Questão 13 Unesp 2024 - 2ª fase
O gênero Conus inclui mais de 900 espécies de moluscos marinhos conhecidos como caramujos cone, cujos venenos estão entre os mais poderosos descritos até agora. Essa potência deve-se principalmente à ação coordenada de centenas de pequenos peptídeos bioativos, chamados conopeptídeos, que têm como alvo diferentes canais iônicos e receptores de membrana que, assim, interferem em processos fisiológicos cruciais. Cada espécie de caramujo cone produz um veneno único. Essa diversidade bioquímica, somada às inúmeras espécies de conopeptídeos contidos em seus venenos, resulta em um imenso potencial biotecnológico e terapêutico, ainda pouco explorado.
(Helena B. Fiorotti et al. Journal of Venomous Animals and Toxins including Tropical Diseases, 2023. Adaptado.)
a) Que tipo de simetria corporal os caramujos apresentam? Cite uma função da concha calcária nesses animais.
b) Suponha que conopeptídeos extraídos de caramujos marinhos sejam injetados no nervo motor de um camundongo. Que tipo de tecido, ligado a esse nervo motor, deixará de responder a estímulos do sistema nervoso central do camundongo? Por que após o bloqueio dos receptores de membrana dos neurônios motores do camundongo a propagação dos impulsos nervosos será impedida?
a) O filo Mollusca engloba animais como os gastrópodes (caracóis, caramujos e lesmas), os bivalves ou pelecípodes (mexilhões, mariscos, ostras etc.) e os cefalópodes (lulas, polvos, sépias e náutilos). Os moluscos são animais de corpo mole, sem segmentação corporal, celomados, protostômios e triblásticos, dotados de um pé musculoso, uma cabeça com órgãos sensoriais e uma região dorsal chamada de manto, que possui glândulas secretoras da concha, além de serem bilateralmente simétricos. Portanto, a simetria corporal que os caramujos (classe Gastropoda) apresentam é a simetria bilateral, característica da maioria dos filos animais, alocados dentro do clado Bilateria. Animais bilateralmente simétricos podem ser divididos em metades direita e esquerda por um único plano (plano mediano ou médio-sagital) que atravessa o eixo corporal (Figura 1).
Figura 1: caramujo do gênero Conus, mostrando o eixo ântero-posterior (linha pontilhada), o qual é atravessado por um único plano imaginário (plano médio-sagital), capaz de dividir o animal em duas metades iguais (simetria bilateral). Fonte: banco de imagem.
A maioria das espécies de moluscos possui uma concha, um exoesqueleto formado por carbonato de cálcio (CaCO3) que é secretado pelo manto (região dorsal do corpo). Além do calcário, a concha dos moluscos também é formada por conchina, uma proteína que estabiliza e une os cristais de carbonato de cálcio. Como funções da concha calcária dos moluscos, podem-se citar a proteção do corpo mole dos moluscos contra predadores e a proteção contra fatores externos abióticos, como a perda de água (no caso das espécies terrestres), variações de temperatura, variações de salinidade, radiação solar, entre outros.
b) O sistema nervoso é formado por células especializadas chamadas de neurônios (células nervosas), que constituem a unidade de funcionamento desse sistema, sendo responsáveis pela produção e propagação dos impulsos nervosos. Esses impulsos transportam informações entre os órgãos sensoriais e os centros de processamento do sistema nervoso, bem como entre esses centros e os órgãos efetuadores. Portanto, o sistema nervoso é o responsável pelo controle das funções fisiológicas do corpo, como a contração muscular e a liberação de hormônios e secreções exócrinas.
O sistema nervoso dos vertebrados pode ser dividido em duas partes: sistema nervoso central (SNC), formado pelo encéfalo e pela medula espinhal, correspondendo aos centros de processamento de informações do corpo; e o sistema nervoso periférico (SNP), formado por gânglios e nervos, cuja função é transportar informações entre o SNC e os órgãos sensoriais (receptores sensoriais espalhados pelo corpo) e efetuadores (músculos e glândulas).
Os nervos que transportam informações entre o SNC e os músculos são chamados de nervos motores (Figura 2), os quais se originam a partir do encéfalo ou da medula espinhal. Os nervos motores são os responsáveis por estimular a contração dos músculos estriados esqueléticos (ligados aos ossos) e dos músculos não-estriados (lisos), bem como por regular a frequência de contração do músculo estriado cardíaco (presente no coração). Portanto, caso conopeptídeos extraídos de caramujos marinhos sejam injetados no nervo motor de um camundongo, o tecido, ligado a esse nervo motor, que deixará de responder a estímulos do sistema nervoso central do camundongo será o tecido muscular.
Figura 2: nervo motor conduzindo impulsos nervoso em direção ao tecido muscular. A junção neuromuscular correponde à sinapse entre o neurônio motor e a fibra muscular. Fonte: banco de imagem.
A comunicação entre dois neurônios ou entre um neurônio e uma célula efetora é chamada de sinapse (Figura 3). A maioria das sinapses do corpo dos vertebrados é classificada como química, pois depende da liberação de neurotransmissores pelo neurônio pré-sináptico (localizado antes da sinapse), os quais induzem a despolarização da célula pós-sináptica (localizada após a sinapse). Os neurotransmissores são moléculas sinalizadoras que se ligam a receptores de membrana, presentes nas células efetuadoras, chamados de neurorreceptores.
Figura 3: representação da sinapse, região de comunicação entre neurônios. Fonte: banco de imagem.
Os neurônios motores respondem a estímulos dos centros de processamento do corpo, ou seja, a neurotransmissores liberados por neurônios do encéfalo e da medula espinhal. Esses neurotransmissores se ligam aos neurorreceptores da célula nervosa, o que resulta na abertura de canais de sódio dependentes de voltagem. Quando esses canais iônicos de sódio se abrem, o influxo de íons Na+ para dentro do neurônio, a favor do gradiente de concentração, provoca a despolarização da membrana plasmática, resultando em um novo potencial de ação (impulso nervoso) (Figura 4).
Figura 4: abertura dos canais de sódio dependentes de voltagem na membrana plasmática do axônio de um neurônio motor. A entrada de íons sódio leva à despolarização da membrana, de modo que o meio externo fica negativo e o meio interno, positivo, desencadenado o impulso nervoso. Fonte: Urry et al. (2017) Campbell Biology. Pearson Education, Inc.
Portanto, após o bloqueio dos receptores de membrana (neurorreceptores) dos neurônios motores do camundongo pelos conopeptídeos dos caramujos, a propagação dos impulsos nervosos será impedida devido à interferência na sinapse. Devido ao bloqueio dos neurorreceptores, nenhum impulso nervoso será gerado no neurônio motor e, portanto, nenhum sinal será enviado aos músculos do camundongo, resultando em paralisia da musculatura esquelética.
Além disso, caso também ocorra o bloqueio dos canais de sódio dependentes de voltagem, a propagação dos impulsos nervosos também será impedida, uma vez que não haverá o influxo de íons Na+ para o interior do axônio, inibindo a despolarização da membrana e, portanto, a geração de um potencial de ação.