se está em jejum e se dorme, em geral, em ambiente isolado e menos suscetível à ação de predadores.

Nos testes em laboratório Cipolla observou que, depois de algum tempo, os ratos que não produziam melatonina apresentaram distúrbios metabólicos associados ao desenvolvimento da obesidade. Os níveis de açúcar (glicose) e de gorduras (lipídios) no sangue eram mais elevados do que o normal, o que favorecia a estocagem de energia na forma de gordura no tecido adiposo branco e no fígado. Além de ter mais energia disponível para guardar, os animais também passaram a comer mais e fora de hora, além de gastar menos energia. Segundo Cipolla, essas mudanças são efeitos diretos da redução da melatonina, hormônio que, como ele vem demonstrando, auxilia no controle da fome e estimula o tecido adiposo marrom (concentrado ao redor do pescoço, sob as clavículas e ao longo da coluna vertebral) a gastar energia.

 CRONORRUPTURA

 Sem a melatonina, os animais perdem o padrão de organização rítmica diária do metabolismo. “Ocorre a chamada cronorruptura”, explica Cipolla. Como consequência, o cérebro deixa de perceber a saciedade e o apetite aumenta. Assim, come-se mesmo que fora de hora. Para piorar, o organismo gasta menos energia. Se antes os animais acumulavam energia quando estavam acordados e a gastavam durante o repouso, alternando os períodos de estocagem com os de queima de gordura, agora passam a acumular energia o tempo todo e engordam.

 Cipolla notou ainda que era possível reverter os efeitos da cronorruptura – que também pode ocorrer pela exposição excessiva à luz (em especial à luz azulada de telas de computador, tablets, celulares e TVs de LED) e, nos seres humanos, pelo trabalho no turno da noite – ao dar melatonina via oral para os animais. “Os roedores que receberam reposição do hormônio perderam peso”, conta o pesquisador. Aqueles tratados com melatonina logo após a remoção da pineal não sofreram alterações no metabolismo energético.

 A administração do hormônio também gerou um efeito protetor em roedores idosos e obesos, que produzem menos melatonina do que os animais mais jovens e sadios. Num dos testes, os ratos que receberam melatonina por oito semanas ganharam o equivalente a 1,3% de seu peso, enquanto os que receberam apenas água e alimentação usual engordaram 4,7%. Quando o tratamento foi mais longo, as diferenças se acentuaram. O grupo tratado por 12 semanas com uma mistura de água e melatonina perdeu 2% do peso corporal, enquanto o que tomou apenas água pesava em média quase 8% a mais no final do período, segundo estudo publicado em 2013 no Journalof Pineal Research.

Esse trabalho, que Cipolla vem desenvolvendo em parceria com colegas da USP, da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp), do Instituto Butantan e dos Estados Unidos, indica que uma redução importante nos níveis de melatonina, como a observada nos ratos, aumenta a fome e favorece o ganho de peso por duas vias diretas e uma indireta. Níveis mais altos de melatonina, como os liberados à noite, atuam diretamente sobre uma região cerebral chamada hipotálamo inibindo a fome. Portanto, menos melatonina significa um apetite maior. Outro efeito direto da diminuição desse hormônio é uma redução da queima de energia pelo tecido adiposo marrom.

De modo indireto, a redução da melatonina desregula a produção e a ação do hormônio insulina e reduz a produção de leptina pelo tecido adiposo – dois hormônios que também atuam sobre o hipotálamo inibindo a fome. Sem melatonina, ou com níveis muito baixos dela, perdem-se dois dos freios cerebrais do apetite e se gasta menos energia. Estudos experimentais indicam ainda que, na ausência da melatonina, o corpo produz mais grelina, hormônio que induz a fome.

Equilibrados sob condições normais, o acúmulo (A) e o gasto (B)
de energia mudam com a falta de melatonina.

Existe a suspeita de que essa alteração na produção e na ação da insulina inicie um processo de retroalimentação, gerando um círculo vicioso. Animais que produzem menos insulina também secretam menos melatonina, mostrou um experimento usando ratos com diabetes tipo 1, doença que causa uma diminuição importante na produção de insulina. A redução nos níveis de insulina, porém, explicou apenas 20% da queda na produção de melatonina. O que mais influenciou a diminuição nos níveis do hormônio do sono, constataram Cipolla e seus colegas, foram as altas concentrações sanguíneas de glicose (hiperglicemia), comum quando o diabetes não está controlado. Testes feitos com seres humanos já demonstraram que, quanto menor a produção de melatonina à noite, maior a glicemia em jejum.

Esse resultado também levanta a hipótese de que algo semelhante possa ocorrer no diabetes tipo 2, uma forma bem mais frequente da doença – calcula-se que cerca de 10% dos adultos desenvolvam diabetes tipo 2, uma das consequências da obesidade, já considerada uma epidemia no mundo ocidental. Testes feitos com ratos que tinham diabetes tipo 1 e com ratos com diabetes tipo 2 indicaram que a suplementação de melatonina ajudou a sincronizar o metabolismo nas fases de atividade e de repouso, melhorou a ação da insulina e ajudou a regular a ingestão e o metabolismo de lipídios.

Uma das contribuições fundamentais do grupo foi elucidar como a melatonina ajuda o organismo a manter a sincronia temporal com o ambiente.

Já se sabia que a retina, tecido fotossensível que recobre o fundo do olho, envia sinais para o relógio biológico existente no hipotálamo. Este, por sua vez, estimula a pineal a produzir melatonina de noite e inibe a síntese durante o dia. 

Mas como a melatonina sincroniza o metabolismo ao longo das 24 horas do dia, se ela só é secretada à noite?

Cipolla e seus colegas verificaram que, uma vez lançada no sangue, a melatonina ativa nas células de diferentes partes do corpo um conjunto de genes –os chamados clock genes ou genes do relógio – que agem como sincronizadores periféricos. Eles transmitem a informação do relógio central para todas as células do organismo. Nas células, esses genes disparam uma cadeia de eventos moleculares que duram cerca de 24 horas e sinalizam o momento em que as diferentes reações metabólicas devem acontecer. Esse mecanismo pode ajudar a entender o padrão de funcionamento dos diferentes órgãos e tecidos do corpo.

Acertando os ponteiros “A melatonina já é usada para tratar distúrbios do sono e talvez possa ser adotada para ajudar a restabelecer o padrão circadiano de liberação de outros hormônios”, diz o endocrinologista Marcio Mancini, da Faculdade de Medicina da USP. É que ela regula o ciclo de produção de hormônios como o cortisol, liberado em situações de estresse; a leptina e a grelina, que regulam a fome; e o hormônio do crescimento, que auxilia na reparação de danos celulares. “Mas ainda é necessário demonstrar que o que se observou em ratos também ocorre em seres humanos”, enfatiza Mancini.

Nos últimos anos começaram a surgir evidências de que a melatonina pode auxiliar no controle da glicemia e dos níveis de lipídios e colesterol em seres humanos. Um estudo clínico feito nos Estados Unidos e publicado em 2011 na revista Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity: Targets and The - rapy indicou que, em pacientes com diabetes tipo 2 e insônia, a melatonina melhorou o sono após três semanas e auxiliou o controle glicêmico após cinco meses. Outro teste clínico, descrito no Journal of Pineal Research , também em 2011, demonstrou que, após dois meses de tratamento com melatonina, pessoas com distúrbios metabólicos apresentaram redução na pressão sanguínea e nos níveis de colesterol.

Mesmo diante desses resultados, Cipolla é cauteloso e ressalta que não existe solução fácil para os problemas metabólicos. “A melatonina pode se tornar um coadjuvante no tratamento desses distúrbios e talvez tenha um papel especialmente importante na prevenção deles”, diz. “Após tantos anos de estudos experimentais, chegou a hora de realizar estudos clínicos bem planejados e adequadamente controlados para testar o papel da melatonina na fisiopatologia metabólica humana.”

Ainda há muito trabalho a ser feito. É preciso, primeiro, verificar a eficácia e a segurança da melatonina para tratar esses problemas em seres humanos.

Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/wp-content/uploads/2015/04/044-048_Melatonina_230.pdf?134b45

CÉLULA E EVOLUÇÃO DA VIDA

O mistério do nada

A pequena história da evolução da vida começa a partir do nada, há 13,8 bilhões anos, antes, o tempo e o espaço não existiam. O mundo microscópico e o mundo macroscópico estão reunidos na evolução do universo como o infinitamente pequeno, gerou o infinitamente grande, o universo observável nasceu do "nada". O universo emergente era tão pequeno que cabia na palma da mão, é de lá que se formaram as primeiras estrelas, as galáxias e os planetas...

Inicialmente, uma energia misteriosa turva, cria bilhões de bilhões de bilhões de partículas e antipartículas virtuais, que vai deixar o mundo das sombras e  emergir em um mundo real, transparente.

 A fronteira entre o inerte e o vivo  

      A vida é um processo químico do qual os organismos vivos são derivados.  Esta  matéria dá vida à Terra e isto acontece, certamente,  em outros lugares do universo, há bilhões de anos.

Em meteoritos antigos os cientistas descobriram os princípios básicos da vida que têm alimentado a terra desde o inicio, há um pouco mais de 4 bilhões de anos.

A vida começou a se “proteger” no interior das membranas celulares, a vida na Terra é celular.

Uma mistura de compostos orgânicos simples como as contidas em um meteorito carbonados, pode formar membranas celulares, e isto contribuiu para a formação das primeiras células na Terra primitiva.

Os cientistas imaginam os estágios iniciais de criação das primeiras células vivas, mas muitas moléculas orgânicas antigas  e as membranas celulares não revelam quase nada sobre a passagem misteriosa da matéria à vida. O que é certo é que nós somos feitos de matéria, mas, ao mesmo tempo, somos  diferentes. O que nos diferencia da matéria bruta  é que estamos "vivos" e não "inerte".

Dizemos que um corpo está vivo se ele pode se alimentar, crescer e reproduzir-se com o passar do tempo. Se a vida é química e tem sua origem na matéria morta, por que não encontrar a fronteira precisa entre vivos e inanimados?

Os microrganismos metanogênicos são do ramo de Archaea e produzem
 gás metano e que têm desempenhado um papel importante na evolução

Um vírus, por exemplo, é um conjunto de átomos inertes, ele está morto e ele ainda age como um organismo vivo se reproduz e sofre mutação, quando infecta uma célula. O morto e os vivos são estranhamente similares no cristal, que cresce e se multiplica mesmo sendo inerte. Nas arqueobactérias  as células são 10 vezes menores que as bactérias e a seqüência de seu DNA mostra  que elas estão mais próximas do primeiro organismo vivo do  que as bactérias. Elas são encontradas na Terra em condições extremas, o que demonstra sua capacidade fenomenal para se adaptar. É por isso que os pesquisadores estão tentando eliminar a maior quantidade de informação armazenada, modificando seu DNA, para manter um organismo vivo "mínimo" e atingir a fronteira entre vida e inanimados.

A vida na Terra

A vida é uma tendência misteriosa e universal da matéria que se associa, se organiza, ao se tornar mais complexa.

A vida é caracterizada pela  extração de energia do ambiente externo, ela usa esta energia, resíduos e rejeitos para expandir a sua organização.

À nível de espécies, a vida na Terra, está ficando cada vez mais complexa, mais rápida, por 4,5 bilhões de anos.

Parece que a vida, como ela é tenaz, não é nada mais do que um processo trivial, uma forma específica da matéria, que certamente vai descobrir o segredo.

No entanto nós achamos que a vida evolui no tempo, tendo uma trajetória definida por um número infinito de parâmetros, o que a torna imprevisível e indefinível.

Mas há uma definição biológica de vida:

"Um organismo está vivo, quando troca matéria e energia com seu ambiente, mantendo a sua autonomia quando se reproduz e evolui por seleção natural."

Todos os organismos vivos garantem a sua estabilidade, respondendo às mudanças em seu ambiente.

A vida tem uma faculdade de adaptação e aprendizagem. Esta é a vida?

Mas vemos também observando as galáxias, estrelas e planetas, que a matéria é capaz de se auto-organizar sem estar vivo.

No entanto, uma boa definição de vida deve levar em conta este conceito, ou seja, a capacidade da matéria, gradualmente, aumentar a sua complexidade.

A tenacidade da vida  não é prova de que ela está presente em todo o universo, pacientemente à espera de condições favoráveis para continuar seu caminho para a complexidade?

É difícil acreditar que existe vida na Terra, onde quer que haja água líquida, há uma possibilidade de vida, mesmo sob a crosta gelada de planetas ou satélites .

A vida prospera em lugares onde até mesmo a energia do Sol não consegue penetrar, vemos isso nas profundezas do nosso planeta.

 Segundo a NASA, ser vivo é qualquer sistema definido espacialmente separado por uma membrana semipermeável de fabricação própria e capaz de auto-sustentação e reprodução, formando seus próprios componentes, de alimentação e / ou a partir de elementos exteriores.

Os vivos e Informação

A definição da vida é extremamente difícil a conceber e a dimensão da questão não permite responder simplesmente porque a questão diz respeito tanto à filosofia como à química da vida.

Além disso, nós descobrimos que a vida evolui no tempo, tomando uma trajetória definida por um número infinito de parâmetros, o que a  torna imprevisível e indefinível. Mas os componentes presentes na sopa original ao longo do tempo  estabelecem ligações eletromagnéticas. E quando certos componentes combinam-se, canalizam a informação para fazer uma cópia de si mesmo, é aí que o milagre ocorre porque, em um sistema de substâncias químicas que não está vivo,  nada acontece. As funções químicas destes componentes específicos, reunidos por acaso, são parte de um plano de produção que permite refazer o sistema.

Este sistema tem informações operacionais armazenadas, e é a partir deste ponto que podemos considerá-lo vivo.

Este sistema vivo tem a particularidade de recriar infinitamente  a partir dos constituintes do meio, dizemos  que tem a propriedade de autopoiese.

O termo vem do grego auto (próprio) e poiesis (criação). Este termo define a propriedade de um sistema de se produzi

r.

Em 1944, Avery, MacLeod e McCarthy identificam o ADN como o portador da informação genética.

A vida é essencialmente um processo químico que tende para a complexidade, quanto mais  evolui para a complexidade,  menos ela será encontrada da mesma forma no universo.

A célula

A célula é a unidade básica dos sistemas vivos, é a unidade da vida. Em 1838, Matthias Schleiden levantou a hipótese de que todas as plantas são compostas de células e, em 1839, Theodor Schwann estendia  a hipótese a todos os tecidos do animal.

Schwann e Schleinden  concluíram, assim,  que as células são as partículas elementares da vida

.

A célula, esse pequeno espaço, oferece proteção e cria um ambiente que permite que a composição físico-química interna interaja com o exterior.

Células, não são necessariamente idênticas, mas têm a mesma origem, se uniram para formar um tecido, nível de organização funcional e os tecidos se unem para formar os órgãos.

Observe na foto ampliada, a membrana frágil da atmosfera da Terra  que 
protege a vida. Parece que a Terra, como a célula, está 
protegida dentro de uma membrana, a atmosfera..

Em suma, a vida é organizada através das células, tecidos, órgãos e sistemas para desenvolver uma  organização tão sofisticada quanto a consciência.

O DNA, a informação genética e hereditariedade, produz erros ocasionais, a maioria dos erros são ruins, mas às vezes essas alterações, dependendo do ambiente, produzem efeitos benéficos, que permitem o sistema continuar sua evolução.

O ácido desoxirribonucléico, ou DNA é uma molécula presente em todas as células vivas.

Esta maravilhosa molécula contém todas as informações necessárias para operar um sistema.

Ele permitirá a transmissão de informações, total ou substancialmente durante a reprodução.

Esta informação genética forma o genoma dos seres vivos.

Uma fita, a estabilidade da informação genética é feita
 por laços fortes, mas o DNA pode mudar. As mutações 
espontâneas são, provavelmente, erros durante a 
replicação ou facilitadas pelo ambiente (radiação ultravioleta,...).

DNA contém o plano de fabricação, ele consiste em quatro componentes que permitem a replicação: A,G,C e T (adenina, guanina, citosina e timina).

A molécula de DNA é uma fita dupla que permite a duplicação em duas moléculas filhas idênticas.

Isso assegura que a transmissão da informação genética durante a reprodução é a hereditariedade.

Cada molécula filha herda uma fita da molécula de DNA original. A outra vertente é sintetizada, os componentes complementares são pareados entre A-T e G-C, de modo a reconstituir a mesma vertente em falta.

As duas novas moléculas de DNA são idênticas à molécula original. As duas fitas com seqüências complementares são ligados por laços fracos, o que permite a separação e montagem dos fios.

Em 1958, o experimento Meselson-Stahl validou este modelo.

Os organismos vivos contêm moléculas, como carboidratos, lipídios, ácidos nucleicos e proteínas, mas todos baseados em carbono. As formas de vida poderiam na teoria ser baseada no silício, mas ele não mostra a incrível variedade de formas e propriedades do carbono.     

Fonte:  http://www.astronoo.com/pt/artigos/celula-viva.html