HISTOLOGIA VEGETAL

 O CORPO DAS PLANTAS (ANATOMIA VEGETAL)

 

Mais especificamente das angiospermas dicotiledôneas, representadas pelas árvores que vemos comumente por aí, como as mangueiras, abacateiros, ipê e etc.

 

HISTOLOGIA VEGETAL

 

De forma geral, temos de estudar este assunto tendo em mente que as plantas apresentam dois tipos básicos de tecido, os meristemáticos e os adultos/permanentes, e dois tipos de crescimento, baseados no tipo de tecido responsável pela multiplicação celular, os crescimentos primário e secundário. Ainda, na mesma planta há partes jovens e velhas, por exemplo, as extremidades do caule e da raiz são jovens, ao passo que as partes mais próximas da linha do solo são mais antigas.

 

Os tecidos meristemáticos são constituídos de células indiferenciadas, capazes de originar os outros tipos de células e de tecidos. São células que têm, em geral, parede celular mais fina e vacúolos centrais menores. Já os tecidos adultos têm vários tipos de células que persistem no corpo da planta.

 

Sobre as formas de crescimento, o primário é basicamente o crescimento em comprimento, resultante da multiplicação dos meristemas localizados na ponta do caule e na ponta da raiz (os meristemas apicais). Já o crescimento secundário é o crescimento em espessura, típico das plantas com porte arbóreo, como as angiospermas dicotiledôneas, sobre as quais daremos ênfase aqui. É um crescimento que resulta da multiplicação das células localizadas nos meristemas secundários: o câmbio vascular e o felogênio. Não se preocupe, já veremos todos esses tecidos (ou seja, preocupe-se, justamente por termos de ver tudo isso ☹).

 

Vejamos então a seguir, os tipos básicos de tecidos vegetais:

 

1. Tecidos de revestimento: cobrem o corpo da planta.

 

1.1. Epiderme: tecido constituído de uma camada de células que reveste as folhas e as partes jovens da planta, que são, ou a planta jovem ou então as extremidades do caule e da raiz. A epiderme é revestida por uma cutícula constituída de ceras (lipídeos), com a função de prevenir a perda excessiva de água. Na face de baixo das folhas, chamada de face abaxial, há estruturas chamadas estômatos, com uma abertura que pode ser fechada ou aberta, para controlar a entrada de O₂ e CO₂ e a saída de H₂O_(g) por transpiração. Os estômatos são estudados nos conteúdos de fisiologia vegetal.

 

1.2. Periderme: a casca das raízes e dos caules adultos é constituída pela periderme e pelo floema. A periderme é uma camada que possui três tecidos, o súber, o felogênio e a feloderme. Na medida em que a planta se desenvolve a periderme substitui a epiderme. Em algumas plantas, a periderme morre e é substituída por outra. A periderme morta, que se desprende, é chamada ritidoma (comum em goiabeiras, por exemplo).

 

1.2.1. Súber: tecido mais externo, também conhecido como cortiça. É constituído de células mortas e cujas paredes celulares são impregnadas de suberina, uma substância impermeabilizante. No súber é possível observar pequenas aberturas chamadas lenticelas, que permitem as trocas gasosas.

1.2.2. Felogênio: meristema secundário que origina a periderme (o súber e a feloderme).

1.2.3. Feloderme: tecido parenquimático.

 

2. Tecidos de preenchimento: são os parênquimas, um grupo de tecidos bastante diverso. Preenchem os espaços das plantas, mas podem realizar outras funções. Exemplos:

 

2.1. Clorofiliano: preenche o interior das folhas e é constituído de células fotossintetizantes.

2.2. Amilífero: armazena amido (as batatas e as mandiocas têm bastante).

2.3. Aquífero: armazena água. Pode ser encontrado em plantas típicas de ambientes áridos.

2.4. Aerífero: funciona como boia e permite a flutuação da planta na água.

 

3. Tecidos de sustentação: sustentam o corpo do vegetal.

 

3.1. Colênquima: formado por células vivas, encontrado principalmente no córtex dos caules e nas folhas.

3.2. Esclerênquima: formado por células mortas, com paredes secundárias espessas e impregnadas da substância lignina. Esse tecido é mais comumente encontrado em regiões que não crescem mais, como os caules maduros e as cascas, porém também está presente nas folhas e nas cascas duras de frutos e de sementes. Algumas das células do esclerênquima têm formato de fibras e são utilizadas na fabricação de fibras têxteis e outros produtos similares.

OBS: as paredes celulares primárias são, justamente, as primeiras que se formam. São encontradas em todas as células da planta, compostas primordialmente de celulose, hemicelulose e pectinas, esse tipo de parede é flexível, contém ~70 % de água em sua composição e permite o crescimento da célula. Quando a célula para de crescer, deposita-se mais constituintes no interior da parede primária, inclusive a lignina, de maneira que essa parede se torna mais espessa, mais rígida e resistente e com menor teor de água, é a parede secundária.

 

3.3. Xilema: (veja abaixo).

 

4. Tecidos condutores de seiva: transportam as seivas bruta e elaborada.

 

4.1. Xilema (lenho): responsável pela condução da seiva bruta, das raízes até as folhas. A seiva bruta é uma solução constituída de água e sais minerais extraídos do solo pela raiz. As células do xilema são mortas e têm as paredes celulares espessas e reforçadas por lignina, que auxilia na sustentação da planta. Nas eudicotiledôneas essas são as traqueídes e os elementos de vaso.

 

4.2. Floema (líber): conduz a seiva elaborada, das folhas para as outras regiões da planta. A seiva elaborada é uma solução contendo várias substâncias orgânicas produzidas nas folhas, graças ao processo de fotossíntese. As células do floema são vivas, são os elementos de tubo crivado e as células companheiras.

Estrutura simplificada do xilema e do floema, mostrando os tipos celulares principais. Imagem modificada de: Adobe Stock.

 

5. Tecidos meristemáticos: possui células indiferenciadas, cujas paredes celulares são menos espessas e os vacúolos centrais são menores. Esses tecidos originam os tecidos acima.

 

5.1. Meristemas primários: são os que descendem diretamente dos meristemas embrionários, localizados nos ápices do caule e da raiz (veja de novo a figura lá no começo do texto). Responsáveis pelo crescimento primário, ou seja, longitudinal/vertical.

 

5.2. Meristemas secundários: são o felogênio da periderme, o câmbio vascular (gera os vasos condutores de seiva no caule) e o periciclo (gera os vasos condutores de seiva na raiz). Esses meristemas são originados a partir da desdiferenciação de tecidos adultos. Promove o crescimento secundário, ou seja, em espessura.

 

A tabela a seguir mostra a origem e desenvolvimento dos principais tecidos vegetais:

Na imagem abaixo estão mostrados os principais tecidos vegetais e as disposições deles. Imagem modificada de: Adobe Stock.

A ORIGEM DA VIDA

A ORIGEM DA VIDA
 
Acredita-se que o nosso universo tenha surgido há ~13,7 bilhões de anos e o planeta Terra há ~4,5 bilhões de anos. No início de sua formação a Terra era em grande parte coberta por magma, havia intensas descargas elétricas, atividade vulcânica e bombardeios por meteoritos. As condições eram bem diferentes das atuais e nesse ambiente inóspito não havia vida.
 
Porém, na medida em que o planeta começou a resfriar e surgiram as primeiras rochas sólidas, foram surgindo as condições capazes de permitir o surgimento dos primeiros organismos. Acredita-se que os primeiros microfósseis datem de ~3,5 bilhões de anos atrás.
 


Aspecto da Terra primitiva.
 
 
Há duas correntes principais de pensamento para explicar o surgimento dos organismos, desenvolvidas muitos anos antes de os pesquisadores terem noções sobre o surgimento e as condições da Terra primitiva. São elas:
 
Biogênese: acredita-se que um organismo poderia surgir apenas a partir de outro, pré-existente.
Abiogênese: acredita-se que a matéria não viva possa se organizar de maneira a gerar os organismos vivos.
 
No âmbito da abiogênese, há conceito antigo e um moderno:
 
- Abiogênese por meio da ação de uma “força vital” ou algo similar, capaz de reorganizar a matéria não viva e gerar seres vivos rapidamente, como em poucos dias. É uma ideia antiga, com raízes aristotélicas e também pode ser chamada de geração espontânea. Lembrando que as pessoas sabiam que a reprodução originava novos seres vivos, porém, eles também criam que a vida poderia surgir via geração espontânea.
- Abiogênese por meio de processos de “evolução química”’, de longa duração, nos quais houve a formação das substâncias constituintes das células, sua organização e a geração das primeiras células. É o conceito moderno e o mais aceito pelos pesquisadores.
 

 
Apesar de esse segundo ser o conceito mais aceito hoje em dia, por muito tempo, a maioria dos estudiosos cria na hipótese da geração espontânea, que enfrentou um dos seus primeiros desafios experimentais em 1668. Foi quando Francesco Redi elaborou um experimento tentando desbancá-la baseado na hipótese de que as larvas que se observam nos corpos em putrefação são originadas pelos ovos que as moscas depositam neles, não o resultado de geração espontânea.
 
Para testar essa hipótese Redi elaborou um experimento que, simplificando, consistia em colocar pedaços de carne em dois conjuntos de frascos: um conjunto era mantido destampado, de maneira que as moscas poderiam pousar nas carnes, enquanto o outro era mantido tampado, isolando as carnes das moscas. Após deixar os frascos em repouso por alguns dias, observou que só surgiram larvas nos frascos deixados destampados, onde as moscas poderiam pousar, logo, sua hipótese foi confirmada: as larvas eclodem dos ovos das moscas e não surgem por geração espontânea.
 

Esquema simplificado do experimento de Redi.
 
Não obstante, os resultados foram contestados por muito tempo: os críticos afirmaram que ao tampar os frascos Redi tinha impedido a força vital de entrar em contato com as carnes, por isso as larvas não surgiram. Ademais, os defensores da geração espontânea criam que a força vital ainda podia gerar micro-organismos. Os micro-organismos foram descritos pela primeira vez em 1665, por Robert Hooke.
 
Após anos de controvérsia, incluindo outros experimentos, a disputa foi resolvida de vez em 1862 por Louis Pasteur. Pasteur realizou um experimento para testar a hipótese de que, ao se ferver um caldo nutritivo, os micro-organismos que se detectam no material posteriormente são provenientes de contaminação pelo ar, ao invés de surgirem por geração espontânea.
 
Para isso, Pasteur criou frascos com gargalos longos e curvados, chamados de pescoço de cisne. Dentro desses frascos foi introduzido o caldo nutritivo, que foi esterilizado com o uso de uma chama. Então os gargalos também foram curvados também com o auxílio de uma chama. Esses gargalos curvados permitem que a suposta força vital entre no frasco e tenha contato com o caldo nutritivo, porém, retêm os micro-organismos contaminantes na curvatura.
 

Frasco com o gargalo curvado usado no experimento de Pasteur.
 
 
Dias após realizar o experimento não se encontrou vida nos frascos, mas quando se arrancavam os gargalos de modo a permitir o contato do ar e dos micro-organismos contaminantes com o caldo, em pouco tempo as amostras foram contaminadas por eles.
 
Esse experimento terminou a controvérsia sobre a geração espontânea e a biogênese de maneira definitiva. Porém, um problema ainda persistia e persiste: e quanto ao primeiro organismo? Esse não poderia ter sido gerado a partir de outro. Logo, deveria haver algum tipo de processo abiótico, sem um componente similar a força vital, capaz de tê-lo gerado. Como mencionado, a maioria dos pesquisadores aceita a hipótese de que a vida surgiu via abiogênese por processos de evolução química.
 
Acredita-se que na Terra primitiva ocorreram processos químicos nos quais as substâncias simples, ao longo do tempo e nas condições adequadas, geraram substâncias orgânicas cada vez mais complexas, que, por fim, originaram os primeiros organismos.
 

Resumo simplificado de como a vida pode ter surgido.
 
Uma possibilidade é baseada nas propostas de Haldane e Oparin, de 1924 (ambos trabalhando independentemente): supondo uma atmosfera pobre em oxigênio e composta primariamente por CH₄, H₂, NH₃ e H₂O, essas substâncias reagiriam graças à energia fornecida por descargas elétricas originando compostos orgânicos, que seriam concentrados nos oceanos e deram origem à uma “sopa pré-biótica”, onde os processos de evolução química foram capazes de permitir o surgimento da vida.
 
Essa hipótese foi testada em 1953 por Stanley Miller, que elaborou um aparato simulando essas condições ambientais. No aparato a água que evapora faz circular os compostos e os eletrodos simulam os relâmpagos, que fornecem a energia requerida para as reações químicas. Após algum tempo, foram detectadas algumas substâncias orgânicas como os aminoácidos glicina e alanina.
 

Modelo do aparelho de Miller.
 
Atualmente acredita-se que essas não tenham sido as condições da atmosfera primitiva, porém, o experimento mostra a possibilidade de se obter substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas simples, dependendo das condições ambientais. Além disso, também é possível que micro-organismos ou várias substâncias tenham sido formados fora da Terra e trazidos para cá em corpos celestes como os meteoritos. Essa é a hipótese chamada de panspermia, evidenciada pela presença de vestígios de micro-organismos e de substâncias orgânicas em alguns meteoritos, que podem ter origem extraterrestre.
 

A hipótese da panspermia prevê que algumas substâncias e talvez até micro-organismos possam ter sido trazidos para a Terra em corpos celestes.
 
O próximo passo deve ter sido a formação de moléculas orgânicas mais complexas, como os fosfolipídeos, proteínas e os ácidos nucleicos. Mas para que haja a síntese dessas moléculas e a vida possa surgir é necessário que haja catálise e polímeros capazes de armazenar as informações genéticas. Como as moléculas de RNA são capazes de fazer ambas as coisas, pode ser que elas tenham surgido antes das outras moléculas complexas:  é a hipótese chamada de mundo do RNA.
 

Como as moléculas de RNA podem tanto transmitir informações genéticas quanto ter atividade catalítica, podem ter sido as precursoras tanto do DNA quanto das proteínas.
 
Os fosfolipídeos permitiram a formação das bicamadas fosfolipídicas, estrutura básica das membranas celulares. Essas bicamadas podem ter permitido a compartimentação e a concentração das substâncias orgânicas, das moléculas de RNA inclusive, favorecendo a ocorrência das reações químicas capazes de gerar as primeiras células.
 
Tendo surgido, enfim, as primeiras células, acredita-se que elas tenham sido bem simples, similares às células procariontes mais simples atuais. Lembre-se de que a Terra tem ~4,5 bilhões de anos e os primeiros possíveis microfósseis de células, ~3,5 bilhões.
 

Candidatus Pelagibacter communis. São as células de vida livre com o menor genoma conhecido, de 1.308.759 pares de bases e aproximadamente 1389 genes.
 
No tocante ao tipo de metabolismo energético dos primeiros organismos, há duas hipóteses, a de que eles eram heterótrofos e a de que eram autótrofos.
 
- Hipótese heterotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido as mais simples possíveis nas condições em que se encontravam, logo, como os sistemas bioquímicos requeridos para a síntese de substâncias orgânicas a partir das inorgânicas requer um nível maior de complexidade, a hipótese prevê que os primeiros organismos obtinham os seus nutrientes a partir do meio. Esses primeiros organismos se desenvolveram em um meio anaeróbico e podem ter realizado um processo similar à fermentação alcoólica como a conhecemos atualmente, que, além de gerar energia potencial química, libera etanol e CO₂ para o meio, sendo que esse CO₂ pode ter favorecido o surgimento dos autótrofos, que o utilizam como fonte de átomos de carbono para a síntese de substâncias orgânicas.
 
A sequência de surgimento dos organismos no planeta seria:
Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossíntéticos (liberam O₂) => Aeróbicos.
 
(Detalhe, nem todos os tipos de fermentação liberam CO₂ para o meio. A alcoólica, por exemplo, libera, já a lática, não).
 
- Hipótese autotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido autótrofas quimiossintetizantes, pois, apesar da complexidade, não haveria processos químicos capazes de gerar substâncias orgânicas em quantidades suficientes para manter os organismos heterótrofos na Terra primitiva. Assim, os primeiros seres vivos podem ter sido quimiossintetizantes, como os encontrados nas fontes hidrotermais nas profundezas dos oceanos, que são ambientes quentes (60°-105° C) e sulfurosos.
 
Esses ambientes seriam protegidos da instabilidade da superfície do planeta e poderiam permitir que houvesse a seguinte reação:
 
FeS + H₂S => FeS₂ + H₂ + energia potencial química.
 
A energia potencial química é então empregada para impulsionar a síntese de substâncias orgânicas que sevem de alimento ao quimiotrófico.
 
Então, de acordo com essa hipótese, a sequência de surgimento dos organismos no planeta é:
 
Quimiossintéticos => Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossintéticos (liberam O₂) => Respiração aeróbica.

Resumo de um ecossistema encontrado nas vizinhanças das fontes hidrotermais.
 
Posteriormente, além das células procariontes, houve também o desenvolvimento das células eucariontes, que são mais complexas e possuem sistemas membranosos internos: as várias organelas membranosas, como o retículo endoplasmático, complexo de golgi, peroxissomo e etc. Essas células podem ter surgido há 2,5 bilhões de anos e os sistemas membranosos internos podem ter sido o resultado de invaginações da membrana plasmática, a sim de corresponder ao aumento no volume: as células eucariontes são, normalmente, bem maiores que as procariontes e, enquanto a área de superfície corresponde ao quadrado da dimensão linear, o volume corresponde ao cubo. Então, para corresponder a superfície, surgiram as invaginações, que por sua vez geraram as estruturas membranosas internas.
 
Além disso, pode também ter havido o aumento de complexidade graças ao processo de endossiombiose ou simbiogênese, no qual as células eucariontes primitivas fagocitaram células procariontes, mas ao invés de digeri-las, mantiveram-nas em seu interior pois isso lhes conferia vantagens adaptativas. Bons exemplos de organelas que podem ter surgido assim são as mitocôndrias e os cloroplastos, que possuem duas membranas, DNA e ribossomos próprios além de poderem se duplicar.
 

Esquema mostrando como poderiam ter surgido e se desenvolvido as células eucariontes.
 
E assim, uma vez que a vida surgiu, pôde evoluir e gerar a enorme biodiversidade que conhecemos. Para terminar, no tocante à questão “o que é vida?” a NASA define da seguinte forma: a vida como a conhecemos, aqui na Terra, é um sistema químico autossustentável capaz de evoluir por mecanismos darwinianos. 
 
 
 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15209075
https://www.forbes.com/sites/jamiecartereurope/2020/08/26/what-is-panspermia-new-evidence-for-the-wild-theory-that-says-we-could-all-be-space-aliens/?sh=69581af96543
https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2019.00076
https://astrobiology.nasa.gov/research/life-detection/about/

OS VÍRUS

 

VÍRUS, VIRÓIDES, VIRUSÓIDES E PRÍONS

 

CARACTERÍSTICAS GERAIS

 

Vírus é uma palavra de origem latina que significa veneno. É utilizada para se referir a um grupo de agentes infecciosos microscópicos, com tamanho entre 20 e 300 nm, constituídos basicamente por ácidos nucléicos recobertos por uma capa proteica, podendo haver também um envoltório membranoso originário da célula alvo onde foi produzido.

 

A capa proteica que recobre o material genético é chamada capsídeo. Ao conjunto material genético mais capsídeo, dá-se o nome nucleocapsídeo. No que diz respeito ao seu material genético, o vírus pode ser de RNA ou DNA, de cadeia simples ou dupla (sendo que os RNAs de cadeia simples podem funcionar como mRNAs ou não, ou seja, podem ser traduzidos assim que entram nas células e são respectivamente denominados de RNA de cadeia positiva e de cadeia negativa).

Estrutura de um adenovírus, um vírus de DNA e sem envelope membranoso.

 

Estrutura de um influenzavirus, vírus de RNA e envelopado. O envelope deriva da membrana plasmática da célula infectada de onde a partícula viral brota.

 

Os vírus não apresentam organização celular, ou seja, são acelulares. Em decorrência disso, não apresentam metabolismo próprio e são considerados sistemas moleculares replicativos não vivos, ou pelo menos no limite do que é vivo e do que é inanimado e, também, parasitas intracelulares obrigatórios, pois dependem da maquinaria de replicação da célula que infectam para poderem ser produzidos. Existem vírus capazes de infectar organismos de todos os reinos de seres vivos: das bactérias aos animais.

 

Na imagem são mostrados um bacteriófago, vírus que infecta bactérias, e um vírus do mosaico do tabaco, que infecta plantas.

 

Uma boa analogia para se referir aos vírus e às células que eles infectam seria compará-los com um disco, tipo Blu-ray, e um computador. O disco, assim como um vírus, contém as informações, como o código para instalar um jogo, por exemplo, mas para que essas informações sejam lidas e executadas, é necessário o hardware e o software celulares, neste caso, do computador fazendo o papel de célula.

 

A REPLICAÇÃO VIRAL

 

Para que haja a produção e a montagem de novas partículas virais, a chamada replicação viral, o vírus deve invadir uma célula alvo em um processo denominado infecção. A replicação como um todo normalmente segue os passos a seguir:

 

1. Adesão: é o processo no qual o vírus se liga à célula alvo que irá infectar. Na superfície da célula alvo existem proteínas chamadas receptores, que se ligam às proteínas presentes na superfície do vírus (que podem ser chamadas de antireceptores ou ligantes).

 

2. Inserção: é a internalização da partícula viral e/ou do material genético viral na célula alvo.

 

3. Biossíntese: a partir dos ácidos nucléicos virais inicia-se a síntese de mais ácidos nucléicos e proteínas virais. Os genes dos vírus também atuam no sentido de alterar o metabolismo e os recursos celulares no sentido da síntese dos componentes virais.

 

4. Montagem: as moléculas constituintes dos vírus, as proteínas e os ácidos nucleicos, sintetizados pela célula infectada, interagem de maneira a montar as novas partículas virais. Pode haver a produção e a montagem de centenas de novos vírus para cada célula alvo infectada.

 

5. Liberação: as partículas virais montadas são liberadas pela célula. Pode ocorrer por exocitose ou pela lise (= rompimento) celular.

 

Esquema simplificado da replicação viral. Há muita variedade nos processos.

 

Dá-se o nome de vírions às partículas virais capazes de infectar uma célula alvo e direcioná-la a produzir novos vírus (basicamente, é o vírus completo). Às vezes utiliza-se o nome vírus para se referir apenas aos estágios intracelulares.

 

No caso de alguns vírus, como os que infectam as bactérias, os bacteriófagos, pode acontecer de o material genético viral se incorporar ao genoma da célula alvo e permanecer em estado latente. Nesse caso, ele passa a ser chamado provírus. Para esses vírus o ciclo de replicação pode seguir dois caminhos:

 

1. Ciclo lítico (de lise): não ocorre a integração do material genético do vírus no genoma da bactéria. Há a produção e a montagem de novas partículas virais, que vão promover a lise da bactéria quando os vírus forem liberados.

 

2. Ciclo lisogênico: nesse caso o material genético do vírus é integrado ao genoma da bactéria e lá permanece latente, até o momento em que algum estressor promova a sua liberação do cromossomo bacteriano, iniciando um ciclo lítico.

 

Ciclo lítico e lisogênico em bacteriófagos. Eventos de estresse ambiental podem desencadear o início de um ciclo lítico: como a bactéria passar por carência nutricional ou entrar em contato com substâncias tóxicas.

 

DOENÇAS VIRAIS

 

Os vírus causam doenças, pois, para a célula alvo, o resultado da infecção geralmente é a morte, podendo ser causada pela própria ação viral, como no momento da fase de liberação (lise), ou pelo reconhecimento e destruição pelo sistema imunológico. Se um tecido ou órgão perde suas células, perde sua função. Além desse mecanismo, os vírus também podem originar cânceres, pois como vimos, são capazes de integrar seu material genético no genoma da célula alvo transformando-a em uma célula tumoral, pois esse material genético viral pode se inserir no meio de um gene que controla a progressão do ciclo celular.

 

A transmissão de doenças virais pode se dar de diversas formas, como através de:

 

Secreções. Ex: saliva, vírus da raiva (Lyssavirus).

Fluídos corporais, como o esperma e o sangue. Ex: HIV (o vírus da AIDS).

Gotículas em suspensão no ar. Ex: gripe (Influenzavirus), Hantavírus e Coronavirus.

Vetores animais, como os arbovírus (arthropod borne vírus – Vírus “originados” de artrópodes). Ex: vírus da febre amarela e da dengue (Flavivirus, vetor: mosquito Aedes aegypti).

Toque. Ex: vírus da herpes simples labial (HSV-1).

 

Alguns vírus têm a capacidade de infectar tanto as células humanas quanto as de outros animais. Sendo assim, pode-se adquirir doenças virais caso se tenha contato com animais contaminados. Estas doenças são chamadas de zoonoses virais. Como exemplos têm-se o vírus da raiva, que pode ser transmitido pela saliva de cães e morcegos infectados.

 

Formas pelas quais os morcegos podem transmitir vírus para os humanos. Quando os morcegos emitem os gritos da ecolocalização, expelem saliva que pode estar contaminada com os vírus.

 

Chamam-se reservatórios naturais, os animais (e até mesmo a nossa própria espécie) portadores dos vírus, que podem ou não apresentar as doenças. Por exemplo, os cães são reservatórios naturais do vírus da raiva. De forma geral, a destruição de ambientes naturais e a expansão populacional humana, fatores causadores de desequilíbrios ecológicos, acabam por promover a exposição da espécie humana a novos tipos de vírus “armazenados” em espécies consideradas como reservatórios naturais, as quais nós normalmente não tínhamos contato. É o caso das viroses emergentes, como as epidemias de SARS, MERS e COVID19, todas geradas por coronavírus.

 

De forma geral, as melhores formas de se lidar com as doenças virais são:

 

Prevenção, que é adotar práticas que permitam ao indivíduo não ser infectado pelo vírus. Como por exemplo, evitar o contato com animais considerados reservatórios naturais do vírus, contato sexual desprotegido com pessoas infectadas por vírus causadores de infecções sexualmente transmissíveis ou usar máscaras em lugares onde há aglomerações, de maneira a evitar inalar gotículas ou aerossóis contendo partículas virais capazes de infectar o aparelho respiratório como os influenza e os coronavírus.

 

Vacinação, para que, caso seja infectado pelo vírus, não desenvolva a doença ou pelo menos não desenvolva os sintomas graves da doença.

 

Tratamento com drogas antivirais, no caso de ter sido infectado e apresentar os sintomas da doença. Estas drogas objetivam impedir etapas específicas do ciclo de replicação dos vírus. Não é possível tratar as viroses com o uso de antibióticos, visto que não possuem organização celular.

 

A tabela a seguir mostra algumas doenças importantes causadas por vírus:

 

Doença	Transmissão	Prevenção	Manifestações
Gripe Influenzavirus	Gotículas em suspensão no ar.	Evitar o contato com os doentes; Vacinação.	Febre, coriza, tosse e obstrução nasal
Rubéola	Gotículas em suspensão no ar; Pode ser transmitida via transplacentária.	Evitar o contato com os doentes; Vacinação.	Febre, linfonodos inchados, manchas avermelhadas na pele, dores nos músculos e articulações, e malformações congênitas.
Varíola	Contato direto; Gotículas em suspensão no ar.	Evitar o contato com os doentes; Vacinação.	Lesões cutâneas, febre e hemorragias.
Poliomielite	Secreções respiratórias; Via fecal-oral.	Saneamento básico, isolamento dos doentes; Vacinação.	Febre, diarreia, fraqueza muscular e paralisia (pois o vírus pode atingir o sistema nervoso central).
Raiva	Secreções (mordidas de animais contaminados).	Vacinação humana e dos animais; Eliminação de animais contaminados.	Cefaleia, mal-estar, convulsões e dificuldade para engolir e respirar.
Hepatite A	Água ou alimentos com resíduos de fezes contaminadas, contato direto.	Evitar o contato com os doentes; Saneamento básico; Vacinação.	Icterícia, febre, dor abdominal, urina escura e fezes claras.
Dengue	Picada do mosquito vetor Aedes aegypti	Eliminar os mosquitos vetores.	Febre, dor muscular, hemorragias e cefaleia.
Febre amarela	Picada do mosquito vetor Aedes aegypti	Eliminar o mosquito; Vacinação.	Febre, icterícia, dor muscular, vômitos, diarreia, hemorragia e insuficiência renal.
SARS/COVID19 Coronavirus	Inalação de gotículas contendo os vírus (via preferencial) ou tocar uma superfície recentemente contaminada e levar as mãos aos olhos ou ao nariz.	Evitar o contato com os doentes; evitar aglomerações; evitar tocar o rosto; vacinação.	Febre, dores de cabeça, tosse, dificuldades para respirar e cansaço físico.

 

Vejamos um pouco mais sobre algumas doenças virais de maior interesse:

 

O HIV e a AIDS:

 

O HIV, vírus da imunodeficiência humana, é o agente causador da AIDS, síndrome da imunodeficiência adquirida, doença que aflige cerca de 433 mil indivíduos no Brasil, e aproximadamente 40 milhões de pessoas no mundo. O vírus é transmitido a partir de fluidos corporais contaminados, como o sangue e o esperma, e sua célula alvo principal são os linfócitos T CD4⁺ (ou T helpers, ou T auxiliares), células responsáveis por organizar a resposta imune do organismo. A imunodeficiência é resultante da destruição e/ou da parada do funcionamento adequado dessas células, então o organismo não consegue mais combater agentes que normalmente não seriam capazes de causar doenças, nesses casos, chamados de agentes oportunistas.

 

O vírion apresenta um envelope membranoso envolvendo o capsídio, que por sua vez envolve duas moléculas de RNA de cadeia simples e duas enzimas responsáveis por processos importantes durante o ciclo de replicação viral:

 

Transcriptase reversa: enzima que catalisa a síntese de DNA a partir do RNA viral (sintetiza uma cadeia simples, ao mesmo tempo em que degrada o RNA viral, e depois produz uma cadeia de DNA complementar à que já havia sido sintetizada). O fato de apresentar uma etapa de transcrição reversa em seu ciclo de replicação caracteriza o HIV como um retrovírus.

 

Integrase: catalisa a reação de integração do DNA viral no DNA cromossomal da célula hospedeira.

 

Protease: cliva os polipeptídeos precursores gerados após a tradução dos mRNA virais nas proteínas virais.

 

Estrutura do HIV, vírus causador da AIDS. Trata-se de um vírus envelopado cujo material genético consiste de duas moléculas de RNA. No capsídeo, além das moléculas de RNA, encontram-se também três proteínas importantes no processo de replicação viral, a transcriptase reversa (uma DNA polimerase RNA-dependente), a integrase e a protease. A proteína de superfície viral, que se liga ao receptor celular, é a gp120.

 

Basicamente, o ciclo de replicação se dá da seguinte forma:

 

Adesão do HIV ao linfócito T CD4⁺. CD4 é o nome do receptor do linfócito, a proteína de superfície do HIV se chama GP120 (glicoproteína 120).

 

1. Fusão do envelope viral à membrana celular.

2. Inserção do capsídeo no citoplasma, onde é desintegrado e libera os RNA virais e as enzimas transcriptase reversa e integrase.

3. Síntese de DNA viral por transcrição reversa. O DNA viral e a integrase penetram no núcleo da célula, e lá o DNA viral é integrado ao DNA cromossomal da célula.

4. Biossíntese de RNA viral, via transcrição, e de proteínas virais.

5. Montagem dos nucleocapsídios contendo as enzimas transcriptase reversa e integrase.

6. Liberação das partículas virais via brotamento a partir da membrana plasmática.

 

Replicação do HIV. O ciclo inicia com a ligação do virus à célula alvo e a entrada da partícula viral. O capsídeo desintegra e a enzima transcriptase reversa, transportada pelo vírus, sintetiza DNA viral, tendo como molde as moléculas de RNA viral. Esse DNA viral é transportado para o núcleo e integrado, graças à ação de uma integrase viral, ao DNA cromossomal do linfócito. Os genes virais são então transcritos normalmente, pela maquinaria da célula infectada e são produzidos RNAs virais. Alguns deles se tornam o genoma das partículas virais que serão produzidas e outros são traduzidos em proteínas virais (essa síntese proteica também ocorre normalmente, com o uso da maquinaria celular). Enfim, os componentes virais interagem e as partículas virais montadas brotam. Fonte: NIAID.

 

Em geral, os sintomas da infecção pelo HIV são a imunodeficiência (caracterizada pelas infecções oportunistas), febre, sudorese noturna, perda de apetite, perda de peso, cansaço e diarreia. É comum que os acometidos apresentem um tipo de tumor de pele chamado sarcoma de kaposi.

 

A AIDS é o estágio mais avançado da infecção pelo HIV, em que o número de linfócitos T CD4⁺ cai para 200 por mm³ de sangue. A infecção é caracterizada por três fases, e pode durar vários anos:

 

Fase aguda assintomática: É o início. Os números de linfócitos T CD4⁺ no sangue estão elevados, e o número de vírus aumenta e decresce rápida e bruscamente. Decresce pois os vírus entram em estado latente.

 

Fase crônica assintomática: O número de linfócitos T CD4⁺ decresce ao longo dos anos, ao passo que o número de vírus aumenta. Essa é a fase mais longa.

 

Fase aguda sintomática: É a AIDS propriamente dita. O número de partículas virais no sangue está bastante elevado, enquanto o número de linfócitos T CD4⁺ cai para 200 por mm³ de sangue.

 

Evolução da infecção pelo HIV. No gráfico de cima é mostrado o aumento de variação nos genomas das partículas virais que circulam no indivíduo infectado e os nomes das variantes dominantes. No gráfico de baixo, a linha vermelha mostra a evolução da carga viral e a azul, as quantidades de linfócitos T CD4⁺ ao longo do tempo. De acordo com https://www.mdpi.com/1999-4915/4/10/1984/htm.

 

A AIDS é uma doença ainda sem cura e uma das principais causas disso é o fato de que o vírus HIV apresenta muita variabilidade por sofrer muitas mutações em seu material genético. A prevenção se dá principalmente com o uso de preservativos durante as relações sexuais ou abster-se delas. Além disso é importante testar adequadamente o sangue utilizado nas transfusões. O tratamento pode ser feito com o uso de drogas antivirais (como por exemplo, inibidores de transcriptase reversa, como o AZT – zidovudine), que no caso da AIDS, infelizmente, devido ao uso repetitivo, tendem a selecionar as formas resistentes do vírus. Sendo assim, a melhor opção é o uso de um coquetel de drogas antivirais. Todavia, também se sabe que o uso dos coquetéis pode promover o surgimento de efeitos colaterais, como náuseas, inflamações e diminuição dos números de eritrócitos e leucócitos do sangue.

 

 

 

O SARSCov2 e a COVID19:

 

O SARSCoV2 é um coronavírus, um vírus de RNA e envelopado, transmitido primordialmente através de gotículas contendo partículas virais que viajam pelo ar e são inaladas. SARS é a abreviação de Severe Acute Respiratory Syndrome (síndrome respiratória aguda e grave) e Cov2, coronavírus 2, pois antes desse, em 2002/2003, já houve uma epidemia de SARS causada por outro coronavírus ao qual esse se assemelha. Também houve outra epidemia relevante em 2012/2013 causada por outro coronavírus, cuja síndrome foi chamada de MERS (middle east respiratory syndrome).

 

Estrutura do SARSCov2, causador da COVID19. Imagem: The Economist.

 

A COVID19 é uma doença altamente contagiosa, especialmente quando as pessoas estão aglomeradas e ainda pior quando se encontram em ambientes com má ventilação natural ou fechados, como por exemplo, veículos de transporte público cheios e com as janelas fechadas, ou ambientes de trabalho com muitas pessoas e também mal ventilados. Nessas situações é mais fácil que as gotículas contendo partículas virais se espalhem e sejam inaladas pelas pessoas. Por isso as formas mais eficazes de prevenção são baseadas em evitar as aglomerações de pessoas, usar máscaras, lavar as mãos com água e sabão e evitar passar as mãos no rosto.

 

Local pouco ventilado e aglomerado, propício à contaminação por SARSCov2. Imagem: Wired.

 

O SARSCov2 se liga nas células alvo na proteína receptora chamada enzima conversora de angiotensina 2 – ACE-2 (angiotensin converting enzyme 2), componente do sistema renina-angiotensina e que age na regulação da pressão sanguínea. É uma proteína expressa em diversos tecidos e órgãos, como os pulmões, rins e vasos sanguíneos, logo, os vírus podem infectar diversos órgãos, inclusive, podendo causar até dano cerebral. É uma infecção sistêmica.

 

Dentre os principais sintomas da COVID19 podemos citar a febre, tosse seca, dores de garganta, fadiga e dificuldade para respirar. Além desses, ainda há outros, menos frequentes, como as diarreias e as lesões na pele. Caso apresente dificuldades para respirar, junto com a febre e a tosse, é recomendado procurar atendimento médico. ~80 % dos acometidos se recuperam sem precisar de cuidados hospitalares e a taxa de letalidade é estimada em aproximadamente 0,5-1,0 %.  Apesar de a taxa de letalidade ser baixa, os números de óbitos são altos, pois a doença é muito contagiosa (quanto maior o número de infectados, maior o número de óbitos). Há também alguns fatores que predispõem o indivíduo acometido ao óbito, como a idade avançada, obesidade, doenças cardíacas, problemas pulmonares e diabetes.

 

Imagem: Revista Pesquisa Fapesp.

https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/redacao/2020/10/05/o-enigma-da-letalidade.htm

 

Dentre as causas de letalidade estão a destruição da parede dos alvéolos pulmonares com a consequente entrada de muco, que prejudica as trocas gasosas, e a formação de coágulos nos vasos sanguíneos, que dificulta o transporte de nutrientes e gases respiratórios. Ambos resultados de reações inflamatórias.

 

 

No tocante ao tratamento, ainda não existe medicamento com ação antiviral comprovadamente eficaz. O que se faz é gerenciar os sintomas da infecção. Por exemplo, administrar medicamentos como o paracetamol para aliviar as febres e as dores e, talvez, anticoagulantes para lidar com os coágulos.

 

Há vacinas disponíveis para prevenir a COVID19 e as suas formas graves e essa, associada às formas de prevenção, parece ser a melhor alternativa para combater essa doença.

 

OUTROS PARASITAS ACELULARES

 

VIRÓIDES: Moléculas de RNA de cadeia simples e circulares que infectam células de plantas. Não produzem proteínas.

 

Estrutura do viroide PSTV (potato spindle tuber viroid). Imagem: wikipedia.

 

VIRUSÓIDES: Praticamente iguais aos viróides, exceto pelo fato de que só se multiplicam se a célula estiver sendo infectada simultaneamente por determinados tipos de vírus.

 

PRÍONS: Proteinaceous Infectious Particles – partículas proteicas infecciosas. Proteína outrora normal, mas cujo gene sofreu uma mutação e tornou-se um príon, capaz de transformar outras proteínas, as correspondentes normais dela, em príons. O problema com os príons é que estas proteínas não sofrem digestão no aparelho digestório, e penetram intactas na circulação sanguínea. A partir daí começam a se acumular nos neurônios, transformando proteínas normais em príons e causando a morte destas células. Os príons são os responsáveis pelas doenças chamadas encefalopatias espongiformes, dentre as quais, a mais comum é a doença da vaca louca.

 

 

Esquerda: representação tridimensional de uma proteína no estado de príon. Direita: proteína normal.

Imagem: http://www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1441&sid=9

 

Referências:

 

Livros de biologia do ensino médio da Sônia Lopes e Amabis, várias entradas sobre o assunto na Wikipedia, Britannica e nos links das imagens.