Após conhecer a importância dos estudos limnológicos e a composição da flora e da fauna, vamos aprender que estes organismos podem ser utilizados como indicadores da qualidade da água doce no ambiente natural.
A industrialização foi a base da produção mundial nos últimos dois séculos.
Como consequência da produção industrial, a disponibilidade de uma gama de produtos químicos potencialmente tóxicos e a geração de resíduos em grande volume se tornaram significativamente prejudiciais ao ambiente.
As atividades industriais e agrícolas distribuem-se principalmente em locais próximos a rios e regiões litorâneas e trazem consigo um considerável aumento na densidade populacional. Juntos, os efluentes e resíduos urbanos, agrícolas e industriais, vêm causando grande poluição e riscos para os cursos d’água. O ambiente aquático, entretanto, não é um compartimento de diluição infinita da poluição que nele é despejada e como outros ambientes apresenta grande diversidade biológica, além da importância para a própria população humana. (ZAGATTO, 2006)
Muitos dos efluentes lançados aos ambientes aquáticos são altamente complexos físico quimicamente e geram uma variedade de agentes químicos e efeitos biológicos. As análises tradicionais dos contaminantes não são eficientes na caracterização de seus efeitos na biota e avaliação dos riscos ambientais, sendo que a estratégia mais adequada é o uso integrado de análises físicas, químicas e ecotoxicológicas. (MOZETO & ZAGATTO, 2006)
Os primeiros testes de toxicidade foram realizados ainda no século XIX, mas somente no decorrer do século seguinte foram utilizados organismos aquáticos para este fim. Vários dos estudos mencionam o uso de peixes como indicadores de contaminação de ambientes aquáticos, com especial destaque para as espécies mais sensíveis e de importância econômica. (ZAGATTO, 2006)
36 Atualmente, a toxicidade de agentes químicos no meio hídrico é avaliada por meio de ensaios ecotoxicológicos com organismos representativos da coluna d’água e dos sedimentos do ambiente aquático. O uso de parâmetros biológicos para estimar a qualidade da água se baseia na resposta dos organismos em relação às condições deste meio. (BUSS et al., 2003)
Estes procedimentos permitem o estabelecimento de limites permissíveis de várias substâncias químicas, além de avaliar o impacto momentâneo que os poluentes causam à biota dos corpos hídricos. Os ensaios desenvolvidos em laboratório podem ser de toxicidade aguda ou crônica, sendo possível assim a avaliação de efeitos severos e rápidos sobre os organismos expostos, levando-os à morte, ou de efeitos mais sutis sobre estes organismos, gerando distúrbios fisiológicos e comportamentais.
(ARAGÃO & ARAÚJO, 2006)
Alguns fatores podem afetar os resultados dos ensaios ecotoxicológicos com organismos aquáticos. Esses fatores podem ser bióticos, relacionados a estágio de vida, tamanho, idade e estado nutricional dos organismos, ou abióticos, que incluem pH, oxigênio dissolvido, temperatura e dureza da água. Estes fatores devem ser, portanto, monitorados ao longo da execução destes testes. (ARAGÃO & ARAÚJO, 2006)
A Ecotoxicologia é a ciência que tem como base o estudo dos efeitos dos agentes físicos, químicos e biológicos sobre os organismos vivos, particularmente sobre populações e comunidades em seus ecossistemas, incluindo as formas de transporte, distribuição, transformação, interações e destino final desses agentes nos diferentes compartimentos do ambiente.
As alterações na biodiversidade são, portanto, consequências de dois fatores principais:
Maior disponibilidade de nitrogênio e carbono
Mudança do ambiente natural dos rios de aeróbios para anaeróbios, ou seja, menor disponibilidade de oxigênio.
Em estudos limnológicos de Ecotoxicologia, importantes como indicadores da qualidade da água de rios, riachos, lagos e lagoas, o peixe paulistinha Danio rerio tem sido utilizado como modelo experimental por apresentar-se como um organismo teste
37 de fácil adaptação em laboratório, por ter uma reprodução contínua e número de ovos suficiente para os testes propostos.
Conhecer os aspectos básicos de um ambiente e os organismos que o compõem é de grande importância para estudos de preservação e impacto ambiental.
10 APLICAÇÕES DA BIOLOGIA CELULAR – CITOPATOLOGIA
Na aula de hoje, abordaremos a importância de conhecermos a estrutura de uma célula e sua aplicação na área médica.
Hoje em dia nós podemos obter informações importantes a respeito da saúde de um indivíduo analisando alguns aspectos de suas células. Este exame, que tem por finalidade a análise da morfologia de uma célula, recebe o nome de citopatologia ou citodiagnóstico.
Este exame simples e de baixo custo para os serviços de saúde ganhou destaque após um médico italiano, chamado Papanicolau, utilizá-lo na detecção de um dos maiores problemas de saúde pública, o câncer do colo de útero. É importante ressaltar que a citopatologia é empregada em várias áreas da saúde humana e animal.
A citopatologia pode ser dividida em dois tipos:
Esfoliativa, onde a célula é coletada através de raspagem;
Aspirativa, na qual é feita por punção, ou seja, aspiração das células, como uma coleta de sangue, por exemplo. Durante a análise da célula sob o microscópio, o observador analisará:
1) Tamanho da célula – Dependendo do órgão, as células apresentam tamanho e forma bem definidos. Qualquer alteração neste item pode ser indicativa de alguma doença. Mas não se preocupe em querer saber a forma das células agora! Este tópico será abordado em outras disciplinas.
2) Proporção entre o núcleo e o citoplasma – De um modo geral, as células apresentam uma área maior de citoplasma comparado ao núcleo. Dizemos que esta
38 proporção é de 9:1, ou seja, 9 partes de citoplasma para 1 de núcleo. Quando observamos uma célula com um núcleo enorme, pode estar ocorrendo, por exemplo, uma infecção viral.
3) Número de núcleos – Com exceção de algumas células do nosso corpo (como as células do fígado e dos músculos) a maioria das células apresenta um núcleo apenas.
Portanto, quando é vista uma célula com mais de um núcleo, pode ser sugestivo de alguma doença.
4) Coloração – Para podermos estudar as células ao microscópio, antes temos que corá-las. Para cada situação existe um tipo de corante específico. Mas a célula normal exibe um padrão uniforme de cor. Toda vez, que uma parte da célula estiver mais corada do que outra algo de errado está ocorrendo.
Estes quatro itens devem ser analisados em conjunto com os sintomas que o paciente apresenta e confrontados com outros exames, caso necessário, para o fechamento de um diagnóstico. Observe as figuras 1 e 2 abaixo:
Figura 1 – Citologia vaginal normal. Observa-se o padrão na forma das células. A célula (A) apresenta contornos mais retos, em comparação com a célula (B) que apresenta contornos ovalados. A célula (C) apresenta outro padrão, não tão facilmente encontrado, mas normalmente, em forma de “barco” e, é chamada célula navicular. Outros aspectos a serem levados em conta é a proporção 9:1 (citoplasma:
núcleo) e a quantidade de núcleos em cada célula. (imagem cortesia Prof. Maurício Pereira Gouvinhas)
39 Figura 2 – Citologia vaginal anormal. A célula (A) apresenta um padrão diferente de coloração; algumas partes de seu citoplasma estão mais coradas do que outras. A célula (B) apresenta seu núcleo aumentado de tamanho. (imagem cortesia Prof.
Maurício Pereira Gouvinhas)
Podemos concluir que a citopatologia é um instrumento importante para assegurar que a célula se encontra em seu estado normal. E que a análise de características básicas, como a morfologia celular, é tão eficaz quanto exames mais modernos.
11 APLICAÇÕES DA HISTOLOGIA – BIÓPSIA
Dando continuidade à nossa unidade, vamos abordar a utilidade da histologia para a saúde. Como visto anteriormente, histologia é uma ciência que estuda um conjunto de células com morfologia semelhante e que desempenham basicamente a mesma função.
Um conceito importante deve estar claro na sua mente! Assim como foi visto na última aula, a análise da célula pode mostrar muito do que está acontecendo com ela em um dado momento. E esse é o nosso assunto de hoje.
O exame que nos permite estudar como as células em um determinado tecido estavam se comportando em seu microambiente é denominado biópsia (gr. Bios = vida; psias = ver). Um exemplo clássico para entendermos a aplicação da biópsia é para sabermos se um tumor é benigno ou maligno.
40 Uma definição simples para biópsia é a retirada de um fragmento de tecido vivo para análise. Tem como objetivo o diagnóstico de doenças, cura e controle de cura.
Existem três tipos de biópsia: incisional, excisional e aspirativa.
Biópsia Incisional – Indicada para lesões grandes onde apenas um fragmento da lesão é retirado para análise. Observe a figura 1.
Figura 1 – Biópsia incisio – nal da próstata evidenciando o aumento do número de células (pontos em azul). Imagem cortesia do Prof. Maurício Pereira Gouvinhas.
Biópsia Excisional – Indicada para lesões pequenas, onde a lesão é retirada como um todo. Um bom exemplo é a retirada de uma verruga.
Biópsia Aspirativa – Indicada para tecidos ou lesões líquidas. Se você acha que nunca fez uma biópsia, está enganado. Quando você vai coletar sangue para fazer um hemograma, por exemplo, você está fazendo uma biópsia, o sangue é o único tecido líquido do organismo. A biópsia aspirativa também se aplica em abcessos, ou seja, uma massa de tecido com conteúdo líquido ou purulento.
Como podemos perceber, através de um pequeno pedaço de uma área afetada, podemos diagnosticar e descobrir doenças. A biópsia é uma ferramenta fundamental de auxílio da medicina.
12 APLICAÇÕES DA HISTOLOGIA – NECROPSIA
Dando continuidade à aula sobre as aplicações da Histologia, hoje vamos abordar um assunto de extrema importância para o diagnóstico médico. É bem verdade que a maioria das pessoas não vê esse procedimento com bons olhos! Mas tenho certeza de que você entenderá a necessidade de sua aplicação.
Quando o estudo do corpo humano começou com o anatomista Bichat em meados do século XIX, era terminantemente proibido o uso de cadáveres para fins didáticos. Então esses devotos pesquisadores tinham que realizar seus estudos escondidos. Imaginem se o estudo sobre o corpo humano não tivesse acontecido! A medicina ainda estaria caminhando.
Hoje em dia várias séries de televisão mostram a importância da necropsia para a medicina e para a justiça também. Então, podemos definir a necropsia como um procedimento de retirada de um fragmento de tecido morto, que tem por finalidade
41 descobrir a causa mortis, ou seja, por que e o que levou uma pessoa (ou animal) a morte. A necropsia pode ser dividida em duas: a necropsia médico científico e a necropsia médico legal. Embora o procedimento seja o mesmo em ambos os casos, existem diferenças marcantes.
Necropsia Médico Científico – É realizada em pessoas que tiveram morte assistida, ou seja, que sofriam de uma determinada doença e que a mesma poderia lhe tirar a vida, ou em pessoas que se submetem a um procedimento cirúrgico e acabam falecendo durante a operação. Neste caso, a necropsia será feita no chamado SVO (Sistema de Verificação de Óbito), do próprio hospital e é obrigatória a autorização da família.
Necropsia Médico Legal – Neste tipo de procedimento existe um contexto jurídico, pois é realizada em pessoas que tiveram morte violenta (suicídio, homicídio, acidentes automobilísticos ou de trabalho). É realizada no IML (Instituto Médico Legal) e é compulsória, ou seja, obrigatória em todos os casos.
Procedimento – Existe toda uma metodologia para se fazer uma necropsia. Tudo o que o examinador achar é gravado e registrado. Primeiro começa a análise externa do corpo. Ele é medido, pesado e quaisquer alterações na pele (tatuagens, arranhões ou fraturas) são anotadas.
O próximo passo é análise do crânio, do cérebro e por último as cavidades torácica e abdominal. Órgãos como cérebro, coração, pulmão, fígado, rim e baço são retirados, pesados e analisados em relação a sua cor, forma e consistência. Em caso de suspeita, um fragmento do órgão é retirado para análise patológica (sob o microscópio). Para finalizar, os órgãos são colocados em seus lugares anatômicos, o corpo é suturado e o diagnóstico é feito a posteriori.
Talvez o que mais choque você é o fato de que quando temos um natimorto, a necropsia só poderá ser realizada se o bebê pesar mais do que 500 gramas, caso contrário ele é descartado como sendo peça anatômica e não poderá nem ser enterrado. Essa é a nossa lei, fica aqui um tema para ser analisado!
Devemos encarar tais procedimentos com olhos científicos e não com olhos
“humanos”. Ao longo do curso você terá a oportunidade de se fascinar com o estudo
42 do corpo, seja do homem, de um inseto ou mesmo uma planta, todos têm uma máquina perfeita para ser explorada!
13 APLICAÇÕES DA MICROBIOLOGIA – COLORAÇÃO DE GRAM
A microbiologia é a ciência que estuda as “temíveis” bactérias, organismos simples, microscópicos, formados por apenas uma célula. Aqui eu já deixo uma pergunta: Se as bactérias são organismos tão simples, como conseguem causar tanto estrago em nosso organismo?
Antes, vale lembrar que já houve uma época em que nem tínhamos a noção de que as bactérias existiam. Elas foram observadas pela primeira vez, em 1833, por Antony van Leeuwenhoek. Através de uma técnica de coloração denominada coloração de Gram, podemos diferenciar as bactérias em duas cores: roxas ou gram-positivas e rosas ou gram-negativas. Ao final de 1800, Christian Gram observou que algumas bactérias eram coradas com uma solução de iodo e que o mesmo não era retirado quando lavado em álcool; outras bactérias perdiam a coloração com iodo e tinham que ser contra coradas para sua visualização. Essa técnica nos permite agrupar as bactérias como sendo patogênicas (gram-negativas) e não patogênicas (gram-positivas).
A diferenciação na cor (roxa ou rosa) depende das propriedades físicas da parede celular. As bactérias, sendo organismos procariotos, apresentam além da membrana celular uma camada extra de membrana denominada parede celular.
As bactérias Gram-positivas têm parede celular grossa, densa e relativamente não porosa, por isso retêm o corante, não permitindo que seja lavado quando aplicado o álcool.
A figura 1, representa uma biopsia de pulmão evidenciando a presença de bactérias Gram-negativas causadoras da tuberculose. As bactérias têm forma de bastão e são denominadas de bacilos.
43 Figura 1 - Biopsia de pulmão evidenciando a presença de bactérias Gram-negativas.
Imagem cortesia do Prof. Maurício Pereira Gouvinhas.
Quando dizemos que uma bactéria é patogênica, significa que ela tem uma capacidade maior de multiplicação e produz, com frequência, substâncias que destroem os tecidos sadios, além de ter uma resistência maior aos antibióticos.
Outro detalhe que deve ser levado em conta quando se classificam as bactérias em positivas ou negativas é que, por exemplo, se uma bactéria Gram-positiva tiver sua estrutura danificada pelas nossas células de defesa ou se, antes da realização da coloração de Gram, o paciente já tiver em tratamento com antibióticos, a coloração pode ser alterada de Gram-positiva para Gram-negativa; isso pode gerar um resultado falso-positivo e prejudicar o método de escolha do antibiótico.
Portanto, a coloração de Gram não só ajuda a diferenciar as bactérias patogênicas das não patogênicas, mas auxilia também na escolha do antibiótico. Na próxima aula, veremos como é feito o exame para determinar o melhor antibiótico contra esses “inimigos invisíveis”.
14 APLICAÇÃO DA MICROBIOLOGIA – ANTI-BIOGRAMA
Como vimos na última aula sobre Coloração de Gram, a classificação das bactérias é importante, mas o mais importante é saber como controlar uma infecção!
Nossa aula de hoje vamos abordar como é feito um teste para a escolha de um antibiótico.
O uso sem controle de um antibiótico pode ser um ato suicida. Sem exageros, a utilização sem prescrição e acompanhamento médico pode piorar a situação no
44 curso de uma determinada infecção. As bactérias, sendo organismos simples, conseguem se adaptar muito mais rápido às condições do meio em que vivem.
Quando você faz uso de um antibiótico, o esperado é que este consiga quebrar alguma defesa da bactéria para que seu organismo consiga eliminá-la. Quando o antibiótico não é eficiente, a bactéria consegue “alterar” seu material genético, ficando mais forte. Essa alteração vai ser passada para as próximas gerações, formando assim, bactérias resistentes àquele determinado antibiótico. Então, como é possível escolher um antibiótico que seja capaz de neutralizar a bactéria e que tenha menos chances de resistência?
Para responder a esta pergunta vamos apresentar o antibiograma. Este exame nos permite saber quais antibióticos são realmente eficazes contra uma bactéria.
Vejamos: O primeiro passo é colher uma amostra da bactéria (pode ser de uma ferida, secreção, de algum objeto contaminado). Essa bactéria é colocada em um meio de cultura, ou seja, um local que tenha nutrientes para que a bactéria consiga sobreviver. Mas com tantas bactérias e antibióticos como vamos encontrar um que seja eficiente? Boa pergunta! Quando o médico examina um paciente, ele já tem ideia de qual bactéria ou qual família de bactérias está causando a infecção, e com essa informação, é pedido um antibiograma com antibióticos conhecidos para aquela família em específico. Agora nós vamos precisar de outro meio de cultura e, a esse meio, vamos colocar pequenos discos de papel-filtro embebidos nos possíveis antibióticos. (veja a ilustração a seguir).
45 O círculo maior representa a placa de vidro com meio de cultura contendo as bactérias. Cada círculo colorido representa o disco de papel contendo o antibiótico a ser testado. A placa de vidro será colocada em uma estufa aquecida a 47°C para que as bactérias possam crescer.
Após um período de 48 horas, a placa é retirada da estufa e analisada. Em um meio de cultura sem os discos de antibiótico é esperado que as bactérias se multipliquem por toda a placa. Neste caso, como estamos testando a ação de um antibiótico, aquele que é mais eficaz não deixará que as bactérias se multipliquem ao seu redor.
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No esquema acima, podemos observar que houve um crescimento bacteriano ao redor dos discos amarelo e azul, isso quer dizer que esses dois tipos de antibióticos não são eficientes contra a bactéria em questão. Agora compare o resultado do disco rosa, não houve crescimento ao redor, isto significa que este antibiótico é ideal para combater a infecção.
Este exame deveria ser obrigatório sempre antes do médico prescrever o antibiótico, o que não acontece na prática. Sem o antibiograma pode se deixar uma margem para que a bactéria crie resistência, caso isso ocorra um novo antibiótico mais forte terá que ser receitado.
Portanto, podemos evitar erros usando um exame simples e de baixo custo. O único inconveniente são os dois dias de espera que, dependendo do caso, pode ser um tempo precioso no combate contra esses organismos.
46 Após esta aula, reflita sobre o uso de remédios sem a devida prescrição médica, principalmente os antibióticos.
15 APLICAÇÕES DA EMBRIOLOGIA – FERTILIZAÇÃO IN VITRO
A embriologia, é a ciência que, por definição, é o estudo do embrião, mas que não estuda apenas o embrião. Estuda também todos os eventos que envolvem desde a formação das células sexuais até o nascimento.
De fato, a embriologia é uma das ciências básicas que tem a maior importância na aplicação clínica tanto do homem quanto animal. Foi graças ao estudo da embriologia que áreas como ginecologia, neonatologia, pediatria e reprodução humana e animal, tiveram os maiores avanços em conhecimento.
As causas de infertilidade são várias e atingem vários casais que, na maioria das vezes, só descobrem que têm algum problema quando as tentativas para gerar um novo ser não dão resultados. MARIANI, em 1983, apontou que 8 a 12% dos casais são inférteis.
Frente a esse problema, em 1978, nasceu o primeiro bebê de proveta. Foi utilizada a técnica de fertilização in vitro (FIV). Hoje em dia, não só essa técnica foi aprimorada, mas outras também foram desenvolvidas (Transferência de Embrião, TE;
Transferência Intrafalopiana de Gameta, TIFG; Injeção Intracitoplasmática de Espermatozoides, IICE).
No interior dos ovários, existem estruturas que abrigam os ovócitos (células sexuais) denominadas folículos, estes, ao longo do ciclo sexual da mulher, vão amadurecendo para dar origem ao folículo maduro, o qual 14 dias antes do término do ciclo, deverá expelir o ovócito para que este seja fecundado pelo espermatozoide.
Depois de fecundado, o agora chamado ovo ou zigoto, percorre a tuba uterina em direção ao útero para se fixar em sua parede e se desenvolver.
Pesquisas têm demonstrado que, aproximadamente, 30% dos casos de infertilidade são devidos a fatores ovulatórios e 20% a fatores uterinos e/ou tubários.
Pesquisas têm demonstrado que, aproximadamente, 30% dos casos de infertilidade são devidos a fatores ovulatórios e 20% a fatores uterinos e/ou tubários.