Homeostase – O que é? Quais os tipos? – Passar No Enem

O termo homeostase significa “permanecer o mesmo” e caracteriza uma capacidade extremamente essencial do organismo vivo. De nada adiantaria organizar a composição química se não fosse possível manter constante essa organização. Assim, o estado homeostático é o de equilíbrio das mais diversas funções e composições químicas.

A manutenção da temperatura corporal talvez seja a manifestação mais conhecida da homeostase, embora nem todo ser vivo a tenha. Dessa forma, pode-se dizer que nem todos os seres vivos são homeotérmicos, mas todos eles são homeostáticos. Outras manifestações da homeostase são o controle do pulso, da pressão arterial, da taxa de açúcar no sangue, a eliminação de excretas etc.

Assim, os seres vivos mantêm seu meio interno notada-mente diferente do externo, ao mesmo tempo que trocam substâncias com este. Eles importam os alimentos para a produção de energia e exportam ao meio externo substâncias indesejáveis que prejudicam o autofuncionamento. Além disso, o organismo impede a saída de material útil e bloqueia a entrada daquilo que é nocivo. No nível celular, a membrana plasmática é a principal responsável por controlar a homeostase, visto que ela regula a passagem de substâncias e, consequentemente, a composição do meio interno da célula.

Metabolismo

Para manterem a homeostase, os seres vivos precisam realizar reações químicas. Alguns organismos, como plantas e algas, são capazes de absorver a energia emitida pelo Sol e transformá-la em energia química, acumulando-a em ligações covalentes de certos compostos químicos (basicamente açúcares). Tais organismos são denominados fototróficos (autótrofos fotossintetizantes) e seu processo de captação de energia é denominado fotossíntese. Essa energia química armazenada será utilizada pelo próprio organismo fotossintetizante para a realização de suas funções vitais, como síntese de substâncias diversas, transporte de nutrientes etc.

Outros organismos, denominados heterotróficos ou organotróficos, por serem incapazes de realizar processos como a fotossíntese, valem-se da energia química armazenada em compostos orgânicos em plantas, algas e outros heterótrofos para sobreviver. Essa energia é liberada dos nutrientes por meio de processos como a respiração e a fermentação.

Energia é fundamental para organismos vivos porque a síntese de moléculas das quais os seres vivos são constituídos requer energia. Além disso, precisa-se de energia para o transporte de substâncias entre o meio interno e o externo, para a realização de movimentos e para a manutenção de uma temperatura compatível com a realização de reações químicas vitais. Desse modo, torna-se necessário converter a energia química armazenada em vários compostos e em outras formas de energia, como energia mecânica, térmica, luminosa, elétrica e o que mais for vital ao organismo.

Dessa forma, denomina-se metabolismo (do grego metabole, “transformar”) o conjunto de processos químicos responsáveis pela transformação e utilização da matéria e de energia em seres vivos, podendo ser classificado como anabolismo ou catabolismo.

Anabolismo

As reações anabólicas (do grego ana, “erguer”) são reações de síntese de compostos com consumo de energia, sendo caracterizadas como endotérmicas ou endergônicas.

A + B + Energia —» AB

São exemplos desse processo a fotossíntese, a quimiossíntese e a síntese por desidratação.

As reações de síntese por desidratação, condensação ou polimerização são reações nas quais há liberação de água no processo. Por exemplo, ao sintetizar-se uma proteína a partir dos aminoácidos que a constituem, tem-se uma reação desse tipo:

Aminoácido 1 + Aminoácido 2 + … + Aminoácido n -» -» Proteína + H20

Catabolismo

As reações catabólicas (do grego cata, “para baixo”) são reações inversas às anabólicas, pois envolvem a quebra (degradação) de substâncias com liberação de energia no processo, dessa forma, são denominadas exotérmicas ou exergônicas.

AB -> A + B + Energia

São exemplos desse processo a respiração, a fermentação e a hidrólise.

As reações de hidrólise são reações de quebra de substâncias com consumo de água no processo. Por exemplo, ao quebrar-se uma proteína em seus aminoácidos constituintes, tem-se uma reação desse tipo:

Proteína + H20 _» Aminoácido 1 + Aminoácido 2 + … + Aminoácido n

O que marca a transição de vivo para morto?

Basicamente, o que marca essa transição é a perda do metabolismo e a consequente perda da capacidade de manter a homeostase. No caso do ser humano, a definição de morte é mais complicada, uma vez que se trata de um organismo pluricelular e nem todas as células morrem necessariamente ao mesmo tempo. Assim, é a morte cerebral que determina a morte do ser humano. Isso implica a morte de todas as estruturas do encéfalo, principalmente do bulbo, que é responsável pelo controle de funções vitais involuntárias, tais como respiração, ritmo cardíaco etc. Essa definição clínica de morte nem sempre foi empregada, uma vez que critérios como parada cardíaca e parada respiratória já foram mais utilizados para definir a morte. No entanto, o uso de aparelhos como desfibriladores para reversão de parada cardíaca e ventiladores artificiais para garantir a respiração de pacientes com parada respiratória possibilitou essa mudança nos parâmetros para vida e morte.

Características gerais dos seres vivos – Passar No Enem

Os seres vivos possuem composição química e organização totalmente diferentes de corpos brutos. No caso da matéria viva, apenas seis elementos químicos correspondem a cerca de 99% de todos os átomos presentes nos seres vivos. São eles carbono, hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. Observe na tabela a seguir a concentração desses elementos na natureza e na composição do ser humano.

Do ponto de vista da organização molecular, os seres vivos apresentam em sua composição, além de sais minerais típicos da matéria bruta, compostos não encontrados em corpos brutos e representados, basicamente, por macromoléculas. Essas partículas, denominadas moléculas orgânicas, são representadas pelos ácidos nucleicos, açúcares, proteínas e gorduras. Tais compostos apresentam obrigatoriamente átomos de carbono, normalmente ligados covalentemente ao hidrogênio, mas podendo, também, estarem acompanhados de oxigênio, nitrogênio, enxofre e fósforo, principalmente.

As moléculas orgânicas são bastante estáveis, uma vez que as ligações entre carbono e hidrogênio são, praticamente, apoiares (devido à diferença de eletronegatividade entre carbono e hidrogênio). Como será visto mais adiante, isso permite uma maior estabilidade de composição aos seres vivos.

Por outro lado, a tetravalência do carbono permite a formação de cadeias carbônicas que se ligam a variados e possíveis compostos orgânicos, o que proporciona uma grande versatilidade para as moléculas, as quais, por sua vez, relacionam-se às demais propriedades dos organismos vivos.

Durante muito tempo, acreditava-se que tais compostos só poderiam ser sintetizados por organismos vivos (o termo orgânico significa “derivado de seres vivos”). Segundo esse raciocínio, os organismos possuiriam um princípio ou força vital sem o qual era impossível essa síntese ser realizada. Essa ideia, popularizada pelos trabalhos de Jõns Jacob Berzelius, fazia da Biologia um campo à parte das demais ciências. Afinal de contas, era difícil pensar em termos científicos com um paradigma tão impreciso quanto o da força vital. Só em 1828, o químico alemão Friedrich Wõhler produziu, a partir de um composto inorgânico (o cianato de amônia), um composto orgânico (a ureia), derrubando o princípio da “força vital”.

Dessa forma, iniciou-se a produção de outros compostos orgânicos em laboratório. Os pesquisadores perceberam, assim, que a Química Orgânica e a Biologia não eram diferentes das outras Ciências da Natureza: os seres vivos obedecem às mesmas leis da Física e da Química que a natureza, por sua vez, obedece.

Mesmo ocorrendo fora dos organismos vivos, os compostos orgânicos tornaram-se sinônimos de presença de vida. Os ácidos nucleicos, por exemplo, respondem pelo controle de funções vitais como reprodução e metabolismo em todos os seres vivos, de maneira a ser inviável a ocorrência de vida na ausência dessas moléculas.

As moléculas orgânicas são, qualitativamente, os principais compostos químicos em seres vivos. Elas fornecem estabilidade à composição do ser vivo, armazenando energia e informações genéticas e possibilitando a capacidade de se reproduzirem. Apesar de sua importância, a água ainda é o composto mais abundante na matéria viva. Entretanto, a simples presença de compostos orgânicos e de água não é suficiente para caracterizar uma determinada estrutura como viva.

Sabe-se que a vida, além de ser difícil definir, é complicada, talvez impossível de ser reproduzida artificialmente.

Mesmo com a tecnologia de produção de moléculas orgânicas em laboratório, o ser humano ainda não conseguiu produzir células inteiras, nem sequer as mais simples, como as células bacterianas. Isso se deve a um motivo muito simples: o alto grau de organização das estruturas vivas se mostrou, até agora, impossível de ser duplicado sem que seja por meio de derivação de outro organismo vivo.

O que é vida? – Passar No Enem

Essa é, talvez, uma das perguntas mais antigas e difíceis já feitas, e para a qual são apresentadas, a seguir, algumas definições:

Vida é algo que metaboliza, isto é, usa os materiais de seu ambiente para se construir, fabricando, além disso, cópias de si mesmo.

François Jacob Instituto Pasteur, Paris, França.

Penso que vida é um sistema capaz de evoluir, de gerar o que for necessário para lograr esse fim, fundamental para a diversidade e complexidade maiores. Mas hipoteticamente é possível imaginar sistemas de computadores evoluindo, ou outras coisas, além de compostos de carbono.

Joshua Lederberg Universidade Rockefeller, Nova York, EUA.

A vida é um sistema informático que se reproduz e leva à diversidade. É a reprodução suficientemente fiel da informação para memorizar o que se acumulou durante a evolução e a reprodução suficientemente infiel para que haja mudanças, aumentando a diversidade.

Miroslav Radman Instituto Jacques Monod, Paris, França.

O físico austríaco Erwin Schrõdinger sugeriu que uma propriedade que define um sistema vivo é que ele se autoconstrói contra a tendência da natureza, na direção da desordem, ou da entropia. Já o químico Gerald Joyce define que a vida é um “sistema químico autossustentável, capaz de ser submetido a uma evolução darwiniana”. Por outro lado, a “definição cibernética” de Bernard Korzeniewski diz que a vida é uma rede de mecanismos de feedbacks.

Note que as definições são complexas e diversas, mas há alguns detalhes em comum: a capacidade de reprodução (“produção de cópias”) e a capacidade de adaptação ao meio graças à variabilidade, componente fundamental para a evolução orgânica.

Como definir a vida é um tarefa complicada, os organismos vivos são reconhecidos pelas suas características particulares. As principais dessas características, provavelmente, são a habilidade de se reproduzir utilizando informações próprias (genéticas) e a capacidade de transformar a matéria, existente no meio, em energia.