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sexta-feira, 18 de maio de 2012

Fotoperiodismo

É muito frequente ouvirmos dizer que determinada planta floresce em março, outras em outubro, e assim sucessivamente. Essa característica comportamental das plantas começou a ser explicada no início do século XX pelos cientistas estadunidenses Wightman Wells Garner e Harry Ardell Allard e recebeu o nome de fotoperiodismo.

Garner e Allard iniciaram seus estudos com plantas de uma espécie de soja e de uma espécie de tabaco, o que lhes permitiu verificar que a floração dessas variedades apenas ocorria quando o período iluminado do dia fosse inferior a um dado número de horas. Ao analisarem outras espécies, os cientistas chegaram à conclusão de que a influência do fotoperiodismo no processo de floração varia conforme a espécie e que as plantas podem ser classificadas, basicamente, em três tipos quanto ao comportamento de floração:

Plantas de dia-curto: são aquelas que florescem quando o período iluminado tem duração menor que um dado número de horas, o que recebe o nome de fotoperíodo crítico. Normalmente, tais plantas florescem no início do outono ou da primavera, como é o caso do morangueiro.
Plantas de dia-longo: são plantas que florescem quando o período iluminado tem uma duração superior ao fotoperíodo crítico. Geralmente, essas plantas florescem no verão, como ocorre com a alface e o espinafre.
Plantas indiferentes: são as plantas cuja floração não depende do fotoperiodismo. Em situações como estas, a floração se dá por meio de outros estímulos, como é o caso do tomateiro e do feijão de corda.

Atualmente sabe-se que, na verdade, o que interfere no fotoperíodo não é o período de iluminação, mas sim o período ininterrupto de escuridão em relação ao período iluminado. Dessa forma, seria mais adequado classificar as plantas como plantas de noite-longa, e não de dia-curto, por exemplo.
O fenômeno do fotoperiodismo é ditado pela atuação do fitocromo, uma proteína de cor azul-esverdeada que controla a floração de diversas espécies de plantas. Uma molécula de fitocromo é capaz de adquirir duas formas interconversíveis, ou seja, que podem transformar-se uma na outra: o fitocromo Pr e o fitocromo Pfr. O fitocromo Pr converte-se em fitocromo Pfr quando absorve luz vermelha de comprimento de onda de aproximadamente 660 nm. O fitocromo Pfr, por sua vez, converte-se em fitocromo Pr, quando absorve luz vermelha de comprimento de onda um pouco mais longo, na faixa de 730 nm, ou na escuridão (conversão lenta).
Em plantas de dia-curto, o fitocromo Pfr funciona como um inibidor da floração. Sendo assim, elas florescem apenas durante as estações do ano em que as noites são longas, pois, no decorrer do período prolongado de escuridão, o fitocromo Pfr transforma-se em fitocromo Pr, deixando de inibir a floração. Já nas plantas de dia longo, o Pfr é responsável por induzir a floração. Dessa maneira, as plantas florescem apenas em períodos breves de escuridão, de forma que não seja possível haver a conversão completa do fitocromo Pfr em Pr (o que inibiria a floração). Nos períodos do ano em que as noites são longas, as plantas de dia-longo não podem florescer porque todo o fitocromo Pfr é convertido em Pr, tornando impossível a indução da floração.
Em linhas gerais, o termo fotoperiodismo é hoje empregado para explicar qualquer resposta biológica que seja influenciada pela relação entre a duração do período iluminado e o período de escuridão dentro de um ciclo de 24 horas, não só para as plantas, mas para todas as formas de vida.

Fixação de Nitrogênio por Bactérias

O conhecimento científico da natureza e de suas leis tem sido um dos pilares do desenvolvimento humano, pois traz alento à incessante insatisfação desta espécie em torno de sua própria condição. Uma vez que, mesmo sob certa limitação, compreende-se uma realidade em um contexto mais amplo, inequivocamente sente-se melhor adaptado nesta.

Há uma grande quantidade de gás nitrogênio (N₂) na atmosfera, mas as plantas são incapazes de utilizá-lo, pois o N₂ é muito estável termodinamicamente e, consequentemente, inerte. Sua estabilidade é devido à sua tripla ligação entre os dois átomos de nitrogênio que compõe a molécula, resultando em uma elevada energia de dissociação. As energias e distâncias de ligação nas espécies diatômicas de nitrogênio são reunidas na Tabela 1.

O solo fértil contém nitrogênio combinado, principalmente na forma de nitratos, nitritos, sais de amônio ou uréia, CO(NH₂)₂. Esses compostos são absorvidos da água do solo pelas raízes das plantas em um processo conhecido como fixação do nitrogênio. Algumas poucas espécies de bactérias e cianobactérias podem “fixar” o nitrogênio atmosférico, ou seja, transformar o N₂ gasoso em compostos de nitrogênio; nitratos ou sais de amônio.
O gênero mais importante dessas bactérias é o Rhizobium. Elas vivem em simbiose nos nódulos das raízes das plantas da família das leguminosas, por exemplo, ervilhas, feijão, trevo e amieiro. Outras bactérias nitrificantes vivem livres no solo, por exemplo as bactérias aeróbicas tais como Azobacter e Beijerinckia, e as bactérias anaeróbicas como Clostridium pastorianum. Essas bactérias necessitam de pequenas quantidades de certos metais de transição como molibdênio, ferro, cobalto e cobre, e também de boro do solo.
A enzima fixadora de nitrogênio “nitrogenase” foi isolada do Clostridium pastorianum em 1960: o mesmo sistema enzimático é responsável pela fixação de nitrogênio nas demais bactérias. A nitrogenase contém dois componentes. Um deles é uma proteína de molibdênio e ferro, de massa molecular 220.000 g, contendo 24-32 átomos de ferro, dois de molibdênio e um grupo sulfeto lábil. O outro é uma ferro-proteína de massa molecular 60.000 g, contendo 4 átomos de ferro e 4 de enxofre. A nitrogenase reduz N₂ a amônia (NH₃).
Como mecanismo de fixação, o qual ainda não está totalmente elucidado, supõe-se que o N₂ forma um complexo com a proteína de ferro e molibdênio (Fe-Mo). A coordenação de apenas um dos átomos de nitrogênio ao metal é favorecida nos complexos de N₂. Nesse caso, a doação do par de elétrons do nitrogênio ao metal formando uma ligação k é mais importante que a retrodoação do metal para o nitrogênio. A nitrogenase também é capaz de reduzir N₂O, RCN e N^3- a NH₃; reduz-se também etino, C₂H₂, a eteno, C₂H₄.

Taenia Saginata

Fase larval: Cysticercus bovis

Local de predileção: Intestino delgado (hospedeiro definitivo= homem); músculo, fígado, rim (hospedeiro intermediário=bovinos).

Descrição macroscópica: o verme adulto é encontrado apenas em seres humanos e varia de 5-15m de comprimento. O escólex, excepcional entre as espécies de Taenia, não possui rostelo nem ganchos. No bovino, o cisticerco maduro, C. bovis, é branco acinzentado, oval, tem cerca de 0,5-1,0-0,5cm de comprimento e é preenchido com fluido no qual o escólex em geral é claramente visível. Como no verme adulto, não possui rostelo e nem ganchos.
Descrição microscópica: o útero do proglotes gravido tem 15-30 ramificações laterais em cada lado da haste central, ao contrario de Taenia solium com apenas 7-12 ramificações laterais. Os proglotes grávidos podem conter cerca de 100.000-200.000 ovos, cada um sendo aproximadamente circular com casca espessa lisa medindo 30-50 x 20-30µm.
Uma subespécie Taenia saginata asiática possui rostelo e protuberâncias posteriores nos segmentos e 11-32 botões uterinos. Os metacestóides são pequenos, com cerca de 2mm, e possuem rostelo e duas fileiras de ganchos primitivos, sendo os da fileira exterior numerosos e minúsculos.
Ciclo de vida: Um ser humano infectado pode eliminar milhões de ovos diariamente, livres nas fezes ou como segmentos intactos, cada um contendo cerca de 250.000 ovos, e estes podem sobreviver no pasto por vários meses. Após a ingestão por um bovino suscetível, a oncosfera segue pelo sangue para o musculo estriado. Ela é primeiro macroscopicamente visível cerca de 2 semanas depois como uma mancha pálida semitransparente com cerca de 1mm de diâmetro, mas não é infectante para o homem até cerca de 12 semanas mais tarde, quando atingiu seu tamanho total de 1cm. Até lá ela fica englobada pelo hospedeiro em uma capsula fibrosa fina, mas apesar disso o escólex geralmente ainda pode ser observado. A longevidade dos cistos varia de semanas a anos. Quando eles morrem, geralmente são substituídos por uma massa caseosa enrugada, que pode tornar-se calcificada. Tanto cistos vivos quanto mortos frequentemente estão presentes na mesma carcaça. Seres humanos infectam-se por ingestão de carne crua ou inadequadamente cozida.
Patogenia: Embora Cysticercus bovis possa ocorrer em qualquer lugar nos músculos estriados, as localizações de predileção, pelo menos do ponto de vista de inspeção de rotina de carnes, são o coração, a língua e os músculos masseter e intercostais. Em condições naturais, a presença de cisticercos nos músculos dos bovinos não está associada a sinais clínicos, embora excepcionalmente bezerros que receberam infecções maciças de ovos de Taenia saginata tenham desenvolvido miocardite grave e insuficiência cardíaca associadas a cisticercos que se desenvolvem no coração.

Taenia hydatigena

A Taenia hydatigena ou Taenia marginata, tem seu metacestódeo chamado de Cysticercus tenuicollis, seu local de predileção é a cavidade abdominal e fígado em seus hospedeiros intermediários e no intestino delgado de seus hospedeiros definitivos. Seus hospedeiros definitivos são os cães e seus hospedeiros intermediários são os ovinos, os bovinos, os cervos, os suínos e os equinos.

O adulto é um cestódeo grande que mede até 5m de comprimento. O escólex é grande e tem duas fileiras de 26 e 46 ganchos rostelares. Os proglotes grávidos têm 12×6 mm e o útero tem cinco a dez ramos laterais. O metacestódeo maduro (Cysticercus tenuicollis) tem cerca de 5-8 cm de diâmetro e contem um único escólex invaginado (verme bexiga) com pescoço longo. Os ovos são ovais ou elípticos e medem 36-39 x 34-35µm.
Cães e canídeos silvestres são infectados consumindo o cisticerco no hospedeiro intermediário. Caso não sejam tratados, o hospedeiro final pode albergar tênias por vários meses até um ano ou mais. O hospedeiro intermediário é infectado pela ingestão de ovos da tênia, que eclodem no intestino. As oncosferas, infectantes para ovinos, bovinos e suínos são transportadas pelo sangue para o fígado, no qual migram por cerca de quatro semanas antes de sua emergência na superfície deste órgão e aderem ao peritônio. Dentro de quatro semanas, cada uma delas se desenvolve em metacestódeos caracteristicamente grandes, Cysticercus tenuicollis.
Infecções intensas em cordeiros jovens podem causar hepatite e morte. Ocasionalmente os cisticercos em desenvolvimento são destruídos no fígado, de forma presumível em bovinos previamente expostos a infecção, nesses casos, a superfície subcapsular do fígado é guarnecida de nódulos verdes com cerca de um cm de diâmetro. Infecção grave do fígado ou dos tecidos pode resultar em condenação do fígado/da carcaça em abatedouros. Os cisticercos maduros na cavidade peritoneal geralmente são benignos. Imunidade concomitante, adquirida a partir da infecção primaria, pode ocorrer em hospedeiro intermediário permitindo aos metacestódeos sobreviver no hospedeiro, apesar deste ser resistente a reinfecção.
Cães com tênias adultas geralmente são assintomáticos mas em infecções maciças podem haver distúrbios gastrointestinais como diarreia, dor abdominal e prurido anal que resulta da migração dos proglotes a partir da área perianal. Ruminantes infectam-se em pastos e forragens contaminados com fezes caninas que albergam ovos de Taenia hydatigena. Existe um ciclo no lobo e na rena em latitudes setentrionais em que os metacestódeos são encontrados no fígado do hospedeiro intermediário, e cães podem ser infectados como hospedeiros definitivos. O hospedeiro definitivo pode abrigar tênias de vários meses a um ano ou mais.

Ritmos Circadianos

Também conhecido como ciclo circadiano, o ritmo circadiano representa o período de um dia (24 horas) no qual se completam as atividades do ciclo biológico dos seres vivos. Uma das funções deste sistema é o ajuste do relógio biológico, controlando o sono e o apetite.

Através de um marca-passo interno que se encontra no cérebro, o ritmo circadiano regula tanto os ritmos materiais quanto os psicológicos, o que pode influenciar em atividade como: digestão em vigília, renovação de células e controle de temperatura corporal.
A área do cérebro onde este relógio que monitora o ciclo de atividades do corpo humano fica é o núcleo supraquiasmático, que fica pouco acima das glândulas pituitárias, no hipotálamo, região cerebral que liga o sistema nervoso ao sistema endócrino.
De acordo com alguns estudos recentemente publicados, existem outros fatores que implicam no funcionamento do ritmo circadiano. Eles estão relacionados ao ciclo da Lua, as marés, dinâmica climática da Terra pelas correntes marítimas e eólicas. Assim, o ritmo circadiano não se resume à questão da fisiologia, tornado-se um campo aberto em que fatores astronômicos, ecológicos e geológicos apresentam efetiva influência.
Nas aproximadas vinte e quatro horas em que se baseia o ritmo circadiano, cara órgão do corpo humano manifesta o seu pico de funcionamento, período em que é realizada a auto-limpeza do corpo. Assim, a cada duas horas, divididas entre as 24, um órgão necessita da utilização de mais energia.
As atividades dos órgãos estão divididas da seguinte forma:

1h – 3h - Fígado
3h – 5h – Pulmão
5h – 7h – Intestino Grosso
7h – 9h – Estômago
9h – 11h – Baço/Pâncreas
11h – 13h – Coração
13h – 15h – Intestino Delgado
15h – 17h – Bexiga
17h – 19h – Rins
19h – 21h – Pericárdio
21h – 23h – Triplo Aquecedor
23h – 1h – Vesícula Biliar

A grande importância do conhecimento das funções e atividades do Ciclo Circadiano está em analisar o comportamento do corpo e obsevar anomalias frequentes que ocorrem no mesmo período entre as 24 horas do ciclo. Desta forma, pode-se dizer em que estrutura corpórea ocorre algum tipo de desequilíbrio.

Echinococcus granulosus

O nome comum do Echinococcus granulosus é tênia anã do cão, seu local de predileção é fígado e pulmões nos hospedeiro intermediário, que são os ruminantes domésticos e silvestres, homem e primatas, suínos e lagomorfos; e intestino delgado nos hospedeiro definitivo que são os cão e muitos canídeos silvestres. O cestódeo adulto tem apenas cerca de 6 mm de comprimento e, portanto, é difícil encontra-lo no intestino recém-aberto. Ele consiste em um escólex e três ou quatro segmentos, o terminal grávido ocupando cerca de metade do comprimento de todo o cestódeo. A fase larval representada pelos cistos “hidáticos” são grandes vesículas repletas de fluido, de 5-10 cm de diâmetro, com cutícula espessa concentricamente laminada e camada germinativa interna.

No ciclo de vida, o período pré-patente no hospedeiro definitivo é ao redor de 40-50 dias, após os quais apenas um segmento grávido é liberado por semana. As oncosferas são capazes de sobrevivência prolongada fora do hospedeiro. Após ingestão pelo hospedeiro intermediário, a oncosfera penetra na parede intestinal e chega ao fígado pelo sangue ou aos pulmões pela linfa. Esses são os locais mais comuns para o desenvolvimento larvar. O crescimento da hidátide é lento, atingindo a maturidade em torno dos 6-12meses. No fígado e nos pulmões, o cisto pode ter o diâmetro de até 20cm, mas em localizações mais raras, como a cavidade abdominal, onde o crescimento irrestrito é possível, ele pode ser muito grande e conter vários litros de fluido. A cápsula do cisto consiste em uma membrana externa e em um epitélio germinativo interno a partir do qual, quando o crescimento do cisto já está quase completo, vesículas filhas realizam brotamento, cada uma delas contendo diversos escóleces.
A infecção em bovinos ou ovinos em geral não está associada a sinais clínicos. A infecção humana pode resultar em desconforto respiratório ou aumento de volume abdominal, dependendo de haver a presença ou não de infecção nos pulmões ou no fígado. A presença de hidátides como entidade clinica raramente é suspeitada em animais domésticos e diagnostico especifico nunca é solicitado. O diagnostico de infecção em cães com cestódeos adultos é difícil, porque os segmentos são pequenos e eliminados aos poucos. Quando encontrados, a identificação baseia-se em seu tamanho (2-3 mm), no formato ovoide e no poro genital único.
Em alguns países, os esquemas de controle têm envolvido a administração de anti-helmínticos purgativos nos cães, de maneira que o cestódeo inteiro é expelido pelo muco e pode ser procurado nas fezes. Se puder ser feita necropsia, deve-se abrir o intestino delgado e imergi-lo em um pouco de agua rasa, quando os vermes aderidos poderão ser vistos como pequenas papilas delgadas. Foram desenvolvidos testes imunodiagnósticos que se baseiam na técnica de ELISA para detecção de anticorpos contra o antígeno nas fezes.

Aminoácidos e Nitrogênio

O homem tem buscado, ao longo da história, tornar-se capaz de compreender os fenômenos que regem a vida e o universo, utilizando como ferramentas principais a observação direta e a interpretação lógica daquilo que observa. Seu desejo então passa a ser o de submeter suas observações à experimentação, para que cada vez mais sinta-se localizado em seu ambiente. O elemento químico nitrogênio, em particular, merece destaque nesse ínterim, uma vez que está na base de todo organismo vivo, compondo o que chamamos de aminoácidos.

O nome desse elemento provém do grego e significa “formador de nitron”, onde “nitron” se refere ao nitrato de potássio, KNO₃. Em francês, o nome para o nitrogênio é azoto, que significa “sem vida”. (O pioneiro químico francês A. L. Lavoisier observou que um rato morreu quando mantido em atmosfera de nitrogênio.) Os sais de amônio e os nitratos eram conhecidos dos primeiros alquimistas, que também prepararam o que deveria ser o ácido nítrico.¹
O nitrogênio ocorre na terra como o principal constituinte do ar atmosférico, aproximadamente 78% em volume. Compostos inorgânicos do nitrogênio não são comumente encontrados como minerais, pois a maioria deles é solúvel em água. Em alguns locais de clima seco (ou que no passado tiveram clima seco) existem jazidas de nitratos, geralmente nitratos impuros de sódio ou potássio.

O nitrogênio é encontrado em compostos orgânicos em todos os seres viventes, animais e plantas. Proteínas, por exemplo, são moléculas gigantes, cujas peças constituintes são compostos contendo nitrogênio chamados aminoácidos.^1,2 Um exemplo de um aminoácido simples é o ácido aminoacético, ou glicina, representado ao lado.
A fonte de nitrogênio combinado na matéria viva é, em última análise, a atmosfera, embora o gás nitrogênio (N₂) não seja diretamente útil na síntese de proteínas. Uma das consequências das tempestades elétricas é, entretanto, a produção de pequenas quantidades de nitratos (NO₃^-) e nitritos (NO₂^-), que são arrastados para a terra pela chuva. Além disso, certas bactérias no solo e raízes de algumas plantas, especialmente os legumes, convertem o nitrogênio atmosférico em nitrogênio orgânico, que é então transformado por outras bactérias em nitrato, a forma de nitrogênio mais usada pelas plantas na síntese de proteínas, processo conhecido por “fixação”.
A diminuição do nitrogênio atmosférico é compensada pela produção de N₂ por certas bactérias do solo e pela degradação de material protéico de plantas e animais. Existe uma interrelação complexa envolvendo o N₂ da atmosfera, o NO₃^-, NO₂^- e o cátion amônio (NH₄⁺) do solo e o nitrogênio orgânico das bactérias e organismos de grande porte. Essa relação, o ciclo do nitrogênio, mantém o conteúdo do nitrogênio atmosférico constante.