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Por que hemácias de mamíferos não possuem núcleo?

27 de Novembro de 2018

Você sabia que as hemácias dos mamíferos não têm núcleo por conta de uma vantagem evolutiva? Um estudo recente demonstrou que a ausência do núcleo facilita o transporte do oxigênio. Entenda!

As hemácias são células encontradas no sangue de mamíferos e demais animais vertebrados. Também conhecidas como eritrócitos ou glóbulos vermelhos, as hemácias possuem a importante função de transportar oxigênio e gás carbônico aos tecidos dos organismos.

As hemácias são células bicôncavas anucleadas com cerca de 0,007 mm de diâmetro. Imagem: Volodymyr Horbovyy | Shutterstock.

Você já deve ter ouvido falar que as hemácias de mamíferos são estruturas evolutivamente diferentes das demais, uma vez que perdem seus núcleos durante o desenvolvimento. Mas você sabe como e por que isto acontece? De que forma o núcleo das hemácias é perdido, e por que este processo é importante para os mamíferos?

Os mamíferos são organismos homeotérmicos, ou seja, mantêm seu corpo constantemente aquecido (a uma temperatura média de 37 ºC). Manter essa temperatura constante exige um grande gasto energético, o que significa que uma maior concentração de oxigênio precisa ser transportada entre os tecidos.

Dessa forma, a perda do núcleo em mamíferos trouxe uma vantagem evolutiva a estes animais. Nas hemácias de animais não mamíferos, o núcleo ocupa um grande espaço celular, e este espaço, em hemácias de mamíferos, pode ser ocupado por uma maior quantidade de moléculas de oxigênio. Além disso, hemácias anucleadas – que perderam seus núcleos – são mais leves e, portanto, mais rápidas. Alguns pesquisadores afirmam, ainda, que a perda do núcleo resultou em uma maior flexibilidade às hemácias, facilitando sua movimentação através de pequenos vasos sanguíneos.

Agora que você já compreendeu de que forma a perda do núcleo trouxe uma vantagem evolutiva às hemácias dos mamíferos, que tal compreender os processos que levam à anucleação destas células?

Após sofrerem sucessivas mitoses durante a fase de proliferação, as hemácias entram na fase de diferenciação e enucleação, onde sofrem diversas modificações e terminam por perderem seus núcleos. Imagem modificada e traduzida de: Ji et al., 2011, Trends in Cell Biology.

Como não possuem núcleo, as hemácias de mamíferos possuem um tempo de vida muito curto – cerca de 120 dias em humanos. Por isso, estas precisam ser constantemente produzidas a partir das células-tronco hematopoiéticas, através do processo de hematopoiese.

A hematopoiese de hemácias pode ser dividida em duas fases: uma fase inicial, de proliferação celular, e uma fase secundária, de diferenciação e enucleação celular. Durante a fase de proliferação, as hemácias – que neste momento ainda possuem núcleo e por isso são chamadas de pró-eritroblastos – recebem sinais celulares e são induzidas a se expandirem e dividirem através da mitose.

Após dividirem-se em números suficientes, novos sinais celulares indicam aos pró-eritroblastos sobre sua entrada na segunda fase, a fase de diferenciação e enucleação celular. A partir de então, os pró-eritroblastos começam a acumular hemoglobina e outras proteínas importantes para a agregação de oxigênio, ao mesmo tempo em que iniciam a condensação de seus cromossomos e, consequentemente, de seus núcleos.

Quando chegam a um estado de condensação extremo, os núcleos são transportados a uma das extremidades das células, até que são expulsos. Durante a fase de diferenciação ocorrem outras mudanças nas células, dentre elas a perda de mitocôndrias e a redução no número de ribossomos. Ao final do processo, o núcleo é exocitado do pró-eritroblasto, que passa então a ser denominado de eritroblasto ou hemácia.

Após dividirem-se e diferenciarem-se, os pró-eritroblastos sofrem o processo de enucleação, através do qual perdem seus núcleos e passam a ser chamados de hemácias ou eritroblastos. Imagem modificada e traduzida de: Nunomura & Sawada 2012, Haematologica.

Os núcleos exocitados dos pró-eritroblastos são detectados e degradados por outras moléculas – os macrófagos, evitando, assim, que estes se acumulem em nosso organismo.

Este é apenas mais um maravilhoso processo observado na biologia das células, extremamente controlado e que possibilitou a evolução de seres humanos e demais mamíferos!

Fonte: National Center for Biotechnology Information (NCBI).


 

Este assunto pode aparecer na sua prova de Biologia do ENEM e demais vestibulares. Veja abaixo uma questão sobre este assunto que caiu na prova da UFMG de 2013.

A eritropoetina (Epo) é um hormônio sintetizado principalmente pelos rins, com função de estimular a produção de hemácias e de hemoglobina. A administração endovenosa de Epo é uma das formas conhecidas de doping em competições esportivas em que há exigência de elevado aporte de oxigênio aos tecidos.

Observe a figura abaixo:

Com base nessa figura e em seus conhecimentos sobre o tema,

a) CITE o nome do órgão que é alvo primário da eritropoetina. JUSTIFIQUE sua resposta.

b) EXPLIQUE como o aporte elevado de O2 aos tecidos pode melhorar o desempenho físico.

c) O uso frequente da Epo artificial pode trazer diversos efeitos colaterais indesejáveis. CITE um desses efeitos.

Na figura abaixo estão representadas hemácias de mamíferos e de outros vertebrados.

Com base nessa figura e em seus conhecimentos sobre o tema,

d) JUSTIFIQUE a seguinte afirmativa: “Hemácias de mamíferos possuem maior capacidade de transporte de O2 quando comparadas às hemácias de outros vertebrados.

e) Tendo em vista a estrutura das hemácias de mamíferos, EXPLIQUE a importância da Epo para a homeostase desse grupo de vertebrados.

Respostas:

a) Ossos. O tecido hematopoiético da medula óssea vermelha é o responsável pela produção das células do sangue.

b) O desempenho físico depende da energia fornecida pela respiração celular aeróbica que utiliza o oxigênio durante a oxidação de substâncias orgânicas, como açúcares e gorduras.

c) Aumento da pressão arterial e aumento da viscosidade sanguínea.

d) As hemácias maduras dos mamíferos não apresentam núcleo ou organelas. Consequentemente, elas possuem maior capacidade de transporte de O2, quando comparados com as hemácias de outros vertebrados que apresentam núcleo e organelas.

e) Sendo anucleadas, as hemácias dos mamíferos não se dividem e envelhecem. A Epo garante a contínua produção de hemácias novas no tecido hematopoiético da medula óssea vermelha.  




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